Τεχνολογίες χρήσης ηλιακής ενέργειας σε κτίρια

Abstract

Ο ήλιος είναι μια τεράστια πηγή ενέργειας. Σε μία ώρα η ενέργεια που φτάνει από τον ήλιο στη γη θα μπορούσε να καλύψει τις παγκόσμιες ενεργειακές απαιτήσεις για ένα χρόνο, αν βέβαια μπορούσε να αξιοποιηθεί. Έτσι έχουν αναπτυχθεί τεχνολογίες με σκοπό την εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας σε ευρύ φάσμα εφαρμογών όπως για παράδειγμα η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η ξήρανση διαφόρων προϊόντων, η θέρμανση πισίνας, η παραγωγή ζεστού νερού καθώς και η θέρμανση χώρου. Στην συγκεκριμένη εργασία παρουσιάστηκε η εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή ζεστού νερού καθώς και για την θέρμανση χώρου χρησιμοποιώντας επίπεδους ηλιακούς συλλέκτες (Flat Plate Collectors) για μία μονοκατοικία η οποία με τα ίδια κατασκευαστικά χαρακτηριστικά, προσανατολισμού, «τοποθετήθηκε» στις έξι ηλιακές ζώνες και υπολογίστηκε το ποσοστό κάλυψης των αναγκών της. Στο πρώτο μέρος της εργασίας έγινε η θεωρητική προσέγγιση του θέματος. Ξεκινώντας από τον ήλιο η ηλιακή ακτινοβολία φτάνει έξω από τη γήινη ατμόσφαιρα και στη συνέχεια μετά από «φιλτραρίσματα» ένα μέρος της καταλήγει στην επιφάνεια της γης. Αυτό το ποσό της ηλιακής ακτινοβολίας καλείται να συλλέξει όσο το δυνατό αποτελεσματικότερα ο επίπεδος συλλέκτης. Στη συνέχεια περιγράφονται τα κατασκευαστικά στοιχεία του συλλέκτη και πως επηρεάζουν των βαθμό απόδοσης του. Στο δεύτερο μέρος έγινε το υπολογιστικό κομμάτι της εργασίας. Αρχικά υπολογίστηκαν οι θερμικές απώλειες για όλες τις ηλιακές ζώνες καθώς και η απαιτούμενη θερμότητα για την παραγωγή ζεστού νερού. Το ποσοστό κάλυψης των θερμικών φορτίων υπολογίστηκε με τη μέθοδο f . Οι υπολογισμοί έγιναν για διαφορετικές κλίσεις του συλλέκτη για κάθε ζώνη έτσι ώστε να επιλεγεί η κλίση του συλλέκτη με την μεγαλύτερη κάλυψη. Τέλος έγινε αναφορά στην αξιολόγηση της επένδυσης για κάθε πόλη με κριτήριο την Καθαρή Παρούσα Αξία.