Προσομοίωση συστημάτων και διατάξεων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά την μελέτη, ανάλυση και προσομοίωση συστημάτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας με τη χρήση λογισμικού προσομοίωσης. Αρχικά, πραγματοποιείται μία λεπτομερής παράθεση διαφόρων λογισμικών προσομοίωσης ενεργειακών συστημάτων του εμπορίου (και όχι μόνο), καταγράφοντας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του καθενός από αυτά. Στη συνέχεια, γίνεται σύγκριση μεταξύ αυτών, η οποία οδηγεί στην επιλογή του λογισμικού TRNSYS 18 ως το πρόγραμμα που θα χρησιμοποιηθεί για την ολοκλήρωση της παρούσας μελέτης. Το λογισμικό TRNSYS 18 αποτελεί ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο προσομοίωσης, δίνοντας πολλές δυνατότητες και ελευθερίες στον εκάστοτε χρήστη, ώστε να δημιουργήσει οποιοδήποτε σύστημα ή διάταξη επιθυμεί και να το παραμετροποιήσει ανάλογα με τις ανάγκες του. Για την καλύτερη κατανόηση και εξοικείωση, παρουσιάζεται εκτενώς το περιβάλλον του TRNSYS 18 και ειδικότερα οι βιβλιοθήκες, τα μοντέλα και οι τρόποι σύνδεσής τους, τα μενού και διάφορες άλλες δυνατότητες που παρέχει το πρόγραμμα. Το πρώτο ενεργειακό σύστημα που επιλέχθηκε να μελετηθεί και στη συνέχεια να προσομοιαστεί είναι ένα υβριδικό θερμικό σύστημα με σκοπό την κάλυψη των αναγκών σε ζεστό νερό χρήσης μιας οικίας στην περιοχή του Ελληνικού της Αθήνας. Αναλυτικότερα, το σύστημα αποτελείται από δύο υπο- συστήματα, ένα ηλιακό θερμικό υποσύστημα και ένα υποσύστημα βοηθητικής πηγής, τα οποία συνεργάζονται με τη χρήση ελεγκτών και συστημάτων αυτομάτου ελέγχου, ώστε να επιτευχθεί όσο το δυνατόν οικονομικότερη και ενεργειακά αποδοτική λειτουργία του συστήματος. Τέλος, πραγματοποιείται παρουσίαση αποτελεσμάτων προσομοίωσης για διάφορες συνθήκες, παραμέτρους και τύπους συλλεκτών (επίπεδος επιλεκτικός και σωλήνων κενού), γίνεται σχολιασμός τους και καταγράφονται συμπεράσματα σε σχέση με τη συμπεριφορά του συστήματος. Κλείνοντας, παρουσιάζεται και προσομοιώνεται μια νεότερη τεχνολογία ηλιακών θερμικών συστημάτων, οι συσκευές ολοκληρωμένου συλλέκτη – αποθήκευσης θερμού νερού (ICS). Και σε αυτήν την περίπτωση, αναλύεται εκτενώς ο τρόπος λειτουργίας του συστήματος, παρουσιάζονται αποτελέσματα για διάφορες συνθήκες λειτουργίας και εξάγονται συμπεράσματα.