Το Εργαστήριο Γεωργικών Κατασκευών και Ελέγχου Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας είναι ένας από τους βασικούς εταίρους του έργου με τίτλο «Χρήση οργανικών φωτοβολταϊκών σε θερμοκήπια, “ORION”, με Επιστημονικά Υπεύθυνο για το Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας τον Καθηγητή κ. Νικόλαο Κατσούλα.
Στο πλαίσιο του Έργου ORION, και συγκεκριμένα του ΠΕ2, η ομάδα του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας ανέπτυξε ένα ασύρματο διαδικτυακό σύστημα παρακολούθησης της ενεργειακής απόδοσης των OPV πάνελ, του θερμοκηπίου και του εξωτερικού μικροκλίματος.
Το σύστημα παρακολούθησης περιλάμβανε την εγκατάσταση ενός συστήματος τριών OPV πάνελ σε ύψος 4 m εντός του θερμοκηπίου πάνω από την καλλιέργεια. Παρατηρήθηκε η έξοδος τάσης και ρεύματος των πάνελ. Το σύστημα καταγράφει κάθε λεπτό το ρεύμα και την τάση ανοιχτού κυκλώματος, το ρεύμα και την τάση κλειστού κυκλώματος και το ρεύμα και την τάση που έχουν ως αποτέλεσμα τη μέγιστη ισχύ. Για να γίνει αυτό, το σύστημα προσαρμόζει το φορτίο που συνδέεται με τον πίνακα από το 0 έως το άπειρο σε καθορισμένα βήματα και έτσι καταγράφεται η τάση και το ρεύμα και η ισχύς που παράγεται σε κάθε φορτίο. Αναπτύσσονται δύο πανομοιότυπα συστήματα έτσι ώστε δύο διαφορετικά πάνελ
να μπορούν να αξιολογηθούν παράλληλα (Εικόνα 1).
Για την αξιολόγηση της απόδοσης του συστήματος σε σχέση με το μικροκλίμα του θερμοκηπίου, το σύστημα περιλαμβάνει αισθητήρες για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του OPV πάνελ, της θερμοκρασίας του αέρα και της σχετικής υγρασίας στο χώρο του θερμοκηπίου και της ηλιακής ακτινοβολίας που εισέρχεται εντός του θερμοκηπίου. Για την αξιολόγηση της μετάδοσης φωτός των πάνελ καταγράφεται η ηλιακή ακτινοβολία πάνω και κάτω από τα πάνελ. Επιπλέον, καταγράφονται και τα δεδομένα εξωτερικού μικροκλίματος (θερμοκρασία αέρα, σχετική υγρασία, ηλιακή ακτινοβολία).
Τα χαρακτηριστικά προδιαγραφών των αισθητήρων που περιλαμβάνονται σε καθένα από τα δύο συστήματα που είναι εγκατεστημένα στο εσωτερικό του θερμοκηπίου, παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα (Πίνακας 1).
Οι αισθητήρες είναι όλοι συνδεδεμένοι σε ένα ασύρματο σύστημα αισθητήρων, ένα σύστημα συλλογής των δεδομένων που ελέγχει τη ρύθμιση του φορτίου, το οποίο είναι συνδεδεμένο στο διαδίκτυο και ολόκληρο το σύστημα παρακολουθείται χρησιμοποιώντας μια διαδικτυακή βάση δεδομένων. Η διαδικτυακή πλατφόρμα που δημιούργησε το ΠΘ παρουσιάζει με τη μορφή μετρητών σε πραγματικό χρόνο (τα δεδομένα που παρουσιάζονται ανανεώνονται κάθε πέντε λεπτά), με τη μορφή διαγραμμάτων για την παρουσίαση δεδομένων μιας ολόκληρης ημέρας, ενώ υπάρχει επίσης η δυνατότητα λήψης των δεδομένων που έχουν καταγραφεί, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα (Εικόνα 2).
Τα δεδομένα, επίσης, παρουσιάζονται στην καρτέλα «Orion Chart» με τη μορφή γραφημάτων σε ημερήσια βάση, όπου ο χρήστης έχει την επιλογή να εμφανίσει ταυτόχρονα γραφήματα για τις επιθυμητές παραμέτρους, επιλέγοντας μεταξύ της μέσης ημερήσιας θερμοκρασίας στην επιφάνεια κάθε πάνελ, της ημερήσιας παραγόμενης ισχύος για κάθε πάνελ και της ημερήσιας ηλιακής ακτινοβολίας άνω και κάτω της επιφάνειας των πάνελ, όπως φαίνεται στην ακόλουθη εικόνα (Εικόνα 3).
Στην καρτέλα «Orion Data» (Εικόνα 4) παρουσιάζονται όλα τα δεδομένα που έχουν καταγραφεί εντός μίας ορισμένης χρονικής περιόδου, η οποία ορίζεται στα πεδία «Start date» και «End date» από το χρήστη, και μάλιστα δίνεται η δυνατότητα «κατεβάσματος» και αποθήκευσής τους στη συσκευή του χρήστη.
Στην παρούσα φάση, η ομάδα του ΠΘ αξιολογεί τα OPV πάνελ, υπό διαφορετικές κλιματικές συνθήκες, και η ενεργειακή τους απόδοση αξιολογείται τόσο στο θερμοκήπιο του Εργαστηρίου Γεωργικών Κατασκευών και Ελέγχου Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας στο Βελεστίνο, όσο και σε θερμοκήπια του φορέα Triangle Research and Development Center – TRDC στο Ισραήλ, όπου γίνεται εφαρμογή των οργανικών φωτοβολταϊκών σε μεγάλη κλίμακα. Το Institute of Agricultural Eng. A.R.O Volcani Center Sensing Information and Mechanisation του Ισραήλ έχει παρουσιάσει μέχρι σήμερα σημαντικά ευρήματα σχετικά με την επίδραση των φωτοβολταϊκών στο μικροκλίμα του θερμοκηπίου και την καλλιέργεια. Παράλληλα, το Institute of Agricultural Eng. A.R.O Volcani Center Sensing Information and Mechanisation του Ισραήλ και το Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών υλοποιούν τις προσομοιώσεις του θερμοκηπίου με εγκατεστημένα
οργανικά φωτοβολταϊκά για διάφορες μελέτες περιπτώσεων, ενώ σύντομα αναμένονται τα αποτελέσματα σχετικά με την οικονομική και περιβαλλοντική αποτίμηση των επιπτώσεων της χρήσης των οργανικών φωτοβολταϊκών στο θερμοκήπιο, δράσεις στις οποίες συμμετέχουν τόσο το Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας όσο και το Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών.
Το έργο ORION έχει διάρκεια 18 μήνες με ημερομηνία έναρξης την 1η Νοεμβρίου 2021. Το έργο χρηματοδοτείται από πόρους της Ευρωπαϊκής ένωσης και εθνικούς πόρους στο πλαίσιο της Δράσης Εθνικής Εμβέλειας: «Ευρωπαϊκή Ε&Τ Συνεργασία – Πράξη Επιχορήγησης Ελληνικών φορέων που συμμετείχαν επιτυχώς σε Κοινές Προκηρύξεις Υποβολής Προτάσεων των Ευρωπαϊκών Δικτύων ERA-NETS 2019 Β’ – 2021 Α’ Κύκλος» N 786483, με Κωδικό Έργου Τ12ΕΡΑ5-00073.
Το έργο ORION συντονίζεται από το Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών με Επιστημονικά Υπεύθυνο τον Αν. Καθηγητή κ. Θωμά Μπαρτζάνα ενώ συμμετέχουν ακόμη τρείς φορείς, δύο εταίροι από το Ισραήλ (Institute of Agricultural Eng. A.R.O, Volcani Center, και Triangle Research and Development Center) που ειδικεύονται σε θέματα έρευνας και ανάπτυξης φωτοβολταϊκών στα θερμοκήπια και η εταιρεία κατασκευής οργανικών φωτοβολταϊκών ASCA από τη Γερμανία.
