GR20180100304A - Hybrid power generation station for greenhouses - Google Patents

Hybrid power generation station for greenhouses Download PDF

Info

Publication number
GR20180100304A
GR20180100304A GR20180100304A GR20180100304A GR20180100304A GR 20180100304 A GR20180100304 A GR 20180100304A GR 20180100304 A GR20180100304 A GR 20180100304A GR 20180100304 A GR20180100304 A GR 20180100304A GR 20180100304 A GR20180100304 A GR 20180100304A
Authority
GR
Greece
Prior art keywords
greenhouse
roof
photovoltaic panels
air
panels
Prior art date
Application number
GR20180100304A
Other languages
Greek (el)
Inventor
Χρηστος Δημητριου Παπαγεωργιου
Original Assignee
Χρηστος Δημητριου Παπαγεωργιου
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Χρηστος Δημητριου Παπαγεωργιου filed Critical Χρηστος Δημητριου Παπαγεωργιου
Priority to GR20180100304A priority Critical patent/GR20180100304A/en
Publication of GR20180100304A publication Critical patent/GR20180100304A/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/001—Devices for producing mechanical power from solar energy having photovoltaic cells
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/243—Collecting solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/02—Devices for producing mechanical power from solar energy using a single state working fluid
    • F03G6/04—Devices for producing mechanical power from solar energy using a single state working fluid gaseous
    • F03G6/045—Devices for producing mechanical power from solar energy using a single state working fluid gaseous by producing an updraft of heated gas or a downdraft of cooled gas, e.g. air driving an engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • F03G6/063—Tower concentrators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/60—Thermal-PV hybrids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/12—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries using renewable energies, e.g. solar water pumping

Abstract

Novelty: a hybrid power generation station practicable for greenhouses is disclosed. Constitution: the solar chimney 1, the photovoltaic panels (2.1) encountered on the roof of the enclosed greenhouse, the air turbines (2.3) operating due to the greenhouse’s hot air escaped from the chimney (1.5) and renewed by fresh air ingressing through the openings of the aforementioned air turbines. Set under the photovoltaic panels, the existing heat suction system has tubes filled with water and operates even as a cooling system for the above photovoltaic panels. The greenhouse is intended for hydroponic cultivations and the collection of rain water at its roof (2.5). At the wall of the air turbines exist openings (2.4) which -when required- open for the aeration and cooling of the hydroponic plants of the greenhouse via external air current intake replacing the air escaped from the solar chimney.

Description

ΥΒΡΙΔΙΚΟΣ ΣΤΑΘΜΟΣ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΗΛΙΑΚΗΣ ΚΑΜΙΝΑΔΑΣ HYBRID GREENHOUSE STATION OF PHOTOVOLTAIC SOLAR CHIMNEY

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ DESCRIPTION

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1 INTRODUCTION

Ο προτεινόμενος υβριδικός σταθμός θερμοκηπίου, φωτο βολταϊκών, ηλιακής καμινάδας (Hybrid PV& Solar Chimney power plant or HPVSC), αποτελείται από ένα ορθογώνιο θερμοκήπιο με αεροστεγή οροφή, σχηματιζόμενη από διαδοχικές σειρές από The proposed hybrid greenhouse, photovoltaic, solar chimney power plant (Hybrid PV& Solar Chimney power plant or HPVSC), consists of a rectangular greenhouse with an airtight roof, formed by successive rows of

φωτο βολταϊκά πάνελ και ημιδιαφανή υάλινα πάνελ. Το θερμοκήπιο περικλείεται από περιφερειακό τοίχωμα και συνδέεται με ηλιακή καμινάδα. photovoltaic panels and translucent glass panels. The greenhouse is enclosed by a perimeter wall and connected to a solar chimney.

Με την προτεινόμενη εφεύρεση η γη κάτω από την διαφανή στέγη του θερμοκηπίου παραμένει ελεύθερη και το θερμοκήπιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για υδροπονική καλλιέργεια. With the proposed invention the land under the transparent roof of the greenhouse remains free and the greenhouse can be used for hydroponic cultivation.

Η ηλιακή καμινάδα απάγει τον θερμό αέρα του θερμοκηπίου προς ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, λειτουργώντας όποτε χρειάζεται σαν σύστημα εξαερισμού και ψύξης για τα υδροπονικά φυτά και ως σύστημα ηλεκτροπαραγωγής. Η ηλεκτροπαραγωγή γίνεται με την περιστροφή αεροστρόβιλων και των συνδεδεμένων με αυτούς ηλεκτρογεννητριών, από το εισερχόμενο ρεύμα αέρος στο άνοιγμα που είναι τοποθετημένοι, που αναπληρώνει τον αέρα που απάγεται από την ηλιακή καμινάδα. Τα φωτοβολταϊκά πάνελ που παράγουν ηλεκτρισμό κατά την διάρκεια της ημέρας, έχουν σε επαφή με την πίσω επιφάνεια τους, σωλήνες γεμάτους νερό τους που απορροφούν μέρος της θερμότητας κρατώντας την θερμοκρασία τους σε ανεκτά επίπεδα. Αυτοί οι σωλήνες θερμικής αποθήκευσης μεταφέρουν συνεχώς με θερμική ακτινοβολία μέρος της αποθηκευμένης θερμότητας τους στο θερμοκήπιο. The solar chimney conducts the warm air of the greenhouse to the upper layers of the atmosphere, acting as a ventilation and cooling system for the hydroponic plants and as a power generation system when needed. The electricity is generated by the rotation of wind turbines and the generators connected to them, from the incoming air current in the opening where they are placed, which makes up for the air taken from the solar chimney. The photovoltaic panels that generate electricity during the day, have in contact with their back surface, tubes full of water that absorb part of the heat keeping their temperature at tolerable levels. These thermal storage tubes continuously transfer some of their stored heat to the greenhouse by thermal radiation.

Τα υάλινα ημιδιαφανή πάνελ της οροφής ανακλούν μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας προς τα φωτοβολταϊκά πάνελ αυξάνοντας την απόδοσή τους, ενώ η εισερχόμενη δι’ αυτών ηλιακή ακτινοβολία θερμαίνει επίσης το θερμοκήπιο. The glass translucent panels of the roof reflect part of the solar radiation towards the photovoltaic panels increasing their efficiency, while the solar radiation entering through them also heats the greenhouse.

Η αεροστεγής οροφή του προτεινόμενου υβριδικού σταθμού μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν συλλεκτική επιφάνεια για τα νερά της βροχής, τα οποία, με την βοήθεια σωλήνων υδρορροής, μπορούν να συλλεχθούν για να χρησιμοποιηθούν στο υδροπονικό θερμοκήπιο του σταθμού. The airtight roof of the proposed hybrid station can be used as a collection surface for rainwater, which, with the help of gutter pipes, can be collected for use in the station's hydroponic greenhouse.

Ο προτεινόμενος υβριδικός σταθμός θερμοκηπίου, φωτοβολταϊκών, ηλιακής καμινάδας είναι οικονομικά ανταγωνιστικός με τα συμβατικά απλά φωτοβολταϊκά πάρκα. The proposed hybrid greenhouse, photovoltaic, solar chimney station is economically competitive with conventional simple photovoltaic parks.

Αυτό είναι δυνατόν γιατί ο προτεινόμενος υβριδικός σταθμός, της ίδιας ονομαστικής ηλεκτρικής ισχύος με ένα απλό φωτοβολταϊκά πάρκο, έχει μεγαλύτερο κόστος κατασκευής αλλά παράγει περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια, ενώ έχει έσοδα και από το υδροπονικό θερμοκήπιο. This is possible because the proposed hybrid plant, of the same nominal electrical power as a simple photovoltaic park, has a higher construction cost but produces more electricity, while also having income from the hydroponic greenhouse.

Ας σημειωθεί ότι μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας του προτεινόμενου υβριδικού σταθμού παράγεται μετά την δύση του ηλίου από τις ηλεκτρογεννήτριες των αεροστροβίλων του. It should be noted that part of the electricity of the proposed hybrid plant is generated after sunset by its wind turbine generators.

2. ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 2. CONSTRUCTION ELEMENTS

Το θερμοκήπιο του προτεινόμενου υβριδικού σταθμού θα έχει αεροστεγή οροφή (1.1) αποτελούμενη από δυο τμήματα, ένα τμήμα από σειρές φωτοβολταϊκών πάνελ (2.1) με κατάλληλη κλίση για μεγιστοποίηση της ηλεκτρικής τους παραγωγής και ένα δεύτερο τμήμα από σειρές από ημιδιαφανή υάλινα πάνελ (2.2). The greenhouse of the proposed hybrid plant will have an airtight roof (1.1) consisting of two sections, one section of rows of photovoltaic panels (2.1) with a suitable slope to maximize their electrical output and a second section of rows of translucent glass panels (2.2).

Πίσω και σε επαφή με τα φωτοβολταϊκά πάνελ βρίσκονται σωλήνες (3.3) γεμάτοι με νερό που αποτελούν αφενός ψυκτικό μέσο για τα φωτοβολταϊκά πάνελ και αφετέρου αποθήκη θερμότητας για την λειτουργία των αεροστροβίλων του σταθμού μετά την δύση του ηλίου. Behind and in contact with the photovoltaic panels are pipes (3.3) filled with water which are on the one hand a cooling medium for the photovoltaic panels and on the other hand a heat store for the operation of the wind turbines of the station after sunset.

Η οροφή του θερμοκηπίου θα περιβάλλεται από αεροστεγές τοίχωμα (1.2) και στηρίζεται σε μεταλλική υποδομή που εδράζεται στο έδαφος. The roof of the greenhouse will be surrounded by an airtight wall (1.2) and supported by a metal substructure that rests on the ground.

Η διαφανής οροφή του περίκλειστου ορθογώνιου θερμοκηπίου θα έχει κατάλληλο προσανατολισμό ανάλογα με την περιοχή ώστε να μεγιστοποιείται η ηλεκτροπαραγωγή των φωτοβολταϊκών και κατάλληλη κλίση ώστε να διευκολύνεται η απορροή υδάτων της βροχής τα οποία οδηγούνται από τα αυλάκια (2.5) που σχηματίζουν οι σειρές φωτοβολταϊκών και υάλινων πάνελ και συλλέγονται με ένα σύστημα σωλήνων υδρορροής (2.6). The transparent roof of the enclosed rectangular greenhouse will have an appropriate orientation depending on the area in order to maximize the electricity production of the photovoltaics and an appropriate slope to facilitate the drainage of rainwater which is guided by the grooves (2.5) formed by the rows of photovoltaic and glass panels and collected with a system of gutter pipes (2.6).

Οι αεροστρόβιλοί (2.3) του υβριδικού σταθμού τοποθετούνται σε κυκλικά ανοίγματα επί του τοίχου του θερμοκηπίου απέναντι από την ηλιακή καμινάδα. Στον τοίχο αυτό θα υπάρχουν επίσης ελεύθερα ανοίγματα (2.4) που θα χρησιμοποιούνται όταν η ηλιακή καμινάδα λειτουργεί σαν σύστημα αερισμού και ψύξης για τα υδροπονικά φυτά. The wind turbines (2.3) of the hybrid plant are placed in circular openings on the greenhouse wall opposite the solar chimney. In this wall there will also be free openings (2.4) which will be used when the solar chimney acts as a ventilation and cooling system for the hydroponic plants.

Σε όλα τα ανοίγματα, θα υπάρχουν τηλεχειριζόμενα ηλεκτροκίνητα συστήματα φραγής του αέρα. Έτσι θα υπάρχει η δυνατότητα να φράζονται είτε τα ελεύθερα ανοίγματα είτε τα ανοίγματα των αεροστροβίλων. In all openings, there will be remote controlled electric air barrier systems. Thus, it will be possible to block either the free openings or the openings of the air turbines.

3. ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΥΒΡΙΔΙΚΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ ΚΑΙ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 3. OPERATION OF THE HYBRID STATION AND ADVANTAGES

Τα φωτοβολταϊκά πάνελ (2.1) του προτεινόμενου υβριδικού σταθμού (1) δέχονται την άμεση ηλιακή ακτινοβολία και μέρος της ανακλώμενης στα υάλινα ημιδιαφανή πάνελ (2.2) της οροφής του. The photovoltaic panels (2.1) of the proposed hybrid station (1) receive the direct solar radiation and part of the reflected glass translucent panel (2.2) of its roof.

Μέρος της συνολικής ακτινοβολίας μετατρέπεται με τα φωτοβολταϊκά πάνελ σε ηλεκτρισμό, ενώ το υπόλοιπο γίνεται θερμική ενέργεια και μεγάλο μέρος αποθηκεύεται στους σωλήνες θερμικής αποθήκευσης (3.3). Part of the total radiation is converted by the photovoltaic panels into electricity, while the rest becomes thermal energy and a large part is stored in the thermal storage tubes (3.3).

Χάρις αυτήν την αποθηκευμένη θερμική ενέργεια, ο αέρας του θερμοκηπίου του προτεινόμενου υβριδικού σταθμού παραμένει θερμότερος του περιβάλλοντος αέρα και μετά την δύση του ηλίου ώστε να λειτουργούν οι αεροστρόβιλοι (2.3) παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια. Thanks to this stored thermal energy, the greenhouse air of the proposed hybrid plant remains warmer than the ambient air after sunset to operate the wind turbines (2.3) producing electricity.

Δηλαδή ο αέρας του θερμοκηπίου θερμαίνεται από τους σωλήνες θερμικής αποθήκευσης της οροφής (3.3) και από το έδαφος του θερμοκηπίου και διατηρείται και μετά την δύση του ηλίου θερμότερος από τον εξωτερικό αέρα, έτσι απάγεται από την ηλιακή καμινάδα (1.5) και αναπληρώνεται από εξωτερικό αέρα. That is, the air in the greenhouse is heated by the thermal storage pipes of the roof (3.3) and by the soil of the greenhouse and is kept warmer than the outside air even after sunset, so it is withdrawn from the solar chimney (1.5) and replenished by outside air .

Ο εισερχόμενος αέρας υποχρεούται να διέλθει από τα ανοίγματα των αεροστροβίλων (2.3), καθώς τα ανοίγματα (2.4) παραμένουν κλειστά, περιστρέφοντας τους αεροστροβίλους και παράγοντας έτσι ηλεκτρική ενέργεια με τις ηλεκτρογεννήτριες που είναι συνδεδεμένοι οι αεροστρόβιλοι. The incoming air is forced to pass through the air turbine openings (2.3), as the openings (2.4) remain closed, rotating the air turbines and thus producing electricity with the generators to which the air turbines are connected.

Δηλαδή ο προτεινόμενος υβριδικός σταθμός παράγει ηλεκτρισμό στην διάρκεια της ημέρας με τα φωτοβολταϊκά πάνελ (2.1) και μετά την δύση του ηλίου, ή αν απαιτηθεί και κατά την διάρκεια της ημέρας, με τους αεροστροβίλους (2.3). That is, the proposed hybrid station produces electricity during the day with the photovoltaic panels (2.1) and after sunset, or if required during the day, with the wind turbines (2.3).

Κατά την διάρκεια της ημέρας, όποτε χρειαστεί, το ρεύμα του αέρος εισέρχεται στο θερμοκήπιο από τα ελεύθερα ανοίγματα (2.4) για να αναπληρώσει τον αέρα που απάγεται από την ηλιακή καμινάδα, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν μέσον εξαερισμού και ψύξης για τα φυτά του υδροπονικού θερμοκηπίου. During the day, whenever needed, the air stream enters the greenhouse through the free openings (2.4) to replace the air drawn from the solar chimney, and can be used as a means of ventilation and cooling for the hydroponic greenhouse plants .

Η τοποθέτηση σε σειρές των φωτοβολταϊκών (2.1) και των υάλινων πάνελ (2.2) επιτρέπει τον εύκολο καθαρισμό τους από την σκόνη που επικάθεται σε αυτά, με ένα απλό αυτόματο σύστημα από ηλεκτροκίνητες βούρτσες τοποθετημένες μόνιμα στην οροφή του θερμοκηπίου. The row placement of the photovoltaics (2.1) and the glass panels (2.2) allows them to be easily cleaned from the dust that settles on them, with a simple automatic system of electrically powered brushes permanently placed on the roof of the greenhouse.

Τα αυλάκια (2.5) που σχηματίζονται στην οροφή μεταξύ φωτοβολταϊκών και υάλινων πάνελ, κατευθύνουν τα νερά της βροχής στις υδρορροές (2.6) και τελικά μπορεί να τα οδηγήσουν σε υπόγεια υδατοδεξαμενή αποθήκευσης. Grooves (2.5) formed in the roof between photovoltaic and glass panels direct rainwater to gutters (2.6) and eventually may lead to an underground water storage tank.

Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τον προτεινόμενο υβριδικό σταθμό αποδίδεται σε παρακείμενο ηλεκτρικό δίκτυο μέσω κατάλληλου ηλεκτρικού υποσταθμού που μπορεί να τοποθετηθεί και στο εσωτερικό του θερμοκηπίου. The electricity produced by the proposed hybrid plant is delivered to an adjacent electrical network through a suitable electrical substation that can also be placed inside the greenhouse.

Με βάση αυτά που αναφέρθηκαν είναι φανερό ότι ο περίκλειστος υβριδικός ηλιακός σταθμός με ηλιακή καμινάδα θα έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: Based on what was mentioned it is clear that the enclosed hybrid solar plant with solar chimney will have the following advantages:

• Ο προτεινόμενος υβριδικός σταθμός παράγει ηλεκτρισμό με φωτοβολταϊκά πάνελ κατά την διάρκεια της ημέρας, και μετά την δύση του ηλίου με ηλεκτρογεννήτριες των αεροστροβίλων χάρις την αποθηκευμένη θερμότητα στο θερμοκήπιο. • The proposed hybrid station produces electricity with photovoltaic panels during the day, and after sunset with wind turbine generators thanks to the stored heat in the greenhouse.

• Η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια των φωτοβολταϊκών χάρις την ανακλώμενη ηλιακή ακτινοβολία από τα ημιδιαφανή υάλινα πάνελ είναι μεγαλύτερη από την παραγόμενη ενέργεια του αντίστοιχου απλού σταθμού με φωτοβολταϊκά πάνελ επί του εδάφους. • The electricity produced by photovoltaics thanks to the reflected solar radiation from the translucent glass panels is greater than the energy produced by the corresponding simple station with photovoltaic panels on the ground.

• Επιπλέον ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να παραχθεί μετά την δύση του ηλίου από τις ηλεκτρογεννήτριες των αεροστροβίλων του. • Additional electricity can be generated after sunset from its wind turbine generators.

• Το θερμοκήπιο του υβριδικού σταθμού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για υδροπονική καλλιέργεια συμβάλλοντας στα έσοδα του υβριδικού σταθμού. • The greenhouse of the hybrid plant can be used for hydroponic cultivation contributing to the income of the hybrid plant.

• Η οροφή του θερμοκηπίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την συλλογή βροχής που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην υδροπονική καλλιέργεια του θερμοκηπίου, όταν δεν υπάρχει πρόσβαση σε άλλο νερό στην περιοχή • The roof of the greenhouse can be used to collect rain that can be used in the hydroponic cultivation of the greenhouse, when no other water is available in the area

• Παρόλο που το κόστος κατασκευής του προτεινόμενου υβριδικού σταθμού είναι μεγαλύτερο του κόστους του αντίστοιχου απλού σταθμού με τα ίδια φωτοβολταϊκά πάνελ , η οικονομική απόδοση του προτεινόμενου υβριδικού σταθμού ανά μονάδα κόστους επένδυσης, μπορεί να γίνει μεγαλύτερη από αυτήν του απλού σταθμού, αν συνυπολογιστούν η αυξημένη ηλεκτροπαραγωγή του υβριδικού και τα έσοδα από την εκμετάλλευση του υδροπονικού του θερμοκηπίου. • Although the construction cost of the proposed hybrid plant is higher than the cost of the corresponding simple plant with the same photovoltaic panels, the economic performance of the proposed hybrid plant per unit of investment cost can be greater than that of the simple plant, if the increased electricity production of the hybrid and the income from the exploitation of the hydroponic greenhouse.

4. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΣΧΗΜΑΤΩΝ 4. DESCRIPTION OF FIGURES

Σχήμα 1. Ενδεικτικό σχήμα υβριδικού ηλεκτροπαραγωγικού σταθμού με φωτοβολταϊκά και υάλινα πάνελ στην οροφή θερμοκηπίου και ηλιακή καμινάδα Figure 1. Indicative diagram of a hybrid power plant with photovoltaic and glass panels on the roof of the greenhouse and a solar chimney

1.1 Οροφή θερμοκηπίου αποτελούμενη από φωτοβολταϊκά και υάλινα πανελ 1.1 Greenhouse roof consisting of photovoltaic and glass panels

1.2 Περιμετρικό τοίχωμα θερμοκηπίου 1.2 Greenhouse perimeter wall

1.3 Τοίχωμα αεροστρόβιλων και ανοιγμάτων εξαερισμού και ψύξης 1.3 Wall of air turbines and ventilation and cooling openings

1.4 Συνδετήριο τούνελ θερμοκηπίου ηλιακής καμινάδας 1.4 Solar Chimney Greenhouse Tunnel Connector

1.5 Ηλιακή καμινάδα 1.5 Solar chimney

Σχήμα 2. Ενδεικτικό σχήμα λεπτομερειών τοιχώματος θερμοκηπίου έναντι της ηλιακής καμινάδας και τμήματος της οροφής του Figure 2. Indicative diagram of greenhouse wall details against the solar chimney and part of its roof

2.1 Σειρά φωτοβολταϊκών πάνελ επί της οροφής του θερμοκηπίου 2.1 Row of photovoltaic panels on the roof of the greenhouse

2.2 Σειρά υάλινων πάνελ επί της οροφής του θερμοκηπίου 2.2 Row of glass panels on the roof of the greenhouse

2.3 Αεροστρόβιλος συνδεδεμένος με ηλεκτρογεννήτρια 2.3 Wind turbine connected to an electric generator

2.4 Βοηθητικό άνοιγμα εξαερισμού και ψύξης του θερμοκηπίου 2.4 Auxiliary ventilation and cooling opening of the greenhouse

2.5 Αύλαξ συλλογής υδάτων βροχής, σχηματιζόμενη μεταξύ φωτοβολταϊκών και υάλινων πάνελ στην οροφή του θερμοκηπίου 2.5 Rainwater collection channel, formed between photovoltaic and glass panels on the roof of the greenhouse

2.6 Υδρορροή συλλογής και οδήγησης υδάτων βροχής 2.6 Rainwater collection and drainage channel

Σχήμα 3. Τμήμα της οροφής του θερμοκηπίου Figure 3. Part of the roof of the greenhouse

3.1 Φωτοβολταϊκά πάνελ 3.1 Photovoltaic panels

3.2 Υάλινο ημιδιαφανές πάνελ 3.2 Glass translucent panel

3.3. Σωλήνας γεμάτος νερό για την απορρόφηση της θερμότητας των φωτοβολταϊκών 3.3. Tube full of water to absorb the heat of the photovoltaics

Claims (1)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ 1. Υβριδικός ηλεκτροπαραγωγικός σταθμός θερμοκηπίου, φωτοβολταϊκών πάνελ και ηλιακής καμινάδας που χαρακτηρίζεται από το ότι:1. Hybrid power plant of greenhouse, photovoltaic panels and solar chimney characterized by: Αποτελείται από αεροστεγές θερμοκήπιο ορθογώνιου σχήματος, που συνδέεται με ηλιακή καμινάδα (1.5) με διάδρομο-τούνελ (1.4), και περιβάλλεται από αεροστεγές τοίχωμα (1.2) , σκεπάζεται από αεροστεγή οροφή (1.1) η οποία αποτελείται από φωτοβολταϊκά πάνελ (2.1) και διαφανείς υαλοπίνακες (2.2), ενώ κάτω και επαφή με τα φωτοβολταϊκά πάνελ υπάρχει σύστημα θερμικής αποθήκευσης αποτελούμενο από σωλήνες (3.3) γεμάτους με νερό που λειτουργεί ως ψυκτικό σύστημα για τα φωτοβολταϊκά πάνελ.It consists of an airtight rectangular greenhouse, connected to a solar chimney (1.5) with a corridor-tunnel (1.4), and surrounded by an airtight wall (1.2), covered by an airtight roof (1.1) which consists of photovoltaic panels (2.1) and transparent glass panels (2.2), while below and in contact with the photovoltaic panels there is a thermal storage system consisting of pipes (3.3) filled with water that acts as a cooling system for the photovoltaic panels. Επιπλέον χαρακτηρίζεται από το ότι: Παράγει ηλεκτρισμό στην διάρκεια της ημέρας με τα φωτοβολταϊκά πάνελ (2.1) της οροφής του (1.1), που ενισχύεται η απόδοσή τους από την ανακλώμενη ηλιακή ακτινοβολία των υάλινων πάνελ (2.2) της οροφής του, και μετά την δύση του ηλίου παράγει ηλεκτρισμό με τις ηλεκτρογεννήτριες των αεροστροβίλων (2.3) που περιστρέφονται από το εισερχόμενο ρεύμα αέρος δια αυτών, το οποίο αναπληρώνει τον αέρα που απάγεται από τη ηλιακή καμινάδα (1.5)In addition, it is characterized by the fact that: It produces electricity during the day with the photovoltaic panels (2.1) of its roof (1.1), whose performance is enhanced by the reflected solar radiation of the glass panels (2.2) of its roof, and after sunset of helium produces electricity with the wind turbine generators (2.3) which are rotated by the incoming air stream through them, which replenishes the air drawn from the solar chimney (1.5) Επιπλέον χαρακτηρίζεται από το ότι: Περιλαμβάνει αεροστεγές θερμοκήπιο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για υδροπονική καλλιέργεια και για το οποίο η συνδεδεμένη με αυτό ηλιακή καμινάδα (1.5), με τα ελεύθερα ανοίγματα αέρα (2.4) λειτουργούν όποτε χρειαστεί , ως σύστημα εξαερισμού και ψύξης για τα υδροπονικά φυτά που καλλιεργούνται μέσα σε αυτό.In addition, it is characterized by: It includes an airtight greenhouse that can be used for hydroponic cultivation and for which the solar chimney (1.5) connected to it, with the free air openings (2.4) function whenever necessary, as a ventilation and cooling system for the hydroponics plants grown in it. Επιπλέον χαρακτηρίζεται από το ότι: Οι σειρές φωτοβολταϊκών πάνελ (2.1) και υάλινων πάνελ (2.2) που βρίσκονται στην οροφή του σχηματίζουν αύλακες (2.5) και μαζί με τις υδρορροές (2.6) μπορούν να συλλέξουν τα νερά της βροχής και να τα οδηγήσουν σε υπόγεια υδατοδεξαμενή, για τις ανάγκες του υδροπονικού θερμοκηπίου.It is also characterized by: The series of photovoltaic panels (2.1) and glass panels (2.2) located on its roof form grooves (2.5) and together with the gutters (2.6) can collect rainwater and lead it underground water tank, for the needs of the hydroponic greenhouse.
GR20180100304A 2018-07-10 2018-07-10 Hybrid power generation station for greenhouses GR20180100304A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20180100304A GR20180100304A (en) 2018-07-10 2018-07-10 Hybrid power generation station for greenhouses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20180100304A GR20180100304A (en) 2018-07-10 2018-07-10 Hybrid power generation station for greenhouses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
GR20180100304A true GR20180100304A (en) 2020-03-18

Family

ID=70611348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
GR20180100304A GR20180100304A (en) 2018-07-10 2018-07-10 Hybrid power generation station for greenhouses

Country Status (1)

Country Link
GR (1) GR20180100304A (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015052544A2 (en) * 2013-10-08 2015-04-16 Christos Papageorgiou Enclosed solar chimney power plant
WO2016019647A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-11 西安交通大学 Solar energy photovoltaic and solar energy thermal current chimney power generation integrated device
CN106613531A (en) * 2016-08-29 2017-05-10 华北电力大学 Photovoltaic photo-thermal integrated circulation system for greenhouse
GR20160200038U (en) * 2015-10-05 2017-07-03 Χρηστος Δημητριου Παπαγεωργιου Hybrid power generation station with solar chimney
CN107155711A (en) * 2017-05-27 2017-09-15 合肥市禾兴生态养殖科技有限公司 Ecological agriculture high energy efficiency planting greenhouse
GR20170200070U (en) * 2016-09-19 2018-05-18 Χρηστος Δημητριου Παπαγεωργιου Hybrid photovoltaic station-solar chimney

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015052544A2 (en) * 2013-10-08 2015-04-16 Christos Papageorgiou Enclosed solar chimney power plant
WO2016019647A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-11 西安交通大学 Solar energy photovoltaic and solar energy thermal current chimney power generation integrated device
GR20160200038U (en) * 2015-10-05 2017-07-03 Χρηστος Δημητριου Παπαγεωργιου Hybrid power generation station with solar chimney
CN106613531A (en) * 2016-08-29 2017-05-10 华北电力大学 Photovoltaic photo-thermal integrated circulation system for greenhouse
GR20170200070U (en) * 2016-09-19 2018-05-18 Χρηστος Δημητριου Παπαγεωργιου Hybrid photovoltaic station-solar chimney
CN107155711A (en) * 2017-05-27 2017-09-15 合肥市禾兴生态养殖科技有限公司 Ecological agriculture high energy efficiency planting greenhouse

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hassanien et al. The evacuated tube solar collector assisted heat pump for heating greenhouses
JP2018509892A (en) Environmentally friendly indoor cultivation
KR101274199B1 (en) Solar cell power generating system provided with greenhouse for cultivation
CN203492467U (en) All-in-one photovoltaic sunlight greenhouse based on nightside-sunny shed
Aldegheri et al. Building integrated low concentration solar system for a self-sustainable Mediterranean villa: The Astonyshine house
EP2342968B1 (en) Solar greenhouse with energy recovery system
EP1071317B1 (en) Greenhouse
KR101792223B1 (en) Solar photovoltaic system using by rooftop gardening
Thorpe Solar technology: the Earthscan expert guide to using solar energy for heating, cooling and electricity
CN204232007U (en) Greenhouse special solar water heat collector
GR20180100304A (en) Hybrid power generation station for greenhouses
KR20070024061A (en) A solar heat system
CN209788003U (en) Sunlight heat storage greenhouse for high-latitude areas
CN201813704U (en) Channel type solar-thermal power plant combined with modern agriculture
Jensen Energy Alternatives and Conservation for Greenhouses1
US8365500B2 (en) Optimized building integrated hybrid roofing system
CN209676966U (en) A kind of photovoltaic structure of adjustable inclination angle
CN111373143A (en) Fusion/composite power generation system using solar heat and wind power
GR20170200070U (en) Hybrid photovoltaic station-solar chimney
CN210316678U (en) Sunlight heat collection and circulation heat storage office building
CN106613536A (en) Solar greenhouse
CN101684691A (en) South slope solar power generation houses and method for aquaculture of plants and animals
Trypanagnostopoulos et al. Implementation of photovoltaics on greenhouses and shading effect to plant growth.
CN205454949U (en) Solar greenhouse
Glinskienė Active and passive solar building design