Βιομάζα: μια ολιστική προσέγγιση για ενεργειακή αξιοποίηση σε συστήματα θέρμανσης - κλιματισμού

Λογοθέτη, Γαλάτεια

Biomass: a holistic approach for energy exploitation in Heating - Air conditioning systems

Διπλωματική εργασία

Author

Λογοθέτη, Γαλάτεια

Date

2021-10-15

Advisor

Νάζος, Αντώνιος

Διπλωματική Εργασία (3.689Mb)

Keywords

Βιομάζα ; Θέρμανση ; Ψύξη ; Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία είχε ως σκοπό, την ανάλυση της βιομάζας, ώστε να γίνει οικειοποίηση της έννοιας και τελικά να υπάρξει παράθεση των βασικών συστημάτων θέρμανσης και ψύξης με καύσιμο την βιομάζα. Αρχικά, αναλύθηκε το ενεργειακό πρόβλημα που πλήττει την γη, και στην συνέχεια έγινε μια σύντομη περιγραφή των ανανεώσιμων πηγών που μπορούν να το περιορίσουν. Έπειτα, ακολούθησε ο ορισμός της, καθώς και οι πηγές απ’ όπου μπορεί να αντληθεί. Στην συνέχεια αναλύθηκαν οι τεχνολογίες επεξεργασίας της πρώτης ύλης της βιομάζας, ώστε να μετατραπεί στην επιθυμητή μορφή για να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. Επίσης, ακολούθησε ανάλυση των κριτηρίων αξιολόγησης της ποιότητας της βιομάζας, καθώς και ενεργειακή ανάλυση αυτής και σε σχέση με άλλα συμβατικά καύσιμα. Ακόμη, έγινε επεξήγηση των σημαντικότερων ρύπων στην ατμόσφαιρα και των εκπομπών τους, από συστήματα θέρμανσης που χρησιμοποιούν είτε βιομάζα είτε άλλα καύσιμα. Έτσι, ακολούθησε νομοθετική υπόσταση από την Ευρωπαϊκή ένωση, που αφορά τα όρια των ρύπων, καθώς και τις εθνικές δεσμεύσεις σε αυτήν. Με άξονα την εθνική κατάσταση, παρουσιάζονται οι διαθέσιμες ποσότητες βιομάζας και διαχωρίζονται με βάση το είδος που ανήκουν. Ακολουθεί η θέση της βιομάζας σε παγκόσμιο επίπεδο, σε ότι αφορά την ενεργειακή κατανάλωση, καθώς και κάποια παραδείγματα παραγωγής ενέργειας από σύγχρονες βιομηχανίες, για την κάλυψη των δικών τους αναγκών. Επιπλέον, παρουσιάζεται μια γενικότερη σύγκριση των ειδών βιομάζας. Έπειτα, αναλύονται τα βασικότερα συστήματα θέρμανσης με χρήση τη βιομάζα, και η ανάλυση ενός συστήματος ψύξης που χρησιμοποιείται στο εξωτερικό. Τέλος, γίνεται συγκέντρωση των συμπερασμάτων που προκύπτουν από την προηγούμενη ανάλυση ώστε να καταλήξουμε στο καταλληλότερο είδος της βιομάζας για χρήση σε θέρμανση και ψύξη.

Abstract

The present thesis aimed to analyse biomass in order to make the concept familiar and finally to present the basic heating and cooling systems with biomass fuel. First, the energy problem that affects the earth was analyzed, followed by a brief description of the renewable sources that can mitigate it. This was followed by a definition of biomass and the sources from which it can be obtained. The technologies for processing the biomass feedstock to convert it into the desired form for use as a fuel were then discussed. This was followed by an analysis of the criteria for assessing the quality of biomass and an energy analysis of biomass in relation to other conventional fuels. Furthermore, the most important pollutants in the atmosphere and their emissions from heating systems using either biomass or other fuels were explained. This was followed by legislation from the European Union, concerning the limits of pollutants, as well as national commitments to it. Based on the national situation, the available quantities of biomass are presented and separated by species. This is followed by the position of biomass globally, in terms of energy consumption, and some examples of energy production by modern industries to meet their own needs. In addition, a general comparison of biomass types is presented. Then, the main heating systems using biomass are discussed, and an analysis of a cooling system used abroad. Finally, the conclusions drawn from the previous analysis are brought together to arrive at the most suitable type of biomass for use in heating and cooling.