Three synthetic methods have been explored for the preparation of several novel boron-substituted amidinates and guanidinates. The extension of heterocumulene insertion chemistries to boron-aryl, boron-metallocene and boron-transition metal moieties has also been achieved and the mechanism of such insertions is addressed via density functional theory modeling techniques. The reactivity of these complexes is also explored, mainly through halide abstraction methodologies to generate boron cations, which are potent Lewis Acids and may be useful in promoting organic transformations or in the polymerization of ethylene. The synthesis and characterization of the elusive monomeric low valent carbenoid boron(I), a compound with a formal lone pair located upon the boron center, has been lacking. The suitability of the guanidinate ligand system to support such a species is also discussed and a combined experimental and theoretical approach to this highly topical problem is also presented. Thirdly, the use of photovoltaics (devices which convert solar energy directly into electricity) as an alternative source of energy outwith fossil fuel technologies is a rapidly growing area of interest. Initial efforts to use a novel approach, which incorporates inorganic nanocrystals wired into a conducting polymer matrix, are also presented. Successful synthetic approaches to the gallium, aluminum and indium monomeric precursors suitable for electropolymerization were developed. These compounds proved to be effective starting points for the generation of conducting polymers with embedded III/VI (Ga₂S₃) nanocrystals with further studies currently underway as to their III/V (InP, GaAs) compatriots. Finally, a retrospective of projects that may best be described in terms of the moniker "Loose Ends and Future Directions" will be presented. The aim of which will be to serve as a useful guidepost for further studies in the fields and topics discussed. / text

Ο σκοπός της διπλωματικής αυτής εργασίας είναι η βελτιστοποίηση της απόδοσης των επιταξιακών ηλιακών κυττάρων τύπου n+ p p+, ως προς τον πάχος της p περιοχής. Αναπτύχθηκε ένα 3D μοντέλο αυτού του τύπου πολυκρυσταλλικού πυριτίου και έγινε ανάλυση των φωτοβολταϊκών παραμέτρων αυτού. Για να έχουμε διαφορετικού μεγέθους κρυσταλλικών κόκκων κύτταρα χρησιμοποιήθηκαν πλακέτες από την βάση, την μέση και την κορυφή της κρυσταλλικής κολώνας βελτιωμένης ποιότητας μεταλλουργικού πυριτίου (UMG) πάνω στις οποίες έχει αναπτυχθεί λεπτό ή παχύ επιταξιακό στρώμα. / Thiw essay is about the optimization of the performance of the n+pp+ type epitaxial solar cells. The parameter that was optimized, is the thikness of the p area.

The properties of free-standing cubic silicon carbide for optoelectronic applications are explored in this work. The main focus of the work is on boron doped cubic silicon carbide, which is proposed as a highly useful material in several optoelectronic applications. The material is grown using sublimation epitaxy and the doped material is grown homoepitaxially on nominally undoped seeds. It is characterized using the experimental setups of photoluminescence spectroscopy, Nomarski interference spectroscopy and absorption spectroscopy. I have studied seed growth of nominally undoped cubic material on hexagonal (4H) substrates, and the influence on the grown material from the different faces of the substrate. It is found that it is not possible under the explored conditions to completely cover the growth area with the cubic polytype on the carbon face, but it can be done reproducibly on the silicon face. Reasons for this are discussed. Different doping setups are also explored. The influence on the material properties from growth conditions is explored. It is shown from absorption measurements that it is possible to grow boron doped cubic silicon carbide using this growth method, whereas optical microscopy studies show that the sample quality degrades with high doping concentrations. I have explored the luminescence properties of the material. No boron related emission is found with either room temperature or low temperature photoluminescence spectroscopy. Reasons for this are discussed using results from absorption measurements and optical microscopy.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία εστιάσαμε στην ανάλυση των φωτοβολταϊκών παραμέτρων άμορφου πυριτίου (a-Si) και συγκεκριμένα στην παρουσίαση και την ανάλυση του πλαισίου Scott Solar ASi-F 32/12. Οι μετρήσεις λάβανε μέρος στο Πανεπιστήμιο Πατρών το έτος 2011. Ειδικότερα, οι μετρήσεις που πήραμε ήταν η τάση του φωτοβολταικού πλαισίου άμορφου πυριτίου, το ρεύμα, η ηλιακή ακτινοβολία, η θερμοκρασία περιβάλλοντος και πλαισίου ανά τακτά χρονικά διαστήματα στη διάρκεια μιας μέρας και σε διαφορετικές καιρικές συνθήκες στη διάρκεια του χρόνου. Το πλαίσιο είχε τοποθετηθεί σε σταθερό στήριγμα σε γωνία 38ο, ίση δηλαδή με το γεωγραφικό πλάτος του τόπου. Από τις μετρήσεις που λάβαμε ήμασταν σε θέση να εξάγουμε συμπεράσματα και γραφικές παραστάσεις για τις φωτοβολταϊκές παραμέτρους του πλαισίου όπως ρεύματος τάσης (I-V), μέγιστης ισχύς και ακτινοβολίας, συντελεστή πλήρωσης ff και συντελεστή απόδοσης με θερμοκρασία. Για να γίνει πιο ολοκληρωμένη και κατανοητή η ανάλυση των φωτοβολταϊκών παραμέτρων αλλά και οι αιτίες για τις οποίες αναπτύχτηκαν οι φωτοβολταϊκές τεχνολογίες, απαιτήθηκε η παρουσίαση και άλλων κεφαλαίων ξεκινώντας από το γενικό και φτάνοντας στο ειδικό. Η διπλωματική αυτή εργασία ξεκινά με τον ορισμό της ενέργειας και παρουσιάζει όλες τις μορφές και τις πηγές της. Γίνεται μια πιο εκτενής αναφορά στις ανανεώσιμές πηγές ενέργειας, ποιες είναι και τι πλεονεκτήματα έχουν. Στη συνέχεια παρουσιάζονται υλικά και δομές αυτών τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές ηλεκτρομαγνητικών διατάξεων. Επιπρόσθετα, παρουσιάζονται τύποι ημιαγωγών οι οποίοι αποτελούν το θεμέλιο λίθο της μικροηλεκτρονικής και της νανοηλεκτονικής και εφαρμογές αυτών των ημιαγωγών. Προχωρώντας στο επόμενο κεφάλαιο μπαίνουμε ακόμα πιο ειδικά στις εφαρμογές των υλικών - πάντα με γνώμονα την ενεργειακή τους ιδιότητα – και παρουσιάζουμε το φωτοβολταϊκό πλαίσιο, τη δομή του και τα είδη των φωτοβολταϊκών στοιχείων. Το κεφάλαιο αυτό ολοκληρώνεται με την παρουσίαση και τον ορισμό των ηλεκτρικών και φωτοβολταϊκών χαρακτηριστικών των στοιχείων. Τέλος, γίνεται η παρουσίαση των μετρήσεων στο πλαισίου αμόρφου πυριτίου, η ανάλυση των φωτοβολταϊκών χαρακτηριστικών του, η σύγκριση μέσω προσομοίωσης σε μέσες καιρικές συνθήκες 20αετίας και το πρακτικό αποτέλεσμα όλων των μετρήσεων που είναι η παραχθείσα ενέργεια από το πλαίσιο στο διάστημα της μελέτης μας. / In this thesis we focused on the analysis of photovoltaic parameters of amorphous silicon (a-Si) and specifically in the presentation and analysis of the context Scott Solar ASi-F 32/12. The measurements took part in the University of Patras in 2011. Specifically , the measurements we got were the voltage of amorphous silicon photovoltaic modules , current, solar radiation, temperature and frame at regular intervals during a day and in different weather conditions during the year . The frame was placed in the anchor at an angle of 38 ° , ie equal to the latitude of the place . From the measurements we were able to draw conclusions and graphs for the photovoltaic parameters of the frame as current -voltage (IV), maximum power and radiation , fill factor ff and temperature coefficient performance . To make it more complete and comprehensive analysis of the photovoltaic parameters and the causes for which thrived photovoltaic technologies required the presentation and other chapters starting and reaching the general to the specific. This thesis begins with the definition of energy and present all forms and sources . It is a more extensive report on renewable energy , what is and what advantages they have. The following are materials and structures thereof which can be used in applications of electromagnetic devices. In addition , semiconductor types are presented which are the foundation of microelectronics and nanoelektonics and applications of semiconductors . Moving on to the next chapter we get even more specific applications of materials - always with energy capacity - and present the photovoltaic panel , structure and types of photovoltaic modules . This chapter concludes with the presentation and definition of electrical and photovoltaic characteristics of the data . Finally , we present the measurement framework amorphous silicon analysis of photovoltaic characteristics of the comparison by simulation 20aetias average weather conditions and the practical result of all measurements is the energy from the context in time of our study .

Η παρούσα διπλωματική εργασία καταπιάνεται με τη μελέτη της συμπεριφοράς των φωτοβολταϊκών πλαισίων σε καταπόνηση με κρουστικές τάσεις κεραυνών. Πιο συγκεκριμένα, εφαρμόστηκαν σε ένα φωτοβολταϊκό πλαίσιο κρουστικές τάσεις, συμφωνά με τον κανονισμό IEC 61730-2,και μετρήθηκε το αν και κατά πόσο επηρεάστηκε η λειτουργία του πλαισίου. Το πρώτο κεφάλαιο παρέχει το θεωρητικό πλαίσιο της έρευνας. Αναλυτικότερα, παρέχεται η αρχή λειτουργίας του μονοκρυσταλλικού πλαισίου, και αναφέρονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά αυτού που χρησιμοποιήσαμε στην παρούσα εργασία. Παρατίθεται η αρχή λειτουργίας της κρουστικής γεννήτριας που χρησιμοποιήθηκε στο πειραματικό σκέλος και δίνεται ο ορισμός της κρουστικής τάσης. Τέλος, δίνονται πληροφορίες ως προς τη μετρητική συσκευή που χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη της καλής λειτουργίας του πλαισίου. Το δεύτερο κεφάλαιο σχετίζεται με το πειραματικό κομμάτι της έρευνας. Πιο συγκεκριμένα, παρατίθενται οι κρουστικές τάσεις που έπληξαν το πλαίσιο και γίνεται εκτενής και σαφής αναφορά στον κανονισμό IEC 61730-2 που υπαγορεύει τους κανόνες διεξαγωγής του πειράματος. Τέλος, παρουσιάζονται οι ακριβείς συνθήκες διεξαγωγής της πειραματικής διαδικασίας ενώ περιέχονται φωτογραφίες που πάρθηκαν κατά τη διάρκεια υλοποίησης της έρευνας. Στο τρίτο κεφάλαιο καταγράφονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων καλής λειτουργίας του φωτοβολταϊκού πλαισίου και παρουσιάζονται σε πίνακες και χαρακτηριστικές I-V. Αποτελέσματα που πάρθηκαν τόσο πριν όσο και μετά από κάθε καταπόνηση. Κλείνοντας, στο τέταρτο και τελευταίο κεφαλαίο, εξάγονται συμπεράσματα και γίνεται εκτενής ανάλυση των αποτελεσμάτων που καταγράφηκαν στο κεφάλαιο 3. Τα τελικά συμπεράσματα σχετίζονται με το αν επηρεάστηκε ή όχι η καλή λειτουργία του κυττάρου. Ακόμα, παρουσιάζονται κάποιες αδυναμίες της έρευνας μας καθώς και κάποια ερωτήματα-προτάσεις περεταίρω διευρένησης, που μας γεννήθηκαν κατά την ενασχόλησή μας με το θέμα. / This thesis deals with the study of the behavior of the modules when applying lightning impulse voltages. In particular, percussive tendencies were applied to a solar cell, according to the regulation IEC 61730-2, and it was measured whether and how the functioning of the framework was affected. The first chapter provides the theoretical framework of the research. More specific, it is given the operating principle of the single crystal framework and there are referred the technical features which were used in this work. It is presented the operating principle of the impulse generator used in the experimental arm and it is given the definition of “voltage impulse”. Finally, there are presented information on the measuring device used to the study of the proper functioning of the framework. The second chapter is related to the experimental part of the investigation. To be more specified, there are given the percussive tendencies that affected cell and a detailed and clear reference to IEC 61730-2 regulation that dictates the rules of our experiments. Finally, we present the precise conditions under which the experimental procedure was done and there are contained photographs which were took during the implementation of the survey. In the third chapter, they are displayed the results of the measurements proper operation of photovoltaic panel and they are presented in tables and characteristic IV. The results were obtained both before and after each exposure Finally, in the fourth and final chapter, conclusions are drawn and there is a detailed analysis of the results recorded in chapter 3. The final conclusions relating to whether or not the proper cell function was affected . In conclusion, they are presented some shortcomings in our research and some questions (further recommendations for research), there were entered to our minds during our involvement with the issue.

Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας, η οποία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ασύρματης Τηλεπικοινωνίας του Πανεπιστημίου Πατρών, είναι η εξέταση του φαινομένου της υποβάθμισης των χαρακτηριστικών ιδιοτήτων φωτοβολταϊκών πλαισίων πυριτίου. Στα πλαίσια αυτά πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις σε πλαίσια πολυκρυσταλλικού και μονοκρυσταλλικού πυριτίου με κατάλληλη πειραματική διάταξη εγκατεστημένη στην οροφή του κτιρίου του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών. Πραγματοποιήσαμε ημερήσιες μετρήσεις, σε ηλιόλουστες ημέρες,και για μεγάλο χρονικό διάστημα έτσι ώστε να έχουμε όσο το δυνατόν περισσότερα δεδομένα κατάλληλα για επεξεργασία. Ο έλεγχος για πιθανή υποβάθμιση (PID) βασίστηκε σε σύγκριση των πειραματικών αποτελεσμάτων σε διάρκεια τριών ετών και σε ανάλυση αυτών με βάση δύο συγκεκριμένα μοντέλα ερευνητών. Συγκεκριμένα στη σύγκριση τριών ετών ο έλεγχος πραγματοποιήθηκε για παραπλήσιες τιμές προσπίπτουσας ακτινοβολίας και θερμοκρασίας των πλαισίων. Οι συγκρίσεις βάσει των μοντέλων των ερευνητών πραγματοποιήθηκαν σύμφωνα με τα πρότυπα της κάθε μεθόδου. Στο μοντέλο Kahoul συγκρίναμε τα πειραματικά μας δεδομένα σε STC συνθήκες με βάση τα δεδομένα του κατασκευαστή. Στην συνέχεια εξετάσαμε την εφαρμογή του μοντέλου Martinez-Moreno επεκτείνοντας το σε ένα μόνο πλαίσιο που λειτουργεί σε συγκεκριμένες συνθήκες ακτινοβολίας και θερμοκρασίας. Υπήρξαν περιορισμοί όμως σε εξειδικευμένο τεχνολογικό υλικό και αδυναμία εύρεσης περισσότερων παλαιών μετρήσεων κατάλληλων για σύγκριση ώστε να μπορέσουμε να παρουσιάσουμε περισσότερους τρόπους ελέγχου. Τα συμπεράσματα που εξήχθησαν συνηγορούν στην άποψη, η οποία έχει εκφραστεί και από αρκετούς ερευνητές, ότι τέτοια πλαίσια όταν λειτουργούν υπό αυτές τις συνθήκες δεν υφίστανται εμφανή υποβάθμιση των ιδιοτήτων τους, σε μικρό τουλάχιστον χρονικό διάστημα. / The purpose of this thesis, undertaken within the Wireless Communications Laboratory, University of Patras, is to examine the phenomenon of silicon photovoltaic module’s degradation. The experimentation field was held in the roof of the building of Electrical and Computer Engineering department. A polycrystalline and a monocrystalline solar module were used for this study. During the experiments, we tried to make daily measurements on sunny days, so we can collect as much data as possible for appropriate elaboration. Testing for possible degradation was based on a simple comparison of experimental results over three years. In addition, an evaluation of experimental results was held based on two specific researchers’ models. In particular, three years comparing control performed for similar values of incident radiation and temperature of the modules. The comparisons of models based on researchers performed according to the standards of each method. In order to apply the model Kahoul we compared our experimental data at STC conditions with the manufacturer's data. Then we examined the application of the model of MartinezMoreno, by extending it on a single module that works in well defined conditions of radiation and temperature. However, the limitations in our specialized materials technology and the weakness finding more old measurements suitable for comparison did not allow us to apply other methods of control. The conclusions drawn advocate the view, that has been expressed by several researchers, that such modules when operating under these conditions do not appear degradation of their properties, at least in short time.

Στην παρούσα εργασία θα ασχοληθούμε με τη μελέτη ενός διασυνδεμένου με το Δίκτυο φωτοβολταϊκού σταθμού μεγάλης ισχύος. Η ονομαστική ισχύς του σταθμού ανέρχεται στα 500kW περίπου και η σύνδεση του γίνεται στο Δίκτυο ΜΤ της ΔΕΗ. Για την εξομοίωση της λειτουργίας του σταθμού χρησιμοποιούμε το πρόγραμμα PVSYST. Με τη χρήση και κατανόηση του συγκεκριμένου προγράμματος προσπαθούμε ταυτόχρονα να βγάλουμε χρήσιμα συμπεράσματα για την μοντελοποιημένη λειτουργία των φωτοβολταϊκών. Στο πρώτο κεφάλαιο ασχολούμαστε με το μοντέλο της μιας διόδου που περιγράφει τη λειτουργία των ΦΒ πλαισίων. Οι παράμετροι του μοντέλου και οι τιμές που αυτές λαμβάνουν για διάφορες συνθήκες θερμοκρασίας και ακτινοβολίας καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό την ηλεκτρική συμπεριφορά των πλαισίων. Ωστόσο ο καθορισμός των παραμέτρων δεν είναι πάντα εύκολη υπόθεση. Στο κεφάλαιο αυτό θα ανιχνεύσουμε μια μεθοδολογία προσδιορισμού τους για να καταλήξουμε στον τρόπο που αντιμετωπίζονται από το πρόγραμμα. Κατά την λειτουργία των ΦΒ πλαισίων σε συνθήκες διαφορετικές από τις πρότυπες παρουσιάζονται απώλειες. Μια φωτοβολταϊκή γεννήτρια μπορεί να αποτελείται από εκατοντάδες πλαίσια. Πρέπει συνεπώς να δούμε το σύνολο των Περίληψη 11 απωλειών που αφορούν το σύστημα φβ γεννήτρια. Στο κεφάλαιο 2 εξετάζουμε το ζήτημα των απωλειών και τον τρόπο αντιμετώπισης τους από το PVSYST. Σκοπός μας είναι η κατανόηση των παραγόντων που τις καθορίζουν και η κατά το δυνατόν ποσοτικοποίηση τους. Ένα από τα σημαντικότερα τμήματα μιας φωτοβολταϊκής εγκατάστασης είναι ο μετατροπέας dc-ac. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε τα σημαντικότερα ηλεκτρικά μεγέθη που αφορούν τους μετατροπείς και είναι σημαντικά για την ορθή διαστασιολόγηση του συστήματος. Στο τέταρτο κεφάλαιο προχωράμε στη διαστασιολόγηση του συστήματος. Εξετάζουμε κυρίως τα ζητήματα συμβατότητας μεταξύ ΦΒ γεννητριών και μετατροπέων και καθορίζουμε τον αριθμό των εν σειρά και παράλληλων πλαισίων που απαιτούνται. Παράλληλα παρουσιάζονται οι αποδόσεις του συστήματος όπως προκύπτουν από το πρόγραμμα για προσομοίωση λειτουργίας ενός έτους. Ο υπολογισμός τους βασίζεται στα 2 πρώτα κεφάλαια. Στο πέμπτο κεφάλαιο ασχολούμαστε με το φαινόμενο της νησιδοποίησης. Η αύξηση της παραγωγής ισχύος από Διανεμημένους Παραγωγούς καθιστά την εμφάνιση του φαινομένου όλο και συχνότερη. Η ανίχνευση και διακοπή του φαινομένου είναι καθοριστικής σημασίας για την ορθή λειτουργία του Δικτύου και την ασφάλεια του προσωπικού που εργάζεται σε αυτό. Εδώ περιγράφουμε μερικές από τις πιο βασικές εφαρμοζόμενες μεθόδους ανίχνευσης και διακοπής του. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε τα βασικά χαρακτηριστικά των μέσων προστασίας έναντι υπερεντάσεων. Προχωράμε σε μελέτη των διατάξεων προστασίας της εγκατάστασης με σκοπό τη διασφάλιση της σε περίπτωση εμφάνισης σφαλμάτων. Στο έβδομο κεφάλαιο συνεχίζουμε με μια επισκόπηση των διατάξεων προστασίας και ζεύξης που χρειάζονται για τη σύνδεση Διανεμημένων Παραγωγών στο Δίκτυο Μέσης Τάσης της ΔΕΗ. Παραθέτουμε τις βασικές προϋποθέσεις που πρέπει να πληρούν τα μέσα όπως αυτές καθορίζονται από σχετικό κανονισμό. Στο όγδοο κεφάλαιο τέλος παρουσιάζουμε μερικές βασικές αρχές και ορισμούς που χαρακτηρίζουν τα βραχυκυκλώματα στα Δίκτυα ΥΤ και ΜΤ. Ο υπολογισμός χαρακτηριστικών μεγεθών που αφορούν στα ρεύματα βραχυκύκλωσης είναι Περίληψη καθοριστικής σημασίας για την προστασία του συστήματος παραγωγής και διανομής ηλεκτρικής ισχύος. Δε θα επεκταθούμε ωστόσο σε μια τέτοια μελέτη. / -

Στις μέρες μας λόγω της εξάντλησης των αποθεμάτων πετρελαίου, έχουμε στραφεί σε άλλες μορφές παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, μία από τις οποιές είναι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω φωτοβολταϊκών συστημάτων. Η ηλιακή ακτινοβολία μετατρέπεται απευθείας σε ηλεκτρική με την βοήθεια ημιαγωγικών στοιχείων χωρίς να επιβαρύνει το περιβάλλον. Το φαινόμενο της απευθείας μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική, ονομάστηκε φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Με την πάροδο του χρόνου το κόστος των φωτοβολταϊκών συστημάτων όλο και μειώνεται γι΄αυτο και περισσότερα φωτοβολταϊκα συστήματα προτιμώνται έναντι των συμβατικών μορφών ενέργειας. Στο πρώτο κεφάλαιο αυτής της διπλωματικής θα αναφερθούν γενικά στοιχεία των φωτοβολταϊκών συστημάτων. Υπάρχουν δύο διαφορετικές κατηγορίες φωτοβολταϊκών συστημάτων, τα διασυνδεδεμένα στο δίκτυο φωτοβολταϊκά συστήματα και τα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα. Τα διασυνδεδεμένα φωτοβολταϊκά συστήματα αποτελούνται από τα φωτοβολταϊκά πλαίσια, τον πίνακα ελέγχου, τον αντιστροφέα τάσης και τον μετρητή της Δ.Ε.Η. Τα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα αποτελούνται από τα φωτοβολταϊκά πλαίσια, τον πίνακα ελέγχου, τον ρυθμιστή φόρτισης, τον συσσωρευτή (μπαταρία) και τον αντιστροφέα τάσης. Στο δεύτερο κεφάλαιο αυτής της διπλωματικής θα γίνει ανάλυση όλων των κύριων τμημάτων που απαρτίζουν ένα φωτοβολταϊκό σύστημα διασυνδεδεμένο ή αυτόνομο. Για να έχουμε μεγάλη διάρκεια ζωής σε ένα φωτοβολταϊκό σύστημα είναι απαραίτητη μια αποτελεσματική αντικεραυνική προστασία και μια καλή προστασία υπέρτασης. Η ανάλυση των μεθόδων αντικεραυνικής προστασίας και των μεθόδων προστασίας υπέρτασης είναι το αντικείμενο του τρίτου κεφαλαίου. Ενα κεραυνικό πλήγμα στα φωτοβολταϊκά συστήματα μπορεί να προκαλέσει σοβαρές ζημιές στα πλαίσια και τους αντιστροφείς, καθώς και μεγάλες οικονομικές απώλειες (αντικατάσταση του εξοπλισμού, απώλεια παραγωγής κ.τ.λ) που το κόστος εγκατάστασης ενός πλήρους συστήματος αντικεραυνικής προστασίας συμφέρει οικονομικά. / In our days because the exhaustion of reserves of oil, we have been turned in other forms of production of electric energy, one from that are the production of electric energy via photovoltaic systems. The solar radiation is changed directly in electric with the help of semiconductor elements without it overloads the environment. The phenomenon of direct transformation of solar energy in electric, was named photovoltaic phenomenon. With the byway of time the cost of photovoltaic systems is always decreased photovoltaic systems is preferred against the conventional forms of energy. In the first chapter this diplomatic will be reported in general elements of photovoltaic systems. Exist two different categories of photovoltaic systems, Connected in the electric grid photovoltaic systems and the stand alone photovoltaic systems. The stand alone photovoltaic systems are constituted by the photovoltaic frames, the table of control, inverter. The photovoltaic systems are autonomously constituted by the photovoltaic frames, the table of control, the regulator charge, the accumulator (battery) and inverter . In the second chapter this diplomatic will become analysis of all main departments that composes a photovoltaic system connected to the grid or stand alone. In order to we have big duration of life in a photovoltaic system are essential a effective lightning protection and a good protection of overvoltage. The analysis of methods of lightning protection and methods of protection of overvoltage is the object of third chapter. A lightning strike in the photovoltaic systems can cause serious damage in the frames and inverter, as well as big economic losses (replacement of equipment, loss of production ) that the cost of installation of complete system of lightning protection is advance economically.

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. / -

No description available.