ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ Κ Α Β ΑΛΑ.Χ

ΣΧΟΛΗ: Σ.Τ.ΕΦ. ιθμ. Πρωί..............................ΤΜΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ jounwa / S / / r ^

ΦΩΤΟΒΟΑΤΑΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΟΠΟΥΛΟΥ ΔΗΜΗΤΡΙΟΥ

Α.Ε.Μ.: 2704

ΕΗΙΒΑΕΗΟΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΜΑΓΚΑΦΑΣ ΛΥΚΟΥΡΓΟΣ

ΚΑΒΑΛΑ 2007

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ....................................................................... ΣΕΛ.1ΠΡΟΛΟΓΟΣ ................................................................... ,.,ΣΕΛ.3ΠΡΩΤΟ ΜΕΡΟΣ: ΘΕΩΡΙΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝΟΡΟΛΟΓΙΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ....................................................................... ΣΕΛ.8ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΤΟΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ....................................................................... ΣΕΛ.9ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣΑ)ΤΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ....................................................................... ΣΕΛ.9Β)Η ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΩΣ ΒΟΗΘΟΣ ΣΤΗΛΥΣΗ .......................................................................ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΣΕΛ.101. ΓΕΝΙΚΑ ΣΕΛ.ΙΟ2. Η ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣΣΤΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ' '3. Η ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΦΩΤΟΡΕΥΜΛΤΟΣ ΣΕΛ. 144. ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΝΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΕΛ. 165. Ο ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΠΛΗΡΩΣΗΣ ΣΕΛ.Ι76. ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ - ΔΕΥΤΕΡΗ ..........ΣΕΔ. 19ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ7. Η ΑΠΟΔΟΤΙΚΗ ΔΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΝΦΩΤΟΒΟΔΤΑΪΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ - ΣΕ ΣΕΔ.21ΣΤΑΘΕΡΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ8. ΑΠΟΔΟΤΙΚΗ ΔΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝΣΤ01ΧΕΙΩΝ(ΜΕΤΑΒΑΛΛ0ΜΕΝΕΣ ΣΕΛ.23ΣΥΝΘΗΚΕΣ)9. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΝ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ ΓΙΑΗΛΙΑΚΕΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ........................................................................ΣΕΛ.25ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3:ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ς ε α .^/1. ΓΕΝΙΚΑ ΣΕΛ.272. Η ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΒΟΔΤΑΪΚΟΥΠΛΑΙΣΙΟΥ ΣΕΛ.283. Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΚΑΙΤΗΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΣΕΛ.294. Η ΙΣΧΥΣ ΑΙΧΜΗΣ ΤΟΥΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ ΣΕΛ.315. ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΠΑΝΕΛ ΚΑΙΣΥΣΤΟΙΧΙΕΣ ΣΕΛ.326. ΟΙ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΤΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΕΛ..-15ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: νρΛΤΥΠΟΙ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΣΕΛ.361 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΥΡΙΤΙΟΥ(S.) .......................................................................2. ΤΥΠΟΙ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΠΥΡΙΤΙΟΥ«ΜΕΓΑΛΟΥ ΠΑΧΟΥΣ» ΣΕΛ.363. ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΥΛΙΚΑ ΛΕΠΤΩΝΕΠΙΣΤΡΩΣΕΩΝ ΣΕΛ.374. ΥΒΡΙΔΙΚΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΕΛ.38ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΤΡΟΠΟΙ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ r e Λ 39ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ 2-ΕΛ.39I. ΓΕΝΙΚΑ ΣΕΛ.39

2. ΑΥΤΟΔΥΝΑΜΑ Η ΑΥΤΟΝΟΜΑ Φ/Β ...................................................................................ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ3. Δ1ΑΣΥΝΔΕΜΕΝΑ ΜΕ ΤΟ ΔΙΚΤΥΟ Φ/Β ΣΕΑ.41ΣΥΣΤΗΜΑΤΑΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΛΟΓΟΙ ΠΟΥ ΜΑΣ ΩΘΟΥΝ ΣΕΛ.43ΣΤΗΝ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ.1. ΓΕΝΙΚΑ ΣΕΛ.432. ΤΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΩΝ ΣΕΛ 45ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ3. ΤΑ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΩΝ ΕΕΑ 48ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ.4. ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ .........................................................................ΣΕΛ.49ΚΕΦΑΛΑΙΟ?:ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ j;EA 50ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝΚΑΙ ΚΙΝΗΤΡΑ ΕΠΕΚΤΑΣΗΣ ΤΟΥΣ1 Η ΔΙΕΘΝΗΣ ΑΓΟΡΑ ΣΕ ΞΕΦΡΕΝΗ yp^ΚΟΥΡΣΑ. .................................................................................2. ΚΟΣΤΟΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ yp .ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ .................................................................................3. ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ. ........................................................................4. ΤΑ ΝΕΑ ΚΙΝΗΤΡΑ ΚΑΙ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΣΕΛ.645. ΕΠΙΔΟΤΗΣΗ ΑΠΟ ΤΟΝ ΑΝΑΠΤΥΞΙΑΚΟ „ „ . , ,ΝΟΜΟ ........................................................................6. ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΑΔΕΙΟΔΟΤΗΣΗΣ ΣΕΛ.677. ΠΟΛΙΤΙΚΕΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΤΩΝ Φ/Β ΣΤΗΝΕΛΛΑΔΑ ΣΕΛ.73ΔΕΥΤΕΡΟ ΜΕΡΟΣΜΕΛΕΤΗ ΣΕΛ.751.ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΕΛ.75

.................................................................... ΣΕΛ.75

.................................................................... ΣΕΛ.76

.................................................................... ΣΕΛ.77

.................................................................... ΣΕΛ.78

.................................................................... ΣΕΛ.79

2. ΤΙ ΧΩΡΙΣ ΔΕΗ1 ο βήμα: Εξοικονόμηση ενέργειας 2ο βήμα: Υπολογισμός κατανάλωσης 3° Βήμα: Επιλογή συσσωρευτών.4ο βήμα: Επιλογή μεγέθους ηλιακών συλλεκτών (πάνελ).5° Βήμα: ΕπΛογή Αντιστροφέα ( inverter) 6ο Βήμα: Ρυθμιστή φόρτισης συσσωρευτών 7° Βήμα: Υπολογισμός Κόστους

3. ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΕΠΙΛΟΓΟΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

...ΣΕΛ.80

...ΣΕΛ.8Ι

...ΣΕΛ.83

ΣΕΛ.84...ΣΕΛ.86...ΣΕΛ.87...ΣΕΑ.88

ΠΡΟΛΟΓΟΣ

Τι γίνεται η ηλιακή ενέργεια που φτάνει στη Γη; Η απάντηση είναι ότι «αποταμιεύεται» άμεσα στο φυσικό περιβάλλον μας.

Η ηλιακή ενέργεια είναι η αιτία για μια σειρά από φυσικές διαδικασίες, όπως η δημιουργία των ανέμων και των κυμάτων, η εξάτμιση του νερού, η φωτοσύνθεση. Είναι, ετήσης, η αιτία που διατηρείται σταθερή, κατά μέσο όρο, η θερμοκρασία του πλανήτη μας.

Μέσα από αυτές τις διαδικασίες και ύστερα από πολλές ενεργειακές μετατροπές, η ηλιακή ενέργεια εμφανίζεται εμμέσως , είτε ως ενέργεια κίνησης με τους ανέμους και τα ρέοντα νερά , είτε ως ενέργεια αποθηκευμένη σε χημική μορφή στις τροφές, το ξύλο, τα ορυκτά καύσιμα.

Σχεδόν το 90% της ενέργειας που χρησιμοποιούμε, είτε για την κίνηση των μηχανών, είτε για την παραγωγή ηλεκτρισμού, προέρχεται από την καύση ορυκτών καυσίμων, τα οποία σχηματίστηκαν στο υπέδαφος πριν εκατομμύρια χρόνια από την αποσύνθεση χερσαίων και θαλάσσιων φυτών και μικροοργανισμών.

Ο ήλιος, λοιπόν, είναι αναμφισβήτητα η ισχυρότερη πηγή ενέργειας, με δυσάρεστο το γεγονός, ότι αυτή η ττηγή στο μεγαλύτερο ποσοστό της παραμένει ανεκμετάλλευτη.

Η παραγωγή ενέργειας δεν μπορεί πλέον, να βασίζεται αποκλεισηκά στις υπάρχουσες ττηγές ενέργειας. Π.χ. ορυκτά καύσιμα, φυσικό αέριο.Αντιθέτως, η στροφή προς την αναζήτηση νέων πηγών ενέργειαςθεωρείται πλέον απαραίτητη. Πολλοί λόγοι, μας οδηγούν, προς αυτή την αναζήτηση, οι οποίοι σχετίζονται αρχικώς με την μόλυνση του περιβάλλοντος και εν συνεχεία με την ανεξέλεγκτη αύξηση τουκόστους παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας (τιμές πετρελαίου).

Οι πιο γνωστές μορφές ενέργειας είναι η ηλιακή , η αιολική, η γεωθερμική και η υδροηλεκτρική.

Η ισχύς που ακτινοβολεί ο Ήλιος προς όλες τις κατευθύνσεις είναι ίση με 4 X 1026 W. Η περισσότερη διασκορτήζεται στο σύμπαν και μόνο ένα πολύ μικρό μέρος φτάνει στη Γη. Συγκεκριμένα σε κάθε τετραγωνικό μέτρο του πλανήτη μας φτάνει νσχύς μόνο 1KW. Παρόλο που το μέγεθος της ισχύος αυτής είναι μικρό, η ενέργεια που δέχεται η Γη σε όλη της την ετηφάνεια είναι 20.000 φορές μεγαλύτερη από την ενέργεια που ξοδεύει όλη η ανθρωπότητα για τις ανάγκες της.

Ένα τόσο μεγάλο ποσό ενέργειας είναι κρίμα να χάνεται, για δύο βασικούς λόγους, ήδη γνωστούς σε όλους μας. Διότι παρέχεται δωρεάν και είναι φιλικότατο προς το περιβάλλον.

Μέχρι σήμερα, εκμεταλλευόμαστε κατά ένα πολύ μικρό μέρος την ηλιακή ενέργεια μόνο ως θερμότητα με τη γνωστή σε όλους συσκευή, του ηλιακού θερμοσίφωνα.

Οι ανάγκες μας, όμως, είναι πολύ περισσότερες από την ανάγκη του ζεστού νερού. Το ζεστό νερό δεν μπορεί να ικανοποιήσει τις ενεργειακές μας ανάγκες. Άρα, χρειαζόμαστε την ηλεκτρική ενέργεια και για αυτόν το λόγο η επιστήμη αναζήτησε μεθόδους μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική από τον προηγούμενο αιώνα, το 1839 περίπου. Τότε διαπιστώθηκε ότι αυτό είναι δυνατό με τη βοήθεια των ημιαγωγών. Το φαινόμενο της μετατροττής αυτής ονομάζεται φωτοβολταϊκό και οι συσκευές που υποστηρίζουν τη μετατροπή αυτή ονομάζονται φωτοβολταϊκές γεννήτριες.

Συμπερασματικά, λοιπόν, η Ελλάδα λόγω της ηλιοφάνειάς της όλη τη διάρκεια

του χρόνου πρέπζχ να χρησιμοποιήσει την ηλιακή ενέργεια, προκειμένου να συμβάλει στη διαμόρφωση της νέας πραγματικότητας.

Η Ιστορία των φωτοβολταϊκών:

Η παρατήρηση του φωτοβολταϊκού φαινομένου ανάγεται στο μακρινό έτος 1839.Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι σημαντικότεροι σταθμοί στην εξέλιξη των φωτοβολταϊκών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέρτγειας.1839. Ο ΓάUoς φυσικός Edmund Becquerel παρατήρησε για πρώτη φορά το φωτοβολταϊκό φαινόμενο στο μεταλλικό στοιχείο σελήνιο (Se). Δεκαετία του 1880. Κατασκευάσθηκαν οι πρώτες φωτοβολταϊκές κυψέλες από σελήνιο, οι οποίες μετέτρεπαν το ορατό φάσμα του φωτός σε ηλεκτρικό ρεύμα με απόδοση που κυμαινόταν μεταξύ 1% και 2%. Οι φωτοευαίσθητοι αισθητήρες των φωτογραφικών μηχανών κατασκευάζονται ακόμα και σήμερα από σελήνιο. 1912. Ο Πολωνός φυσικός Jan Czochralski ανέπτυξε αξιόπιστη μέθοδο παραγωγής μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Οι πλέον αποδοτικές και εμπορικά αξιοποιήσιμες σήμερα φωτοβολταϊκές κυψέλες βασίζονται στο μονοκρυσταλλικό πυρίτιο. Αρχές 1950. Αναπτύχθηκε ο μετρητής Czochralski για την μαζική παραγωγή κρυσταλλικού πυριτίου υψηλής καθαρότητας, απαραίτητου για την κατασκευή φωτοβολταϊκών κυψελών υψηλήςαπόδοσης.1954. Η εταιρεία Bell Telephone Laboratories κατασκεύασε φωτοβολταϊκή κυψέλη πυριτίου με απόδοση 4%. Αργότερα η απόδοση ανέβηκε στο 11%. 1958, 1959, 1960. Κατασκευή φωτοβολταϊκών κυψελών με αποδόσεις 9, 10 και 14% από την εταιρεία Hoffman Electronics.1962. Τίθεται σε τροχιά από την εταιρεία Bell Telephone Laboratories ο πρώτος τηΐχπικοινωνιακός δορυφόρος (Telstar) με φωτοβολταϊκά στοιχεία ισχύος 14 W.1963. Μαζική παραγωγή φωτοβολταϊκών στοιχείων πυριτίου από την Ιαπωνική εταιρεία Sharp Corporation.1963. Εγκαθίσταται στην Ιαπωνία η μεγαλύτερη φωτοβολταϊκή διάταξη στον κόσμο ισχύος 242 W για την ηλεκτροδότηση ενός φάρου. 1972. Γάλλοι ετηστήμονες εγκαθιστούν σε χωριό του Νίγηρα φωτοβολταϊκό σύστημα Θειούχου Καδμίου (CdS) για την τροφοδοσία εκπαιδευτικής τηλεόρασης ενός σχολείου. Στο μέλλον, οι κυψέλες CdS υπόσχονται πολλά στη μείωση του κόστους παραγωγής και στην αύξηση τωναποδόσεων.1973-74. Η πρώτη ενεργειακή κρίση ώθησε το Υπουργείο Ενέργειας των Η.Π.Α. στην ίδρυση του Ομοσπονδιακού Προγράμματος για την Εκμετάλλευση του Φωτοβολταϊκού φαινομένου (Federal Photovoltaic Utilization Program). Πολλά από τα 3.100 συστήματα, το οποία εγκαταστάθηκαν στα πλαίσια του προγράμματοε αυτου, εξακολουθούν ακόμα και σήμερα να λειτουργούν:

ΤΛ φωτοβολταϊκές κυψέλες άμορφου πυριτίου κατασκευάζονται απότον David Carlson και τον Christopher Wronski των RCA Laboratories. Οι κυψέλες m S T o ανάπτυξη των τεχνολογιών λεπτής μεμβράνηο

ΡΟγδαίας ανάπτυξης πις αγοράς OTV

1η Γενιά:Η πρώτη φωτοβολταϊκή γεννήτρια (Φ/Γ) κατασκευάστηκε και

πρωτοπαρουσιάστηκε το 1954 στα εργαστήρια της εταιρείας Bell. Είχε βαθμό απόδοσης περίπου 6%. Οι σημερινές Φ/Γ από γραμμή παραγωγής έχουν βαθμό απόδοσης μέχρι 16%. Ρεκόρ προϊόντα στο 20% για πολύκρυσταλλικες κυψέλες και 25% για μονοκρυσταλλικές κυψέλες.

Υψηλή απόδοση και μεγάλος χρόνος ζωήςΗ Solar*Tec AG για παράδειγμα χρησιμοποιεί υψηλής ποιότητας (Φ/Β)

γεννήτριες με βαθμό απόδοσης μέχρι και 16% με πολύ καλά χαρακτηριστικά λειτουργίας και σε χαμηλή ηλιακή ακτινοβολία. Μια στρώση από νιτρικό ττυρίτιο πάνω στο γυαλί κάλυψης της (Φ/Β) κυψέλης προσφέρει υψηλή διαπερατότητα και χαμηλή αντανάκλαση του φωτός, η κατασκευάστρια εταιρεία αυτών των ειδικών υαλοπινάκων είναι η HELIOS ULTRABR1GHT GmbH, με προϊόντα κατά πολύ καλύτερα του μέσου όρου της αγοράς.

Πιστοποιημένη ισχύς απόδοσηςΟι φωτοβολταϊκές γεννήτριες για παράδειγμα της Solar*Tec AG σειρά

παραγωγής ST μπορούν να χρησιμοποιηθούν για εγκαταστάσεις σε στέγη- και σε ελεύθερο χώρο. Η ονομαστική ισχύς των τυποποιημένων μοντέλων είναι 185Wp. Στο τελευταίο στάδιο του ποιοπκού ελέγχου δίδεται ηλεκτρονικά αναγνώσιμη πιστοποίηση για τις πραγματικές τιμές απόδοσης ισχύος.

Οι τρεις γενιές των φωτοβολταϊκών

2η Γενιά:Στις αρχές της δεκαετίας του 80 του περασμένου αιώνα ανακαλύφθηκε η

δυνατότητα τεχνολογικής παραγωγής γεννητριών λεπτού υμένα(Τ1ιίη Film). Το μεγάλο προτέρημα είναι η οικονομία στο ακριβό υλικό των ημιαγωγών. Από τη βιομηχανική παραγωγή κατασκευάζονται Φ/Β με βαθμό απόδοσης μέχρι και 10%. Κατασκευασηκό ρεκόρ είναι στο 20%.

Τις ηλιακές γεννήτριες της 2ης γενιάς ονομάζουμε τα Φ/Β τεχνολογίας λεπτού υμένα (Thin Film). To πολύ μικρό πάχος κατάσκευής έχει μεγάλη σημασία στην οικονομία του ακριβού υλικού των ημιαγωγών. Ακόμη λόγω της διαπερατότητάς του υλικού στην ηλιακή ακτινοβολία μπορεί να τοποθετηθεί στους υαλοπίνακες των κτιρίων. Εναλλακτικά σχεδιαστικά σενάρια συνδυάζουν ηχομόνωση, θερμομόνωση και παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Παρά το χαμηλό βαθμό απόδοσης ανοίγονται νέοι ενδιαφέροντες ορίζοντες για την συστηματική χρήση τους.

Λεπτός υμένας στην εξοικονόμηση υλικού.Από τις αρχές της δεκαετίας του 80 του περασμένου αιώνα εντατικοποιήθηκε

η έρευνα για νέες παραγωγικές μεθόδους που αφορούν την ηλιακή τεχνολογία. Παράλληλα στην τεχνολογική παραγωγή γεννητριών λεπτού υμένα με βάση το άμορφο και τελευταία το μικροκρυσταλλικό πυρίτιο, προχώρησε και η κατασκευή γεννητριών από Κάδμιο-Τελλούριο (CdTe) και από Χαλκό-Ίνδιο Δισελήνιο (CIS).

Η τεχνολογία λεπτού υμένα παράγει υλικά σε λετιτές στρώσεις πάχους από μερικά νάνο ή μικρόμετρα με πολλές και διάφορες πρώτες ύλες. Από αυτή την γνώση (εμπειρία) αποκομίζει κέρδος η ηλιακή ενέργεια.

Η τεχνολογία γεννητριών λεπτού υμένα κερδίζει έδαφος.Το μεγάλο μειονέκτημα της τεχνολογίας του λεπτού υμένα ήταν ο μικρός

βαθμός απόδοσης. Τώρα τελευταία η βιομηχανική παραγωγή κατασκευάζει Φ/Β με βαθμό απόδοσης μεταξύ του 8 και του 10%. Σε εργαστηριακές συνθήκες ο βαθμός

„;ώκ»7.Κ »,ησό<« «> 2(«· Η δώρκε» ςωής ,ης »μέ>·« ήτ»·

«»>ί » '■ ' ^την ουαητηιική «ιραγοτγή Φ/Β 2ης γενώς, όη θα καταθλίβουν σταθερή θέση cmp αγορά ταιν φωτοβολταΐκών.

3 η Γεηά:Για τψ· ενεργειακή τροφοδοσία των δορυφόρων χρησιμοποιούνται υψη^ης

ισχόοι κονέ}£ζ από IIW ημιαγωγούο Το ρεκόρ του 40% βαθμού απόδοσης κατέχα η Σπορεία Spectrolab σε εργαστηριακές συνθήκες. Από την εταιρεία Solar^Tec AG ο βαθμό; απόδοσης είναι πάνω από 35% για τα προϊόντα της Sol*Con™ με τεχνο/χτμα συγκέντρωση; δέσμης φωτός.

Η οπό τη\· Solar^ec AG αναπτυσσόμενη τεχνοί^γία συ-ocέyτpc^σης συΐ'δυάζει τη\· ψη/ή ενεργειακή απόδοση με την υψη>.ότερη επενδυτική απόδοση. Σε σύγκριση με τα γνωστά Φ/Β αποδίδουν τα Sol*Con™ στοιχεία κα?.ύπτο\τ:ας τηι· ίδια επιοάνεια δυΟΛσια ποσότητα ρεύματος. Η διαδικασία παραγωγής με τον υψη/.ό βαθμό αυτοματοποίησης από τη\' LED-Παραγωγή εξασφαλίζει τη\' ορθο/Λγιστική και οικονομική παραγωγή των στοι^ρίων. Tracker με Sol*Con™ STC 0 στοιχεία.

Υφηϋί .Απόδοση. μεγόώΛς χρόνος ζωής.Η Sol*Coo™ τεχ\■o'/Jorfia χρησιμοποιεί υψηλής ισχύος ηλιακές κυψέ/.ες από

ni-V- ημιαγωγούς οι οποίοι χρησιμο^ιούνται για πολλά χρόνια στη διαστημική. Οι Sol*Ccm™ κυψέ/χς έχου\· βαθμό απόδοσης πάνω από 35%, διπλάσιο από τον αποδιδόμενο από τις πολύκρυσταίλακές κυψέίχς που χρησιμοποιούνται. Οι κυψέ/χς που σχεδιάστηκαν και εγκαταστάθηκαν στις σκληρές συνθήκες του διαστήματος υπόσχονται μεγά/j] διάρκεια ζωής και υψη>χς αποδόσεις για την χρήση τους στο γήινο περιβά/λJOv.

.Ανεξαρτησία οπό το ακριβό υ/ακό των ημιαγωγών.Η Sol^Con™ τεχvo/Joγία συν'δυάζΏ χαμη/χς τιμές στα οπτικά συστατικά με

τις υψη/πίς ισχύος η/πακές κυψέίχς. Η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε η/χκτρική πραγματοποιείται μέσα σε μία πολύ λεπτή στρώση μερικών νανομέτριον ημιαγωγού, που είναι κατά κύριο >όγο Γάίλαο, Ίνδιο, Φωσφόρος, και Αρσενικό. Μία Φ/Β γεντ-ήτρια της σειράς STC-60 περιέ^ρι 144 στοιχεία με Chip από Γερμάνιο μεγέθους 2X2 χι/αοστών. .Από τα παραπάνω φαίνεται ότι η τιμή των ημιαγωγών παίζει μικρό ρό/ο σε αντίθεση με τα γνωστά Φ/Β από Πυρίτιο. Η τεχνολογία Sol*Ccm™ είναι /πηπόν ανεςαρτητη από την διακύμανση της τιμής των ημυιγωγών.

Α ψηλή απόδοση μέσω σιτχκέντρωσης του φωτός.Οι φακοί τύπου Fresnel συγκεντρώνουν στην Sol*Con™ τεχνολογία το

η/αακΏ φως κατά 700 φορές. Ειδικά σε αυτή την υψηλή πυκνότητα ακτινοβολίας ανχιπτυχθηκαν υ«;ίη/π)ς ισχύος σ το ιχ^ τα οποία μετατρέπουν το ςκικ σε ηλεκτρική ενεργεια. Ειδικά για το Sol*Con™ σύστημα, αναιπύχθηκε η βάση στήριξης για τα στοι;ρία και τα απαραίτητα η>χκτρονικά τμήματα που απορρίπτουν την περίσσεια θερμότητα.

Μέ-γιστο αποτέ/χσμα με σύστημα ακριβούς κατεύθυνση;.Ένα σ ύ σ τ ι^ διπ/χύ άξονα οδηγεί πς SoPCon™ ’ γεννήτριες στην

ιαιτευθυνση του ή/που. Τα συστήματα αυτά ονομάζονται Tracker και έχουν δοκιμασθει ήδη με επιτυχία σε συστήματα της 1ης γενιάς για την αύξηση του βαθμού α π ό δ ο ^ Το σύστημα κατεύθυνσης aracker) της Sol‘ar*Tec επιτυγχάνει ακρίβεια της τάξης των 0 , και εςασφα/άξει έτσι την υψη>Λτερη ισχύ.

Στο πρώτο μέρος της εργασίας ανα).ύονται εις βάθος τα φωτοβολταϊκά συστήματα όσων αφορά τ^ βασικές αρχές /χιτουργίας τους, την τεχνολογία τους, τις

εφαρμογές τους. Ετηπρόσθετα αναφέρονται κάποια τεχνοοικονομικά θέματα που πραγματεύονται την αγορά τους ανά τον κόσμο, το κόστος και τις νομικές διαδικασίες για την εγκατάσταση τους.

Στο δεύτερο μέρος της εργασίας παραθέτεται μια μελέτη μιας αυτόνομης φωτοβολτάίκής εγκατάστασης.

ΠΡΩΤΟ ΜΕΡΟΣ ΘΕΩΡΙΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ

Ορολογία φωτοβολταϊκών

Θα παραθέσουμε την ορολογία που συνήθως χρησιμοποιείται στην τεχνολογία των φωτοβολταϊκών :

Φωτοβολταϊκό φαινόμενο: ονομάζεται η άμεση μετατροπή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική τάση. Για ευκολία θα χρησιμοποιούμε τη σύντμηση Φ/Β για τη λέξη "φωτοβολταϊκό" (photovoltaic-photovoltaik-PV)

Φωτοβολταϊκό στοιχείο: Η ηλεκτρονική διάταξη που παράγει ηλεκτρική ενέργεια όταν δέχεται ακτινοβολία. Λέγεται ακόμα Φ/Β κύτταρο ή Φ/Β κυψέλη (PV cell).

Φωτοβολταϊκό πλαίσιο: Ένα σύνολο Φ/Β στοιχείων που είναι ηλεκτρονικά συνδεδεμένα. Αποτελεί τη βασική δομική μονάδα της Φ/Β γεννήτριας(Ρν module)

Φωτοβολταϊκό πανέλο: Ένα ή περισσότερα Φ/Β πλαίσια, που έχουνπροκατασκευαστεί και συναρμολογηθεί σε ενιαία κατασκευή, έτοιμη για να εγκατασταθεί σε Φ/Β εγκατάσταση (PV panel).

Φωτοβολταϊκή συστοιχία: Μια ομάδα από Φ/Β πλαίσια ή πανέλα με ηλεκτρική αλληλοσύνδεση, τοποθετημένα συνήθως σε κοινή κατασκευή στήριξης (PV array). Φωτοβολταϊκή γεννήτρια: Το τμήμα μιας Φ/Β εγκατάστασης που περιέχει Φ/Β στοιχεία και παράγει συνεχές ρεύμα (PV generator). Παρακάτω φαίνονται σχηματικά και συγκριτικά τα διάφορα Φ/Β σύμφωνα με την ορολογία τους:

Φωτοβολταϊκόπλαίσιο

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1TO ΠΡΟΒΑΗΙΜΑ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΤΟΥ

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

α)Τα προβλήματα

Οι όλο και μεγαλύτερες ενεργειακές ανάγκες της ανθρωπότητας οδηγούν συνεχώς σε μια τεράστια αύξηση της κατανάλωσης ορυκτών καυσίμων. Οι ανάγκες αυτές αναμένεται να αυξηθούν ακόμη περισσότερο με την αύξηση του πληθυσμού της Γης και η ζήτηση πλέον θα υπάρχει κυρίως στις αναπτυσσόμενες χώρες, καθώς στις ανεπτυγμένες ,με τα μέτρα εξοικονόμησης που εφαρμόζονται,υπάρχει μια τάση σταθεροποίησης. Τα βασικά προβλήματα λοιπόν (θα)είναι:

1. Η διαφαινόμενη έλλειψη καυσίμων σε μερικά χρόνια(σύμφωνα με τις πιο αισιόδοξες προβλέψεις, τα γνωστά αποθέματα πετρελαίου, μαζί με αυτά που τηθανόν να ανακαλυφθούν φθάνουν μετά βίας γι’ ακόμη 30 χρόνια) και τα απαράδεκτα παιχνίδια εταιρειών κλπ με ης τιμές του πετρελαίου, που ιδιαίτερα τον τελευταίο χρόνο έχει γίνει το μόνιμο πρόβλημα στην ζωή εκατομμυρίων νοικοκυριών ανά τον κόσμο.

2. Η αλλαγή του κλίματος και το φαινόμενο του θερμοκηπίου(λόγω της κατανάλοισης ορυκτών καυσίμων), που οδηγούν αργά, αλλά σταθερά τον πλανήτη στην καταστροφή. Συγκεκριμένα, κάθε KWH ηλεκτρισμού που προμηθευόμαστε από το δίκτυο της ΔΕΗ και που παράγεται από ορυκτά καύσιμα, ετηβαρύνει την ατμόσφαιρα με 1 kg τουλάχιστον 0Ο2(συν τις πάσης φύσεως άλλες ετηκίνδυνες ουσίες, όπως καρκινογόνο μικροσωματίδια, οξείδια αζώτου, ενώσεις θείου κλπ, που επιφέρουν σοβαρές βλάβες στην υγεία και το περιβάλλον).

β)Η ηλιακή ενέργεια ως βοηθός στη λύση

δύοΜε την ηλιακή ενέργεια μπορούμε να βοηθήσουμε στην λύση κ παραπάνω προβλημάτων:

1. Παράγουμε καθαρή και ανεξάντλητη ενέργεια από τον ήλιο, χωρίς την μεσολάβηση ρυπογόνων, θορυβωδών εγκαταστάσεων και μάλιστα δωρεάν(μετά το κόστος εγκατάστασης).Η ηλιακή ενέργεια που προσπίπτει πάνω στην Γη μας, είναι παγκοσμίως 1,54X1018 KWH/έτος, δηλ. περίπου 15.000 φορές περισσότερη από την παγκόσμια ζήτηση ενέργειας ανά έτος. Θεωρητικά θα έφθανε μόνο το 0,01% της ενέργειας αυτής για να καλύψουμε τις παγκόσμιες ενεργειακές ανάγκες.

2. Μειώνουμε τις εκπομπές C02 στον πλανήτη, άρα συμβάλουμε στην ετηβράδυνση του φαινομένου του θερμοκητήου. Να σημειώσουμε εδώ, ότι 1 KW Φ/Β που παράγει στην Ελλάδα κατά μέσο όρο 1300 KWH το χρόνο, αποτρέπει την έκλυση 1450 kg C02, όσο δηλ. απορροφούν ετησίως 2 περ. στρέμματα δάσους ή 100 δέντρα.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ΦΩΤΟΒΟΑΤΑΪΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ

1. Γενικά

Είναι γνωστό όη τα ηλιακά στοιχεία είναι δίοδοι ημιαγωγού με τη μορφή ενός δίσκου, (δηλαδή η ένωση ρ-η εκτείνεται σε όλο το πλάτος του δίσκου), που δέχεται την ηλιακή ακτινοβολία. Κάθε φωτόνιο της ακτινοβολίας με ενέργεια ίση ή μεγαλύτερη από το ενεργειακό διάκενο του ημιαγωγού, έχει τη δυνατότητα να απορροφηθεί σε ένα χημικό δεσμό και να ελευθερώσει ένα ηλεκτρόνιο. Δημιουργείται έτσι, όσο διαρκεί η ακτινοβόληση, μία περίσσεια από ζεύγη φορέων (ελεύθερα ηλεκτρόνια και οπές), πέρα από τις συγκεντρώσεις που αντιστοιχούν στις συνθήκες ισορροτήας.

Οι φορείς αυτοί, καθώς κυκλοφορούν στο στερεό (και εφόσον δεν επανασυνδεθούν με φορείς αντιθέτου πρόσημου), μπορεί να βρεθούν στην περιοχή της ένωσης ρ-η οπότε θα δεχθούν την ετήδραση του ενσωματωμένου ηλεκτροστατικού πεδίου (σχήμα 1).

Σ Χ 1 ο μ η χα υ ισ ^ ιό ζ zrjs ε κ £ ή λ€ ο σ η ς Φ / β qp<ii\x>nEX>ou σ ε έχ>α η λ ια κ ό σ το ιχ ε ία Tci φ α η ό υ ια z n s ciKxajofioAia^ , τιοο ό έ χ ε τ ο ι το σ το ιχ ε ίο σ τ η ν ετίττρός· τ ο ν ό ψ η

,ζΟ ττον η σ το τταράόειγμα τ ο υ α χ ή μ α τ ο ζ , -παράγουν ζ ε ύ γ η φ ο ρ έ ω ν (ελ εύ θ ε ρ α η λε κ τρ ό ν ια κ α ι ο ττέζ ) 'ΕΧια μέρος- αττο τ ο υ ς φ ο ρ ε ίς α υ τ ο ύ ς δ ια χ ω ρ ίζε τα ι μ ε τ η ν ε π ίδ ρ α σ η to v ε ιχ χ ο μ α τ ω μ έν ο υ π ε δ ίο υ τ η ς δ ιό δ ο υ κ α ι ε κ π ο έ π ετα ι τμ^ος τα ε μ π ρ ό ς (τα ε λ ε ύ θ ε ρ α η λ ε κ τρ ό ν ια , e-) ή π ρ ο ς τα π ίσ ω (οι ο π έ ς ,h * ). δ η μ ιο υ ρ ν ώ ν ζ α ς μ ια διά φ ο ρά δ υ ν α μ ικ ό ν α ν άμ εσ α σ τ ις δ ύ ο ό ψ ε ις το υ σ το ιχ ε ίο υ Οι υπ ό λο ιττο ι φ ο ρ ε ίς επ α ν α σ υ ν δ έο ν τα ι κ α ι ε ξ α φ α ν ίζο ν τα ι Β π ίσ η ς έ ν α μ έ ρ ο ς τ η ς α κ τ ιχ χ φ ο λ ία ς α ν α κ λ α τα ι σ τ η ν γ ε ρ ά ν ε ι α το υ σ το ιχ ε ίο υ , εχχά έ ν α ά λ λ ο μ έ ρ ο ς τ η ς δ ιέ ρ χ ε τ α ι α π ο το σ το ιχ είο χ ω ρ ίς να α π ο ρ ρ ο φ η θ ε ί , μ έ χ ρ ι να σ υ ν α ν τ ή σ ε ι το π ίσ ω η λ ε κ τ ρ ό δ ιο

Έτσι, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια εκτρέπονται προς το τμήμα τύπου Ω και οι οπές εκτρέπονται προς το τμήμα τύπου ρ, με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί μια διαφορά δυναμικού ανάμεσα στους ακροδέκτες των δύο τμημάτων της διόδου. Δηλαδή, η διάταξη αποτελεί μία πηγή ηλεκτρικού ρεύματος που διατηρείται όσο διαρκεί η πρόσπτωση του ηλιακού φωτός πάνω στην ετηφάνεια του στοιχείου.

Η εκδήλωση της διαφοράς δυναμικού ανάμεσα στις δύο όψεις του φωτιζόμενου δίσκου, η οποία αντιστοιχεί σε ορθή πόλωση της διόδου, ονομάζεται φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Η αποδοτική λειτουργία των ηλιακών φωτοβολταϊκών στοιχείων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στηρίζεται στην πρακτική εκμετάλλευση του παραπάνω φαινομένου. Εκτός από τις προσμίξεις των τμημάτων ρ και η μιας ομοεπαφή, δηλαδή υλικού από τον ίδιο βασικά ημιαγωγό, το ενσωματωμένο ηλεκτροστατικό πεδίο, που είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την πραγματοποίηση ενός ηλιακού στοιχείου, αλλά και κάθε φωτοβολταϊκής διάταξης, μπορεί να προέρχεται επίσης και από διόδους άλλων, π.χ. από διόδους schottky που σχηματίζονται όταν έρθουν σε επαφή ένας ημιαγωγός με ένα μέταλλο.

2. Π ΑΠΟΡΡΟΦΗΣίΙ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΑ ΦΩΤΟΒΟ.\ΤΑΪΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ

Στα φωτοβολταϊκά στοιχεία δεν είναι δυνατή η μετατροπή σε ηλεκτρική ενέργεια του συνόλου της ηλιακής ακτινοβολίας που δέχονται στην επιφάνειά τους. Ένα μέρος από την ακτινοβολία ανακλάται πάνω στην επιφάνεια του στοιχείου και διαχέεται πάλι προς το περιβάλλον. Στη συνέχεια, από την ακτινοβολία που διεισδύει στον ημιαγωγό, προφανώς δεν μπορεί να απορροφηθεί το μέρος που αποτελείται από φωτόνια με ενέργεια μικρότερη από το ενεργειακό διάκενο του ημιαγωγού. Για τα φωτόνια αυτά, ο ημιαγωγός συμπεριφέρεται σαν διαφανές σώμα. Έτσι, η αντίστοιχη ακτινοβολία διαπερνά άθικτη το ημιαγώγιμο υλικό του στοιχείου και απορροφάται τελικά στο μεταλλικό ηλεκτρόδιο που καλύπτει την ττίσω όψη του, με αποτέλεσμα να το θερμαίνει. Αλλά και από τα φωτόνια που απορροφά ο ημιαγωγός, μόνο με το μέρος εκείνο της ενέργειάς τους που ισούται με το ενεργειακό διάκενο συμβάλλει, όπως είδαμε, στην εκδήλωση του φωτοβολταϊκού φαινομένου. Το υπόλοιπο μεταφέρεται, σαν κινητική ενέργεια, στο ηλεκτρόνιο που ελευθερώθηκε από τον δεσμό, και τελικά μετατρέπεται επίσης σε θερμότητα. Όπως θα αναλυθεί όμως παρακάτω, η αύξηση της θερμοκρασίας των φωτοβολταϊκών στοιχείων ετηδρά αρνητικά στην απόδοσή τους.

Η ενέργεια ενός φωτονίου Ε συνδέεται με τη συχνότητα της ακτινοβολίας ν και με το μήκος κύματος λ με τις σχέσεις :

E = h > ( 2. 1)

Όπου h είναι η σταθερά δράσης του plank (h=6,3 x JS) και c είναι η ταχύτητα του φωτός (c = 3 χΙΟ® m/s). Επομένως, αν το ενεργειακό διάκενο είναι σε μονάδες ηλεκτρονιοβόλτ (eV) και το μήκος κύματος σε μικρόμετρα (μπι), τότε το μέγιστο χρησιμοποιήσιμο μήκος κύματος ακτινοβολίας σε ένα ημιαγωγό, ενεργειακού διακένου Eg , θα είναι:

λ .= ( 2.2)

Θεωρώντας τώρα ότι στην επιφάνεια ενός ημιαγωγού διεισδύει μια, μονοχρωματική δέσμη ακτινοβολίας από όμοια φωτόνια ενέργειας hv, που έχει ροή (η ένταση ) ίση με Η μονάδες ισχύος ανά μονάδα επιφανείας. Η ροή των φωτονίων (Φ), δηλαδή το πλήθος των φωτονίων ανά μονάδα επιφανείας και χρόνου, θα είναι:

Φ= Ηhv

Ηλhe

(2.3)

Βλέπουμε όπως άλλωστε είναι αυτονόητο ότι, για σταθερή ένταση Η η ροή Φ είναι αντίστροφα ανάλογα με την ενέργεια των φωτονίων ή, που είναι το ίδιο, αυξάνει γραμμικά με το λ.

Ας συμβολίσουμε, στη συνέχεια με Φο την αρχική τιμή της ροής των φωτονίων στην ετηφάνεια ενός ημιαγωγού, με χ την απόσταση που διανύει η ακηνοβολία μέσα στον ημιαγωγό, αρχίζοντας από την επτφάνειά του, και με Φ(χ) την τιμή της ροής των φωτονίων (δηλαδή το πλήθος των φωτονίων που δεν έχουν ακόμα απορροφηθεί) στο βάθος αυτό. Η ευκολία με την οποία πραγματοποιείτε η απορρόφηση των φωτονίων, που είναι μια πολύ σημαντική ιδιότητα για τη χρησιμοποίηση του ημιαγωγού ως υλικού κατασκευής ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου, θα δίνεται από το ρυθμό της μεταβολής της Φ με την αύξηση της απόστασης που διανύει η ακτινοβολία. Ο ρυθμός αυτός έχει αρνητική τιμή, αφού η Φ μειώνεται με την αύξηση του χ, και είναι προφανώς ανάλογος με τη συγκεκριμένη τιμή της Φ στο βάθος χ, δηλαδή με τη Φ(χ). Θα ισχύει επομένως η σχέση :

d<DdX

=αΦ(χ) (2.4)

και η σταθερά της αναλογίας α , που δίνεται σε αντίστροφες μονάδες μήκους, ονομάζεται συντελεστής απορρόφησης της υπόψη ακτινοβολίας.

Δοθέντος ότι για χ=0 η Φ(χ) παίρνει την τιμή Φο, η λύση της παραπάνω διαφορικής εξίσωσης είναι:

Φ(Χ)=Φοβχρ'·“> (2.5)

που ονομάζεται νόμος του BEER (Μπερ).

Στη συνέχεια βρίσκουμε εύκολα ό τ ι:

=αΦο6χρ'·“5 (2.6)dy

Δηλαδή ότι ο ρυθμός της απορρόφησης των φωτονίων, επομένως και της δημιουργίας των φορέων από την ακτινοβολία που δέχεται ο ημιαγωγός, είναι μεγαλύτερος κοντά στην επιφάνειά του και εξασθενίζει με την απόσταση από αυτή.

Σ}«.2 Η μεταβοΛή του αηορ*ρόφησης (α) czσυνάρτηση μτ το μ ή κ ος κ ύ μ α το ς (λ) ή τη ν τντρ γτ ια ττσν cpcjxovtcov (Ην)της α κ τ ινο β ο λ ία ς , γ ια τ ο υ ς κ υ ρ ιό τ τ ρ ο υ ς ημιαγοαγούς τταν φιστοβολταικώ ν διατάξτταν.

Όπως δείχνεται και στο σχήμα 2 η τιμή του συντελεστή απορρόφησης μεταβάλλεται σε συνάρτηση με το μήκος κύματος της ακτινοβολίας. Συγκεκριμένα, μηδενίζεται όταν το λ υπερβαίνει το λ§ του ημιαγωγού, αφού για αυτά τα μήκη κύματος δεν πραγματοποιείται καμιά απορρόφηση φωτονίων. Αντίθετα, παίρνει μεγάλες τιμές προς την πλευρά των μικρών μηκών κύματος που σημαίνει ότι η απορρόφηση πρακτικά όλων των αντίστοιχων φωτονίων γίνεται πολύ κοντά στην επιφάνεια του ημιαγωγού.

Όταν ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο δέχεται μια κατάλληλη ακτινοβολία, διεγείρεται παράγοντας ηλεκτρικό ρεύμα, το φωτόρευμα Ιφ, που η τιμή του θα είναι ανάλογη προς τα φωτόνια που απορροφά το στοιχείο, π.χ. ας υποθέσουμε ότι έχουν εξασφαλιστεί οι δύο βασικές προϋποθέσεις για ένα καλό φωτοβολταϊκό στοιχείο, δηλαδή η ένωση ρ-η να βρίσκεται σε κατάλληλη απόσταση από την όψη του στοιχείου και η μέση διάρκεια ζωής των φορέων μειονότητας στον ημιαγωγό, από τον οποίο είναι κατασκευασμένο το στοιχείο, να είναι αρκετά μεγάλο. Τότε, για την πυκνότητα του φωτορεύματος, ισχύει ικανοποιητικά η σχέση :

W=eg(L„+Lp) (2.7)

όπου e είναι το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο, g είναι ο ρυθμός δημιουργίας ζευγών φορέων από τα φωτόνια της ακτινοβολίας (πλήθος ζευγών ηλεκτρονίων-οπών ανά μονάδα χρόνου και μονάδα όγκου του ημιαγωγού), και Ln, Lp είναι τα μέσα μήκη διάχυσης των ηλεκτρονίων και των οπών, αντίστοιχα.

Ένα χρήσιμο μέγεθος για τον υπολογισμό του φωτορεύματος είναι η φασματική απόκρίση S (ή απόδοση συλλογής ή κβαντική απόδοση), που ορίζεται ως το πλήθος των φορέων που συλλέγονται στα ηλεκτρόδια του φωτοβολταϊκού στοιχείου, σε σχέση με τη φωτονική ροή Φ, δηλαδή με το πλήθος των φωτονίων της ακηνοβολίας που δέχεται το στοιχείο ανά μονάδα επιφάνειας και χρόνου. Για ακτινοβολία μήκους κύματος λ, η φασματική απόκριση 8(λ) θα είναι:

3. Η ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΦΩΤΟΡΕΥΜΑΤΟΣ

8(λ)= (2.8)εΦ(λ)

όπου Φ(λ) είναι το πλήθος των φωτονίων με ενέργεια που αντιστοιχεί σε μήκος κύματος από λ μέχρι λ+άλ, και επομένως το συνολικό φωτόρευμα του στοιχείου, όταν δέχεται πολυχρωματική ακτινοβολία, θα είναι:

/φ = 6 Γ 5 ( ; . ) Φ ( / ΐ ) ί /Λ(2.9)

Η τιμή της φασματικής απόκρισης, και συνεπώς του φωτορεύματος ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου, εξαρτάται από πολλούς κατασκευαστικούς παράγοντες, όπως ο συντελεστής ανάκλασης στην ετηφάνεια του στοιχείου, ο συντελεστής απορρόφησης και το πάχος του ημιαγωγού, το πλήθος των επανασυνδέσεων των φορέων κλπ. Στο σχήμα 3 δείχνεται η μεταβολή της φασματικής απόκρισης ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου του εμπορίου σε συνάρτηση με την ενέργεια των φωτονίων της ακτινοβολίας που δέχεται.

- hv{oV)-*·Σχ.3 Η μεταβολή τη^ φασματικής απόκρισης S (ν) σε συνάρτηση με την ενέρ\'εια τ®ν φβτονίων της ακτινοβολίας , στις τρεις περιοχές ενός φωτοβολταικού ηλιακού στοιχείου πυριτίου : εμπρός όψη τύπου η , ζώνη εξάντλησης και πίσω όψη τύπου ρ.

Όταν το ποσοστό της επιφάνεια του στοιχείου δεν είναι αμελητέο γράφεται:

4 = e f ‘ s ( A ) l l - R W ] t W M(2. 10)

όπου Κ(λ) είναι ο δείκτης ανάκλασης για την ακτινοβολία μήκους κύματος λ.

4. ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΝ ΦΩΤΟΒΟΑΤΑΪΚΩΝ

Σχ.4 Απλοποιημένο ισοδύναμο ηλεκτρικό κύ κλ ομ α ενός φιοτορολταικού στοιχείου

ΠΡΩΤΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ

Για να προχωρήσουμε σε μια πρώτη εκτίμηση των ηλεκτρικών χαρακτηριστικών και της λειτουργίας ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου, μπορούμε να το θεωρήσουμε ότι αποτελεί μια ττηγή ρεύματος που ελέγχεται από μία δίοδο, και ότι περιγράφεται από το πολύ απλοποιημένο διάγραμμα του σχήματος 4.

Σε συνθήκες ανοικτού κυκλώματος, θα αποκατασταθεί μια ισορροπία όταν η τάση, που θα αναπτυχθεί ανάμεσα στις δύο όψεις του στοιχείου, θα προκαλεί ένα αντίθετο ρεύμα που θα αντισταθμίζει το φωτόρευμα. Δηλαδή, σύμφωνα με αυτά που αναφέρθηκαν παραπάνω, θα ισχύει η σχέση :

Io=Io[exp(eV/ykT)-l] (2.11)

από την οποία βρίσκουμε ότι, η τιμή ανοιχτοκυκλωμένης τάσης του στοιχείου Vqc (από την αγγλική έκφραση open -circuit Voltage ) θα είναι:

V„e=(YkT/e)ln[(l<,yio)-l] (2.12)

Κατά τη λειτουργία των φωτοβολταϊκών στοιχείων, η τιμή του Ιφ είναι πολύ μεγαλύτερη από το Ιο και επομένως η παραπάνω σχέση μπορεί να απλοποιηθεί στη :

V„e=[(γkT/e)lnIφ/I„] (2,13)

που δείχνει τη λογαριθμική μεταβολή της τάσης ανοιχτού κυκλώματος σε συνάρτηση με το φωτόρευμα, δηλαδή με την ένταση της ακτινοβολίας που δέχεται το φωτοβολταϊκό στοιχείο. Από τις σχέσεις για το Ιο που αναφέρθηκαν μπορούμε να

βρούμε την εξάρτηση της Voc από τις διάφορες ιδιότητες του ημιαγωγού, όπως το ενεργειακό διάκενο Eg, η ενδογενής συγκέντρωση των φορέων ηί, οι συγκεντρώσεις των προσμίξεων Να και Νρ κλπ.

Στην άλλη ακραία περίπτωση, δηλαδή σε συνθήκες βραχυκύκλωσης ανάμεσα στίς δύο όψης του στοιχείου το ρεύμα ISC (short-circuit current) θα ισούται με το παραγόμενο φωτόρευμα :

Isc=Io (2.14)

Όταν όμως το κύκλωμα του φωτοβολταϊκού στοιχείου κλείσει διαμέσου μιας εξωτερικής αντίστασης RL ( από την αγγλική έκφραση Load resistance), το ρεύμα θα πάρει μια μικρότερη τιμή IL που βρίσκεται με την λύση της εξίσωσης ;

Ι1=ΙΦ-1ο[εχρ(€ΐ,Κι7γΚΤ)-1] (2.15)

Προφανώς θα υπάρχει κάποια τιμή της αντίστασης (δηλαδή του φορτίου του κυκλώματος) για την οποία η ισχύς που παράγει το φωτοβολταϊκό στοιχείο θα γίνεται μέγιστη. Στις συνθήκες αυτές, θα αντιστοιχεί μια βέλτιστη τάση Vm, που δίνεται από την λύση της εξίσωσης :

(VI„)+l=[l+(eVJYkT)]exp(eV„yY/kT) (2.16)

5. Ο ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΠΛΗΡΩΣΙΙΣ

Ο λόγος της μέγιστης ηλεκτρικής ισχύος προς το γινόμενο τηςβραχυκυκλωμένης έντασης και της ανοικτωκυκλωμένης τάσης Voc ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου, ονομάζεται συντελεστής πλήρωσης FF (από την αγγλική έκφραση fill factor). Δηλαδή :

FF=I„,V „/I,cV oc (2.17)

Στο διάγραμμα του σχήματος 5, ο FF δίνεται από το λόγο του εμβαδού του μέγιστου ορθογωνίου που μπορεί να εγγραφεί στη χαρακτηριστική καμπύλη 1-V του στοιχείου, σε συνθήκες ακτινοβολίας, προς το εμβαδόν που ορίζεται από τις τιμές Isc

τάσης (V| ενός φεατοβολταικοϋ στοιχείου στο σκο­τάδι και στο φώς . Διακρίνονται τα δύο ορθογώνια που ο λόγος τον εμβαδών τους καθορίζει την τιμή του συντελεστή πλήρωσης . Ιϊτο διάγραμμα , δεν δείχνεται το ανάστροφο ρεύμα κόρου , λόγω της ασήμαντα μικρής τιμής του , σε σύγκριση με το φωτορεύμα του στοιχείου.

Οι τρεις παραπάνω παράμετροι, δηλαδή ο FF, Isc, και η Vqc είναι τα κυριότερα μεγέθη για την αξιολόγηση της συμπεριφοράς και της λειτουργίας των φωτοβολταϊκών στοιχείων και καθορίζουν την απόδοσή τους. Ετηστρέφοντας στον συντελεστή απόδοσης στοιχείων (η) μπορούμε τώρα να τον ορίσουμε με τη σχέση :

η=Ρ„/ΗΑ=Ι™ν^ΗΑ=ΡΡΙ,ον„^/ΗΑ (2.18)

όπου Η είναι η ένταση της ακτινοβολίας που δέχεται η ετηφάνεια του Φ/β στοιχείου, εμβαδού Α. Όπως βλέπουμε, για την πραγματοποίηση αυξημένων αποδόσεων , επιδιώκεται οι ημές των FF ,Isc και Voc να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερες.

Προφανώς θα ισχύει και η σχέση :

η=Φ(Ε^)ν„;ΦΕμ (2.19)

όπου 0(Eg) είναι η ροή των φωτονίων με ενέργεια μεγαλύτερη από το ενεργειακό διάκενο του ημιαγωγού, Φ είναι η συνολική φωτονική ροή στην ακτινοβολία που δέχεται το φωτοβολτάίκό στοιχείο, και Εμ είναι η μέση ενέργεια των φωτονίων της ακτινοβολίας.

Στην ηλιακή ακτινοβολία, περίπου τα 2/3 των φωτονίων έχουν ενέργεια μεγαλύτερη από το ενεργειακό διάκενο του πυριτίου (l,leV). Ετήσης, η των φωτοβολταϊκών στοιχείων πυριτίου είναι περίπου ίση με το 1/3 της Εμ της ηλιακής ακτινοβολίας. Επομένως βρίσκουμε πρόχειρα ότι η θεωρητική απόδοση των ηλιακών φωτοβολταϊκών στοιχείων πυριτίου είναι περίπου .

η=0.66χ0.33=22% (2.20)

ο συντελεστής απόδοσης ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου δεν είναι σταθερός αλλά εττηρεάζεται σημαντικά από τη σύσταση της ακτινοβολίας. Δηλαδή, μια δέσμη ακτινοβολίας θα προκαλέσει σε ένα στοιχείο την παραγωγή λιγότερης ηλεκτρικής ενέργειας, σε σύγκριση με μια άλλη ίσης ισχύος αλλά πλουσιότερη σε φωτόνια με ευνοϊκότερη ενέργεια για τον ημιαγωγό, από τον οποίο είναι κατασκευασμένο το στοιχείο.

6. ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩ.Ν ΦΩΤΟΗΟΑΤΑΪΚίϊΝ ΣΤΟΙΧΕΙίίΝ - ΛΕΥΤΕΡΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ

Το ισοδύναμο κύκλωμα του σχήματος 4 περιγράφει ιδανικές συνθήκες, που δεν υπάρχουν στα πραγματικά φωτοβολταϊκά στοιχεία.

Μια σωστότερη προσέγγιση αποτελεί το ισοδύναμο κύκλωμα του σχήματος 6 διότι περιέχει και τις αναπόφευκτες αντιστάσεις R.s (από την αγγλική έκφραση series resistance) που παρεμβάλλονται στην κίνηση των φορέων μέσα στον ημιαγωγό (κυρίως στο εμπρός επιφανειακό στρώμα του) και σης επαφές με τα ηλεκτρόδια. Ακόμα, επειδή η αντίσταση διαμέσου της διόδου δεν έχει άπειρη τιμή, αφού λόγω επίσης αναπόφευκτων κατασκευαστικών ελαττωμάτων γίνονται διαρροές ρεύματος, το ισοδύναμο κύκλωμα περιέχει και την παράλληλη αντίσταση Rsh (από την αγγλική έκφραση shunt resistance). Συνήθως, στα φωτοβολταϊκά στοιχεία του εμπορίου η Rs είναι μικρότερη από 5Ω και η Rsh είναι μεγαλύτερη από 500 Ω.

Σ χ .6 Το ισ οδ ύ να μ ο η λεκ τρ ικ ό κ ύκ λω μ α ενό ς φ ω τοβολτα ϊκ ού σ το ιχ είο υ , π ε ρ ιλ α μ β ά νε ι τ ις α ντ ισ τά σ εις Rs, καθ ώ ς και τ ις π α ρ ά λ λ η λ ες α ντ ισ τά σ εις R sh

II0\'nac E3£i >€0Co»v αισθΐ{ΐά την τάση Vl και του ρεύματος II Οίαρρεει το οορτϊο του kuw^ uiitoc Rl- με αιιοτέλεσμο την αντίστοιχη μείωση της θ3ΐοδοσΐ|ς του σιοηρίσυ. στην 2ερΪ3Εΐωση αυτή ισχύει η σχέση :

IJ1-Η IUR^I]=U-Ie{esplei \ \-Ι ίΚ ^ )/γ Ι ίΤ Ι -1 }-V t/R^b (2 2 1 )

Εκτός 0310 τις ανηστάσεις R* και Rst, ένας iUJJXi παράγοντας ί ίο υ επιδρά αρνητικά στην απόδοση των οωτοβολτοΰαων στοιχείων είναι η θερμοκρασία τους. Συγκεκριμένα, με την αύςηση της θερμοκρασίας προκα/χί αντίστοιχη αύξηση της ενδογενούς συγκέντρωση των φορέων- του ημιαγωγού, με axoτέ/Jεσμa να χραγματοχοιοόνται περισσότερε.: επανασυνδέσεις φορέων. Έτσι, εκδη/ώνεται ισχυρό ρεύμα διαρροήζ διαμέσου της διόδου. 3ΐου συνεπάγεται μείωση της Voc και του FF. Παρά/Jijpja μαωνεται και η απόδοση του φωτοβολταϊκού στοι^ρίου (Σχήμα 7).

8'$ 0.·

C 0 .4 -

— θίρμοκροοίο. ®C -J __L

jn-jcri κα'„π ,.·_· trj£ μεια|*>ολής απόδοοηζ τον : . τ:^χ)λι:αικίν στοιχείων πιιμαϊου οε συνορτηοιι ps ίϊΐ Befuoxp<iatG xorj£. Η κϋμακα ιου άξονα ΤΦν τ ια\ρένντ \ άΙνει το π ;<5>3ίό της ancSxxyq του οτοιχειου ου οχτοιι την απόδοοΓ; οου στη συμ|>ατική θερμοκραονα 20 C. Η κλίμακα τηςβερροκρ^οτο:.. .ον άξονα τ®ν τεη.«ΐμέ\»νίν ενναν λογρριΟνι^ίή

Αν ο συντελεστής απόδοσης ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου μεμιά συμβατική θερμοκρασία (π.χ. 20°C) είναι (η), η τιμή του σε μια διαφορετική θερμοκρασία (θ) θα

ηθ=ηχσθ (2.22)

όπου σθ είναι ένας αδιάστατος συντελεστής της θερμοκρασίας διόρθωσης της απόδοσης. Στη συμβατική θερμοκρασία, ο σθ είναι ίσος με τη μονάδα, και μειώνεται κατά περίπου 0,005 ανά βαθμό αύξησης θερμοκρασίας, για τα συνηθισμένα φωτοβολταϊκά ηλιακά στοιχεία πυριτίου του εμπορίου.

7. H ΑΠΟΛΟΤίΚΜ ΛΕΙΤΟΥΡΓ ΙΑ ΤΟΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ - ΣΕ ΣΤΑΘΕΡΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ

Ως πηγή ηλεκτρικής ενέργειας, το φωτοβολταϊκό στοιχείο έχει μια αρκετά ασυνήθιστη συμπεριφορά. Δηλαδή, σε αντίθετη με τις περισσότερες κοινές ηλεκτρικές πηγές (συσσωρευτές, ξηρά στοιχεία, ηλεκτροπαραγωγά ζεύγη, μεγάλα δίκτυα διανομής), οι οποίες διατηρούν περίπου σταθερή τάση στην περιοχή της κανονικής τους λειτουργίας, η τάση των φωτοβολταϊκών στοιχείων μεταβάλλεται ριζικά (και μη γραμμικά) σε συνάρτηση με την ένταση του ρεύματος που δίνουν στο κύκλωμα, έστω και αν η ακτινοβολία που δέχονται παραμένει σταθερή.

Για την καλύτερη κατανόηση της λειτουργίας του φωτοβολταϊκού στοιχείου, ας εξετάσουμε την συμπεριφορά του όταν οι πόλοι του συνδεθούν με ένα κύκλωμα που περιέχει μεταβλητή αντίσταση (σχήμα 8). Είδαμε παραπάνω ότι όταν η τιμή της αντίστασης είναι μηδέν, δηλαδή στην βραχυκυκλωμένη κατάσταση, η ένταση του ρεύματος παίρνει τη μέγιστη τιμή Isc, ενώ η τάση θα μηδενιστεί. Αντίθετα, όταν η τιμή της αντίστασης τείνει στο άπειρο, δηλαδή στην ανοικτοκυκλωμένη κατάσταση, μηδενίζεται η ένταση του ρεύματος αλλά η τάση παίρνει την μέγιστη τιμή Voc. Επομένως, στη βραχυκυκλωμένη και ανοικτοκυκλωμένη κατάσταση, η ηλεκτρική ισχύς που παράγει το στοιχείο (P=FV) είναι μηδέν, αφού αντίστοιχα είναι μηδενική η τάση, στην πρώτη περίπτωση, και η ένταση του ρεύματος στη δεύτερη.

Για σταθερές συνθήκες ακτινοβολίας αλλά μεταβαλλόμενες τιμές της αντίστασης του κυκλώματος, ανάμεσα στις παραπάνω ακραίες καταστάσεις, η τάση και η ένταση του ρεύματος παίρνουν ενδιάμεσες τιμές, όπως δείχνεται στο σχήμα 9. Παράλληλα, μεταβάλλεται ομαλά και η ισχύς που παράγει το στοιχείο, με μέγιστη Ρπ, σε ένα ορισμένο ζεύγος τιμών τάσης V„, και έντασης Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το ζεύγος αυτό καθορίζει, σε σχέση με το ζεύγος τιμών Voc και Isc, το συντελεστή απόδοσης του στοιχείου (η).

β ολ τόμ ,ετ ρ ο (Β), έ ν α a p j ic p o p c r p o (A) κ,αι μ ,ια μ εταβ Α ητχι α ν τ ΐσ εα σ ιι (RL) γ ια τη η εΑ έχη τ η ς η Α ε κ τρ τ κ ή ς cruvuTepiqx>p09 ε ν ό ς φ τοτοβοΑ ταυκού οτονχειοτι

* y

yy

y-Τ ό ο η (V)-i

Σχ.9 Η .τ_·ΐΕ;·-η^ϋομπέ^δε0Γν^?®τν- n^^6ei^v^**tns ιάοης (V) σεσυνάρτηση με την ένταση του ρεύματος (I) που πα ράγει ένα Φ /Β στοιχεία πυριτίου .σε συνθήκες σταθερής ακτινοβολίας και θερμοκρασίας και για μεταβαλλόμενη αντίσταση του κυκλώματος απο μηδέν (όπου V»0) μέχρι άπειρη (όπου 1=0). Η ασυνεχής καμπύλη δείχνει την ανιίστονχη μεταβολή της ηλεκτρικής ισχύος που παράγει το Φ /β στοιχείο ( η κλίμακα της ισχύος είναι στο δεξιό άξονα

υ διαγράμματος ). Vm και Im είναι η τάση και η ένταση που αντιστουτούν στημεγίστη παραγόμενη ισχύ Ρτη.

Επομένως, από πρακτική άποψη, είναι πολύ σημαντικό η αντίσταση του κυκλώματος που τροφοδοτείται από ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο να έχει κατάλληλη τιμή ώστε στις συγκεκριμένες συνθήκες ακτινοβολίας να παράγεται από το στοιχείο η μεγαλύτερη δυνατή ηλεκτρική ισχύς.

8. ΑΠΟΔΟΤΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΑΤΑΙΚίίΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ (ΜΕΤΑΒΑΛΛΟΜΕΝΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ)

Τα παραπάνω αφορούν σε συνθήκες σταθερής ισχύος της ακτινοβολίας που δέχεται το φωτοβολταϊκό στοιχείο και σταθερής θερμοκρασίας του. Βλέπουμε όμως το σχήμα 10, ότι η μεταβολή της πυκνότητας της ισχύος της ακτινοβολίας συνεπάγεται αντίστοιχη μεταβολή της ανοιχτοκυκλώμενης τάσης και της βραχυκυκλώμενης έντασης του ρεύματος από το μηδέν (για το σκοτάδι) μέχρι τις μέγιστες τιμές τους, για τη μέγιστη ένταση της ακτινοβολίας. Επίσης, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, με την αύξηση της θερμοκρασίας παρατηρείται αισθητή μείωση ανοιχτοκυκλωμένης τάσης των φωτοβολταϊκών στοιχείων. Αντιλαμβανόμαστε λοιπόν ότι θα δημιουργείται πρόβλημα για τη διατήρηση της βελτιστοποίησης της παραγωγής ηλεκτρικής ισχύος από ένα ηλιακό φωτοβολταϊκό στοιχείο κατά τη διάρκεια της ημέρας και των εποχών του έτους.

Στο σχήμα 11. βλέπουμε 0u για διαφορετικές ττυκνότητες της ακτινοβολίας, σχηματίζεται μια οικογένεια μετατοτησμένων καμπύλών έντασης - τάσης. Είναι φανερό ότι π.χ. για την ακτινοβολία που δίνει Isc = 1,25 A έχουμε περίπου Im = 1,1 A και Vm = 0,5 V και επομένως η κατάλληλη αντίσταση του κυκλώματος για να παράγεται η μέγιστη ηλεκτρική ισχύς από το φωτοβολταϊκό στοιχείο του παραδείγματος είναι RL=Vn/In, = 0,5/1,1 = 0,455 Ω. H αντίσταση όμως αυτή βλέπουμε 0u είναι εντελώς ακατάλληλη για όλες τις άλλες συνθήκες ακτινοβολίας, αφού η ευθεία με κλίση 0,455 Ω τέμνει τις αντίστοιχες καμπύλες I-V σε σημείο διαφορετικό από το σημείο της μέγιστης ισχύος.

Πάντως, σε κάθε περίπτωση, λόγω της πολύ μικρής τιμής του ανάστροφου ρεύματος κόρου Ιο, η ένταση του ρεύματος που παρέχει στο κύκλωμα το φωτοβολταϊκό στοιχείο είναι πρακτικά είναι πρακτικά ανάλογη προς την ποσότητα της ακτινοβολίας που δέχεται, δηλαδή προς το γινόμενο της έντασης (της ττυκνότητας της ισχύος) της ακτινοβολίας επί το εμβαδόν της επιφάνειας του. Επίσης, από τις διάφορες καμττύλες I-V βλέπουμε ότι, με τη μεταβολή της αντίστασης του κυκλώματος, η έντασης του ρεύματος παραμένει περίπου σταθερή για το μεγαλύτερο τμήμα του διαγράμματος, ενώ μεταβάλλεται ουσιαστικά η τάση. Δηλαδή, το φωτοβολταϊκό στοιχείο συμπεριφέρεται, σε μεγάλο βαθμό, σαν ττηγή περίπου σταθερού ρεύματος, με την προϋπόθεση όη παραμένει σταθερή η ττυκνότητα της ακτινοβολίας.

Σχ. 1 0 . Η μεταβολή της ανοΐϊετοκυκλωμένης τάσης (Voc| και της βραχυχυ- κλομένης έντασης του ρεύματος (Ιβο | ενός Φ / β στοιχεέου χτυρετίου σε συνάρτηση με την ισχύ της ακτινοβολίας (Η) που δέχεται ανά μονάδα της επιφάνειας του.

To τελικό συμπέρασμα είναι ότι η λειτουργία ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου και η ποσότητα της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας εξαρτώνται από 3 μεταβλητούς παράγοντες . α) την ένταση της ακτινοβολίας, β) τη θερμοκρασία του στοιχείου, γ) και την αντίσταση του κυκλώματος. Προφανώς, στο σχεδιασμό και τη λειτουργία των φωτοβολταϊκών συστημάτων επιδιώκεται οι παράγοντες αυτοί να παίρνουν ευνοϊκές τιμές, ώστε να παράγεται η μεγαλύτερη δυνατή ηλεκτρική ισχύς, όσο επιτρέπει ο συντελεστής απόδοσης των στοιχείων.

9. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΝ ΦίΙΤΟΒΟΛΤΑΪΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ ΓΙΑ ΗΛΙΑΚΕΣ

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ένας ημιαγωγός μπορεί να απορροφήσει μόνο τα φωτόνια που έχουν ενέργεια μεγαλύτερη από το ενεργειακό του διάκενο. Και μάλιστα, από τα φωτόνια αυτά αξιοποιείται φωτοβολταϊκά το μέρος μόνο της ενέργειας τους που ισούται με το ενεργειακό διάκενο του ημιαγωγού, ενώ η υπόλοιπη ενέργεια μετατρέπεται σε συνήθως ανεπιθύμητη θερμότητα.

Επομένως, η πμή του ενεργειακού διακένου των ημιαγωγών είναι ένα από τα κυριότερα κριτήρια που καθορίζουν την καταλληλότητα τους, για να χρησιμοποιηθούν ως υλικά κατασκευής φωτοβολταϊκών στοιχείων. Στο σχήμα 12 βλέπουμε λοιπόν ότι οι μεγαλύτερες θεωρητικές αποδόσεις μετατροπής της ηλιακής ακτινοβολίας (περίπου 25%) μπορούν να πραγματοποιηθούν σε φωτοβολταϊκά στοιχεία από ημιαγωγούς με ενεργειακό διάκενο περίπου l,5eV.

Σχ. 12. Η θεορηηκΓ] απόδοση (η) των ηλιακών Φ /β στοιχείων σε συνάρτηση με το ενεργειακό διάκενο (Eg) του ημιαγωγού απο τον οποίο είναι κατασκευασμένα . Άλλοι θεωρητικοί υπολογισμοί δίνουν ελαφρά διαφορετικές τιμές για τι·|ν απόδοση των ίδιων στοιχείων.

Ένα άλλο πολύ σημαντικό κριτήριο είναι το είδος του ενεργειακού διακένου του ημιαγωγού, δηλαδή αν είναι άμεσο ή έμμεσο. Τα φωτόνια απορροφούνται ευκολότερα στους ημιαγωγούς άμεσου ενεργειακού διακένου και έτσι το φωτοβολταϊκό στοιχείο δεν χρειάζεται να έχει μεγάλο πάχος με αποτέλεσμα να μπορεί να γίνει μεγάλη εξοικονόμηση υλικού: π.χ. στο αρσενικούχο γάλλιο (GaAs), που είναι ημιαγωγός άμεσου ενεργειακού διακένου, για να απορροφηθεί το 80% των φωτονίων της ηλιακής ακηνοβολίας που έχουν ενέργεια μεγαλύτερη από το ενεργειακό του διάκενο (1,43 eV), αρκεί στρώμα πάχους Ιμιη. Αυτό άλλωστε δείχθηκε και στο σχήμα 23, όπου είναι φανερό ότι ο συντελεστής απορρόφησης στο GaAs, για τα φωτόνια που μας ενδιαφέρουν, είναι περίπου 10 ή περισσότερες φορές μεγαλύτερες από του Si.

Άλλα σημαντικά κριτήρια για την αξιολόγηση των ημιαγωγών, αλλά και των υπολοίπων υλικών κατασκευής των ηλιακών στοιχείων, είναι το κόστος της παραγωγής τους, η σταθερότητά τους στην εΜδραση των εξωτερικών συνθηκών και κυρίως της υγρασίας και της θερμότητας, η τοξικότητα των διαφόρων συστατικών το ειδικό βάρος κ.λ.π.

Από τα πολλά ημιαγώγιμα υλικά που έχουν ως τώρα μελετηθεί για ηλιακή φωτοβολταϊκή μετατροπή, μεγάλη εφαρμογή έχει βρει μόνο το πυρίτιο, αν και άλλοι ημιαγωγοί έχουν δώσει καλύτερες αποδόσεις (πίνακας 1). Πολύ σημαντικές προοπτικές για σύντομη ανάπτυξη έχουν επίσης το θειούχο κάδμιο (CdS) λόγω χαμηλού κόστους, και το αρσενικούχο γάλλιο (GaAS) λόγω μεγάλης απόδοσης.

Πάντως η ερευνητική αναζήτηση συνεχίζεται έντονη με στόχο την ανακάλυψη και άλλων υλικών , ίσως οργανικής σύστασης, που ενδεχομένως να συνδυάζουν χαμηλό κόστος, εύκολη εφαρμογή και αξιόλογη απόδοση.

ΥΛΙΚΟ ΤΥΠΟΣΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

νΐέγιστη απόδ. σε ακτινοβ. A1V11

n-GaojAl ο.τΑβ/ρ- Ομοέπαφη - ετεροδομή

24%

GaAs Ομοέπαφη22%

n-AlAs/p-GaAs Ετεροεπαφή18,5

Si(μονοκρυσταλλικό)

Ομοέπαφη

16%

SiΟμοέπαφη

(πολυκρυσταλλικό) Schottky10%

Au/SijNVp-Si Ετεροεπαφή10%

p-Cu,S/n-CdS

Πίνακας 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ

1. ΓΕΝΙΚΑ

Το βασικό και χαρακτηριστικό κάθε φωτοβολταϊκής εγκατάστασης είναι η Φ/β γεννήτρια, που αποτελείται από τους ηλιακούς συλλέκτες με τα Φ/β ηλιακά στοιχεία. Και εδώ, όπως είδαμε ότι συμβαίνει γενικότερα στη Φ/β ορολογία, χρησιμοποιούνται και άλλες ονομασίες, όπως, ηλιακή μπαταρία, ηλιακή ηλεκτρογεννήτρια κλπ.

Η τάση όμως και η ισχύς των Φ/β στοιχείων είναι πολύ μικρή για να ανταποκριθεί στην τροφοδότηση των συνηθισμένων ηλεκτρικών καταναλώσεων ή για τη φόρτιση των συσσωρευτών.

Ειδικότερα, η τάση που εκδηλώνει ένα συνηθισμένο Φ/β στοιχείο πυριτίου του εμπορίου, σε κανονική ηλιακή ακτινοβολία, είναι μόλις μέχρι 0,5V περίπου και ότι η ηλεκτρική ισχύς που παράγει είναι μόλις 0,4W περίπου. Για αυτό, τα Φ/β στοιχεία που προορίζονται για τη συγκρότηση Φ/β γεννητριών τοποθετούνται, ανά 10 ως 50 περίπου, σε ένα πλαίσιο, με κοινή ηλεκτρική έξοδο. Στο πλαίσιο, τα στοιχεία συνδέονται στη σειρά σε ομάδες κατάλληλου πλήθους για την απόκτηση μιας επιθυμητής τάσης, π.χ. η σύνδεση 35 στοιχείων στη σειρά δίνει περίπου 15-20 V, που είναι κατάλληλη, αν αφαιρέσουμε τις διάφορες απώλειες, για την φόρτιση των συνηθισμένων συσσωρευτών μολύβδου. Τα πλαίσια είναι κατασκευασμένα με μορφή σάντουιτς. Δηλαδή, τα ηλιακά στοιχεία στερεώνονται με κολλητική ουσία σε ένα ανθεκτικό φύλλο από μέταλλο (συνήθως αλουμίνιο) ή από ενισχυμένο πλαστικό, που αποτελεί την πλάτη του πλαισίου, ενώ η εμπρός όψη τους καλύπτεται από ένα προστατευτικό φύλλο γυαλιού ή διαφανούς πλαστικού. Το εμπρός και πίσω φύλλο συγκροτούνται μεταξύ τους, στεγανά και μόνιμα, με την βοήθεια μιας ταινίας από φυσικό ή συνθετικό ελαστικό και συσφίγγονται με ένα περιμετρικό μεταλλικό περίβλημα. Διαμορφώνεται έτσι το Φ/β πλαίσιο, που είναι η δομική μονάδα που κατασκευάζεται βιομηχανικά και κυκλοφορεί στο εμπόριο για να χρησιμοποιηθεί ως συλλέκτης στη συγκρότηση των Φ/β γεννητριών. Δόγω των απαιτούμενων υλικών και εργασιών για την κατασκευή του, το κόστος των Φ/β πλαισίων είναι σημαντικά μεγαλύτερο από το κόστος των ηλιακών στοιχείων που περιέχον (σχ. 1).

Ηλιακά ηλεκτρικά οτοιχεία.Σχ.1

Τα Φ/β πλαίσια του εμπορίου δεν έχουν τυποποιημένες διαστάσεις και ισχύεις. Σε συμβατικές συνθήκες αιχμής έχουν συνήθως, ανάλογα με τον τύπο και τον κατασκευαστή, τάση εξόδου από 4 V μέχρι 22 V , και ένταση ρεύματος από περίπου 0,5 A μέχρι 2,5Α. Πριν βγουν στο εμπόριο, τα Φ/Β πλαίσια υποβάλλονται συνήθως σε μια σειρά από αυστηρές δοκιμές ποιοτικού ελέγχου με θερμικές και μηχανικές καταπονήσεις, καθώς και σε δοκιμασία 5ήμερης συνεχούς παραμονής σε ατμόσφαιρα σχεηκής υγρασίας 95% και θερμοκρασίας 95 "C, για να ελεγχθεί η στεγανότητά τους.

2. Η ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΒΟΑΤΑΙΚΟΥ ΠΑΑΙΣΙΟΥ

Το κάθε Φ/Β πλαίσιο παρουσιάζει τα δικά του ηλεκτρικά χαρακτηριστικά (απόδοση, τάση, ισχύ κλπ.), που προφανώς διαμορφώνονται από τα αντίστοιχα μεγέθη των χωριστών ηλιακών στοιχείων που περιέχει. Επομένως, όμοια με την σχέση, που ορίζει τον συντελεστή πλήρωσης την οποία συναντήσαμε σε προηγούμενη παράγραφο, ο συντελεστής απόδοσης του Φ/β πλαισίου (Ππ) εκφράζει τον λόγο της μέγιστης ηλεκτρικής ισχύος που παράγει το Φ/β πλαίσιο (Ρ^), προς την ισχύ της ηλιακής ακτινοβολίας που δέχεται στην επιφάνεια του S. Προφανώς, την ίδια τιμή θα έχει και ο λόγος της μέγιστης ηλεκτρικής ενέργειας Ε που παράγει το Φ/Β πλαίσιο εττί ένα ορισμένο χρονικό, διάστημα, προς την ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που δέχεται επί το ίδιο χρονικό διάστημα. Δηλαδή :

η„=Ρ„/Η*8 (W)/(w/m^)x(m^) (3.1)

hp=E/FS (KW)/(Kw/m^)x(m^) (3.2)

όπου Π είναι η πυκνότητα της ηλιακής ενέργειας που πέφτει στην ετηφάνεια του Φ/Β πλαισίου.

Η τιμή του ηπ είναι φανερό ότι εξαρτάται όχι μόνο από τη μέση απόδοση των ηλιακών στοιχείων (η), αλλά και από τον συντελεστή κάλυψης του πλαισίου (σ^), που ορίζεται ως ο λόγος της συνολικής ενεργού επιφάνειας των ηλιακών στοιχείων, δηλαδή της ετηφάνειας του ημιαγωγού όπου γίνεται η απορρόφηση και μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας, προς την συνολική επιφάνεια του Φ/Β πλαισίου. Βρίσκουμε εύκολα ότι θα ισχύει η σχέση :

= η X Οκ (3.3)

DI3X1( α )

Σχ.2 Τρείς σ υν ιθ ισ μένο ι τρόττοι τταραθεσης τω ν ηλιακώ ν σ το ιχ ε ίω ν στα Φ /β ττλαίσια . Οι αντ ίστο ιχο ι συντελεστές κάλυψης είναι ττερίττου 0,78

για την ττερίτΓτωση (α) , 0,88 γ'α την ττερπττω ση (β) , και 0.98 για τα εξσγωνικά στοιχεία της ττερίτττωσης (γ).

Η τιμή του Οκ εξαρτάται ιουρίως από το σχήμα και την πυκνότητα της τοποθέτησης των ηλιακών στοιχείων πάνω στο φ/β πλαίσιο. Συνήθως κυμαίνεται από περίπου 0,78, για κυκλικά στοιχεία σε παράλληλες στοιχισμένες σειρές φτάνει μέχρι σχεδόν 1,00 (πρακτικά μέχρι 0,98),για τα μεγαλύτερου κόστους τετραγωνικά ή εξαγωνικά ηλιακά στοιχεία (σχήμα 2).

3. Η ΚΠΙΛΡΑΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ

Όπως είδαμε η απόδοση των Φ/β στοιχείων ετιηρεάζεται σημαντικά από τη θερμοκρασία. Όμως, ο συντελεστής απόδοσης που δίνεται για τα ηλιακά στοιχεία ή για τα Φ/β πλαίσια αντιστοιχεί σε μία συμβατική θερμοκρασία 20 “C, που συχνά, ιδίως στους θερινούς μήνες, διαφέρει αξιόλογα από την πραγματική θερμοκρασία του στοιχείου. Έχει μετρηθεί ότι αφενός, και κυρίως, λόγω της ηλιακής ακτινοβολίας που δέχονται, αλλά και λόγω των ηλεκτρικών απωλειών που πραγματοποιούνται πάνω τους, στις αντιστάσεις σειράς, τα ηλιακά στοιχεία αποκτούν κατά την λειτουργία τους θερμοκρασία μεγαλύτερη από την θερμοκρασία του αέρα του περιβάλλοντος κατά 25 ως 30 °C, ανάλογα και με την ταχύτητα του ανέμου. Ως μέσο όρο στους υπολογισμούς μας, παίρνουμε συνήθως αύξηση της θερμοκρασίας κατ 30 “C .Είδαμε ετήσης ότι για τη διόρθωση του παραπάνω σφάλματος χρησιμοποιείται ένας αδιάστατος συντελεστής σβ με τον οποίο πολλαπλασιάζουμε τον συντελεστή απόδοση των ηλιακών στοιχείων. Το ίδιο εφαρμόζουμε και για τα Φ/β πλαίσια. Δηλαδή, για θερμοκρασίες διαφορετικές από τη συμβατική, ως συντελεστή απόδοσης των Φ/β πλαισίων παίρνουμε το γινόμενο η χ οθ.

Σε συμβατική θερμοκρασία ο σβ είναι ίσος με την μονάδα, και για τα συνηθισμένα ηλιακά στοιχεία πυριτίου του εμπορίου μειώνεται κατά περίπου 0,005 ανά βαθμό αύξησης της θερμοκρασίας πάνω από αυτή. Π.χ. στην Θεσσαλονίκη, τον μήνα Ιούλιο που έχουμε μέση θερμοκρασία του αέρα, στις φωτεινές ώρες της ημέρας, σχεδόν 30 “C η μέση θερμοκρασία των ηλιακών στοιχείων του Φ/β πλαισίου θα είναι περίπου:

οο = 1,00 - (60 - 20) X 0,005 =0.8 (3.4)

Την ίδια περίπου τιμή βρίσκουμε και διάγραμμα του σχήματος 7.

χρησιμοποιήσουμε το λογαριθμικό

to ποσοστό της απόδοσης του στοιχείου σε σχέση με την απόδοση του στη συμβατική θερμοκρασία 20 C. Η κλίμακα τητ θερμοκρασίας στον άξονα των τετμημένων είναι λογαριθμική

Ένας άλλος παράγοντας που μπορεί να μειώσει την ηλεκτροπαραγωγή των Φ/β πλαισίων, ιδίως όταν έχουν μικρή κλίση, είναι η ρύπανση της ετηφάνειας του απο την επικάθιση σκόνης, φύλλων, χιονιού, αλαπού από την θάλασσα, εντόμων και άλλων ακαθαρσιών. Η μείωση είναι σημανπκότερη σε ασπκές και βιομηχανικές περιοχές λόγω της αιθάλης που αιωρείται στην ατμόσφαιρα και προσκολλάται ισχυρά στην γυάλινη ή πλαστική επιφάνεια των Φ/β πλαισίων, χωρίς να μπορεί η βροχή να την ξεπλύνει αρκετά. Στις περιπτώσεις αυτές χρειάζεται να γίνει περιοδικός καθαρισμός της επιφάνειας των Φ/β πλαισίων με απορρυπαντικό. Πάντως, σε περιοχές σε συχνές χιονοπτώσεις ή ανεμοθύελλες, οι ηλιακοί συλλέκτες τοποθετούνται συνήθως με κλίση 90“ για την αποφυγή συσσώρευσης χιονιού ή τουλάχιστον 45“για να μην συγκρατείται η σκόνη.

Οταν η Φ/β γεννήτρια βρίσκεται σε μια περιοχή όπου εκτιμάμε ότι ο βαθμός ρύπανσης είναι σημαντικός, είναι σκόπιμο να προβλέπεται στους υπολογισμούς μας Ή αντίστοιχη μείωση στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τα Φ/β πλαίσια, με την χρησιμοποίηση ενός αδιάστατου συντελεστή καθαρότητας (σρ), ο οποίος ορίζεται ως ο λόγος της ηλεκτρικής ισχύος που παράγει το ρυπασμένο Φ/β πλαίσιο προς την ηλεκτρική ισχύ που όταν η επιφάνεια του είναι τελείως καθαρή. Η τιμή του Ορ είναι τόσο μικρότερη από τη μονάδα, όσο εντονότερη είναι η ρύπανση του περιβάλλοντος, όσο μικρότερη είναι η κλίση του Φ/β πλαισίου, όσο σπανιότερες είναι οι βροχές στην περίοδοί κτλ. Έτσι, όποτε είναι απαραίτητο, ως συντελεστή απόδοσης των Φ/β πλαισίων για τους υπολογισμούς μας, παίρνουμε το γινόμενο του ενδεικτικού

συντελεστή απόδοσης η , που δίνεται για συμβατιιοί θερμοκρασία και καθαρή ετηφάνεια, επί τους συντελεστές διόρθωσης για τη θερμοκράσια σβ και για τη ρύπανση σρ. Δηλαδή, η προηγούμενη σχέση παίρνει τη γενικότερη μορφή :

Ε = Ρ X S X hp X s„ X Sr (3.5 )

Για παράδειγμα ας πάρουμε ένα Φ/β πλαίσιο του εμπορίου, με ετηφάνεια διαστάσεων S = 121,9cm X 30,5cm 0,37 m , με ενδεικτικό συντελεστή απόδοσηςηπ = 10,76% τοποθετημένο στην Αθήνα με κλίση 20°, και ας υποθέσουμε ότι η ρύπανση της ετηφάνείας του είναι ασήμαντη δηλαδή σρ = 1,00. Η μέση ηλεκτρική ενέργεια Ε που θα παράγει το φ/β πλαίσιο σε μία ημέρα π.χ του Ιουλίου, που αντιστοιχεί μέση ηλιακή ακτινοβολία Π = 6,70 KWh/m^d και μέση θερμοκρασία του αέρα του περιβάλλοντος 30 °C , θα είναι, σύμφωνα με τα παραπάνω:

Ε=Ρ X S X hp X Su X Sr= 6,70 χ 0,370 + (10,76/100) χ 0,80 χ 1,00 = 0,20 Kwh/d(3.6)

4. Η ΙΣΧΥΣ ΑΙΧΜΗΣ ΤΟΥ ΦΩΤΟΒΟΑΤΑΪΚΟΥ ΠΛΑΙΣΙΟΥ

Συχνά, δεν είναι διαθέσιμα όλα τα λεπτομερειακά κατασκευαστικά δεδομένα και ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των Φ/β πλαισίων (διαστάσεις, συντελεστής κάλυψης, συντελεστής απόδοσης των ηλιακών στοιχείων κ.λπ.), αλλά δίνεται μόνο μια ενδεικπκή ισχύς αιχμής (Ρα), που αντιστοιχεί στην παραγόμενη μέγιστη ηλεκτρική ισχύ όταν το Φ/β πλαίσιο δεχτεί ηλιακή ακτινοβολία με πυκνότητα ισχύος 1 ήλιου, δηλαδή 1 KW/m-.

Οι μονάδες ισχύος που εκφράζουν την ισχύ αιχμής ενός Φ/β πλαισίου μιας ολόκληρης Φ/β εγκατάστασης ή ενός ηλιακού στοιχείου ονομάζονται συχνά βάτ αιχμής (Wp ,Watt peak) και κιλοβάτ αιχμής (KWp). Δηλαδή χρησιμοποιείται ο ίδιος όρος και συμβολισμός (άλλωστε ουσιαστικά είναι και το ίδιο πράγμα) όπως για το μέτρο της επιφάνειας των Φ/β στοιχείων που γνωρίσαμε προηγουμένως.

Από την σχέση που δίνει την απόδοση η„ είναι φανερό ό τ ι:

Ρα(Κ" π)=1(Κ"7μ') χ Σ (μ^) χ ηπ (3.7)

και επομένως βρίσκουμε εύκολα ότι σωστά ο κατασκευαστήςτου Φ/β πλαισίου του παραδείγματος μας το χαρακτηρίζει με ισχύ αιχμής 40 Wp κάνοντας και ένα ανεκτό στρογγύλεμα προς τα πάνω, για προφανείς εμπορικούς λόγους.

Στην περίπτωση, λοιπόν, που γνωρίζουμε μόνο την ισχύ αιχμής Ρα για τον υπολογισμό της μέσης ημερήσιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας του Φ/β πλαισίου, αντί για την παραπάνω σχέση χρησιμοποιούμε την ισοδύναμη σχέση :

E(KWh/d)= n(KWh/m^d) x{Pa(KWp)}/{l(KW/m^)} χ ση χ σρ (3.8)

Πάντως, μπορούμε να πούμε ότι για να έχουμε την πλήρη εικόνα της συμπεριφοράς ενός Φ/β πλαισίου, χρειάζονται οι τιμές των παρακάτω 9 τεχνικών χαρακτηριστικών του, όπως περίπου είχαμε δει και για τα ηλιακά στοιχεία ;

1. Ισχύς αιχμής (Ρα), σε συμβατική θερμοκρασία και ακτινοβολία.

2. Ανοιχτοκυκλώμενη τάση (Vqs) σε συμβατική θερμοκρασία και ακτινοβολία.

3. Βραχυκλωμένη ένταση ρεύματος (Isc), σε συμβατική θερμοκρασία και ακτινοβολία.

4. Τάση (Vm), στις συνθήκες της μέγιστης απόδοσης, σε συμβατική θερμοκρασία και ακτινοβολία.

δ.Ένταση ρεύματος (!„,), στις συνθήκες της μέγιστης απόδοσης, σε συμβατική θερμοκρασία και ακτινοβολία.

6. Συντελεστής πλήρωσης (ίΨ), που ορίζεται ως ο λόγος του γινομένου V„, χ Ιπ, πρός το γινόμενο Vqc χ Isc.

7. Συντελεστής απόδοσης (η^), σε συμβατική θερμοκρασία και συντελεστής διόρθωσης της απόδοσης (σβ).

8. Συντελεστής κάλυψης (σκ).

9. Διηλεκτρική αντοχή δηλαδή η ελάχιστη τάση που προκαλεί ηλεκτρική διάσπαση ανάμεσα στα ηλιακά στοιχεία και στο μεταλλικό περίβλημα του Φ/β πλαισίου.

5. ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ ΠΑΝΕΛ ΚΑΙ ΣΥΣΤΟΙΧΙΕΣ

Συνώνυμο σχεδόν με το φ/β πλαίσιο είναι το Φ/β πάνελ (PANEL). Όπως και το πλαίσιο έχει επίσης συναρμολογηθεί και προκατασκευασθεί στο εργοστάσιο και είναι έτοιμο για τοποθέτηση στην Φ/β εγκατάσταση, αλλά με τη διαφορά ότι ένα πάνελ μπορεί να αποτελείται από περισσότερα χωριστά πλαίσια (το ένα δίπλα στο άλλο), που είναι σε κοινή συσκευασία και κοινή ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ τους, ο αριθμός των πλαισίων ενός πάνελ είναι τόσος, ώστε οι διαστάσεις και το βάρος να μην είναι εμπόδιο για τη μεταφορά και την τοποθέτησή του στη Φ/β εγκατάσταση, π.χ το πάνελ που αποτελείται από 4 Φ/β πλαίσια και έχει συνολικές διαστάσεις 122 cm χ 122 cm και συνολικό βάρος περίπου 23 kg. Δηλαδή μπορεί να μεταφερθεί εύκολα από έναν τεχνίτη.

Για την αύξηση της αξιοπιστίας ενός Φ/β συστήματος, είναι σκόπιμο οι συνδέσεις των Φ/β στοιχείων μέσα στα πλαίσια, αλλά και στα πάνελ ή ανάμεσα στα γειτονικά πλαίσια και πάνελ, να μην είναι μόνο στη σειρά αλλά και παράλληλες. Έτσι, αν ένα Φ/β στοιχείο σκιαστεί (π.χ. από ένα πουλί ή από τις ακαθαρσίες που μπορεί να αφήσει) ή αν πάθει βλάβη (π.χ. μία διακοπή στους ηλεκτρικούς αγωγούς)

δεν θα μηδενιστεί η ισχύς που παράγει το σύστημα, όπως αν συνέβαινε αν όλα τα Φ/β στοιχεία ήταν σε σύνδεση σε σειρά.

Η Φ/β γεννήτρια μιας μικρής Φ/β εγκατάστασης μπορεί να αποτελείται από ένα μόνο πλαίσιο ή πάνελ. Σε μεγαλύτερες όμως εγκαταστάσεις, ομάδες περισσοτέρων Φ/β πλαισίων ή πάνελ τοποθετούνται σε κοινή κατασκευή στήριξης, π.χ. ξύλινα ή μεταλλικά ικριώματα, και ονομάζονται Φ/β συστοιχίες (arrays) . Η σύνδεση των Φ/Β πλαισίων, στη σειρά ή παράλληλα, γίνεται με τρόπο που η τάση εξόδου της συστοιχίας να αποκτά την ετηθυμητή τιμή. Είναι φανερό ότι η διαφορεηκή συνδεσμολογία των πλαισίων μιας Φ/β γεννήτριας δεν μεταβάλει την ισχύ της, αφού όποια αύξηση της τάσης εξόδου της γεννήτριας συνεπάγεται ανάλογη μείωση της έντασης του ρεύματος που παράγει.

Στις μεγάλες Φ/β εγκαταστάσεις π.χ. συνολικής ισχύος αιχμής πάνω από 20 KWp, πολλές φ/β συστοιχίες σχηματίζουν ένα υποσυγκρότημα συστοιχιών (arrays subfield) και το σύνολο των υποσυγκροτημάτων αποτελεί το συγκρότημα συστοιχιών (array field) ή το Φ/β πάρκο του Φ/β σταθμού. Εδώ, ειδικότερα θα ασχοληθούμε με τις συνηθισμένες Φ/β εγκαταστάσεις που αποτελούνται από σταθερούς επίπεδους συλλέκτες και δέχονται φυσικό ηλιακό φως, δηλαδή χωρίς τη χρησιμοποίηση φακών ή κατόπτρων για τη συγκέντρωση της ηλιακής ακτινοβολίας .

Βλέπουμε ότι κάθε Φ/β εγκατάσταση έχει σπονδυλωτή συγκρότηση από Φ/β πλαίσια, πάνελ ή συστοιχίες, που το πλήθος τους, (και η συνολική ετηφάνειά τους) καθορίζεται από την ποσότητα της ηλεκτρικής ενέργειας που επιδιώκεται να παραχθεί. Η δομή αυτή ετητρέπει την εύκολη επέκταση των Φ/β εγκαταστάσεων, με την προσθήκη νέων συλλεκτών, για την αντιμετώτηση των αναγκών που θα προέλθουν από ενδεχόμενη μελλοντική αύξηση της ηλεκτρικής κατανάλωσης.

Η τοποθέτηση των Φ/β πλαισίων και των Φ/β πανέλων , μόνων τους ή σε συστοιχίες .γίνεται σε στέγες κτιρίων, σε στύλους και ικριώματα, σε γήπεδα και παρειές λόφων ή σε άλλους ελεύθερους χώρους, με τρόπο που να μη σκιάζονται από τα, γύρω δέντρα, κτίρια βουνά κλπ. Κάθε Φ/β πλαίσιο πρέπει να έχει ανοικτό ορίζοντα. Σε μία τοποθεσία με γεωγραφικό πλάτος π“, η προϋπόθεση του ανοικτού ορίζοντα θεωρείται ότι εξασφαλίζεται όταν η ,γωνία του ύψους (βε) των ,γειτονικών συστοιχιών, δέντρων, κτιρίων, ή άλλων εμποδίων ικανοποιεί μέσα σε μια αζιμούθια γωνία από -60° μέχρι +60° προς το Νότο, τη σχέση :

β . α ^ - π -

π.χ στη Αθήνα, που βρίσκεται σε γεωγραφικό πλάτος 38° η γωνία του ύψους των διαφόρων εμποδίων δεν πρέπει να ξεπερνά τις 10°.

Σχ.3 α)Η καμπύλη του λόγου της ελεύθερης απόστασης α ανάμεσα στις γειτονικές σειρές των ηλιακών συλλεκτών μιας φωτοβολταικής συστοιχείας προς την επικάλυψη του ύψους του U σε συνάρτηση με το γεωγραφικό πλάτος του τόπου π ° , ώστε να μην εμποδίζεται ουσιαστικά η πρόσπ τω ση της ηλιακής ακτινοβολίας .β) Η έννοια των μηκών α,γ,δ και ε και της γωνίας κλίσης βσ για τη διάταξη των ηλιακών συλλεκτών στις φωτοβολταικές συστοιχίες . Το διάγραμμα είναι εμπειρικό και προέρχεται απο την έκδοση Stand-alone PV systems της εταιρείας Morgan (1980)

Ειδικότερα το διάγραμμα του σχήματος 3 μας βοηθά στον προσδιορισμό της απόστασης ανάμεσα στις παράλληλες σειρές των ηλιακών συλλεκτών στις Φ/β συστοιχίες, ώστε η μια σειρά να μη σκιάζει αισθητά την επόμενη. Συγκεκριμένα, το διάγραμμα δίνει ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος του τόπου, την ελάχιστη απαιτούμενη τιμή του λόγου της ελεύθερης απόστασης ανάμεσα στις δύο σειρές (α) προς την επικάλυψη του ύψους της κατασκευής στήριξης του συλλέκτη (υ). Αν γ είναι το πλάτος το στηρίγματος (που συμπίπτει με το πλάτος του συλλέκτη, δηλαδή του Φ/β πλαισίου ,ή του πάνελ), βο είναι η κλίση του, και δ είναι η υψομετρική διαφορά ανάμεσα στα στηρίγματα των δύο σειρών, τότε το υ δίνεται προφανώς από την σχέση ;

υ =γ X sinB„ -δ (3.10)

Στη συνέχεια, βρίσκουμε με την βοήθεια του διαγράμματος την αντίστοιχη του α, και από τη σχέση ;

ε = α + γ χ ε ο 8 Β „ ( 3 . 1 1 )

υπολογίζουμε το ε, δηλαδή την ελάχιστη απαιτούμενη απόσταση των σειρών.

6. ΟΙ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΤΑ ΦΩΤΟΒΟΑΤΑΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Πέρα από τις διάφορες διορθώσεις, που αναφέραμε παραπάνω ότι παίρνουμε συνήθως υπόψη τον υπολογισμό της επιφάνειας των Φ/β συλλεκτών (θερμοκρασία, ρυπαρότητας), πρέπει ετήσης να προνοήσουμε για τις μικρές ηλεκτρικές απώλειες στους αγωγούς που συνδέουν τα Φ/β πλαίσια στις Φ/β συστοιχίες, καθώς και σης συνδέσεις τους με τα άλλα μέρη του Φ/β συστήματος (διατάξεις ρύθμισης, προστασίας και ελέγχου, συσσωρευτές κλπ). Πρόσθετες και μάλιστα σημαντικότερες απώλειες μπορεί να οφείλονται στη λειτουργία αυτών των άλλων μερών του συστήματος και κυρίως στη φόρτιση και εκφόρτιση των συσσωρευτών.

Εξάλλου, όπως είδαμε, η τιμή του συντελεστή απόδοση των Φ/β πλαισίων που χρησιμοποιείται στους υπολογισμούς, αφορά στις συνθήκες τάσης-έντασης που αντιστοιχούν στη μέγιστη δυνατή παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Είναι όμως πολύ τηθανό, ιδίως όταν το σύστημα δεν έχει αξιόπιστο ρυθμιστή ισχύος, ότι κατά την λειτουργία του θα υπάρχει μια αξιόλογη απόκλιση από τις ιδανικές αυτές συνθήκες, με αποτέλεσμα την έμφαση αντίστοιχής απώλειας στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Επομένως, κατά τον υπολογισμό της απαιτούμενης επιφάνειας των Φ/β συλλεκτών ενός συστήματος πρέπει να γίνεται πρόβλεψη, ανάλογα με τη περίπτωση και την κάλυψη όλων αυτών των απωλειών, που μπορεί να είναι της τάξης π.χ. περίπου του 20% ως 30% της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας ή και περισσότερο.

Τέλος, λόγω της φθοράς στα Φ/β πλαίσια και στα άλλα μέρη του συστήματος, αναμένεται ότι με την πάροδο του χρόνου θα παρουσιάζεται μια μικρή βαθμιαία πτώση στην ποσότητα της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας, που συνήθως υπολογίζεται στο 1% ως 2% για κάθε έτος.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4

ΤΥΠΟΙ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

1. ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΥΡΙΤΙΟΥ (Si)

Το υλικό που χρησιμοποιείται περισσότερο στην φωτοβολταϊκή βιομηχανία είναι το πυρίτιο. Είναι ίσως και το μοναδικό που παράγεται με μαζικό τρόπο. Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα του είναι;

- Μπορεί να βρεθεί πάρα πολύ εύκολα στην φύση. Είναι το δεύτερο σε αφθονία υλικό που υπάρχει στον πλανήτη μετά το οξυγόνο. Το οξείδιο του πυριτίου (ή κοινώς η άμμος) και ο χαλαζίτης αποτελούν το 28% του φλοιού της γης. Είναι ιδιαίτερα φιλικό προς το περιβάλλον.

- Μπορεί εύκολα να λιώσει και να μορφοποιηθεί. Επίσης είναι σχετικά εύκολο να μετατραπεί στην μονοκρυσταλλική του μορφή. Οι ηλεκτρικές του ιδιότητες μπορούν να διατηρηθούν μέχρι και στους 125C κάτι που επιτρέπει την χρήση του πυριτίου σε ιδιαίτερα δύσκολες περιβαλλοντικές συνθήκες .

- Μια κατηγοριοποίηση των φωτοβολταϊκών στοιχείων θα μπορούσε να γίνει με βάση το πάχος του υλικού που χρησιμοποιείται.

2. ΤΥΠΟΙ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΠΥΡΙΤΙΟΥ «ΜΕΓΑΑΟΥ ΠΑΧΟΥΣ»

1) Φ/Β στοιχεία μονοκρυσταλλικού πυριτίου (Monocrystalline Silicon, sc-Si)

To πάχος τους είναι γύρω στα 0,3 χιλιοστά. Η απόδοση τους στην βιομηχανία κυμαίνεται από 15 - 18% για το πλαίσιο. Στο εργαστήριο έχουν επιτευχθεί ακόμα μεγαλύτερες αποδόσεις έως και 24,7%. Το μονοκρυσταλλικά στοιχεία χαρακτηρίζονται από καλύτερη σχέση απόδοσης / επιφάνειας. Ένα άλλο χαρακτηριστικό είναι το υψηλό κόστος κατασκευής. Βασικές τεχνολογίες παραγωγής είναι η μέθοδος CZ (Czochralski) καθώς και η μέθοδος FZ (float zone) και οι δύο πάντως βασίζονται στην ανάπτυξη ράβδου πυριτίου.

2) Φ/Β στοιχεία πολυκρυσταλλικού ττυριτίου (Polyerystalline Silicon, mc-Si)

To πάχος τους είναι ετήσης περίπου 0,3 χιλιοστά. Οπτικά μπορεί κανείς να παρατηρήσει τις επιμέρους μονοκρυσταλλικές περιοχές. Όσο μεγαλύτερες είναι σε έκταση οι μονοκρυσταλλικές περιοχές τόσο μεγαλύτερη είναι και η απόδοση των πολυκρυσταλλικων στοιχείων. Σε εργαστηριακές εφαρμογές έχουν επιτευχθεί αποδόσεις έως και 20% ενώ στο εμπόριο τα πολυκρυσταλλικά διατίθενται με αποδόσεις από 13 έως και 15% για το ΦΒ πλαίσιο. Βασικότερες τεχνολογίες παραγωγής είναι η ανάπτυξη φύλλων πολυκρυσταλλικού υλικού και η μέθοδος εναπόθεσης.

3) Φ/Β στοιχεία ταινίας ττυριτίου (Ribbon Silicon)

Πρόκειται ουσιαστικά για μια ταινία πολυκρυσταλλικού υλικού. Δεν υπάρχει προς το παρόν εμπορική εκμετάλλευση λόγω του εξαιρετικά υψηλού κόστους παραγωγής του. Η απόδοση του είναι γύρω στο 12-13% ενώ το πάχος του είναι περίπου 0,3 χιλιοστά.

3.ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΥΑΙΚΑ ΑΕΠΤΩΝ ΕΠΙΣΤΡΩΣΕίίΝ

1) Δισεληνοϊνδιούχος χαλκός (CuInSe2 ή CIS με προσθήκη γάλλιου C1GS)

Ο Δισεληνοϊνδιούχος Χαλκός έχει εξαιρετική απορροφητικότητα στο προσπίπτων φως αλλά παρόλα αυτά η απόδοση του με τις σύγχρονες τεχνικές κυμαίνεται στο 11% (πλαίσιο). Εργαστηριακά έγινε εφικτή απόδοση στο επίπεδο του 18,8% η οποία είναι και η μεγαλύτερη που έχει ετητευχθεί μεταξύ των τεχνολογιών λεπτής ετηστρώσεως . Με την πρόσμιξη γάλλιου η απόδοση του μπορεί να αυξηθεί ακόμα περισσότερο CIGS. Το πρόβλημα που υπάρχει είναι ότι το ίνδιο υπάρχει σε περιορισμένες ποσότητες στην φύση. Στα επόμενα χρόνια πάντως αναμένεται το κόστος του να είναι αρκετά χαμηλότερο

2) Φ/Β στοιχεία άμορφου ττυριτίου (Amorphous ή Thin film Silicon, a-Si)

Τα στοιχεία αυτά έχουν αισθητά χαμηλότερες αποδόσεις σε σχέση με τις δύο προηγούμενες κατηγορίες. Πρόκειται για ταινίες λεπτών επιστρώσεων οι οποίες παράγονται με την εναπόθεση ημιαγωγού υλικού (ττυρίτιο στην περίπτωση μας) πάνω σε υπόστρωμα υποστήριξης, χαμηλού κόστους όπως γυαλί ή αλουμίνιο. Έτσι και λόγω της μικρότερης ποσότητας ττυριτίου που χρησιμοποιείται η τιμή τους είναι γενικότερα αρκετά χαμηλότερη. Η λέξη άμορφο προέρχεται από τον τυχαίο τρόπο με τον οποίο είναι διατεταγμένα τα άτομα του πυριτίου. Οι επιδόσεις που επιτυγχάνονται με την χρήση των thin films ττυριτίου κυμαίνονται για το πλαίσιο από 6 έως 8% ενώ στο εργαστήριο έχουν επιτευχθεί αποδόσεις ακόμα και 14%. Ένα ακόμα χαρακτηριστικό της τεχνολογίας αυτής είναι η αρκετά μικρότερη διάρκεια ζωής. Το πάχος του ττυριτίου είναι περίπου 0,0(Χ) 1 χιλιοστά ενώ το υπόστρωμα μπορεί να είναι από 1 έως 3 χιλιοστά.

3) Τελουριούχο Κάδμιο (CdTe)

Το Τελουριούχο Κάδμιο έχει ενεργειακό διάκενο γύρω στο leV το οποίο είναι πολύ κοντά στο ηλιακό φάσμα κάτι που του δίνει σοβαρά πλεονεκτήματα όπως την δυνατότητα να απορροφά το 99% της προσττίπτουσας ακτινοβολίας. Οι σύγχρονες τεχνικές όμως μας προσφέρουν αποδόσεις πλαισίου γύρω στο 6-8%. Στο εργαστήριο η απόδοση φωτοβολταϊκών στοιχείων έχει φθάσει το 16%. Μελλοντικά αναμένεται το κόστος του να πέσει αρκετά. Τροχοπέδη για την χρήση του αποτελεί το γεγονός ότι το κάδμιο σύμφωνα με κάποιες έρευνες είναι καρκινογόνο με αποτέλεσμα να προβληματίζει το ενδεχόμενο της εκτεταμένης χρήσης του. Ήδη η Greenpeace έχει εναντιωθεί στην χρήση του. Επίσης προβληματίζει ή έλλειψη του Τελλουρίου.

Σημαντικότερη χρήση του είναι ή ενθυ>^κωση του στο γυα>ά ως δομικό υλικό (BIPV Building Integrated Photovoltaic).

4)Αρσενικούχο Γάλλιο (GaAs)

To Γάλλιο είναι ένα τΜραπροϊόν της ρευστοποίησης ά}}χο\· μετάίλαον όπως το αλουμίνιο και ο ψευδάργυρος. Είναι πιο σπάνιο ακόμα και από τον χρυσό. Το Αρσένιο δεν είναι σπάνιο άλλα έχει το μειονέκτημα ότι είναι δηλητηριώδες. Το αρσενικούχο γάλλιο έχει ενεργειακό διάκενο l,43eV που είναι ιδανικό για την απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας. Η απόδοση του στην μορφή πο?λχιπ/.ώ\ συνενώσεων (multijunction) είναι η υψηλότερη που έχει ετητευχθεί και αγγίζει το 29%. Επίσης είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στις υψη)>ές θερμοκρασίες γεγονός που επιβάλλει σχεδόν την χρήση του σε εφαρμογές ηλιακών concentrators. Ένα ακόμα πλεονέκτημα είναι το γεγονός ότι αντέχει σε πολύ υψη>.ές ποσότητες ηλιακής ακτινοβολίας, για αυτό αλλά και λόγω της πολύ υψηλής απόδοσης του ενδείκνυται για διαστημικές εφαρμογές. Το μεγαλύτερο μειονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι το υπερβολικό κόστος του μονοκρυσταλλικού GaAs υποστρώματος.

4.ΥΒΡΙΔΙΚΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ

Ένα υβριδικό φωτοβολταϊκό στοιχείο αποτελείται από στρώσεις υλικών διαφόρων τεχνολογιών.

ΗΓΓ. Το ποιο γνωστό εμπορικά υβριδικό φωτοβολταϊκό στοιχείο αποτε>χίται από δύο στρώσεις άμορφου ^ριτίου (πάνω και κάτω) ενώ ενδιάμεσα υπάρχει μια στρώση μονοκρυσταλλικού ττυριτίου. Το μεγάλο πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι ο υψηλός βαθμός απόδοσης του πλαισίου που φτάνει σε εμπopικέc εφαρμογές στο 17,2% και το οποίο σημαίνει ότι χρειαζόμαστε μικρότερη επιφάνεια για να έχουμε την ίδια εγκατεστημένη ισχύ. Ένα άλλο πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι η υψηλή του απόδοση σε υψηλές θερμοκρασίες

Αλλες τεχνολογίες

Η τεχνολογία των φωτοβολταϊκών εξελίσσεται με pαγδαίoυc ρυθμούς και διάφορά εργαστήρια στον κόσμο παρουσιάζουν νέες πατέντες. Κάποιες από τις τεχνολογίες που φαίνεται να ξεχωρίζουν και μελλοντικά πιθανώς να γίνει ευρεία η χρήση τους είναι:

NαvoκpυσταUικά ,^οιχεία ;η.ριτίου (nc-Si)- Οργανικα/ΙΙολυμερή στοιχεία

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5ΤΡΟΠΟΙ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΦΩΤΟΒΟΑΤΑΪΚίίΝ

Ανάλογα με την εφαρμογή που χρησιμοποιούνται τα φωτοβολταϊκά χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: Αυτόνομα Φ/Β συστήματα και Διασυνδεδεμένα συστήματα. Στα διασυνδεδεμένα συστήματα η παραγόμενη ενέργεια πωλείται στο δίκτυο. Στα αυτόνομα συστήματα αποθηκεύεται σε μπαταρίες για χρήση σε περιόδους όπου η ηλιοφάνεια δεν είναι αρκετή ή κατά τη διάρκεια της νύχτας. Τα αυτόνομα Φ/Β συστήματα μετατρέπονται εύκολα σε υβριδικά με την προσθήκη ανεμογεννήτριας ή και ηλεκτροπαραγωγού ζεύγους.

2. ΑΥΤΟΛΥΝΑΜΑ II ΑΥΤΟΝΟΜΑ Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ (OKI-(ίΚΙΙ) SYSTEMS / INSELANLAGEN)

Είναι ιδανικά για απομακρυσμένες περιοχές όπου δεν υπάρχει τρόπος σύνδεσης με το δίκτυο και όπου είναι δύσκολη η μεταφορά καυσίμου σε περίπτωση χρήσης γεννήτριας ντίζελ. Το σύστημα απαιτεί και την ύπαρξη μονάδας αποθήκευσης (μπαταρίας)για την συνεχή λειτουργία του κατά τις νυκτερινές ώρες ή ώρες συννεφιάς. Ένα τέτοιο σύστημα με τα απαραίτητα εξαρτήματά του φαίνεται στο Σχ. 1.

Ένας ειδικός ρυθμιστής φόρτισης ρυθμίζει την ενέργεια των Φ/Β για να εξασφαλίσει την άριστη φόρτιση των μπαταριών. Σε απλές εγκαταστάσεις, η ενέργεια απορροφάται κατ’ ευθείαν από τις μπαταρίες από DC καταναλωτές, ενώ σε εγκαταστάσεις με συνήθεις AC καταναλωτές, το ρεύμα της μπαταρίας μετατρέπεται από συνεχές σε εναλλασσόμενο με αντιστροφέα (inverter).

Τα αυτόνομα συστήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οποιαδήποτί; εφαρμογή, από εφαρμογές σε σκάφη θαλάσσης, εξοχικές ή μόνιμες κατοικίες μέχρι και ηλεκτροδότηση ολόκληρων χωριών.

Αν παραδείγματος χάριν θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε τα φωτοβολταϊκά για οικιακή χρήση τότε θα μας προσέφεραν :

Δωρεάν σταθεροποιημένο ρεύμα 12-24VDC & 230VAC όλο το 24ωρο για όλες τις ηλεκτρικές-ηλεκτρονικές μας συσκευές χωρίς αλλαγές στην ηλεκτρολογική εγκατάσταση. Ετιίσης τελείως αυτόνομη λειτουργία ή συνεργασία με άλλες τιηγές ενέργειας όπως ανεμογεννήτριες, γεννήτριες ή το δίκτυο της ΔΕΗ. Μια ενδεικτική εγκατάσταση θα μπορούσε να είναι η εξής:

Η ηλιακή ακτινοβολία αξιοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρισμού με: Φωτοβολταϊκά πάνελ, μετατροπείς τάσεως, παλμοτροφοδοτικά, φωτοβολταϊκά στοιχεία, μετατροπείς, συστήματα στήριξης Φ/Β στοιχείων. Στα αυτόνομα συστήματα ο χρόνος ζωής των πάνελ κυμαίνεται γύρω στα 25 έτη. Η ηλιακή ακηνοβολία αξιοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρισμού ισχύος 300 kW.

Παρακάτω βλέπουμε φωτογραφίες από διάφορες εγκαταστάσεις Φ/Β συστημάτων στον κτιριακό τομέα:

Φ ωτογραφία4

3. ΔΙΑΣΥΝΔΕΜΕΝΛ ME TO ΔΙΚΤΥΟ Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ((;Κ1Ι)- CONNECTED SYSTEMS/NETZGEKOPPELTE ANLAGE)

Χωρίς αμφιβολία, η αγορά των διασυνδεδεμένων συστημάτων αυξάνει με ραγδαίους ρυθμούς σε όλη την Ευρώπη. Στην Ελλάδα από τα μέσα του 2006, με την κατάλληλη νομοθεσία δημιουργήθηκαν οι ανάλογες προϋποθέσεις για την προώθηση ανάλογων συστημάτων και στην Ελληνική ετηκράτεια. Με υψηλή τιμή αγοράς, μία από τις υψηλότερες στην Ευρώπη, τα διασυνδεδεμένα συστήματα αποτελούν μία ελκυστική και χαμηλού ρίσκου επένδυση.

Αυτά τα συστήματα συνδέονται με το τοτηκό ηλεκτρικό δίκτυο. Αυτό σημαίνει ότι κατά την διάρκεια της ημέρας ο ηλεκτρισμός που παράγεται από ένα Φ/Β σύστημα μπορεί ή να χρησιμοποιηθεί άμεσα(κάτι που είναι σύνηθες για συστήματα που εγκαθίστανται σε κτίρια γραφείων και άλλων εμπορικών χρήσεων) ή μπορεί να πωληθεί στην ΔΕΗ(κάτι που είναι σύνηθες για οικιακά συστήματα που ο ιδιοκτήτης μπορεί να λείπει κατά τη διάρκεια της ημέρας).Τη νύχτα, όταν το Φ/Β δεν μπορεί πια να παράγει ενέργεια, μπορεί να αγοραστεί πλέον ενέργεια από τη ΔΕΗ. Στην πράξη δηλ. η ΔΕΗ λειτουργεί σαν μια αποθήκη ενέργειας, γι’ αυτό αυτά τα συστήματα δεν χρειάζονται μπαταρίες για αποθήκευση. Μπορούμε όμως ,αν θέλουμε, να τοποθετήσουμε μπαταρίες, οπότε πλέον το Φ/Β μας σύστημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν σύστημα Αδιάλειπτης Παροχής Ενέργειας(υΡ8),σε περίπτωση διακοττής ρεύματος.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι στην αντιμετώπιση από την ηλεκτρική εταιρεία ενός διασυνδεμένου συστήματος Φ/Β. Για παράδειγμα, στην Γερμανία, όλη η ενέργεια που παράγεται πωλείται στην ηλεκτρική εταιρεία και ο καταναλωτής αγοράζει για τις ανάγκες του. Αντίθετα στην Αυστρία, η ενέργεια που παράγεται, πρώτα καλύπτει τις ανάγκες του παραγωγού και το περίσσευμα δίνεται(πωλείται) στο ηλεκτρικό δίκτυο.

Τέτοια διασυνδεμένα συστήματα με τα εξαρτήματα τους(με ένα ή δύο μετρητές) φαίνονται στα παραπάνω σχήματα (σχ.2, σχ.3)

1 ,Φ/Β γεννήτρια 5 .Μετρητής παραγωγής2. Ηλ.Πίνακας ό.Υφιστάμενος μετρητής3. Αντιστροφέας(ίηνεΓίεΓ) Τ.Δίκτυο ΔΕΗ4. Κιβώτιο ασφαλειών δ.Εσωτερικοί καταναλωτές

Ποιο συγκεκριμένα οι πιθανές περιπτώσεις που μπορεί να συναντήσουμε ένα διασυνδεδεμένο σύστημα είναι οι παρακάτω;

1. Όταν μια εγκατάσταση έχει ως αποκλειστικό στόχο την έγχυση ενέργειας προς το δίκτυο. Σε αυτές τις περιπτώσεις στόχος είναι η μέγιστη ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και η πώληση της σε κάποιον προμηθευτή (καταναλωτή). Τέτοιου είδους μονάδες ονομάζονται και Φ/Β σταθμοί, Φ/Β πάρκα κλπ. Η ισχύς σε αυτές τις περιπτώσεις μπορεί να είναι από μερικά KW εώς και αρκετά MW. Στην Ελλάδα η πιο γνωστή επένδυση σε αυτά τα εττίπεδα είναι αυτή των 100 KW (γιατί συνδυάζει τα πλεονεκτήματα της υψηλής επιδότησης της KWh και της ευκολότερης αδειοδότησης του ΦΒ σταθμού.

2. Όταν μια εγκατάσταση χρησιμοποιεί το δίκτυο ως εναλλακτική πηγή τροφοδότησης ηλεκτρικής ενέργειας σε περίπτωση που η παραγωγή του τοπικού φβ σταθμού δεν επαρκεί κάποιες ώρες της ημέρας (ή γενικότερα δεν επαρκεί) για να τροφοδοτήσει την ενεργειακές ανάγκες της εγκατάστασης. Στις ποιο πάνω περιπτώσεις η εγκατάσταση μπορεί να απορροφά ενέργεια από το δίκτυο για να πληρώσει τις ενεργειακές τις ανάγκες. Ετιίσης μπορεί να συμβαίνει και w αντίστροφο. Δηλαδή όταν η ενέργεια που παράγεται από την μονάδα είναι περισσότερη από αυτήν που καταναλώνεται, η περίσσεια της ενέργειας μπορεί να διοχετεύεται (πωλείται) στο δίκτυο. Ένα τέτοιο σύστημα θα πρέπει να διαθέτει δύο μετρητικά συστήματα, το ένα από τα οποία θα μετρά την εξερχόμενη ενέργεια και to άλλο την εισερχόμενη. Τα συστήματα αυτά ονομάζονται και grid interactive.

3. Όταν μια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας έχει ως αποκλειστικό στοχο την απορρόφηση ενέργειας προς το ηλεκτρικό δίκτυο γιατί η ποσότητα ενεργειας που παράγει εξ ορισμού δεν καλύπτει τις ενεργειακές τις ανάγκες. Αυτά τα συστήματα ονομάζονται και grid back up. Όυσιασηκά σε αυτήν την περίπτωση ο σχεόιασμος του συστήματος γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι εξασφαλισμένο οτι το σύνολο της ενέργειας που παράγεται θα απορροφάτε από τα φορτία τηςεγκατάστασης που τροφοδοτεί.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6ΛΟΓΟΙ ΠΟΥ ΜΑΣ ΩΘΟΥΝ ΣΤΗΝ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ.

Λόγοι που μας κάνουν να στραφοΐ)με στην ηλιακή ενέργεια:

Για να καλύψουμε δύο τουλάχιστον ανάγκες. Την ανάγκη σε ενέργεια και την ανάγκη να προστατευτεί το περιβάλλον. Κάθε κιλοβατώρα ηλεκτρισμού που προμηθευόμαστε από το δίκτυο της ΔΕΗ και παράγεται από ορυκτά καύσιμα, επιβαρύνει την ατμόσφαιρα με ένα τουλάχιστον κιλό διοξειδίου του άνθρακα.

IkWh = 1 kg C02 (διοξείδιο του άνθρακα)

Το διοξείδιο του άνθρακα είναι, ως γνωστόν, το σημαντικότερο "αέριο του θερμοκηπίου" που συμβάλλει στις ετηκίνδυνες κλιματικές αλλαγές. Η στροφή στις καθαρές ττηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή, αποτελεί τη μόνη διέξοδο για την αποτροπή των κλιματικών αλλαγών που απειλούν σήμερα τον πλανήτη. Ετηπλέον, η χρήση της ηλιακής ενέργειας συνεπάγεται λιγότερες εκπομπές άλλων ετηκίνδυνων ρύπων (όπως τα καρκινογόνα μικροσωματίδια, τα οξείδια του αζώτου, οι ενώσεις του θείου, κ.λπ). Οι ρύποι αυτοί επιφέρουν σοβαρές βλάβες στην υγεία και το περιβάλλον.

Η ηλιακή ενέργεια συμφέρει:

Α.) Διασυνδεδεμένα φ/β συστήματα

Με την εφαρμογή των νέων μέτρων επιχορήγησης της παραγόμενης kWh από φ/β η απάντηση είναι ότι συμφέρει για φ/β συστήματα οικιακής χρήσης λίγων kWp ως και για μεγάλες φ/β εγκαταστάσεις αρκετών MWp! Μετά από 6-7 έτη η επένδυση αποσβένεται και συσσωρεύει κέρδη από την πώληση της kWh στο δίκτυο της ΔΕΗ (20 χρόνια εγγυημένη τιμή πώλησης 0,4-0,5 €/kWh αντί των 0,07 € της τιμής αγοράς) Επομένως συμφέρει να μην καταναλώνετε - εσείς εξακολουθείτε να καταναλώνετε το ρεύμα στη χαμηλότερη τιμή από το δίκτυο της ΔΕΗ - την παραγόμενη ποσότητα ρεύματος αλλά να την επιστρέφεται στο δίκτυο στην επιχορηγημένη τιμή της.

Ειδικά για επιχειρήσεις, ανάλογες επενδύσεις σε φ/β εγκαταστάσεις υποστηρίζονται από το πρόγραμμα "Λνταγωνισηκότητα" από 30% ως και 55% ανάλογα με τη γεωγραφική θέση της επιχείρησης

@ " 3 9 •2D '

Β.) Αυτόνομα συστήματα

Σχ.2 '

Το κριτήριο είναι αυστηρά οικονομικό, τότε η απάντηση είναι πως άλλοτε συμφέρει και άUoτε όχι. Η ηλιακή ενέργεια είναι π.χ. πιο συμφέρουσα στα νησιά όπου η παραγωγή ηλεκτρισμού από συμβατικές ττηγές είναι ιδιαίτερα ακριβή.

Γ.)Άλλα κριτήρια.

Όμως προφανώς τα κριτήρια δεν πρέπει να είναι μόνο οικονομικά. Στην καθημερινή μας ζωή κάνουμε επιλογές που δεν υπολογίζουν ούτε το κόστος ούτε το χρόνο απόσβεσης. Όταν επιλέγουμε π.χ. ένα ακριβότερο καναπέ σε σχέση με ένα φθηνότερο που δεν ικανοποιεί το γούστο μας, προφανώς το κριτήριο είναι αισθητικό και όχι οικονομικό.

Τα φωτοβολταϊκά, όπως και όλα σχεδόν τα προϊόντα, πέρα από ενεργειακές υττηρεσίες, προσφέρουν και μία "προστιθέμενη αξία", η οποία θα πρέπει να λαμβάνεται υπ' όψιν όταν υπολογίζουμε το κόστος τους. Όταν ξεκίνησε, για παράδειγμα, η αγορά της κινητής τηλεφωνίας, η τηλεφωνική μονάδα κόστιζε 30-40 φορές περισσότερο από την αντίστοιχη της σταθερής τηλεφωνίας, το δε κόστος κτήσης των κινητών ήταν σχεδόν απαγορευτικό για το μέσο βαλάντιο. Κι όμως, σε λιγότερο από μια δεκαετία, τα κινητά τηλέφωνα κατέκτησαν τις διεθνείς αγορές, ακόμη και εκείνες που θα χαρακτηρίζαμε μη αναπτυγμένες. Ακόμη και σήμερα η τιμή της μονάδας της κινητής τηλεφωνίας είναι πολλαπλάσια της αντίστοιχης σταθερής. Κι όμως οι καταναλωτές πληρώνουν πρόθυμα αυτό το ετηπλέον κόστος. Γιατί; Μα γιατί τα κινητά προσφέρουν ευελιξία και υττηρεσίες που δεν έχει η σταθερή τηλεφωνία. Αυτή η προστιθέμενη αξία της κινητής τηλεφωνίας, δικαιολογεί το υψηλό κόστος της και βοήθησε την ταχεία ανάπτυξή της.

Αντίστοιχη και ίσως τηο κραυγαλέα είναι η περίπτωση των εμφιαλωμένων νερών. Ένα λίτρο εμφιαλωμένου νερού κοστίζει στην Ελλάδα κατά μέσο όρο 1.350 φορές περισσότερο από ένα λίτρο νερού βρύσης! Κι όμως, η αγορά των εμφιαλωμένων νερών αυξάνεται συν τω χρόνω. Γιατί; Όχι γιατί το εμφιαλωμένο νερό υπερτερεί σε ποιότητα από το νερό της βρύσης. Τις περισσότερες φορές, η ποιότητα είναι ίδια. Είναι γιατί το εμφιαλωμένο νερό παρέχει μια (καλώς ή κακώς εννοούμενη) προστιθέμενη αξία που κάνει τους καταναλωτές πρόθυμους να ξοδέψουν τεράστια συγκριτικά ποσά για την κτήση του.

Την προστιθέμενη αξία των προϊόντων την αναζητά και την εκτιμά σχεδόν πάντα ο καταναλωτής. Επιλέγουμε ένα ακριβό καναπέ ή ένα ακριβό αυτοκίνητο σε σχέση ^ ένα φθηνότερο που κάνει πρακτικά την ίδια δουλειά, γιατί μας αρέσει ττερισσότερο, γιατί μας παρέχει περισσότερη ασφάλεια ή κύρος, γιατί απλά έχει για μας μια προστιθέμενη αξία. Και όχι μόνο πληρώνουμε αδιαμαρτύρητα το υπερβάλλον κόστος, αλλά ουδέποτε αναρωτιόμαστε αν και πότε κάνουμε απόσβεση της επένδυσής μας.

Το ίδιο θα έπρεπε να ισχύει και για τα φωτοβολταϊκά. Έτσι δεν είναι;

2.ΤΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΑΤΑΪΚΩΝ

Όταν τα φωτοβολταϊκά εκτεθούν στην ηλιακή ακτινοβολία, μετατρέπουν ένα 5-17% της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Το πόσο ακριβώς είναι αυτό το ποσοστό εξαρτάται από την τεχνολογία που χρησιμοποιούμε. Υπάρχουν π.χ. τα λεγόμενα μονοκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά, τα πολυκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά, και τα άμορφα. Τα τελευταία έχουν χαμηλότερη απόδοση είναι όμως σημαντικά φθηνότερα. Η ετπλογή του είδους των φωτοβολταϊκών είναι συνάρτηση των αναγκών σας, του διαθέσιμου χώρου ή ακόμα και της οικονομικής σας ευχέρειας. Όλα τα φωτοβολταϊκά πάντως μοιράζονται τα παρακάτω πλεονεκτήματα:

Ι.Παράγουν «δωρεάν» ηλεκτρική ενέργεια από τον ήλιο.2. Δεν έχουν κινούμενα μέρη και λειτουργούν αθόρυβα.3. Όχι μόνο δεν ρυπαίνουν το περιβάλλον με αέρια ή άλλα κατάλοιπα, αλλά αποτρέπουν κατά μέσο όρο την έκλυση 1,5 tn CO2 κατ’ έτος, όσο δηλ. θα απορροφούσαν περίπου δύο στρέμματα δάσους.4. Μπορούν να λειτουργήσουν αυτόνομα και αξιότηστα, χωρίς την παρουσία χειριστή.5. Μπορούν να εγκατασταθούν και να λειτουργήσουν σε απομονωμένες περιοχές.ό.Δεν καταναλώνουν κάποιο είδος καυσίμου.Τ.Μπορούν να λειτουργήσουν παράλληλα με άλλα συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.β.Αειτουργούν χωρίς προβλήματα κάτω από όλες τις καιρικές συνθήκες. 9.Χρειάζονται ελάχιστη συντήρηση.ΙΟ.Εχουν μεγάλη διάρκεια ζωής(που φθάνει τα 30 έτη).11. Είναι λειτουργικά, καθώς προσφέρουν επεκτασιμότητα ανάλογα με τις ανάγκες σε φορτίο και δυνατότητα αποθήκευσης της παραγόμενης ενέργειας(σε δίκτυο ή συσσωρευτές).12. Δεν ελέγχονται από κανένα(ή καμία εταιρεία) και αποτελεί ανεξάντλητο εγχώριο ενεργειακό πόρο που δίνει ανεξαρτησία, προβλεψιμότητα και ασφάλεια στην ενεργειακή τροφοδοσία.13. Βοηθούν στην ορθολογική χρήση και εξοικονόμηση ενέργειας, κάνοντας τον καταναλωτή που διαθέτει φωτοβολταϊκά πιο προσεκτικό και ενήμερο στον τρόπο που καταναλώνει την ενέργεια, αλλά και στα στοιχεία που αφορούν την παραγόμενη και καταναλισκόμενη ενέργεια.14. Βοηθούν στην αποκέντρωση της ενέργειας σε μικρές τοπικές μονάδες που δεν έχουν τις μεγάλες ενεργειακές απώλειες που αντιμετωπίζει το κυρίως ηλεκτρικό δίκτυο(~12% στην Ελλάδα).Η εφαρμογή τους σε νησιά με αδύναμα δίκτυα είναι ιδιαίτερα σημαντική.15. Βοηθούν στην αποφυγή black out, εφ’ όσον η μέγιστη παραγωγή γίνεται καλοκαίρι και μεσημέρι, ώρες δηλ. που έχουμε τις ημερήσιες αιχμές ζώνης, βοηθώντας στην εξομάλυνση των αιχμών φορτίου(μέχρι και 20%) και τη μείωση του συνολικού κόστους ηλεκτροπαραγωγής από την ΔΕΗ, δεδομένου ότι η κάλυψη των αιχμών είναι ιδιαίτερα δαπανηρή.Ιό.Δίνουν κύρος στον χρήστη τους(τουλάχιστον στις προηγμένες χώρες!)και βελτιώνουν το «πρόσωπο» των επιχειρήσεων που τα χρησιμοποιούν. Στις πιο ανεπτυγμένες αγορές η εγκατάσταση Φ/Β αποτελεί πλέον τον κανόνα σε κάθε νέα κτιριακή εφαρμογή.

Π.Δημιουργούν σήμερα περισσότερες θέσεις εργασίας ανά MW ή /και ανά επενδυμένο € από οποιαδήποτε άλλη ενεργειακή τεχνολογία. Η εγχώρια παραγωγή Φ/Β συνεπάγεται εκατοντάδες θέσεις εργασίας.18. Αποτελούν μέσο εισόδου ξένων επενδύσεων στην Ελλάδα.19. Συμβάλουν στην Περιφερειακή Ανάπτυξη και την τοπική απασχόληση, λόγω του αποκεντρωμένου χαρακτήρα της.

Τα φωτοβολταϊκά συνεπάγονται σημαντικά οφέλη για το περιβάλλον και την κοινωνία. Οφέλη για τον καταναλωτή, για τις αγορές ενέργειας και για τη βιώσιμη ανάπτυξη.

Τα φωτοβολταϊκά είναι μία από τις πολλά υποσχόμενες τεχνολογίες της νέας εποχής που ανατέλλει στο χώρο της ενέργειας. Μιας νέας εποχής που θα χαρακτηρίζεται ολοένα και περισσότερο από τις μικρές αποκεντρωμένες εφαρμογές σε ένα περιβάλλον απελευθερωμένης αγοράς. Τα μικρά, ευέλικτα συστήματα που μπορούν να εφαρμοστούν σε επίπεδο κατοικίας, εμπορικού κτιρίου ή μικρού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής (όπως π.χ. τα φωτοβολταϊκά, τα μικρά συστήματα συμπαραγωγής, οι μικροτουρμπίνες και οι κυψέλες καυσίμου) αναμένεται να κατακτήσουν ένα σημαντικό μερίδιο της ενεργειακής αγοράς στα χρόνια που έρχονται. Ένα επιπλέον κοινό αυτών των νέων τεχνολογιών είναι η φιλικότητά τους προς το περιβάλλον.

Η ηλιακή ενέργεια είναι μια καθαρή, ανεξάντλητη, ήπια και ανανεώσιμη ενεργειακή πηγή. Η ηλιακή ακτινοβολία δεν ελέγχεται από κανέναν και αποτελεί ένα ανεξάντλητο εγχώριο ενεργειακό πόρο, που παρέχει ανεξαρτησία, προβλεψιμότητα και ασφάλεια στην ενεργειακή τροφοδοσία.

Τα φωτοβολταϊκά είναι λειτουργικά καθώς προσφέρουν επεκτασιμότητα της ισχύος τους και δυνατότητα αποθήκευσης της παραγόμενης ενέργειας (στο δίκτυο ή σε συσσωρευτές) αναιρώντας έτσι το μειονέκτημα της ασυνεχούς παραγωγής ενέργειας. Δίνοντας τον απόλυτο έλεγχο στον καταναλωτή, και άμεση πρόσβαση στα στοιχεία που αφορούν την παραγόμενη και καταναλισκόμενη ενέργεια, τον καθιστούν τηο προσεκτικό στον τρόπο που καταναλώνει την ενέργεια και συμβάλλουν έτσι στην ορθολογική χρήση και εξοικονόμηση της ενέργειας. Η εμπειρία της Δανίας π.χ. έδειξε μείωση της συνολικής κατανάλωσης ηλεκτρισμού από χρήστες φωτοβολταϊκών, της τάξης του 5-10%.

Για τις επιχειρήσεις παραγωγής ηλεκτρισμού, υπάρχουν ευδιάκριτα τεχνικά και εμπορικά πλεονεκτήματα από την εγκατάσταση μικρών συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Όσο περισσότερα συστήματα παραγωγής ενέργειας εγκατασταθούν και συνδεθούν με το δίκτυο ηλεκτροδότησης, τόσο περισσότερα είναι τα οφέλη για τις επιχειρήσεις, όπως π.χ. η βελτίωση της ποιότητας της ηλεκτρικής ισχύος, η σταθερότητα της ηλεκτρικής τάσης και η μείωση των επενδύσεων για νέες γραμμές μεταφοράς.

Η βαθμιαία αύξηση των μικρών ηλεκτροπαραγωγών μπορεί να καλύψει αποτελεσματικά τη διαρκή αύξηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία σε διαφορετική περίπτωση θα έπρεπε να καλυφθεί με μεγάλες επενδύσεις για σταθμούς η κτροπαραγωγής. Η παραγωγή ηλεκτρισμού από μικρούς παραγωγούς μπορεί να εριορισει ετησης την ανάγκη επενδύσεων σε νέες γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής

μεταφοράς είναι πολύ υψηλό, αν λάβουμε εέάντλυση τεχνολογικό εξοπλισμό και θέματα που σχετίζονται με την

Γ ι Γ “Τ ^ ο ί ςιιράσινης· ηλεκτρικής ενέργειας αποτελούν γ τη μ λλοντικη παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στις περιπτώσεις όπου

αμφισβητείται η ασφάλεια της παροχής. Η τοπική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας δεν δοκιμάζεται από δαπανηρές ενεργειακές απώλειες που αντιμετωπίζει το ηλεκτρικό δίκτυο (απώλειες, οι οποίες στην Ελλάδα ανέρχονται σε 12% κατά μέσο όρο). Από την άλλη, η μέγιστη παραγωγή ηλιακού ηλεκτρισμού συμπίπτει χρονικά με τις ημερήσιες αιχμές της ζήτησης (ιδίως τους καλοκαιρινούς μήνες), βοηθώντας έτσι στην εξομάλυνση των αιχμών φορτίου και στη μείωση του συνολικού κόστους της ηλεκτροπαραγωγής, δεδομένου ότι η κάλυψη αυτών των αιχμών είναι ιδιαίτερα δαπανηρή.

Τα φωτοβολταϊκά, εκτός από καθαρή ενέργεια, παρέχουν ακόμη προσέλκυση πελατών και αξιοπιστία σε ένα απελευθερωμένο περιβάλλον. Σε ένα υψηλά ανταγωνιστικό περιβάλλον, οι επιχειρήσεις παραγωγής ηλεκτρισμού χρειάζονται κίνητρα για να προσελκύσουν και να διατηρήσουν τους πελάτες τους. Τα προγράμματα καθαρής ενέργειας μπορούν να είναι ελκυστικά σε αρκετά μεγάλο αριθμό καταναλωτών που ενδιαφέρονται γενικά για το περιβάλλον και ειδικότερα για τις κλιματικές αλλαγές. Σήμερα οι καταναλωτές στις απελευθερωμένες ενεργειακές αγορές δεν αγοράζουν απλά τη φθηνότερη ηλεκτρική ενέργεια, καθώς υπάρχει πλέον θέμα τόσο ποιότητας όσο και υπηρεσιών. Όσον αφορά στην ποιότητα του ηλεκτρισμού, τα θέματα είναι ξεκάθαρα: η ενέργεια που χρησιμοποιώ προέρχεται από θερμοηλεκτρικό σταθμό που χρησιμοποιεί ορυκτά καύσιμα και καταστρέφει το περιβάλλον, ενώ μπορεί να προέλθει από μια μονάδα που δεν ρυπαίνει το περιβάλλον; Πια ηλεκτρική ενέργεια πρέπει να αγοράσω; Μπορώ, τουλάχιστον, να αγοράσω μικρές ποσότητες καθαρής ενέργειας για να ενθαρρύνω τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας; Αυτά αποτελούν θέματα που απασχολούν οπωσδήποτε τις "έξυπνες" επιχειρήσεις παραγωγής ενέργειας. Η επιχείρηση που αποδέχεται τα φωτοβολταϊκά συστήματα θα προσελκύσει πελάτες-παραγωγούς που θα χρησιμοποιούν φωτοβολταϊκά και θα πωλούν στη συνέχεια σε αυτή καθαρή ενέργεια. Σε ένα περιβάλλον απελευθερωμένης αγοράς, τέτοιοι πελάτες-παραγωγοί μπορεί να βρίσκονται οπουδήποτε.

Τα φωτοβολταϊκά μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δομικά υλικά παρέχοντας τη δυνατότητα για καινοτόμους αρχιτεκτονικούς σχεδιασμούς, καθώς διατίθενται σε ποικιλία χρωμάτων, μεγεθών, σχημάτων και μπορούν να παρέχουν ευελιξία και πλαστικότητα στη φόρμα, ενώ δίνουν και δυνατότητα διαφορικής διαπερατότητας του φωτός ανάλογα με ης ανάγκες του σχεδιασμού. Αντικαθιστώντας άλλα δομικά υλικά συμβάλλουν στη μείωση του συνολικού κόστους μιας κατασκευής (ιδιαίτερα σημαντικό στην περίπτωση των ηλιακών προσόψεων σε εμπορικά κτίρια).

Τέλος, τα φωτοβολταϊκά παρέχουν κύρος στο χρήστη τους και βελτιώνουν το image των επιχειρήσεων που τα επιλέγουν. Στις πιο αναπτυγμένες αγορές (όπως η ιαπωνική και η γερμανική) τα φωτοβολταϊκά είναι πλέον "trendy" και "must" για κάθε νέα κτηριακή εφαρμογή.

Ι.Εχουν ακόμα υψηλό αρχικό κόστος επένδυσης(που ετηδεινώνεται με την έλλειψη ετηδοτήσεων-αυτό για την Ελλάδα!)

2. Απαιτούν σχετικά μεγάλες επιφάνειες εγκατάστασης.

3. Εχουν ακόμη (σήμερα) σχετικά μικρό βαθμό απόδοσης.

Το σχετικά υψηλό κόστος αγοράς και η έλλειψη επιδοτήσεων ήταν ως πριν λίγο ο κυριότερος λόγος για την στασιμότητα της ελληνικής αγοράς φ/β. (π.χ. η έλλειψη επιχορήγησης για τον οικιακό καταναλωτή, έλλειψη επιχορήγησης της παραγόμενης φ/β kWh)

Τα φωτοβολτάίκά, όπως άλλωστε και όλες οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ), έχουν υψηλό αρχικό κόστος επένδυσης και ασήμαντο λειτουργικό κόστος, αντίθετα με τις συμβατικές ενεργειακές τεχνολογίες που συνήθως έχουν σχετικά μικρότερο αρχικό επενδυτικό κόστος και υψηλά λειτουργικά κόστη.

Το κλίμα αυτό όμως τώρα αλλάζει δραματικά. Πολλές χώρες έχουν ξεκινήσει τα τελευταία χρόνια σημαντικά προγράμματα ενίσχυσης των φωτοβολταϊκών, με γενναίες επιδοτήσεις τόσο της αγοράς και εγκατάστασης φωτοβολταϊκών, όσο και της παραγόμενης ηλιακής κιλοβατώρας.

3.ΤΑ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΑΤΑΙΚΩΝ.

4. TO ΗΛΙΑΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ

Χάριης ηλιοφάνειας

Ηλιακό Δυναμικό τη$ Ελλόδα5*

Όλοι γνωρίζουμε ότι η Ελλάδα είναι ιδιαίτερα ευνοημένη από τον ήλιο καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους. Αν σκεφτεί κανείς ότι πολλά από τα συστήματα για τα οποία μιλάμε έχουν αναπτυχθεί και αποδίδουν από χρόνια στην Β. Ευρώττη, καταλαβαίνει κανείς το πόσο πίσω έχουμε μείνει και το τι μπορούμε να κάνουμε με όλο αυτό το ηλιακό δυναμικό που απλόχερα (και δωρεάν)μας προσφέρει χειμώνα - καλοκαίρι ο Θεός.

Ένα Φ/Β σύστημα στην Ελλάδα εν γένει παράγει ετησίως 1100-1500 KWH ανά εγκατεστημένο KW.Evvoείται ότι στις νότιες και πιο ηλιόλουστες περιοχές της χώρας μας, ένα Φ/Β παράγει περισσότερο ηλιακό ηλεκτρισμό απ’ ότι στις βόρειες. Για παράδειγμα, αναφέρουμε ότι ένα Φ/Β σύστημα στην Αθήνα αποδίδει 1300-1400 Κ\νΗ/έτος/Κ\ν,στη Θεσσαλονίκη 1150-1250 Κ\νΗ/έτος/Κ\ν στην Κρήτη ή Ρόδο 1350-1500 Κ\ΥΗ/έτος/Κ\ν και στην Ζάκυνθο και Κεφαλονιά 1350-1450 Κ\νΗ/έτος/Κ\ν.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΦΩΤΟΒΟΑΤΑΪΚΩΝ

ΚΑΙ ΚΙΝΗΤΡΑ ΕΠΕΚΤΑΣΗΣ ΤΟΥΣ

1.Η ΔΙΕΘΝΗΣ ΑΓΟΡΑ ΣΕ ΞΕΦΡΕΝΗ ΚΟΥΡΣΑ.

Με πρωτόγνωρους ρυθμούς ανάπτυξης κινείται η διεθνής αγορά φωτοβολταϊκών τα τελευταία χρόνια, κυρίως χάρη στα προγράμματα τριών χωρών που αποτελούν το βαρόμετρο για την ανάπτυξη της τεχνολογίας αυτής: της Ιαπωνίας, της Γερμανίας και των ΗΠΑ. Νέοι δυναμικοί παίκτες, όπως η Κίνα και η Ισπανία μπαίνουν δυναμικά στο παιχνίδι, με νέες παραγωγικές μονάδες και γενναία μέτρα στήριξης και ενθάρρυνσης του ηλιακού ηλεκτρισμού. Παρόλο που οι εκτιμήσεις διαφόρων φορέων αποκλίνουν μεταξύ τους, όλες συμφωνούν στους εντυπωσιακούς ρυθμούς ανάπτυξης τα τελευταία χρόνια.

Έτσι, σύμφωνα με την ετήσια έκθεση του περιοδικού PHOTON International (www.photon-magazine.com), η παγκόσμια παραγωγή φωτοβολταϊκών έφτασε το 2004 τα 1.256 μεγαβάτ (MW), μια αύξηση 67% σε σχέση με το 2003. Σύμφωνα με άλλη έρευνα (Marketbuzz 2005, www.soIarbuzz.com), το 2004, εγκαταστάθηκαν 927 MW διεθνώς (αύξηση 62% σε σχέση με το 2003). Η ετήσια έκθεση του Paul Maycock από την άλλη (η οποία δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Renewable Energy World τον Αύγουστο του 2005) αναφέρει συνολική παραγωγή 1.195 MW (αύξηση 57% σε σχέση με το 2003) και εγκατάσταση 955 MW. Ειδικά για τα διασυνδεδεμένα στο δίκτυο φωτοβολταϊκά, η μέση ετήσια αύξηση την πενταετία 2000-2004 ήταν 61%, ενώ για τα αυτόνομα συστήματα 17%, σύμφωνα με έκθεση του Worldwatch Institute για λογαριασμό των Ηνωμένων Εθνών (www.worldwatch.org).

Σε ότι αφορά την παραγωγή, η Ιαπωνία κρατά πάντα τα σκήπτρα με 48% της παγκόσμιας αγοράς, ενώ οι ΗΠΑ βρίσκονται πλέον στην τρίτη θέση (μετά την ΕΕ) με 11% ^αντι μεριδίου 26% μια μόλις πενταετία πριν. Στην κορυφή από πλευράς εταιριών βρίσκεται πάντα η Sharp (με 25,8% της παγκόσμιας παραγωγής) και ακολουθούν η Kyocera και η ΒΡ Solar με 8,3% και 6,8% αντίστοιχα.

Μ έσ ο ς ε τ ή σ ιο ς ρ υ θ μ ό ς α ν ά π τ υ ξ η ς τ ε χ ν ο λ ο γ ι ώ ν ΑΠΕ τ η ν π ε ρ ίο δ ο 2 0 0 0 - 2 0 0 4

Πηγή: Worldwatch Institute

Σ χ .1

Πηγή: Photon International

Σχ.2

Στα εγκατεστημένα συστήματα, η Γερμανία άρχισε να θερίζει τους καρπούς από την πετυχημένη και γενναία ενίσχυση της ηλιακής κιλοβατώρας, περνώντας στην πρώτη θέση που χρόνια τώρα κατείχε η Ιαπωνία. Το 2004, η εγκατάσταση φωτοβολταϊκών στη Γερμανία παρουσίασε μια εκρηκτική αύξηση περίπου 140%, αφού, σύμφωνα με την έκθεση Marketbuzz 2005, εγκαταστάθηκαν στη χώρα αυτή 366 MW. Ακολούθησε η Ιαπωνία με 277 MW. Με άλλα λόγια, το 69% των συστημάτων διεθνώς εγκαταστάθηκαν σε δύο μόλις χώρες. Όχι τυχαία βέβαια, αφού και οι δύο αυτές χώρες έχουν σαφή, ξεκάθαρη και επιθετική πολιπκή ανάπτυξης της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών. Τα στοιχεία όμως για τη Γερμανία αμφισβητούνται έντονα, μιας και εκημήσεις του Photon International κάνουν λόγο για εγκατάσταση 593-770 MW στη χώρα αυτή το 2004!

Εγκατάσταση φωτοβολταϊκών το 2004

Υπόλοιπος Κόσμος 14%'

Υπόλοιπη Ευρώπη 8%

Πηγή: Marketbuzz 2005

Σχ.3

Ενώ η ζήτηση εκτινάσσεται λόγω των εξαιρεηκά πετυχημένων προγραμμάτων της Γερμανίας και της Ιαπωνίας κυρίως, η παραγωγή προσπαθεί να ακολουθήσει, απαντώντας με δημιουργία νέων μονάδων. Είναι χαρακτηριστικό, ότι αυτή τη στιγμή δεν υπάρχει στη διεθνή αγορά στοκ φωτοβολταϊκών λόγω της μεγάλης ζήτησης. Όλες οι εκτιμήσεις στην αγορά συντείνουν στο ότι η προσφορά δεν πρόκειται να ισοσκελίσει τη διαρκώς αυξανόμενη ζήτηση τουλάχιστον ως το 2008.

Οι εξελίξεις αυτές δεν είναι συγκυριακό γεγονός. Εκτιμάται ότι το 2010, η εγκατεστημένη ισχύς των φωτοβολταϊκών θα ξεπεράσει διεθνώς τα 10.000 MW. Η εκτίμηση αυτή βασίζεται τόσο στους σημερινούς ρυθμούς ανάπτυξης, όσο και στους στόχους που έχουν θέσει κατά καιρούς διάφορες κυβερνήσεις. Χαρακτηριστική είναι η περίπτωση της Καλιφόρνια, όπου, παρά τις παλινδρομήσεις, εξετάζεται σοβαρά η εγκατάσταση ενός εκατομμυρίου φωτοβολταϊκών συστημάτων σε κτίρια την περίοδο 2008-2017.

Την ίδια ώρα, νέοι δυναμικοί παίκτες εισέρχονται στο παιχνίδι. Η Κίνα σχεδιάζει την εγκατάσταση 450 MW ως το 2010 και συνολικά 8.000 MW ως το 2020. Η Κορέα από την πλευρά της ανακοίνωσε την πρόθεσή της να εγκαταστήσει 1.300 MW ως το 2011.

Η έκθεση Marketbuzz 2005 εκτιμά πως η παγκόσμια ετήσια ζήτηση θα φτάσει τα 3.200 MW το 2010, ενώ ο κύκλος εργασιών της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών θα εκτιναχθεί από 6,5 δις δολάρια το 2004 στα 18,5 δις δολάρια το 2010.

Άλλη έκθεση που παρουσιάστηκε από την εταιρία Clean Edge, εκτιμά τον κύκλο εργασιών της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών για το 2004 στα 7,2 δις δολάρια και προβλέπει εκτίναξη στα 39,2 δις δολάρια το 2014 (www.cleanedge.com).

Σύμφωνα με μελέτη που έγινε για λογαριασμό της Credit Lyonnais Securities Asia (CLSA) και ολοκληρώθηκε στις αρχές του καλοκαιριού του 2005, μέσα σε 10 μόνο μήνες, οι τιμές των μετοχών των εταιριών φωτοβολταϊκών εκτινάχτηκαν κατά 133%, τα δε κέρδη προ φόρων κατά 85%. Η παραγωγή το 2005 αναμένεται να φτάσει το 1,5 GW (από 1,15 GW το 2004), ο κύκλος εργασιών να είναι 11,1 δις $ (από 8,3 δις $ το 2004) και τα κέρδη προ φόρων να είναι 2,3 δις $ (από 1,2 δις $ το 2004). Για το 2010, τα αντίστοιχα μεγέθη αναμένεται να είναι 6 GW παραγωγή, 36,1 δις $ τζίρος και 6,4 δις $ κέρδη προ φόρων. Με άλλα λόγια, αναμένεται τετραπλασιασμός της παραγωγής και τριπλασιασμός του τζίρου και των κερδών την ερχόμενη πενταετία.

Παραγωγή φωτοβολταϊκών 2 0 0 4 - 2 0 1 0

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Πηγή: CLSA 2005

Σ χ .5

Κύκλος εργασιών βιομηχανίας φωτοβολταϊκών 2 0 0 4 -2 0 1 0

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Πηγή: CLSA 2005

Σχ·6

κέρδη προ φόρων της βιομηχανίας φωτοβολταϊκών 2 0 0 4 -2 0 1 0

Πηγή: CLSA 2005

Σχ.7Εκτιμήσεις της ετηστημονικής κοινότητας και της αγοράς, κάνουν λόγο για

εντυπωσιακή μακρόπνοη ανάπτυξη των φωτοβολταϊκών στις δεκαετίες που έρχονται. Πρόσφατες εκτιμήσεις του EREC (European Renewable Energy Council, 2004), κάνουν λόγο για εγκατάσταση 35.000 MW φωτοβολταϊκών μόνο στις χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης ως το 2020. Την αναγκαιότητα αυτή συμμερίζεται και η Ευρωπαϊκή Επιτροπή, η οποία πρόσφατα αύξησε τα κονδύλια για έρευνα στα φωτοβολταϊκά προκειμένου να μπορέσει η ΕΕ να ανταγωνιστεί την πρωτοπόρο Ιαπωνία.

Εγκατεστημένα φωτοβολταϊκά στην ΕΕ

35000 - 30000 - 25000 ■

1 20000 ■ 15000 · 10000 5000

0 ■ 1995 2000 2010 2020Ibmw 30 90 3.000 35.000

Σχ.8

Στο σενάριο αυτό του EREC, τα φωτοβολταϊκά γίνονται συν τω χρόνω η σημαvuκότεpη ανανεώσιμη μορφή ενέργειας σε ότι αφορά στην ηλεκτροπαραγωγή, καλύπτοντας μερίδιο, μεταξύ των ΑΠΕ, 15% το 2030 και 31% το 2040, ξεπερνώντας τα κυρίαρχα σήμερα αιολικά. Οι ετήσιοι ρυθμοί ανάπτυξης που εκτιμά το EREC για τα φωτοβολταϊκά δίνονται στον παρακάτω πίνακα (πίνακας 1).

Αντίστοιχους ρυθμούς ανάπτυξης αναμένει και η ίδια η βιομηχανία φωτοβολταϊκών. Το παρακάτω σχεδιάγραμμα (Σχ. 9) δείχνει τις προοπτικές ανάπτυξης της διεθνούς αγοράς φωτοβολταϊκών ως το 2030, σύμφωνα με τα σενάρια που επεξεργάστηκε η Ευρωπαϊκή Ένωση Βιομηχανιών Φωτοβολταϊκών (ΕΡΙΑ - European Photovoltaic Industry Association).

Αναμενόμενοι ετήσιοι ρυθμοί ανάπτυξης της αγοράς ψωτοβολτα

Πίνακας 1

300 GW/ΈΤΟς

ΙΕ 2030

2. ΚΟΣΤΟΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚίίΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Σε ότι αφορά το κόστος αγοράς και εγκατάστασης ενός φωτοβολταϊκού συστήματος, αυτό ποικίλλει ανάλογα με την εφαρμογή και την ωριμότητα της αγοράς. Ιστορικά, το κόστος των φωτοβολταϊκών πλαισίων μειώνεται κατά 4-5% ετησίως την τελευταία εικοσαετία. Κάθε φορά που διπλασιάζεται η συνολική εγκατεστημένη ισχύς, έχουμε μείωση του κόστους κατά 18% [experience curveJ.To παρακάτω σχεδιάγραμμα (Σχ. 10) δείχνει παρασταηκά αυτή τη μείωση.

Το 2005 ήταν η πρώτη χρονιά κατά την οποία ανεστράφη αυτή η πτωτική τάση. Η έλλειψη στοκ στην αγορά οδήγησε σε μία, πρόσκαιρη απ’ ότι φαίνεται, αύξηση των τιμών, κάτι που εκτιμάται ότι 0α συνεχιστεί έως ότου η αγορά βρει ξανά το βηματισμό της.

Σχ. 10

Μέση τιμή φωτοβολταϊκών πλαισίων

Πηγή: CLSA 2005

Σχ.η

3. TO ΠΡΟΙ ΡΑΜΜΑ ΑΝΑΙΙΊ ΥΞΗΣ ΦίϊΤΟΒΟΑΤΑΪΚΩΝ.

Τον Απρίλιο του 2007 παρουσιάστηκε από το Υπουργείο Ανάπτυξης η πρώτη φάση του Προγράμματος Ανάπτυξης Φωτοβολταϊκών Σταθμών, το οποίο καταρτίστηκε από τη ΡΑΕ και θέτει τις βασικές αρχές και τη στρατηγική για την ανάπτυξη φωτοβολταϊκών σταθμών που εγκαθίστανται στην ελληνική επικράτεια, συνολικής ισχύος 500 μεγαβάτ (MWp) για σταθμούς που συνδέονται με το Σύστημα (ηπειρωτικό δίκτυο) και συνολικής ισχύος 200 MWp, για σταθμούς που συνδέονται στο Δίκτυο των Μη Λιασυνδεδεμένων Νησιών.

Έτσι το Πρόγραμμα προβλέπει χρονική κλιμάκωση στην αδειοδότηση και εγκατάσταση φωτοβολταϊκών σταθμών με ολοκλήρωση της φάσης αδειοδότησής τους ως το 2010, και της ένταξής τους στο Σύστημα ή το Δίκτυο ως το 2012-2014.

Περαιτέρω, κρίθηκε απαραίτητη η κατά το δυνατόν μεγαλύτερη διασπορά των φωτοβολταϊκών σταθμών παραγωγής στη χώρα με βάση την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κάθε περιοχής, σε εττίπεδο Διοικητικής Περιφέρειας, καθώς και η προώθηση της εγκατάστασης φωτοβολταϊκών σταθμών μικρού σχετικά μεγέθους, χωρίς, ωστόσο, να θίγεται το δικαίωμα των επενδυτών για την εγκατάσταση σταθμών μεγαλύτερης ισχύος. Για τους λόγους αυτούς υιοθετήθηκε επτμερισμός της συνολικής ισχύος ανά Διοικητική Περιφέρεια.

Τον Ιούνιο του 2007, και μετά το μεγάλο αριθμό αιτήσεων που κατατέθηκαν, υπήρξε τροποποίηση του Προγράμματος και αύξηση του αρχικού στόχου από τα 700 MWp στα 840 MWp. Οι παρακάτω τήνακες δίνουν τη νέα κατανομή για τις διάφορες περιοχές της χώρας. Σημειωτέον ότι στα νησιά αδειοδοτούνται προς το παρόν μόνο συστήματα ισχύος έως 150 kWp.

I yE E H I E FΙΣΧΥΣ ΔΗΐΙΥΝΔΣΔΣυΕΝύΥ

ΑΙΚίΥΟΪ

ΝΗΣίΟΤΙΚΕΣΟΕΡΙΰΧΕΣ ΔίΑΣϋΰΥ ΔΙΚΤΥΟΥ

ΜΗΜΗΣΚίΤΙΚΕΣΠΕΡίΰΧΕΣ ΔΙΑΣΥΝΔΕΔΕΙΕΝΰΥ ΔΙΚΤΥΟΥ

ΕΟΣΜΥΥρ EillMWp ΕΟΣΜΥΙρ2iOJ 2008 m 2Μ 2007 2008 2008 2010 2007 2008 2088 2810ΣΙ,ΡΟ 33,23 12,58 10,15 1,50 2,10 2,70 3,00 22,50 31,10 30,88 13,15

ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΗΑΚΕΔΟΝΙΑΙ 311,08 12,10 51,12 00,10 0,08 0,11 0,11 0,15 30,00 11,00 53,08 50,05ΔΥΤΙΚΗΣ ΗΑΚΕ40ΝΙΑΣ 30,DO 31,00 36,00 40,00 30,06 38,00 30,00 40,00

ΗΠΕΙΡΟΥ 0,00 13,60 16,30 18,00 0,00 13,60 16,30 18,00

ΟΕΙΣΑλΙΑΙ »j0 40,12 51,71 50,00 1,00 2,21 2,88 3,20 27,50 3Μ8 48,86 53,1010N1&NNHZSN 7,50 10,50 13,50 15,00 7,50 10,50 13,50 15,00 0,00 0,00 ϋ,ϋΟ 8,00ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΑΑίΟΣ 30,00 43,00 34,00 00,00 30,00 43,00 34,00 00,00

ΠΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΟΣ 33,13 43,78 18,41 03,13 3,13 4,41 3,67 6,30 30,00 41,37 33,74 30,83(ΙΕΛΟΟΟΝΝΗΣόΥ ί1,08 85,50 100,12 122,10 0,08 0,11 0,11 0,15 61,00 85,30 109,78 121,05ΑΤΤΙΚΗΣ 23,00 32,32 11,01 13,00 3,00 5,04 0,48 7,20 20,00 27,28 34,56 36,10ΝΟΜΟΣ ΘΕΣΣΑΛΟΤΙΙΚΗΣ Τ,Μ 10|50 13,50 15,00 7,50 10,50 13,50 15,00ΣΥΝΟΛΟ: 273,00 383,00 101,00 510,08 17,50 21,50 31,50 35 00 257,50 358,51) Ι50|5ύ 505,0ό

ΟΡΟΙΐθΕΤΗΙΣΓίΣΣΕΙΤΟΜΟΥΣ;lyuYNi1ΕΔΕΜΕΝ0ΥΔΙΚΤΥΟΥΝΟΜΟΣ ΑΡΚΑΔΙΑΣ 30,00 30,00 ιο,οΟ 30,00 30,00 30,00 30,00 30,00ΣΥΝΟΛΟ ΠΡΟΣΘΕΤΗΣ ΙΙΚΥΟΣΐ 30,00 30,00 30,00 50,00 0,00 0,00 1 0,00 0,00 30,00 50 00 30,00 30,00

Πίνακας 2Συνολική αδειοδοτημένη ισχύς διασυνδεμένου δικτύου:

Συνολικά, σε νησιωτικές και μη περιοχές για τα έτη 2007/2010

ilWp

■ I l lOlllltfp m a iiip

£ £ £ £ i l i l i l m s m 2IP! 2PIP )IP!hi|2i9|2PlPΐϊ J L ΕΙΙ'ΙίΙ1ΙνΙΙΙ!!ΙΙ!ηΐΙΙΙ!'ΗΙίΙΙΙίΙΙΜΙΙί.'ΙΙΙΗ'!ΐΙ

KENTFIKIlIHiUiUOIIUI J L J L J L IlN 15,X 21 2» f,JP IMP m \ m 2» IP,IP IJ,5P l!XiHIIKIPtiiUOIIIII ϋ JL MP IP ILH P,PP M) IPX 12,OP (,PP MP IPX I2XfflilPoy mT JL£ j;iP_JL 5P 4,H : 5,4P Ί 7 1 Ϊ Ξ JL«(IIMIU E J L 125 jl£ 1P12 U5 1L45 m KP2 S25 " 15,P2mmiMiiHiΜΕΛΜΐΟΙ ]i Ξ 1 a» j j r m Ψ ΐΙίΡ lUP i ιί,ΟΡ Oil 1 3 1 3

i i i i JL1 M J i IMI 1M2 i 12,OPJLJi 1 3 _!)£iiM M r i,li J L 1),» p IMl J L 2Sil 1!,» Mli Hi! 15,»m J . i!L J L J i j MP,_ΜΡ_ m J l. MP_J _ P I IP,52 JP_ JO, P_ J fiMDienUAOnKHI m 1Λ5 D) LU ' U) III JL li21 (P5 i5P 2,25 1,15 JL JL

[ i im η^Ιίί!*! ΙΙΙΪϋΙΙϋίΙΙϋΙΙϋϊί Ιϋ ϊΜ ΙΗ ί illlO !KOHOIiPKiUIU™MflPOIPfTHimOI. P.PP PH i i PP ^»|pjp PP P,H P.PP

EEJEEIE3IIOi,n' m

Πίνακας 3Επιμερισμός συνολικής αδειοδότησης ισχύος

μη νησιωτικιόν περιοχών, διασυνδεμένου δικτύου.

ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΗΔΙΑΣΥΝΔΕΔΕΜΕΝΟΝ ΝΗΣΙΩΝ

ΠεριθώριοΦ ω τ ο β ο λ τ α ϊκ ώ ν

Σταθμών(KW)

ΛΓΑΘΟΝΗΣΙ 20.51ΑΓ ΕΥΣΤΡΑΤΙΟΣ 4 2 .3 1

ΑΜΟΡΓΟΣ 175,41ΑΝΑΦΗ 42 ■■ΑΝΤΙΚΥΘΗΡΑ ο ,π :

ΑΣΤΥΠΑΛΑΙΑ 2 7 7 ,0 2

ΔΟΝΟΥΣΑ 22 22

ΕΡΕΙΚΟΥΣΑ 26 ·

ΣΥΜΠΛΕΓΜΑΘΗΡΑ 1.992 F0ΗΡΑΣΙΑ

ΙΚΑΡΙΑ 508.12

ΣΥΜΠΛΕΓΜΑ ΚΑΡΠΑΘΟΣ 605ΚΑΣΟΣ 64 ί

ΚΥΘΝΟΣ

ΣΥΜΠΛΕΓΜΑ

ΚΠΣ 4.442 .ΚΑΛΥΜΝΟΣ ;.139 ΊΛΕΡΟΣ 608ΤΕΛΕΝΔΟΣ 6, :ΨΕΡΙΜώΣΓΥΑΛΙ 6·ΝΙ ΣΥΡΟΣ 88ΤΗΛΟΣΛΕΙΨΟΙ

ΛΕΣΒΟΣ 5 .5ΛΗΜΝΟΣ 1.187 6ΜΕΠΣΤΗ 105,12

* ,. Πίνακας 4να/,υση του περιθωρίου των φωτοβολταϊκών σταθμών να καλύψί ·

μη οιασυνδεμένα νησιά, (συνέχεια στον πίνακα 5)

ΣΥΣΠΔΙΑΣΥΙΜΔΕΔΕ

ΓΗΜΑ ΜΗ ΞΜΕΝΩΝ ΝΗΣΙΩΝ

Περιθώ ριοΦ ω τοβοΑταϊκώ ν

Σταθμώ ν(KW )

ΣΥΜ ΠΛΕΓΜ Α ΜΗΛΟΣ 661.31ΚΙΜΩΛΟΣ 4β,13

ΣΥΜ ΠΛΕΓΜ Α ΜΥΚΟΝΟΣ 2.174.96ΔΗΛΟΣ 0.0C

ΣΥΡΟ Σ 1.820.78ΟΘΩΝΟΙ 30.75

ΣΥΜ ΠΛΕΓΜ Α

ΠΑΡΟΣ 1.580,80ΝΑΞΟΣ 1.562.60ΑΝΤΙΠΑΡΟΣ 127.17ΚΟΥΦΟΝΗΣΙ 41.14ΣΧΟΙΝΟΥΣΑ 26,18ΗΡΑΚΛΕΙΑ ΐ Τ ^ΣΙΚΙΝΟΣ 22.44ΙΟΣ 265.55ΦΟΛΕΓΑΝΔΡΟΣ 63.58

ΣΥΜ ΠΛΕΓΜ ΑΣΑΜΟΣ 2.717,63Φ 0ΥΡΝΟ ΙΘΥΜΑΙΝΑ 5.60

ΠΑΤΜΟΣ 287.80ΣΕΡΙΦ Ο Σ 343.72ΣΙΦ ΝΟ Σ 246,10ΣΚΥΡΟ Σ 275,67ΣΥΜΗ 567.66

ΣΥΜ ΠΛΕΓΜ ΑΧΙΟΣ 3 841.76Ο ΙΝΟΥΣΕΣ 54.99ΨΑΡΑ 31,43

ΣΥΜ ΠΛΕΓΜ ΑΡ Ο Δ ό ί 12 8Ce.89ΧΑΛΚΗ 25.67

ΚΡΗΤΗ 52 499.021

Σύνολο: 99.257

Πίνακας 5

Ενίσχυση της παραγόμενης ηλιακής κιλοβατώρας.Η παραγόμενη ηλιακή ενέργεια διοχετεύεται στο δίκτυο έναντι μίας τιμής που

καθορίζεται από το νόμο. Σύμφωνα με το Ν.3468/06, η παρεχόμενη τιμή πώλησης της ηλιακής κιλοβατώρας (kWh) ανέρχεται σε 0,40-0,50 €/kWh. Η σύμβαση πώλησης ηλεκτρικής ενέργειας ισχύει για δέκα (10) έτη και μπορεί να παρατείνεται για δέκα (10), επιπλέον, έτη, μονομερώς, με έγγραφη δήλωση του παραγωγού.

Η τιμή αυτή αναπροσαρμόζεται με βάση την αναπροσαρμογή των τιμολογίων της ΔΕΗ που εγκρίνεται κάθε φορά από τον Υπουργό Ανάπτυξης. Αν δεν υπάρξει μεταβολή των τιμολογίων της ΔΕΗ, οι ανωτέρω τιμές αναπροσαρμόζονται ετησίως κατά ποσοστό ίσο προς το 80% του δείκτη τιμών καταναλωτή, όπως ανακοινώνεται από την Τράπεζα της Ελλάδος.

Με δεδομένη τη μεγάλη ζήτηση, τον Ιούνιο του 2007 το ΥΠΑΝ προχώρησε σε μία αύξηση των τιμολογίων που ήταν σημαντικά μικρότερη από την αναμενόμενη. Συγκεκριμένα, για το 2007 οι τιμές προσαυξήθηκαν κατά 0,0282 €/kWh. Έτσι, οι τρέχουσες τιμές αναπροσαρμόστηκαν ως εξής (βλ. πίνακα 6και 7 ):

4. ΤΑ ΝΕΑ ΚΙΝΗΤΡΑ ΚΑΙ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ

Ισχύς

φωτοβολταϊκού συστήματοςΗπειρωτικό δίκτυο Μη διασυνδεδεμένα νησιά

Μικρότερο από 100 κιλοβάτ (kWp) 0,45 €/κιλοβατώρα 0,50 ©κιλοβατώραΜικρότερο από 100 κιλοβάτ (kWp) 0,40 €/κιλοβατώρα 0.45 ©κιλοβατώρα

Π ίνα κα ς 6

Τιμές 2007

Ισχύς

φωτοβολταϊκού συστήματοςΗπειρωτικό δίκτυο Μη διασυνδεδεμένα νησιά

Μικρότερο από 100 κιλοβάτ (kWp) 0,45282 ©κιλοβατώρα 0,50282 ©κιλοβατώραΜικρότερο από 100 κιλοβάτ (kWp) 0,40282 ©κιλοβατώρα 0.45282 ©κιλοβατώρα

Πίνακας 7

5. ΕΠΙΔΟΤΗΣΗ ΑΠΟ ΤΟΝ ΑΝΑΠΤΥΞΙΑΚΟ ΝΟΜΟ

Οι ετηδοτήσεις σε φωτοβολταϊκούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής ανέρχονται σε 20-40% του συνολικού κόστους της επένδυσης ανάλογα με την περιοχή και το εταιρικό σχήμα που πραγματοποιεί την επένδυση.

Κ α τ η γ ο ρ ία Ε τ τ ιχ ε ίρ η σ η ς Π ε ρ ιο χ ή σ ύ μ φ ω ν α μ ε τ ο ν Α ν α τ τ η ιξ ια κ ό Ν ώ μ β

A Β ΓΜ εγά λη 2 0 % 3 0 % 4 0 %

Μ εσ α ία 3 0 % 4 0 % 4 0 %

Μ ικρ ή 4 0 % 4 0 % 4 0 %

Π ο λ ύ Μ ικρ ή 4 0 % 4 0 % 4 0 %

Πίνακας 8

ΓΕίΙΓΡΑΦΙΚΗΠΕΡΙΟΧΗ

Περιλαμβάνει τους Νομούς Αττικής και Θεσσαλονίκης, ττλην των Βιομηχανικών Επιχειρηματικών Περιοχών (Β.Ε.Π,Ε.) και των νησιών των Νομών αυτών που εντάσσονται στην Περιοχή Β'.

Περιλαμβάνει τις Βιομηχανικές Επιχειρηματικές Περιοχές (Β.Ε.ΠΕ.) και τα νησιά των Νομών της Γεωγραφικής Ζώνης Α’, τους Νομούς της Περιφέρειας Θεσσαλίας (Καρδίτσας, Λάρισας, Μαγνησίας, Τρικάλων), τους Νομούς της Περιφέρειας Νοτίου Αιγαίου (Κυκλάδων, Δωδεκανήσου), τους Νομούς της Περιφέρειας Ιονίων Νήσων (Κέρκυρας, Λευκάδας, Κεφαλληνίας, Ζακύνθου), τους Νομούς της Περιφέρειας Κρήτης (Ηρακλείου, Λασιθίου, Ρεθύμνου, Χανίων), τους Νομούς της Περιφέρειας Κεντρικής Μακεδονίας (Χαλκιδικής, Σερρών. Κιλκίς. Πέλλας, Ημαθίας, Πιερίας), τους Νομούς της Περιφέρειας Δυτικής Μακεδονίας (Γρεβενών, Κοζάνης, Φλώρινας, Καστοριάς), καθώς και τους Νομούς της Περιφέρειας Στερεάς Ελλάδας (Φθιώτιδας Φωκίδας, Εύβοιας, Βοιωτίας, Ευρυτανίας).

Περιλαμβάνει τους Νομούς της Περιφέρειας Ανατολικής Μακεδονίας Θράκης (Καβάλας, Δράμας, Ξάνθης, Ροδόπης, Έβρου), τους Νομούς της Περιφέρειας Ηπείρου (Αρτας, Πρέβεζας, Ιωαννίνων, Θεσπρωτίας), τους Νομούς της Περιφέρειας Βορείου Αιγαίου (Λέσβου, Χίου, Σάμου), τους Νομούς της Περιφέρειας Πελοποννήσου (Λακωνίας, Μεσσηνίας, Κορινθίας, Αργολίδας, Αρκαδίας), καθώς και τους Νομούς της Περιφέρειας Δυτικής Ελλάδας (Αχαΐας, Αιτωλοακαρνανίας, Ηλείας).

Πίνακας 9Κ Α Τ Α Τ Α Ξ Η Ε Τ Α Ι Ρ Ι Ω Ν Σ Ε Κ Α Τ Η Γ Ο Ρ Ι Ε Σ

Π Ο Λ Υ Μ Ι Κ Ρ Η Μ Ι Κ Ρ Η Μ Ε Σ Α Ι Α Μ Ε Γ Α Λ Η

Ε ρ γ α ζ ό μ ε ν ο ι < 1 0 < 5 0 < 2 5 0 > 2 5 0

Κ ύ κ λ ο ς Ε ρ γ α σ ι ώ ν < 2 ε κ . € < 1 0 ε κ . € < 5 0 ε κ . € > 5 0 ε κ . €

Σ ύ ν ο λ ο ε ν ε ρ γ η τ ι κ ο ύ < 2 ε κ . € < 1 0 ε κ . € < 4 3 ε κ . € > 4 3 ε κ . €

Πίνακας 10Προΐτποθέσεις για υπαγωγή επενδυτικού σχεδίου στον Αναπτυξιακό

1. Εγκριση Περιβαλλοντικών όρων2. Αδεια παραγωγής ή εξαίρεση

Δίκτυο^ Προσφορά Σύνδεσης του φωτοβολταϊκού σταθμού με το

4. Πιστοποιητικό ISO κατασκευαστή>150 kWp) εγκατάστασης (για φωτοβολταϊκούς σταθμούς ισχύος

Μετά την ψήφιση του Ν. 3468/06 και τη δημοσίευση σχετικών υπουργικών αποφάσεων, έχουν αλλάξει οι διαδικασίες για την αδειοδότηση και εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων. Εττιχειρούμε παρακάτω μία σύνοψη των διαδικασιών με βάση την ισχύουσα σήμερα νομοθεσία. Καθοριστική παράμετρος για τις ακολουθούμενες διαδικασίες είναι η ισχύς του φωτοβολταϊκού συστήματος. Έτσι, διακρίνουμε τα συστήματα στις εξής κατηγορίες:

[1]. Φωτοβολταϊκά συστήματα μικρότερα των 20 κιλοβάτ (kWp)

6. ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΔΔΕΙΟΔΟΤΗΣΗΣ

ΔΕΝ ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ

- Αδεια παραγωγής

- Αδεια εγκατάστασης

- Αδεια λειτουργίας

- Εξαίρεση της ΡΑΕ από την υποχρέωση λήψης άδειας παραγωγής, εκτός εάν πρόκειται για σταθμούς που εγκαθίστανται σε Μη Διασυνδεδεμένα Νησιά όπου υφίσταται κορεσμός του δικτύου, ο οποίος διαπιστώνεται με απόφαση της ΡΑΕ

- Έγκριση περιβαλλοντικών όρων εφόσον το σύστημα δεν εγκαθίσταται εντός περιοχών NATURA 2000, Εθνικών Δρυμών, παραδοσιακών οικισμών και περιοχών αρχαιολογικού ενδιαφέροντος

Σύμβαση σύνδεσης με τη ΔΕΗ (στην οποία ζητείται και έγγραφο καταλληλότητας από την Πολεοδομία)

Σύμβαση αγοραπωλησίας ηλεκτρικής ενέργειας με ΔΕΣΜΗΕ (ή ΔΕΗ για το Μη Διασυνδεδεμένα Νησιά)

Π ίνακας 11[21. Φωτοβολταϊκά συστήματα με ισχύ από 20 έως 150 κιλοβάτ (kWp)

ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ

- Αδεια λειτουργίας

- Αδεια δόμησης

Εξαίρεση της ΡΑΕ από την υποχρέωση λήψης άδειας παραγωγής

Έγκριση περιβαλλοντικών όρων

Σύμβαση σύνδεσης με τη ΔΕΗ

Πίνακας 12

[3]. Φ ω τοβολτα ϊκά σ υστήμα τα με ισχύ μεγαλύτερ η τω ν 150 kW p

ΔΕ Ν ΑΠ Α ΙΤΟ Υ Ν ΤΑ Ι Α Π Α ΙΤ Ο Υ Ν Τ Α Ι

- Άδεια δόμησης

όεν απαλλάσσον7οι από την υποχρέωση έκδοσης οικοδομικής άδαας οι δομικές κατασκωές όπως τα οικήματα στέγασης του ιξοπλισμού ίλέγχου και των μυασχηματιστών

- Αδεια παραγωνής

- Αδεια εγκατάστασης

- Αδεια λειτουργίας

- Έγκριση περιβαλλοντικών όρων

- Σύμβαση αγοραπωλησίας ηλεκτρικής ενέργειας με ΔΕΣΜΗΕ (ή ΔΕΗ για τα Μη Διασυνδεδεμένα Νησιά)

Π ίνα κ α ς 13

Χρήσιμες επισημάνσεις.

• Οι φωτοβολταϊκοί σταθμοί ισχύος έως 500 κιλοβάτ (kWp) χαρακτηρίζονται ως ‘μη οχλούσες δραστηριότητες’ (οι μεγαλύτερης ισχύος είναι ‘χαμηλής όχλησης’) σύμφωνα με την ΚΥΑ της 4-11-2004 (Δ6/Φ1/Οικ. 19500). ,ς εκ τούτου ετητρέπεται η εγκατάστασή τους σε περιοχές εντός εγκεκριμένων ρυμοτομικών σχεδίων, εντός ορίων οικισμών με πληθυσμό μικρότερο των 2.000 κατοίκων ή οικισμών προϋφισταμένων του 1923, καθώς και σε εκτός σχεδίου περιοχές.

• Πρέπει να αποφεύγεται η επιλογή οικοπέδων σε γεωργική γη υψηλής παραγωγικότητας για την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών σταθμών.

Τα φωτοβολταϊκά επιτρέπεται να εγκαθίστανται και σε παραδοσιακούς οικισμούς, ιστορικά τμήματα πόλεων και διατηρητέα κτίρια ύστερα από έγκριση της αρμόδιας ΕΠΑΕ ως προς την ένταξή τους στο χώρο (ΚΥΑ της 4-11-2004, Δό/ΦΙ/Οικ. 19500).

Σχ.13

Τα οικονομικά των φωτοβολταϊκών.Ενώ όλοι σχεδόν προβληματίζονται για το αρχικό κόστος της επένδυσης σε

ένα φωτοβολταϊκό σύστημα, ελάχιστοι αναρωτιούνται ποια θα είναι τα πραγματικά λειτουργικά κόστη κατά την εικοσάχρονη και πλέον λειτουργία του. Αναλύουμε παρακάτω τα κόστη αυτά, που δείχνουν ότι μία επένδυση σε ένα φωτοβολταϊκό πάρκο δεν εγγυάται “εύκολο και γρήγορο” πλουτισμό όπως διατείνονται κάποιοι, αλλά αποτελεί μια σοβαρή επένδυση με μακροχρόνια προοπτική και προσπάθεια.

Πόσο κάνει;Παρόλο που μία μονοσήμαντη απάντηση είναι παρακινδυνευμένη (δεν είναι

όλα τα προϊόντα ίδια), δίνουμε κάποιες τάξεις μεγέθους για να έχει κανείς μια ιδέα.Κόστος εξοπλισμού και εγκατάστασης για φωτοβολταϊκό πάρκο: 5-5,5 €AVp.

Στο κόστος αυτό θα πρέπει να προσθέσει κανείς και τα έξοδα για πιθανή αγορά γης, τη διαμόρφωση και περίφραξη του οικοπέδου, τις μελέτες και τη σύνδεση με τη ΔΕΗ. Και πάλι ως τάξη μεγέθους και μόνο, αναφέρουμε πως το συνολικό κόστος (με το κλειδί στο χέρι) είναι περί τα 6 €/Wp. Με άλλα λόγια, μια επένδυση σε ένα φωτοβολταϊκό σταθμό ισχύος 100 kWp είναι της τάξης των 600.000 €, ενώ μια επένδυση ισχύος 1 MWp κοστίζει 5-5,5 εκατ. €. Αν σκοπεύει να βάλει κανείς σύστημα παρακολούθησης της τροχιάς του ήλιου (tracker), θα πρέπει να υπολογίσει ένα 20% παραπάνω στα κόστη του εξοπλισμού. Να σημειώσουμε εδώ ότι ο εττενδυτής μπορεί να απαλλαγεί από την καταβολή ΦΠΑ για τον εξοπλισμό. Την απαλλαγή την δίνει η αρμόδια εφορία στην οποία υπάγεται.

Τα λειτουργικά κόστη ενός φωτοβολταϊκού σταθμού περιλαμβάνουν τα εξής:- Κόστος συντήρησης (Ο&Μ)- Κόστος ασφάλισης (υποχρεωτικό για τη δανειοδότηση του έργου)- Κόστος φύλαξης (συμβόλαιο με εταιρία security, υποχρεωτικό για τη

δανειοδότηση του έργου σε περίπτωση εγκατάστασης σε αγροτεμάχιο)- Διοικητικά κόστη (λογιστήριο, δημοσίευση ισολογισμών σε περίπτωση ΑΕ

και ΕΠΕ, τηλεφωνικά τέλη για αυτόματη αποστολή δεδομένων σε ΛΕΣΜΗΕ-ΔΕΗ)- Κόστη προσωπικού (π.χ. επιστάτη στην περίπτωση μεγάλων φωτοβολταϊκώνσταθμών ή κόστη καθαρισμού των πλαισίων)Προφανώς, τόσο το μέγεθος του σταθμού όσο και το εταιρικό σχήμα και ο

τόπος εγκατάστασης επηρεάζουν τα παραπάνω κόστη. Σε γενικές γραμμές, τα παραπάνω κόστη κυμαίνονται συνήθως από 0,5% έως 1,5% του συνολικού κόστους της επένδυσης ετησίως.

Εγγυήσεις καλής λειτουργίας.

Τα προϊόντα που κυκλοφορούν στην ελληνική αγορά διαθέτουν κατά τεκμήριο τα απαραίτητα πιστοποιηηκά. Συγκεκριμένα, τα κρυσταλλικά φωτοβολταϊκά πρέπει να πληρούν τις προδιαγραφές CEC 503 ή ΕΝ 61215 ή IEC 61215 ή ισοδύναμες, ενώ τα thin-film την προδιαγραφή IEC 61646 ή ισοδύναμες. Φωτοβολταϊκά που δεν συνοδεύονται από τα παραπάνω πιστοποιητικά δεν θα πρέπει να γίνονται αποδεκτά.

Οι κατασκευαστές δίνουν συνήθως τις εξής εγγυήσεις για τα φωτοβολταϊκά πλαίσια:

- 2-5 χρόνια εγγύηση για το προϊόν.- 10-12 χρόνια εγγύηση για το ότι θα αποδίδει πάνω από το 90% της

ονομαστικής του ισχύος.- 20-25 χρόνια εγγύηση για το ότι θα αποδίδει πάνω από το 80% της

ονομαστικής του ισχύος.Η τυτηκή εγγύηση των αvuστpoφέωv είναι συνήθως 2-5 χρόνια. Αν ο

σχεδιασμός του συστήματος γίνει με τη χρήση πολλών μικρών αντιστροφέων, η εγγύηση αυτή είναι αρκετή γιατί το κόστος αντικατάστασής τους σε περίπτωση βλάβης είναι μικρό. Αν χρησιμοποιηθούν μεγάλοι κεντρικοί αντιστροφείς, τότε συνήθως η αγορά τους συνοδεύεται και από συμβόλαιο καλής λειτουργίας για 20 χρόνια. Και οι δύο φιλοσοφίες σχεδιασμού είναι αποδεκτές αφού παρουσιάζουν διαφορετικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και επαφίεται πλέον στην κρίση του επενδυτή να αποφασίσει ποιο δρόμο θα ακολουθήσει.

Για την αποφυγή πιθανών προβλημάτων αντοχής και στατικότητας των βάσεων στήριξης, καλό είναι να χρησιμοποιηθούν τυποποιημένες βάσεις στήριξης που πληρούν προδιαγραφές αντοχής και στατικότητας κατά DIN 1055, Eurocode 9 part 1.1 ή ισοδύναμες.

Συνήθως τα συμβόλαια καλής λειτουργίας του συστήματος είναι διετή, αλλά μπορεί κανείς να τα παρατείνει για τουλάχιστον 10 χρόνια. Η on-line παρακολούθηση του ^στηματος και το remote monitonng (που συνήθως είναι προαιρετικά) διασφαλίζουν συνεχή ε>^χο ώστε το σύστημα να αποδίδει πάντα τα αναμενόμενα και να υπάρχει άμεση ειδοποίηση σε περίπτωση που δεν συμβαίνει αυτό. Ένα τέτοιο συμβόλαιο βέβαια, ανεβάζει τα λειτουργικά κόστη του συστήματος.

Λειτουργικά κόστη φωτοβολταϊκών σταθμών.

Πως να ξεκινήσετε.

Αυτή είναι η τηο κρίσιμη ερώτηση και ίσως η τηο ουσιαστική. Αφού ενημερωθείτε από την ιστοσελίδα του Συνδέσμου Εταιριών Φωτοβολταϊκών (ΣΕΦ, www.helapco.gr), ελάτε σε επαφή με μία από τις εταιρίες του Συνδέσμου. Δεν έχει νόημα να προσπαθήσετε να έρθετε σε επαφή με τον ίδιο τον ΣΕΦ ή το ΥΠΑΝ, τη ΡΑΕ, τη ΔΕΗ κ.λπ. Οι αρμόδιες αρχές θα παίξουν το ρόλο τους σε μετέπειτα φάση της διαδικασίας.

Αφού ετπλέξετε ένα προμηθευτή για τον εξοπλισμό σας, θα πρέπει να ετοιμάσετε ένα φάκελο για την αδειοδότηση και την πιθανή επιδότηση της επένδυσής σας. Οι περισσότερες εταιρίες που προμηθεύουν εξοπλισμό έχουν συνεργάτες που μπορούν να σας βοηθήσουν στην προετοιμασία των φακέλων. Μπορείτε βέβαια να απευθυνθείτε και στην ελεύθερη αγορά, αναζητώντας τη βοήθεια ενός μελετητή.

Μπορεί τα κίνητρα για εγκατάσταση φωτοβολταϊκών να είναι ιδιαίτερα ελκυστικά, όμως οι διαδικασίες δεν είναι ούτε απλές ούτε γρήγορες. Οπλιστείτε με υπομονή. Αν σκοπεύετε να επενδύσετε σε φωτοβολταϊκό πάρκο, δύο είναι τα κρίσιμα ζητήματα που θα πρέπει να ετπλύσετε πριν αρχίσετε να ξοδεύετε χρήματα σε μελέτες και φακέλους;

1. Οι ετιιτρεπόμενες χρήσεις γης του οικοπέδου σας, και2. Τα ίδια κεφάλαια που μπορείτε να διαθέσετε για την επένδυσή σας.

Σημειώστε ότι ο αναπτυξιακός νόμος επιβάλλει να εισφέρετε τουλάχιστον το 25% του κόστους της επένδυσης ως ιδία συμμετοχή και έχει συγκεκριμένες οδηγίες για το πώς αποδεικνύεται αυτό. Προσέξτε λοιπόν και μη το παίρνετε αψήφιστα γιατί θα βρεθείτε εκτός νυμφώνας.

Δίνουμε ένα απλό παράδειγμα για να γίνουμε σαφείς. Έστω ότι θέλετε να επενδύσετε σε ένα φωτοβολταϊκό σταθμό ισχύος 100 kWp, ενδεικτικού προϋπολογισμού 600.000 €. Θα χρειαστείτε τα εξής:

1. Ένα άρτιο οικόπεδο που δεν έχει χαρακτηρισθεί ως αγροτική γη υψηλήςπαραγωγικότητας (αυτό θα σας το πει η Νομαρχία).2. 150.000 € ως ίδια κεφάλαια (ως υπόλοιπα εξαμήνου σε τραπεζικό

λογαριασμό, ως χρεόγραφα, ως ακίνητη περιουσία ή συνδυασμό όλων αυτών).Αν δεν πληρούνται οι δύο παραπάνω όροι, καλύτερα να το ψάξετε λίγο

παραπάνω. Μη προχωρήσετε υποκύπτοντας στην προοπτική του εύκολου κέρδους και στις ανέξοδες υποσχέσεις διαφόρων. Τα φωτοβολταϊκό είναι μια καλή επένδυση, θέλει όμως να έχει κανείς κάποια αρχικά κεφάλαια και να είναι διατεθειμένος να πάρει τα όποια ρίσκα. Σε αυτή την περίπτωση, ο ήλιος θα τον ανταμείψει, όπως φαίνεται και στο παρακάτω ενδεικτικό παράδειγμα.

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΣ ΣΤΑΘΜΟΣΑΠΟΔΟΣΗ ΕΠΕΝΔΥΣΗΣ

Βασικοί δείκτεςΙσχύς φωτοβολταικού σταθμού 100 kWpΚόστος επένδυσης 600.000 €Ιδια κεφάλαια 150.000 €Επιχορήγηση 240.000 €Μακροπρόθεσμο δάνειο(συνοδεύεται συνήθως και απο βραχυχρόνιο δανεισμό ένανιι της επιχορήγησης) 210.000 €Ετήσια παραγωγή ενέργειας (πρώτο έτος) 128.000 kwnΠαραγωγή ενέργειας στην 20ετία 2.438.400 kWhΈσοδα στην 20ετΙα 1.170.000 €Λειτουργικά έξοδα στην 20ετία 245.000 €Κέρδη προ τόκων φόρων & αποσβέσεων (EBITDA) στην 20ετία 925.000 €Τόκοι δανείων 91,500 €Φόροι ςττην 20ετία 96.000 €Κέρδη στην 20ετία 526.000 €Απλή περίοδος αποπληρωμής 10 έτηΑπόσβεση επένδυσης 13 πηΕσωτερικός βαθμός απόδοσης επένδυσης (IRR) 12,0%

Πίνακας 14

Σχ.15

7. ΠΟΛΙΤΙΚΕΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΤΩΝ Φ/Β ΣΤΙΙΝ ΕΛΛΑΔΑ

Τα Φ/Β ενισχύονται στα πλαίσια της γενικότερης πολιτικής για την ανάπτυξη των ΑΠΕ. Η πολιτική αυτή καθορίζεται από το εξής θεσμικό πλαίσιο:

• Νομοθεσία για την απελευθέρωση της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας (Ν. 2773/99, Ν. 2244/94, Υ.Α. 8295/95 και σχετικές προς αυτά διατάξεις και εγκύκλιοι).

• Αναπτυξιακός νόμος 2601/98.• Κοινοτική Οδηγία 2001/77/EC για τις ΑΠΕ, η οποία καθορίζει ως ενδεικτικό

στόχο για την Ελλάδα την κάλυψη του 20,1% των αναγκών σε ηλεκτρική ενέργεια από ΑΠΕ ως το 2010.

Από τη σειρά κινήτρων που περιγράψαμε παραπάνω, στην Ελλάδα για την περίπτωση των Φ/Β εφαρμόζονται τα εξής:

1. Επιδότηση της αγοράς και εγκατάστασης Φ/Β για εμπορικές εφαρμογές.

Η επιδότηση αυτή δίνεται είτε από τα σχετικά προγράμματα του Υπουργείου Ανάπτυξης (Επιχειρησιακό Πρόγραμμα Ενέργειας [ΕΠΕ] 1995-1999, Επιχειρησιακό Πρόγραμμα Ανταγωνισηκότητα [ΕΠΑΝ] 2000-2006) είτε μέσω του αναπτυξιακού νόμου. Στην περίπτωση του ΕΠΕ υπήρξαν τρείς προκηρύξεις μέσω των οποίων επιδοτήθηκαν εφαρμογές Φ/Β με ποσοστά ετηδότησης 55-70% του κόστους της επένδυσης. Στο τρέχον ΕΠΑΝ (Β’ φάση), το ποσοστό ετηδότησης είναι σημανπκά μικρότερο (40-50% ανάλογα με την γεωγραφική περιοχή). Τα κίνητρα αυτά δεν ισχύουν προς το παρόν για τον οικιακό τομέα.

Ο αναπτυξιακός νόμος στηρίζει εφαρμογές Φ/Β παρέχοντας τα εξής πακέτα κινήτρων (ο επενδυτής επιλέγει τον ένα ή τον άλλο τρόπο ενίσχυσης, όχι και τους δύο ταυτόχρονα).

Α. Ετηχορήγηση κεφαλαίου: 40% του συνολικού κόστους επένδυσηςΕπιδότηση επιτοκίου: 40% του ετητοκίου δανεισμού για επένδυση σε Φ/ΒΕτηδότηση χρηματοδοτικής μίσθωσης: 40%

Β. Φορολογική απαλλαγή: 100% του συνολικού κόστους επένδυσηςΕπιδότηση επιτοκίου: 40% του επιτοκίου δανεισμού για επένδυση σε Φ/ΒΤα κίνητρα αυτά του αναπτυξιακού νόμου είναι υπό συζήτηση, αφού

αναμένεται να ψηφιστεί ένας νέος αναπτυξιακός νόμος ο οποίος θα ισχύσει από το 2003.

2. Δυνατότητα πώλησης της ενέργειας από Φ/Β

Το τρέχον σύστημα τιμολόγησης της ηλεκτρικής ενέργειας από ΑΠΕ που καθιερώθηκε από τους Ν. 2244/94 και 2773/99 διαφοροποιεί τις τιμές ανάλογα με το αν η παραγωγή από Φ/Β γίνεται στο ηπειρωτικό σύστημα ή στα μη διασυνδεδεμένα νησιά και ανάλογα με το αν η ενέργεια προέρχεται από ανεξάρτητο παραγωγό ή αυτοπαραγωγό. Οι ισχύουσες σήμερα τιμές κυμαίνονται από 0,06 €/kWh για τους αυτοπαραγωγούς, έως 0,078 €/kWh για τους ανεξάρτητους παραγωγούς στα μη διασυνδεδεμένα νησιά.

Αξίζει εδώ να αναφέρουμε μια σειρά από πρόσφατες ρυθμίσεις που διευκολύνουν σε ένα βαθμό τη σύνδεση των Φ/Β στο δίκτυο και η απουσία των οποίων δημιούργησε πολλά γραφειοκρατικά προβλήματα στο παρελθόν.

• Σύμφωνα με το Ν. 2244/94, τα Φ/Β νοούνται μόνο ως ηλεκτρομηχανολογικές εγκαταστάσεις, .ς εκ τούτου για την εγκατάσταση ηλιακών σταθμών δεν απαιτείται η έκδοση οικοδομικής άδειας (με εξαίρεση φυσικά τις άδειες για τυχόν οικίσκους στους οποίους τοποθετούνται οι ηλεκτρονικές διατάξεις των σταθμών). Για τα συστήματα κάτω των 20 KWp δεν απαιτείται επίσης άδεια εγκατάστασης και λειτουργίας. Να τονίσουμε όμως εδώ ότι το όριο των 20 KWp είναι πολύ μικρό για να καλύψει τις σύγχρονες ανάγκες. Σε άλλες χώρες είναι πλέον συνήθη τα συστήματα αρκετών δεκάδων ή και εκατοντάδων kW σε στέγες και προσόψεις κτιρίων. Απαιτείται συνεπώς μια αναπροσαρμογή προς τα πάνω του ορίου ισχύος για το οποίο δεν θα απαιτείται άδεια εγκατάστασης και λειτουργίας, προκειμένου να απλοποιηθούν οι διαδικασίες και να διευκολυνθεί η ανάπτυξη των φωτοβολταϊκών.

• Σύμφωνα με τη .ΕΗ, Φ/Β συστήματα ισχύος μικρότερης των 100 KWp συνδέονται στη χαμηλή τάση.

• Για τη διασύνδεση του Φ/Β συστήματος με το δίκτυο, η .ΕΗ απαιτεί την εγκατάσταση μετρητικού συστήματος διπλής εγγραφής (εισερχόμενης και εξερχόμενης ενέργειας). Κι αυτό γιατί γίνεται χρηματικός και όχι ενεργειακός συμψηφισμός (δεν ισχύει δηλαδή το net-metering).

Πόσο αποτελεσματικά έχουν αποδειχθεί τα παραπάνω κίνητρα; Μια απάντηση μπορεί να δοθεί ίσως από το γεγονός ότι ως και την έναρξη υλοποίησης των έργων του ΕΠΕ (1997) ο ετήσιος ρυθμός αύξησης της αγοράς Φ/Β στην Ελλάδα ήταν περίπου 24% (για την περίοδο 1994-97), ενώ με την ουσιαστική έναρξη των επιδοτήσεων ο ετήσιος ρυθμός ανάπτυξης της αγοράς Φ/Β ανέβηκε στο 30-50%. Δεδομένης όμως της αναξιοπιστίας των υπαρχόντων στοιχείων για την εγκατεστημένη ισχύ, θα πρέπει κανείς να αξιοποιήσει αυτή τη στατιστική με επιφυλάξεις.

Σε ότι αφορά την αποτίμηση της ηλιακής κιλοβατώρας, αυτή ανημετωπίζεται όπως και η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από πιο ώριμες και ανταγωνιστικές τεχνολογίες (όπως π.χ. η αιολική ενέργεια), με αποτέλεσμα ο καταναλωτής να μη κάνει ουσιασηκά απόσβεση του συστήματος (σε περίπτωση βέβαια που επιλέξει τη σύνδεση με το δίκτυο). Κατ’ αυτή την έννοια, ο χρηματικός συμψηφισμός εισερχόμενης και εξερχόμενης κιλοβατώρας δεν αποτελεί ισχυρό κίνητρο για τον καταναλωτή, αλλά απλώς διασφαλίζει ότι εξοικονομεί ένα μικρό χρηματικό ποσό ετησίως. Ενδεικτικά αναφέρουμε πως, με τις σημερινές τιμές αγοράς και εγκατάστασης Φ/Β, για να αποσβέσει κανείς το σύστημα σε μια εικοσαετία, απαιτείται είτε επιδότηση 50% συν επιδότηση κιλοβατώρας ίση με 0,3 € ή ισοδύναμα επιδότηση κιλοβατώρας ίση με 0,6 € για μια εικοσαετία.

Σε ότι αφορά τέλος στα μέτρα που ήδη έχουν δρομολογηθεί και αναμένεται να επηρεάσουν θεuκά την πορεία εξέλιξης της αγοράς Φ/Β στην Ελλάδα, αξίζει να αναφέρουμε τη νομοθεσία για τη Χρηματοδότηση από Τρίτους (ΧΑΤ). Η νομοθεσία αυτή θα δίνει φορολογικά και άλλα κίνητρα στις εταιρίες ΧΑΤ προκειμένου να είναι σε θέση να υποστηρίξουν εφαρμογές εξοικονόμησης ενέργειας ή και Φ/Β. Σύντομα αναμένεται να προχωρήσει επίσης νομοθεσία ΧΑΤ ειδικά για τους φορείς του δημοσίου, η οποία θα προσπαθήσει να άρει τα διάφορα εμπόδια που υπάρχουν

ΔΕΥΤΕΡΟ Μ Ε Ρ Ο Σ

ΜΕΛΕΤΗ

1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Βασιζόμενοι στη θεωρία που παραθέσαμε παραπάνω θα ξεκινήσουμε την μελέτη μιας αυτόνομης φωτοβολταϊκής εγκατάστασης για ένα μέσο αστικό σπίτι. Για την πιο ρεαλιστική προσέγγιση της εγκατάστασης θα πρέπει να ληφθούν υπ’ όψιν εκτός από τα καθαρά τεχνικά χαρακτηριστικά, η λειτουργικότητα, το κόστος και τα φυσικά φαινόμενα.

Γίνεται μία προσπάθεια η εγκατάσταση να είναι προσιτή από όλους όσους επιθυμούν να την αποκτήσουν. Η χρήση των φωτοβολταϊκών θα γίνει με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε να αποφευχθεί η μεγιστοποίηση του κόστους, χωρίς όμως αυτό να στερεί στο σπίτι την λειτουργικότητα που επιθυμούμε.

2. ΣΠΙΤΙ ΧΩΡΙΣ ΔΕΗ

Οικολογικό σπίτι

Είναι ακόμη ασύμφορο να καλύψουμε όλες τις ανάγκες μιας κύριας κατοικίας με φωτοβολταϊκά. Κι αυτό γιατί η KWh της ΔΕΗ είναι κατά πολύ φθηνότερη από αυτή που προκύπτει από το κόστος των απαιτούμενων φωτοβολταϊκών. Ακόμη κι αν υποθέσουμε πως καλύπτουμε όλες τις ανάγκες για ζεστό νερό με ηλιακό θερμοσίφωνα και την κουζίνα με αέριο, παραμένουν οι ανάγκες για ψύξη και θέρμανση του χώρου.

Μπορούμε βέβαια να κατασκευάσουμε ένα οικολογικό σπίτι που θα έχει μειωμένες ανάγκες ψύξης και θέρμανσης. Το κόστος κατασκευής για ένα οικολογικό σπίτι θα είναι αρκετά υψηλότερο, αλλά θα γίνει απόσβεση από το μειωμένο κόστος διαχείρησης σε βάθος 20ετίας.

Τι μπορεί να γίνει; Κατ' αρχήν μπορούμε να ξεκινήσουμε με την εξοικονόμηση ενέργειας με λαμπτήρες οικονομίας, μόνωση κλπ:

1. Πολύ καλή μόνωση στους τοίχους και τα παράθυρα (π.χ. μεδιπλά κρύσταλλα). Τέντες, σκίαστρα κλπ.

2. Λαμπτήρες οικονομίας για οικονομία στις λάμπες για φωτισμό.3. Συσκευές (ψυγείο, πλυντήριο κλπ) ενεργειακού τύπου Α, όσο

το δυνατόν χαμηλότερης κατανάλωσης.4. Ηλιακός θερμοσίφωνας για ζεστό νερό, κουζίνα με αέριο.5. Ορθολογική χρήση συσκευών, αποφυγή σπατάλης.

Μόνο τα παραπάνω, θα εξασφαλίσουν για το σπίτι εξοικονόμηση ενέργειας πάνω από 50%.

Μετά, υπολογίζουμε τις ανάγκες σε ηλεκτρισμό (πόσες κιλοβατώρες το μήνα θα καταναλώνουμε) και θα αποφασίσουμε σε τι ποσοστό θέλουμε να τις καλύψουμε από φωτοβολταϊκά.

Ένα μέσο ελληνικό στήτι με ηλιακό θερμοσίφωνα και λαμπτήρες οικονομίας αλλά και με air condition, καυστήρα πετρελαίου και ηλεκτρική κουζίνα, καταναλώνει περίπου 350-450 KWh μήνα (κόστος περίπου 40 ευρώ). Χωρίς ηλεκτρική κουζίνα και air condition καταναλώνει περίπου 250-300 KWh.

Για να παραχθούν 250 KWh το μήνα από φωτοβολταϊκά απαιτούνται περίπου 12 πάνελ φωτοβολταϊκών των 180 watt το καθένα συν τους συσσωρευτές και τα παρελκόμενα. Μαζί με την εγκατάσταση, το κόστος φθάνει περίπου στα 17.000 έως 22.000 ευρώ, ανάλογα με τους συσσωρευτές που θα χρησιμοποιηθούν.

Εάν το σττίτι δεν έχει καθόλου σύνδεση με τη ΔΕΗ, πρέπει να επενδύσουμε σε μεγαλύτερο σύστημα ή σε μικτό σύστημα με ανεμογεννήτρια για να έχουμε μερικές μέρες αυτονομίας σε περίπτωση έντονης και συνεχόμενης για μέρες συννεφιάς. Χρήσιμη είναι σε αυτές τις περιπτώσεις και μια γεννήτρια καυσίμου για ακραίες περιπτώσεις.

Αν πάλι έχουμε σύνδεση με τη ΔΕΗ τότε σε αυτές τις περιπτώσεις γίνεται μετάπτωση στο δίκτυο για ρεύμα από τη ΔΕΗ. Επιπλέον, δεν χρειαζόμαστε συσσωρευτές οπότε το παραπάνω κόστος μιας οικιακής φωτοβολταϊκής εγκατάστασης μειώνεται ως και 30%.

Η τελευταία λύση είναι και η προτεινόμενη για μια κύρια κατοικία με όλες τις σύγχρονες ανέσεις. Σε μια εξοχική κατοικία, θα μπορούσαμε με μερικούς απλούς συμβιβασμούς και αρκετά φθηνότερα, να αποφύγουμε τελείως τη ΔΕΗ μαζί με όλα τα πάγια και τα τέλη προς τρίτους που αυτή συνεπάγεται.

Από τα παραπάνω υποθετικά παραδείγματα θα προχωρήσουμε στο’ ορισμό του σπιτιού που θα τροφοδοτήσουμε και στις ενεργειακές του ανάγκες.

Το σπίτι μας αποτελείται από ένα υπνοδωμάτιο, ένα σαλόνι, μια κουζίνα κ ένα μπάνιο.

Ιο βήμα: Εξοικονόμηση ενέργειας

Όταν σχεδιάζουμε ένα σύστημα φωτοβολταϊκών, το βασικότερο και πρώτο πράγμα από το οποίο πρέπει να ξεκινήσουμε, είναι να εξετάσουμε τις δυνατότητες για εξοικονόμηση ενέργειας.

Στην περίπτωση μας θα επιλέξουμε για την θέρμανση του στητιού και για την ηλεκτρική κουζίνα την χρήση του φυσικού αερίου και για το ζεστό νερό θα χρησιμοποιήσουμε ηλιακό θερμοσίφωνα. Έτσι προκύπτει μία σημαντική εξοικονόμηση ενέρτ/ειας αφού ο συμβατικός θερμοσίφωνας και η ηλεκτρική κουζίνα είναι οι συσκευές με την μεγαλύτερη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα μέσο αστικό στήτι. για περαιτέρω εξοικονόμηση ενέργειας θα χρησιμοποιήσουμε οικονομικούς λαμπ-^ρες χαμηλής ισχύος και συσκευές ενεργειακού τύπου A

Ενας λαμπτήρας ττυρακτώσεως των 60 watt, σαν αυτούς που οι περισσότεροι ^ησιμοποιούν για το φωτισμό των χώρων, καταναλώνει 60 watt για κάθε ώρα λειτουργίας του. Αυτό σημαίνει ότι αν έχουμε 5 τέτοιους λαμπτήρες να λειτουργούν κατα μέσο ορο 6 ώρες το 24ωρο ο κάθε ένας, τότε η κατανάλωσή τους θα είναι 5 X 6 X οϋ = Ι.δΟΟ Wh το 24ωρο.

Σε σύγκριση με τους λαμπτήρες οικονομίας των 15 wait (που "αποδίδουν" σαν τους κοινούς λαμπτήρες πυρακτώσεως των 60 watt) έχουμε 5 X 6 X 15 = 450 Wh, δηλαδή μια οικονομία 1.350 watt ανά 24ωρο.

2ο βήμα: Υπολογισμός κατανάλωσης

Στο δεύτερο βήμα θα ορίσουμε τις ηλεκτρικές συσκευές που υπάρχουν στο σπίτι οι οποίες θα τροφοδοτηθούν από την εγκατάσταση μας.

Ας υποθέσουμε ότι για τον φωτισμό του σπιτιού μας θα χρειαστούν 8 λαμπτήρες. Οι συσκευές που καταναλώνουν τη μεγαλύτερη ισχύ ημερησίως είτε λόγω της μεγάλης ονομαστικής ισχύος είτε λόγω των πολλών ωρών λειτουργίας είναι οι εξής : Πλυντήριο ρούχων, ψυγείο, τηλεόραση, κλιματιστικό και στερεοφωνικό. Για τις υπόλοιπες μικροσυσκευές που δεν είναι προκαθορισμένη η συχνότητα χρήσης τους θα οριστεί μια κοινή πάγια κατανάλωση.

Ο υπολογισμός της κατανάλωσης γίνεται ως εξής:

1. Πολλαπλασιάζουμε τα Watt κάθε συσκευής εττί τον αριθμό των ωρών που θα λειτουργεί.

2. Το άθροισμα όλων αυτών των γινομένων θα είναι η συνολική μας ημερήσια κατανάλωση σε Wh.

Έτσι έχουμε :

Συσκευές/φωτισμός Ισχύς ( w att) Ώρες λειτουργίας

( ημερησίως)Βατώρες ( Wh ) ( ημερησίως)

8 οικονομικοί λαμπτήρες 15 6 720

Πλυντήριο ρούχων 850 0,58 493

Ψυγείο 25 24 600

Κλιματιστικό 2500 3 7500

Τηλεόραση 65 3 195

Στερεοφωνικό 20 3 60

Διάφορεςμικροσυσκευές X X 1000

ΣΥΝΟΛΟ: 10.568 Wh

Έτσι λοιπόν προκύπτει πως η εγκατάσταση μας θα πρέπει να υποστηρίζει μια κατανάλωσης της τάξεως των 10,5 KW ημερησίως.

Οι συσσωρευτές, όπως έχει προαναφερθεί, είναι αναπόσπαστα κομμάτια της εγκατάστασης αφού σ’ αυτούς αποθηκεύετε η ενέργεια που θα χρειαστούμε για την τροφοδότηση του στητιού σε ημέρες συννεφιάς και κατά τη διάρκεια της νύχτας.

Οι συσσωρευτές (μπαταρίες) αναγράφουν τη χωρητικότητά τους σε Ah (αμπέρ ανά ώρα). Έτσι, ένας συσσωρευτής των 12 volt και 100 Ah παρέχει 12 X 100 = 1.200 watt συνεχούς ρεύματος (DC) για 1 ώρα ή 120 watt για 10 ώρες ή 12 watt για 100 ώρες. Ένας ακόμη σημαντικός δείκτης είναι αυτός που μας παρέχει την πληροφορία σχεηκά με τον ρυθμό εκφόρτισης με βάση τον οποίο ο συσσωρευτής μπορεί να δώσει τις αναγραφόμενες Ah. Έτσι, 100 Ah C20 σημαίνει ότι οι 100 Ah επιτυγχάνονται όταν η σταδιακή εκφόρπση διαρκεί 20 ώρες. Για λιγότερες ώρες (π.χ. CIO, 10 ώρες) παίρνουμε λιγότερες Ah, ενώ σε σταδιακή εκφόρτιση περισσότερων ωρών (π.χ. C100, 100 ώρες) παίρνουμε σημαντικά περισσότερες Ah.

1. Είναι προτιμότερο κατά τη λειτουργία τους να παρέχουν λίγα watt για περισσότερες ώρες παρά πολλά watt για λίγες, επειδή στη δεύτερη περίπτωση μειώνεται δραστικά ο χρόνος ζωής τους.2. Ποτέ δεν εκφορτίζουμε τελείως τους συσσωρευτές γιατί αυτό μπορεί να τους καταστρέφει.3. Υπάρχουν συσσωρευτές διαφόρων τύπων με διαφορετικό βαθμό επιτρεπόμενης εκφόρτισης. Ο γενικός κανόνας είναι κατά τη συνηθισμένη χρήση να μην επιτρέπουμε εκφόρτιση πάνω από 50% περίπου και μόνο σε εξαιρετικές περιπτώσεις ανάγκης να φθάνουμε το 80%.Αρα, όταν αγοράζουμε συσσωρευτές (μπαταρίες) για το φωτοβολταϊκό

σύστημα, ετπλέγουμε χωρητικότητα τουλάχιστον διπλάσια από όση υπολογίσαμε ότι θα καλύπτει τις ανάγκες μας. Όσο μεγαλύτερη τόσο καλύτερα για τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Στην δίκιά μας περίπτωση λοιπόν χρειαζόμαστε 10.500 Wh το 24ωρο, επιλέγουμε συσσωρευτές με διπλάσια χωρητικότητα (21.000 Wh), δηλαδή 24 volt και τουλάχιστον 875Ah για να έχουμε αυτονομία μιας ημέρας.

Συνήθως προβλέπουμε όμως και για 5 ημέρες χωρίς καθόλου ηλιοφάνεια, άρα πολλαπλασιάζουμε την προηγούμενη τιμή επί 5; 875Ah X 5 = 4375Ah στα 24 volt.

Επομένως για να πετύχουμε την παραπάνω συσσώρευση ενέργειας θα πρέπει να ^ησιμοποιήσουμε μια συστοιχία συσσωρευτών που να μας δίνει την ετηθυμητή τιμή. Στη περίπτωση μας θα χρησιμοποιήσουμε 5 συσσωρευτές τύπου ΟΡζ-1000 Ah (clO).

3" βήμα: Επιλογή συσσωρευτών.

OPzS-1000

Αφού λοιπόν καταλήξαμε στο μέγεθος των συσσωρευτών (μπαταριών), στη συνέχεια θα υπολογίσουμε το μέγεθος των ηλιακών συλλεκτών που θα είναι ικανό να φορτίζει τους συσσωρευτές. Ένας ηλιακός συλλέκτης των 50 watt/p ονομαστικά (ανά ώρα ηλιοφάνειας) θα δώσει σε ημέρα με 5 ώρες ηλιοφάνειας (π.χ. τον Απρίλιο) 250 watt/h θεωρητικά (λόγω απωλειών θα είναι 10% έως 20% λιγότερα) ενώ σε ημέρα με 7 ώρες ηλιοφάνειας (π.χ. τον Ιούλιο) 350 watt/h.

Για να φορτίσει εντελώς άδειους συσσωρευτές (θεωρητικά, γιατί ποτέ δεν θα είναι τελείως άδειοι όπως είπαμε παραπάνω) των 12 volt και 100 Ah (1.200 watt/h) θα χρειαστεί 4 ημέρες τον Απρίλιο και 3 ημέρες τον Ιούλιο. Αν εγκαταστήσουμε τρεις τέτοιους ηλιακούς συλλέκτες των 50 watt/p ο κάθε ένας (ή έναν των 150 watt/p), τότε θα χρειαστεί μία ημέρα τον Ιούλιο και σχεδόν δύο μέρες τον Απρίλιο.

Όταν σχεδιάζουμε ένα μεγάλο φωτοβολταϊκό σύστημα για το σπίτι, καλό είναι να έχουμε ως βάση το χειρότερο σενάριο, που είναι οι χειμερινές ώρες ηλιοφάνειας (κατά μέσο όρο), που για την Ελλάδα είναι οι 3 ώρες τη μέρα (το Δεκέμβριο). Αν σχεδιάζουμε για ένα εξοχικό που ετησκεπτόμαστε ΜΟΝΟ το καλοκαίρι (Μάιο έως Σεπτέμβριο), οι ώρες ηλιοφάνειας που υπολογίζουμε είναι 6 (Μ.Ο.).

Έτσι στη δίκιά μας περίπτωση που υπολογίσαμε ότι θα καταναλώνουμε 10.500Wh το 24ωρο, χρειαζόμαστε φωτοβολταϊκά πάνελ ισχύος 1θ.5θθ/3=3.5θ0\νρ για να μας καλύπτουν χειμώνα-καλοκαίρι.

Αν θέλαμε να μας καλύπτουν ΜΟΝΟ για το καλοκαίρι, θα χρειαζόμασταν φωτοβολταϊκά πάνελ συνολικής ισχύος 1θ.5θθ/6=1.75θ\νρ. Σε αυτή την περίπτωση μάλιστα θα χρειαζόμασταν και μικρότερες μπαταρίες, αφού το καλοκαίρι δεν απαιτείται αυτονομία για 5 ημέρες χωρίς ηλιοφάνεια που υπολογίσαμε στο 3ο βήμα.

Στο εμπόριο υπάρχουν ηλιακοί συλλέκτες διαφόρων ειδών και διαφόρων δυνατοτήτων. Εμείς για να καλύψουμε τις ανάγκες των 3.500 Wp θα χρησιμοποιήσουμε μια συστοιχία από 16 πάνελ τύπου Conergy Ε220- ρ 220 Wp πολυκρυσταλλικό.

4ο βήμα: Επιλογή μεγέθους ηλιακών συλλεκτών (πάνελ).

5” βήμα: Επιλογή Αντιστροφέα ( inverter )

Ο αντιστροφέας είναι μια συσκευή που μετατρέπει το συνεχές (DC) ρεύμα του φωτοβολταϊκού συστήματος σε εναλλασσόμενο (AC) ρεύμα 220V. Έτσι μπορούμε να τροφοδοτήσουμε από τη μπαταρία του φωτοβολταϊκού συστήματος όλες τις οικιακές συσκευές που απαιτούν 220 Volt

Ο ανηστροφέας συνδέεται με ένα διπλό καλώδιο (θετικό - αρνητικό) πάνω στους πόλους της μπαταρίας. Έχει συνήθως μια ή δύο υποδοχές σαν τις πρίζες που έχουμε στους τοίχους του σπιτιού μας, πάνω στις οποίες συνδέουμε τις συσκευές που απαιτούν 220V, απ’ ευθείας ή χρησιμοποιώντας πολύμπριζο ή και μπαλαντέζα.

Δεν έχει σημασία πόσες συσκευές θα συνδέσουμε ταυτόχρονα, αρκεί η ισχύς όλων των συσκευών που λειτουργούν ταυτόχρονα να μην ξεπερνά την επιτρεπόμενη ισχύ του inverter - μετατροπέα τάσης. Έτσι, αν έχουμε έναν inverter 200W (200 Watt), μπορούμε να λειτουργήσουμε ταυτόχρονα μια τηλεόραση 60W, έναν ανεμιστήρα 40W, ένα φορητό υπολογιστή 60W και λαμπτήρες οικονομίας με 40W συνολικής ισχύος.

Ένας μετατροπέας καλής ποιότητας θα κλείσει αν από λάθος συνδέσουμε μια συσκευή με παραπάνω Watt από αυτά που μπορεί να αντέξει, προστατεύοντας έτσι τις ηλεκτρικές συσκευές μας. Το ίδιο θα κάνει ένας inverter καλής ποιότητας αν διατηστώσει ότι κοντεύει να αδειάσει η μπαταρία.

Υπάρχουν inverter από 50W έως 10.(X)0W. Συνήθως χρησιμοποιούμε inverter από 150W έως 1.200W ανάλογα βέβαια και με τις ανάγκες μας. Ένα μικρό φωτοβολταϊκό σύστημα back-up για ης περιπτώσεις διακοπής ρεύματος μπορεί να εξυπηρετείται από έναν inverter 300W, αλλά ένα μεγάλο φωτοβολταϊκό σύστημα πού καλύπτει όλες τις καθημερινές ανάγκες για ένα ολόκληρο σπίτι θα θέλει inverter μέχρι και πάνω από 4.000W.

Ένας μετατροπέας με τροποποιημένο ημίτονο, είναι φθηνότερος από έναν με καθαρό ημίτονο και είναι κατάλληλος για τις περισσότερες συσκευές. Καταναλώνει όμως έως και 20% περισσότερη ενέργεια από τη μπαταρία σε σχέση με έναν μετατροπέα καθαρού ημίτονου. Εττίσης, σε τηλεοράσεις και ηχοσυστήματα μέτριας ποιότητας θα ακούγεται ένα ελαφρύ βουητό.

Από την άλλη μεριά, το μοναδικό μειονέκτημα που έχουν οι inverter καθαρού ημίτονου είναι η τιμή τους, αφού είναι τρεις έως τέσσερις φορές ακριβότεροι από

έναν αντίστοιχο με τροποποιημένο ημίτονο. Αν έχουμε ευαίσθητες ηλεκτρονικές συσκευές, καλό είναι να χρησιμοποιούμε για αυτές inverter με καθαρό ημίτονο.

Οι συσκευές που λειτουργούν με μοτέρ (π.χ. ψυγείο) απαιτούν στιγμιαία (κατά την εκκίνηση του μοτέρ) πολλαπλάσια Watt (π.χ. πενταπλάσια ή και παραπάνω) από αυτά της κανονικής τους λειτουργίας. Αυτό είναι κάτι που πρέπει να γνωρίζουμε κατά την επιλογή του μετατροπέα, ώστε να επιλέξουμε έναν με μεγαλύτερη ισχύ από τα συνολικά (ονομαστικά) Watt των συσκευών που θα λειτουργούν ταυτόχρονα.

Ααμβάνοντας υπ’ όψιν τις καταναλώσεις των ηλεκτρικών συσκευών του στητιού μας θα επιλέξουμε έναν inverter 4000 Watt.

6ο Βήμα: Ρυθμιστή φόρτισης συσσωρευτών

Ο ρυθμιστής φόρτισης είναι μια απλή ηλεκτρονική συσκευή που φροντίζει για τη σωστή φόρτιση των συσσωρευτών (μπαταριών) του φωτοβολταϊκού συστήματος.

Ελέγχει τη διαδικασία φόρτισης και σταματά τη φόρτιση όταν διαπιστώσει ότι η μπαταρία έχει φορτιστεί πλήρως. Αλλιώς θα υττήρχε ο σοβαρός κίνδυνος να καταστραφεί η μπαταρία.

Επειδή οι μπαταρίες έχουν την τάση να αποφορτίζονται σταδιακά ακόμα κι αν δεν τροφοδοτούν με ρεύμα κάποια συσκευή, ο ρυθμιστής φόρτισης φροντίζει αυτόματα να ξαναρχίσει η διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας όταν διαπιστώσει ότι η τάση της έπεσε κάτω από το επίπεδο της πλήρους φόρτισης.

Αρκετοί ρυθμιστές φόρτισης έχουν υποδοχή πάνω στην οποία συνδέουμε τις ηλεκτρικές συσκευές που θέλουμε να τροφοδοτήσουμε από τη μπαταρία. Έτσι, έχουν την επιπλέον δυνατότητα να διακόψουν τη λειτουργία των ηλεκτρικών συσκευών όταν διαπιστώσουν ότι η μπαταρία κοντεύει να αδειάσει πλήρως, προστατεύοντάς την πάλι με αυτό τον τρόπο από πλήρη αποφόρτιση που θα οδηγούσε στην καταστροφή της.

To μέγεθος του ρυθμιστή φόρτισης εξαρτάται από το μέγεθος των φωτοβολταικων που θα συνδέουμε πάνω του. Πρέπει να υπερκαλύπτει την συνολική ένταση σε Ampere των φωτοβολταϊκών. Αν, για παράδειγμα, η ονομαστική ένταση σε Ampere των φωτοβολταικων είναι 10Α, τότε πρέπει να επιλέξουμε ένα ρυθμιστή φόρτισης 12Α.

Επίσης, πρέπει να είναι κατάλληλος και για την τάση του φωτοβολταικού συστήματος. Αν τα φωτοβολταικα βγάζουν συνολική τάση 12V, επιλέγουμε ρυθμιστή για φωτοβολταικα 12V. Αν τα φωτοβολταικα μας βγάζουν συνολική τάση 24V, ετηλέγουμε ρυθμιστή για φωτοβολταϊκά 24V.

Καλό είναι να προβλέπουμε και για το μέλλον. Αν έχουμε σκοπό να επεκτείνουμε το φωτοβολταϊκό μας σύστημα με περισσότερα φωτοβολταϊκά πάνελ στο μέλλον, τότε καλό είναι να ετπλέξουμε ένα μεγαλύτερο ρυθμιστή φόρτισης για να καλύπτει και τις μελλοντικές ανάγκες.

Στην δίκιά μας περίπτωση θα ετπλέξουμε έναν ρυθμιστή φόρτισης της τάξεως των 80Α και 24V. mmi

a

&

Τ βήμα: Υπολογισμός Κόστους

Συνολικά τα υλικά τιΣχ.1

υ έχουμε χρησιμοποιήσει είναι τα εξής:

♦ 16 φωτοβολταϊκά πάνελ ισχύος 220 Wp♦ 5 συσσωρευτές 1000 Ah clO♦ 1 αντιστροφέα 4000 W♦ 1 ρυθμιστή φόρτισης 80“

Για τον υπολογισμό του κόστους των παραπάνω υλικών έγινε μια έρευνα αγοράς μέσω διαδικτύου κατά την οποία έγινε προσπάθεια να βρεθούν οι, όσο το δυνατόν,. Χαμηλότερες τιμές. Οι τιμές που καταλήγουμε είναι οι έξής:

Ποσότητα Υλικό Τιμή16 Φωτοβολταϊκά πάνελ 16 X 1000= 16.000€5 Συσσωρευτές 5X 320= 1.600€1 Αντιστροφέας 1 X 3500 = 3.500€1 Ρυθμιστής φόρτισης 1 X 250 = 250€

Σύνολο = 21.350Γ

Στο συνολικό κόστος θα πρέπει να υπολογίσουμε και κάποια επιπρόσθετα έξοδα που έχουν να κάνουν με την ηλεκτρική εγκατάσταση και την στήριξη των πάνελ.

Αλγόριθμος μελέτης :

Στο παρακάτω διάγραμμα ροής παρουσιάζεται η πρόοδος της μελέτης. Αρχικά παραθέτουμε τα σύμβολα των μεταβλητών που χρησιμοποιούμε για τον υπολογισμό του κόστους της εγκατάστασης.

Έστω :

1. ρ είναι το κόστος του πάνελ

2. S είναι το κόστος του συσσωρευτή

3. a είναι το κόστος του αντιστροφέα

4. Γ είναι το κόστος του ρυθμιστή φόρτισης

5. e είναι το έξτρα κόστος

6. X είναι η ποσότητα των πάνελ

7. y είναι η ποσότητα των συσσωρευτών

8. cost είναι το συνολικό κόστος της εγκατάστασης.

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΡΟΗΣ

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Τα συμπεράσματα που προκη3πτουν από την εργασία είναι τα εξής:

• Με βάση το κόστος μιας φωτοβολταϊκής αυτόνομης εγκατάστασης συμπεραίνουμε πως αυτή θα συμφέρει περισσότερο σε περιπτώσεις που χρησιμοποιείτε σαν συμπληρωματική πηγή ενέργειας ή σαν εφεδρική λύση. Μια τέτοια εγκατάσταση είναι ασύμφορη όταν πρόκειται να τροφοδοτήσει το σύνολο των αναγκών.

• Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία με τον υψηλότερο βαθμό απόδοσης είναι αυτά μονοκρυσταλλικού ττυριτίου μεγάλου πάχους με βαθμό απόδοσης έως και 18%. Ακολουθούν τα υβριδικά φωτοβολταϊκά με 17,2%.

• Στην πλειοψηφία τους οι φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις είναι διασυνδεμένες με το δίκτυο.

• Η αγορά των φωτοβολταϊκών δεν ευνοεί ακόμα την χρησιμοποίηση τους από τον απλό καταναλωτή.

• Τα νομικά πλαίσια και οι ετηδοτήσεις ευνοούν κυρίως της μεγάλες επενδύσεις σε φωτοβολταϊκούς σταθμούς ενέργειας.

Το κόστος κάθε χρονιά μειώνεται και με βάση της μελέτες είναι σίγουρο πως σε κάποια χρόνια θα είναι απόλυτα προσιτό. Σε αυτό θα συμβάλει η έρευνα και ο ανταγωνισμός.

ΕΠΙΛΟΓΟΣ

Κανείς δεν θα μπορούσε να αμφισβητήσει πως τα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι μία όαση μέσα στην έρημο του ενεργειακού προβλήματος που γίνεται μέρα με τη μέρα μεγαλύτερο. Με μια απλή ματιά στα πλεονεκτήματα ένανη των μειονεκτημάτων καταλαβαίνει κανείς πως πλησιάζουν οι μέρες η ηλιακή ενέργεια να μπει για τα καλά στην καθημερινότητα του μέσου ανθρώπου καθώς και στο επίκεντρο πολλών εταχειρηματικών και ερευνητικών δραστηριοτήτων παγκοσμίως. Ποιος δεν θα ήθελε η ενέργεια που καταναλώνει να προέρχεται από την ίδια την φύση, από το να είναι ενάντια σε αυτήν; Ποιος δεν θα ήθελε το ίδιο σπίτι του να είναι αυτό που θα του καλύπτει όλες τις ενεργειακές του ανάγκες; Ποιος θα ήταν αυτός που θα άφηνε ανεκμετάλλευτη την ανεξάντλητη ενέργεια του ήλιου μας ενώ θα μπορούσε να έχει πολλά κέρδη απ’ αυτήν;

Σίγουρα στις μέρες μας τα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι είτε άγνωστη λέξη για το ευρύ κοινό είτε μακρινό όνειρο. Στον αντίποδα για τις επιχειρήσεις που δραστηριοποιούνται σ’ αυτόν τον τομέα τα φωτοβολταϊκά είναι το μάλλον αλλά και το παρόν. Η αλήθεια μάλλον βρίσκεται κάπου στη μέση. Σύμφωνα με τα υπάρχοντα νομικά και τεχνοοικονομικά δεδομένα η διαθεσιμότητα αυτών των συστημάτων εστιάζεται κυρίως σε επιδοτούμενες επιχειρηματικές δραστηριότητες και όχι στην καθημερινότητα του πολίτη. Αυτό βέβαια δεν σημαίνει τίποτα. Όταν σε έναν ετηχειρηματικό κλάδο οι προοπτικές έρευνας είναι τεράστιες και όταν όλα δείχνουν πως η εξέλιξη του προϊόντος θα οδηγήσει στη μεγιστοποίηση του αγορασηκού κοινού, τότε είναι θέμα χρόνου αυτό να γίνει πράξη. Ας μην ξεχνάμε το παράδειγμα της κινητής τηλεφωνίας και το στάδιο που βρισκότανε πριν από 15 περίπου χρόνια. Πλέον τα κινητά έχουν γίνει αναπόσπαστο κομμάτι της καθημερινότητας μας κι όλα αυτά χάρη στους διάπλατους επιχειρηματικούς ορίζοντες που υπήρχαν πριν από 15 χρόνια.

Το πρώτο βήμα για τη υλοποίηση όλων των παραπάνω θα πρέπει να είναι η γνωστοποίηση των φωτοβολταϊκών συστημάτων και των πλεονεκτημάτων τους στο ευρύ κοινό. Αυτό μπορεί να γίνει είτε από το κράτους μέσω διαφήμισης, χορηγιών και επιδοτήσεων, είτε μέσω των επιχειρήσεων που δραστηριοποιούνται σε αυτόν τον τομέα, είτε ακόμα και μέσω απλών πολιτών ή οργανώσεων που ευαισθητοποιούνται με τα θέματα της προστασίας του περιβάλλοντος. Έτσι σιγά σιγά θα αρχίσει να κόβεται ο ομφάλιος λώρος που συνδέει τον πολίτη με τα υπάρχουσες ενεργειακές λύσεις. Έτσι θα συνειδητοποιήσει ο καταναλωτής πως το να πληρώνει απλά τον λογαριασμό της ΔΕΗ, δεν είναι ο μόνος τρόπος για να ανάψει το φως του δωματίου

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Κ.& Θ. Τσίττηρας :Οικολογικη Αρχιτεκτονική

Κ. Τσίττηρας:Το Οικολογικό Σττίτι

Γ . Κοντορούττης: Ενεργειακός-βιοκλιματικός σχεδιασμός κτιρίων & οικισμών

Ε.Μ.Π.:Εισαγωγή στην Ενεργειακή Τεχνολογία

Greenpeace:Ηλιακός Ηλεκτρισμός στο σπίτι σας

Π ε ρ ι ο δ ι κ ό Κ Τ Ι Ρ Ι Ο

Π ε ρ ι ο δ ι κ ό Η Λ Ε Κ Τ Ρ Ο Λ Ο Γ Ο Σ

www.arvisolar.gr

www.conergy.gr

www.solar-svstems.gr

www.salesenergy.gr

www.helapco.gr

www.prosolar.gr

www.atlantisresearhc.gr

www.cres.gr

www.kwh.gr

www.pvresources.com

www.iasolarpower.com