Μελέτη της απόδοσης και των εφαρμογών των φωτοβολταϊκών διπλής όψης.
Φόρτωση...
Ημερομηνία
2026-04-03
Συγγραφείς
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
ΕΛΜΕΠΑ, Σχολή Μηχανικών (ΣΜΗΧ), Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών
Επιβλέπων
Περίληψη
Τα τελευταία χρόνια η ενεργειακή κρίση αποτελεί ένα μείζον και κρίσιμο φαινόμενο
το οποίο εντείνεται τόσο σε διεθνές όσο και σε τοπικό επίπεδο. Το γεγονός αυτό
οδήγησε στην αναζήτηση και την αξιοποίηση εναλλακτικών πηγών ενέργειας για την
αποτελεσματική αντιμετώπιση του φαινομένου. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
(ΑΠΕ) έχουν την δυνατότητα να παράγουν διαφορετικές μορφές ενέργειας,
συμβάλλοντας στην δραστική ελάττωση της εξάρτησης του ευρύτερου κοινού από
τους εξαντλήσιμους πόρους και στην ενίσχυση της βιωσιμότητας του ενεργειακού
συστήματος.
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα αποτελούν μία τεχνολογία που αναπτύχθηκε με
απώτερο στόχο την αξιοποίηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και κατ’ επέκταση την
επίλυση του ενεργειακού προβλήματος. Μάλιστα, τα τελευταία έτη παρατηρείται μία
έντονα ανοδική τεχνολογική εξέλιξη των συγκεκριμένων συστημάτων καθώς και
ενισχυμένη παρουσία στην αγορά. Η εξέλιξη αυτή οφείλεται στην κλιμάκωση της
παραγωγής, στην ανάπτυξη των υλικών και των μεθόδων κατασκευής και της
ικανότητας εγκατάστασης τους σε ευρύτερες εφαρμογές και περιβάλλοντα.
Στην παρούσα πτυχιακή εργασία εισάγονται οι βασικές έννοιες και οι μηχανισμοί
λειτουργίας των φωτοβολταϊκών συστημάτων. Συγκεκριμένα, δίνεται έμφαση στα
συστήματα διπλής όψης (bifacial). Η κατηγορία φωτοβολταϊκών συστημάτων διπλής
όψης διαφοροποιείται αρκετά ως προς τον τρόπο λειτουργίας και αξιοποίησης της
ηλιακής ενέργειας, συγκριτικά με τα καθιερωμένα φωτοβολταϊκά συστήματα μονής
όψης (monofacial). Αρχικά, στο πρώτο μέρος της εργασίας γίνεται μία σύντομη
εισαγωγή στις βασικές έννοιες των φωτοβολταϊκών συστημάτων διπλής όψεως και
παρουσιάζεται αναλυτικά ο μηχανισμός λειτουργίας τους. Παράλληλα, παρατίθενται
συνοπτική αναφορά στις σημαντικότερες τεχνολογίες κατασκευής, καθώς και στα
κυρίαρχα πλεονεκτήματα και τους περιορισμούς τους σε σύγκριση με τα συστήματα
μονής όψης (monofacial). Στην συνέχεια, παρουσιάζονται και εξετάζονται οι
παράγοντες που καθορίζουν την τελική ενεργειακή απόδοση, οι οποίοι διαχωρίζονται
σε περιβαλλοντικούς (ηλιακή ακτινοβολία, θερμοκρασία, κλιματικές συνθήκες) και
γεωμετρικούς– χωροταξικούς (ανακλαστικότητα εδάφους, albedo, ανύψωση, κλίση,
5
αποστάσεις σειρών, σκιάσεις). Τέλος, αναλύονται σύγχρονες εφαρμογές των bifacial,
με απώτερο στόχο την διεξαγωγή ορθά τεκμηριωμένων συμπερασμάτων σχετικά με
τις συνθήκες στις οποίες η τεχνολογία διπλής όψης μπορεί να προσφέρει ουσιαστικό
ενεργειακό
όφελος.
In recent years, the energy crisis has become a major and critical phenomenon that is Intensifying both internationally and locally. This has led to the search for and exploitation of alternative energy sources to effectively address the phenomenon. Renewable energy sources (RES) have the ability to produce different forms of energy, contributing to the drastic reduction of the general public's dependence on exhaustible resources and to the enhancement of the sustainability of the energy system. Photovoltaic systems are a technology that was developed with the ultimate goal of utilizing renewable energy sources and, by extension, solving the energy problem. In fact, in recent years, there has been a strong upward technological development of these systems as well as an enhanced presence in the market. This development is due to the scaling of production, the development of materials and manufacturing methods and the ability to install them in wider applications and environments. This thesis introduces the basic concepts and operating mechanisms of photovoltaic systems. Specifically, emphasis is placed on bifacial systems. The category of bifacial photovoltaic systems is quite different in terms of the way they operate and utilize solar energy, compared to the established monofacial photovoltaic systems. Initially, in the first part of the work, a brief introduction to the basic concepts of bifacial photovoltaic systems is made and their operating mechanism is presented in detail. At the same time, a brief reference is given to the most important construction technologies, as well as to their dominant advantages and limitations compared to single-sided (monofacial) systems. Subsequently, the factors that determine the final energy efficiency are presented and examined, which are divided into environmental (solar radiation, temperature, climatic conditions) and geometric spatial (ground reflectivity, albedo, elevation, slope, row spacing, shading). Finally, modern applications of bifacial are analyzed, with the ultimate goal of drawing well documented conclusions regarding the conditions in which double-sided Technology can offer substantial energy benefits.
In recent years, the energy crisis has become a major and critical phenomenon that is Intensifying both internationally and locally. This has led to the search for and exploitation of alternative energy sources to effectively address the phenomenon. Renewable energy sources (RES) have the ability to produce different forms of energy, contributing to the drastic reduction of the general public's dependence on exhaustible resources and to the enhancement of the sustainability of the energy system. Photovoltaic systems are a technology that was developed with the ultimate goal of utilizing renewable energy sources and, by extension, solving the energy problem. In fact, in recent years, there has been a strong upward technological development of these systems as well as an enhanced presence in the market. This development is due to the scaling of production, the development of materials and manufacturing methods and the ability to install them in wider applications and environments. This thesis introduces the basic concepts and operating mechanisms of photovoltaic systems. Specifically, emphasis is placed on bifacial systems. The category of bifacial photovoltaic systems is quite different in terms of the way they operate and utilize solar energy, compared to the established monofacial photovoltaic systems. Initially, in the first part of the work, a brief introduction to the basic concepts of bifacial photovoltaic systems is made and their operating mechanism is presented in detail. At the same time, a brief reference is given to the most important construction technologies, as well as to their dominant advantages and limitations compared to single-sided (monofacial) systems. Subsequently, the factors that determine the final energy efficiency are presented and examined, which are divided into environmental (solar radiation, temperature, climatic conditions) and geometric spatial (ground reflectivity, albedo, elevation, slope, row spacing, shading). Finally, modern applications of bifacial are analyzed, with the ultimate goal of drawing well documented conclusions regarding the conditions in which double-sided Technology can offer substantial energy benefits.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ), συστήματα διπλής όψης (bifacial), φωτοβολταϊκά συστήματα μονής όψης (monofacial), ηλιακή ακτινοβολία, θερμοκρασία, κλιματικές συνθήκες, ανακλαστικότητα εδάφους, albedo, ανύψωση, κλίση, αποστάσεις σειρών, σκιάσεις, Renewable energy sources (RES), solar radiation, temperature, climatic conditions, ground reflectivity, elevation, slope, row spacing, shading