Τεχνο-οικονομική αξιολόγηση φωτοβολταϊκών συστημάτων με θερμοηλεκτρική ψύξη Peltier σε διαφορετικές κλιματικές και οικονομικές συνθήκες

Abstract

Η παρούσα εργασία εξετάζει την τεχνο-οικονομική αξιολόγηση φωτοβολταϊκών συστημάτων με ενσωματωμένο σύστημα ψύξης. Επιλέγεται η στρατηγική ενεργητικής ψύξης με χρήση θερμοηλεκτρικών στοιχείων Peltier, λόγω απλότητας της εφαρμογής και μειωμένης ανάγκης για συντήρηση. Η ανάλυση πραγματοποιείται σε έντεκα τοποθεσίες με διαφορετικές κλιματικές και οικονομικές συνθήκες. Στόχοι της εργασίας είναι η αποτίμηση του ενεργειακού οφέλους που προσφέρει το σύστημα ψύξης σε σύγκριση με το σύστημα αναφοράς και η αξιολόγηση της οικονομικής βιωσιμότητας του συστήματος. Στο θεωρητικό μέρος της εργασίας παρουσιάζονται αρχικά εφαρμογές των φωτοβολταϊκών συστημάτων, στις οποίες η χρήση συστημάτων ψύξης θα μπορούσε να αποδειχθεί χρήσιμη. Έπειτα, εξετάζεται ο ρυθμός υποβάθμισης των φωτοβολταϊκών πλαισίων και πραγματοποιείται ανασκόπηση των κυριότερων μεθόδων ψύξης. Τέλος, επιλέγονται οι υπό εξέταση τοποθεσίες και παρουσιάζεται το ενεργειακό και οικονομικό μοντέλο. Στην ενεργειακή ανάλυση επιλέγονται τα σενάρια λειτουργίας του συστήματος ψύξης, ώστε να μεγιστοποιείται το σωρευτικό ενεργειακό όφελος κατά τα πρώτα είκοσι έτη λειτουργίας. Τα σενάρια λειτουργίας περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία ενεργοποίησης και τον αριθμό των στοιχείων Peltier. Έπειτα, γίνεται επέκταση των σεναρίων στα εκατό έτη για τη μακροχρόνια αποτίμηση του ενεργειακού οφέλους. Βάσει των αποτελεσμάτων, διαπιστώνεται η επίτευξη ενεργειακού οφέλους σε όλες τις εξεταζόμενες τοποθεσίες, το οποίο κυμαίνεται από 0,29% έως 2,92% στα είκοσι έτη και από 1,84% έως 10,55% στα εκατό έτη. Στην οικονομική ανάλυση εξετάζονται δύο σενάρια τιμολόγησης, το καθεστώς εγγυημένων τιμών Feed-in Tariff και το καθεστώς ενεργειακού συμψηφισμού Net Metering, καθώς και ένα σενάριο αναβάθμισης ισχύος των φωτοβολταϊκών πλαισίων. Βάσει των αποτελεσμάτων, διαπιστώνεται επιδείνωση των οικονομικών δεικτών στην πλειονότητα των τοποθεσιών, λόγω του αυξημένου επενδυτικού κόστους.