Ερευνητικά Έργα

H VERTECO EE σε συνεργασία με την ΟΙΚΟΕΝΕΡΓΕΙΑ Ε.Π.Ε, έχουν αναλάβει στα πλαίσια του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Ανταγωνιστικότητα, Επιχειρηματικότητα και Καινοτομία (ΕΠΑνΕΚ)», ΕΣΠΑ 2014 – 2020, την υλοποίηση του Ερευνητικού Έργου «Πιλοτική Μονάδα Αποθήκευσης Θερμότητας με Χρήση Οργανικών Υλικών Αλλαγής Φάσης», το οποίο έχει ενταχθεί στην Ενιαία Δράση Κρατικών Ενισχύσεων Έρευνας, Τεχνολογικής Ανάπτυξης & Καινοτομίας «ΕΡΕΥΝΩ – ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ – ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ».

«ΕΡΕΥΝΩ – ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ – ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ» Θεματικές Περιοχές: 7.4 Αποθήκευση Ενέργειας, 7.4.1 Ανάπτυξη τεχνολογιών και εφαρμογών τοπικής / μικρής κλίμακας αποθήκευση ηλεκτρικής ή θερμικής ενέργειας.

Τα μειονεκτήματα χρήσης ενέργειας από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) έχουν οδηγήσει στην ανάγκη εφαρμογής μεθόδων αποθήκευσης ενέργειας. Η λύσεις που προκρίνονται είναι η αποθήκευση σε ηλεκτρικούς συσσωρευτές και σε υλικά αλλαγής φάσης. Η πρώτη λύση χαρακτηρίζεται από καλή ενεργειακή πυκνότητα, αλλά προς το παρόν, σταθερότητα εξαρτώμενη από τους κύκλους φόρτισης, και από αυξημένο κόστος καθώς επίσης και από πολύπλοκες μεθόδους παραγωγής όπου χρησιμοποιούνται υλικά μη φιλικά προς το περιβάλλον. Από την άλλη, τα υλικά αλλαγής φάσης έχουν χαμηλότερο κόστος, η χρονική σταθερότητα εξαρτάται μεν από τους κύκλους φόρτισης, αλλά είναι καλύτερη από αυτή των μπαταριών, έχουν καλή ενεργειακή πυκνότητα, χαμηλότερη όμως των μπαταριών (ιόντων λιθίου), αποτελούνται δε από υλικά που μπορούν να είναι φιλικά προς το περιβάλλον και βιοδιασπώμενα. Αντικείμενο του παρόντος ερευνητικού έργου είναι η θερμική αποθήκευση, με Οργανικά Υλικά Αλλαγής Φάσης BIOPCM (Bio-based Phase Change Materials), για την θέρμανση νερού χρήσης και θέρμανσης με συνδυασμό εναλλακτικών πηγών ενέργειας. Τα ΥΑΦ είναι αποθηκευτικά λανθάνουσας θερμότητας. Η αποθήκευση - απελευθέρωση θερμότητας επιτυγχάνεται με την μεταβολή από στερεή σε υγρή φάση ή από υγρή σε στερεή αντίστοιχα. Στόχος της παρούσας ερευνητικής πρότασης είναι η θερμική αποθήκευση, με Οργανικά Υλικά Αλλαγής Φάσης (ΥΑΦ βιο-βάσης) και η διερεύνηση και επιλογή του καταλληλότερου, σε σχέση απόδοσης-τιμής, για την θέρμανση νερού χρήσης με συνδυασμό της ηλιακής ενέργειας. Πρακτικά, χρησιμοποιούμε την ικανότητά των ΥΑΦ για αποθήκευση θερμικής ενέργειας, όπου τη χρειαζόμαστε.

Για την υλοποίηση του έργου θα πραγματοποιηθεί αναλυτική επιστημονική έρευνα και επισκόπηση υπαρχόντων τεχνολογιών σχετικά με τα ΥΑΦ βίο βάσης. Η μέτρηση της θερμοχωρητικότητας των επιλεγμένων προς διερεύνηση υλικών, θα επιτευχθεί μέσω εξειδικευμένων οργάνων του εργαστηρίου ‘Ήφαιστος’ (http://hephaestus.teikav.edu.gr/) του ΤΕΙ ΑΜΘ και ειδικότερα με τα: (α) Differential Scanning Calorimetry (DSC) & (β) Thermogravimetric analysis or thermal gravimetric analysis (TGA).

Σχεδιομελέτη – Κατασκευή: Σχεδιασμός και μελέτη της πειραματικής διάταξης, διαστασιολόγηση εξαρτημάτων, κατασκευαστικά – ηλεκτρομηχανολογικά (Η-Μ) και οικοδομικά σχέδια, έρευνα αγοράς και προμήθεια εξαρτημάτων, διαμόρφωση εξωτερικού χώρου (χωματουργικά – περιφράξεις κτλ.), εγκατάσταση, συνδέσεις και ρυθμίσεις Η-Μ διατάξεων, αρχικές δοκιμές λειτουργίας. Σενάρια Λειτουργίας: Διερεύνηση διαθέσιμων ΥΑΦ και συνθηκών λειτουργίας για τα διάφορα, εμπορικά διαθέσιμα ΥΑΦ βιο-βάσης, όπως αυτά προσδιορίστηκαν σε προηγούμενη ΕΕ. Επιλογή και προμήθεια κατάλληλων ΥΑΦ βιο-βάσης σε χύδην μορφή. Ανάπτυξη σεναρίων λειτουργίας ηλιακού συλλέκτη υψηλών θερμοκρασιών για διάφορες κλιματικές ζώνες. Ανάπτυξη σεναρίων λειτουργίας για διάφορα φορτία βιομηχανικού χρήστη. Προσομοίωση λειτουργίας σε λογισμικό ενεργειακών TRNSYS που διαθέτει το ΤΕΙ ΑΜΘ. Ανάπτυξη μικρής έκτασης εκπαιδευτικού – διδακτικού υλικού από το ΤΕΙ ΑΜΘ. Προγραμματισμός BMS: περιγραφή των σεναρίων λειτουργίας στην γλώσσα προγραμματισμού του BMS και παραμετροποίηση διαδικτυακών templates online παρακολούθησης. Αρχικές δοκιμές λειτουργικότητας. Βελτιώσεις προγραμματισμού - ελέγχου για επανεκτέλεση πειραματικών δοκιμών στην επόμενη δράση. Πειραματική Λειτουργία: εκτέλεση των σεναρίων λειτουργίας και παρακολούθηση – καταγραφή των πειραματικών δεδομένων. Επίβλεψη, παρακολούθηση, αντιμετώπιση λειτουργικών προβλημάτων –τεχνική υποστήριξη. Συλλογή, ταξινόμηση, επεξεργασία και παρουσίαση των αποτελεσμάτων της πιλοτικής λειτουργίας. Επιστημονική – τεχνολογική τεκμηρίωση και ανάλυση των πειραματικών αποτελεσμάτων. Παρακολούθηση εξωτερικών μετεωρολογικών συνθηκών μέσω και του Μετεωρολογικού Σταθμού που διαθέτει το ΤΕΙ ΑΜΘ. Αξιολόγηση αποτελεσμάτων και επανεκτέλεση συγκεκριμένων πειραματικών δοκιμών.