Τα "αδύνατα" σημεία της ηλιακής ψύξης
Τα συστήματα ηλιακού κλιματισμού βασίζονται στην αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή ψύξης στο εσωτερικό της εγκατάστασης. Τα συστήματα που έχουν χρησιμοποιηθεί έως τώρα βασίζονται στην απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας μέσω συλλεκτών κενού, αέρος και επίπεδων συλλεκτών. Η αρχή λειτουργίας των εγκαταστάσεων ηλιακής ψύξης βασίζεται σε κλειστό ή ανοικτό ψυκτικό κύκλο. Τα συστήματα ηλιακής ψύξης κλειστού κύκλου παρέχουν ψυχρό νερό στις κεντρικές κλιματιστικές μονάδες ή στις μονάδες fan coil. Τα ανοικτά συστήματα επιτρέπουν πλήρη κλιματισμό και παρέχουν ψυχρό και ξηρό αέρα, χρησιμοποιώντας νερό ως εργαζόμενο μέσο, εφόσον είναι σε άμεση επαφή με τον αέρα.
Η χρήση της ηλιακής ενέργειας καθιστά τα συστήματα ηλιακής ψύξης ως μια τεχνολογία φιλική προς το περιβάλλον, σύμφωνη με τους ευρύτερους περιβαλλοντικούς στόχους. Εμφανίζουν χαμηλότερες καταναλώσεις πρωτογενούς ενέργειας και κατά συνέπεια μειώνουν τα ποσοστά των παραγόμενων ρύπων.
Οι εγκαταστάσεις ηλιακού κλιματισμού έως τώρα είναι εγκαταστάσεις μεγάλης κλίμακας με επιδεικτικό χαρακτήρα και δεν εμφανίζουν χαρακτηριστικά ανάπτυξης σε εφαρμογές κατοικιών. Θα πρέπει να ληφθούν αρκετές παράμετροι υπόψη ώστε η ηλιακή ψύξη να προσαρμοστεί στις ιδιαίτερες απαιτήσεις της κάθε εφαρμογής. Κατά συνέπεια η διενέργεια μελέτης σκοπιμότητας σχετικά με ένα μελλοντικό σύστημα ηλιακής ψύξης είναι απαραίτητη.
Η ανάγκη διενέργειας της μελέτης σκοπιμότητας προέκυψε από παρατηρήσεις στα εφαρμοζόμενα επιδεικτικά έργα. Στις περισσότερες περιπτώσεις επιβάλλεται η χρήση εφεδρικού συστήματος με συμβατικά καύσιμα, όπως φυσικό αέριο, με αποτέλεσμα το σύστημα να μην μπορεί να χαρακτηριστεί ως αυτόνομο. Όπως και να έχει, για την κάλυψη των ψυκτικών φορτίων της εγκατάστασης απαιτούνται μεγάλη επιφάνεια ηλιακών συλλεκτών, ειδικά στην περίπτωση που θα πρέπει να καλυφθούν και οι θερμικές απαιτήσεις του κτιρίου και η παραγωγή του ζεστού νερού χρήσης.
Επιπρόσθετα, η ύπαρξη πύργων ψύξης επιβάλλει υψηλές απαιτήσεις νερού λόγω της εκτόνωσης του θερμικού φορτίου. Ο χρόνος που απαιτείται για την προθέρμανση του νερού για την θέρμανση ή ψύξη του κτιρίου είναι μεγάλος, με αποτέλεσμα να απαιτείται και πρόσθετη κατανάλωση φυσικού αερίου. Στο παρακάτω διάγραμμα μπορούμε να δούμε σχηματικά αυτό το φαινόμενο.
Τις πρωινές και απογευματινές ώρες η ηλιακή ενέργεια δεν δύναται να καλύψει τις ανάγκες του κτιρίου για θέρμανση, ψύξη, ζεστό νερό χρήσης και θέρμανση πισίνας. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό πρόβλημα, ειδικά σε μία ξενοδοχειακή εγκατάσταση, όπου οι απαιτήσεις θα πρέπει να καλύπτονται καθ’ όλη τη διάρκεια του 24ώρου. Κατά συνέπεια τις πρωινές και απογευματινές ώρες θα πρέπει να χρησιμοποιείται ως πηγή ενέργειας το φυσικό αέριο. Η συνολική κατανάλωση ενέργειας δεν είναι ιδιαίτερα καλή, εν συγκρίσει με τα συστήματα γεωθερμίας που μπορούν να λειτουργήσουν σε 24ωρη βάση, με υψηλούς βαθμούς απόδοσης και με χαμηλά ποσοστά εκπομπής αέριων ρύπων, χωρίς συμπλήρωση ενέργειας.
Φλώρα Πέππα
Μηχανολόγος Μηχανικός
Μελετητής Γεωθερμικών συστημάτων
της AiD Engineering
Μηχανολόγος Μηχανικός
Μελετητής Γεωθερμικών συστημάτων
της AiD Engineering
2 σχόλια:
Καλησπέρα,
Πράγματι, φαίνεται αδύνατο πρακτικά να εφαρμοστεί η ηλιακή ψύξη σε συμβατικές εγκαταστάσεις χωρίς τη χρήση backup όπως το φυσικό αέριο ή ο ηλεκτρισμός. Θα μπορούσε όμως να λειτουργήσει ικανοποιητικά αν συνδυαζόταν με προσωρινή αποθήκευση ενέργειας υπο την μορφή ζεστού νερού υψηλής θερμοκρασίας σε ειδικές δεξαμενές (buffer tanks). Αυτό θα έλυνε το πρόβλημα των διακυμάνσεων της παροχής ηλιακής ενέργειας μέσα στη μέρα. Ακόμα βέβαια θα ήταν απαραίτητα μεγάλα ηλιακά πεδία για την κάλυψη των μέγιστων φορτίων κάθε ημέρας και ταυτόχρονα την ικανοποιητική "αποταμίευση" ενέργειας κατα τη διάρκεια των μερικών φορτίων. Οι ογκώδεις δεξαμενές προσωρινής αποθήκευσης και το μεγάλο ηλιακό πεδίο θα φέρουν το κόστος εγκατάστασης, και συνεπώς τον χρόνο απόσβεσης, σε "δύσκολη θέση" συγκριτικά με αυτό του γεωθερμικού συστήματος. Τελικά, ίσως η χρήση γεωθερμικών αντλιών θερμότητας αποδεικνύεται πιο αξιόπιστη σε θέμα απόδοσης και απόσβεσης. Τί γίνεται όμως με τα συστήματα συμπαραγωγής; Ίσως είναι μια τεχνολογία η οποία έχει μεγάλα οφέλη όταν χρησιμοποιείται σε μεγάλες εγκαταστάσεις (ξενοδοχεία, βιομηχανίες, κλπ).
Καλησπέρα,
Η αλήθεια είναι ότι θεωρητικά ένα σύστημα Συμπαραγωγής θα ήταν μια πολύ καλή λύση για μια Βιομηχανία αλλά κυρίως σαν υποβοήθηση. Αυτό θα ήταν καλό για να μην παρουσιάζεται περίσσεια των παραγόμενων θερμικών φορτίων κυρίως κατά το θέρος. Επιπλέον, δυστυχώς έχει παρατηρηθεί ότι στην πράξη είναι δύσκολη η συνεργασία της συμπαραγωγής με τους absorption chillers για την παραγωγή των απαιτούμενων ψυκτικών φορτίων. Η γεωθερμία μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στη Βιομηχανία καιτην παραγωγική διεργασία, με συστήματα ανάκτησης θερμότητας, και μέσω Pinch Technology (βλ. σχετικά άρθρα και τομείς στην ιστοσελίδα μας).
Ιωάννα Τόμελιτς
Μηχ/γος Μηχανικός ΕΜΠ
Μελετητής ενεργειακών συστημάτων
AiD Engineering LTD
Τ/Φ: [+30] - 210 - 8003784
e-mail: itomelits@aidengineering.gr
http://www.aidengineering.gr
Δημοσίευση σχολίου