- / -

- / -

- / -

- / -

- / -

- / -

- / -

- / -

Στην παρούσα εργασία, γίνεται μια παραμετρική διερεύνηση για το σχεδιασμό αυτόνομων φωτοβολταϊκών συστημάτων για περιοχές της νοτίου Ελλάδος. Ο όρος «αυτόνομα», αναφέρεται στα φωτοβολταϊκά συστήματα τα οποία λαμβάνουν την ηλιακή ενέργεια, την μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια και εν συνεχεία μέσα από διάφορες ηλεκτρικές διατάξεις (μετατροπείς DC/DC, DC/AC κ.ά.) τροφοδοτούν είτε απευθείας είτε μέσω συσσωρευτών, το απαιτούμενο φορτίο. Μερικές κύριοι παράμετροι που μελετώνται είναι η κλίση της φωτοβολταϊκής συστοιχίας, η επιφάνεια της, το μέγεθος συσσωρευτών κ.ά.. Η μελέτη αυτή λαμβάνει χώρα για εφτά πόλεις τις νοτίου Ελλάδας, με δεδομένα την ηλιακή ενέργεια που φθάνει σε κάθε πόλη για κάθε μήνα του χρόνου. Πιο συγκεκριμένα, στο κεφάλαιο 1, γίνεται μια εισαγωγή στην ηλεκτρική ενέργεια και στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Στο κεφάλαιο 2, μελετάται το φωτοβολταϊκό φαινόμενο και γενικότερα τα φωτοβολταϊκά κύτταρα. Στο κεφάλαιο 3, μελετάται η σύνδεση πολλών φωτοβολταϊκών κυττάρων για το σχηματισμό ενός πλαισίου, ενός πάνελ ή μιας συστοιχίας. Στο κεφάλαιο 4, γίνεται αναφορά στα διάφορα είδη συσσωρευτών που υπάρχουν στα φωτοβολταϊκά συστήματα. Στο επόμενο 5ο κεφάλαιο, μελετάται η ηλιακή ακτινοβολία και πως μεταβάλλεται αυτή ανάλογα με τη κλίση της επιφάνειας πρόσπτωσης, και επίσης ποια είναι η βέλτιστη κλίση της συστοιχίας. Τέλος, στα κεφάλαια 6 και 7, γίνεται η παραμετρική διερεύνηση για το σχεδιασμό αυτόνομων Φ/Β συστημάτων. Πιο συγκεκριμένα, στο 6ο μελετάται η επίδραση των διαφόρων παραμέτρων για ετήσια λειτουργία του συστήματος, ενώ στο 7ο, για θερινή λειτουργία. / The present work presents a research on the parameters of autonomous photovoltaic systems for regions of south Greece. The term "autonomous" is referred to photovoltaic systems which receive solar power, they convert it into electric power and after that, through various electrical devices (converters DC/DC, DC/AC etc.) they feed either directly, or through batteries, the required load. Some main parameters that are studied are the tilt angle and surface of the photovoltaic array, the size of the batteries, etc. This research is carried out for seven cities of south Greece, with incoming data the solar radiation that arrives in every city for every month of the year. 5 More specifically, in chapter 1, there is an introduction about electric power and renewable energy sources. In chapter 2, it is studied what the photovoltaic effect is and generally the photovoltaic cells. In chapter 3, there is a research about connecting many photovoltaic cells, which are more commonly known as panels or arrays. Chapter 4 is dealt with to the various types of batteries that are used in the photovoltaic systems. In chapter 5, the solar radiation is studied and how it changes depending on the tilt angle of the surface of incidence and also which is the optimal inclination of the array. Finally, in chapters 6 and 7, there is a parametric research on the design of autonomous PV systems. More precisely, in chapter 6 is studied the effect of various parameters on the design of the system when the system is operating during the whole year, while in chapter 7, when the system is operating only during the summer period.

Τα κινητήρια συστήματα των χαρτοποιητικών μηχανών που παράγουν τα λεπτά χαρτιά (tissue), σύμφωνα με τα εμπειρικά στοιχεία, παρουσιάζουν διάφορα ηλεκτρικά και μηχανικά προβλήματα, τα οποία μπορούν να αποδοθούν στις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για το μέχρι τώρα σχεδιασμό τους. Η παρούσα διατριβή στοχεύει στην επίλυση των προβλημάτων αυτών. Τα προβλήματα αυτά είναι η άνιση κατανομή του μηχανικού φορτίου μεταξύ των δύο κινητήρων του ιδίου τμήματος, η υπερφόρτωση του ενός εκ των δύο κυρίων τμημάτων της χαρτοποιητικής μηχανής και η πλήρης διακοπή της λειτουργίας της, και η εμφάνιση φαινομένων μηχανικού συντονισμού ή ενίσχυσης των ροπών των αξόνων που οδηγούν στην καταστροφή του πολυκινητηρίου συστήματος. Για την επίτευξη του στόχου γίνεται ανάλυση των σημερινών δομών των πολυκινητηρίων συστημάτων των χαρτοποιητικών μηχανών λεπτών χαρτιών και αναδεικνύονται τα προβλήματα των. Προτείνεται η αλλαγή της δομής και νέος σχεδιασμός του πολυκινητήριου συστήματος των χαρτοποιητικών μηχανών λεπτών. Γίνεται ανάλυση του κινητηρίου συστήματος του στεγνωτικού τυμπάνου με δύο κινητήρες συνεχούς ρεύματος με κοινό μηχανικό φορτίο και εξομοίωση με MATLAB/SIMULINK χωρίς ελαστικούς άξονες. Εξετάζεται η συμπεριφορά του συστήματος αυτού με ελαστικούς άξονες μέσω εξομοίωσης. Προτείνεται μία μέθοδος ελέγχου για την κατανομή του συνολικού φορτίου στο πολυκινητήριο σύστημα και γίνεται ανάλυση της στατικής και της δυναμικής συμπεριφοράς μέσω εξομοίωσης. Επίσης εξετάζεται η ορθότητα της μεθόδου ελέγχου στην περίπτωση σφαλμάτων σε μία γέφυρα τροφοδοσίας. Για την αντιμετώπιση των μηχανικών προβλημάτων που ανακύπτουν γίνεται διεξοδική ανάλυση ταλαντώσεων. Χρησιμοποιώντας τον προτεινόμενο σχεδιασμό και τις προτεινόμενες μεθόδους ελέγχου επιτυγχάνεται κατανομή του μηχανικού φορτίου σύμφωνα με την ονομαστική ισχύ των κινητήρων μέσα στο ίδιο τμήμα και αντιμετωπίζεται πλήρως η υπερφόρτιση του ενός από τα δύο κύρια τμήματα της μηχανής και έτσι αποφεύγεται η πλήρης διακοπή της λειτουργίας της. Από την ανάλυση των ταλαντώσεων προκύπτει η δυνατότητα να δίνονται κατευθυντήριες γραμμές για την επιλογή των καταλλήλων κινητήρων και των καταλλήλων αξόνων, δηλ. τη σωστή διαστασιολόγιση του συστήματος. / The drive systems of tissue paper machines present various electrical and mechanical problems according to empirical data, which can be attributed to the used design methods. The present thesis aims at solving of such problems. The problems are: the partial treatment of the load sharing in sections, where two motors drive the same mechanical load, the overloading of one of the two main sections of the machine and the interruption of its operation when these sections are mechanically engaged. Concerning the mechanical part of the drive, problems arise due to torsional oscillations created by the resonance phenomena or the shafts torque amplification. In order to achieve the aim, an analysis is carried out of the current structure of the drive systems and the problems due to this structure are brought out. A modified structure and a new design of the drive system are proposed. A control method is proposed to share the load between the two DC motors of the same section and investigation, analysis and simulation of a drive are carried out. The behavior of the drive with elastic shafts is examined. In order to face the overloading of one of the two main sections of the paper machine, a control method is proposed to share the total load to the two main sections of the machine and an analysis of the steady state and dynamic behavior through simulation is carried out. The correctness of this control method is examined in the case of typical faults in one of the power converters. In order to face the mechanical problems an exhaustive analysis is carried out concerning torsional oscillations. Using the proposed design and control methods, the load sharing, according to the nominal power of the motors, is assured for the sections where two motors drive the same mechanical load. The overloading of one of the two sections is completely faced and the interruption of the machine operation is avoided. Torsional oscillations analysis emerges that guidelines can be given for the selection of suitable shafts and motors, namely the correct dimensioning of the system.