ΕξοικονόμησηΕνέργειαςμεχρήσηΗλιακώνΘερμικώνΣυστημάτων

Δρ.ΓεώργιοςΜαρτινόπουλοςΣχολήΕπιστημώνΤεχνολογίας

ΔιεθνέςΠανεπιστήμιοτηςΕλλάδος

ΧρήσηΕνέργειαςστονΚτιριακόΤομέα

•  Ο κ τ ιρ ιακός τομέας σ τηνΕυρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ) είναιυπεύθυνος για σχεδόν 40% τηςτελικήςκατανάλωσηςενέργειας.

•  Σ τ η χώρα μα ς , η τ ε λ ι κ ήκατανάλωση ενέργειας τουκτιριακού τομέα κυμάνθηκε στο34% της συνολικής ζήτησηςενέργειας.

•  Συνολικά περισσότερα από 3ΜΤΙΠ καταναλώθηκαν στη χώραμας για τη κάλυψη των αναγκώνσε θέρμανση χώρων και ζεστούνερούχρήσης(ΖΝΧ).

EU

Ελλάδα

Πηγή:Odysee,EU

ΧρήσηΕνέργειαςστονΚτιριακόΤομέα

•  ΗΕΕστηνπροσπάθειατηςγιατονπεριορισμότωνεκπομπώνCO2καθώς και για την περαιτέρω προώθηση των ΑνανεώσιμωνΠηγώνΕνέργειας(ΑΠΕ)εξέδωσετηνΟδηγία2009/28/EΕ.

•  ΤαΚράτη-ΜέληπρέπεινααυξήσουντησυμμετοχήτωνΑΠΕστοισοζύγιοτουςστο20%μέχριτο2020,ενώμέχριτο2050ηχρήσηενέργειαςστουπάρχονκτιριακόδυναμικόθαπρέπειναμειωθείκατά80%συγκριτικάμεταεπίπεδατου2010.

•  Επίσης60%τωναναγκώνσεζεστόνερόχρήσης(ΖΝΧ)θαπρέπεινακαλύπτεταιαπόηλιακάθερμικάσυστήματα.

•  Η συνολικά εγκατεστημένηθερμική ισχύς των ηλιακώνθ ερμ ι κών συσ τημά τωνπαγκοσμίωςέφτασεστατέλητου2014τα406GWth.

•  Στην ΕΕ το μεγαλύτεροποσοστό καλύπτουν ο ιεπίπεδοι ηλιακοί συλλέκτεςγιαπαραγωγήΖΝΧ.

•  Τα τελευταία χρόνια όμωςπαρατηρείταιμιααύξησητουαριθμού των συστημάτων“Combi”και“Combi+”.

Πηγή:SolarHeatWorldwide,2015

ΑγοράΗλιακώνΘερμικώνΣυστημάτων

ΗλιακάΘερμικάΣυστήματα

Ταηλιακάθερμικάμπορούνναχρησιμοποιηθούνγια:§  Θέρμανσηζεστούνερούχρήσης(ΖΝΧ)§  Θέρμανσηχώρων§  Ψύξη-ΗλιακόΚλιματισμό

ΤύποιΗλιακώνΣυλλεκτών

Επίπεδοι Κενού

ΤύποιΕπίπεδωνΗλιακώνΣυλλεκτών

Σύνδεσηαπορροφητήκαιυδραυλικήςδιάταξης

ΥδραυλικήΔιάταξη

ΚαμπύληΑπόδοσηςΗλιακώνΣυλλεκτών

Πηγή:ΤΟΤΕΕ

ΚαμπύληΑπόδοσηςΗλιακώνΣυλλεκτών

0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.94

5

6

7

8

9

10

n0

U0

ΜεγαλύτερηΑπόδοση

Μαύρηβαφή

Επιλεκτικό

Ημι-επιλεκτικό

Σωστόςσχεδιασμός:•  θερμογέφυρες•  μέγεθοςσωληνώσεων•  απόστασησωλήνων

Πηγή:ΙΗΤ

ΧρήσηΗλιακώνΘερμοσιφωνικώνΣυστημάτων

Πηγή:ESTIF

ΧρήσηΗλιακώνΘερμοσιφωνικώνΣυστημάτων

GIS_Corrected_Basic DATA_3.†45117,01 - 121,00

121,01 - 125,00

125,01 - 129,00

129,01 - 133,00

133,01 - 137,00

137,01 - 141,00

141,01 - 145,00

145,01 - 149,00

ΈντασηΗλιακήςΑκτινοβολίας(kWh/m2)

Ta[°C] Tw[°C]

14,01-15,00 15,01-16,00

16,01-17,00 17,01-18,00

18,01-19,00 19,01-20,00

20,01-21,00

ΧρήσηΗλιακώνΘερμοσιφωνικώνΣυστημάτων

ΧρήσηΗλιακώνΘερμοσιφωνικώνΣυστημάτων

ΕτήσιακάλυψησεόλητηνεπικράτειαγιαμιατετραμελήοικογένειαμεχρήσηΗΘΣσυλλεκτικήςεπιφάνειας3,1m2

(επιλεκτική)και160ltθερμοδοχείοσεκλίση45°

ΗλιακάΘερμικάΣυστήματαΘέρμανσηςΧώρου

Τασυστήματααυτάμπορούν,αναλόγωςτουμεγέθουςτουςνακαλύψουναπό40–70%τωνσυνολικώνθερμικώναπαιτήσεων.Πρέπει να σχεδιάζονται με προσοχή ώστε να αποφεύγονται προβλήματα υπερθέρμανσηςκατάτουςκαλοκαιρινούςμήνες.Επίσηςπρέπειναεπιδιώκεταιχαμηλήθερμοκρασίαεπιστροφήςαπότοκύκλωμαθέρμανσηςχώρου(30-34°C).

ΗλιακάΘερμικάΣυστήματαΘέρμανσηςΧώρου

ΗλιακάΘερμικάΣυστήματαΘέρμανσηςΧώρων

Ηδυνατότητακάλυψηςτουθερμικούφορτίουμια τυπικής κατοικίας 120 m² η οποία έχεικατασκευαστεί σύμφωναμε τον ΚΕΝΑΚμε τηχρήση ενός ηλιακού θερμικού συστήματοςκυμαίνεταιμεταξύ40 και 90%ανάλογαμε τομέγεθος του συστήματος και την τοποθεσίατου.

Ένα τυπικό σύστημα αποτελείται από μιασυστοιχία ηλιακών συλλεκτών η οποίαχρησιμοποιεί εξωτερικό εναλλάκτη για τημεταφορά θερμότητας στην κύρια δεξαμενήαποθήκευσης και βοηθητικό λέβητα ενώσυνδυάζεται με ενδοδαπέδια θέρμανση ήάλλοσύστημαχαμηλώνθερμοκρασιών.

ΕνδεικτικάΦορτίαΚτιρίουστις4ζώνες

•  Για τον υπολογισμό των φορτίων ηεσωτερική θερμοκρασία του κτιρίουορίζεται στους26°Cγιατηπερίοδοψύξηςκαιστους20°Cγιατηνπερίοδοθέρμανσης.

•  Ταθερμικάκαιψυκτικάφορτίατουκτιρίουόπως υπολογίζονται με το λογισμικό TEEKENAKπαρουσιάζονταισταδιαγράμματα.

Επίδρασηεπιφάνειαςκαιχωρητικότηταςστηνκάλυψη

•  Γενικά η αύξηση της συλλεκτικήςεπιφάνειαςέχειμεγαλύτερηεπίδρασηαπό την αύξηση της χωρητικότηταςτουθερμοδοχείουενώείναιεφικτήηεπίτευξη κάλυψης 60%ακόμα και μεμικρά συστήματα (ενδεικτικά γιαεγκατάστασηστηνΑθήνα).

Κάλυψηστις4ζώνεςκαιχρόνοςαπόσβεσης

Περιοχή Σύστημαμετην

μεγαλύτερηΚαθαρή

ΠαρούσαΑξία

[m²/l]

Συνολική

κάλυψη

ΚαθαρήΠαρούσα

Αξία

[€]

Σύστημαμετηνπιο

γρήγορη

αποπληρωμή

[m²/l]

Συνολική

κάλυψη

Έτη

Αποπληρωμής

Φλώρινα 26/1,250 53% 21,268 16/750 40% 4.87

Θεσσαλονίκη 26/1,000 64% 16,672 12/750 44% 5.46

Αθήνα 26/750 83% 14,817 12/750 64% 5.48

Ηράκλειο 18/750 89% 9,530 12/750 82% 6.45

•  Ηχρήσηηλιακώνσυστημάτωνστον κτιριακό τομέα είναι εφικτόναοδηγήσεισεκαλύψειςάνωτου50%τωνσυνολικώνθερμικώναναγκών για κτίρια τα οποία έχουν κτισθεί μετά την εφαρμογήτου ΚΕΝΑΚ και επομένως και για κτίρια τα οποία θαακολουθήσουν τη φιλοσοφία του κτιρίου σχεδόν μηδενικήςκατανάλωσηςενέργειας.

•  Στα νεόκτιστα κτίρια το κύριο πρόβλημα είναι ότι το θερμικόφορτίογια τοΖΝΧδενμπορεί νασυμπιεσθείμεαποτέλεσμαναμην είναι δυνατή και η περαιτέρω συμπίεση του συνολικούαπαιτούμενουφορτίου.

•  Υπάρχεικίνδυνοςυπερθέρμανσηςτοκαλοκαίριλόγωτηςμεγάληςπαραγωγής θερμότητας αλλά και του μικρού ζητούμενουφορτίου.

Κάλυψηστις4ζώνεςκαιοικονομικόόφελος

ΗλιακάΣυστήματαΚλιματισμού

Πηγή:Climasol

ΗλιακάΣυστήματαΚλιματισμού

Πηγή:Climasol

ΗλιακάΣυστήματαΚλιματισμού

Κύριος περιοριστικός παράγοντας στην εισαγωγή του στονοικιακό τομέα η περιορισμένη διαθεσιμότητα ψυκτώνμικρήςεγκατεστημένηςισχύος.

Ερωτήσεις;

Δρ.ΓεώργιοςΜαρτινόπουλος