Θερμο-υδραυλική προσομοίωση θερμικών ηλιακών εγκαταστάσεων με ένταξη διεποχιακής αποθήκευσης
Creators: name: Μπελεσιώτης, Βασίλειος
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2006
Subjects: Πρόσπτωση/Απολαβή
Διεποχιακή Αποθήκευση Θερμότητας
Input/Output
Inter-Seasonal thermal storage

description: Αντικείμενο της διατριβής είναι η θεωρητική τεκμηρίωση και πειραματική επιβεβαίωση μιας νέας μεθόδου μοντελοποίησης θερμικών ηλιακών συστημάτων (Θ.Η.Σ.) βασισμένης στην προσέγγιση Πρόσπτωσης-Απολαβής(Π/Α), θεωρώντας το ηλιακό σύστημα ως ένα λειτουργικά ενιαίο σύνολο, η ημερήσια ενεργειακή απολαβή του οποίου μπορεί να εκφραστεί ως συνάρτηση της ημερήσιας ακτινοβολίας, της μέσης θερμοκρασίας περιβάλλοντος και της αρχικής ενεργειακής του στάθμης. Οριοθετείται η προτεινόμενη προσέγγιση σε σχέση με τα υφιστάμενα μοντέλα στη βάση μεια εκτεταμένης κριτικής βιβλιογραφικής διερεύνησης. Θεμελιώνεται εμπειρικά η προτεινόμενη μέθοδος μέσω της μελέτης των κύριων ενεργειακών μεγεθών τυπικών Θ.Η.Σ., ειδικότερα κατά τη διάρκεια της ενεργειακά σημαντικότερης ψευδο-μόνιμης φάσης. Επιβεβαιώνεται πειραματικά η ισχύς της μεθόδου για τους κυριότερους τύπους Θ.Η.Σ., συμπεριλαμβανομένων των μεγάλων Θ.Η.Σ. Διατυπώνονται θεωρητικά τα στιγμιαία εωεργειακά ισοζύγια, από την ολοκληρωμένη μορφή των οποίων προκύπτουν αναλυτικές εξισώσεις των συντελεστών της εξίσωσης(Π/Α) ως συνάρτηση των βασικών χαρακτηριστικών ενός συστήματος. Προτείνεται μια ολοκληρωμένη μεθοδολογία βελτιστοποίησης του σχεδιασμού και εκτίμησης της αναμενόμενης ενεργειακής απολαβής Θ.Η.Σ. Τεκμηριώνεται θεωρητικά και πειραματικά ότι η ίδια προσέγγιση μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για την προσομοιώση της στιγμιαίας συμπεριφοράς ενός Θ.Η.Σ. Αποδεικνύεται η δυνατότητα χρήσης της προσέγγισης(Π/Α) σε περιπτώσεις μη τυπικών Θ.Η.Σ., όπως οι ηλιακοί αποστακτήρες και τα ΘΗΣ με διεποχική αποθήκευση θερμότητας. Συζητούνται τέλος οι παράμετροι που επηρεάζουν την αξιοπιστία της προτεινόμενης προσέγγισης και διατυπώνονται προτάσεις για μελλοντικής ερευνητική δραστηριότητα στο αντικείμενο
description: The subject of this dissertation is the theoretical foundation and experimental verification of a new method for modeling thermal solar systems(S.T.S.) based on the Input-Output(I/O) approximation, considering the solar system as a functionally integrated unit, whose daily output may be expressed as a function of the daily irradiation, the mean ambient temperature, and its initial energy level. The scope of the proposed approximation is demarcated from previously available models on the basis of an extensive critical literature survey. The proposed method is empirically founded through the study of the variation of the main energy quantities of a typical S.T.S., particularly during the most important from the energetic point-of-view phase, the pseudo-steady one. The validity of the method is experimentally confirmed for the most common types of S.T.S., large-scale solar thermal plants included. Instantaneous energy balances are theoretically derived, from the integrated form of which analytical expressions for the coefficients of the I/O equation are obtained as a function of the main features of a system. An integrated methodology is proposed for the design optimization and the estimation of the expected energy output of a S.T.S. It is theoretically and experimentally proven that the same approach may be used for the simulation of the instantaneous behavior of a S.T.S.. The potential use of the I/O approach in cases of non-standard S.T.S., such a s solar stills and S.T.S. with inter-seasonal thermal storage, is also demonstrated. Finally, the parameters affecting the reliability of the proposed approach are discussed and recommendations for future research activity on the subject are outlined