Διερεύνηση της δυνατότητας εφαρμογής της οδηγίας Eco Design 125/09/EC στους μετατροπείς των Φ/Β
| dc.contributor.advisor | Ψωμόπουλος, Κωνσταντίνος | |
| dc.contributor.author | Αλεξάνδρου, Φίλιππος | |
| dc.date.accessioned | 2020-05-18T11:00:02Z | |
| dc.date.available | 2020-05-18T11:00:02Z | |
| dc.date.issued | 2020-02-17 | |
| dc.identifier.uri | http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/5264 | |
| dc.description.abstract | Η Οδηγία 2009/125/ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 21 Οκτωβρίου 2009, διαπραγματεύεται την καλύτερη στόχευση σε θέματα σχεδίασης προϊόντων, τόσο ως προς την ανάγκη τους σε πόρους (π.χ. ηλεκτρική ενέργεια, νερό), όσο και το γενικό αποτύπωμα τους στο περιβάλλον και κατά επέκταση στον άνθρωπο. Σε παγκόσμιο επίπεδο η σημερινή ανθρώπινη δραστηριότητα είναι απόλυτα συνδεδεμένη με την ηλεκτρική ενέργεια και την υπερκατανάλωση φυσικών πόρων και αγαθών. Η μοντέρνα κοινωνικοοικονομική κατάσταση έχει δημιουργήσει πρόσθετες ανάγκες στην καθημερινότητα, οι οποίες εκτός από το να προσθέτουν πολυπλοκότητα στην αλληλεπίδραση του ανθρώπου με όλους τους φυσικούς πόρους και μη, έχουν και αντίκτυπο στο φυσικό περιβάλλον, τόσο στον παρόντα χρόνο όσο και στο απώτερο μέλλον. Αυτό με μία λέξη μπορεί να ονομαστεί ‘ανθρώπινο περιβαλλοντικό αποτύπωμα’. Η επιλογή προϊόντων από τον άνθρωπο-καταναλωτή είναι εκείνη που θα καθορίσει τα επίπεδα των ρύπων στην ατμόσφαιρα ή το νερό και το έδαφος, ενώ σημαντικό ρόλο παίζει και η ενδεδειγμένη χρήση του προϊόντος. Η Οδηγία αυτή, είναι μια γενική κατεύθυνση στα χέρια του κατασκευαστή. Δίνει την γενική κατεύθυνση ακόμη και για την πρώτη φάση του σχεδιασμού, την έρευνα και την ανάπτυξη. Δεν γίνεται αναφορά στις μεταφορές, κάτι που δημιουργεί ασάφεια σχετικά με τον περιβαλλοντικό αντίκτυπο που έχει ένα προϊόν αφού λόγω παγκοσμιοποίησης των εισαγωγών και εξαγωγών των προϊόντων, αυτές δημιουργούν μεγάλους ρύπους, γεγονός που θα έπρεπε να ληφθεί υπόψη. Ένα προϊόν σχεδόν ελάχιστες φορές θα «καταναλωθεί» εκεί όπου παρασκευάζεται. Είναι προφανές ότι η περιβαλλοντική δήλωση συμμόρφωσης ενός προϊόντος θα πρέπει να συνοδεύεται και από την ανάλυση του κύκλου ζωής του. Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται η εφαρμογή της κοινοτικής οδηγίας για την οικολογική σχεδίαση και πως μπορεί αυτή να εφαρμοστεί στους αντιστροφείς φωτοβολταϊκών. Είναι προφανές ότι μια ανάλυση του κύκλου ζωής ενός αντιστροφέα για μια εξεταζόμενη χρονική περίοδο λειτουργίας 15 έως 20 ετών μπορεί να αποκαλύψει όλες εκείνες της περιβαλλοντικές πτυχές που έχουν καθοριστική συμβολή στην σκιαγράφηση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος του προϊόντος. Αυτό μπορεί να αποτυπωθεί σε μία δήλωση περιβαλλοντικής συμπεριφοράς E.P.D (Environmental Product Declaration), κάτι το οποίο ακόμα δεν κάνουν οι κατασκευαστές Φωτοβολταϊκών αντιστροφέων. Με βάση τα όσα αναφέρθηκαν προηγουμένως είναι εμφανές ότι η χρήση φιλικών προς το περιβάλλον υλικών μπορεί να συνεισφέρει σημαντικά στον περιβαλλοντικό αντίκτυπο που μπορεί να έχει ένας Φ/Β μετατροπέας, όπως επίσης αντίστοιχη θετική επιρροή μπορεί να έχει και η ενεργειακή αριστοποίηση του προϊόντος. Για την επίτευξη του ανωτέρω στόχου, η τεχνολογία των SiC, είναι μια πολλά υποσχόμενη νέα τεχνολογία στον τομέα τον ηλεκτρονικών ισχύος. Το γεγονός αυτό μπορεί αν οδηγήσει σε θεαματική βελτίωση της απόδοσης των ηλεκτρονικών συσκευών. H περίπτωση που εξετάζεται εδώ, η εφαρμογή της τεχνολογίας ημιαγωγών τύπου SiC στους Φωτοβολταϊκούς μετατροπείς θα επιφέρει συνολική βελτίωση του βαθμού απόδοσης. Επιπλέον λόγο των χαμηλών αναγκών σε ψύξη που παρουσιάζουν τα ημιαγωγικά στοιχεία τύπου SiC, αυτό θα επιφέρει επιπλέον και μείωση του μεγέθους του αντιστροφέα και του βάρους του. Επιπρόσθετα με την εφαρμογή νέου τύπου συστημάτων απαγωγής θερμότητας, όπως για παράδειγμα ψύκτρες φτιαγμένες από γραφένιο, μπορεί να επιτευχθεί ακόμη μεγαλύτερη βελτίωση του βαθμού απόδοσης σε συνδυασμό με περιορισμό του βάρους. Σε κάθε περίπτωση, η όποια βελτίωση επιλέγεται να γίνει από κάποιον κατασκευαστή Φ/Β αντιστροφέων, η οικολογική σχεδίαση του προϊόντος θα πρέπει να αποτελεί τη βασικότερη παράμετρο. Δηλαδή η ελαχιστοποίηση του περιβαλλοντικού αντίκτυπου που θα έχει αυτή η συσκευή τόσο κατά την φάση της σχεδίασης, όσο και στα στάδια της παραγωγής αλλά και λειτουργίας. Τα όποια υλικά επιλεγούν για τα κυκλώματα των ηλεκτρονικών ισχύος, αλλά και τα συστήματα ψύξης του, θα πρέπει να μπορούν να ανακυκλωθούν στον μεγαλύτερο δυνατό βαθμό. Με άλλα λόγια τίποτε δεν θα πρέπει να αποβάλλεται στο περιβάλλον στο βαθμό του εφικτού. Η ανακύκλωση και επαναχρησιμοποίηση των υλικών θα πρέπει να αποτελεί επιδίωξη υψηλής σπουδαιότητας. Τα σημεία τα οποία χρίζουν προσοχής από τους κατασκευαστές Φ/Β αντιστροφέων είναι εκείνα της επιλογής υλικών καθώς και διεργασιών παραγωγής, οι οποίες θα πρέπει να παρουσιάζουν ελάχιστη ενεργειακή κατανάλωση καθώς και ελάχιστη κατανάλωση φυσικών πόρων. Η μεθοδολογία MEErP δεν μπορεί να υποδείξει στους κατασκευαστές μεθόδους και τρόπους παραγωγής, καθώς και υιοθέτηση τεχνολογιών ηλεκτρονικών ισχύος. Είναι στην διακριτική ευχέρεια του κάθε κατασκευαστή να επιλέξει εκείνη την τεχνολογία που εκείνος κρίνει ότι είναι αποδοτικότερη για το προϊόν του, μιας και ο ίδιος θα διαμορφώσει το τελικό κόστος του προϊόντος του. Η μεθοδολογία που εξετάζεται δεν αναπτύχθηκε για να παράγει οικονομικά προϊόντα, αλλά φιλικά προς το περιβάλλον. Είναι όμως αυταπόδεικτο ότι ένα φιλικό πρός το περιβάλλον προϊόν με υψηλό ποσοστό ανακύκλωσης, μπορεί να επιστρέψει πίσω στον κατασκευαστή του σημαντικό μέρος, τόσο της επένδυσης στην έρευνα και στην ανάπτυξη, όσο και στην παραγωγή του. Δεν αποτελεί λοιπόν έκπληξη ότι η φιλοσοφία της οικολογικής σχεδίασης περικλείει και σημαντικά οικονομικά στοιχεία μέσα της. Το προϊόν που εξετάζεται αποτελείται από μια μακροσκελή λίστα υλικών, πολλά από τα οποία μπορεί να είναι νέα ή να αποτελούν πατέντα ενός κατασκευαστή. Είναι λοιπόν βέβαιο ότι δεν θα περιλαμβάνονται στην λίστα της MEErP, καθώς επίσης και δεν θα δημοσιοποιηθούν. Επιπλέον όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η συγκεκριμένη μεθοδολογία αποτελεί μια γενική οδηγία η οποία δεν έχει δεσμευτικό χαρακτήρα. Επομένως τα αποτελέσματα που μπορεί να δώσει θα είναι συνάρτηση σε τι βαθμό θα υιοθετήσει ο κάθε κατασκευαστής αυτή την μεθοδολογία, και πόσο μεγάλη προτεραιότητα θεωρείται η οικολογική σχεδίαση ενός τέτοιου πολύπλοκου και συνεχώς εξελισσόμενου προϊόντος, από τον κάθε κατασκευαστή. Σημαντικό στοιχείο αποτελεί και η υιοθέτηση ενός energy label. Μέσω αυτού θα καθίσταται δυνατό να αναγνωριστούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του προϊόντος και ο καταναλωτής να έχει μια πιο ξεκάθαρη εικόνα για το προϊόν που επιλέγει. Ολοκληρώνοντας γίνεται αντιληπτό ότι ένα προϊόν που παράγεται σε μια τοποθεσία, δεν είναι απαραίτητο να καταναλώνεται / χρησιμοποιείται εκεί. Πολλές φορές θα πρέπει να ταξιδέψει σε πολύ μεγάλες αποστάσεις με αποτέλεσμα την κατανάλωση σημαντικών ποσών ενέργεια και στις περισσότερες περιπτώσεις ορυκτών καυσίμων. Παρόμοιο είναι και το πρόβλημα και με τα υλικά κατασκευής του. Μπορεί να έρχονται από μεγάλες αποστάσεις, πράγμα που σημαίνει κατανάλωση ενέργειας για την μεταφορά τους. Τα ανωτέρω προβλήματα περιβαλλοντικού χαρακτήρα που περιγράφονται δεν λαμβάνονται υπόψη στην μεθοδολογία MEErP, γεγονός που συνεπάγεται ότι δεν υπάρχει σαφή εικόνα τελικά για το πραγματικό περιβαλλοντικό αποτύπωμα του προϊόντος. Με την ολοκλήρωση των αποτελεσμάτων και των σεναρίων που μελετήθηκαν, κατέστη εφικτό να υπολογιστεί ένα κλάσμα που αφορά το ποσό της καταναλισκόμενης ενέργειας σε όλη την φάση της παραγωγής και διάθεσης του προϊόντος, σε σχέση με το ποσό ενέργειας που αποδίδει πίσω το προϊόν σε βάθος 15 ετών. | el |
| dc.format.extent | 85 | el |
| dc.language.iso | el | el |
| dc.publisher | Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ. | el |
| dc.rights | Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/ | * |
| dc.subject | TPSH::Περιβάλλον::Προστασία του Περιβάλλοντος | el |
| dc.subject | TPSH::Τεχνολογία::Ηλεκτρολογία::Μετατροπείς Ηλεκτρικής Ενέργειας | el |
| dc.subject | TPSH::Τεχνολογία::Φωτοβολταϊκά Συστήματα Παραγωγής Ενέργειας | el |
| dc.title | Διερεύνηση της δυνατότητας εφαρμογής της οδηγίας Eco Design 125/09/EC στους μετατροπείς των Φ/Β | el |
| dc.title.alternative | Evaluating the possibility of implementing the EcoDesign Directive 125/09/EC in the inverters for PV systems | el |
| dc.type | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| dc.contributor.committee | Ιωαννίδης, Γεώργιος | |
| dc.contributor.committee | Καμινάρης, Σταύρος | |
| dc.contributor.master | Διαχείριση και Ενεργειακή Βελτιστοποίηση Συστημάτων | el |
| dc.subject.keyword | Φωτοβολταϊκός αντιστροφέας | el |
| dc.subject.keyword | Μετατροπέας DC-AC | el |
| dc.subject.keyword | Ενεργειακή απόδοση | el |
| dc.subject.keyword | Μεθοδολογία MEErP | el |
| dc.subject.keyword | Ecodesign | el |
| dc.subject.keyword | Οδηγία 125/09/EC | el |
| dc.subject.keyword | Οικολογικός σχεδιασμός | el |
| dc.subject.keyword | Εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα | el |
| dc.subject.keyword | Ηλεκτρονικά ισχύος | el |
| dc.subject.keyword | Αντιστροφέας DC/AC | el |
| dc.description.abstracttranslated | The directive 2009/125/EC of the European Parliament and of the Council of October 21 2009 negotiates better targeting on the product design issues, both in terms of resource needs (e.g. electricity, water) and their general human environmental footprint. At a global level, current human activity is totally connected with electricity and the over-consumption of natural resources and goods. The modern socioeconomic situation has created additional needs in everyday life which, in addition to adding complexity to the interaction of humans with all-natural resources and not natural resources, also have an impact on the natural environment, both in present and in future. With other words, it can be called ‘human environmental footprint’. It is the choice of products by the human consumer which will determine the levels of pollutants in air, water, soil, as well as the appropriate use products, also plays an important role. This Directive is a general direction in manufacturer hands. It gives the general direction even for the first phase of planning, research and development. There is no mention of transport, which creates a lack of clarity about the environmental impact of a product since, as a result of the globalization of imports and exports of products, large amount of pollutants related, which should be taken into account. A product will almost very rarely be 'consumed' where it is manufactured. It is obvious that the environmental declaration of conformity of a product should be accompanied by an analysis of its life cycle. This thesis examines the implementation of the EU Ecodesign Directive and how it can be applied to photovoltaic inverter. It is obvious that an analysis of the lifecycle of a reverse agent for a period of 15 to 20 years considered may reveal all those environmental aspects that have a decisive contribution to the delineation of the product's outline environmental footprint. This can be reflected in an Environmental Product Declaration, which were not been done by the manufacturers of PV inverters yet. On the basis of what have been said, it is obvious that the use of environmentally friendly materials can make a significant contribution to the environmental impact that a PV inverter can have. Also, the energy optimization of the product can have a positive impact. To achieve this goal, SiC technology is a promising new horizon in the field of electronic power. Consequently, this can lead to a dramatic improvement in the performance of electronic devices. In this case, the application of SiC semiconductor technology to photovoltaic inverters will result in an overall efficiency improvement. In addition to the low cooling requirements of SiC semiconductor components. This will also result in a reduction in the inverter size and its weight. Furthermore, with the introduction of a new type of heat exchanger systems, such as graphene-based coolers, even greater improvement in the efficiency can be achieved in combination with weight reduction. In any case, any improvement selected by a manufacturer of inverter, the ecological design of the product should be the main parameter. This means minimizing the environmental impact of this device during the design, production as well as operational phase. Whatever materials are chosen for electronic power circuits and their cooling systems should be recyclable as far as possible. In other words, nothing should be excreted into the environment. Recycling and re-use of materials should be a very important task. The key points that need attention from the inverter manufacturers are the choice of materials and production processes, which should have both a minimum energy consumption and a minimum consumption of natural resources. The MEErP methodology cannot indicate to manufacturers production methods and ways, as well as the adoption of electronic power technologies. It is up to each manufacturer to choose the technology that he considers most efficient for his product, as is the one who shapes its final cost of the product. The methodology under consideration was not developed to produce economic products, but also environmentally friendly ones. But it is self-evident that an environmentally friendly product with a high recycling rate can return to its manufacturer a significant part of the investment in research and development its production. Therefore, it is not surprising, that the philosophy of ecological design encompasses important economic elements within it. The product under consideration consists of a long list of materials, many of which may be new or patented by a manufacturer. They will certainly not be on the MEErP list and they will not be made public either. Moreover, as mentioned above, this methodology is a general directive which is not restricting. Therefore, the results that may be given will depend on how much each manufacturer adopts this methodology, and how much priority is considered to be the ecological design of such a complex and constantly evolving product by each manufacturer. An energy label is also important. This will allow the specific characteristics of the product to be recognized and allow the consumer to have a clearer picture of the product was chosen. To conclude, it is understood that a product produced in a specific location does not need to be either consumed or used there. It will often have to travel very long distances, resulting in considerable amounts of energy being consumed in most cases of fossil fuels. The problem is similar to that of the materials used in its manufacture. They may also come from long distances, which means energy consumption for their transportation. The environmental problems described above where not taken into account in the MEErP methodology, which means that there is no clear picture ultimately of the actual environmental footprint of the product. Upon completion of the results and scenarios studied, it was possible to calculate the amount of energy consumed throughout the production and disposal phase of the product, in relation to the amount of energy that product returns over 15 years. | el |
Αρχεία σε αυτό το τεκμήριο
Αυτό το τεκμήριο εμφανίζεται στις ακόλουθες συλλογές
-
Διαχείριση και Ενεργειακή Βελτιστοποίηση Συστημάτων
Διπλωματικές εργασίες μεταπτυχιακών φοιτητών του προγράμματος Διαχείριση και Ενεργειακή Βελτιστοποίηση Συστημάτων
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα
Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα