Industrial solar thermal applications in Greece: Economic evaluation, quality requirements and case studies

Industrial solar thermal installations of the 1980s had to face problems of poor quality and high maintenance requirements. During the 1990s the situation began to change and today in Greece there exist installations which are both economically attractive and offer significant energy saving and environmental benefits. Good potential for applications of solar thermal systems exist in sectors such as agrofood, textiles, chemicals and beverages. In this paper these systems are evaluated in economic terms in comparison with energy equivalent systems such as diesel, LPG, fuel 1500 and natural gas. The development of local solar thermal markets is described and eight successful applications of solar thermal systems in Greek industry are presented.Solar energy Industrial applications Economic viability

Energy optimization with mathematical programming in building complex: the role of thermal storage systems

96 σ.Η χρήση της αποθήκευσης θερμότητας είναι μια σχετικά νέα τεχνολογία η οποία αρχίζει να εφαρμόζεται ευρύτερα σε διαφόρων ειδών κτιριακές εγκαταστάσεις. Αρχικά, στην εργασία αυτή γίνεται μια βιβλιογραφική ανασκόπηση στις διάφορες τεχνολογίες που μπορεί να χρησιμοποιηθούν για την αποθήκευση της θερμότητας. Ειδικότερα όμως, η εργασία αυτή έχει ως στόχο να μελετήσει ένα σύστημα αποθήκευσης θερμότητας σε κτιριακή εγκατάσταση η οποία χρησιμοποιεί σύστημα συμπαραγωγής θερμότητας και ηλεκτρικού ρεύματος για την ικανοποίηση των ενεργειακών αναγκών της. Η μελέτη αυτή γίνεται αφού μοντελοποιηθεί το σύστημα αποθήκευσης θερμότητας και με τις κατάλληλες παραδοχές και περιορισμούς απλοποιηθεί σε μαθηματικές εξισώσεις. Στην συνέχεια γίνεται χρήση του γραμμικού προγραμματισμού ο οποίος αποτελεί ένα ιδιαίτερο και χρήσιμο εργαλείο για τον υπολογισμό του βέλτιστου τρόπου λειτουργίας του συστήματος, δηλαδή στην εύρεση των κατάλληλων τιμών που πρέπει να λάβουν οι μεταβλητές απόφασης του μοντέλου. Συγκεκριμένα, το αποτέλεσμα έδειξε χρησιμοποιώντας τον βέλτιστο τρόπο λειτουργίας, η χρήση της αποθήκευσης θερμότητας είναι ιδιαίτερα αποδοτική και από ενεργειακή αλλά και από οικονομική άποψη. Η περεταίρω μελέτη της συμπεριφοράς του συστήματος γίνεται με την ανάλυση ρίσκου με την βοήθεια της μεθόδου Monte Carlo ώστε να βρεθεί ο βαθμός ευαισθησίας του συστήματος. Πιο συγκεκριμένα, επιλέγονται ορισμένες μεταβλητές οι οποίες θεωρούνται αβέβαιες ως προς την τιμή τους και εξετάζεται το κατά πόσο μία αυξομείωση σε αυτές, επηρεάζει κάποιες άλλες όπως για παράδειγμα το συνολικό κόστος. Η ανάλυση έδειξε επιθυμητά και αναμενόμενα αποτελέσματα για την ευαισθησία του συστήματος αυτού. Αφού έγιναν οι διάφοροι υπολογισμοί, παρουσιάζονται αναλυτικά σε διαγράμματα όλα τα αποτελέσματα αυτής της ανάλυσης και εξάγονται τα πιο σημαντικά γενικά συμπεράσματα σχετικά με τα διάφορα χαρακτηριστικά του συστήματος αλλά και τον τρόπο λειτουργίας του. Η αποθήκευση θερμότητας σε κτιριακές εγκαταστάσεις, φαίνεται πως αποτελεί μια ιδιαίτερη ελκυστική επιλογή.The use of thermal energy storage is a relatively new technology which is beginning to become more widely applied into various types of buildings. Initially, this work introduces a literature review with various types of technologies that may be used for thermal energy storage. In specific, this work aims to study the technology of thermal energy storage in buildings combined with the use of a cogeneration system that produces heat and electrical power to meet the building's energy needs. In this study, firstly, the thermal energy storage system is modeled. Furthermore, appropriate assumptions and limitations are taken into consideration in order to have some simplified mathematical equations. Then, we make use of linear programming, which is a unique and useful tool for calculating the optimum operational mode of the system. That means to find the appropriate values that the decision variables of the model should take. Specifically, the result showed that by using the thermal energy storage system into the optimal operation mode, the whole system becomes highly efficient in economical and energy terms. A further study of the behavior of the system requires risk analysis to be made with the help of Monte Carlo simulation in order to find the sensitivity of the system. Specifically, some variables are selected and considered to have uncertain values. These variables are examined in order to find whether a fluctuation on their values affect other variables such as the overall cost. The analysis showed some desirable and expected results for the sensitivity of this system. After having made various calculations, all the results of this analysis are presented in charts by detail. Then, some general conclusions are made about the most important facts and features of the system related with the way it works. The thermal energy storage in buildings, seems to be a particularly attractive option.Αλέξανδρος Μ. Ντε Μπρίτο - Καράγιωργα

Hydrogeological and thermal characterization of shallow aquifers in the plain sector of Piemonte region (NW Italy): implications for groundwater heat pumps diffusion

The low annual and seasonal variability of the shallow groundwater temperature in the alluvial plain aquifers of the Piemonte region (NW Italy) confirmed the potentiality of the low-enthalpy open-loop groundwater heat pumps (GWHP) diffusion to contribute to the reduction of regional greenhouse gas emissions. The distribution of mean groundwater temperatures ranged from a minimum of 10.3C to a maximum of 17.9C with a mean of 14.0C. Differences among diverse areas were slight according with the modest variations in the general climatic condition. Like the air, temperature distribution of the shallow groundwater temperatures is generally similar to topographic elevations in reverse manner. Higher temperature values recorded were typical of summer months (June, July). On the opposite lower values were measured in January and February. No significant difference phase (time) difference between air and groundwater temperature appeared in the data analysis. Besides air-temperature influence (seasonal variability) seemed strictly connected to the depth to groundwater in the measure point and it was negligible when the value was over 9.5 m. For the application of the open-loop systems, extensive examinations of the hydrogeological local conditions should be conducted at site scale and groundwater heat transport modelling should be develope