Μελέτη της συμβολής των εξεργειακών αναλύσεων στην αξιολόγηση έργων ΑΠΕ, με ειδικότερη έμφαση στη γεωθερμική ενέργεια

Κοκόσης, Γεράσιμος

A study on the contribution of exergy analysis to R.E.S projects evaluation, with specific emphasis on geothermal energy

Διπλωματική εργασία

Author

Κοκόσης, Γεράσιμος

Date

2022-03-02

Advisor

Kavadias, Kosmas

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ-_1-2-3_kkav.pdf (4.385Mb)

Keywords

Ενεργειακή ανάλυση ; Εξεργειακή ανάλυση ; Ηλιακοί συλλέκτες ; Συστήματα Βιομάζας ; Γεωθερμία ; Γεωθερμικά συστήματα

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζονται οι τρόποι με τους οποίους η εξεργειακή ανάλυση συνεισφέρει στην αξιολόγηση των εφαρμογών και εγκαταστάσεων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, προσφέροντας νέα δεδομένα και παραμέτρους συγκριτικά με την ενεργειακή ανάλυση. Συγκεκριμένα αναλύονται εφαρμογές που σχετίζονται με την ηλιακή ενέργεια, τη βιομάζα και ειδικότερα τη γεωθερμική ενέργεια και γίνεται σύγκριση ενεργειακών και εξεργειακών αποδόσεων και απωλειών, για το εκάστοτε σύστημα. Μελετήθηκαν εφαρμογές φωτοβολταϊκών συλλεκτών καθώς και ηλιακών θερμικών συλλεκτών στα ηλιακά συστήματα, καθώς και ένα αντιπαράδειγμα μελέτης ως προς τη χρησιμότητα της εξεργειακής ανάλυσης. Στις εφαρμογές που σχετίζονται με βιομάζα, συγκρίθηκαν οι διαφοροποιήσεις στις αποδόσεις σε ένα σύστημα συμπαραγωγής σε συνδυασμό με μηχανή Stirling. Επιπλέον γίνεται εκτεταμένη αναφορά στα γεωθερμικά συστήματα και συγκεκριμένα στη σύγκριση μεταξύ συστημάτων ηλεκτροπαραγωγής, με συστήματα συμπαραγωγής και συστήματα πολλαπλής παραγωγής με παραγωγή υδρογόνου. Πρόσθετα γίνεται αναφορά και σε προεκτάσεις της εξεργειακής ανάλυσης όπως η εξεργοοικονομική ανάλυση και η εξεργοπεριβαλλοντική ανάλυση, όπως και στις αντίστοιχες εφαρμογές τους. Τέλος εξάγονται συμπεράσματα για όλα τα παραπάνω συστήματα σχετικά με τις παραμέτρους της εξεργειακής ανάλυσης που βελτιστοποιούν τις αντίστοιχες αποδόσεις, συγκριτικά και με την ενεργειακή ανάλυση.

Abstract

This dissertation presents the ways in which exergy analysis contributes to the evaluation of renewable energy applications and installations, providing new data compared to energy analysis. Specifically, applications related to solar energy, biomass and geothermal energy are analyzed. Εnergy efficiency and exergy efficiency and losses are compared, for the respective system. Applications of photovoltaic thermal collectors as well as solar thermal collectors in solar systems were studied, as well as a counterexample of the study in terms of the usefulness of energy analysis. Extensive reference to geothermal systems and in particular to the comparison between power generation systems, cogeneration systems and hydrogen production multi-generation systems. Additionally, references are made to extensions of exergy analysis such as exergoeconomic analysis and exergoenvironmental analysis, as well as their respective applications. Finally, conclusions are drawn for all the above systems regarding the parameters of the energy analysis that optimize the respective efficiencies, comparatively with the energy analysis.