Κεντρικός άξονας της εργασίας είναι η παρουσίαση της δομής ενός αυτονόμου φωτοβολταϊκού συστήματος, καθώς και η τεχνικοοικονομική μελέτη ενός τέτοιου συστήματος. Επίσης μέσα από αυτήν την εργασία θα βγουν συμπεράσματα για την λειτουργία ενός τέτοιου συστήματος σε μεταβατική κατάσταση υπό τις δυσμενέστερες συνθήκες. Ξεκινώντας παραθέτουμε τους λόγους για τους οποίους υπάρχει έντονη ανάγκη για την ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας(ΑΠΕ), όπως είναι η μόλυνση του περιβάλλοντος από τις συμβατικές πηγές, η εξάντληση των αποθεμάτων του πετρελαίου αλλά και άλλων πηγών ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς επίσης και μια σειρά από πολιτικοοικονομικούς λόγους με πρώτο την ιδιοπαραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Εν συνεχεία στο κεφάλαιο 2 αναλύεται το φωτοβολταϊκό φαινόμενο σε όλη του την έκταση, το πώς δηλαδή μετατρέπεται η ηλιακή ακτινοβολία σε ηλεκτρική με την βοήθεια των ιδιοτήτων των ημιαγώγιμων υλικών που χρησιμοποιούνται στα ηλιακά πλαίσια. Ακόμη αναλύονται τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των φωτοβολταϊκών, για να δωθεί έτσι και μαθηματικά η σχέση μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Στο κεφάλαιο 3 γίνεται η παρουσίαση της μπαταρίας. Αρχικά δίνεται η αρχή λειτουργίας και τα είδη των μπαταριών (επαναφορτιζόμενες η μη). Στη συνέχεια εξετάζονται τα χαρακτηριστικά μεγέθη, δηλαδή η χωρητικότητα, το βάθος εκφόρτισης-DOD, η στάθμη φόρτισης-SOC και ο συντελεστής φόρτισης της μπαταρίας, που δίνει την απόδοση ισχύος της. Στο κεφάλαιο 4 εξετάζουμε στα μέρη του, ένα τυπικό αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα. Σκοπός του κεφαλαίου είναι να δείξει τη λειτουργία των ηλεκτρονικών μετατροπέων, τον έλεγχο τους και την καταπολέμηση των αρμόνικων που παράγουν αυτοί. Αναλυτικά παρουσιάζεται ο μετατροπεας συνεχούς τάσης DC/DC, ο τρόπος με τον oποίο γίνεται ο έλεγχος του. Επίσης εξηγείται ο καθοριστικός ρόλος του στην λειτουργία του συστήματος. Το ίδιο γίνεται και για τον αντιστροφέα συνεχούς-εναλλασσομενου DC/AC, που είναι μια εξαπαλμική γέφυρα με IGBT μετατροπείς. Τέλος γίνεται και μια εισαγωγή στο θέμα των αρμονικών συνιστωσών που παράγουν οι μετατροπείς μας. Δίνονται στοιχεία για τους κανονισμούς μέσω των οποίων γίνεται και η επιλογή των μετατροπέων και των φίλτρων που χρησιμοποιούνται για τον περιορισμό των αρμονικών συνιστωσών. Στο κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται στοιχεία από την οικονομική επιστήμη πάνω στα οποία θα βασιστεί η οικονομική μελέτη που πραγματοποιείται στο κεφάλαιο 7. Οι οικονομικοί δείκτες που χρησιμοποιήθηκαν στην εργασία αυτή είναι η Καθαρή Παρούσα Αξία (NPV), ο Εσωτερικός Βαθμός Απόδοσης (IRR), και η Έντοκη Περίοδος Αποπληρωμής (ΕΠΑ). Επίσης στο κεφάλαιο αυτό δόθηκαν στοιχεία για τις μεθόδους αποπληρωμής δανείων, καθώς επίσης αναλύθηκαν οι κλασσικές και οι σύγχρονες μορφές χρηματοδότησης ενός επενδυτικού σχεδίου. Στο κεφάλαιο 6 πραγματοποιείται ο τεχνικός σχεδιασμός του συστήματος. Με βάση τον τόπο εγκατάστασης και τα στοιχεία ακτινοβολίας και θερμοκρασίας γίνεται η επιλογή της κλίσης των συλλεκτών. Στη συνέχεια και με βάση τις απαιτήσεις του φορτίου γίνεται καθορισμός της ισχύος αιχμής, του πλήθους και της οργάνωσης των φωτοβολταϊκών πλαισίων. Τέλος με βάση τις απαιτήσεις για επάρκεια ηλεκτρικής ενέργειας για συνεχή λειτουργία του συστήματος καθορίζεται το μέγεθος των συσσωρευτών. Στο κεφάλαιο 7 πραγματοποιείται η οικονομική μελέτη για δυο διαφορετικά επενδυτικά σχέδια, με τη βοήθεια των οικονομικών δεικτών που αναφέρθησαν παραπάνω. Τα δυο σενάρια διαφέρουν ως προς τον τρόπο χρηματοδότησης (επιχορήγηση-δανειοδότηση) και με την εξέταση τους βγαίνουν πολύ χρήσιμα συμπεράσματα για την επενδυτική αξία τους. Η μελέτη αυτή μπορεί να χρησιμεύει και σαν οδηγός για άλλες παρομοίου τύπου μελέτες. Στο κεφάλαιο 8 παρουσιάζεται το σύστημα που εξετάζουμε στο πρόγραμμα εξομοίωσης PSCAD. Ο λόγος που γίνεται η εξομοίωση είναι για να μελετηθεί ακολούθως η μεταβατική ευστάθεια του συστήματος, δηλαδή η απόκριση του συστήματος σε αλλαγές του φορτίου μας. Στο σημείο αυτό πρέπει να τονιστεί ότι το PSCAD είναι από τα καταλληλότερα προγράμματα για το σκοπό αυτό, γιατί τα μοντέλα που διαθέτει ανταποκρίνονται σε μεταβατικές συνθήκες. Στο κεφάλαιο 9 πραγματοποιείται η μελέτη μεταβατικής ευσταθείας, αλλάζοντας βηματικά το μηχανικό φορτίο του κινητήρα, που αποτελεί το φορτίο του συστήματος μας. Για να έχουμε αποτελέσματα προς την ασφαλή πλευρά το σύστημα έχει μελετηθεί χωρίς την παρουσία μπαταρίας, δηλαδή υπό τις δυσμενέστερες συνθήκες. Στο κεφάλαιο αυτό δίνονται και εξηγούνται με φυσικό τρόπο τα γραφήματα που φανερώνουν την τελική κατάσταση του συστήματος, εάν δηλαδή το σύστημα οδηγήθηκε στην αστάθεια η όχι. Τέλος στο κεφάλαιο 10 υπάρχει ο επίλογος της εργασίας με ταυτόχρονη προσθήκη και των σημείων οπού επιδέχεται επέκταση η εργασία. / -

Μία από τις σημαντικότερες Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας θεωρείται η ηλιακή ενέργεια. Η μετατροπή της σε ηλεκτρική ενέργεια επιτυγχάνεται με τα φωτοβολταϊκά συστήματα. Η ολοένα και μεγαλύτερη διάδοσή τους κάνει επιτακτική την ανάγκη για την εις βάθος μελέτη τους και τη βελτίωση της απόδοσής τους. Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται η αρχή λειτουργίας και η τεχνολογία των συστημάτων αυτών, ενώ γίνεται μοντελοποίηση και βέλτιστη προσαρμογή διαφόρων περιπτώσεων φορτίων συνδεδεμένων σε ένα αυτόνομο σύστημα. Παράλληλα, εξετάζονται οι παράμετροι που επηρεάζουν τη μέγιστη μεταφορά ισχύος από τη φωτοβολταϊκή συστοιχία στο φορτίο, ενώ δίνεται βάρος στην κατανόηση της επίδρασης της προσπίπτουσας ακτινοβολίας και της θερμοκρασίας / One of the major Renewable Energies Sources is solar energy. Its conversion to electricity is achieved by photovoltaic systems. Their increasing dissemination makes both in-depth study and improvement of their performance necessary. This thesis examines the working principle and technology of these systems, while modeling and optimal adjustment of different cases of loads connected to an off-grid system are researched. In addition, the parameters affecting the maximum transfer of power from the photovoltaic array to the load are analyzed and the impact of the incident radiation and temperature is explained.

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη λειτουργίας των φωτοβολταϊκών γεννητριών υπό συνθήκες χαμηλής έντασης ακτινοβολίας όχι όμως ελεγχόμενης, δηλαδή σε εσωτερικό χώρο, αλλά εκτεθειμένο σε εξωτερικό χώρο και με απρόβλεπτες εναλλαγές έντασης. Επιπλέον το υποβάλαμε σε μερική σκίαση με διαφορετική διάταξη κάθε φορά προκειμένου να διαπιστώσουμε τη λειτουργία του και το πώς αυτό συμπεριφέρεται, προκειμένου να κατανοήσουμε το πόσο σημαντικό είναι να ακολουθούνται οι προδιαγραφές εγκατάστασης για να παίρνουμε την μέγιστη απόδοση από τις φωτοβολταϊκές γεννήτριες. Για το σκοπό αυτό είχαμε στη διάθεσή μας ένα φωτοβολταϊκό πλαίσιο, το οποίο αποτελούνταν από 36 στοιχεία και μια βάση κινητή για να το τοποθετήσουμε με σκοπό να το προσανατολίζουμε σωστά ακολουθώντας την πορεία του ηλίου και την οποία την κατασκευάσαμε εξ αρχής. Στη συνεχεία απαραίτητη ήταν η κατασκευή δύο κυκλωμάτων, ενός “I-V tracer” και ενός “Ramp Generator” μέσα στο ίδιο κουτί, προκειμένου να συνδέσουμε επάνω σε αυτό όλες τις συσκευές μας για να καταγράψουμε τις σειρές των μετρήσεών μας που μας έδιναν οι διάφορες συσκευές μας καθώς και το φωτοβολταϊκό κατά τη διάρκεια της έκθεσής του στην ηλιακή ακτινοβολία. Ακόμα, σημαντικό κομμάτι αποτέλεσε και ο προγραμματισμός του Data Logger έτσι ώστε να καταγράφονται σωστά η τάση, το ρεύμα, οι θερμοκρασίες και η ακτινοβολία κάθε στιγμή του πειράματός μας για να τα εκμεταλλευτούμε και να εξαγάγουμε σωστά συμπεράσματα. Τέλος μπορούμε να πούμε πως η επιλογή ιδανικών ημερών ήταν ένα δύσκολο κομμάτι και η υπομονή που απαιτούσε το πείραμά μας ήταν ένας καλός σύμμαχος για την ολοκλήρωσή του. / -

Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία μελετάται η δομή και η λειτουργία φωτοβολταϊκών πλαισίων πολυκρυσταλλικού πυριτίου. Για το σκοπό αυτό είναι απαραίτητη τόσο η θεωρητική μελέτη και περιγραφή της λειτουργίας τους, όσο και η πειραματική προσέγγιση του θέματος. Αρχικά, παρουσιάζεται η δομή των ηλιακών κυττάρων, βασικών δομικών μονάδων των φωτοβολταϊκών πλαισίων. Στην αρχή δίνεται μια περιεκτική περιγραφή της λειτουργίας της p-n επαφής ώστε στη συνέχεια να γίνει ευκολότερα κατανοητός ο τρόπος που επιδρά το φωτοβολταϊκό φαινόμενο στη δομή αυτή. Αναλύονται ορισμένα μεγέθη που χρησιμοποιούνται στην επιστήμη των φωτοβολταϊκών καθώς και οι συνθήκες στις οποίες μετρώνται παγκοσμίως τα ηλιακά κύτταρα/πλαίσια προκειμένου να υπάρχει ένα κοινό μέτρο σύγκρισης. Η μελέτη ολοκληρώνεται με την πειραματική διαδικασία. Σε αυτήν αναλύονται διεξοδικά οι παράγοντες που επηρεάζουν τη λειτουργία των φωτοβολταϊκών σε μια πραγματική εγκατάσταση. Οι παράγοντες αυτοί είναι κυρίως περιβαλλοντικοί (ηλιοφάνεια, θερμοκρασία). Υπάρχουν εξίσου σημαντικοί παράγοντες, όμως, που είναι δυνατό να μεταβληθούν από τον άνθρωπο με τρόπο ώστε να επιτευχθεί η βέλτιστη απόδοση. Πιο συγκεκριμένα, η γωνία κλίσης του πλαισίου και η περίπτωση της σκίασής του είναι απαραίτητο να ληφθούν σοβαρά υπόψη. Τα συμπεράσματα που προέκυψαν έχουν άμεση εφαρμογή στον υπολογισμό και τη μελέτη μιας πραγματικής εγκατάστασης μιας και δίνουν συγκεκριμένες αριθμητικές τιμές. Για παράδειγμα η συνολική αποδιδόμενη ετήσια ενέργεια από ένα πλαίσιο 80Wp τοποθετημένο με γωνία κλίσης ίση με τη βέλτιστη (380) στην περιοχή της Πάτρας είναι 172.038kWh. Αξιοσημείωτη είναι και η σύγκριση των πειραματικών τιμών ισχύος και συντελεστή απόδοσης με τις τιμές του κατασκευαστή και αυτές που προέκυψαν μέσω μοντελοποίησης (σε υπολογιστή με τα προγράμματα Matlab και Mathematica). Αυτές είναι: η μετρούμενη ισχύς του πλαισίου 73,15Watt και συντελεστής απόδοσης η=11,5%, ισχύς διδόμενη από τον κατασκευαστή 81,71Watt με συντελεστή απόδοσης η=12,6% και ισχύς η που προκύπτει από τη μοντελοποίηση 89,95Watt με συντελεστή απόδοσης η=14,2%. Η αιτιολόγηση αυτών των διαφορετικών τιμών ισχύος και των αντιστοίχων συντελεστών απόδοσης αποδίδεται στην αδυναμία να πετύχουμε ίδιες συνθήκες διεξαγωγής αυτών των μετρήσεων καθώς και στην σε σειρά και παράλληλη αντίσταση που δεν είναι δυνατόν να εκτιμηθούν ακριβώς για να εισαχθούν στο μοντέλο. / This thesis studies the structure and performance of polycrystalline silicon solar modules. To do this, not only a theoretical study of their operation is necessary, but also an experimental approach of the subject. In a first step, we can see the structure of polycrystalline silicon solar cells, which compose the solar panels. It was thought useful to give a compact description of the –p-n junction function. This way, the photovoltaic phenomenon’s impact on –p-n junction’s function can be easier understood. Along with the theoretical part, there is an analysis of some values that are used to the photovoltaic science along with the conditions that are used in order to have a common meter of comparison. A study, however, would not be completed if the experimental process did not exist. In this process the factors that influence the photovoltaic operation are analyzed at great length in a real installation. These factors are mainly environmental (sunlight, temperature). There are equally important factors, however, which are possible to be altered in such a way to achieve the most optimal performance. Specifically, the tilt angle and the shading case of the solar module are essential to be taken seriously into consideration. The results can be directly used for the calculation of a real installation and are very helpful as they are quite specific. For example, the total output power with a tilt angle of 380 at Patras-Greece is 172.038kWh. It is also remarkable to have a comparison between the experimental data, the data given by the constructor and the data gathered through simulation method. The values for the output power are 73,15Watt (η=11,5%), 81,71Watt (η=12,6%) and 89,95Watt (η=14,2%) respectively. The explanation of different power factor and output power comes from the inability to achieve exactly the same experimental conditions. Moreover, the shunt and series resistances cannot be calculated exactly due to lack of constructor’s data details.

Main objective are the DC-DC converters and the analysis of today's systems. A new topology is developed and the main DC-DC converters are designed and simulated and the results are explained. / Επικεντρώνεται στους DC-DC διακοπτικούς μετατροπείς και επιτυγχάνει την ανάλυση των προβλημάτων των σημερινών τοπολογιών. Προτείνεται μια καινούρια τοπολογία, σχεδιάζονται και μοντελοποιούνται οι κατάλληλοι μετατροπείς και παρατίθενται τα πειραματικά αποτελέσματα.

- / -

Σκοπός της διπλωματικής αυτής εργασίας είναι ο σχεδιασμός των μονάδων που αποτελούν ένα φωτοβολταϊκό σύστημα συνδεδεμένο στο δίκτυο χαμηλής τάσης καθώς και η εξομοίωση του συστήματος αυτού χρησιμοποιώντας ως εργαλείο το πρόγραμμα MATLAB/Simulink. Το πρώτο βασικότερο στοιχείο του συστήματος είναι η φωτοβολταϊκή γεννήτρια. Αναλύεται διεξοδικά η λειτουργία της μέσα από τη θεωρία, και ο σχεδιασμός της μέσα από μια σειρά υπολογισμών των σε σειρά και παράλληλων κλάδων κυττάρων που την αποτελούν. Η δημιουργία του μοντέλου της στο Simulink περιγράφεται λεπτομερώς και η ορθή λειτουργία της επιβεβαιώνεται από τις κυματομορφές εξόδου του μοντέλου αυτού. Το δεύτερο βασικό στοιχείο που επίσης αναλύεται διεξοδικά τόσο μέσω της θεωρίας όσο και μέσω της δημιουργίας του μοντέλου του στο πρόγραμμα, είναι ο μονοφασικός αντιστροφέας. Το σύστημα περιλαμβάνει επίσης τον dc πυκνωτή στην είσοδο του αντιστροφέα το παθητικό φίλτρο L-C στην έξοδο αυτού και πριν την σύνδεση με το δίκτυο χαμηλής τάσης, ένα φορτίο R-L. Μετά την ολοκλήρωση της θεωρητικής ανάλυσης του σχεδιασμού και της δημιουργίας των μοντέλων εξομοίωσης των επιμέρους στοιχείων του συστήματος, διερευνάται η λειτουργία του στην μόνιμη κατάσταση όπου απεικονίζονται οι κυματομορφές τάσεων και ρευμάτων σε διάφορα σημεία του συστήματος καθώς και το αρμονικό περιεχόμενό τους. Ο στόχος ήταν η φωτοβολταϊκή γεννήτρια να παράγει την μέγιστη δυνατή ισχύ, δηλαδή η dc τάση στα άκρα του πυκνωτή (τάση στην είσοδο του αντιστροφέα), να αντιστοιχεί σ’ αυτήν του σημείου μέγιστης ισχύος, χωρίς το αρμονικό περιεχόμενο των τάσεων και των ρευμάτων εξόδου να ξεπερνά τα επιτρεπτά όρια. / The purpose of this thesis is to design all units that constitute a photovoltaic system connected to low voltage grid, and also to run the simulation of this system using the program MATLAB/ Simulink. The first key element is the photovoltaic generator whose operation is discussed in detail through theory. In addition, the design of the photovoltaic generator takes place through calculations of the series and the parallel branches of cells that constitute it. The model of the generator is created in Simulink and its correct operation is confirmed by the characteristic waveforms of the model. The second key factor, which is also analyzed in greater length both through theory and through the creation of the model in the program, is the single-phase inverter. Moreover, the system includes a dc capacitor connected at the input of the inverter, a passive LC filter at the output of the same and an RL load, before the whole system is connected to the grid. After the theoretical analysis, the design and creation of simulation models of every component individually, the complete photovoltaic system is simulated in order to investigate its function in the steady state. During simulation voltages and currents in different parts of the system are measured, and their harmonic content is graphed. The goal was the photovoltaic generator to produce the maximum power, which means that the dc voltage across the capacitor (input voltage of the inverter) should correspond to that of the maximum power point, without the harmonic content of voltages and output currents to exceed the allowable limits.

Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με το σχεδιασμό και την εγκατάσταση φωτοβολταϊκού συστήματος. Έλαβε χώρα στο Εργαστήριο Παραγωγής, Μεταφοράς, Διανομής και Χρησιμοποίησης Ηλεκτρικής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Στόχος της εργασίας αυτής , είναι η μελέτη του συστήματος που δημιουργήθηκε για να λειτουργεί με 3 διαφορετικούς τρόπους: α) Μονοφασικό Διασυνδεδεμένο στο δίκτυο διανομής, β) Τριφασικό Διασυνδεδεμένο στο δίκτυο διανομής και γ) Μονοφασικό αυτόνομο. Στην εισαγωγή γίνεται μια γενική αναφορά στις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας και περιγράφεται η κατάσταση στην Ελλάδα και την Ευρώπη σχετικά με αυτές. Εν συνεχεία παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά μεγέθη της ηλιακής ακτινοβολίας , εξηγείται ο τρόπος λειτουργίας των φωτοβολταϊκών και γίνεται αναφορά στις διάφορες τεχνολογίες των φωτοβολταϊκών που έχουν αναπτυχθεί μέχρι σήμερα. Συνεχίζοντας, παρατίθενται τα στοιχεία και οι γενικές αρχές δημιουργίας ενός φωτοβολταϊκού συστήματος. Έπειτα ανάλύεται εκτενώς το πρόβλημα της Νησιδοποίησης και μέθοδοι αντιμετώπισής του. Τέλος, παρουσιάζεται η μελέτη, ο τρόπος λειτουργίας και ο εξοπλισμός του συστήματος που εγκαταστάθηκε στο Εργαστήριο. / This thesis deals with the design and installation of a photovoltaic system, and connection with the distribution network. It was held in Generation, Transmission, Distribution and use of electricity Laboratory of the Department of Electrical Engineering and Computer Engineering of the University of Patras . The aim of this work is to study the system set up to work in three different ways: a) Single-phase grid connected distribution, b) Three-phase grid connected distribution and c) Single phase alone. The introduction contains a general reference to the Renewable Energy and describes the situation in Greece and Europe about them. It then presents the features sizes of solar radiation, gives an explanation about the mode of photovoltaic and mentioned in various photovoltaic technologies have been developed to date. Then are presented the data and principles to create a PV system. Afterwards, the problem of islandig and dealing methods are analyzed. Finally, we present the study mode and System equipment installed at the Laboratory.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη, προσομοίωση και κατασκευή διάταξης για τη διασύνδεση ενός φωτοβολταϊκού πλαισίου με το δίκτυο χαμηλής τάσης. Η διάταξη που επιλέχθηκε αποτελεί την πρώτη βαθμίδα, σε ένα σύστημα που χρησιμοποιεί μετατροπέα δύο βαθμίδων, αναλαμβάνοντας την ανύψωση της τάσης του φωτοβολταϊκού πλαισίου. Αρχικά μελετήσαμε τους πολλαπλασιαστές τάσης Half-Wave Cockcroft-Walton, Dickson και Half-Wave Cockcroft-Walton με Πυκνωτή Εξομάλυνσης κάνοντας μια σειρά προσομοιώσεων. Στη συνέχεια, προχωρήσαμε στην κατασκευή του Half-Wave Cockcroft-Walton και ενός αντιστροφέα συντονισμού πλήρους γέφυρας ως βοηθητικό κύκλωμα για να είναι εφικτή η διασύνδεση του Half-Wave Cockcroft-Walton με το φωτοβολταϊκό πλαίσιο. Τέλος, έγινε παράθεση και σχολιασμός των πειραματικών αποτελεσμάτων που προέκυψαν μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής. / This diploma thesis deals with the study, simulation and construction of a grid connected converter which connects a photovoltaic panel into the electric grid. To be more specific, there are three voltage multipliers that have been analyzed and simulated, Half-Wave Cockcroft-Walton, Dickson and Half-Wave Cockcroft-Walton with Levelling Capacitor. The final step of this work deals with the construction of Half-Wave Cockcroft-Walton converter and the valuation of the experimental results

Σκοπός της παρούσης διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της απόδοσης και του κόστους μιας τυπικής αυτόνομης φωτοβολταϊκής εγκατάστασης σε γεωργική καλλιέργεια χρησιμοποιώντας φωτοβολταϊκά πλαίσια. Στα πλαίσια αυτά, πραγματοποιήθηκαν πειραματικές μετρήσεις, στο χώρο της ταράτσας του κτιρίου του τμήματος των Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών με φωτοβολταϊκά πλαίσια πολυκρυσταλλικού πυριτίου, μονοκρυσταλλικού πυριτίου και CIS για πέντε μήνες (Οκτώβριο 2009-Φεβρουάριο 2010) και στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν πειραματικές μετρήσεις με φωτοβολταϊκά πλαίσια πολυκρυσταλλικού πυριτίου για έξη μήνες (Μάρτιο 2010-Αύγουστο 2010), επειδή επιλέξαμε να χρησιμοποιήσουμε αυτόν τον τύπο φωτοβολταϊκών πλαισίων. Οι μετρήσεις πραγματοποιούνταν μια φορά την εβδομάδα υπό διάφορες συνθήκες ακτινοβολίας και θερμοκρασίας και για κλίση 38o, με σκοπό να αποκτήσουμε μια ολοκληρωμένη εικόνα της ενεργειακής τους συμπεριφοράς. Ο προσανατολισμός των πλαισίων ήταν πάντα προς το Νότο, ώστε να έχουμε περισσότερες ώρες ηλιοφάνειας, διότι η Ελλάδα είναι χώρα του βόρειου ημισφαιρίου. Συμπεράσματα βγήκαν για την επίδραση της θερμοκρασίας υπό σταθερή ακτινοβολία και της ακτινοβολίας υπό σταθερή θερμοκρασία για τα τρία πλαίσια. Λεπτομερέστερα, έγινε επιλογή και μελετήθηκε η συμπεριφορά και η αποδιδόμενη ενέργεια του πλαισίου πολυκρυσταλλικού πυριτίου. Με τη βοήθεια του προγράμματος PV*Sol, κάναμε μια μοντελοποίηση του χρησιμοποιούμενου συστήματος για να συγκρίνουμε μ' αυτή τα πειραματικά μας αποτελέσματα. Προτείναμε μια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση με πλαίσια πολυκρυσταλλικού πυριτίου για την άντληση νερού και άρδευση μιας γεωργικής έκτασης. Υπολογίσαμε το συνολικό κόστος της εγκατάστασης, αφού πρώτα δώσαμε λύσεις για μείωση του κόστους. Τέλος κάναμε μια απλή φωτοβολταϊκή εγκατάσταση για πρακτική εμπειρία, συνδέοντας το φωτοβολταϊκό πλαίσιο με ελεγκτή φόρτισης, μπαταρία και inverter / The objective of this diploma thesis is to calculate the efficiency and the cost of a typical photovoltaic installation in an agricultural cultivation using photovoltaic modules. Measurements of current and voltage have been realized on the roof of the building of the department of Electrical and Computer Engineering using a polycrystalline, a mono-crystalline and a CIS module during five months (October 2009-February 2010). Measurements of current and voltage have been also realized using a polycrystalline module during six months (March 2010-August 2010), as we have chosen to use this type of photovoltaic module. The measurements took place once a week and our goal was to obtain measurements under various conditions of radiation and temperature and at tilt angle of 38o so that we acquire enough knowledge on their energy behavior. The orientation of the module was always South, in order to gain more hours of sunlight, as Greece is a country of the northern hemisphere. Conclusions were extracted about the effect of temperature and solar radiation for the three modules. Moreover, it was selected and calculated the behavior and the energy yield of the polycrystalline module. By using the computer modeling system "PV*sol", we tried to simulate our photovoltaic system, in order to compare the measured results to the experimental. We proposed a photovoltaic installation using polycrystalline modules in order to pump water and irrigate an agricultural extent. We calculated the total cost of installation, after first we gave solutions for reduction of cost. Finally we made a simple photovoltaic installation for practical experience, connecting photovoltaic module with charge controller, battery and inverter.