Οι αυξανόμενες ενεργειακές ανάγκες, η εξάντληση των ορυκτών πόρων και τα κλιματικά προβλήματα που σχετίζονται με την υπερθέρμανση του πλανήτη καθιστούν ζωτική τη χρήση εναλλακτικών και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Για τον κτιριακό τομέα, ο οποίος είναι υπεύθυνος για το 1/3 περίπου της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας, η υιοθέτηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) είναι μονόδρομος. Λόγω της υψηλής διαθεσιμότητάς τους, η ηλιακή και η γεωθερμική ενέργεια είναι οι πιο συνηθισμένες μορφές ΑΠΕ που βρίσκουν εφαρμογή σε αυτόν τον τομέα.
Ένα σύστημα τριπαραγωγής παράγει ταυτόχρονα τρεις χρήσιμες εξόδους - μορφές ενέργειας, που συνήθως είναι ηλεκτρική ενέργεια, θέρμανση και ψύξη, δηλαδή οι τρεις βασικές ενεργειακές ανάγκες ενός κτιρίου. Η αξιοποίηση συστημάτων τριπαραγωγής στον κτιριακό τομέα, και ειδικότερα η αξιοποίηση συστημάτων τριπαραγωγής που τροφοδοτούνται από ΑΠΕ, είναι μια ιδανική λύση για την επίτευξη βιωσιμότητας στον κτιριακό τομέα.
Τα τελευταία χρόνια, πολλές έρευνες επικεντρώθηκαν στα συστήματα τριπαραγωγής. Πολλές διαμορφώσεις έχουν εξεταστεί και συνήθως επιλέγονται οι αντλίες απορρόφησης θερμότητας λόγω της δυνατότητας ταυτόχρονης παραγωγής θέρμανσης και ψύξης. Οι αντλίες απορρόφησης θερμότητας χρειάζονται θερμότητα χαμηλής ή μεσαίας θερμοκρασίας για τη λειτουργία τους και συνεπώς μπορούν να συνδυαστούν με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας χαμηλών ή μεσαίων θερμοκρασιακώνεπιπέδων (όπως η ηλιακή ενέργεια, η γεωθερμική ενέργεια, η απορριπτόμενη θερμότητα κ.λπ.)
Σε αυτή τη μελέτη, εξετάζεται ενεργειακά και εξεργειακά ένα καινοτόμο σύστημα τριπαραγωγής που βασίζεται σε μια αντλία απορρόφησης θερμότητας και έναν ατμοστρόβιλο. Ο ατμός που παράγεται στη γεννήτρια της αντλίας απορρόφησης θερμότητας χωρίζεται σε δύο ποσότητες. Το πρώτο μέρος πηγαίνει στον συμπυκνωτή, όπως στις συνήθεις αντλίες απορρόφησης θερμότητας. Το δεύτερο μέρος παραδίδεται στον ατμοστρόβιλο όπου εκτονώνεται μέχρι τη χαμηλή πίεση του συστήματος, παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια. Η ανάλυση πραγματοποιείται με το λογισμικό Engineering Equation Solver (EES), που είναι ένα πρόγραμμα επίλυσης εξισώσεων που μπορεί να λύσει αριθμητικά χιλιάδες συζευγμένες μη γραμμικές αλγεβρικές και διαφορικές εξισώσεις. Το σύστημα τριπαραγωγής εξετάστηκε λεπτομερώς στην αναφορά. Ωστόσο, στην παρούσα μελέτη το σύστημα τροποποιείται, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του συμπυκνωτή ενώ επιπλέον τροφοδοτείται από παραβολικούς συλλέκτες (Parabolic Trough Collectors - PTC). Αυτός ο τύπος ηλιακών συλλεκτών επιλέγεται για να επιτυγχάνεται υψηλή θερμοκρασία με ταυτόχρονη υψηλή θερμική απόδοση.
Για να διαβάσετε ολόκληρο το άρθρο γίνετε συνδρομητές και ζητήστε μας κωδικό πρόσβασης.
