Ένα από τα πιο σημαντικά ζητήματα για την παγκόσμια κοινότητα, ειδικά τα τελευταία 20 χρόνια, είναι η αύξηση της κατανάλωσης της ενέργειας λόγω του μεγάλου πληθυσμού και της οικονομικής ανάπτυξης. Στην Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ-28), σύμφωνα με τα ετήσια ενεργειακά στοιχεία του 2018, τα κτήρια αντιπροσωπεύουν περίπου το 41% της συνολικής τελικής ενέργειας κατανάλωσης. Η ΕΕ δείχνει ιδιαίτερη μέριμνα στον περιορισμό της ενεργειακής κατανάλωσης κτηρίων με σημαντικότερη νομοθετική πρωτοβουλία την Οδηγία για την Ενεργειακή Αποδοτικότητα Κτηρίων [1] και την επικαιροποίηση αυτής.
Επίσης, η ΕΕ έχει θέσει φιλόδοξους στόχους για τη μείωση της κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας που βασίζεται στην ορυκτή καύσιμη ύλη και κατ’ επέκταση των συνεπακόλουθων εκπομπών CO2 στην ατμόσφαιρα. Έτσι, όλα τα νέα κτήρια πρέπει να είναι σχεδόν μηδενικών ενεργειακών προδιαγραφών (near Zero Energy Building, nZEB) έως τις 31 Δεκεμβρίου 2020. Οι στόχοι για το 2030 είναι αρχικά μια μείωση τουλάχιστον κατά 40% των αερίων του θερμοκηπίου συγκριτικά με τα επίπεδα του 1990, η παραχώρηση μεριδίου τουλάχιστον 32% για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και τουλάχιστον 32,5% βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των χρησιμοποιούμενων συστημάτων.
Η κάλυψη των αναγκών σε ζεστό νερό χρήσης για τις οικιακές εγκαταστάσεις αποτελεί έναν βασικό παράγοντα στις συνολικές ενεργειακές καταναλώσεις ενός κτηρίου. Αυτό αποδεικνύεται από στατιστικά δεδομένα, όπου διαπιστώνεται πως η κατανάλωση για τη θέρμανση του νερού χρήσης στα ελληνικά νοικοκυριά προσεγγίζει το 15% της συνολικής καταναλισκόμενης ενέργειας, το 56% είναι για την θέρμανση των χώρων, το 21% για τον ηλεκτροφωτισμό και τις ηλεκτρικές συσκευές, ενώ μικρά ποσοστά της τάξεως του 5% και 4% είναι για το μαγείρεμα και την ψύξη των χώρων, αντίστοιχα. Παρατηρείται πως ανάλογα με τον αριθμό των κατοίκων και τον τύπο του κτηρίου, η θέρμανση του νερού είναι ένα βασικό οικονομικό και περιβαλλοντικό έξοδο που εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο του καυσίμου που χρησιμοποιείται. Συνεπώς, κρίνεται σκόπιμη η διερεύνηση του οικονομικότερου και φιλικότερου στο περιβάλλον ενεργειακού συστήματος, εισάγοντας με αυτόν τον τρόπο την έννοια της βελτιστοποίησης.
Παράλληλα, εισάγεται και η έννοια των διατάξεων πολλαπλών ενεργειακών συστημάτων (multi energy systems), βάση της οποίας μπορεί να επιλεγεί το ποσοστό συμμετοχής του κάθε ενεργειακού συστήματος ανάλογα με την πηγή ενέργειας που χρησιμοποιεί, μέσω ενός μαθηματικού μοντέλου βελτιστοποίησης. Το μοντέλο αυτό προκύπτει βάσει του σχηματισμού ενός ενεργειακού κόμβου (energy hub), το οποίο αποτελεί ένα σύνολο κατάλληλα διαμορφωμένων εξισώσεων ανάλογα με τα χρησιμοποιούμενα συστήματα, ανεπτυγμένων σε μητρώα που αφορούν τη ροή ενέργειας στην είσοδο και στην έξοδο του κόμβου. Οι εξισώσεις αυτές επιλύονται με στόχο την επίτευξη του βέλτιστου τρόπου χρησιμοποίησης του κάθε συστήματος ανάλογα με το κριτήριο βελτιστοποίησης.
Για να διαβάσετε ολόκληρο το περιοδικό γίνετε συνδρομητές.
