Η χρήση των φακών fresnel για θέρμανση / ψύξη στα θερμοκηπιακά συστήματα

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία αναφέρεται στην χρήση των φακών Fresnel για την θέρμανση και την ψύξη ενός θερμοκηπιακού συστήματος. Το θερμοκήπιο είναι ένα σύστημα που παρέχει τις βέλτιστες κλιματικές συνθήκες για τα φυτά που αναπτύσσονται στον εσωτερικό τους, προστατεύοντάς τα από ακραίες καιρικές συνθήκες, όπως χαμηλές θερμοκρασίες, υψηλές ταχύτητες ανέμου, βροχή, χαλάζι, κ.ά. Το θερμοκήπιο ως παθητικό σύστημα ηλιακής ενέργειας, βασίζει πολλές από τις λειτουργίες του στην ηλιακή ακτινοβολία. Μία από αυτές είναι η θέρμανσή του. Ωστόσο, σε ακραίες περιπτώσεις έντονης ηλιακής ακτινοβολίας υπάρχει κίνδυνος υπερθέρμανσης και καταστροφής της καλλιέργειας. Συνεπώς, είναι απαραίτητη η ψύξη του εσωτερικού του. Για τις δύο αυτές αντίθετες διεργασίες χρησιμοποιούνται, εκτός από τις παραδοσιακές μεθόδους, όπως κεντρικά συστήματα θέρμανσης ή για την ψύξη, ο αερισμός και η υδρονέφωση, και συγκεντρωτικά συστήματα ηλιακής ακτινοβολίας, όπως οι φακοί Fresnel, σε συνδυασμό με φωτοβολταϊκά, θερμικά ή υβριδικά φωτοβολταϊκά/θερμικά ηλιακά συστήματα. Οι φακοί Fresnel, με την δυνατότητα διαχωρισμού της άμεσης και της διάχυτης ηλιακής ακτινοβολίας, έχουν την ικανότητα να βοηθούν στην ψύξη του χώρου του θερμοκηπίου, εστιάζοντας το μέρος της άμεσης ακτινοβολίας στον συλλέκτη προς παραγωγή θερμότητας ή ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ μέσω του διάχυτου μέρους, παρέχεται ο φωτισμός για της ανάγκες της καλλιέργειας. Αντίθετα, όταν η θερμοκρασία είναι σε επίπεδα κάτω του βιολογικού βέλτιστου, ο απορροφητής τίθεται εκτός εστιακής περιοχής, με την ηλιακή ακτινοβολία να διέρχεται εξ ολοκλήρου εντός του θερμοκηπίου για την θέρμανσή του.