Ενσωμάτωση Τεχνολογιών Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας Σε Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας

Abstract

Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (Α.Π.Ε.) αποτελούν ένα αντικείμενο μεγάλου επιστημονικού ενδιαφέροντος εδώ και πολλές δεκαετίες. Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου μεθοδολογικού πλαισίου αξιολόγησης των διαθέσιμων τεχνολογιών Α.Π.Ε., σε ότι αφορά τον κτιριακό τομέα. Η αποτύπωση των υφιστάμενων τεχνολογιών και ο κατάλληλος συνδυασμός τους, του νομοθετικού πλαισίου καθώς και της ευρωπαϊκής ενεργειακής πολιτικής είναι τρία επιπλέον πεδία έρευνας της διατριβής. Το μεθοδολογικό πλαίσιο που αναπτύχθηκε στηρίζεται στην ενεργειακή, περιβαλλοντική και οικονομική αξιολόγηση των τεχνολογιών. Πιο αναλυτικά, η ενεργειακή αξιολόγηση περιλαμβάνει τη μελέτη διαφορετικών ενεργειακών συστημάτων με βασικό στόχο την κατά το δυνατόν μέγιστη συνεισφορά των Α.Π.Ε. στη συνολική κατανάλωση ενέργειας του κτιρίου, ώστε το κτίριο να μπορεί να ενταχθεί στα Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας, αξιοποιώντας παράλληλα τις Α.Π.Ε. με το βέλτιστο δυνατό συνδυασμό. Η περιβαλλοντική αξιολόγηση πραγματοποιείται για το συνολικό κύκλο ζωής του κάθε συστήματος (κατασκευή, χρήση και τελική διάθεση), με σκοπό τον υπολογισμό των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου που σχετίζονται με το κάθε σύστημα. Τέλος, η οικονομική αξιολόγηση βασίζεται κυρίως στη μεθοδολογία Ανάλυσης Κόστους Κύκλου Ζωής (Α.Κ.Κ.Ζ.) και έχει ως βασικό στόχο την ανάδειξη των οικονομικά αποδοτικότερων τεχνικών λύσεων, λαμβάνοντας υπόψη τις μεταβολές στο κόστος καυσίμων κατά τα επόμενα χρόνια. Με την ολοκλήρωση των επιμέρους αξιολογήσεων δημιουργήθηκε ένα μητρώο προτεινόμενων λύσεων για διαφορετικές τυπολογίες κτιρίων για τις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας (Α, Β, Γ και Δ). Στη συνέχεια, μέσω της πολυκριτηριακής ανάλυσης αναδείχθηκαν τα βέλτιστα και χείριστα σενάρια ανά περίπτωση, με βαρύτητα κάθε φορά στην ενέργεια, την περιβαλλοντική επιβάρυνση και την οικονομική αξιολόγηση αντίστοιχα. Επιπρόσθετα, στο τέλος δημιουργήθηκε ένα εργαλείο αξιολόγησης – αλληλεπίδρασης με το χρήστη, το οποίο δίνει τη δυνατότητα αξιοποίησης των αποτελεσμάτων της διατριβής αλλά και προσαρμογής τους στις προτιμήσεις του χρήστη, ολοκληρώνοντας έτσι το προτεινόμενο μεθοδολογικό πλαίσιο. Συμπερασματικά, η διατριβή ανέδειξε καταρχήν τη σημασία της χρήσης των τεχνολογιών Α.Π.Ε. στα Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας, αλλά είναι πλέον φανερό ότι η επιλογή του κατάλληλου συστήματος δεν αποτελεί ένα μονοδιάστατο πρόβλημα και ο βέλτιστος συνδυασμός μπορεί να μην είναι μοναδικός. Στις κλιματικές ζώνες Α και Β, όπου οι συνθήκες είναι πιο ευνοϊκές, τα ηλιοθερμικά συστήματα συνδυασμένης λειτουργίας ακόμη και με συμβατική βοηθητική πηγή είναι ιδιαίτερα αποδοτικά όσον αφορά την ενεργειακή τους απόδοση. Στις κλιματικές ζώνες Γ και Δ, όπου οι απαιτήσεις είναι σαφώς μεγαλύτερες και οι κλιματικές συνθήκες λιγότερο ευνοϊκές, ειδικά σε εφαρμογές μεγάλης κλίμακας, μειώνεται σημαντικά η απόδοση των ηλιοθερμικών συστημάτων ενώ κρίνεται επιτακτική η ανάγκη για συνδυασμό τεχνολογιών Α.Π.Ε. Οι λέβητες βιομάζας αποτελούν τη βέλτιστη λύση όσον αφορά το ανθρακικό αποτύπωμα αλλά και την ενεργειακή απόδοση καθώς δεν επηρεάζεται η λειτουργία τους από τις εξωτερικές συνθήκες. Επιπρόσθετα, οι αντλίες θερμότητας αέρα–νερού παρουσιάζουν αυξημένη απόδοση στις κλιματικές ζώνες Α και Β, ενώ παρατηρείται σημαντική μείωση της απόδοσής τους στις Γ και Δ, που οδηγεί τελικά σε μεγαλύτερες ενεργειακές καταναλώσεις καθώς και αυξημένες εκπομπές αέριων ρύπων. Σχετικά με το κόστος, προέκυψε ότι ο συνδυασμός των συστημάτων Α.Π.Ε. οδηγεί σε αυξημένο κόστος εγκατάστασης.