ΦωτοβολταϊκάΦωτοβολταϊκά: : ΦωτοβολταϊκάΦωτοβολταϊκά: : Ευκαιρίες, προκλήσεις, έρευναΕυκαιρίες, προκλήσεις, έρευνα

Δρ. Γεώργιος Η. Γεωργίου, Ερευνητική Μονάδα Ενεργειακής Αειφορίας «ΦΩΣ», Πανεπιστήμιο Κύπρου

Συνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Ξενοδοχείο Hilton Park, Λευκωσία8 ου ου 0 , ε οδοχε ο to a , ευ ωσ α

ΠεριεχόμεναΠου βρίσκεται αυτή τη στιγμή η Φωτοβολταϊκή Τεχνολογία• Που βρίσκεται αυτή τη στιγμή η Φωτοβολταϊκή Τεχνολογία

• Προκλήσεις• Προοπτικές και ευκαιρίες• Προοπτικές και ευκαιρίες• Έρευνα• Πρόγραμμα SmartPV• Πρόγραμμα SmartPV• Συμπεράσματα

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Μεγαλύτερο ΦΒ πάρκο στον κόσμο: Agua Caliente, Arizona, USA (290 MWp)

Τροφοδοτεί 230000 σπίτια

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Διεσπαρμένη παραγωγή – πραγματική αξία ΦΒ

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Πλήρης ενσωμάτωση ΦΒ σε κτίρια

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Κύριες προκλήσεις• Κόστος

• Απόδοση/Ενέργεια

• Αξιοπιστία (reliability)Αξιοπιστία (reliability)

• Ενσωμάτωση στο δίκτυο/αγορά

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

ΦΒ στο ενεργειακό μείγμα• Τα ΦΒ καλύπτουν το 3% της ζήτησης του ηλεκτρισμού και το 6% της

μέγιστης ζήτησης στην Ευρώπημέγιστης ζήτησης στην Ευρώπη

• Στόχος να επιτευχθεί το 12% της ηλεκτρικής ζήτησης μέχρι το 2020

• Αύξηση ποσοστού ΑΠΕ στο ενεργ. μείγμα σημαντικές προκλήσεις για ξη η ργ μ γμ ημ ς ρ ή ς γενσωμάτωση τους στο δίκτυο και στην αγορά

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

ΦΒ ά ό (2013)ΦΒ ανά το παγκόσμιο (2013)• 136.7 GWp συνολική εγκατεστημένη ισχύς

35% ύξ ύ 2012• 35% αύξηση σε σύγκριση με το 2012• 37 GWp νέα Φ/Σ παγκοσμίως: 29.9 GWp (2012) και 30.2 GWp (2011)• Η Ασία κατέχει την πρωτιά για πρώτη φορά στις νέες εγκαταστάσεις Φ/Σ

αφήνοντας την Ευρώπη στη δεύτερη θέση.

• ΦΒ: 3η πιο σημαντική ΑΠΕ βάση της παγκόσμιας εγκατεστημένης ης γ μ ς γ ημ ηςισχύς (μετά από υδροηλεκτρική και αιολική)

• Πρώτες χώρες σε Φ/Σ:ρώ ες χώρες σε Φ/• Κίνα: 11.3 GWp• Ιαπωνία: 6.9 GWp• ΗΠΑ: 4.8 GWp

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Πηγή: EPIA• Γερμανία: 3.3 GWp

ΦΒ Ε ώ (2013)ΦΒ στην Ευρώπη (2013)• Γερμανία 3.3 GWp (7.6 GWp το 2012)• Ιταλία 1.4 GWp• ΗΒ 1.2 GWp• Ρουμανία 1.1 GWp• Ελλάδα 1.04 GWp

Πηγή: EPIA και BPVA.

Προώθηση από εγγυημένες διατιμήσεις (fit in tariff schemes)

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Προώθηση από εγγυημένες διατιμήσεις (fit-in-tariff schemes)

Ισοτιμία Δικτύου

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Source: JRC

ΦΒ στην Κύπρο (2014)• Εγκατεστημένη ισχύς (2014): 45 5 MW (+ 4500 αιτήσεις για net metering)• Εγκατεστημένη ισχύς (2014): 45.5 MW (+ 4500 αιτήσεις για net metering)• Σύστημα συμψηφισμού: Εφαρμόζεται σε οικιακούς καταναλωτές• Αυτοκατανάλωση - κυρίως για βιομηχανικούς καταναλωτές

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΣΥΝΟΛΟ ΦΒ

ΣΥΝΟΛΟ ΕΓΚΑΤΕΣΤ. ΙΣΧΥΟΣ (ΜW)

ΦΒ ισχύος μέχρι 7kW 685 3.29Φ σχύος μέχρ 685 3 9ΦΒ ισχύος 7-20kW 590 7.07ΦΒ ισχύος 20kW 251 5.02ΦΒ ισχύος 20-100kW 188 7.16ΦΒ ισχύος 100-150kW 60 8 93ΦΒ ισχύος 100 150kW 60 8.93ΦΒ ισχύος 1,5ΜWp 2 3.00ΦΒ ισχύος 3,0ΜWp 1 3.00ΦΒ ισχύος μέχρι 3kWp (Net Metering) 2,795 8.04Σύνολο Εγκατεστημένων ΦΒ 4 572 45 51

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Σύνολο Εγκατεστημένων ΦΒ 4,572 45.51

Επιδόσεις ΦΒ Κυττάρων

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Αποδόσεις ΦΒ Πλαισίων (2012)

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Source: NREL

Παραγωγή Ενέργειας

2200Stuttgartp ra

ted]

Παραγωγή Ενέργειας

1600

1800

2000

h AC/k

Wp

N icosia

average

1200

1400

1600

ld [k

Wh 1580

1194

1)

024681000

thin filmmulticrystallinemonocrystalline

ergy

Yie

c-Si

i(2)

Si(1)

dTe

GS

N-Si

-Si

G-Si

c-Si

c-Si

c-Si

T-Si

00

AC

-Ene

Solon multi-

c-

Schott a

-Si(2

Mitsubish

i a-S

i(Firs

t Solar C

dTW

ürth C

IG

Schott M

AIN-S

BP mono-c-

S

Schott E

FG-S

SunPower mono-c

Atersa m

ono-c

SolarWorld

multi-

c

Sanyo H

IT-S

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

A Su So

Υποδομή

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Εσωτερικός ΧαρακτηρισμόςΕσωτερικός Χαρακτηρισμός

UV Cli ti S l Si l tUV Simulator

Climatic Chamber

Solar Simulator

Υποδομή για δοκιμές βάση των προτύπων IEC 61215, 61646 και 62108

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Θερμικές Απώλειες και Παραγωγή ΕνέργειαςΘερμικές Απώλειες και Παραγωγή Ενέργειας

9%7% 5%

8%

7%8%

9%9%

4%

10%

8%9%

3%

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

8%

100

Υποβάθμιση

%) 90

100ce

ratio

(%

80

90

perfo

rman

c

70

y = -0.1019x + 90.63

DC

p

1060 DC PR time series

S HIT Si

Jun-06 Dec-06 Jun-07 Dec-07 Jun-08 Dec-08 Jun-09 Dec-09 Jun-100

10 Linear fitSanyo HIT mono-c-Si

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

G. Makrides, B. Zinsser, G. E. Georghiou, M. Schubert and J. Werner, Degradation of Different Photovoltaic Technologies Under Field Conditions, IEEE PVSC-35 Conference, Hawaii, 20-25 June 2010, pp 1 - 6.

Σ ή Π λ ύθ ΦΒ Σ άΣυνεχής Παρακολούθηση ΦΒ ΣυστημάτωνΠρώτη Φάση: Συλλογή Δεδομένων (ηλιακή ακτινοβολία και θερμοκρασία πλαισίων) και ηλεκτρικές παράμετροι λειτουργίας συστήματος

Δεύτερη Φάση: Υπολογισμός υποβάθμισης και θ ώ άλλ βλ άηλεκτρικές παράμετροι λειτουργίας συστήματος πιθανών άλλων προβλημάτων

Algorithms Algorithms integrated to PV

monitoring system

integrated to PV monitoring

system

Τρίτη Φάση: Έγκαιρη ενημέρωση χρήστη για πιθανά προβλήματα και λύσεις

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Potential Induced Degradation Καλό ΠλαίσιοFLASH TEST ELECTROLUMINESCENCE

Potential Induced Degradation – Καλό Πλαίσιο

Good PV module (STC Power = 240 W)

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Potential Induced Degradation – Προβληματικό ΠλαίσιοFLASH TEST ELECTROLUMINESCENCE

Potential Induced Degradation – Προβληματικό Πλαίσιο

PV module with PID(STC Power = 170 W)

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

W)

Ισοτιμία δικτύου (grid parity)Ισοτιμία δικτύου (grid parity)

Πλέον ιδανική περίοδος για Κύπρο να πετύχει ενεργειακούςπετύχει ενεργειακούς στόχους της με την αξιοποίηση των ΦΒ

απαιτούνται σωστές ενεργειακές πολιτικέςενεργειακές πολιτικές για προώθηση και βέλτιστη εφαρμογή ΦΒ

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Σύστημα συμψηφισμού ενέργειας (net metering)

(Κατανάλωση) – (Παραγωγή)

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Έ Ε ή ήΈργο : Ευφυή συστήματα συμψηφισμού για προώθηση και βέλτιστη ενσωμάτωση ΦΒ στο δίκτυο ηλεκτροδότησηςενσωμάτωση ΦΒ στο δίκτυο ηλεκτροδότησης της Κύπρου• Πρόγραμμα LIFE+ Environmental Policy and GovernanceΠρόγραμμα LIFE+ Environmental Policy and Governance

• Χώρα Υλοποίησης: Κύπρος

• Διάρκεια: 1/7/2013 1/3/2017• Διάρκεια: 1/7/2013 – 1/3/2017

• Προϋπολογισμός: 1,219,838 Euro (% ΕΕ: 50%)

Σ ή Ε ή ΦΒ Τ λ ί Π Κύ• Συντονιστής: Εργαστήριο ΦΒ Τεχνολογίας, Παν. Κύπρου

• Εταιρικό σχήμα:

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Στόχοι του έργουΑνάπτυξη βέλτιστου εργαλείου μοντέλου δυναμικών διατιμήσεων γιαΑνάπτυξη βέλτιστου εργαλείου-μοντέλου δυναμικών διατιμήσεων για

εφαρμογή του net metering για ΦΒ στην Κύπρο σωστή τιμολόγηση

(πραγματικά κόστη: δικτύου, ανάγκη αποθήκευσης, κλπ) Προς όφελος όλων

Ακριβής αποτύπωση ενεργειακού προφίλ καταναλωτών (έξυπνοι μετρητές):

- καλύτερες διατιμήσεις τιμολόγησης & μετάβαση σε διαχείριση της ζήτησης

- Μελέτη αλλαγής συμπεριφοράς 300 καταναλωτών

Πληροφόρηση & εκπαίδευση καταναλωτών μεγαλύτερη διείσδυση ΦΒ στο

δίκτυο & ενεργός συμμετοχή καταναλωτών στην εθνική παραγωγή ενέργειας

Διευκόλυνση εφαρμογής περιβαλλοντικών/ενεργειακών πολιτικών της ΕΕ στην

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Κύπρο και επίτευξη εθνικών στόχων.

Σχεδιασμός συλλογής δεδομένων – διάταξη

Καταναλωτής

Δεδομένα:Δεδομένα:• Παραγωγής • Κατανάλωσης

Δεδομένα από ΦΒ & καθαρή μέτρηση ενέργειας

Δεδομένα από μετρητές

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Συγχρονισμός δεδομένων

Μετεωρολογικά δεδομέναΠεριβαλλοντικοί αισθητήρες σε υποσταθμούς ΑΗΚ (όλες τις επαρχίες):Περιβαλλοντικοί αισθητήρες σε υποσταθμούς ΑΗΚ (όλες τις επαρχίες): Μετρήσεις θερμοκρασίας και ηλιοφάνειας στην ευρύτερη περιοχή

Δεδομένα από υπο-σταθμούς (link): http://194.42.133.238/vdv/vdv.php

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

Βάση δεδομένων εργαλείο πρόγνωσης της παραγωγής από ΦΒ διαχείριση ζήτησης και παραγωγής στο δίκτυο απαραίτητο για καλή λειτουργία δικτύου και αποτελεσματική διείσδυση ΦΒ.

ή ά Φ ίΠροκλήσεις ενσωμάτωσης ΦΒ στο δίκτυο της Κύπρου

• Εκπαίδευση καταναλωτών

• Δυναμικές διατιμήσεις (Dynamic Tariffs)

• Demand Side Management

• Αποθήκευση (Storage)

Ημερήσια οικιακή ζήτηση 400,000 καταναλωτών σε σχέση

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, ΛευκωσίαΣημαντική συνεισφορά του SmartPV για βελτίωση του προφίλ ζήτησης και καλύτερη ενσωμάτωση ΦΒ στο δίκτυο

με παραγόμενη ενέργεια από ΦΒ (3 kWp) - χειμώνας 2010.

ΣυμπέρασμαΣυμπέρασμα

Το μέλλον της ΦΒ Τεχνολογίας είναι ΦΩΤΕΙΝΟ

Πρέπει να είναι μέρος του ενεργειακού μας μείγματος

Δρ. Γεώργιος Η. ΓεωργίουΣυνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου 2014, Λευκωσία

www.pvtechnology.ucy.ac.cy