Η λειψυδρία είναι μια από τις πιο δυσμενείς επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής για την Ανατολική Μεσόγειο. Τα περισσότερα Ελληνικά νησιά του Αιγαίου λόγω χαμηλού ανάγλυφου παρουσιάζουν πολύ χαμηλές ετήσιες βροχοπτώσεις, ενώ παράλληλα παρατηρείται υφαλμύρινση των υδροφορέων αρκετών περιοχών της ηπειρωτικής Ελλάδας λόγω εκτεταμένων υδρογεωτρήσεων. Τα συστήματα συλλογής του βρόχινου νερού έχουν παράδοση στην Ελλάδα, και πλέον εμφανίζονται νέες τεχνολογίες με περισσότερες δυνατότητες συλλογής και επαναχρησιμοποίησης του νερού. Στην παρούσα διπλωματική εργασία τα φωτοβολταϊκά πάρκα μελετώνται ως πιθανές πηγές συλλογής του νερού της βροχής. Η ραγδαία αύξηση εγκατάστασης φωτοβολταϊκών συστημάτων στην Ελλάδα, πέρα από λύση για το Ενεργειακό πρόβλημα της χώρας και σημαντικό βήμα για τη μετάβαση σε μια Κλιματικά ουδέτερη Ευρώπη έως το 2050, αποτελεί και μια ευκαιρία για τη συλλογή βρόχινου νερού, με δεδομένη την έκταση που καλύπτει η επιφάνεια των φωτοβολταϊκών πάνελ. Παράλληλα η ανάγκη για ενεργειακούς πόρους, έρχεται σε σύγκρουση με την ανάγκη παραγωγής τροφής, καθώς πρόκειται για δύο διαφορετικές χρήσεις γης που ανταγωνίζονται την ίδια έκταση. Τα αγροφωτοβολταϊκά (agrivoltaics) συνδυάζουν ταυτόχρονη παραγωγή ενέργειας και τροφής και είναι ιδιαίτερα επικερδή με υψηλή απόδοση, καθώς το μικροκλίμα που δημιουργείται συμβάλλει στην καλύτερη λειτουργία του φωτοβολταϊκού πάρκου.
Στην παρούσα εργασία η μελέτη περίπτωσης αφορά ένα μικρό αγροφωτοβολταϊκό πάρκο με σύστημα συλλογής των όμβριων υδάτων σε οινοποιείο της Νισύρου. Το αγροφωτοβολταϊκό μελετάται ώστε να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες του οινοποιείου, διατηρώντας την υφιστάμενη χρήση γης της καλλιέργειας των αμπελώνων, που χρησιμοποιείται για την παραγωγή της πρώτης ύλης. Η Νίσυρος είναι ένα ηφαιστειακό νησί των Δωδεκανήσων του Αιγαίου, όπου η ύδρευση των κατοίκων γίνεται κυρίως μέσω μονάδων αφαλάτωσης και με οικιακά συστήματα συλλογής και δεξαμενές αποθήκευσης του νερού της βροχής. Το καθαρό νερό αποτελεί πολύτιμο αγαθό για το νησί και στόχος είναι η βιώσιμη διαχείριση του. Για το σκοπό αυτό εξετάζεται η δυνατότητα κάλυψης μέρους των υδατικών αναγκών των αμπελώνων του οινοποιείου, αξιοποιώντας την απορροή της βροχής στην επιφάνεια των φωτοβολταϊκών πάνελ. Εφαρμόστηκε μοντέλο προσομοίωσης του υδατικού ισοζυγίου, χρησιμοποιώντας βροχομετρικά δεδομένα από μετεωρολογικό σταθμό του νησιού. Με τη λειτουργία του μοντέλου εξετάζονται διάφορα σενάρια κάλυψης μικρότερων και μεγαλύτερων αρδευτικών αναγκών, ανάλογα με την έκταση της καλλιέργειας.
(EL)
Water scarcity is one of the most adverse effects of climate change for the Eastern Mediterranean. Most Greek islands in the Aegean Sea experience very low annual rainfall due to their low relief, while salinization of aquifers is observed in several regions of mainland Greece due to extensive drilling. Traditional rainwater harvesting systems are common in Greece, and new technologies are emerging with more capabilities for water harvesting and reuse. In the present study, photovoltaic parks are studied as potential sources for rainwater collection. The rapid increase in the installation of photovoltaic parks in Greece, besides addressing the country's energy problem and being a significant step towards achieving a Climate-Neutral Europe by 2050, also provides an opportunity for rainwater harvesting, given the extensive surface area covered by photovoltaic panels. However, the need for energy resources conflicts with the need for food production, as these are two competing land uses. Agrivoltaics combine energy and food production. The system is particularly profitable, as the microclimate created contributes to the better efficiency of the photovoltaic park.
In the fame of this postgraduate thesis, the case study involves a small agrivoltaic park connected with a rainwater collection system in a winery on the island of Nisyros. The agrivoltaic system will meet the winery’s energy needs, while maintaining the existing land use for vine cultivation. Nisyros is a volcanic island in the Dodecanese of the Aegean Sea, where residents' water supply is mainly through desalination units and small household rainwater collection tanks. Fresh water is a precious commodity for the island, and one of the main goals is water sustainable management. For this purpose, the possibility of covering part of the vineyard’s irrigation is examined, utilizing rainwater runoff on the surface of the photovoltaic panels. A simulation of the rainwater harvesting system based on the water balance method was applied, using rainfall data from the island's meteorological station. The model's operation explores various scenarios for meeting smaller and larger irrigation requirements, depending on the extent of cultivation.
(EN)
/aggregator-openarchives/portal/institutions/uoa
