ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ 100kw

Transcript

1 ΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ 100kw ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΒΟΡΔΟΣ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: ΜΟΣΧΟΠΟΥΛΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΑΥΓΕΡΙΝΟΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΚΑΒΑΛΑ

2 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε τον καθηγητή κ. Νικόλαο Βορδό για την εμπιστοσύνη που μας έδειξε δίνοντας μας την δυνατότητα να εκπονήσουμε την πτυχιακή μας εργασία στον τομέα των Φωτοβολταϊκών που επιθυμούσαμε. Επίσης θα θέλαμε να τον ευχαριστήσουμε για τη διάθεση του να μας βοηθήσει και να μας λύσει οποιαδήποτε απορία οποιαδήποτε στιγμή που το χρειαζόμασταν. Ένα μεγάλο ευχαριστώ στους φίλους μας, οι οποίοι μας συμπαραστάθηκαν όλο αυτό το καιρό. Τέλος, θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε πολύ θερμά τις οικογένειες μας για την ηθική και οικονομική συμπαράσταση όχι μόνο κατά τη διάρκεια της εκπόνησης της πτυχιακής μας εργασία αλλά και καθ όλη τη διάρκεια των σπουδών μας στο ΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣ. 2

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο Ενέργεια & Περιβάλλον Το Ενεργειακό Πρόβλημα Ορυκτά Καύσιμα Πυρηνική Ενεργεία Υδροηλεκτρική Ενεργεία Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας 1.2 Περιβάλλον ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο Φωτοβολταϊκά 2.1 Φ/Β Συστήματα Ιστορική Εξέλιξη Αρχές Λειτουργίας Πως Λειτουργούν Φ/Β Μονάδες Πως Λειτουργεί Ένα Φ/Β Σύστημα Τύποι Φ/Β Συστημάτων Ανεξάρτητα Φ/Β Συστήματα Χαρακτηριστικά Φ/Β Συστήματα Μετατροπείς Τάσεις 2.2 Εφαρμογές Φ/Β Συστημάτων Στην Ελλάδα 2.3 Παραδείγματα Εφαρμογών 2.4 Τεχνολογίες Φ/Β Τύποι Φ/Β Υλικών Φ/Β Πλαίσια 2.5 Φ/Β Συστήματα Κινητής Βάσης ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο Γενική Περιγραφή Του Έργου 3.1 Γεωγραφική Θέση Υλοποίησης Του Έργου 3.2 Τεχνική Περιγραφή Του Έργου Αναλυτική Περιγραφή Του Έργου Φάση Κατασκευής Φάση Λειτουργίας ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο Στόχος, Σημασία & Αναγκαιότητα Του Έργου 4.1 Στόχος, Σημασία & Αναγκαιότητα Του Έργου 4.2 Ιστορική Εξέλιξη 4.3 Περιγραφή Εναλλακτικών Λύσεων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5ο Περιβαλλοντική Μελέτη 5.1 Υφιστάμενη Κατάσταση Περιβάλλοντος 5.2 Συνοπτική Περιγραφή Των Μορφολογικών Χαρακτηριστικών 5.3 Συνοπτική Περιγραφή Των Εδαφολογικών Γεωλογικών & Τεκτονικών Επιπτώσεων 5.4 Φυσικό Περιβάλλον Ειδικές Φυσικές Περιοχές Χλωρίδα & Πανίδα 5.5 Ανθρωπογενές Περιβάλλον

4 5.6 Ιστορικό Περιβάλλον 5.7 Κοινωνικό-Οικονομικό Περιβάλλον Τεχνικές Υποδομές ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6ο Εκτίμηση Των Επιπτώσεων Του Έργου Στο Περιβάλλον 6.1 Φυσικό Περιβάλλον Κλιματολογικά & Βιοκλιματικά Χαρακτηριστικά Μορφολογικά & Τυπολογικά Χαρακτηριστικά Εδαφολογικά, Γεωλογικά & Τεκτονικά Χαρακτηριστικά 6.2 Ανθρωπογενές Περιβάλλον 6.3 Ιστορικό & Πολιτιστικό Περιβάλλον 6.4 Κοινωνικό Οικονομικό Περιβάλλον Τεχνικές Υποδομές 6.5 Ατμοσφαιρικό Περιβάλλον 6.6 Ακουστικό Περιβάλλον 6.7 Επιφανειακά & Υπόγεια Νερά ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7ο Κατεύθυνση Για Την Αντιμετώπιση Των Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων 66 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8ο Εκτίμηση Των Δυσκολιών Που Αναμένεται Να Προκύψουν Κατά Την Διάρκεια Εκπόνησης Της ΜΠΕ 67 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9ο Κοινωνικές Επιπτώσεις 68 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10ο Οικονομοτεχνική Μελέτη 10.1 Εισαγωγή 10.2 Ενεργειακή Μελέτη 10.3 Τεχνική Περιγραφή Φ/Β Πάνελ Ηλιοπαρακολουθητές Αντιστροφείς Τάσεις Καλωδιώσεις & Ηλεκτρολογικό Υλικό Διαμόρφωση Περιβάλλοντος Χώρος Σύστημα Συναγερμού Έργα Σύνδεσης Με Την ΔΕΗ 10.4 Κόστος Εγκατάστασης ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11ο Προσομοίωση Λειτουργίας Του Φ/Β Σταθμού Με Το Πρόγραμμα MATLAB-SIMULINK 11.1 Μελέτη Του Αυτόνομου Φ/Β Σταθμού 11.2 Περιγραφή Του Αυτόνομου Φ/Β Σταθμού 11.3 Διαστασιολόγηση Του Συστήματος 11.4 Προσομοίωση Του Αυτόνομου Φ/Β Σταθμού 11.5 Μοντέλο Της Μιας Διόδου Για Ένα Ολόκληρο Πλαίσιο 11.6 Συνήθεις Προσεγγίσεις Συμπεράσματα 93 Βιβλιογραφία 94 Αναφορές 95 Παράρτημα 97 4

5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η παραγωγή ενέργειας έχει άμεσες επιπτώσεις στο φυσικό περιβάλλον. Οι ορυκτοί ενεργειακή πόροι εξαντλούνται και ταυτόχρονα έχουν δυσμενείς επιπτώσεις στην φυσά. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας εμφανίζονται ως μόνη λύση για να διατηρηθεί μελλοντικά η ζωή στον πλανήτη. Το ενεργειακό πρόβλημα ήταν πάντα στην επικαιρότητα τις τελευταίες δεκαετίες που διανύουμε και πολλές φορές υπήρξε το αίτιο ( ως διεκδικούμενος φυσικός πόρος ή ως πηγή ισχύος ) για μεγάλες πολιτικοοικονομικές ανακατατάξεις στον παγκόσμιο χάρτη. Τα τελευταία χρόνια μάλιστα και με δεδομένο ότι κάποιοι από τους φυσικούς πόρους είναι πεπερασμένοι (άνθρακας, πετρέλαιο, φυσικό αέριο) ο ανταγωνισμός για τον έλεγχο της αγοράς ενέργειας έχει γίνει ακόμα πιο έντονος. Οπότε λογικό ήταν τα βλέμματα όλων να στραφούν στην παραγωγή ενέργειας μέσων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας μια από αυτές είναι και τα Φωτοβολταϊκά Συστήματα. Η εργασία αναφέρεται στην εκτενή μελέτη των φωτοβολταϊκών συστημάτων που έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια στις τεχνολογίες και στις εφαρμογές. Επίσης παραθέτεται μια γενική περιγραφή ενός Φωτοβολταϊκού Σταθμού το οποίο θα κατασκευαστεί στην περιοχή της Ξάνθης, καθώς και μια περιβαλλοντική μελέτη και μια οικονομοτεχνική μελέτη για το έργο. Για το Φωτοβολταϊκό Πάρκο θα γίνει και μια προσομοίωση λειτουργίας του με το πρόγραμμα MAT LAB-SIMULINK. Στο πρώτο κεφάλαιο αναφέρονται γενικότερα τα στοιχειά των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας τα τελευταία χρόνια παγκοσμίως, όπως επίσης παρουσιάζονται και αναλύονται οι εννοιολογικοί όροι των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται και αναλύονται τα φωτοβολταϊκά συστήματα, οι αρχές λειτουργίας τους, το πώς λειτουργούν οι τύποι φωτοβολταϊκών κ.λπ. Στο τρίτο κεφάλαιο αναφέρεται η γενική περιγραφή του Φωτοβολταϊκού Σταθμού, η τεχνική περιγραφή του έργου, η φάση κατασκευής και η φάση λειτουργίας του έργου. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναφέρεται ο στόχος, σημασία και αναγκαιότητα του έργου, καθώς και την ιστορική εξέλιξη του έργου και την περιγραφή των εναλλακτικών λύσεων. Στο πέμπτο κεφάλαιο αναφέρεται στην περιβαλλοντική μελέτη του έργου όπως στην υφιστάμενη κατάσταση περιβάλλοντος, την περιγραφή μορφολογικών χαρακτηριστικών, την περιγραφή των εδαφολογικών, γεωλογικών και τεκτονικών επιπτώσεων, το φυσικό περιβάλλον, το ανθρωπογενές περιβάλλον το ιστορικό περιβάλλον καθώς και επίσης το κοινωνικό-οικονομικό περιβάλλον και τις τεχνικές υποδομές. Στο έκτο κεφάλαιο αναφέρεται στην εκτίμηση των επιπτώσεων του έργου στο περιβάλλον όπως για το φυσικό περιβάλλον, για τα κλιματολογικά και βιοκλιματικά χαρακτηριστικά, για τα εδαφολογικά, γεωλογικά και τεκτονικά χαρακτηριστικά, κ.λπ. Στο έβδομο κεφάλαιο αναφέρεται περιβαλλοντικών επιπτώσεων. στις κατευθύνσεις για την αντιμετώπιση των Στο όγδοο κεφάλαιο αναφέρεται για την εκτίμηση και δυσκολιών που αναμένεται να προκύψουν κατά την εκπόνηση του έργου Στο ένατο κεφάλαιο αναφέρεται γενικά για τις κοινωνικές επιπτώσεις από την ανάπτυξη των φωτοβολταϊκών. Στο δέκατο κεφάλαιο αναφέρεται στην οικονομοτεχνική μελέτη του έργου. 5

6 Στο ενδέκατο και τελευταίο κεφάλαιο αναφέρεται στο πρόγραμμα προσομοίωσης για το Φωτοβολταϊκό Σταθμό. ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα πτυχιακή αναφέρεται στη Προσομοίωση Λειτουργίας ενός Φωτοβολταϊκού Σταθμού ισχύος 100KW το οποίο θα εγκατασταθεί στην περιοχή της Ξάνθης και συγκεκριμένα στο Πετροχώρι. Η πτυχιακή στα πρώτα κεφάλαια αναφέρεται γενικά για το περιβάλλον καθώς και για την ενεργεία. Καθώς και επίσης για τα φωτοβολταϊκά γενικά όπως φωτοβολταϊκά συστήματα ιστορική εξέλιξη, αρχές λειτουργίας και το πώς λειτουργούν και που χρησιμοποιούνται γενικά. Όπως αναφέρθηκε και πιο πάνω πρόκειται να κατασκευαστεί ένας Φωτοβολταϊκός Σταθμός για το οποίο έχει γίνει μια τεχνική περιγραφή στο οποίο αναφέρεται αναλυτικά το πώς και τι θα χρησιμοποιηθεί για να υλοποιηθεί ο Φωτοβολταϊκός Σταθμός. Επίσης για να κατασκευαστεί ο Σταθμός πρέπει να γίνει και μια περιβαλλοντική μελέτη για το αν είναι κατάλληλο το χωράφι στο όποιο θα κατασκευαστεί ή μη κατάλληλο. Ακόμα έχει γίνει και μια οικονομοτεχνική μελέτη για το κόστος εγκατάστασης του Φωτοβολταϊκού Σταθμού. Και τέλος θα γίνει και μια προσομοίωση λειτουργίας του Φωτοβολταϊκού Σταθμού με το πρόγραμμα MATLAB SIMULINK στο οποίο προσομοιώνεται πλήρως η κατασκευή και η λειτουργία του σταθμού. Πιο συγκεκριμένα σε αυτό το κομμάτι δημιουργήσαμε φωτοβολταϊκές κυψέλες οι οποίες με την κατάλληλη συνδεσμολογία αποτελούν τους ηλιοπαρακολουθητές (tracker) και μαζί με τα inverter ολοκληρώνουν τη δομή ενός Φωτοβολταϊκού Σταθμού. Βάζοντας το πρόγραμμα της κατάλληλες συνθήκες (ηλιοφάνεια-χρόνος) βλέπουμε συνολικά την λειτουργία και την απόδοση του Φωτοβολταϊκού Σταθμού για το χρόνο και την περίοδο που θέλουμε εμείς. 6

7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Η παραγωγή ενέργειας έχει άμεσες επιπτώσεις στο φυσικό περιβάλλον. Οι ορυκτοί ενεργειακοί πόροι εξαντλούνται και ταυτόχρονα έχουν δυσμενείς επιπτώσεις στη φύση. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας εμφανίζονται ως η μόνη λύση για να διατηρηθεί μελλοντικά η ζωή στον πλανήτη. ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ο πληθυσμός των ανθρώπων της γης έχει ξεπεράσει πια τα 6 δισεκατομμύρια. Οι άνθρωποι χρειάζονται ενέργεια για να βελτιώσουν το επίπεδο της διαβίωσης τους. Πολλοί επιστήμονες μάλιστα συσχετίζουν την ποιότητα διαβίωσης με την κατανάλωση ενέργειας. Πολλές αναπτυσσόμενες χώρες αυξάνουν ραγδαία την εγκατεστημένη ισχύ τους κάτι που είναι και αποτέλεσμα του αυξανόμενου βιοτικού επίπεδου τους. Στην Δημοκρατία της Κίνας το 1997 κατασκευάζονταν μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με ρυθμό 300MW / εβδομάδα. (Η συνολική εγκατεστημένη ισχύς στην Ελλάδα είναι περίπου MW) Θα επικεντρωθούμε στην ηλεκτρική ενέργεια μιας και αυτή είναι η πιο άμεσα συνδεδεμένη μορφή ενέργειας με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η μονάδα ηλεκτρικής ενέργεια είναι η κιλοβατώρα (kilowatt-hour). Μία κιλοβατώρα θεωρητικά αντιστοιχεί στην ενέργεια που καταναλώθηκε από μια συσκευή ισχύος 1kilowatt (κιλοβάτ) που λειτούργησε για την διάρκεια της μιας ώρας (1hour). 1 kwh = 1 kw x 1h = 1 kilowatt-hour = 1 κιλοβατώρα Υποδιαιρέσεις μονάδας ενεργού ισχύος 1 kw (kilowatt) = 1000 W (watt) 1 MW (megawatt) = 1000 kw (kilowatt) 1 TW (terawatt) = 1000 MW (megawatt) Στην πραγματικότητα η κιλοβατώρα είναι η μονάδα μέτρησης της κατανάλωσης ή παραγωγής ενεργού ισχύος. Στην πράξη οι καταναλώσεις ηλεκτρικής ενέργειας στην συνολική ενέργεια που «απορροφούν», «καταναλώνουν» ή «παράγουν» και ένα άλλο ποσοστό ενέργειας ανάλογα με τα ποιοτικά ηλεκτρικά χαρακτηριστικά της εγκατάστασης (χωρητικά, επαγωγικά φορτία). Αυτή είναι η άεργος ισχύς (reactive power) ή οποία είναι ανεπιθύμητη αφού δεν παράγει κανένα έργο και ακόμα χειρότερα επιβαρύνει τα δίκτυα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας με μια επιπλέον ποσότητα ρεύματος που αναλογεί απλά σε αντίστοιχες θερμικές απώλειες (I2R) ενώ επίσης αλλοιώνει τα ποιοτικά χαρακτηριστικά της ηλεκτρικής ενέργειας. Η ΔΕΗ μάλιστα (σωστά) χρεώνει τους μεγάλους καταναλωτές όταν ξεπεράσουν κάποιο όριο «έγχυσης» ή «κατανάλωσης» (συντελεστής ισχύος, συνφ <=0.85 ) άεργου ισχύος στο δίκτυο. Βελτίωση του «συνημίτονου» μιας εγκατάστασης που καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να γίνει με την προσθήκη φορτίων πυκνωτών ή με την προσθήκη καταναλώσεων επαγωγικών 7

8 ρευμάτων (πηνίων) ανάλογα με τα ποιοτικά χαρακτηριστικά μιας εγκατάστασης(επαγωγική συμπεριφορά ή χωρητική αντιστοίχως). Η μονάδα της άεργου ισχύος είναι το Volt Ampere Reactive (VAR) Η συνολική ισχύς λέγεται και «φαινόμενη» και έχει μονάδα το Volt-Ampere (VA) Το μέτρο της φαινόμενης ισχύος είναι S=VI=(τετραγωνική ρίζα του(p2+q2)) Volt Ampere ΤΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ Το ενεργειακό πρόβλημα ήταν πάντα στην επικαιρότητα τις τελευταίες δεκαετίες που διανύουμε και πολλές φορές υπήρξε το αίτιο (ως διεκδικούμενος φυσικός πόρος ή ως πηγή ισχύος) για μεγάλες πολιτικοοικονομικές ανακατατάξεις στον παγκόσμιο χάρτη. Τα τελευταία χρόνια μάλιστα και με δεδομένο ότι κάποιοι από τους φυσικούς πόρους είναι πεπερασμένοι (άνθρακας, πετρέλαιο, φυσικό αέριο) ο ανταγωνισμός για τον έλεγχο της αγοράς ενέργειας έχει γίνει ακόμα πιο έντονος κατανάλωση ενέργειας γίνεται ολοένα και μεγαλύτερη. Στον σύνδεσμο που ακολουθεί μπορείτε να δείτε τις χώρες με την μεγαλύτερη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας το Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται παγκοσμίως προέρχεται κυρίως από γαιάνθρακες, φυσικό αέριο, πυρηνική ενέργεια και μεγάλα υδροηλεκτρικά εργοστάσια. Η συμμετοχή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι μόνο 2% ΟΡΥΚΤΑ ΚΑΥΣΙΜΑ Τα ορυκτά καύσιμα (fossil fuels) είναι ένας γενικός ορισμός που αποδίδεται σε καύσιμα που σχηματίζονται στην γη από υπολείμματα φυτικών ή ζωικών οργανισμών. Τα κυριότερα ορυκτά καύσιμα είναι υδρογονάνθρακες και είναι τα παρακάτω: ΓΑΙΑΝΘΡΑΚΕΣ Υπάρχουν πολλές μορφές γαιανθράκων και κατατάσσονται σε διάφορες κατηγορίες. Η περισσότερο γνωστή μορφή είναι ο λιγνίτης. Όσον αφορά την ηλεκτροπαραγωγή χαρακτηρίζονται από την χαμηλή απόδοση μετατροπής σε ηλεκτρική ενέργεια που φτάνει στην καλύτερη περίπτωση το 35%. ΠΕΤΡΕΛΑΙΟ Το πετρέλαιο λόγω της μεγάλης ενεργειακής πυκνότητας, της εύκολης σχετικά μεταφοράς και των δεκάδων χρήσεων του είναι ή πιο σημαντική ενεργειακή πηγή από την δεκαετία του 1950 και μετά. Σημαντικότερες χρήσεις του σαν υγρό καύσιμο στις μεταφορές και την θέρμανση. 8

9 ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ Το φυσικό αέριο αποτελείτε κυρίως από μεθάνιο. Είναι το καθαρότερο από τα ορυκτά καύσιμα όσων αφορά την εκπομπή αεριών θερμοκηπίου. Οι μεγαλύτερες υπόγειες δεξαμενές φυσικού αέριο βρίσκονται στο Ιράν και την Ρωσία. Επιστήμονες εκτιμούν ότι τα αποθέματα του φυσικού αερίου θα εξαντληθούν το Όλες οι παγκόσμιες οικονομίες εξαρτώνται άμεσα ή έμμεσα ενεργειακά από τα ορυκτά καύσιμα. Εκτός από το μειονέκτημα της πεπερασμένης πρώτης ύλης τα ορυκτά καύσιμα ευθύνονται κατά πολύ για την ρύπανση του πλανήτη και για διάφορα περιβαλλοντολογικά προβλήματα. Στο παρακάτω γράφημα φαίνονται οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα ανά έτος για τα τελευταία 200 χρόνια και οι αντίστοιχες εκπομπές των ορυκτών καυσίμων. 9

10 1.1.3 ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Άλλη πολύ σημαντική πηγή ενέργειας είναι η πυρηνική. Παρόλα αυτά και η πυρηνική ενέργεια σχετίζεται με ορυκτό καύσιμο μιας και το ουράνιο που χρησιμοποιείται είναι ορυκτό και μάλιστα δυσεύρετο. Η πυρηνική ενέργεια είναι μια ιδιαίτερα αμφιλεγόμενη μορφή ενέργειας γιατί παρά το αρκετά χαμηλό κόστος παραγωγής, σε περίπτωση ατυχήματος τα αποτελέσματα θα είναι δραματικά. Ένα ακόμα πρόβλημα είναι ότι τα απόβλητα μιας τέτοιας παραγωγικής διαδικασίας είναι ιδιαίτερα ραδιενεργά με αποτέλεσμα να απαιτούνται ειδικές εγκαταστάσεις για την επ' αόριστων αποθήκευση των αποβλήτων. Τη μεγαλύτερη παραγωγή ηλεκτρισμού από πυρηνική ενέργεια έχει η Γαλλία με 59 αντιδραστήρες και ποσοστό ενεργειακής κάλυψης 78% ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Σε ποσοστό 16% της ηλεκτρικής ενέργειας παγκοσμίως παράγεται από μεγάλους υδροηλεκτρικούς σταθμούς. Η εκμετάλλευση υδάτινου δυναμικού για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας καλύπτει μεγάλες ανάγκες ειδικά σε χώρες όπου υπάρχουν μεγάλα ποτάμια. Έχουν το πλεονέκτημα ότι αντέχουν περισσότερα χρόνια από ότι ένας αντιδραστήρας καυσίμου ενώ υπάρχουν αρκετές εγκαταστάσεις στον κόσμο που λειτουργούν τα τελευταία 50 με 100 χρόνια. Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί παρουσιάζουν πολλά περιβαλλοντολογικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις άλλες συμβατικές πηγές ενέργειας αφού δεν υπάρχει εκπομπή καυσαερίων αλλά συνήθως δημιουργούν ανακατατάξεις στα οικοσυστήματα που εγκαθίστανται λόγω της μεγάλης ανθρώπινης παρέμβασης στην φύση. Υπάρχουν αρκετές χώρες που έχουν μεγάλη ενεργειακή εξάρτηση από τις υδροηλεκτρικές τους εγκαταστάσεις όπως ο Καναδάς και η Βραζιλία. 10

11 1.1.5 ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Τέλος, υπάρχουν και οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Διαθέτουν ένα ισχυρό πλεονέκτημα. Θα διαρκέσουν όσο θα υπάρχει και ο πλανήτης σε μορφή που να μπορούσε να ζει άνθρωπος. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας επίσης εκπέμπουν περιορισμένα ή καθόλου αέρια που ευθύνονται για το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Άλλα πλεονεκτήματα είναι η δυνατότητα που δίνουν οι ανανεώσιμες πηγές για την δημιουργία κατανεμημένων δικτύων διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Για τις περισσότερες ΑΠΕ δεν υπάρχει κόστος πρώτης ύλης ενώ και το κόστος συντήρησης είναι περιορισμένο. Η ενεργειακές ανάγκες εξαρτώνται κατά κύριο λόγω από τα ορυκτά καύσιμα και θα συνεχίσουν να εξαρτώνται από αυτά για αρκετές δεκαετίες ακόμα. Η ανάγκη όμως της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας έχει γίνει αντιληπτή σε όλο τον κόσμο και οι περισσότερες χώρες έχουν υπογράψει αντίστοιχες δεσμεύσεις για χρήση των ΑΠΕ. Σε κάποιες χώρες ήδη υπάρχουν ιδιαίτερα θετικά αποτελέσματα από την χρήση τεχνολογιών ΑΠΕ. Αυτές οι χώρες λειτούργησαν λίγο διαφορετικά και σαφώς πιο καινοτόμα και οδηγήθηκαν σε ερευνητικά προγράμματα εκμετάλλευσης εναλλακτικών πηγών ενέργειας αρχικά και στην συνέχεια σε εντατικοποιημένη βιομηχανική παραγωγή μηχανισμών παραγωγής ανανεώσιμης, ηλεκτρικής κυρίως, ενέργειας. Για παράδειγμα η Γερμανία και η Ιαπωνία πρωτοπορούν στην εκμετάλλευση φωτοβολταϊκών συστημάτων ενέργειας είτε με τις εγκατεστημένες μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είτε με την υψηλή τεχνογνωσία τους στον κλάδο των εξαρτημάτων και μηχανών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Οι περισσότερο γνωστές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι: Η μετατροπή της αιολικής ενέργειας σε ηλεκτρισμό, της οποίας η εγκατεστημένη ισχύ ανεβαίνει με εκθετική πρόοδο. Οι χώρες με την μεγαλύτερη χρήση αιολικής ενέργειας είναι η Γερμανία, ή Ισπανία και οι ΗΠΑ. 11

12 Η ηλιακή ενέργεια της οποίας η χρήση διακρίνεται σε πολλές υποκατηγορίες. Οι σημαντικότερες από αυτές είναι: Tα φωτοβολταϊκά συστήματα (photovoltaic) παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που είναι μια τεχνολογία ημιαγωγών με τεράστια πλεονεκτήματα αλλά μεγάλο κόστος. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία που αναπτύσσεται με ραγδαίο ρυθμό τα τελευταία χρόνια και ή αύξηση της εγκατεστημένης ισχύος σε ΦΒ έχει ξεπεράσει και το πιο αισιόδοξο σενάριο. Συστήματα συλλεκτών ηλιακής θέρμανσης ζεστού νερού (solar water heating) Στα συστήματα αυτά η Ελλάδα παρουσιάζει μια αρκετά μεγάλη αγορά. Για το έτος 2005 βρεθήκαμε στην 5η θέση μεταξύ των χωρών με τις περισσότερες εγκαταστάσεις συλλεκτών στον κόσμο με πρώτη την Κίνα. Συγκεντρωτικά ηλιακά συστήματα (solar concentrators) Στα συγκεντρωτικά ηλιακά συστήματα (solar concentrators) παραγωγής ενέργειας, τα οποία με την σειρά τους διακρίνονται σε αρκετές υποκατηγορίες και εκμεταλλεύονται την ανάκλαση του φωτός σε συνδυασμό με διάφορες τεχνικές. Οι μικρές υδροηλεκτρικές μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Είναι από τις παλαιότερες μορφές ενέργειας (νερόμυλοι, υδραυλικοί τροχοί κλπ) και έχουν κάποια σημαντικά πλεονεκτήματα όπως η δυνατότητα άμεσης σύνδεσης με το δίκτυο. Οι μεγάλες υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις δεν περιλαμβάνονται στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας λόγω της ογκώδους παρέμβασης στο φυσικό περιβάλλον. 12

13 Τα Βιοκαύσιμα Σύμφωνα με την κοινοτική οδηγία 2003/30/ΕΚ βιοκαύσιμα θεωρούνται κάθε υγρό ή αέριο καύσιμο για τις μεταφορές το οποίο παράγεται από βιομάζα όπου βιομάζα είναι το βιοαποικοδομήσιμο κλάσμα προϊόντων, αποβλήτων και καταλοίπων από γεωργικές (συμπεριλαμβανομένων φυτικών και ζωικών ουσιών), δασοκομικές και συναφείς βιομηχανικές δραστηριότητες, καθώς και το βιοαποικοδομήσιμο κλάσμα των βιομηχανικών και αστικών αποβλήτων. Τα βιοκαύσιμα χαρακτηρίζονται από μικρότερες εκπομπές ρύπων CO2 σε σχέση με τα ορυκτά καύσιμα. Στα βιοκαύσιμα συγκαταλέγονται Η Βιοαιθανόλη Το Βιοντίζελ Το Βιοαέριο Η Βιομεθανόλη Ο Βιοδιμεθυλαιθέρας Τα συνθετικά Βιοκαύσιμα Το Βιοϋδρογόνο Τα καθαρά φυτικά έλαια Στο σύνολο τους οι ΑΠΕ υπόσχονται να δώσουν σπουδαίες εναλλακτικές τεχνικές στο ενεργειακό πρόβλημα αλλά και να δώσουν λύσεις στα τεράστια περιβαλλοντολογικά προβλήματα του πλανήτη 1.2 ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Το περιβαλλοντολογικό πρόβλημα έχει γίνει εδώ και αρκετά χρόνια αντιληπτό από την ανθρωπότητα. Ιστορικά η απαρχή της ολοκληρωτικής παρέμβασης του ανθρώπου έγινε πριν από δύο περίπου αιώνες κατά την εποχή της βιομηχανικής επανάστασης. Από εκείνο το σημείο και έπειτα ο άνθρωπος καταναλώνει ακατάπαυτα φυσικούς πόρους (ορυκτούς κυρίως) και μάλιστα με τρόπο τελείως ανεξέλεγκτο και μάλλον ανταγωνιστικό. Το αποτέλεσμα αυτής της «εξέλιξης» συσωρευτικά δημιούργησε στο περιβάλλον τα ακόλουθα προβλήματα: Παγκόσμια (υπερ)θέρμανση (global (over)warming) 13

14 Ο όρος παγκόσμια θέρμανση αναφέρεται στην αύξηση της μέσης θερμοκρασίας της γης και των ωκεανών. Σύμφωνα με την αρμόδια επιτροπή του ΟΗΕ ή μέση θερμοκρασία του πλανήτη τον τελευταίο αιώνα έχει αυξηθεί κατά 0,6 βαθμούς C (±0,2). Οι προβλέψεις της ίδιας επιτροπής για το τέλος του αιώνα που διανύουμε είναι πολύ χειρότερες μιας και πιθανολογείται επιπλέον αύξηση της θερμοκρασίας έως και 5,8 βαθμούς C. Το φαινόμενο της παγκόσμιας θέρμανσης έχει άμεσα πλέον συνδεθεί με την παραγωγή των αερίων θερμοκηπίου από τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Τα αποτελέσματα αυτής της αύξησης έχουν γίνει πλέον αισθητά. (στην Δράμα έχουμε να δούμε αξιοπρεπή χιονάνθρωπο μια δεκαετία). Στους πόλους της γης ήδη παρατηρείται λιώσιμο τεράστιων παγόβουνων με γρήγορο ρυθμό. Το επίπεδο της θάλασσας συνεπακόλουθα αναμένεται να ανεβεί και να επιφέρει ανάλογες καταστροφές. Ήδη με την χρήση δορυφόρων (1992) έχει διαπιστωθεί ότι ή μέση αύξηση του επιπέδου της θάλασσας είναι 2,8 χιλιοστά/έτος άλλα διατηρούνται επιφυλάξεις για την αξιοπιστία (διακριτική ικανότητα) των μετρήσεων. Άλλα αρνητικά φαινόμενα που οφείλονται στην παγκόσμια υπερθέρμανση είναι αλλαγές στους ρυθμούς βροχοπτώσεων, αυξημένη ένταση και συχνότητα ακραίων καιρικών φαινομένων. Μελλοντικά αναμένονται σε κάποιες περιοχές, παρατεταμένη ξηρασία, και θέματα υγιεινής λόγω των κλιματικών αλλαγών. Αέρια Θερμοκηπίου (Greenhouses Gasses) 14

15 Όπως προαναφέρθηκε τα αέρια του θερμοκηπίου είναι κυρίως υπεύθυνα για την παγκόσμια υπερθέρμανση. Τα αέρια αυτά απορροφούν (εγκλωβίζουν) ουσιαστικά ακτινοβολία την οποία κατά ένα ποσοστό την εκπέμπουν προς την γη, θερμαίνοντας έτσι την επιφάνεια τους. Τα σημαντικότερα αέρια του θερμοκηπίου είναι οι υδρατμοί (Η20), το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), το μεθάνιο (CΗ4), το οξείδιο του νατρίου (ΝO2) και το όζον (O3). Η ανθρώπινη δραστηριότητα ευθύνεται για την αύξηση των CO2, CΗ4, ΝO2 τα οποία αποβάλλονται με ραγδαίο ρυθμό στην ατμόσφαιρα λόγω της εξάρτησης της παγκόσμιας οικονομίας από τα ορυκτά καύσιμα. Όξινη Βροχή Η καύση ορυκτών καυσίμων παράγει θειικά, ανθρακικά και νιτρικά οξέα. Τα αέρια που εκπέμπονται από την καύση των ορυκτών καυσίμων συγκρατούνται από σταγονίδια στα σύννεφα τα οποία επανέρχονται στην επιφάνεια της γης με την μορφή κυρίως της όξινης βροχής (επίσης και με το χιόνι, τους υδρατμούς αλλά και στερεά σωματίδια). Το αποτέλεσμα είναι να αυξάνεται η οξύτητα του φλοιού της γης καθώς επίσης να επηρεάζετε η χημική ισορροπία των ποταμών και των λιμνών. Στον παρακάτω πίνακα υπάρχει μια γενική αξιολόγηση με κριτήριο τις περιβαλλοντολογικές επιπτώσεις που προκύπτουν από διάφορες παραγωγικές δραστηριότητες. 15

16 Έχει γίνει αντιληπτό ότι ο μόνος τρόπος για να αντιμετωπιστεί στο σημείο που έχουμε φτάσει είναι μέσω διαρθρωτικών κοινωνικοπολιτικών αλλαγών. Η χρησιμοποίηση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας είναι σίγουρα ένα σημαντικό βήμα για την μείωση των περιβαλλοντολογικών προβλημάτων που μαστίζουν την ανθρωπότητα η τουλάχιστον για την επιβράδυνση του ρυθμού αύξησης των. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ Η κύρια και πρωταρχική πηγή ενέργειας για τη Γη είναι ο Ήλιος. Η ακτινοβολία του Ήλιου έχει τροφοδοτήσει και εξακολουθεί να τροφοδοτεί με ενέργεια όλες σχεδόν τις ανανεώσιμες και μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Είναι γνωστό ότι η ηλιακή ακτινοβολία, όχι μόνο δίνει φως αλλά επίσης, θερμαίνει τα σώματα στα οποία προσπίπτει. Λιγότερο γνωστό είναι ότι η ηλιακή ακτινοβολία αλλάζει και τις ιδιότητες κάποιων υλικών (των ημιαγωγών) που παράγουν έτσι ηλεκτρικό ρεύμα. Η ηλιακή ακτινοβολία αξιοποιείται για ενεργειακούς σκοπούς μέσω των: θερμικών ηλιακών, παθητικών ηλιακών και φωτοβολταϊκών συστημάτων ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Τα φωτοβολταϊκά συστήματα (Φ/Β) μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική, λύνοντας έτσι το πρόβλημα της ηλεκτροδότησης περιοχών που είναι δύσκολο να πάρουν ρεύμα από το ηλεκτρικό δίκτυο (απομονωμένα σπίτια, φάροι, κ.α.). Μικροί υπολογιστές και ρολόγια χρησιμοποιούν τα Φ/Β για την λειτουργία τους. Στην Ελλάδα υπάρχουν προϋποθέσεις για ανάπτυξη και εφαρμογή των Φ/Β συστημάτων, λόγω του ιδιαίτερα υψηλού δυναμικού ηλιακής ενέργειας. Παρ' όλα αυτά στη χώρα μας υπάρχει ένας μικρός αριθμός εγκατεστημένων Φ/Β συστημάτων, συνολικής εγκατεστημένης ισχύος της τάξης των 1000 kwp. Οι κυριότερες εφαρμογές αφορούν σε μικρά αυτόνομα συστήματα για την 16

17 ηλεκτροδότηση απομονωμένων περιοχών. Ένας σημαντικός αριθμός Φ/Β συστημάτων (περίπου 900) μικρής ονομαστικής ισχύος έχει εγκατασταθεί από την υπηρεσία Φάρων του Πολεμικού Ναυτικού για την απρόσκοπτη λειτουργία των φάρων σε όλη την ελληνική επικράτεια. 2.1 Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Έχει γίνει φανερό ότι τα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι μια τεχνολογία πολλά ποσχόμενη, ικανή να δώσει λύσεις στα δυο μεγάλα προβλήματα που αντιμετωπίζει η ανθρωπότητα. Αυτά είναι η αναζήτηση ενεργειακών πηγών για τις ανάγκες του πλανήτη και το περιβαλλοντολογικό ζήτημα που έχει προκύψει από την κατάχρηση των φυσικών πόρων από τον άνθρωπο ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ Ζούμε μια περίοδο όπου η διόγκωση των περιβαλλοντολογικών προβλημάτων σε συνδυασμό με την εξάντληση των ορυκτών ενεργειακών πόρων και τα τεράστια βήματα στην τεχνολογία των Φωτοβολταϊκών κάνουν πλέον εφικτή την χρήση τους. Πώς φτάσαμε όμως ως εδώ; Η πρώτη γνωριμία του ανθρώπου με το φωτοβολταϊκό φαινόμενο έγινε το 1839 όταν ο Γάλλος φυσικός Edmond Becquerel ( ) ανακάλυψε το φωτοβολταϊκό φαινόμενο κατά την διάρκεια πειραμάτων του με μια ηλεκτρολυτική επαφή φτιαγμένη από δύο μεταλλικά ηλεκτρόδια. Το επόμενο σημαντικό βήμα έγινε το 1876 όταν οι Adams ( ) και ο φοιτητής του Day παρατήρησαν ότι μια ποσότητα ηλεκτρικού ρεύματος παραγόταν από το σελήνιο (Se) όταν αυτό ήταν εκτεθειμένο στο φως. Το 1918 ο Πολωνός Czochralski ( ) πρόσθεσε την μέθοδο παραγωγής ημιαγωγού μονοκρυσταλλικού πυριτίου (Si) με την σχετική έρευνα του και η οποία μάλιστα χρησιμοποιείται βελτιστοποιημένη ακόμα και σήμερα Μια σημαντική ανακάλυψη έγινε επίσης το 1949 όταν οι Mott και Schottky ανέπτυξαν την θεωρία της διόδου σταθερής κατάστασης. Στο μεταξύ η κβαντικήθεωρία είχε ξεδιπλωθεί. Ο δρόμος πλέον για τις πρώτες πρακτικές εφαρμογές είχε ανοίξει. Το πρώτο ηλιακό κελί ήταν γεγονός στα εργαστήρια της Bell το 1954 από τους Chapin, Fuller και Pearson. Η απόδοση του ήταν 6% εκμετάλλευση της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας. Τέσσερα χρόνια μετά το 1958 η τεχνολογία των φωτοβολταϊκών προσαρτάται στον χώρο των διαστημικών εφαρμογών όταν τοποθετήθηκε ένα φωτοβολταϊκο σύστημα στον δορυφόρο Vanguar Ι σύστημα αυτό λειτούργησε επιτυχώς για 8 ολόκληρα χρόνια. Από το χρονικό αυτό σημείο και μετά τα φωτοβολταϊκά συστήματα άρχισαν να ενσωματώνονται σταδιακά σε διάφορες τεχνολογικές εφαρμογές και η τεχνολογία να βελτιώνεται συνεχώς. Σήμερα με οικονομίες μεγάλης κλίμακας έχουν επιτευχθεί μεγάλες αποδόσεις στα κρυσταλλικά κυρίως υλικά και αρκετές χώρες με πρωτοπόρες την Γερμανία και την Ιαπωνία έχουν ήδη επενδύσει τεράστια κονδύλια με σκοπό την ευρύτερη εκμετάλλευση της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας. Ήδη βέβαια αυτές οι χώρες έχουν αρχίσει και απολαμβάνουν τους καρπούς της εξελιγμένης τεχνογνωσίας τους. 17

18 Πολλοί παρόλα αυτά κρίνουν ότι η διείσδυση των φωτοβολταίκών έγινε με πολύ αργό ρυθμό παίρνοντας μάλιστα αφορμή από τον εκρηκτικό τρόπο που εξελίχθηκε μια άλλη βιομηχανία ημιαγωγών υλικών, αυτή των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Αυτό οφείλεται κυρίως στις τεχνικές δυσκολίες που αντιμετωπίζουν οι κατασκευαστές στην παραγωγική διαδικασία κατά την προσπάθεια τους να δημιουργήσουν καθαρά ημιαγωγά υλικά. Στα φωτοβολταϊκά συστήματα ο όγκος του απαιτούμενου υλικού είναι πολύ μεγάλος για αυτό μάλιστα και η τάση που φαίνεται ότι θα κυριαρχήσει μετά από κάποια χρόνια είναι αυτή των τεχνολογιών λεπτού υποστρώματος (thin film) με σκοπό την ελαχιστοποίηση του απαιτούμενου όγκου πυριτίου ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Κατηγορίες Υλικών Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο και η εκμετάλλευση του στηρίζονται στις βασικές ιδιότητες των ημιαγωγών υλικών σε ατομικό επίπεδο. Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή. Όταν το φως προσπίπτει σε μια επιφάνεια είτε ανακλάται, είτε την διαπερνά (διαπερατότητα) είτε απορροφάτε από το υλικό της επιφάνειας. Η απορρόφηση του φωτός ουσιαστικά σημαίνει την μετατροπή του σε μια άλλη μορφή ενέργειας (σύμφωνα με την αρχή διατήρησης της ενέργειας) η οποία συνήθως είναι η θερμότητα. Παρόλα αυτά όμως υπάρχουν κάποια υλικά τα οποία έχουν την ιδιότητα να μετατρέπουν την ενέργεια των προσπιπτόντων φωτονίων (πακέτα ενέργειας) σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτά τα υλικά είναι οι ημιαγωγοί και σε αυτά οφείλεται επίσης η τεράστια τεχνολογική πρόοδος που έχει συντελευτεί στον τομέα της ηλεκτρονικής και συνεπακόλουθα στον ευρύτερο χώρο της πληροφορικής και των τηλεπικοινωνιών. Γενικότερα τα υλικά στην φύση σε σχέση με τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά τους εμπίπτουν σε τρεις κατηγορίες, τους αγωγούς του ηλεκτρισμού, τους μονωτές και τους ημιαγωγούς. Ένας ημιαγωγός έχει την ιδιότητα να μπορεί να ελεγχθεί η ηλεκτρική του αγωγιμότητα είτε μόνιμα είτε δυναμικά. Ημιαγωγοί Το χαρακτηριστικό στοιχείο ενός ημιαγωγού που το διαφοροποιεί από τα υπόλοιπα υλικά είναι ο αριθμός των ηλεκτρονίων ενός ατόμου που βρίσκεται στην εξωτερική του στοιβάδα (σθένους). Ο περισσότερο γνωστός ημιαγωγός είναι το πυρίτιο (Si) για αυτό και θα επικεντρωθούμε σε αυτό. 18

19 Το πυρίτιο έχει ατομικό αριθμό 14 και έχει στην εξωτερική του στοιβάδα 4 ηλεκτρόνια. Όλα τα άτομα που έχουν λιγότερα η περισσότερα ηλεκτρόνια στην εξωτερική στοιβάδα (είναι "γενικά" συμπληρωμένη με 8 e) ψάχνουν άλλα άτομα με τα οποία μπορούν να ανταλλάξουν ηλεκτρόνια ή να μοιρασθούν κάποια με σκοπό τελικά να αποκτήσουν συμπληρωμένη εξωτερική στοιβάδα σθένους. Σε αυτήν την τάση οφείλεται και η κρυσταλλική δομή του πυριτίου αφού όταν συνυπάρχουν πολλά άτομα μαζί διατάσσονται με τέτοιο τρόπο ώστε να συνεισφέρουν ηλεκτρόνια με όλα τα γειτονικά τους άτομα και τελικά με αυτόν τον τρόπο να αποκτούν μια συμπληρωμένη εξωτερική στοιβάδα και κρυσταλλική δομή. Αυτή είναι και η καθοριστική ιδιότητα που έχουν τα κρυσταλλικά υλικά. Στην κρυσταλλική του μορφή όμως το πυρίτιο είναι σταθερό. Δεν έχει ανάγκη ούτε να προσθέσει ούτε να διώξει ηλεκτρόνια κάτι που ουσιαστικά του δίνει ηλεκτρικά χαρακτηριστικά πολύ κοντά σε αυτά ενός μονωτή αφού δεν υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια για την δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος στο εσωτερικό του. Δημιουργία Ηλεκτρικά Φορτισμένων Ημιαγωγών Τις ημιαγωγές ιδιότητες του το πυρίτιο τις αποκτά με τεχνικό τρόπο. Αυτό πρακτικά γίνεται με την πρόσμειξη με άλλα στοιχεία τα οποία είτε έχουν ένα ηλεκτρόνιο περισσότερο είτε ένα λιγότερο στην στοιβάδα σθένους των. Αυτή η πρόσμειξη τελικά κάνει τον κρύσταλλο δεκτικό είτε σε θετικά φορτία (υλικό τύπου p) είτε σε αρνητικά φορτία (υλικό τύπου n) Για να φτιαχτεί λοιπόν ένας ημιαγωγός τύπου n ή αλλιώς ένας αρνητικά φορτισμένος κρύσταλλος πυριτίου θα πρέπει να γίνει πρόσμειξη ενός υλικού με 5e στην εξωτερική του στοιβάδα όπως για παράδειγμα το Αρσένιο (As). Αντίστοιχα για να δημιουργήσουμε έναν ημιαγωγό τύπου p η αλλιώς θετικά ορτισμένος κρύσταλλος πυριτίου χρειάζεται να γίνει πρόσμειξη στον κρύσταλλο άποιου υλικού όπως το βόριο (Β) που έχει 3e στην εξωτερική του στοιβάδα. Δημιουργία της Επαφής (του Ηλεκτρικού Πεδίου) Εάν φέρουμε σε επαφή δύο κομμάτια πυριτίου τύπου n και τύπου p το ένα απέναντι από το άλλο δημιουργείται μια δίοδος η αλλιώς ένα ηλεκτρικό πεδίο στην επαφή των δύο υλικών το οποίο επιτρέπει την κίνηση ηλεκτρονίων προς μια κατεύθυνση μόνο. Τα επιπλέον ηλεκτρόνια της επαφής n έλκονται από τις «οπές» τις επαφής p. Αυτό το ζευγάρι των δύο υλικών είναι το δομικό στοιχείο του φωτοβολταϊκού κελιού και η βάση της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας. Η Επίδραση της Ηλιακής Ακτινοβολίας Η ηλιακή ακτινοβολία έρχεται με την μορφή πακέτων ενέργειας ή φωτονίων. Τα φωτόνια όταν προσπίπτουν σε μια διάταξη φβ κελιού περνούν αδιατάραχτα την επαφή τύπου n και χτυπούν τα άτομα της περιοχής τύπου p. Τα ηλεκτρόνια της περιοχής τύπου p αρχίζουν και κινούνται μεταξύ των οπών ώσπου τελικά φτάνουν στην περιοχή τάσης διόδου όπου και έλκονται πλέον από το θετικό πεδίο της εκεί περιοχής. 19

20 Αφού ξεπεράσουν το ενεργειακό χάσμα αυτής της περιοχής μετά είναι αδύνατον να επιστρέψουν. Στο κομμάτι της επαφής n πλέον έχουμε μια περίσσεια ηλεκτρονίων που μπορούμε να εκμεταλλευτούμε. Αυτή η περίσσεια των ηλεκτρονίων μπορεί να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα εάν τοποθετήσουμε μια διάταξη όπως ένας μεταλλικός αγωγός στο πάνω μέρος της επαφής n και στο κάτω της επαφής p και ένα φορτίο ενδιάμεσα με τέτοιο τρόπο ώστε να κλείσει ένας αγώγιμος δρόμος για το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγεται. Αυτή είναι απλοποιημένα η γενική αρχή λειτουργίας του φωτοβολταϊκού φαινόμενου. Περιορισμοί στην Φ/Β Απόδοση Γιατί όμως δεν μπορούμε να εκμεταλλευτούμε όλη την προσπίπτουσα ηλιακή ενέργεια; Το κάθε ημιαγωγό υλικό αντιδρά σε διαφορετικά μήκη κύματος της ακτινοβολίας. Κάποια υλικά αντιδρούν σε ευρύτερα φάσματα ακτινοβολίας από κάποια άλλα. Έτσι ανάλογα με το υλικό που χρησιμοποιούμε μπορούμε να εκμεταλλευτούμε μόνο εκείντο φάσμα της ακτινοβολίας που αντιδρά με το συγκεκριμένο υλικό. Το ποσοστό της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται σε σχέση με την προσπίπτουσα ηλιακή ενέργεια συμβολίζει τον συντελεστή απόδοσης του υλικού. Οι δύο βασικοί παράγοντες για την απόδοση ενός φωτοβολταϊκού υλικού είναι το ενεργειακό χάσμα του υλικού και ο συντελεστής μετατροπής ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΟΥΝ Μια τυπική φωτοβολταϊκή κυψέλη πυριτίου αποτελείται από ένα λεπτότατο στρώμα πυριτίου βαπτισμένο σε φώσφορο (τύπος Ν) πάνω σε ένα πιο παχύ στρώμα πυριτίου, βαπτισμένο σε βόριο (τύπος P). Κοντά στην κορυφή της κυψέλης όπου αυτά τα δυο υλικά εφάπτονται, δημιουργείται ένα ηλεκτρικό πεδίο. Όταν το ηλιακό φως προσπίπτει στην επιφάνεια της κυψέλης, αυτό το ηλεκτρικό πεδίο παρέχει ορμή και κατεύθυνση σε ηλεκτρόνια που διεγείρονται από το φως, με αποτέλεσμα τη ροή ρεύματος όταν η κυψέλη είναι συνδεδεμένη σε ηλεκτρικό φορτίο. 20

21 Σχήμα(1).Φωτοβολταϊκή Κυψέλη Ασχέτως μεγέθους, μια τυπική φωτοβολταϊκή κυψέλη παράγει περίπου 0,5-0,6 βολτ συνεχούς ρεύματος σε συνθήκες μηδενικού φορτίου και ανοικτού κυκλώματος. Η ποσότητα ρεύματος που παράγει η κυψέλη εξαρτάται από την αποτελεσματικότητάς της και το μέγεθός της και είναι ανάλογη με την ένταση του ηλιακού φωτός που τη χτυπάει. Για παράδειγμα, κάτω από έντονο ηλιακό φως, μια τυπική PV κυψέλη με επιφάνεια 160 τετρ. εκατοστά παράγει περίπου 2 Watt μέγιστη ισχύ Φ/Β ΜΟΝΑΔΕΣ & ΣΥΣΤΟΙΧΙΕΣ Οι φωτοβολταϊκές κυψέλες συνδέονται σε σειρά ή παράλληλα σε κυκλώματα για την παραγωγή μεγαλύτερης τάσης και ισχύος. Οι φωτοβολταϊκές μονάδες αποτελούνται από κυψέλες σφραγισμένες σε προστατευτικό έλασμα (module) και είναι η θεμελιώδης δομική μονάδα των συστημάτων PV. Τα φωτοβολταϊκά πάνελ περιέχουν μία ή περισσότερες μονάδες καλωδιωμένες και έτοιμες για εγκατάσταση. Μια φωτοβολταϊκή συστοιχία είναι μία πλήρης μονάδα παραγωγής ρεύματος που μπορεί να περιέχει οποιονδήποτε αριθμό από πάνελ. Σχήμα (2). Φωτοβολταϊκές κυψέλες, modules, panels και συστοιχίες. Η ισχύς των φωτοβολταϊκών συστοιχιών εκτιμάται κάτω από κανονικές συνθήκες. Σαν κανονικές συνθήκες ορίζουμε τη λειτουργία μίας κυψέλης σε θερμοκρασία 25 βαθμών Κελσίου και σε συγκεκριμένη ποσότητα ηλιακής ακτινοβολίας και πυκνότητας αέρα. Επειδή αυτές οι συνθήκες δεν αντιπροσωπεύουν το σύνηθες περιβάλλον λειτουργίας μίας κυψέλης, η πραγματική απόδοση είναι συνήθως 85 ως 90 % της ονομαστικής. Τα σημερινά φωτοβολταϊκά είναι εξαιρετικά ασφαλή και αξιόπιστα προϊόντα, με πολύ χαμηλά ποσοστά βλαβών και μέσο όρο ζωής τα 20 με 30 χρόνια. Οι περισσότεροι μεγάλοι κατασκευαστές προσφέρουν εγγύηση 20 ή περισσότερα χρόνια, στα οποία οι κυψέλες θα διατηρήσουν ένα υψηλό ποσοστό της ονομαστικής τους ισχύος ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ ΕΝΑ Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 21

22 Με απλά λόγια, τα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι παρόμοια με οποιαδήποτε άλλα συστήματα παραγωγής ενέργειας, απλά ο εξοπλισμός διαφέρει. Ωστόσο, οι αρχές λειτουργίας και διασύνδεσης με άλλα ηλεκτρικά συστήματα παραμένουν οι ίδιες. Παρόλο που μια μονάδα PV παράγει ρεύμα όταν εκτίθεται σε ηλιακό φως, μια σειρά από άλλα στοιχεία είναι απαραίτητα ώστε να γίνουν σωστά ο έλεγχος, η μετατροπή, η διανομή και η αποθήκευση της ενέργειας που παράγεται από τη μονάδα. Αναλόγως με τις λειτουργικές απαιτήσεις του συστήματος, τα απαραίτητα συστατικά του μπορεί να περιέχουν μετατροπείς DC-AC (συνεχούς/εναλλασσόμενου), συστοιχία μπαταριών, ρυθμιστές συστήματος και μπαταρίας, βοηθητικές πηγές ενέργειας κ.ο.κ. Επιπλέον μπορεί να είναι απαραίτητες μονάδες για την ασφάλεια του συστήματος όπως ειδική καλωδίωση, προστασία από υπερβολική τάση και άλλος εξοπλισμός επεξεργασίας ρεύματος. Το σχήμα 3 δείχνει ένα βασικό διάγραμμα ενός φωτοβολταϊκού συστήματος και τη σχέση των ξεχωριστών μονάδων. Σχήμα (3). Τα κυριότερα μέρη ενός Φωτοβολταϊκού συστήματος. Γιατί σε ορισμένα φωτοβολταϊκά συστήματα χρησιμοποιούνται μπαταρίες; Οι μπαταρίες χρησιμοποιούνται συχνά σε φωτοβολταϊκά συστήματα με σκοπό την αποθήκευση της ενέργειας που παράγεται την ημέρα, ώστε να παρέχουν ενέργεια στα ηλεκτρικά φορτία κατά τη διάρκεια της νύχτας και σε περιόδους συννεφιάς. Άλλοι λόγοι περιλαμβάνουν τη λειτουργία της φωτοβολταϊκής συστοιχίας στην μέγιστή της ισχύ, την παροχή σταθερών τάσεων στα ηλεκτρικά φορτία και την παροχή σταθερών ρευμάτων στους μετατροπείς. Στις περισσότερες περιπτώσεις χρησιμοποιείται ένας ρυθμιστής φόρτισης σε τέτοια συστήματα ώστε να προστατεύεται η μπαταρία από υπερφόρτιση και πλήρη εκφόρτιση (σχήμα 6) ΤΥΠΟΙ Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Πώς κατηγοριοποιούνται τα φωτοβολταϊκά συστήματα; Τα φωτοβολταϊκά συστήματα γενικά κατηγοριοποιούνται ανάλογα με τις λειτουργικές απαιτήσεις τους, τη διαμόρφωση των συστατικών τους μονάδων και τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται σε άλλες πηγές ενέργειας και ηλεκτρικά φορτία. Οι δύο βασικές κατηγορίες είναι τα συνδεόμενα στο δίκτυο ρεύματος της ΔΕΗ και τα ανεξάρτητα συστήματα. Τα συστήματα PV μπορούν να παρέχουν συνεχές ή εναλλασσόμενο ρεύμα, να λειτουργούν διασυνδεδεμένα ή ανεξάρτητα από το δίκτυο παροχής ρεύματος της ΔΕΗ και να συνδέονται με άλλες ενεργειακές πηγές και συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Τα συνδεόμενα στο δίκτυο συστήματα είναι σχεδιασμένα να λειτουργούν παράλληλα και διασυνδεδεμένα με το δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Το βασικό συστατικό ενός τέτοιο συστήματος είναι ο μετατροπέας. 22

23 Η μονάδα αυτή μετατρέπει το συνεχές ρεύμα (DC) που παράγεται από το σύστημα σε εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) με προδιαγραφές ίδιες με αυτές του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας της ΔΕΗ. Το φωτοβολταϊκό σύστημα συνδέεται με το δίκτυο με ένα ειδικό τρόπο, και παρέχει ενέργεια για την τροφοδότηση των ηλεκτρικών φορτίων, μειώνοντας ή μηδενίζοντας έτσι την ενέργεια που χρειάζεται να αντλούμε από το δίκτυο της ΔΕΗ. Τη νύχτα και σε περιόδους που τα ηλεκτρικά φορτία είναι μεγαλύτερα από την ισχύ που παράγει το σύστημα, αντλείται ισχύς από το δίκτυο της ΔΕΗ. Σχήμα (4). Διάγραμμα φωτοβολταϊκού συστήματος συνδεδεμένο με το δίκτυο της ΔΕΗ ΑΝΕΞΑΡΤΗΤΑ Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Τα ανεξάρτητα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι σχεδιασμένα να λειτουργούν ανεξάρτητα από το δίκτυο παροχής ρεύματος της ΔΕΗ και είναι γενικά κατασκευασμένα ώστε να τροφοδοτούν φορτία συνεχούς ή εναλλασσόμενου ρεύματος. Αυτοί οι τύποι συστημάτων μπορεί να τροφοδοτούνται μόνο από μια συστοιχία φωτοβολταϊκών ή μπορεί να χρησιμοποιούν τον άνεμο ή ηλεκτρογεννήτριες σαν βοηθητική πηγή ενέργειας, οπότε και ονομάζονται Υβριδικά Φωτοβολταϊκά συστήματα. Ο πιο απλός τύπος ανεξάρτητου συστήματος είναι τα συστήματα άμεσης ζεύξης, όπου το συνεχές ρεύμα της εξόδου του φωτοβολταϊκού οδηγείται απευθείας σε ένα φορτίο συνεχούς ρεύματος (σχήμα 5). Επειδή δεν υπάρχει αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας στα συστήματα αυτά, το φορτίο λειτουργεί μόνο κατά τη διάρκεια της ηλιοφάνειας, κάνοντας το σύστημα αυτό ιδανικό για εφαρμογές όπως ανεμιστήρες εξαερισμού, αντλίες νερού, και μικρούς κυκλοφορητές για ηλιακούς θερμοσίφωνες. Το ακριβές ταίριασμα της ωμικής αντίστασης του ηλεκτρικού φορτίου με την μέγιστη ισχύ εξόδου της φωτοβολταϊκής συστοιχίας είναι ένα κρίσιμο βήμα στο σχεδιασμό συστημάτων άμεσης ζεύξης με ικανοποιητική απόδοση. Σχήμα (5). Διάγραμμα συνεχούς ζεύξης. 23

24 Σε πολλά ανεξάρτητα φωτοβολταϊκά συστήματα, χρησιμοποιούνται μπαταρίες για αποθήκευση ενέργειας. Το σχήμα 6 δείχνει ένα διάγραμμα ενός τυπικού ανεξάρτητη του συστήματος με μπαταρίες, το οποίο τροφοδοτεί φορτία συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος. Το σχήμα 7 δείχνει πως μπορεί να σχεδιαστεί ένα τυπικό υβριδικό σύστημα. Σχήμα (6). Ανεξάρτητο φωτοβολταϊκό σύστημα με αποθήκευση σε μπαταρία η οποία τροφοδοτεί καταναλωτές συνεχούς και εναλλασσομένου ρεύματος. Σχήμα (7). Διάγραμμα φωτοβολταϊκού συστήματος συνδεδεμένο με το δίκτυο της ΔΕΗ με δυνατότητα τροφοδοσίας κρίσιμων μονάδων. Το σχήμα 7 δείχνει πώς ένα φωτοβολταϊκό σύστημα μπορεί να σχεδιαστεί ώστε να λειτουργεί σαν διασυνδεμένο στο δίκτυο και επίσης να τροφοδοτεί κρίσιμα φορτία/καταναλωτές όταν το δίκτυο απενεργοποιηθεί. ΔΙΑΣΥΝΔΕΔΕΜΕΝΑ Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 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 E/kWh αντί των 0,07 E της τιμής αγοράς). 24

25 Ένα σύστημα παραγωγής ηλεκτρισμού με φωτοβολταϊκά μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με το δίκτυο της ΔΕΗ (διασυνδεδεμένο σύστημα). Στην περίπτωση αυτή, πουλάει κανείς το ηλιακό ρεύμα στη ΔΕΗ έναντι μιας ορισμένης από το νόμο τιμής και συνεχίζει να αγοράζει ρεύμα από τη ΔΕΗ όπως και σήμερα. Έχει δηλαδή ένα διπλό μετρητή για την καταμέτρηση της εισερχόμενης και εξερχόμενης ενέργειας. ΑΥΤΟΝΟΜΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 25

26 Εναλλακτικά, μια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση μπορεί να αποτελεί ένα αυτόνομο σύστημα που να καλύπτει το σύνολο των ενεργειακών αναγκών ενός κτιρίου ή μιας επαγγελματικής χρήσης. Για τη συνεχή εξυπηρέτηση του καταναλωτή, η εγκατάσταση θα πρέπει να περιλαμβάνει και μια μονάδα αποθήκευσης (μπαταρίες) και διαχείρισης της ενέργειας. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα φωτοβολταϊκά χρησιμοποιούνται για παροχή ηλεκτρικής ενέργειας εφεδρείας (δηλαδή ως συστήματα αδιάλειπτης παροχής -UPS). Στην περίπτωση αυτή, το σύστημα είναι μεν διασυνδεδεμένο με τη ΔΕΗ, αλλά διαθέτει και μπαταρίες (συν όλα τα απαραίτητα ηλεκτρονικά) για να αναλαμβάνει την κάλυψη των αναγκών σε περίπτωση διακοπής του ρεύματος και για όσο διαρκεί αυτή. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τον ήλιο είναι εξαιρετικά προβλέψιμη. Αυτό που ενδιαφέρει, είναι πόσες κιλοβατώρες θα μας δώσει το σύστημά μας σε ετήσια βάση. Σε γενικές γραμμές, ένα φωτοβολταϊκό σύστημα στην Ελλάδα παράγει κατά μέσο όρο ετησίως περί τις κιλοβατώρες ανά εγκατεστημένο κιλοβάτ (KWh/έτος/KW). Προφανώς στις νότιες και πιο ηλιόλουστες περιοχές της χώρας ένα φωτοβολταϊκό παράγει περισσότερο ηλιακό ηλεκτρισμό απ' ότι στις βόρειες. Ενδεικτικά αναφέρουμε πως ένα φωτοβολταϊκό σύστημα στην Αθήνα αποδίδει KWh/έτος/KW, στη Θεσσαλονίκη KWh/έτος/KW και στην Κρήτη ή στη Ρόδο KWh/έτος/KW. 26

27 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 εγγυώνται: Μηδενική ρύπανση. Αθόρυβη λειτουργία. Αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής (που φθάνει τα 30 χρόνια). Απεξάρτηση από την τροφοδοσία καυσίμων για τις απομακρυσμένες περιοχές. Δυνατότητα επέκτασης ανάλογα με τις ανάγκες. Ελάχιστη συντήρηση. Η ηλιακή ενέργεια είναι καθαρή, ανεξάντλητη, ήπια και ανανεώσιμη. 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 παρέχουν τον απόλυτο έλεγχο στον καταναλωτή και άμεση πρόσβαση στα στοιχεία που αφορούν την παραγόμενη και καταναλισκόμενη ενέργεια. Τον καθιστούν έτσι πιο προσεκτικό στον τρόπο που καταναλώνει την ενέργεια και συμβάλλουν μ' αυτό τον τρόπο στην ορθολογική χρήση και εξοικονόμηση της ενέργειας. Δεδομένου ότι η παραγωγή και κατανάλωση του ηλιακού ηλεκτρισμού γίνονται τοπικά, αποφεύγονται οι σημαντικές απώλειες της μεταφοράς και διανομής του ηλεκτρισμού και κατ' αυτό τον τρόπο επιτυγχάνεται εξοικονόμηση ενέργειας της τάξης του 10% σε σχέση με τη συμβατική παροχή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω του δικτύου. Τα ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα έχουν αθόρυβη λειτουργία, αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής, δυνατότητα επέκτασης ανάλογα με τις ανάγκες, δυνατότητα αποθήκευσης της παραγόμενης ενέργειας (στο δίκτυο ή σε συσσωρευτές) και απαιτούν ελάχιστη συντήρηση. 27

28 Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα των φωτοβολταϊκών είναι αδιαμφισβήτητα. Κάθε κιλοβατώρα που παράγεται από φωτοβολταϊκά, και άρα όχι από συμβατικά καύσιμα, συνεπάγεται την αποφυγή έκλυσης 1,1 κιλών διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα (με βάση το σημερινό ενεργειακό μείγμα στην Ελλάδα και τις μέσες απώλειες του δικτύου). Ένα τυπικό φωτοβολταϊκό σύστημα του ενός κιλοβάτ, αποτρέπει κάθε χρόνο την έκλυση 1,4 τόνων διοξειδίου του άνθρακα, όσο δηλαδή θα απορροφούσαν δύο στρέμματα δάσους. Επιπλέον, συνεπάγεται λιγότερες εκπομπές άλλων επικίνδυνων ρύπων (όπως τα αιωρούμενα μικροσωματίδια, τα οξείδια του αζώτου, οι ενώσεις του θείου, κ.λπ). Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα πυροδοτούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου και αλλάζουν το κλίμα της Γης, ενώ η ατμοσφαιρική ρύπανση έχει σοβαρές επιπτώσεις στην υγεία και το περιβάλλον 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 σταθμού ηλεκτροπαραγωγής. Η παραγωγή ηλεκτρισμού από μικρούς παραγωγούς μπορεί να περιορίσει επίσης την ανάγκη επενδύσεων σε νέες γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Το κόστος μιας νέας γραμμής μεταφοράς είναι πολύ υψηλό, αν λάβουμε υπόψη μας πέρα από τον τεχνολογικό εξοπλισμό και θέματα που σχετίζονται με την εξάντληση των φυσικών πόρων και τις αλλαγές στις χρήσεις γης. Οι διάφοροι μικροί παραγωγοί "πράσινης" ηλεκτρικής ενέργειας αποτελούν ιδανική λύση για τη μελλοντική 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 10,6% 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, στην αποφυγή black-out και στη μείωση του συνολικού κόστους της ηλεκτροπαραγωγής, δεδομένου ότι η κάλυψη αυτών των αιχμών είναι ιδιαίτερα δαπανηρή. Σημειωτέον ότι, κάθε ώρα black-out κοστίζει στην εθνική οικονομία εκατ. ευρώ. 28

29 29

30 2.1.8 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Τα βασικά χαρακτηριστικά των Φ/Β συστημάτων, που τα διαφοροποιούν από τις άλλες μορφές ΑΠΕ είναι: Απευθείας παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, ακόμη και σε πολύ μικρή κλίμακα, π.χ. σε επίπεδο μερικών δεκάδων W ή και mw. Είναι εύχρηστα. Τα μικρά συστήματα μπορούν να εγκατασταθούν από τους ίδιους τους χρήστες. Μπορούν να εγκατασταθούν μέσα στις πόλεις, ενσωματωμένα σε κτίρια και δεν προσβάλλουν αισθητικά το περιβάλλον. Μπορούν να συνδυαστούν με άλλες πηγές ενέργειας (υβριδικά συστήματα). Είναι βαθμωτά συστήματα, δηλ. μπορούν να επεκταθούν σε μεταγενέστερη φάση για να αντιμετωπίσουν τις αυξημένες ανάγκες των χρηστών, χωρίς μετατροπή του αρχικού συστήματος. Λειτουργούν αθόρυβα, εκπέμπουν μηδενικούς ρύπους, χωρίς επιπτώσεις στο περιβάλλον. Οι απαιτήσεις συντήρησης είναι σχεδόν μηδενικές. Έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής και αξιοπιστία κατά τη λειτουργία. Οι εγγυήσεις που δίνονται από τους κατασκευαστές για τις Φ/Β γεννήτριες είναι περισσότερο από 25 χρόνια καλής λειτουργίας. Η ενεργειακή ανεξαρτησία του χρήστη είναι το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των Φ/Β συστημάτων. Το κόστος της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας από Φ/Β συστήματα είναι σήμερα συγκρίσιμο με το κόστος αιχμής ισχύος, που χρεώνει η εταιρεία ηλεκτρισμού τους πελάτες της. Τα Φ/Β συστήματα μπορούν να συμβάλουν σημαντικά στη λεγόμενη «Διάσπαρτη Παραγωγή Ενέργειας» ( Distributed Power Generation), η οποία αποτελεί το νέο μοντέλο ανάπτυξης σύγχρονων ενεργειακών συστημάτων παραγωγής, μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Η διαφοροποίηση στην παραγωγή ενέργειας, που προσφέρεται από τα Φ/Β συστήματα, σε συνδυασμό με την κατά μεγάλο ποσοστό απεξάρτηση από το πετρέλαιο και την αποφυγή περαιτέρω ρύπανσης του περιβάλλοντος, μπορούν να δημιουργήσουν συνθήκες οικονομικής ανάπτυξης σε ένα νέο ενεργειακό τοπίο που αυτή τη στιγμή διαμορφώνεται στις αναπτυγμένες χώρες. ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΩΡΟΛΟΓΙΑ Φωτοβολταϊκό φαινόμενο ονομάζεται η άμεση μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική τάση. Για ευκολία, συνήθως χρησιμοποιούμε τη σύντμηση Φ/Β για τη λέξη "φωτοβολταϊκό" (photovoltaic - 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 (PV module). Φωτοβολταϊκό πανέλο. Ένα ή περισσότερα Φ/Β πλαίσια, που έχουν προκατασκευαστεί 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). Ποιά είναι τα πλεονεκτήματα των φωτοβολταϊκών; 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 επιλογή 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: μηδενική ρύπανση. αθόρυβη λειτουργία. αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής (που φθάνει τα 30 χρόνια). 30

31 απεξάρτηση από την τροφοδοσία καυσίμων για τις απομακρυσμένες περιοχές. δυνατότητα επέκτασης ανάλογα με τις ανάγκες. ελάχιστη συντήρηση. 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 πιο 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 ηλεκτροπαραγωγής. Η παραγωγή ηλεκτρισμού από μικρούς παραγωγούς μπορεί να περιορίσει επίσης την ανάγκη επενδύσεων σε νέες γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Το κόστος μιας νέας γραμμής μεταφοράς είναι πολύ υψηλό, αν λάβουμε υπόψη μας πέρα από τον τεχνολογικό εξοπλισμό και θέματα που σχετίζονται με την εξάντληση των φυσικών πόρων και τις αλλαγές στις χρήσεις γης. Οι διάφοροι μικροί παραγωγοί "πράσινης" ηλεκτρικής ενέργειας αποτελούν ιδανική λύση για τη μελλοντική 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 31

32 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; Ποιά 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 πελάτεςπαραγωγούς 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 τις 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 κτιριακή εφαρμογή. Και τα μειονεκτήματα; 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 φωτοβολταϊκά, 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. Τι ενεργειακές ανάγκες μπορώ να καλύψω με ένα φωτοβολταϊκό; Φωτισμός, τηλεπικοινωνίες, ψύξη, ηχητική κάλυψη... οποιαδήποτε ουσιαστικά ενεργειακή ανάγκη μπορεί να καλυφθεί από ένα κατάλληλα σχεδιασμένο φωτοβολταϊκό σύστημα. Το πρώτο πράγμα που πρέπει να ξέρει κανείς για τα φωτοβολταϊκά είναι ότι παράγουν συνεχές ρεύμα. Αυτό σημαίνει είτε ότι τα χρησιμοποιούμε με συσκευές συνεχούς ρεύματος είτε μετατρέπουμε αυτό το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο 230 V (σε ρεύμα ίδιο με της ΔΕΗ δηλαδή) με τη βοήθεια κάποιων ηλεκτρονικών συσκευών. Για λόγους απόδοσης και οικονομίας πάντως, δεν συνιστάται η χρήση φωτοβολταϊκών συστημάτων για την τροφοδότηση θερμικών ηλεκτρικών συσκευών, όπως κουζίνες, θερμοσίφωνες, ηλεκτρικά καλοριφέρ ή θερμοσυσσωρευτές. Για τις χρήσεις αυτές υπάρχουν πολύ οικονομικότερες λύσεις που δεν στηρίζονται καθόλου στον ηλεκτρισμό, όπως οι ηλιακοί θερμοσίφωνες, ο ηλιακός κλιματισμός, οι κουζίνες ή τα συστήματα θέρμανσης φυσικού αερίου, υγραερίου κ.λπ. Ας πάρουμε το παράδειγμα της θέρμανσης νερού: αν χρησιμοποιήσουμε ηλεκτρικό θερμοσίφωνα που τροφοδοτείται από ένα φωτοβολταϊκό σύστημα, το ηλιακό φως μετατρέπεται σε ηλεκτρισμό και κατόπιν από το θερμοσίφωνα σε θερμότητα. Το συνολικό κόστος των δύο αυτών συστημάτων είναι πολύ μεγαλύτερο από έναν ηλιακό θερμοσίφωνα που μετατρέπει απευθείας την ηλιακή ακτινοβολία σε θερμότητα. Από την άλλη μεριά, ο φωτισμός με λάμπες εξοικονόμησης και η χρήση ηλεκτρονικών συσκευών (υπολογιστές, 32

33 ηχητικά συστήματα, ψυγεία, τηλεοράσεις, τηλεπικοινωνίες κ.λ.π ) αποτελούν ανάγκες που μπορούν να καλυφθούν εύκολα και οικονομικά με φωτοβολταϊκά ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΤΑΣΗΣ (INVERTER) Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ένα Φ/Β πλαίσιο είναι υπό μορφή συνεχούς ρεύματος (DC). Η μετατροπή του συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο (AC) είναι απαραίτητη για τη χρήση πολλών κοινών συσκευών όπως και για την σύνδεση στο υπάρχον ηλεκτρικό δίκτυο και επιτυγχάνεται με έναν μετατροπέα τάσης συνεχούς σε εναλλασσόμενο ρεύμα ή αλλιώς μετατροπέας DC-AC. Η αποδοτικότητα των μετατροπέων είναι γενικά μεγαλύτερη από 90%, όταν λειτουργούν πάνω από το 10% της μέγιστης παραγωγής τους, και μπορεί να φτάσει έως και 96%. Οι μετατροπείς που συνδέονται άμεσα με τα φωτοβολταϊκά ενσωματώνουν μια ηλεκτρονική διάταξη ανίχνευσης του μέγιστου σημείου ισχύος (Maximum Power Point Tracker - MPPT), o όποιος ρυθμίζει συνεχώς τη σύνθετη αντίσταση φορτίων έτσι ώστε ο μετατροπέας να εξάγει πάντα τη μέγιστη ενέργεια από το σύστημα. Οι μετατροπείς υπάγονται σε δύο-κύριες κατηγορίες: αυτό-συνχρονιζόμενος και συγχρονισμένος βάση μίας σύνδεσης. Ο πρώτος μπορεί να λειτουργήσει ανεξάρτητα, ενεργοποιούμενος από την πηγή ενέργειας, δηλαδή μόλις υπάρχει ρεύμα από τα Φ/Β τότε ενεργοποιείται για να μην σπαταλάει ρεύμα από τους συσσωρευτές. Αυτοί που υπάγονται στη δεύτερη κατηγορία ενεργοποιούνται και ελέγχεται από το δίκτυο. Αυτό είναι απαραίτητο για να διατηρήσει το δίκτυο σταθερή ποιότητα ρεύματος και να αποφευχθούν τυχόν ατυχήματα. Αυτής της κατηγορίας οι μετατροπείς σταματάνε όταν υπάρχει βλάβη στο δίκτυο για πρόληψη ηλεκτροπληξίας στα συνεργία της ΔΕΗ. Παραδοσιακά, ένας μετατροπέας χρησιμοποιείτε για ολόκληρη τη συστοιχία. Ξεχωριστοί μετατροπείς μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές συστοιχίες Φ/Β σε περίπτωση που η εγκατεστημένη ισχύς είναι μεγάλη. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται καλύτερη αξιοπιστία καθώς εάν προκύψει κάποιο πρόβλημα σε μια μονάδα, απομονώνεται χωρίς να σταματήσει την παραγωγή το υπόλοιπο σύστημα. 33

34 2.2 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Οι κύριες εφαρμογές Φ/Β συστημάτων στον Ελλαδικό χώρο είναι οι εγκαταστάσεις της ΔΕΗ στα νησιά (Κύθνος, Αρκοί, Αντικύθηρα, Γαύδος, Σίφνος κλπ.), οι ηλεκτροδότηση του συνόλου του φαρικού δικτύου από την αντίστοιχη υπηρεσία του Πολεμικού Ναυτικού, αναμεταδότες σταθερής και κινητής τηλεφωνίας, καθώς και διάφορες εγκαταστάσεις στα πλαίσια πιλοτικών εφαρμογών μέσω επιδοτούμενων έργων της ΕΕ, αλλά και του ΕΠΑN. Η εγκατεστημένη ισχύς στην Ελλάδα εκτιμάται σε 2,2MWp στο τέλος του έτους 2003, το 50% των οποίων είναι Φ/Β εγκαταστάσεις διασυνδεδεμένες στο δίκτυο. Η ετήσια παραγωγή ενέργειας από Φ/Β κατά το 2002 και 2003, ήταν 2,3GWh και 2,7 G Wh αντίστοιχα. Το εκτιμούμενο δυναμικό της βιομηχανίας Φ/Β στην Ελλάδα είναι άτομα και ο ετήσιος κύκλος εργασιών είναι της τάξης των 3 εκατομμυρίων. Αντίστοιχα, ο ετήσιος εθνικός προϋπολογισμός για Ε&Α σε Φ/Β τεχνολογίες εκτιμάται σε 2,2 εκατομμύρια. Η δυνητική αγορά των Φ/Β συστημάτων στην Ελλάδα αλλά και η παραγωγική δραστηριότητα είναι αντίστοιχη της αγοράς των ηλιακών συλλεκτών ζεστού νερού. Η ανάπτυξη της αγοράς εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την προώθηση βέλτιστων μέτρων και κινήτρων εκ μέρους της πολιτείας. 2.3 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Στίξη στο Έδαφος Σύστημα Σταθερού Προσανατολισμό. 34

35 Σύστημα Παρακολούθησης Τροχιάς Δυο Αξόνων Στήριξη σε Οροφή Κτηρίου Σύστημα Εγκατεστημένο σε Επικλινή Στέγη Σύστημα Εγκαταστημένο σε Επίπεδη Στέγη 35

36 BIPV (Ενσωμάτωση στο κέλυφος του κτηρίου) Συστήματα ενσωματωμένα στο κέλυφος του κτιρίου Ειδικές εφαρμογές Συστήματα πλήρωσης δεξαμενής Αναλυτικό σύστημα Ηλεκτροδότηση σε απομακρυσμένες περιοχές Αυτόνομο πλωτό σκάφος Ακόμη χρησιμοποιούνται για: Ηλεκτροδότηση Ιερών Μονών. Αφαλάτωση/άντληση/ καθαρισμού νερού. Συστήματα εξωτερικού φωτισμού δρόμων, πάρκων, αεροδρομίων κλπ. Συστήματα τηλεπικοινωνιών, τηλεμετρήσεων και συναγερμού. 36

37 Συστήματα σηματοδότησης οδικής κυκλοφορίας, ναυτιλίας κλπ. Αγροτικές εφαρμογές όπως άντληση νερού, ιχθυοκαλλιέργειες, ψυχική αγροτικών προϊόντων,φαρμάκων κλπ. 2.4 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ Φ/Β ΤΥΠΟΙ Φ/Β ΥΛΙΚΩΝ Φωτοβολταικα στοιχεια Πυριτίου (Si) Το υλικό που χρησιμοποιείται περισσότερο για να κατασκευαστούν φωτοβολταϊκά στοιχεία στην βιομηχανία είναι το πυρίτιο. Είναι ίσως και το μοναδικό υλικό που παράγεται με τόσο μαζικό τρόπο. Το πυρίτιο σήμερα αποτελεί την πρώτη ύλη για το 90% της αγοράς των φωτοβολταϊκών. Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα του πυριτίου είναι: Μπορεί να βρεθεί πάρα πολύ εύκολα στην φύση. Είναι το δεύτερο σε αφθονία υλικό που υπάρχει στον πλανήτη μετά το οξυγόνο. Το διοξείδιο του πυριτίου (SiO2) (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 125oC κάτι που επιτρέπει την χρήση του πυριτίου σε ιδιαίτερα δύσκολες περιβαλλοντικές συνθήκες. Αυτός είναι και ο λόγος που τα φωτοβολταϊκά στοιχεία πυριτίου ανταπεξέρχονται σε ένα ιδιαίτερα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών. Πολύ σημαντικό στοιχείο, που συνέβαλε στην γρήγορη ανάπτυξη τα φωτοβολταϊκά στοιχεία τα τελευταία χρόνια, ήταν η ήδη αναπτυγμένη τεχνολογία, στην βιομηχανία της επεξεργασίας του πυριτίου, στον τομέα της ηλεκτρονικής (υπολογιστές, τηλεοράσεις κλπ). Το 2007 μάλιστα ήταν η πρώτη χρονιά που υπήρχε μεγαλύτερη ζήτηση (σε τόνους κρυσταλλικού πυριτίου) στην αγορά των φωτοβολταϊκών στοιχειών σε σχέση με αυτήν των ημιαγωγών της ηλεκτρονικής. Μια κατηγοριοποίηση για τα φωτοβολταϊκά στοιχεία θα μπορούσε να γίνει με βάση το πάχος του υλικού που χρησιμοποιείται. Τύποι φωτοβολταϊκών συστημάτων πυριτίου «μεγάλου πάχους» 1) Φωτοβολταϊκά στοιχεία μονοκρυσταλλικού πυριτίου (SingleCrystalline Silicon, sc-si ) Το 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 φωτοβολταϊκά στοιχειά χαρακτηρίζονται από το πλεονέκτημα της καλύτερης σχέση απόδοσης/επιφάνειας ή "ενεργειακής πυκνότητας". Ένα άλλο χαρακτηριστικό είναι το υψηλό κόστος κατασκευής σε σχέση με τα πολυκρυσταλλικά. Βασικές τεχνολογίες παραγωγής μονοκρυσταλλικών φωτοβολταϊκών είναι η μέθοδος CZ (Czochralski) και η μέθοδος FZ (float zone). Αμφότερες βασίζονται στην ανάπτυξη ράβδου πυριτίου. Το μονοκρυσταλλικό φωτοβολταϊκό με την υψηλότερη απόδοση στο εμπόριο σήμερα, είναι της SunPower με απόδοση πλαισίου 18,5%. Είναι μάλιστα το μοναδικό που έχει τις μεταλλικές επαφές στο πίσω μέρος του πάνελ αποκομίζοντας έτσι μεγαλύτερη επιφάνεια αλληλεπίδρασης με την ηλιακή ακτινοβολία. 37

38 2) Φωτοβολταικα κελιά πολυκρυσταλλικού πυριτίου (MultiCrystalline Silicon, mc-si) Το πάχος τους είναι επίσης περίπου 0,3 χιλιοστά. Η μέθοδος παραγωγής τους είναι φθηνότερη από αυτήν των μονοκρυσταλλικών γι' αυτό και η τιμή τους είναι συνήθως λίγο χαμηλότερη. Οπτικά μπορεί κανείς να παρατηρήσει τις επιμέρους μονοκρυσταλλικές περιοχές. Όσο μεγαλύτερες είναι σε έκταση οι μονοκρυσταλλικές περιοχές τόσο μεγαλύτερη είναι και η απόδοση για τα πολυκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά κελιά. Σε εργαστηριακές εφαρμογές έχουν επιτευχθεί αποδόσεις έως και 20% ενώ στο εμπόριο τα πολυκρυσταλλικά στοιχεία διατίθενται με αποδόσεις από 13 έως και 15% για τα φωτοβολταϊκά πλαίσια (πάνελ). Βασικότερες τεχνολογίες παραγωγής είναι: η μέθοδος απ' ευθείας στερεοποίησης DS (directional solidification)., η ανάπτυξη λιωμένου πυριτίου ("χύτευση"), και η ηλεκτρομαγνητική χύτευση EMC. 3) Φωτοβολταϊκά στοιχεία ταινίας πυριτίου (Ribbon Silicon) Πρόκειται για μια σχετικά νέα τεχνολογία φωτοβολταϊκών στοιχείων. Αναπτύσσεται από την Evergreen Solar. Προσφέρει έως και 50% μείωση στην χρήση του πυριτίου σε σχέση με τις "παραδοσιακές τεχνικές" κατασκευής μονοκρυσταλλικών και πολυκρυσταλλικών φωτοβολταϊκών κυψελών πυριτίου. Η απόδοση για τα φωτοβολταϊκά στοιχεία του έχει φτάσει πλέον γύρω στο 12-13% ενώ το πάχος του είναι περίπου 0,3 χιλιοστά. Στο εργαστήριο έχουν επιτευχθεί αποδόσεις της τάξης του 18%. 38

39 Φωτοβολταικα υλικά λεπτών επιστρώσεων, thin film 1) Δισεληνοϊνδιούχος χαλκός (CuInSe2 ή CIS, με προσθήκη γάλλιου CIGS) 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 επιτευχθεί μεταξύ των φωτοβολταϊκών τεχνολογιών λεπτής επιστρώσεως. Με την πρόσμιξη γάλλιου η απόδοση του μπορεί να αυξηθεί ακόμα περισσότερο CIGS. Το πρόβλημα που υπάρχει είναι ότι το ίδιο υπάρχει σε περιορισμένες ποσότητες στην φύση. Στα επόμενα χρόνια πάντως αναμένεται το κόστος του να είναι αρκετά χαμηλότερο. 2) Φωτοβολταϊκά στοιχεία άμορφου πυριτίου (Amorphous ή Thin film Silicon, a-si) Τα φωτοβολταϊκά 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 (πυρίτιο στην περίπτωση μας) πάνω σε υπόστρωμα υποστήριξης, χαμηλού κόστους όπως γυαλί ή αλουμίνιο. Έτσι και λόγω της μικρότερης ποσότητας πυριτίου που χρησιμοποιείται η τιμή τους είναι γενικότερα αρκετά χαμηλότερη. Ο χαρακτηρισμός άμορφο φωτοβολταϊκό προέρχεται από τον τυχαίο τρόπο με τον οποίο είναι διατεταγμένα τα άτομα του πυριτίου. Οι επιδόσεις που επιτυγχάνονται με χρησιμοποιώντας φωτοβολταϊκά thin films πυριτίου κυμαίνονται για το πλαίσιο από 6 έως 8% ενώ στο εργαστήριο έχουν επιτευχθεί αποδόσεις ακόμα και 14%. Το σημαντικότερο πλεονέκτημα για το φωτοβολταϊκό στοιχείο a-si είναι το γεγονός ότι δεν επηρεάζεται πολύ από τις υψηλές θερμοκρασίες. Επίσης, πλεονεκτεί στην αξιοποίηση της απόδοσης του σε σχέση με τα κρυσταλλικά ΦΒ, όταν υπάρχει διάχυτη ακτινοβολία (συννεφιά). Το μειονέκτημα των άμορφων πλαισίων είναι η χαμηλή τους ενεργειακή πυκνότητα κάτι που σημαίνει ότι για να παράγουμε την ίδια ενέργεια χρειαζόμαστε σχεδόν διπλάσια επιφάνεια σε 39

40 σχέση με τα κρυσταλλικά φωτοβολταϊκά στοιχεία. Επίσης υπάρχουν αμφιβολίες όσων αφορά την διάρκεια ζωής των άμορφων πλαισίων μιας και δεν υπάρχουν στοιχεία από παλιές εγκαταστάσεις αφού η τεχνολογία είναι σχετικά καινούρια. Παρόλα αυτά οι κατασκευαστές πλέον δίνουν εγγυήσεις απόδοσης 20 ετών. Το πάχος του πυριτίου είναι περίπου 0,0001 χιλιοστά ενώ το υπόστρωμα μπορεί να είναι από 1 έως 3 χιλιοστά. 3) Τελουριούχο Kάδμιο (CdTe) Το Τελουριούχο Κάδμιο έχει ενεργειακό διάκενο γύρω στο 1eV το οποίο είναι πολύ κοντά στο ηλιακό φάσμα κάτι που του δίνει σοβαρά πλεονεκτήματα όπως την δυνατότητα να απορροφά το 99% της προσπίπτουσας ακτινοβολίας. Οι σύγχρονες τεχνικές όμως μας προσφέρουν αποδόσεις πλαισίου γύρω στο 6-8%. Στο εργαστήριο η απόδοση στα φωτοβολταικα στοιχειά έχει φθάσει το 16%. Μελλοντικά αναμένεται το κόστος του να πέσει αρκετά. Σημαντικότερος κατασκευαστής για φωτοβολταϊκα στοιχεία CdTe είναι η First Solar. 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 ενθυλάκωση του στο γυαλί ως δομικό υλικό (BIPV Building Integrated Photovoltaic). 4) Αρσενικού Γάλλιο (GaAs) Το Γάλλιο είναι ένα παραπροϊόν της ρευστοποίησης άλλων μετάλλων 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 1,43eV που είναι ιδανικό για την απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας. Η απόδοση του στην μορφή πολλαπλών συνενώσεων (multijunction) είναι η υψηλότερη που έχει επιτευχθεί και αγγίζει το 29%. Επίσης τα φωτοβολταικα στοιχεια GaAs είναι εξαιρετικά ανθεκτικά στις υψηλές θερμοκρασίες γεγονός που επιβάλλει σχεδόν την χρήση τους σε εφαρμογές ηλιακών συγκεντρωτικών συστημάτων (solar concentrators). Τα φωτοβολταικα στοιχεία GaAs έχουν το πλεονέκτημα ότι αντέχουν σε πολύ υψηλές 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. 40

41 2.4.2 Φ/Β ΠΛΑΙΣΙΑ Μονοκρύσταλλοι Πολυκρύσταλλοι Λεπτού Υμενίου Μονοκρυσταλλικά Πλαίσια Τα μονοκρυσταλλικά πλαίσια από πυρίτιο πετυχαίνουν υψηλή απόδοση μέχρι και 20%.Για την παράγωγη όμως απαιτούνται μεγάλες ποσότητες ενέργειας με αποτέλεσμα η υψηλή τους να καθίστα απαγορευτικά για χάρη τους σε φωτοβολήθηκα πάρκα. Πολυκρυσταλλικά Πλαίσια Τα πολυκρυσταλλικά πλαίσια πετυχαίνουν απόδοση περίπου 16%, τιμή εξαιρετικά ικανοποιητική και το κόστος κατασκευής είναι πολύ μικρότεροι από εκείνο των μονοκρυσταλλικών πλαισίων και για αυτό χρησιμοποιούνται κατά κύριο λόγο στις φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις. Λεπτού Υμενίου (thin film) Η τεχνολογία των πλαισίων λεπτού υμενίου αναπτύχθηκε ως οικονομικοί λύση για φωτοβολταϊκά συστήματα λόγο του χαμηλού ενεργειακού κόστους και κόστους κατασκευής. Έχουν σχετικά χαμηλή απόδοση (6 εως 8%) αλλά λόγο της εξαιρετικά καλής συμπεριφοράς τους στις υψηλές θερμοκρασίες και στο διάχυτο φως χρησιμοποιούνται συχνά σε εγκαταστάσεις φωτοβολταϊκών. Χαρακτηριστικά των Φ/Β Πάνελ Τα κύρια χαρακτηριστικά που διαφοροποιούν τα πάνελ και θα πρέπει να προσεχτούν κατά την προμήθεια φωτοβολταϊκού εξοπλισμού, είναι: 1. Pm = Η ονομαστική (μέγιστη) ισχύς (σε Watt). 2. Vpm = Η τάση που αντιστοιχεί στην ονομαστική ισχύ (σε Volt). 3. Ipm = Η ένταση ρεύματος που αντιστοιχεί στην ονομαστική ισχύ (σε Ampere). 4. Voc = Τάση ανοιχτού κυκλώματος (σε Volt). 5. Ιsc = Ένταση ρεύματος βραχυκυκλώματος (σε Ampere). 6. Vmax= Μέγιστη Τάση συστήματος (σε Volt). 7. Tcoe= Συντελεστές επίδρασης θερμοκρασίας αpm (%/C), αisc (%/C), αvoc (mv/c). 41

42 8. 9. Εγγύηση απόδοσης solar panel. Εγγύηση προϊόντος. 2.5 Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΗΣ ΒΑΣΗΣ Η εταιρεία σχεδίασε και κατασκεύασε το Σύστημα Κινούμενης Βάσης - Ηλιοτρόπιο το οποίο είναι ένα εξαιρετικά αξιόπιστο μονοαξονικό ή διαξονικό σύστημα το οποίο παρακολουθεί την πορεία του ήλιου στον ορίζοντα καθ όλη τη διάρκεια της ημέρας. Οι φωτοβολταϊκοί συλλέκτες τοποθετούνται πάνω στην κινούμενη βάση έτσι ώστε να έχουν κατεύθυνση πάντα προς τον ήλιο, και έτσι να αυξάνεται η απόδοσή τους κατά 25% έως 50% όλο τον χρόνο όπως εκτιμάται για την Ελλάδα. Σε ημερήσια βάση, η απόδοση έχει φτάσει μέχρι και 72% (στοιχεία Ιούνιος 2008). Η σχεδίαση και κατασκευή του Ηλιοτροπίου έγινε με τέτοιο τρόπο ώστε να αντέχει στις χειρότερες κλιματικές συνθήκες, η συντήρησή του να είναι ελάχιστη μία φορά τον χρόνο και οι αντοχές των υλικών κατασκευής είναι δοκιμασμένες σε ακραίες καταστάσεις. Η πορεία της κινούμενης βάσης είναι από Ανατολικά (Ε) προς Δυτικά (W) κατά την διάρκεια της ημέρας και ο προσανατολισμός της βάσης είναι Νότιος (S). Διατίθεται σε 2 εκδόσεις: την Ηλιοτρόπιο Ι στην οποία η κίνηση του πλαισίου από Ανατολή στη Δύση είναι αυτόματη ενώ του αζιμούθιου χειροκίνητη. Η ρύθμιση του αζιμούθιου δεν απαιτείται περισσότερο από 4-5 φορές ετησίως. Στη Ηλιοτρόπιο ΙΙ έκδοση, το Ηλιοτρόπιο κινείται αυτόματα τόσο από την Ανατολή στη Δύση, όσο και στο αζιμούθιο του. 42

43 Η γωνία κλίσης e των Φ/Β συλλεκτών ως προς τον οριζόντιο άξονα μεταβάλλεται χειροκίνητα από 20 έως 65 έτσι ώστε να προσαρμόζεται σύμφωνα με την μετατόπιση του ήλιου τις τέσσερις εποχές του χρόνου. Κάθε πρωί το σύστημα προσανατολίζεται Ανατολικά (E) και παρακολουθεί την πορεία του ήλιου ξεκινώντας την ώρα ανατολής του ήλιου. Ως ώρα εκκίνησης της πορείας λαμβάνεται η ώρα Ανατολής του ήλιου κατά την Εαρινή Ισημερία και για τον συγκεκριμένο τόπο εγκατάστασης του συστήματος. Οι παράμετροι αυτοί καταχωρούνται σε έναν ελεγκτή PLC μια φορά κατά την αρχική εγκατάσταση του. Η παρακολούθηση του ορίζοντα από το σύστημα γίνεται ανεξάρτητα από το άν υπάρχει ηλιοφάνεια ή συννεφιά. Με τον τρόπο αυτό γίνεται εκμετάλλευση και της παραμικρής ηλιαχτίδας του ήλιου για την παραγωγή ενέργειας ενώ παράλληλα αποφεύγεται η χρήση πολύπλοκων και δαπανηρών διατάξεων οπτικών αισθητήρων προσδίδοντας έτσι τη μέγιστη αξιοπιστία έναντια στο χρόνο. Η πορεία του ήλιου στον ορίζοντα παρακολουθείται διαρκώς από την Ανατολή μέχρι την Δύση, μετατοπίζοντας τον πλαίσιο συλλεκτών του συστήματος κατά 9 σε κάθε βήμα και σε είκοσι συνολικά κινήσεις (βήματα). Ο αριθμός και το άνοιγμα του βήματος μετατόπισης του πλαισίου συλλεκτών μπορεί να μεταβληθεί έτσι ώστε η πορεία παρακολούθησης του ήλιου στον ορίζοντα να αλλάζει σύμφωνα με τον τόπο εγκατάστασης του συστήματος. Κατά την διάρκεια της νύκτας το σύστημα επανέρχεται στην θέση εκκίνησης που ''βλέπει'' προς την Ανατολή και είναι έτοιμο για την εκκίνησή του ημερήσιου κύκλου του. Τα κινητά μέρη είναι στεγανά και αντέχουν σε συνθήκες θερμοκρασίας από -30ºC έως +70ºC. Η διάρκεια λειτουργίας του κινητήρα σε ένα εικοσιτετράωρο είναι είκοσι λεπτά (20min) και έτσι οι φθορές είναι ελάχιστες. Η ετήσια κατανάλωση σε ηλεκτρισμό είναι μόλις 10 kwh. Η συντήρηση του Ηλιοτρόπιου είναι ελάχιστη γιατί όλα τα κινούμενα μέρη είναι στεγανά και τα υλικά κατασκευής του μεταλλικού μέρους του είναι ανοξείδωτα. Η λίπανση του κοχλία γίνεται μία φορά το έτος και υπάρχει πρόβλεψη και για χειροκίνητη κίνηση σε περίπτωση βλάβης. H όλη κατασκευή είναι υπολογισμένη ώστε να αντέχει σε ανέμους με ταχύτητα μέχρι και 150 Km/h. 43

44 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ 3.1 Γεωγραφική Θέση Υλοποίησης του Έργου Η εγκατάσταση θα γίνει στο Αγρόκτηµα Πετροχωρίου στο τεμάχιο µε αριθµό 9, του ηµοτικού ιαµερίσµατος Ευµοίρου του ήµου Ξάνθης στο Νοµό Ξάνθης. Η εν λόγω έκταση βρίσκεται στην αποκλειστική κυριότητα, νοµή και κατοχή του ενός εκ των δυο εταίρων της «ΕΤΑΙΡΙΑΣ.» µέσω παραχώρησης της ιεύθυνσης Γεωργίας της Νοµαρχιακής Αυτοδιοίκησης ράµας Καβάλας Ξάνθης.Ο τίτλος αυτός έχει κατατεθεί στο υποθηκοφυλακείο Ξάνθης και έλαβε το πιστοποιητικό µε αρ. 330/1088/2525/ Η έκταση έχει, επιπροσθέτως, μισθωθεί και παραδοθεί η χρήση της στην εταιρεία σύµφωνα µε το συμβόλαιο μισθώσεως. Η ακριβής θέση του αγροτεμαχίου όπου θα γίνει η εγκατάσταση της µονάδας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από φωτοβολταϊκά πλαίσια αποτυπώνεται σε κλίµακα 1:500 στο τοπογραφικό διάγραµµα του πολιτικού µμηχανικού και συνορεύει: Βόρεια µε τεµάχιο υπ αριθ. 8 Νότια και Ανατολικά µε αγροτικές οδούς πλάτους 8 m Δυτικά µε τεµάχιο υπ αριθ. 3 Επιπροσθέτως, η θέση προσδιορίζεται επακριβώς και στα αποσπάσµατα Φύλλων της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού (ΓΥΣ) κλίµακας 1: και 1:5.000 που βρίσκονται συνηµµένα στο τοπογραφικό διάγραµµα (Παράρτηµα ). 44

45 Σύµφωνα µε το επισυναπτόµενο τοπογραφικό διάγραµµα αποτύπωσης του αγροτεμαχίου, το εμβαδόν του ανέρχεται σε 8.974,25τ.µ. Σύµφωνα µε τους τίτλους κυριότητας ο εν λόγω αγρός έχει συνολική έκταση τ.µ. Πρόκειται για εδαφική έκταση, µη δασική, εκτός σχεδίου πόλεως, άρτια και οικοδομήσιμη σύµφωνα µε τις ισχύουσες Πολεοδομικές διατάξεις, νότιου προσανατολισµού, χωρίς σκιάσεις από φυσικούς σχηµατισµούς και συνεπώς είναι κατάλληλη για τη σωστή χωροθέτηση και λειτουργία του συστήµατος. Το Φωτοβολταϊκό Πάρκο θα καλύψει έκταση περίπου τ.µ. κατά τον τρόπο που φαίνεται στο σχέδιο της ενδεικτικής διάταξης που επισυνάπτεται στο Παράρτημα. 3.2 ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ Η αιτούµενη δραστηριότητα αφορά στην εγκατάσταση συστήµατος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από φωτοβολταϊκά στοιχεία, στο αγρόκτηµα Πετροχωρίου στο τεµάχιο υπ αριθ.9,.. Ευµοίρου,. Ξάνθης, Ν. Ξάνθης. Η συνολική εγκατεστημένη ισχύς του συστήµατος ανέρχεται σε 99 kwp. Η ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας που θα εγχέεται στο δίκτυο ΧΤ της ΕΗ εκτιµάται σε kwh µε χρησιμοποίηση κινούμενων (tracker) βάσεων στήριξης των φωτοβολταϊκών πλαισίων. Οι ανάγκες σε ενέργεια για την λειτουργία του σταθµού είναι ελάχιστες, ενώ δεν απαιτούν την χρήση άλλου καυσίµου. Ο σταθµός είναι σε θέση να εκμεταλλεύεται τµήµα της ηλιακής ενέργειας και να γίνεται άµεση μετατροπή του σε ηλεκτρική για την κάλυψη των ιδιοκαταναλώσεών του. Παρ όλα αυτά είναι ανοικτό το ενδεχόμενο να καλύπτει τις ελάχιστες ανάγκες σε ηλεκτροδότηση από το δίκτυο της ΕΗ ΑΝΑΛΥΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ Στην παρούσα ενότητα αναφέρονται τα βασικά είδη του εξοπλισµού που θα χρησιμοποιηθεί. Η εγκατεστημένη ισχύς του σταθµού ανέρχεται σε 99 kwp και πρόκειται να συνδεθεί στο δίκτυο Χαµηλής Τάσης (ΧΤ) της ΕΗ. Η ισχύς αυτή θα προέρχεται συνολικά από 450 φωτοβολταϊκά πλαίσια (πάνελ) πολυ-κρυσταλλικού πυριτίου της γερµανικής βιομηχανίας SUNWAYS AG και συγκεκριμένα αφορούν στα φ/β πλαίσια τύπου SM 210U, ισχύος 220W έκαστο. Όσον αφορά τις διαστάσεις κάθε φ/β πλαισίου, αυτές ανέρχονται σε 1,68m x 0,99m (MxΠ) και πάχος 50 mm. To συνολικό εμβαδόν των φωτοβολταϊκών πλαισίων υπολογίζεται λοιπόν σε 750 m2. Τα φ/β στοιχεία (κυψέλες) που συνθέτουν τα φ/β πλαίσια είναι κατασκευασμένα από πολυκρυσταλλικό πυρίτιο και προστατεύονται από μηχανική καταπόνηση και από υγρασία µε την ενθυλάκωσή τους σε πλαστικό υλικό υψηλής διαύγειας, το οποίο είναι αρκετά ελαστικό ώστε να επιτρέπει συστολοδιαστολές. Το υλικό αυτό δεν αποφλοιώνεται και είναι καθαρό από φυσαλίδες και ρωγµές. Η εµπρόσθια επιφάνεια της ενθυλάκωσης, προστατεύεται από ενισχυόμενο γυαλί, χαµηλής περιεκτικότητας σε σίδηρο. Το γυάλινο αυτό κάλυµµα έχει αντοχή σε δυνατές κρούσεις, θερµικές καταπονήσεις και υψηλές ανεµοπιέσεις (άνεµος µε υψηλή περιεκτικότητα άµµου) καθώς και στη χαλαζόπτωση. Η διάταξη αυτή (sadwich) «γυαλί / κυψέλες / οπίσθια πλευρά» περιβάλλεται από ένα μεταλλικό πλαίσιο κατασκευασμένο από ανοδειωµένο αλουµίνιο. Το πλαίσιο αυτό τοποθετείται για την προστασία των άκρων του γυάλινου καλύμματος της γεννήτριας και για να διευκολύνει την στήριξή της. Η κατασκευή του πλαισίου είναι κατάλληλη ώστε να επιτρέπονται θερµικές συστολοδιαστολές του γυάλινου καλύµµατος του πάνελ. Επίσης η κατασκευή του πλαισίου επιτρέπει την εξάτµιση των συμπυκνωμάτων του νερού. Η δοµή των ενοτήτων των φωτοβολταϊκών στοιχείων είναι κατασκευασμένη από προφίλ αλουμινίου που εξασφαλίζει αντιδιαβρωτική προστασία στην κατασκευή. Μεταξύ του μεταλλικού πλαισίου του φωτοβολταϊκού πλαισίου και του ικριώματος στήριξης, παρεμβάλλονται παρεμβύσματα για την καλύτερη προστασία των πλαισίων. Τέλος όλες οι συνδέσεις στήριξης, όπως κοχλίες, περικόχλια κ.λ.π. είναι κατασκευασμένες από ανοξείδωτο χάλυβα. Τα πλαίσια συνδεόµενα σε σειρά (για αύξηση της τάσης) και παράλληλα (για αύξηση του ρεύµατος) πρόκειται να τροφοδοτούν μονοφασικούς αντιστροφείς (inverters). Συγκεκριμένα, θα χρησιμοποιηθούν 9 αντιστροφείς του γερµανικού οίκου SMA τύπου Sunny Mini Central TL ESS. Οι αντιστροφείς είναι εκείνες οι ηλεκτρονικές διατάξεις οι οποίες μετατρέπουν την παραγόμενη από τα φ/β πλαίσια ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς τάσης σε αντίστοιχη εναλλασσόμενης τάσης κατάλληλης ποιότητας (συχνότητα και τιµή), ώστε 45

46 να γίνει η έγχυση του παραγόμενου ηλεκτρικού ρεύµατος µε ασφάλεια στο ηλεκτρικό δηµόσιο δίκτυο. Συνεπώς, η έξοδος των αντιστροφέων είναι αυτή που πρόκειται να τροφοδοτεί το δίκτυο Χαµηλής Τάσης της ΕΗ. Τα φ/β πλαίσια αφού συνδεθούν μεταξύ τους σε στοιχειοσειρές (string) όπως αναφέρθηκε πιο πάνω θα ομαδοποιηθούν σχηματίζοντος 9 οµάδες και θα συνδεθεί ένας αντιστροφέας σε κάθε οµάδα. Συγκεκριμένα, κάθε ένας από τους αντιστροφείς συνδέεται στην είσοδο του (DC πλευρά) µε 3 στοιχειοσειρές (string) µε ίδιο αριθµό φ/β πλαισίων ανά string. Οι αντιστροφείς µε τη σειρά τους θα ομαδοποιηθούν ανά 3 σε µια νέα οµάδα. Οι οµάδες αυτές θα απαρτίσουν τις απαιτούμενες συστοιχίες ανάπτυξης του φ/β σταθµού. Τα μονοφασικά AC κυκλώµατα εξόδου των αντιστροφέων κάθε οµάδας θα οδηγούνται µε υπογειωµένα καλώδια κατάλληλων διατοµών σε 3 υποπίνακες, ονοµαστικής ισχύος 33kWp τοποθετημένους σε υπαίθρο χώρο. Εκεί θα συνδέονται μεταξύ τους έτσι ώστε να προκύπτει ένα τριφασικό κύκλωµα. Τα τριφασικά αυτά κυκλώµατα θα οδηγούνται µε υπογειωµένα καλώδια κατάλληλων διατοµών στον γενικό πίνακα του σταθµού. Η στήριξη των φ/β πλαισίων θα γίνει µε χρήση συστήµατος κινούμενων βάσεων ηλιοπαρακολουθητών (Σχήµα 1). Συγκεκριμένα, θα χρησιμοποιηθούν 27 ηλιοπαρακολουθητές (trackers), διπλού άξονα τύπου «ΗΛΙΟΤΡΟΠΙΟ 3» που σχεδίασε και κατασκεύασε η ελληνική εταιρεία ΕΛΒΙΤΥΛ ΑΒΕΕ. Από το σύνολο των ηλιοπαρακολουθητών που θα χρησιμοποιηθούν, οι εννέα (9) θα φέρουν πάνω τους 16 φ/β πλαίσια συνδεµένα μεταξύ τους σε µια στοιχειοσειρά (string) και οι υπόλοιποι δεκαοχτώ (18) θα φέρουν πάνω τους 17 φ/β πλαίσια συνδεµένα μεταξύ τους, επίσης, σε µια στοιχειοσειρά (string). Οι επιφάνειες στήριξης των πάνελ (πλέγµα) ανέρχονται σε διαστάσεις 4,9m x 6,04m (στην πρώτη περίπτωση) και σε διαστάσεις 4,4m x 7,1m (στη δεύτερη περίπτωση), ενώ το μέγιστο ύψος φθάνει τα 4,5m. Το συνολικό βάρος κάθε μετακινούμενης βάσης ανέρχεται σε 710kg. Το πλήθος ηλιοπαρακολουθητών θα διαιρεθεί σε οµάδες των τριών, συνολικά δημιουργούνται εννέα (9) οµάδες. Σε κάθε οµάδα αντιστοιχεί ένας αντιστροφέας, ο οποίος τοποθετείται στον κεντρικό της κάθε οµάδας ηλιοπαρακολουθητών, έτσι ώστε τα καλώδια διασύνδεσης µε τους αντίστοιχους των άλλων οµάδων να είναι όσο το δυνατόν ίδιου μήκους. Το σύστηµα κινούμενης βάσης ηλιοτρόπιο είναι ένα εξαιρετικά αξιόπιστο διαξονικό σύστηµα που παρακολουθε ί την πορεία του ήλιου στον ορίζοντα καθ όλη τη διάρκεια της ηµέρας. Οι φωτοβολταϊκοί συλλέκτες τοποθετούνται πάνω στην κινούµενη βάση έτσι ώστε να έχουν κατεύθυνση πάντα προς τον ήλιο, κι έτσι να αυξάνεται η απόδοσή τους κατά 25% έως 50% όλο τον χρόνο, όπως εκτιµάται για την Ελλάδα. Η σχεδίαση και κατασκευή του Ηλιοτροπίου έγινε µε τέτοιο τρόπο ώστε να αντέχει στις χειρότερες κλιµατικές συνθήκες, η συντήρησή του να είναι ελάχιστη µία φορά τον χρόνο και οι αντοχές των υλικών κατασκευής είναι δοκιµασµένες σε ακραίες καταστάσεις. Η πορεία της κινούμενης βάσης είναι από Ανατολικά (Ε) προς υτικά (W) κατά την διάρκεια της ηµέρας και ο προσαν ατολισµός της βάσης είναι Νότιος (S). Η γωνία κλίσης e των Φ/Β συλλεκτών ως προς τον οριζόντιο άξονα μεταβάλλεται χειροκίνητα από 20 έως 65 έτσι ώστε να προσαρµόζεται σύµφωνα µε την μετατόπιση του ήλιου τις τέσσερις εποχές του χρόνου. Κάθε πρωί το σύστηµα προσαν ατολίζεται Ανατολικά (E) και παρακολουθε ί την πορεία του ήλιου ξεκινώντας την ώρα ανατολής του ήλιου. Ως ώρα εκκίνησης της πορείας λαµβάνεται η ώρα Ανατολής του ήλιου κατά την Εαρινή Ισηµερία και για τον συγκεκριμένο τόπο εγκατάστασης του συστήµατος. Οι παράµετροι αυτοί καταχωρούνται σε έναν ελεγκτή PLC µια φορά κατά την αρχική εγκατάσταση του. Η παρακολούθηση του ορίζοντα από το σύστηµα γίνεται ανεξάρτητα από το αν υπάρχει ηλιοφάνεια ή συννεφιά. Με τον τρόπο αυτό γίνεται εκμετάλλευση και της παραμικρής ηλιαχτίδας του ήλιου για την παραγωγή ενέργειας ενώ παράλληλα αποφεύγεται η χρήση πολύπλοκων και δαπανηρών διατάξεων οπτικών αισθητήρων προσδίδοντας έτσι τη μέγιστη αξιοπιστία ενάντια στο χρόνο. Η πορείατου ήλιου στον ορίζοντα παρακολουθε ίται διαρκώς από την Ανατολή μέχρι την ύση, μετατοπίζοντας τον πλαίσιο συλλεκτών του συστήµατος κατά 9 σε κάθε βήµα και σε είκοσι συνολικά κινήσεις (βήµατα). Ο αριθµός και το άνοιγµα του βήµατος μετατόπισης του πλαισίου συλλεκτών µπορεί να μεταβληθεί έτσι ώστε η πορεία παρακολούθησης του ήλιου στον ορίζοντα να αλλάζει σύµφωνα µε τον τόπο εγκατάστασης του συστήµατος. Κατά την διάρκεια της νύκτας το σύστηµα επανέρχεται 46

47 στην θέση εκκίνησης που ''βλέπει'' προς την Ανατολή και είναι έτοιµο για την εκκίνησή του ημερήσιου κύκλου του. Τα κινητά μέρη είναι στεγανά και αντέχουν σε συνθήκες θεοκρασίας από -30ºC έως 50ºC. Η διάρκεια λειτουργίας του κινητήρα σε ένα εικοσιτετράωρο είναι είκοσι λεπτά (20min) και έτσι οι φθορές είναι ελάχιστες. Η ετήσια κατανάλωση σε ηλεκτρισµό είναι 5kWh. Η συντήρηση του Ηλιοτρόπιου είναι ελάχιστη γιατί όλα τα κινούµενα μέρη είναι στεγανά και τα υλικά κατασκευής του μεταλλικού μέρους του είναι ανοξείδωτα. Η λίπανση του κοχλία γίνεται µία φορά το έτος και υπάρχει πρόβλεψη και για χειροκίνητη κίνηση σε περίπτωση βλάβης. Το σύστηµα προστατεύεται από τον άνεµο µε ένα ανεµόµετρο, το οποίο είναι ρυθμισμένο έτσι ώστε όταν οι άνεµοι φθάσουν σε ταχύτητα 15m/sec (6 Μποφόρ), να δίνει εντολή ώστε να τίθεται σε κίνηση το tracker και να λαµβάνει οριζόντια θέση. Αυτόµατα το σύστηµα επανέρχεται στη θέση όπου θα ήταν εάν λειτουργούσε κανονικά, μόλις η ταχύτητα του ανέµου πέσει κάτω από το καθορ ισμένο «απαγ ορευτικό» όριο ταχύτητας. Η αντοχή του tracker σε ανέµους είναι η ταχύτητα των 150km/h. Το σύστηµα αυτό καθώς και η μέθοδος κίνησης του έχει ήδη κατοχυρωθεί µε αίτηση διπλώµατος ευρεσιτεχνίας µε αριθµό κατάθεσης Ο.Β.Ι Σχήµα 1. Σχηµατική απεικόνιση των μετακινούμενων βάσεων στήριξης των πλαισίων. Ο βασικός εξοπλισµός του φ/β σταθµού που περιγράφηκε παραπάνω συμπληρώνεται µε επιπλέον ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις που περιλαμβάνουν τα καλώδια συνεχούς τάσης (DC), εναλλασσόμενης τάσης (AC) και τα καλώδια επικοινωνίας. Επίσης, τα κιβώτια των πινάκων, τον ηλεκτροφωτισµό του φ/β πάρκου και το ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος. Οι καλωδιώσεις διαχωρίζονται στα καλώδια για τα ισχυρά ρεύµατα και τα ασθενή (καλώδια επικοινωνίας).τα πρώτα περιλαμβάνουν τα καλώδια συνεχούς τάσης (DC) και εναλλασσόμενης τάσης (AC). Τα καλώδια DC είναι τύπου solar cable, διπλής μόνωσης, αποτελούνται από συνεστραμμένα χάλκινα επικασσιτέρωνα συρµατίδια και τοποθετούνται μεταξύ των φωτοβολταϊκών πλαισίων και των αντιστροφέων. Τα καλώδια AC είναι τύπου ΝΥΥ αποτελούνται από αγωγό πολύκλωνο χάλκινο και χρησιμοποιούνται κατά την σύνδεση των αντιστροφέων έως τους υποπίνακες, από τους υποπίνακες έως το γενικό πίνακα (Γ.Π) μέσα στον οικίσκο, από το Γ.Π έως το δίκτυο της ΕΗ. Επίσης, όµοια καλώδια χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία των κινητήρων των κινούμενων βάσεων (trackers) και των ιστών των προβολέων φωτισµού του Φ/Β σταθµού. Οι διατοµές των καλωδίων εξαρτώνται από το απαιτούµενο μήκος, το μέγιστο αναµενόµενο αντίστροφο ρεύµα, την πτώση τάσης και τις ενεργειακές απώλειες στα καλώδια, το σύνολο των οποίων πρέπει να είναι μικρότερο του 2% της ονοµαστικής ισχύος του Φ/Β σταθµού. Για τα µεν καλώδια DC οι διατοµές κυµαίνονται από 4 έως 10mm2, ενώ για τα καλώδια AC οι διατοµές κυµαίνονται από 16 έως 25 mm2. 47

48 Τα ειδικά καλώδια επικοινωνίας περιλαμβάνουν τα καλώδια συλλογής δεδομένων από τους αντιστροφείς (inverters) και τα καλώδια προς τις κάµερες. Τα πρώτα είναι τύπου LΙYCY v 2 x 2 x 0,22 ενώ τα τελευταία είναι τύπου RG59. Όµως, και οι δύο τύποι είναι κατάλληλοι για τοποθέτηση σε εξωτερικό περιβάλλον αλλά και εντός εδάφους. Το ηλεκτροπαραγωγικό ζεύγος (Η/Ζ) θα εγκατασταθεί και θα χρησιμοποιηθεί µόνο στην περίπτωση που προκύψει οποιαδήποτε βλάβη στον φ/β σταθµό και δεν θα είναι δυνατή η απορρόφηση ηλεκτρικής ενέργειας από το δηµόσιο ίκτυο. Όπως έχει αναφερθεί οι ιδιοκαταναλώσεις του σταθµού θα καλύπτονται από την παραγόµενη ηλεκτρική ενέργεια του φ/β σταθµού και µόνο σε ειδικές περιπτώσεις (οριζοντιοποίηση των trackers ή τοποθέτηση τους σε θέση εκκίνησης) θα τεθεί σε λειτουργία το Η/Ζ. Συγκεκριμένα, το ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος αποτελείται από γεννήτρια ισχύος 7,5 KVA τύπου Τ16F-160/A, κινητήρα πετρελαίου τύπου ARD 186 F, τετράχρονο αερόψυκτο χωρητικότητας 406 m3 µε σύστηµα απ ευθείας έγχυσης και σύστηµα απορρόφησης κραδασμών και πίνακα επιτήρησης τροφοδοσίας ΕΗ, αυτόµατης ενεργοποίησης/ λειτουργίας γεννήτριας, µε σύστηµα αυτόµατης φόρτισης μπαταρίας για την εκκίνηση της μίζας, διακόπτη αυτόµατης / χειροκίνητης λειτουργίας και ηλεκτρονική ένδειξη των ηλεκτρονικών χαρακτηριστικών. Αναφορικά µε τους ηλεκτρικούς πίνακες, αυτοί που θα τοποθετηθούν εντός του οικίσκου θα είναι μεταλλικά κιβώτια τύπου ΙΡ54 κατάλληλης διάστασης. Θα υπάρχει ο κεντρικός πίνακας παροχής µε αυτόµατο 160Α, ο πίνακας συλλογής των παροχών των υποπινάκων, ο πίνακας αυτοματισμού και ελέγχου των trackers, ο πίνακας ελέγχου λειτουργίας του Ηλεκτροπαραγωγού ζεύγους (Η/Ζ) και ο πίνακας παροχών χαµηλής (φωτισµός, συναγερµός, κάµερες). Σε περίπτωση που τοποθετηθούν κιβώτια πινάκων εκτός του οικίσκου, αυτοί θα είναι μεταλλικοί ΙΡ55 τύπου PILAR. Στο εσωτερικό των πινάκων, οι αυτόµατοι διακόπτες ισχύος, διακόπτες φορτίου, βάσεις ασφαλειών, ασφάλειες, μικροαυτόµατοι, λυχνίες κλπ θα είναι των εταιρειών ΑΒΒ, ή GENERAL ELECTRIC ή MERLIN GERIN ή SIEMENS. Ο ηλεκτροφωτισµός του φ/β πάρκου θα γίνεται µε 6 προβολείς ιωδίνης 500 W έκαστος, οι οποίοι θα διαθέτουν ανιχνευτή κίνησης και θα είναι τοποθετημένοι σε περιφερικούς ιστούς, γαλβανισμένους, ύψους 3 µέτρων. Οι ιστοί θα βρίσκονται τοποθετημένοι στις γωνίες και στα µέσα των µεγάλων πλευρών του πάρκου. Πέραν του κυρίως εξοπλισµού, πρόκειται να χρησιμοποιηθούν οι σχετικές διατάξεις ελέγχου και προστασίας αλλά κι ένα σύνολο στοιχείων βοηθητικού εξοπλισµού, όπως οικίσκος, περίφραξη, συστήµατα καταγραφής, επιτήρησης και ασφάλειας. Ο χώρος διαχείρισης θα στεγαστεί σε προκατασκευασμένο οικίσκο τύπου ISOBOX διαστάσεων μήκους 3m, πλάτους 2,3m και ύψους 2,5m, που θα τοποθετηθεί σε κατάλληλο σηµείο του πάρκου. Αποτελείται από σκελετό κυλιοδοκών διατοµής 2 in και πάχους 3mm. Οι πλαϊνές επιφάνειες (περιμετρικά) είναι κατασκευασμένες από panel πολυουρεθάνης πάχους 40 mm, ενώ υπάρχει πόρτα εισόδου µε υαλοπίνακα φωτισµού, σιδεριά ασφαλείας και περσίδα εξαερισµού. Οι αρµοί κλείνονται µε ειδικά τεµάχια βαµµένα σε ηλεκτροστατική βαφή. Ο οικίσκος θα τοποθετηθεί πάνω σε βάση από οπλισμένο σκυρόδερμα που θα κατασκευαστεί και θα έχει διαστάσεις μήκος 3,5m, πλάτος 2,8m και πάχος 0,15m. Στο εσωτερικό του οικίσκου θα βρίσκονται: Ο γενικός ηλεκτρολογικός πίνακας µε τους απαιτούμενους ασφαλιοδιακόπτες κ.λπ. για τη σύνδεση του Σταθµού µε το ίκτυο Χ.Τ. της ΕΗ. Ο ηλεκτρικός πίνακας τροφοδοσίας των εξωτερικών φορτίων(κινητήρες ηλιοπαρακολουθητών, φωτισµός πάρκου, κάµερες, δέσµες, συναγερµός κλπ). Ο ηλεκτρικός πίνακας τροφοδοσίας εσωτερικών φορτίων. Το σύστηµα ελέγχου και μετρήσεων των παραγωγικών δεδομένων του φ/β σταθµού. Ο κεντρικός συναγερμού. πίνακας, το πληκτρολόγιο, το καταγραφικό κ.λπ. του συστήματος 48

49 Το ηλεκτροπαραγωγικό ζεύγος. Κάθε µια από τις ηλεκτρικές συσκευές που βρίσκονται μέσα στον οικίσκο θα τροφοδοτείται από ανεξάρτητη δική της γραµµή τροφοδοσίας από τον ηλεκτρικό πίνακα. Επιπλέον θα τοποθετηθούν στον οικίσκο: Ένα φωτιστικό σώµα µε βάση και κάλυµµα από αυτοσβενόµενο polycarbonate, στεγανό ΙΡ65, 2Χ35, πλήρες µε ηλεκτρονικό σύστηµα έναυσης και δύο λαμπτήρες Τ5 35W/84. Φωτιστικό εξωτερικού χώρου τύπου μεταλλικής καραβοχελώνας µε γυαλί και λαμπτήρα οικονομίας (εξωτερικά πάνω από την πόρτα του οικίσκου). Ένας διπλός διακόπτης εξωτερικός, στεγανός ΙΡ65 GE. Δύο ρευματοδότες εξωτερικοί στεγανοί ΙΡ65 GE. Από το χώρο διαχείρισης η παραγόµενη ηλεκτρική ενέργεια θα οδεύει προς το σηµείο διασύνδεσης µε το δίκτυο της ηµόσιας Επιχείρησης Ηλεκτρισµού. Η μεταφορά της ενέργειας στο εσωτερικό του γηπέδου του έργου θα γίνει µε κατάλληλο υπογειωµένο αγωγό μεταφοράς. Επιπρόσθετα, πρόκειται να εγκατασταθεί ένα σύστηµα απομακρυσμένου ελέγχου και διαχείρισης Sunny WebBox του Οίκου SMA Technologie AG γερµανικής κατασκευής και προέλευσης, µε ενσωματωμένο εσωτερικό modem (GSM) για σύνδεση µε υφιστάμενη γραµµή κινητής τηλεφωνίας ή κάρτα κινητής τηλεφωνίας για internet. Οι βασικές λειτουργίες του συστήµατος ελέγχου και μετρήσεων θα είναι οι παρακάτω: Καταγραφή των λειτουργικών δεδομένων του φ/β σταθµού. Μετάδοση και απεικόνιση των λειτουργικών δεδομένων του φ/β σταθµού. Επεξεργασία λειτουργικών δεδομένων του φ/β σταθµού. Ενημέρωση όταν παρατηρηθεί απόκλιση από την προβλεπόμενη κατάσταση λειτουργίας. Το σύστηµα παρέχει τη δυνατότητα τοπικής παρακολούθησης µέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή και ειδοποίησης σε περίπτωση «γεγονότος» αλλά και απομακρυσμένης παρακολούθησης µέσω της ιστοσελίδας της SMA ( Επίσης το σύστηµα έχει την δυνατότητα (µε εγκατάσταση επιπλέον εξοπλισµού) να παρακολουθεί τα μετεωρολογικά δεδοµένα και να τα μεταδίδει µέσω του WebBox Interface. Επίσης για λόγους ασφαλείας του σταθµού θα τοποθετηθεί κλειστό σύστηµα παρακολούθησης και σύστηµα συναγερμού. Το κλειστό σύστηµα παρακολούθησης περιλαμβάνει καταγραφικό όργανο, οθόνη µε ελληνικό μενού, κάµερες µε αισθητήρα ηµέρας/νύχτας, παρέχοντας τη δυνατότητα καταγραφής αλλά και αποστολή εικόνας µέσω συσκευής modem. Το σύστηµα συναγερμού αποτελείται από κατάλληλη διάταξη «κέντρο» (communicator), πληκτρολόγιο φωτιζόμενων (µε LED) πλήκτρων, υπέρυθρο παθητικό ανιχνευτή µε ακτίνα 12x12m και άνοιγµα 85ο, εξωτερικό ανιχνευτή µε εξωτερική εμβέλεια 100m και εσωτερική 200m, μετασχηματιστή ισχύος 30W, μονάδα GSM και σειρήνα. Το σύστηµα έχει τη δυνατότητα αποστολής σηµάτων - είτε έχει διακοπεί η τηλεφωνική γραµµή, είτε δεν υπάρχει καθόλου τηλεφωνική γραµµή σε τέσσερις (4) προγραμματισμένους αποδέκτες. παρέχοντας συνολικά ασφάλεια και προστασία από κλοπή ή καταστροφή. Το σύστηµα γείωσης του Φ/Β πάρκου που θα κατασκευαστεί θα είναι τύπου περιμητρικού δακτυλίου, µε ενδιάµεσες διαµήκεις και εγκάρσιες οδεύσεις που σχηματίζουν βρόχους, µε μέγιστο μέγεθος βρόχου 20x20m. Θα βρίσκεται εντός του εδάφους σε βάθος 0,5µέτρων και θα είναι κατασκευασμένο από χάλκινο πολύκλωνο αγωγό διατοµής 35m2. Για την ενίσχυση του συστήµατος θα συνδεθούν σε αυτό 9 ηλεκτρόδια γειώσεως Φ17Χ1500mm, θα τοποθετηθεί ένα ηλεκτρόδιο δίπλα σε κάθε αντιστροφέα (inverter). Μεταξύ κεντρικού πίνακα 49

50 και διάταξης ΕΗ (μετρητής) κατασκευάζεται τρίγωνο γείωσης µε 3 ηλεκτρόδια σταυρού 50x50x2500mm από χάλυβα γαλβανισμένο εν θερµώ και αγωγό 70 mm μονωμένο. Περιμετρικά του αγροτεμαχίου στα όρια αυτού θα κατασκευαστεί περίφραξη η οποία θα περιβάλλει το λειτουργικό χώρο του Φ/Β σταθµού. Η απόσταση των εγκαταστάσεων (φ/β πλαίσια και διάταξη ελέγχου) από τα όρια του γηπέδου ορίζεται στα 5m, σύµφωνα µε τους όρους δόµησης των φ/β συστηµάτων (ΦΕΚ 344/ ). Τα τεχνικά χαρακτηριστικά της περίφραξης αναφέρονται στη συνέχεια: 1. Δικτυωτό συρμάτινο πλέγμα γαλβανιζέ 65 x 65mm με πάχος σύρματος 2,25mm και ύψους 1,8m. 2. Οδηγός σύρματος γαλβανιζέ πάχους 2,5mm που θα τοποθετηθεί σε τέσσερις σειρές και θα τανηθεί με μηχανικό τρόπο. 3. Υπεράνω του συρματοπλέγματος θα τοποθετηθούν 3 σειρές αγκαθωτό σύρμα του οποίου η τάνυση θα γίνει επίσης με μηχανικό τρόπο. 4. Πασσάλους από σωλήνα γαλβανισμένο Φ48mm τοποθετημένους ανά 2,5m. 5. Σε όλες τις γωνίες του πολυγώνου του γηπέδου θα τοποθετηθούν αντηρίδες των ίδιων διαστάσεων. 6. Πόρτα με δυο ανοιγόμενα φύλλα. Το κάθε φύλλο θα έχει μήκος 2m και θα είναι κατασκευασμένο από σωλήνα γαλβανισμένο Φ48mm και το χιαστί της πόρτας Φ48mm και επενδυμένο με πλέγμα γαλβανιζέ. 7. Η πόρτα θα στηρίζεται με διπλούς πείρους με κατάλληλες αντηρίδες 8. Οι πάσσαλοι, οι αντηρίδες και τα πλαίσια της πόρτας θα είναι γαλβανισμένα με ελάχιστο πάχος γαλβανισμού 80mm. 9. Στο κάτω μέρος τη περίφραξης θα κατασκευαστεί στηθαίο από οπλισμένο σκυρόδερμα ύψους 20cm και πλάτους 15cm. 10. Το ύψος της περίφραξης από το έδαφος θα συμπεριλαμβανόμενου και του χαμηλού τοιχείου θα είναι 2,2m ΦΑΣΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ Η χωροθέτηση των Φ/Β στοιχείων θα γίνει κατά τέτοιο τρόπο ώστε να εξασφαλίζεται ο σωστός προσανατολισμούς τους απέναντι στη φωτεινή πηγή δηλαδή τον ήλιο και να επιτυγχάνεται λειτουργικότητα, οικονοµία και μέγιστη απόδοση. Περιγραφή Εργασιών για την Εγκατάσταση του Φ/β σταθμού Το γήπεδο εγκατάστασης συνορεύει νότια κι ανατολικά µε αγροτικές οδούς πλάτους 8 m και συνεπώς είναι προσβάσιµο και μπορεί να εξυπηρετήσει τις μετακινήσεις για τις ανάγκες του έργου, σύµφωνα µε το επισυναπτόμενο τοπογραφικό διάγραµµα (Παράρτημα ). Όµως, θα απαιτηθούν χωματουργικές εργασίες που γίνονται πριν την εγκατάσταση αποκλειστικά για την απομάκρυνση της φυτικής γης στα σηµεία που απαιτείται και την εξομάλυνση του εδάφους. Οι κινούμενες βάσεις στήριξης (ηλιοπαρακολουθητές) πάνω στις οποίες θα τοποθετηθούν τα φ/β πλαίσια θα εδράζονται επί ειδικά προκατασκευασμένων βάσεων από οπλισμένο σκυρόδερμα, διάστασης 2,20x2,20x0,80m. Εργασίες εκσκαφής θα πραγματοποιηθούν σε βάθος 30-50cm, στα σηµεία όπου θα γίνει η τοποθέτηση των 50

51 trackers. Όσον αφορά τις εργασίες θεμελίωσης των μετακινούμενων βάσεων στήριξης, η σκυροδέτηση θα γίνει για κάθε φωτοβολταϊκό σταθµό σε διαστάσεις 2,2m x 2,2m = 4,84 m2 ανά ηλιοπαρακολουθητή. Όπως αναφέρθηκε και στην ενότητα περιγραφής του χρησιμοποιούμενου βοηθητικού εξοπλισµού, εργασίες εκσκαφής θα πραγματοποιηθούν και για την τοποθέτηση της βάσης του προκατασκευασμένου οικίσκου και του στηθαίου της περίφραξης σε βάθος 10cm. Αμφοτέρων οι εργασίες θεμελίωσης περιλαμβάνουν σκυροδέτηση σε ύψος 15cm. Επίσης, θα πραγματοποιηθούν οι κατάλληλες εκσκαφές προκειμένου να περάσουν οι υπόγειες καλωδιώσεις για τη σύνδεση του φωτοβολταϊκού πάρκου µε το μετρητή της ΕΗ. Οι καλωδιώσεις εκτιµάται πως θα έχουν περιορισμένο μήκος καθώς υπάρχει κολώνα χαµηλής τάσης της ΕΗ πλησίον του γηπέδου εγκατάστασης. Ο μετρητής της ΕΗ θα τοποθετηθεί στη νότια πλευρά του αγροτεμαχίου (κατόπιν υποδείξεως του συνεργείου της ΕΗ δεδομένου ότι στα σηµεία εκείνα υπάρχουν στύλοι ΧΤ). Η θέση του μετρητή θα είναι πλησίον του οικίσκου ελέγχου, σε κατάλληλη κατασκευαστική διαμόρφωση. Στην ουσία πρόκειται για έναν στυλίσκο κατασκευασμένο από οπλισμένο σκυρόδερμα διαστάσεων 2,20 x 0,60m, µε εσωτερική διαμόρφωση όπου θα τοποθετηθεί η μετρητική διάταξη διαστάσεων 1,80m x 0,45m. Το ύψος του στυλίσκου ανέρχεται σε 2,5m. Για την όδευση των καλωδίων εντός του εδάφους θα γίνουν κάθετες και οριζόντιες τοµές βάθους περίπου 70 cm μεταξύ των βάσεων στήριξης των φ/β πλαισίων. Εντός των καναλιών όδευσης των καλωδίων θα υπάρχει στρώση από ψηλή άμμο ορυχείου πάχους 15 cm επάνω και 15 cm κάτω από τα καλώδια. Για την όδευση των καλωδίων εντός των βάσεων θα τοποθετηθούν εύκαμπτοι σωλήνες διατομής Φ50 βαρέως τύπος. Περιμετρικά του γηπέδου που θα χρησιμοποιηθεί για την εγκατάσταση του φωτοβολταϊκού σταθµού ηλεκτροπαραγωγής θα κατασκευαστεί - για λόγους ασφάλειας και προστασίας του συστήµατος - περίφραξη µε πασσάλους, δικτυωτό συρμάτινο πλέγµα, αγκαθωτό σύρµα υπεράνω του πλέγματος και χαμηλό τοιχείο στο κάτω μέρος αυτής. Στην πλευρά προς το δρόµο θα τοποθετηθεί και η πόρτα µε δυο ανοιγόµενα φύλλα πλάτους 2m έκαστο. Αναλυτικά τα τεχνικά χαρακτηριστικά της περίφραξης αναφέρθηκαν στην προηγούμενη ενότητα της περιγραφής του βοηθητικού εξοπλισµού. Όσον αφορά την υδροδότηση του φ/β σταθµού τόσο για τη διατήρηση της επιφάνειας των πάνελ καθαρή από τη σκόνη προκειμένου να διατηρείται σταθερή η απόδοση του συστήµατος, όσο και για το πότισµα της χλόης ή άλλης χαµηλής βλάστησης, υπάρχουν δυο εναλλακτικές. Στην πρώτη περίπτωση η ανάγκη σε νερό θα καλυφθεί µε σύνδεση µε το υφιστάμενο δίκτυο υδροδότησης µέσω διάνοιξης αύλακα και τοποθέτηση πλαστικού σωλήνα. Εναλλακτικά, έχει εγκατασταθεί κυλινδρική δεξαµενή εντός του οικοπέδου χωρητικότητας λίτρων για την αποθήκευση του νερού ώστε να µην αντλείται νερό από το δίκτυο συνεχώς και να υπάρχει διαθεσιμότητα αυτού όποτε είναι ανάγκη. Η δεξαμενή θα ανατροφοδοτείται κατά διαστήματα από υδροφόρο όχηµα που θα προσεγγίζει το αγροτεμάχιο από την προσβάσιµη οδό που υπάρχει στην νότια πλευρά. Σε κάθε περίπτωση, θα τοποθετηθεί ένα σύστηµα αυτόµατης διαβροχής το οποίο θα συνδέεται είτε µε το υφιστάμενο δίκτυο, είτε µε τη δεξαμενή υδροδότησης. Το σύστημα αυτό θα περιλαμβάνει μπεκ εκτόξευσης ύδατος, πιεστικό σύστημα, φίλτρο αλάτων, προγραμματιστή και ηλεκτροβάνες. Επίσης απαιτείται σύνδεση με το δίκτυο σταθερής τηλεφωνίας ή με ασύρματο δίκτυο παροχή ευρυζωνικών υπηρεσιών ΦΑΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Η χρησιμοποιούμενη πρώτη ύλη της δραστηριότητας είναι η ηλιακή ενέργεια. Η ενέργεια αυτή θα µμετατρέπεται µέσω του φωτοηλεκτρικού φαινομένου σε ηλεκτρική ενέργεια µε τη βοήθεια φωτοβολταϊκών διατάξεων. Η παραγόμενη ενέργεια πρόκειται να τεθεί σε διαχείριση µέσω των αντιστροφέων (inverter) και να διοχετευτεί στο δηµόσιο δίκτυο. 51

52 Οι εργασίες που θα γίνονται κατά τη λειτουργία του έργου είναι ουσιαστικά εργασίες συντήρησης του εξοπλισμού, παρακολούθησης της εγκατάστασης και κηπευτικές. Πιο αναλυτικά, οι εργασίες συντήρησης διακρίνονται σε μηχανική και ηλεκτρολογική κυρίως στις µμετακινούμενες βάσεις στήριξης, όπως γρασάρισµα στους κοχλίες, επιθεώρηση τυχόν φθοράς των καλωδιώσεων, έλεγχος λειτουργίας του ανεμόμετρου, έλεγχος της τάσης της µμπαταρίας. Στις εργασίες συντήρησης περιλαμβάνονται και η παρακολούθηση του συστήματος αυτόµατου καταιονισμού για την απομάκρυνση της σκόνης και τη διατήρηση της επιφάνειας των πάνελ «καθαρή». Στα πλαίσια των έργων διαμόρφωσης του περιβάλλοντος χώρου περιλαμβάνονται και κηπευτικές εργασίες, οι οποίες θα είναι περιορισμένες στη διάρκεια του έτους και ουσιαστικά θα αφορούν στην αφαίρεση της αυτοφυούς βλάστησης όταν αυτό είναι αναγκαίο για την προστασία και την καλή απόδοση του συστήματος. Συγκεκριμένα, η χλόη θα κόπτεται κάθε μήνα µε βενζινοκίνητο μηχάνημα και θα ποτίζεται κατά τους θερινούς μήνες µέσω του συστήματος που θα χρησιμοποιείται και για τη συντήρηση των πάνελ. Επιπλέον, για την παρακολούθηση θα χρησιμοποιηθεί αυτόµατο σύστηµα επόπτευσης. Όπως αναφέρθηκε και στην προηγούμενη ενότητα, η λειτουργία του εν λόγω συστήµατος βασίζεται στη χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή εξοπλισμένου µε λογισµικό επόπτευσης και καταγραφής συµβάντων, οριζόμενων από δικτυακές κάµερες ενσύρματες ή ασύρµατες. Ο υπολογιστής θα είναι σε θέση να μπορεί να ειδοποιεί µε ηλεκτρονικό ταχυδρομείο ( ) ή μήνυµα sms σε περίπτωση «γεγονότος». Η συντήρηση στην προκειμένη περίπτωση αναφέρεται στον έλεγχο της υπολοίπου αξίας της κάρτας επικοινωνίας SIM και της καλής λειτουργίας των ηλεκτρικών περιφερειακών διατάξεων. Επίσης έχει προβλεφθεί η προστασία κατά της κλοπής ή της καταπάτησης και καταστροφής µέσω συστήµατος συναγερμού. Οι ανάγκες για νερό και για ρεύµα (περίπτωση ιδιοκαταναλώσεων) που προκύπτουν από την υποστήριξη των συστηµάτων, καθώς και για το πότισµα είναι πολύ μικρές και σε καµία περίπτωση δεν ελλοχεύουν κίνδυνο εξάντλησης των φυσικών αποθεµάτων. Συνοπτικά, λοιπόν, οι εργασίες συντήρησης του εξοπλισµού κύριου και βοηθητικού είναι ελάχιστες και η περιοδικότητά τους περιορίζεται σε συχνότητα 2 φορές ετησίως. Τέλος, πρέπει να επισημανθεί ότι λόγω της φύσης του έργου δεν αναµένονται οχλήσεις στο φυσικό και ανθρωπογενές περιβάλλον. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο ΣΤΟΧΟΣ, ΣΗΜΑΣΙΑ & ΑΝΑΓΚΑΙΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ ΓΝΩΜΟΔΟΤΗΣΕΙΣ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ 4.1 ΣΤΟΧΟΣ, ΣΗΜΑΣΙΑ & ΑΝΑΓΚΑΙΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ Σύµφωνα µε την πράξη ΥΣ 5/ (ΦΕΚ 58Β/ ) τα Φωτοβολταϊκά συστήµατα σε σύνδεση µε το ηλεκτρικό δίκτυο αποφέρουν ηλεκτρικό όφελος (ενεργειακό όφελος) και μείωση των εκπομπών των αερίων του φαινομένου του θερμοκηπίου (περιβαλλοντικό όφελος). 52

53 Τα Φωτοβολταϊκά συστήµατα, μετατρέπουν την άφθονη ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρικό ρεύµα. Αποτελούνται από ηλιακούς συλλέκτες, που είναι μεγάλες επίπεδες επιφάνειες καθώς και από ηλεκτρονικές διατάξεις τους αντιστραφείς, που μετατρέπει το συνεχές ρεύµα χαµηλής τάσης, που παράγεται από το σύστηµα σε κατάλληλων προδιαγραφών εναλλασσόμενο µε το δίκτυο της ΕΗ. Στόχος της κατασκευής του έργου είναι η σύνδεση µε το ηλεκτρικό δίκτυο της χώρας και η εµπορία της ηλεκτρικής ενέργειας, που παράγεται σε ιδιαίτερα ευνοϊκές τιµές σύµφωνα µε τον νόµο 3468/2006 και το νέο νόµο για τα φωτοβολταϊκά Ν. 3734/2009 Τα φωτοβολταϊκά συστήµατα συνεπάγονται σηµαντικά οφέλη για το περιβάλλον, τον καταναλωτή, τις αγορές ενέργειας και την βιώσιµη ανάπτυξη καθώς εγγυώνται α) μηδενική ρύπανση, β) αθόρυβη λειτουργία, γ) αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής, που φθάνει μέχρι και τα 30 χρόνια, δ) απεξάρτηση από την τροφοδοσία καυσίµων για τις απομακρυσμένες περιοχές, ε) δυνατότητα επέκτασης ανάλογα µε τις ανάγκες και στ) ελάχιστη συντήρηση. Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα των φωτοβολταϊκών είναι αδιαμφισβήτητα. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι η παραγωγή ενέργειας της τάξης του 1 MW από λιγνίτη εκλύει περίπου 1,2 τόνους διοξειδίου του άνθρακα κάθε έτος, όσο μπορεί δηλαδή να απορροφήσει στον ίδιο χρόνο έκταση 2 στερεμάτων δάσους. Συμπεραίνει λοιπόν κανείς ότι η ατμόσφαιρα μπορεί να αποσυµφορηθεί από αυτόν και άλλους ρύπους που συμβάλουν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου µε τη χρήση φωτοβολταϊκών συστηµάτων. Τα φωτοβολταϊκά συστήµατα μπορούν να συμβάλουν σηµαντικά στη λεγόμενη «ιεσπαρµένη Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας» (Distributed Power Generation), η οποία αποτελεί το νέο μοντέλο ανάπτυξης σύγχρονων ενεργειακών συστηµάτων παραγωγής, μεταφοράς και διανοµής ηλεκτρικής ενέργειας. Η διαφοροποίηση στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας που προσφέρεται από φωτοβολταϊκά συστήµατα, σε συνδυασµό µε την κατά μεγάλο ποσοστό απεξάρτηση από το πετρέλαιο και την αποφυγή περαιτέρω ρύπανσης του περιβάλλοντος μπορούν να δημιουργήσουν συνθήκες οικονομικής ανάπτυξης σε ένα νέο ενεργειακό τοπίο που διαμορφώνεται σήµερα στις αναπτυγμένες χώρες. Επιπρόσθετα, η χωροθέτηση πληροί το σύνολο των χωροταξικών περιορισµών που προτείνονται από το «Ειδικό Πλαίσιο Χωροταξικού Σχεδιασµού και Αειφόρου Ανάπτυξης για τις Ανανεώσιµες Πηγές Ενέργειας». Συγκεκριμένα, η περιοχή εγκατάστασης του έργου: 1. Δεν αποτελεί κηρυγμένο διατηρητέο μνημείο της παγκόσμιας πολιτιστικής κληρονομίας, ούτε άλλο μνημείο μείζονος σημασίας, ούτε οριοθετημένη αρχαιολογικής προστασίας Α. Επισυνάπτεται στο Παράρτημα οι γνωμοδοτήσεις των αρμόδιων υπηρεσιών, ήτοι ΙΘ Προϊστορικών και Κλασικών Αρχαιοτήτων, 15η Εφορεία Βυζαντινών Αρχαιοτήτων και Εφορεία Νεοτέρων Μνημείων Κεντρικής Μακεδονίας. 2. Δεν αποτελεί περιοχή απολύτου προστασίας της φάσης και του τοπίου 3. Δεν αποτελεί Πυρήνα Εθνικού Δρυμού, ούτε κηρυγμένο μνημείο της φύσης ή αισθητικό δάσος. 4. Δεν αποτελεί οικότοπο προτεραιότητας περιοχών της Επικρατείας που έχει ενταχθεί στον κατάλογο των τόπων κοινοτικής σημασίας του δικτυού NATURA Δεν αποτελεί πολυσύχναστο χώρο, στον οποίο η αντανάκλαση του φωτός από τις εγκαταστάσεις μπορεί να αποτελεί οποιαδήποτε όχληση. 6. Σύμφωνα με την γνωμοδοτήσει του Δασαρχείου Ξάνθης για την έκταση που θα χρησιμοποιηθεί για την εγκατάσταση του σταθμού δεν έχει τη μορφή δάσους ή δασικής έκτασης και δεν υπάγεται στις προστατευτικές διατάξεις της Δασικής Νομοθεσίας. Επισυνάπτεται στο Παράρτημα. 7. Βρίσκεται εκτός σχέδιο περιοχής, διέπεται από τις διατάξεις του Π.Δ εκτός 53

54 σχεδίου δόμηση και δεν υπάρχουν προσδιορισμένες χρήσεις γης στην περιοχή αυτή. Επισυνάπτεται στο Παράρτημα η σχετική γνωμοδότηση από τη ΝΑ. Ξάνθης / Διεύθυνσης Πολεοδομίας / Τμήμα Πολεοδομικών Σχεδίων & Κανόνων. 8. Επιπρόσθετος, επισυνάπτεται στο Παράρτημα η γνωμοδότηση της ΝΑ. Ξάνθης / Διεύθυνση Γεωργίας ότι η παραπάνω έκταση χαρακτηρίζεται ως γεωργική γη μη υψηλής παραγωγικότητας. Τέλος, όλα τα υλικά κατασκευής (πυρίτιο, γυαλί,αλουμίνιο) είναι ανακυκλώσιμα επομένως δεν υπάρχει περιβαλλοντική επιβάρυνση στο τέλος κύκλου ζωής τους. 4.2 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ Το συγκεκριμένο έργο δεν διαθέτει ιστορικά στοιχεία καθώς είναι πρόσφατη τόσο η σύλληψη όσο και η προσπάθεια αδειοδότησής του. Ωστόσο, μπορούµε να δώσουµε κάποια ιστορικά στοιχεία της διαχρονικής εξέλιξης των Φ/Β στην χώρα µας. Σύµφωνα µε έρευνα του Συνδέ σµου Εταιριών Φωτοβολταϊκών (ΣΕΦ), το 2005, εγκατα στάθηκαν στην Ελλάδα περί τα 900 κιλοβάτ (0,9 MW) φωτοβολταϊκών ενώ το 2004 είχαν τοποθετηθεί κιλοβάτ, υπήρξε δηλαδή µία μείωση στην αγορά. Έτσι, η συνολικά εγκατε στηµένη ισχύς φωτοβολταϊκών στην Ελλάδα έφτα σε στα τέλη του 2005 τα 5,44 MW (περίπου 0,1% της παγκόσμιας αγοράς, που ξεπερνά πλέον τα MW). Από τα εγκατεστημένα το 2005 συστήµατα, µόνο το 15% αφορούσε σε διασυνδεδεμένα µε το δίκτυο της ΕΗ και τα υπόλοιπα ήταν αυτόνοµα συστήµατα, σηµάδι μιας ανώριµης ακόµη αγοράς, αφού η διεθνής αγορά κυριαρχείται πλέον από τα διασυνδεδεμένα συστήµατα. Ωστόσο, η αγορά φωτοβολταϊκών σημείωσε ανοδική πορεία, όπως φαίνεται και από το σχήµα 2. Σχ ήµα 2. Εξέλιξη αγοράς (ΣΕΦ) φωτοβολταϊκών. (Πηγή: Σύνδεσµος Εταιριών Φωτοβολταϊκών Ωστόσο µετά την ψήφιση του νόµου 3468 /2006 και τα κίνητρα που δίνονται υπάρχει µια µεγάλη στροφή του επενδυτικού κοινού στα φωτοβολταϊκά συστήµατα. Σύµφωνα µε το πρόγραµµα ανάπτυξης των φωτοβολταϊκών συστηµάτων προβλέπεται συνολική ισχύς 500MW για το ηπειρωτικό δίκτυο και 200MW για τα µη διασυνδεδεµένα νησιά. Το ενδιαφέρον που παρατηρείται µε τις αιτήσεις για χορήγηση άδειας παραγωγής από την ΡΑΕ, είναι ιδιαίτερα µεγάλο, κάτι που αν συνεχιστεί έως την τελική ολοκλήρωση των επενδύσεων θα δώσει ένα αισιόδοξο µήνυµα για την επίτευξη των στόχων της ενεργειακής πολιτικής της ελληνικής πολιτείας. 4.3 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΛΥΣΕΩΝ Πριν την έναρξη των εργασιών για τη λήψη της εξαίρεσης από την άδεια παραγωγής ενέργειας πραγματοποιήθηκε διεξοδικός έλεγχος προκειμένου να διαπιστωθεί η καταλληλότητα του οικοπέδου για τη χωροθέτηση του φωτοβολταϊκού πάρκου. 54

55 εδοµένου λοιπόν ότι το οικόπεδο: 1. Καλύπτει τις απαιτήσεις όσον αφόρα την χωροθέτησή του, σύμφωνα με την υφιστάμενη νομοθεσία για τις ΑΠΕ και τις εγκαταστάσεις Φωτοβολταϊακών Συστημάτων. 2. Βρίσκεται στην νομή και κατοχή της προϋποθέσεις από τον νόμο Ν.3468/2006. «ΕΤΑΙΡΙΑΣ» και συνεπώς καλύπτει τις 3. Δεν υφίσταται ανάγκη συνοδών έργων για την εγκατάσταση και λειτουργία του έργου, τα οποία να εμπίπτουν σε ομάδα και κατηγορία έργου ανώτερη του παρόντος βάση της ΚΥΑ 15393/02, ώστε να απαιτούν ξεχωριστή διαδικασία περιβαλλοντικής αδειοδότησης. Συνεπώς δεν εξετάζονται εναλλακτικές λύσεις. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5ο ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ 5.1 ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ Το κλίµα στο Νοµο Ξάνθης είναι ηπειρωτικό, γενικά μεσογειακό µε ήπιους χειµώνες και ξηρό, θερµό καλοκαίρι. Το βορειότερο ορεινό τµήµα του νοµού παρουσιάζει ένα πιο τραχύ κλίµα, παρόλα αυτά κατά την διάρκεια του χειµώνα συναντάµε βροχές και χιόνια. Στην συνέχεια παρατίθεται περισσότερο αναλυτική περιγραφή των κλιµατικών και βιοκλιματικών χαρακτηριστικών που βασίζεται σε δεδομένα που ελήφθησαν από το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών. Έτσι σύµφωνα µε τα κλιματολογικά στοιχεία του μετεωρολογικού σταθµού που είναι εγκατεστημένος στην Ξάνθη (Γεωγρ. Μήκος 24ο54'00", Γεωγρ. Πλάτος 41ο06'00", Ύψος σταθµού 115m) ψυχρότερος μήνας εµφανίζεται ο Ιανουάριος και ο 55

56 Φεβρουάριος ενώ ακολουθούν ο Δεκέμβριος και ο Μάρτιος.Θερµότεροι μήνες είναι ο Ιούλιος και ο Αύγουστος ενώ από τον Μάιο μέχρι και τον Σεπτέμβριο επικρατούν σχετικά υψηλές θεοκρασίες. Στο σχήµα 3 δίνεται σε διάγραµµα η ετήσια κατανοµή της μέσης, μέσης μέγιστης και μέσης ελάχιστης θερμοκρασίας ανά μήνα. Η απόλυτη μέγιστη θερμοκρασία είναι 33,3οC και η απόλυτη ελάχιστη 3,0οC. Η επικρατούσα διεύθυνση των ανέµων είναι βόρειο - ανατολική. Παρακάτω παρατίθενται κάποια σηµαντικά μετεωρολογικά στοιχεία για το νομό. Σχ ήµα 3. Ετήσια κατανο μη μέσης, μέγιστης και ελάχιστης μηνιαίας θερμοκρασίας (Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών - Μετεωρολογικός σταθμός Ξάνθης) Όσον αφορά τις βροχοπτώσεις, δίνεται στο σχήμα 4 η ετήσια κατανομή των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων. Η μέγιστη βροχόπτωση για το έτος 2008 που έχουν ληφθεί τα δεδομένα σημειώθηκε τον Ιούνιο αλλά και την φθινοπωρινή περίοδο από Οκτώβριο έως Νοέμβριο ενώ ξηρότεροι μήνες εμφανίζονται ο Αύγουστος αλλά και οι μήνες Μάιος, Ιούλιος και Σεπτέμβριος. 56

57 Σχήµα 4. Ετήσια κατανοµή βροχόπτωσης (Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών Μετεωρολογικός σταθµός Ξάνθης) Όσον αφορά τους ανέµους, οι επικρατούντες άνεµοι είναι κυρίως βόρειοι-ανατολικοί. Στον πίνακα 1 δίνονται οι μέσες τιµές της εντάσεως των ανέµων και της διεύθυνσης τους ανά μήνα. Επίσης, στο σχήµα 5 απεικονίζεται η ετήσια κατανοµή της έντασης του ανέµου. Πίνακας 1. Ετήσια μεταβολή της διεύθυνσης και της έντασης του ανέμου στην περιοχή του μετεωρολογικού σταθμού Ξάνθης Μήνας Ιαν Φεβ Μαρ Απρ Μαϊ Ιον Ιολ Αυγ Σεπ ιε ύθυν ση Ανέµου Β Β Β Β Ν ΒΑ ΒΑ ΒΑ ΒΑ Μ.Ο.-Ένταση Ανέµου (km/h) 4,3 5,4 5,1 4,1 4,2 4,7 4,9 6,1 6,9 Οκτ ΒΑ 5,1 Νοε εκ ΒΑ ΒΑ 3,2 7,9 57

58 Σχήµα 5. Ετήσια κατανοµή έντασης ανέµου (Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών Μετεωρολογικός σταθµός Ξάνθης) 5.2 ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ Στην ενότητα αυτή παρουσιάζονται τα µορφολογικά χαρακτηριστικά της περιοχής µελέτης, σε µια ευρύτερη ακτίνα και συγκεκριμένα του νοµού στον οποίο εντοπίζεται χωροταξικά κι ανήκει διοικητικά. Ο Νοµός Ξάνθης (σχήµα 6), είναι ο πιο δυτικός από τους τρεις (3) νοµούς του γεωγραφικού διαμερίσματος της Θράκης και έχει έκταση τετραγωνικά χιλιόμετρα. Ο Νοµός της Ξάνθης ανήκει διοικητικά στην Περιφέρεια Ανατολικής Μακεδονίας & Θράκης. Στα βόρεια συνορεύει µε τη Βουλγαρία, στα ανατολικά µε το νοµό Ροδόπης, στα δυτικά µε τους νοµούς Καβάλας και ράµας και στα νότια βρέχεται από το Θρακικό πέλαγος. Το έδαφος στα βορινά του νοµού είναι εξ ολοκλήρου ορεινό, µε υψηλότερο το βουνό Κούλα (1827 µ.) στα σύνορα µε τη Βουλγαρία, ενώ το νότιο τµήµα του νοµού καταλαμβάνεται από την κοιλάδα της Ξάνθης. Υπάρχουν δύο ποταµοί, ο Νέστος που είναι ο µεγαλύτερος και αποτελεί το φυσικό όριο του νοµού µε αυτό της Καβάλας και ο Ξάνθης που είναι µικρότερος. Ο ποταµός Νέστος, από τους μεγαλύτερους της Ελλάδας, πηγάζει από τη Βουλγαρία και εκβάλλει στο Θρακικό πέλαγος, ενώ ο ποταµός Ξάνθης πηγάζει από το όρος Κούλα και εκβάλλει στη λίµνη Βιστωνίδα. Ο ήµος Ξάνθης (σχήµα 7) κατέχει µια κεντροβαρική θέση τόσο στον ευρύτερο γεωγραφικό χώρο, όσο και στο δίκτυο των αστικών κέντρων της Ανατολικής Μακεδονίας Θράκης. Ο άξονας των αστικών κέντρων -στο κέντρο του οποίου βρίσκεται η πόλη της Ξάνθης- αποτελεί ουσιαστικά και τον άξονα οδικής επικοινωνίας της χώρας µε την Ανατολική Θράκη (Τουρκία) και τη Μαύρη Θάλασσα (Εύξεινος Πόντος) και μπορεί να θεωρηθεί τμήμα της ιστορικής οδού που συνδέει τη Θεσσαλονίκη µε την Κωνσταντινούπολη και τη Θεσσαλονίκη µε τα δυτικά παράλια της Βαλκανικής (Εγνατία-Νέα Εγνατία). Από τα άκρα του άξονα και κατά μήκος συγκεκριμένων κοιλάδων. 58

59 Σχήμα 6. Χάρτης Νομού Ξάνθης Το μεγαλύτερο μέρος του Νοµού - ποσοστό 60% - καλύπτεται από ορεινούς όγκους, κυρίως από την οροσειρά της Ροδόπης που κυριαρχεί στα σύνορα µε τη Βουλγαρία. Οι πεδινές εκτάσεις αντιπροσωπεύουν το 32% της συνολικής έκτασης και αποτελούν μαζί µε τις ημιορεινές, τις βασικές καλλιεργήσιµες αγροτικές εκτάσεις του Νοµού. Το σύνολο των καλλιεργήσιμων εκτάσεων ανέρχεται σε στρέµµατα Σχήµα 7. Γεωγραφική απεικόνιση του Δήµου Ξάνθης. 59

60 5.3 ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΕΔΑΦΟΛΟΓΙΚΩΝ, ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ & ΤΕΚΤΟΝΙΚΩΝ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΕΔΑΦΟΛΟΓΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Το ανάγλυφο του νοµού Ξάνθης όπως άλλωστε και ολόκληρης της Θράκης, κυριαρχείται από τη µεγάλη οροσειρά της Ροδόπης, της οποίας φτάνει εδώ το δυτικό τµήµα και καταλαμβάνει το βόρειο τµήµα του νoµού, µε ψηλότερη κορυφή το Γυφτόκαστρο (1.827 µ.), στην οροσειρά της Κούλας, στο όριο των νοµών Ξάνθης και ράµας, στα σύνορα µε τη Βουλγαρία. Στα ανατολικά η οροσειρά χαµηλώνει βαθμιαία ως τα όρια του νοµού Ροδόπης, από όπου αρχίζει, µε το Παπίκιο (1.483 µ.), η ανατολική Ροδόπη. Η οροσειρά της Κούλας διακλαδίζεται και στα νότια, σχηματίζοντος, στο δυτικό τµήµα του νοµού, τις κορυφές Χαϊντού (1.525 µ.), Αχλάτ Τσαλ (1.400 µ.) κ.ά., για να καταπέσει τελικά απότοµα στην πεδιάδα της Ξάνθης, που φτάνει έως τη θάλασσα. Η πεδιάδα αυτή έχει και λοφώδεις περιοχές. Η πεδιάδα, βύθισµα άλλοτε, που γέµισε µε τις προσχώσεις του Νέστου και άλλων μικρών ποταµών και χειμάρρων µε αποσαθρωμένα υλικά της Ροδόπης, αποτελεί το δυτικό τµήµα της πεδιάδας της Θράκης και καλύπτει όλο το νότιο τµήµα. Βασικό υδρογραφικό στοιχείο του νοµού είναι ο Νέστος, που εισέρχεται από τον νοµό ράµας στον νοµό Ξάνθης, από τη Σιδηρόπορτα, κατευθύνεται στα νοτιανατολικά διασχίζοντας το βορειοδυτικό τµήµα του νοµού και μετά, αφού διαγράψει µια καµπύλη, κατευθύνεται στα νότια καθορίζοντας τα όρια των νοµών Ξάνθης και ράµας και εκβάλλει στο Αιγαίο πέλαγος απέναντι από τη Θάσο. Το κέντρο του νοµού διαρρέει ο μικρός ποταµός Ξάνθης, που διασχίζει την πρωτεύουσα και εκβάλλει στη Βιστωνίδα λίµνη. Το βορειοανατολικό τµήµα του νοµού αποχετεύει ο Κοµψάτος (Κούρου), ο οποίος εισέρχεται έπειτα στον νοµό Ροδόπης και τελικά εκβάλλει και αυτός στη Βιστωνίδα. Στα όρια των νοµών Ξάνθης και Ροδόπης βρίσκεται η Βιστωνίδα, μοναδική λίµνη της Θράκης, η οποία κλείνεται από τη θάλασσα (Πόρτο Λάγο) µε ένα προσχωσιγενές βέλος που αφήνει µια στενή δίοδο, από την οποία επικοινωνεί µε τη θάλασσα και γι αυτό είναι αλµυρή. Η ακτογραµµή είναι ομαλή, χαµηλή και αλίµενη. ΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Στην περιοχή του Δήμου Ξάνθης γεωλογικά και σε μικροσκοπικό επίπεδο, επικρατούν σχηματισμοί ιζηματογενών πετρωμάτων του νεογενούς της ανώτερης μειόκαινου και πλειόκαινου περιόδου. Διακρίνονται λιμναίοι ασβεστόλιθοι λευκοί, ανοιχτόχρωμοι, εύθρυπτοι, που συχνά περιέχουν ενστρώσεις ασβεστιτικών ψαμμιτών, µε ερυθρή άργιλο σαν κύριο συνδετικό υλικό και σειρά ερυθρών αργίλων. Σύμφωνα με τον Γεωλογικό Χάρτη (απόσπασμα από Φύλλο Ξάνθης) του Ινστιτούτο Γεωλογικών Μελετών (ΙΓΜΕ) που επισυνάπτεται στο Παράρτημα, τα εδάφη της περιοχής όπου θα γίνει η εγκατάσταση σε μικροσκοπικό επίπεδο χαρακτηρίζονται από πετρώματα που χρονολογούνται στο Κατώτερων Ηωκαινον Ανωτέρων Ολιγοκαινων. Διακρίνονται κροκαλοπαγή και ασβεστόλιθοι ήτοι στρωμάτων και φακοί κροκαλοπαγών, πτωχής κοκκομετρικής διαβαθμίσεως. ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Σύμφωνα με τον Αναθεωρημένο Χάρτη Σεισμικής Επικινδυνότητας που τέθηκε σε εφαρμογή από (σχήμα 7), ο Ελλαδικός χώρος κατανέμεται σε τρεις ( (Ι,ΙΙ,ΙΙΙ) ζώνες αντί τέσσερις, η ευρύτερη περιοχή έρευνας κατατάσσεται σε ζώνη Ι με συντελεστή σεισμικής επιτάχυνσης α=0,16. 60

61 Σχήµα 8. Χάρτης Σεισµικής Επικινδυνότητας (πηγή: Οργανισµός Αντισεισµικού Σχεδιασµού και Προστασίας, Σεισµικής, 2004) 5.4 ΦΥΣΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΕΙΔΙΚΕΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ Η περιοχή όπου πρόκειται να υλοποιηθεί το έργο δεν ανήκει σε περιοχή του δικτυού Φύση (NATURA 2000) είτε σε προστατευόμενες περιοχές RAMSAR. Επίσης δεν ανήκει σε θεσμοθετημένα τόπια ιδιαίτερα φυσικού κάλους και σε ζώνες προστασίας της ορνιθοπανίδας. Τέλος, η περιοχή δεν χαρακτηρίζεται ως προστατευτέα με Π.Δ βάσει του άρθρου 21 του Ν / 1986 ή βάσει άλλης νομοθετικής ρύθμισης ή διεθνούς συνθήκης. Ειδικότερα, δεν εντάσσεται σε περιοχές όπως οι Εθνικοί Δρυμοί, τα Αισθητικά Δάση τα καταφύγια Άγριας Ζωής και τα διατηρητέα Μνημεία της Φύσης. Σύμφωνα με τον κατάλογο των φυσικών περιοχών που είναι ενταγμένες στο Δίκτυο Φύση (NATURA 2000) ανήκει το Όρος Χαϊντου Κούλα & και Γύρω κορυφές (GR SCI),το αισθητικό Δάσος του Νέστου (GR SCI) και τα στενά του Νέστου (GR SPA) Χλωρ ίδ α κα ι Π α ν ίδ α Η περιοχή του Νομού Ξάνθης παρουσιάζει μεγάλη βιοποικιλότητα. Στα νότια του νομού και ιδιαίτερα στη λίμνη Βιστωνίδα και το Πόρτο Λάγος, υπάρχει μεγάλη ποικιλότητα από πουλιά που φωλιάζουν, που διαχειμάζουν στην περιοχή, άλλα και μεταναστευτικά. Η αναπαραγόμενη στις περιοχές του νομού Ξάνθης ορνιθοπανίδα περιλαμβάνει σημαντικούς αριθμούς ειδών με σπουδαιότερα από αυτά τα μικτή αποικία ερωδιών, με κυρίους αντιπροσώπους τον λευκοτσικνιά, σταχτοτσικνιά, κρυπτοτσικνιά. Άλλα είδη είναι η υδρόβια λαγγόνα, είδη πάπιας μεταξύ των οποίων και το είδος βαρβάρα,πελαργοί χουλιαραμύτες και επίσης ο καλαμοκανάς, ο αργυροπελεκάνος, το ποταμογλάρονο, ο μακροκέφαλος γλάρος και άλλα πολύ σπάνια είδη πουλιών. Τα υδρόβια πουλιά που διαχειμάζουν στην περιοχή Βιστωνίδα-Πόρτο Λάγος 61

62 υπερβαίνουν συχνά τα άτομα και ανήκουν σε 20 περίπου είδη. Εξάλλου πολλά είδη µεταναστευτικών πουλιών, όπως φλαμίνγκο, γλάροι, ερωδιοί, πελαργοί, ίβιδες και αρπακτικά περνούν από την περιοχή και σταµατούν κατά τη μεταναστευτική τους πορεία, για τροφή και κούρνιασµα. Είναι επίσης σηµαντικό ότι το δέλτα του Νέστου φιλοξενεί 260 είδη πουλιών από τα 474 βασικά είδη που ζουν στην Ευρώπη. Αξίζει να σημειωθεί ότι στην περιοχή Στενά του Νέστου ενδηµεί ο κολχικός φασιανός. Πολλά είδη σπάνιων πουλιών αναπαράγονται στα δάση της περιοχής. Το ίδιο ισχύει και για µεγάλα θηλαστικά, στα οποία περιλαμβάνονται το αγριογούρουνο, το ζαρκάδι, η καφετιά αρκούδα, ο λύκος, η αλεπού, το τσακάλι, η αγριόγατα, ο λαγός, ο σκίουρος, το κουνάβι και η βίδρα. Στην ορεινή περιοχή της Χαϊντού και της Κούλας υπάρχουν σπάνια πουλιά και ενδηµικά φυτικά είδη. Στα ορεινά αλλά και στα πεδινά του νοµού υπάρχουν: πέρδικα ορεινή και πεδινή, ορτύκι, δρυοκολάπτης, αγριόκουρκος, αγριόκοτα, φασσοειδή, κορακοειδή, γεράκι, αετός, κραυγαετός, χρυσαετός, γύπας κ.α. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει ο ποταµός Κοµψάτος, που αποτελεί καταφύγιο για πολλά αρπαχτικά πτηνά. Ο υγρότοπος αυτός µπορεί να θεωρηθεί ως ενιαία οικολογική µονάδα µε τη Βιστωνίδα, και προστατεύεται από τη συνθήκη Ραµσάρ. Η ερπετοπανίδα θεωρείται επίσης πλούσια. Έχουν εντοπιστεί διάφορα είδη χελώνας,σαύρας και φιδιών. Στα πλούσια νερά των υγροτόπων και ποταµών του νοµού υπάρχουν πολλά είδη ψαριών όπως ο κέφαλος, η µπριάνα, ο γοβιός, το γλίνι, το τσιρώνι κ.α. 5.5 ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΕΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Χωρ οτα ξ ικ ός Σχε δ ια σμ ός Η περιοχή μελέτης ανήκει διοικητικά στο Δήμο Ξάνθης και πιο συγκεκριμένα στο Δημοτικό Διαμέρισμα Ευμοίρου. Σύμφωνα με τα στοιχεία από το Υπουργείο Εσωτερικών ( για την απογραφή του πληθυσμού στις , ο νομός Ξάνθης κατανέμεται σε 6 δήμους και σε 4 κοινότητες και έχει πληθυσμό κατοίκους. Ο φωτοβολταϊκός σταθμός θα εγκατασταθεί Δ.Δ. Ευμοίρου, ο οποίος ανήκει στο δήμο Ξάνθης ο οποίος έχει πληθυσμό κατοίκους και έκταση km2. Ο δήμος απαρτίζεται από τα δημοτικά διαμερίσματα, του Ευμοίρου, των Κιμμερίων και τον οικισμό της Ξάνθης, ο οποίος είναι και η έδρα αλλά και μεγαλύτερος σε μέγεθος (πίνακας2). Π ί ν α κ α ς 2. Κ α τ ά λ ο γ ο ς π λ η θ υ σ μ ο ύ γ ι α τ ο Δ ή μ ο Ξ άν θ η ς [ Π η γ ή Υ Π. Ε Σ., Α π ο γ ρ α φ ή ) 5.6 ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ 62

63 Η περιοχή κατοικήθηκε από τα προϊστορικά χρόνια, αφού µε την αρχαιολογική σκαπάνη εντοπίστηκε προϊστορικός οικισµός της νεολιθικής εποχής στη θέση Λαφρούδα. Στην περιοχή που βρίσκεται ανάµεσα στη Βιστωνίδα λίµνη και το Νέστο στα αρχαία χρόνια ζούσαν οι θρακικές φυλές των Βιστόνων και οι Σαπαίοι Στα ορεινά της ίδιας περιοχής ζούσαν τα θρακικά φύλα των Τραυσών, των Σατρών και των ίων. Κεντρική κώµη των Σατραίων ήταν ένα χωριό που βρισκόταν στο πέρασµα του ποταµού ΚοσσινίτηΚοσύνθου, ακριβώς στην είσοδο της χαράδρας προς το εσωτερικό της ορεινής περιοχής. Το χωριό αυτό στα αρχαιοθρακικά ονομαζόταν Πάρα (το) και σήµαινε το πέρασµα. Με την πάροδο του χρόνου το όνοµα του χωριού αυτού ενώθηκε µε το άρθρο το και έτσι µετονοµάσθηκε σε Τόπαρα ή Τόπειρος µε την ίδια πάντα σηµασία. Με τη διέλευση της Εγνατίας οδού µέσα από το χωριό αυτό (100 π.χ.) το Τοπάρα αναπτύχθηκε σε πλούσια πόλη και ακµαία «ελεύθερη» µε δικά της νοµίσµατα (2ος αιώνας µ.χ.). Η Τόπειρος ήταν γνωστή καθ' όλη τη ρωµαϊκή και πρωτοβυζαντινή περίοδο σαν µια από τις σημαντικότερες πόλεις της Ν.. Θράκης. Το 549 όµως την κατέλαβαν οι Σκλαβηνοί βάρβαροι. Αµέσως όµως µετά (522) την ξανάκτισε ο Ιουστινιανός και την οχύρωσε µε θολωτά τείχη. Τον 8 µ.χ. η πόλη ξανακαταστράφηκε, άγνωστο αν από σεισµό ή βαρβαρικές επιδροµές. Πάλι όµως ξανακτίσθηκε. Αλλά τώρα άλλαξε όνοµα και µετονοµάσθηκε σε (λατινικό) Ρούσιο. Αργότερα από Ρούσιο µετονοµάσθηκε στο ελληνικότερο Ξάνθεια, όνοµα µε το οποίο πρωτοµαρτυρείται το 879 µ.χ., όταν ο επίσκοπος αυτής Γεώργιος αναφέρεται να συµµετέχει σε σύνοδο στην Κων/πόλη. Με αυτή την ονοµασία είναι γνωστή σ' όλη την µετέπειτα ιστορία µέχρι και σήµερα. Κατά τα τελευταία χρόνια της βυζαντινής αυτοκρατορίας η Ξάνθεια πολλές φορές µαρτυρείται στις αλλεπάλληλες περιγραφές της ζωής και των περιπετειών της αυτοκρατορίας έως ότου τελικά το 1385 µ.χ. κατελήφθη από τους Οθωµανούς. Έκτοτε αρχίζει µια περίοδος πολύ δύσκολη γεµάτη από δηµεύσεις, καταπιέσεις, βασανιστήρια και φόρους προς τους χριστιανούς κατοίκους της πόλεως, οι οποίοι παρά τις πολλές καταπιέσεις και δοκιµασίες δεν έχασαν την ελληνικότητά τους. Αντίθετα, ανεδείχθη το µόνο ελληνικό-χριστιανικό κέντρο ανάµεσα στην Ανδριανούπολη και τη Θεσσαλονίκη και εδώ κατέφευγαν πολλοί καταδιωκόμενοι Έλληνες της ευρύτερης θρακικής και μακεδονικής γης. Χαρακτηριστικό δείγµα του ελληνικού φρονήµατος των Ξανθίων είναι ότι ποτέ δεν επέτρεψαν στους κατακτητές να κατοικήσουν µέσα σ' αυτή. Πάντοτε το ελληνικό στοιχείο υπερτερούσε συντριπτικά. Μετά τη διάδοση της καπνοκαλλιέργειας στην περιοχή αποδείχθηκε ότι το είδος των καπνών της ήταν µοναδικό και περιζήτητο µέσα στο παλάτι του σουλτάνου. Τότε άρχισε µια άλλη περίοδος οικονομικής άνθησης της πόλεως, καθώς ανεγέρθηκαν καπναποθήκες και συνέρρευσαν καπνεργάτες για την επεξεργασία και εµπορία των καπνών της, των οποίων η φήµη ξεπέρασε τα όρια της Οθωµανικής αυτοκρατορίας και έγιναν περιζήτητα από τη Ρωσία µέχρι την Αίγυπτο και την Αυστρία. Την οικονοµική άνθηση της πόλης σταµάτησαν δύο δύσκολες περίοδοι, η ελληνική επανάσταση, δυο αλλεπάλληλοι σεισµοί το 1829, που κυριολεκτικά ισοπέδωσαν την πόλη και τα χωριά της περιοχής. Πολύ γρήγορα όµως µέσα από τις στάχτες και τους κονιορτούς των χαλασµάτων οι Ξάνθιοι θα ξανακτίσουν την πόλη. Θα ακολουθήσουν οι βαλκανικοί πόλεµοι, όπου στις 8 Νοεµβρίου του 1912 η Ξάνθη θα καταληφθεί από τους «συµµάχους» Βουλγάρους, οι οποίοι όµως θα θελήσουν µε βίαια µέτρα, καταπιέσεις και δολοφονίες να εξαναγκάσουν τους Ξάνθιους να μεταστραφούν στον εκβουλγαρισµό τους. Η πλήρης ενσωµάτωση της Ξάνθης και όλης της. Θράκης στην Ελλάδα θα λάβει χώρα µε την συνθήκη των Σεβρών στις 28 Ιουλίου ΚΟΙΝΩΝΙΚΟ-ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ-ΤΕΧΝΙΚΕΣ 63

64 ΥΠΟΔΟΜΕΣ Π αρ α γω γ ικ οί Τ ομε ίς Ο πρωτογενής τοµέας στο παρελθόν κατείχε σηµαντικό ρόλο στην οικονοµία του Ν. Ξάνθης. Το µεγαλύτερο µέρος της απασχόλησης αφορούσε στον τοµέα αυτό, αλλά και ως προς τη διαμόρφωση του Ακαθάριστου Περιφερειακού Προϊόντος συµµετείχε ο πρωτογενής τοµέας µε ποσοστό µεγαλύτερο του 30%. Την τελευταία δεκαετία παρατηρείται µείωση συµµετοχής του τοµέα στην τοπική οικονοµία. Σύµφωνα µε τα στοιχεία της ΕΣΥΕ, ο πρωτογενής τοµέας στο Νοµό Ξάνθης παράγει το 12,5% του εγχώριου ΑΕΠ, ενώ σε επίπεδο περιφερειακό το αντίστοιχο ποσοστό είναι 16,9%. Ως προς την απασχόληση (ΕΣΥΕ 2001), στον πρωτογενή τοµέα απασχολείται το 26,5% των εργαζομένων στο Νοµό. Στο ήµο Ξάνθης βρίσκεται το 9,2% των συνολικά απασχολούμενων στον πρωτογενή τοµέα στο νοµό. Η ανάπτυξη της κτηνοτροφίας διαφοροποιείται στα ηµοτικά ιαµερίσµατα. Συγκεκριμένα στο ήµο Ξάνθης υπάρχουν επιχειρήσεις βοοειδών, αιγοπροβάτων, χοίρων και πουλερικών. Τα κυριότερα παραγόμενα προϊόντα ανά.. σε τόνους και η αντίστοιχη καλλιεργούμενη έκταση εµφανίζονται στον πίνακα 3. Πρόκειται για προϊόντα όπως το σιτάρι, το καλαμπόκι, το βαµβάκι και η µηδική. Πίνακας 3. Κυριότερα παραγόμενα αγροτικά προϊόντα ανά δηµοτικό διαµέρισµα του δήµου Ξάνθης ήµος Ξάνθης.. Κιµµ ερίων.. Ευµοίρου Σύνολο Καλλ ιέργεια Παραγω Παραγωγ Έκτασ Παραγωγ Έκ ταση Παραγωγή Έκταση Έκ ταση γή ή η ή Σιτάρι Καλαμπόκι Βαµβάκι Μηδική Σε ότι αφορά στην οικονοµική δραστηριότητα, στο Ν. Ξάνθης ο δευτερογενής τοµέας παράγει το 44% του ΑΕΠ του Νοµού, συγκριτικά δε µε την Περιφέρεια υπερτερεί κατά πολύ (25,1% στην Περιφέρεια έναντι 44% στο Νοµό). Στον δευτερογενή τοµέα το 25,7% των εργαζομένων στο Νοµό (ΕΣΥΕ 2001). Το µεγαλύτερο ποσοστό των επιχειρήσεων του Νοµού βρίσκεται στα όρια του. Ξάνθης. Η ΒΙ.ΠΕ Ξάνθης παραλαμβάνει τις περισσότερες µονάδες. Επί πλέον διάσπαρτες µονάδες υπάρχουν στον άξονα Ξάνθη-Κιµµέρια-Πηγάδια, ΞάνθηΒαφέϊκα, Ξάνθη-Τοξότες. Η βιομηχανική ανάπτυξη αναπτύχθηκε ευρέως µέσω των κλάδων επεξεργασίας των φυσικών πόρων και πρώτων υλών της περιοχής (τρόφιµα, καπνό) και δευτερευόντως µέσω των κλάδων που παράγουν προϊόντα που κατευθύνονται στην τοπική αγορά (π.χ. έπιπλα). Οι περισσότερες επιχειρήσεις εµφανίζονται στον κλάδο της παραγωγής τροφίµων (92 επιχειρήσεις) και ακολουθούν οι βιοµηχανίες Ξύλου (50), επίπλων (28), ενδυμασίας (29), εκτυπώσεων (13). Ο τριτογενής Τοµέας παράγει το 43,5% του ΑΕΠ του Νοµού (ΠΑΕΠ 2004). Ο Νοµός υστερεί στον τοµέα αυτό σε σχέση µε την Περιφέρεια όπου το αντίστοιχο ποσοστό είναι 58%. Το ποσοστό απασχόλησης στο τοµέα αυτό είναι 42% των εργαζομένων στο Νοµό (ΕΣΥΕ 2001). Ο τριτογενής τοµέας στο ήµο Ξάνθης περιλαμβάνει κυρίως επιχειρήσεις χονδρικού και λιανικού εµπορίου, ξενοδοχεία, εστιατόρια και επιχειρήσεις αναψυχής. Σύµφωνα µε το Μητρώο Επιχειρήσεων της ΕΣΥΕ (2002) ο κλάδος λιανικού εµπορίου συγκεντρώνει περίπου το 28% των επιχειρήσεων του Νοµού, ενώ το αντίστοιχο ποσοστό για τον κλάδο χονδρεμπορίου είναι περίπου 6,5%. Επίσης ο κλάδος των Εστιατορίων και Ξενοδοχείων συγκεντρώνει το 13,5% των Επιχειρήσεων. Συνολικά στον Τριτογενή τοµέα δραστηριοποιούνται επιχειρήσεις οι οποίες αποτελούν το 73% των επιχειρήσεων στο Νοµό. Μεγάλη ανάπτυξη έχει επίσης ο κλάδος των Τραπεζών. Οι ηµόσιες Υπηρεσίες καλύπτουν µεγάλο ποσοστό του τοµέα αυτού αφού στην Ξάνθη 64

65 λειτουργούν οι κλασικές ηµόσιες Υπηρεσίες, το Σώµα Στρατού, το ηµοκρίτειο Πανεπιστήµιο, η Σχολή Αστυνοµίας, το Γενικό Νοσοκοµείο, ο ΟΑΕ, ικαστικές Υπηρεσίες, Αστυνοµική ιεύθυνση. Επίσης, τα τελευταία χρόνια ο τουρισμός στο νοµό παρουσιάζει συνεχώς και αυξανομένη επισκεψιµότητα καθώς ο νοµός διαθέτει αξιοζήλευτο φυσικό περιβάλλον και πλούσιους πολιτιστικούς πόρους. Ο ορεινός όγκος είναι πλούσιος σε διαδροµές για πεζοπορία, ποδηλασία, σαφάρι µε jeep 4x4. Ο καταρράκτης του Λειβαδίτη, το ασικό χωριό του Αντάλοφου, το αρχαιολογικό Μουσείο των Αβδήρων, το Λαογραφικό Μουσείο Ξάνθης η παλιά πόλη µε τα αρχοντικά, οι ανακαινισµένες αποθήκες τα πολιτιστικά κέντρα τα µουσεία και οι εκκλησίες είναι κάποια από τα ποιο σηµαντικά Πολιτιστικά αξιοθέατα του Νοµού. Παραδοσιακοί ξενώνες, καταφύγια και αγροτουριστικά καταλύµατα σε ηµιορεινούς και ορεινούς οικισµούς κοντά σε περιοχές, όπου προέχει το φυσικό κάλλος, αποτελούν σηµαντικούς πόλους έλξης. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ο 65

66 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΩΝ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ 6.1 ΦΥΣΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Το φυσικό περιβάλλον της περιοχής όπως έγινε σαφές και από την περιγραφή των φάσεων κατασκευής σε προηγούμενη ενότητα δεν θα δεχτεί σημαντικές ανθρώπινες πιέσεις. Στην συνέχεια παρατίθενται οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις από την υλοποίηση του έργου στα µη βιοτικά χαρακτηριστικά, όπως κλιματολογικά, μορφολογικά και εδαφολογικά ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΚΑ ΚΑΙ ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Το έργο δεν θα επιφέρει ουδεµία αρνητική επίπτωση στα κλιματολογικά και βιοκλιματικά χαρακτηριστικά της περιοχής. Μακροσκοπικά πρόκειται να συνεισφέρει μόνον θετικά και συγκεκριμένα στην μείωση του φαινομένου του θερμοκηπίου που προκαλείται από την έκλυση διοξειδίου του άνθρακα που λαµβάνει χώρα κατά την καύση ορυκτών καυσίµων. Επιπλέον, συνεπάγεται λιγότερες εκπομπές άλλων επικίνδυνων ρύπων (όπως τα αιωρούμενα μικροσωµατίδια τα οξείδια του αζώτου, οι ενώσεις του θείου, κ.λ.π), επομένως συνεισφέρει στη μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΑ ΚΑΙ ΤΥΠΟΛΟΓΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Το έργο δεν αναμένεται να προκαλέσει αλλαγή στα μορφολογικά ή τοπιολογικά χαρακτηριστικά. Οι εργασίες εκσκαφών θα είναι περιορισμένης κλίμακα και δεν θα επιφέρουν σημαντικές αλλαγές στη γεωμορφολογία του αγροτεμαχίου ΕΔΑΦΟΛΟΓΙΚΑ, ΓΕΩΛΟΓΙΚΑ &ΤΕΚΤΟΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Το έργο δεν αναμένεται να έχει ουδεμία επίπτωση στα εδαφολογικά, γεωλογικά και τεκτονικά χαρακτηριστικά της περιοχής. Η εγκατάσταση των πάνελ θα γίνει με μετακινούμενες βάσεις στήριξης από μέταλλο, σε βάθος 0,5 μέτρα. Θα γίνει επίστρωση της επιφάνειας με 3A το οποίο είναι υδατοπέρατο για να αποτρέπει τη διάβρωση του συστήματος από λιμνάζοντα όμβρια ύδατα αλλά και να εμποδίζει την επιφανειακή ροή των υδάτων. Είναι φανερό, πως οι επεμβάσεις είναι σημειακές και δεν πρόκειται να μεταβάλλουν τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του εδάφους ή του υπεδάφους. 6.2 ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΕΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Το ανθρωπογενές περιβάλλον πρόκειται να επηρεαστεί θετικά όσον αφορά στην ποιότητα ζωής δεδομένου ότι με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από την εν λόγω ανανεώσιμη πηγή και την διοχέτευση της στο ηλεκτρικό δίκτυο, η ατμόσφαιρα πρόκειται να αποσυμφορηθεί από εκατοντάδες κιλά διοξείδιο του θείου (SO2) και διοξείδιο του άνθρακα (CO2 ) που θα είχαν παραχθεί στην περίπτωση καύσης ορυκτών καυσίμων για την παραγωγή της ίδιας ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον προστίθεται και μια επιπλέον δραστηριότητα στην περιοχή πέραν της γεωργικής. Το γεγονός αυτό συμβάλει στην ανάπτυξη της περιοχής χωρίς να επηρεάζει αρνητικά το περιβάλλον της και επομένως συνάδει με τον όρο της αειφορικής ανάπτυξης. 6.3 ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ 66

67 Το ιστορικό και πολιτιστικό περιβάλλον της ευρύτερης περιοχής δεν προβλέπεται σε καμία περίπτωση να επηρεαστεί από την εγκατάσταση του εν λόγω Φωτοβολταϊκού Πάρκου. 6.4 ΚΟΙΝΩΝΙΚΟ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ, ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΥΠΟΔΟΜΕΣ Το μέγεθος, η γεωγραφική θέση και γενικότερα ο χαρακτήρας του έργου είναι φανερό ότι δεν μπορούν να προκαλέσουν αλλαγές στα χαρακτηριστικά του πληθυσμού και της οικιστικής ταυτότητας της περιοχής. Οι επιπτώσεις του έργου στο κοινωνικό οικονομικό περιβάλλον θα είναι μόνο θετικές, με την έννοια ότι πρόκειται για μια μεγάλη επένδυση σε καινοτόμο τεχνολογία. Η επένδυση θα προκαλέσει κινητικότητα στην τοπική οικονομία κατά το στάδιο της κατασκευής αυξάνοντας τις θέσεις εργασίας, ενώ οι μακροσκοπικές απεξάρτησης της χώρας από τα ορυκτά καύσιμα. Η αύξηση της κυκλοφορίας κατά την φάση κατασκευής αναμένετε να μην προκαλέσει δυσμενείς επιπτώσεις στη γύρω περιοχή και χαρακτηρίζεται ως περιορισμένης διάρκειας.η φύση του έργου θα προκαλέσει αλλαγές (ενίσχυση) στο φορτίο της ηλεκτρικής ενέργειας του δικτύου της ευρύτερης περιοχής και θα συμβάλει στην μείωση των απωλειών, χωρίς όμως να απαιτηθεί αλλαγή στον τρόπο διανομής της ηλεκτρικής ενέργειας. Τέλος, το σύνολο των υλικών του συστήματος θα είναι πιστοποιημένα και με εγγύηση απόδοσης, ενώ στο τέλος της ζωής τους θα ανακυκλώνονται σύμφωνα με τις διατάξεις του ΠΔ 117/2004(ΦΕΚ82Α/ ). 6.5 ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Το έργο δεν πρόκειται να επιφέρει ουδεμία αρνητική επίπτωση στο ατμοσφαιρικό περιβάλλον καθώς οι εκπομπές ρύπων στην ατμόσφαιρα είναι μηδενικές. Αντιθέτως θα συμβάλλει στον περιορισμό του φαινομένου του θερμοκηπίου. Ενδεχόμενες αρνητικές επιπτώσεις, όπως παραγωγής σκόνης ή αέριων εκπομπών από την κίνηση των μηχανημάτων θα είναι κατά το στάδιο της κατασκευής, πολύ μικρής κλίμακας και παροδικές. 6.6 ΑΚΟΥΣΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ, ΟΧΛΗΣΕΙΣ Τα φωτοβολταϊκα είναι από τις πιο φιλικές μορφές ενέργειας όχι μόνο στο σύνολό τους αλλά και μεταξύ των ανανεώσιμων. Δεν αποτελούν πηγή επικίνδυνης ακτινοβολίας καθώς επίσης δεν παράγουν δονήσεις. Συνεπώς, η λειτουργία της μονάδας θα είναι απολύτως αθόρυβη, χωρίς δονήσεις και ακτινοβολίες οπότε δεν θα επέλθει ουδεμία αρνητική επίπτωση στο περιβάλλον. Επίσης, σύμφωνα και με την νομοθεσία (Απόφαση του Υπ.Ανάπτυξης/Γ.Δ.Εν/Δ6/Φ1/οικ.19500, Άρθρο 2, παρ.2) η κατηγορία των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής από Φ/Β συστήματα με αποδιδόμενη ηλεκτρική ισχύ 0.5MW όπου ανήκει η προτεινόμενη δραστηριότητα χαρακτηρίζεται ως μη οχλούσα. 6.7 ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΑ ΚΑΙ ΥΠΟΓΕΙΑ ΝΕΡΑ Η λειτουργία της μονάδας δεν επιφέρει την παραγωγή υγρών αποβλήτων όποτε οι επιπτώσεις προς τα επιφανειακά και υπόγεια νερά είναι μηδενικές. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ο 67

68 ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΤΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ Λαµβάνοντας υπόψη τα όσα αναλυτικά αναφέρθηκαν στα προηγούμενα κεφάλαια, προκύπτει το συµπέρασµα ότι οι επιπτώσεις προς το περιβάλλον εστιάζονται κατά την φάση κατασκευής, ενώ κατά τη φάση της λειτουργίας το έργο εντάσσεται αρµονικά στο περιβάλλον. Για την αντιμετώπιση των επιπτώσεων αυτών και την προστασία και αποκατάσταση του περιβάλλοντος προτείνονται τα ακόλουθα: ΦΑΣΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Οι χωματουργικές εργασίες να περιοριστούν στις απολύτως αναγκαίες. Το χώμα των εκσκαφών να αποθηκευτεί προσωρινά εντός του εργοταξίου και να χρησιμοποιηθεί εξ ολόκληρου για την διαμόρφωση του χώρου εντός οικόπεδου. Εφ όσον προκύψουν προϊόντα εκσκαφής που δεν θα χρησιμοποιηθούν, να διατεθούν σε δανειοθαλάμους λατομείων για αποκατάσταση ή να αποτεθούν σε εκτάσεις χωρίς δασική κάλυψη και χωρίς να εμποδίζουν οποιαδήποτε επιφανειακή ροη. Η βλάστηση που θα εκχερσωθεί να συλλεχθεί και να ειδοποιηθεί ο δήμος για να την παραλάβει και να την αποθέσει κατά τρόπο που προβλέπεται από την ισχύουσα νομοθεσία. Κατά την κατασκευή, να εξασφαλίζεται η ομαλή ροη των επιφανειακών υδάτων. Σε περίπτωση που απαιτηθεί αλλαγή λαδιών σε οποιοδήποτε μηχάνημα του εργοταξίου, η διαχείριση των μεταχειρισμένων ορυκτέλαιων να γίνεται σύμφωνα με τις κείμενες διατάξεις. Σε περίπτωση διαρροής καυσίμων, λαδιών ή πίσσας θα γίνεται χρήση άμμου προσροφητικό υλικό. Τα μηχανήματα που θα συνθέσουν το εργοτάξιο, πρέπει να φέρουν ευανάγνωστα και ανεξίτηλα τη σήμανση «CE», σύμφωνα με την απόφαση 93/465/ΕΟΚ, συνοδευόμενη από την αναγραφή της εγγυημένης στάθμης ακουστικής ισχύος. Επίσης, θα φέρουν αντικραδασμικές βάσεις για την αποφυγή πρόκλησης θορύβου και δονήσεων. Να γίνεται διαβροχή των εργοταξιακών δρόμων και των θέσεων εκσκαφής ιδιαίτερα τις ξηρές μέρες. Τα φορτηγά μεταφοράς αδρανών να είναι καλυμμένα για την αποφυγή εκπομπής σκόνης. Να μη γίνεται καύση υλικών κάθε μορφής. Να ληφθούν όλα τα απαραίτητα μέτρα προστασίας για την αποφυγή πυρκαγιάς κατά τη λειτουργία του εργοταξίου. Μεταξύ της περίφραξης και των πάνελ να υπάρχει διάκενο το οποίο θα λειτουργεί ως αντιπυρική ζώνη. Το σύνολο των εργασιών να γίνει κατά τέτοιο τρόπο ούτος ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι επιπτώσεις στα παρακείμενα αγροτεμάχια. ΦΑΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Κατά τη φάση λειτουργίας οι ελάχιστες ποσότητες λιπαντικών ελαίων που προκύπτουν από τη συντήρηση των µετακινούµενων βάσεων στήριξης των φ/β πλαισίων θα συλλέγονται σε στεγανά δοχεία. Τα δοχεία αυτά θα διατηρούνται σε σκιερό µέρος και όταν γεµίσουν θα καλείται η αρµόδια δηµοτική υπηρεσία για τη µεταφορά και διάθεσή τους σύµφωνα µε την Κ Υ Α50910 /ΦΕΚ 1909 /2003 «Μέτρα και Όροι για τη ιαχείριση Στερεών Αποβλήτων. Εθνικός και Περιφερειακός Σχεδιασµός ιαχείρισης». Επίσης µετά το τέλος της λειτουργίας της συγκεκριμένης µονάδας παραγωγής ενέργειας ο κύριος του έργου είναι υποχρεωµένος να αποµακρύνει τις εγκαταστάσεις και να αποκαταστήσει το χώρο σύµφωνα µε την προηγούµενα υφιστάµενη κατάσταση. 68

69 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 ο ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΩΝ ΔΥΣΚΟΛΙΩΝ ΠΟΥ ΑΝΑΜΕΝΕΤΑΙ ΝΑ ΠΡΟΚΥΨΟΥΝ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΕΚΠΟΝΗΣΗ ΤΗΣ ΜΠΕ Η συγκεκριµένη δραστηριότητα είναι µια περιβαλλοντικά φιλική επένδυση, µε µηδενικές αρνητικές επιπτώσεις και παράλληλα πολλές θετικές επιπτώσεις στο φυσικό, κοινωνικό και οικονοµικό περιβάλλον. Συνεπώς, το έργο θα πρέπει να ενταχθεί στην Κατηγορία Β4. Αν παρ όλα αυτά ενταχθεί στην Κατηγορία Α2 δεν αναµένεται να αντιµετωπιστούν δυσκολίες κατά την σύνταξη της Μελέτης Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων. 69

70 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9ο ΚΟΙΝΩΝΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΤΟΥ ΚΟΙΝΩΝΙΚΟΥ ΟΦΕΛΟΥΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΩΝ Η προστιθέμενη αξία των φωτοβολταϊκών Η αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας με τη χρήση φωτοβολταϊκών παρουσιάζει τα εξής πλεονεκτήματα: μηδενική ρύπανση αθόρυβη λειτουργία αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής (που φθάνει τα 30 χρόνια) απεξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα δυνατότητα επέκτασης ανάλογα με τις ανάγκες ελάχιστη συντήρηση Η ηλιακή ενέργεια είναι καθαρή, ανεξάντλητη, ήπια και ανανεώσιμη. 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, τα οποία μετατρέπουν την ηλιακή ακτινοβολία σε ηλεκτρικό ρεύμα, θεωρούνται τα ιδανικά συστήματα ενεργειακής μετατροπής καθώς χρησιμοποιούν την πλέον διαθέσιμη πηγή ενέργειας στον πλανήτη, και παράγουν ηλεκτρισμό, που αποτελεί την πιο χρήσιμη μορφή ενέργειας. Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα των φωτοβολταϊκών είναι αδιαμφισβήτητα. Κάθε κιλοβατώρα που παράγεται από φωτοβολταϊκά, και άρα όχι από συμβατικά καύσιμα, συνεπάγεται την αποφυγή έκλυσης ενός περίπου κιλού διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα (με βάση το σημερινό ενεργειακό μείγμα στην Ελλάδα και τις μέσες απώλειες του δικτύου). Ένα τυπικό φωτοβολταϊκό σύστημα του ενός κιλοβάτ, αποτρέπει κάθε χρόνο την έκλυση 1,3-1,4 τόνων διοξειδίου του άνθρακα, όσο δηλαδή θα απορροφούσαν δύο στρέμματα δάσους. Επιπλέον, συνεπάγεται λιγότερες εκπομπές άλλων επικίνδυνων ρύπων (όπως τα αιωρούμενα μικροσωματίδια, τα οξείδια του αζώτου, οι ενώσεις του θείου, κ.λπ.). Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα πυροδοτούν το φαινόμενο του θερμοκηπίου και αλλάζουν το κλίμα της Γης, ενώ η ατμοσφαιρική ρύπανση έχει σοβαρές επιπτώσεις στην υγεία και το περιβάλλον. 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 ηλεκτροπαραγωγής. Η παραγωγή ηλεκτρισμού από μικρούς παραγωγούς μπορεί να περιορίσει επίσης την ανάγκη επενδύσεων σε νέες γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Το κόστος μιας νέας γραμμής μεταφοράς είναι πολύ υψηλό, αν λάβουμε υπόψη μας πέρα από τον τεχνολογικό εξοπλισμό και θέματα που σχετίζονται με την εξάντληση των φυσικών πόρων και τις αλλαγές στις χρήσεις γης. 70

71 Οι διάφοροι παραγωγοί πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας αποτελούν ιδανική λύση για τη μελλοντική 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 10,6% κατά μέσο όρο (3,8% υψηλή-υπερυψηλή τάση, 6,8% μέση- χαμηλή τάση). 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, στην αποφυγή black-out και στη μείωση του συνολικού κόστους της ηλεκτροπαραγωγής, δεδομένου ότι η κάλυψη αυτών των αιχμών είναι ιδιαίτερα δαπανηρή. Tα φωτοβολταϊκά μπορούν να συμβάλλουν σημαντικά στην αντιμετώπιση των αιχμών ζήτησης και στην αποτροπή black-out. Κάτι τέτοιο ενισχύεται και από πρόσφατες μελέτες στις ΗΠΑ και την Αυστραλία, όπου αποδείχτηκε ότι η διάσπαρτη εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων θα βοηθούσε στην αποτροπτων μεγάλων black-out όπως αυτό που ταλαιπώρησε τη [1-6] βόρεια Αμερική τον Αύγουστο του Επιπρόσθετα, η διαθεσιμότητα των φωτοβολταϊκών είναι υψηλή και συνεπώς αποτελούν αξιόπιστα ενεργειακά συστήματα. Πραγματική και θεωρητική διαθεσιμότητα φωτοβολταϊκών στη Β. Αμερική (ένα χρόνο μετά το black-out του 2003) 71

72 Προσομοίωση της εξομάλυνσης των αιχμών του δικτύου μέσω φωτοβολταϊκών στις δυτικές ακτές των ΗΠΑ Σε 80 δις δολάρια ετησίως εκτιμάται το κόστος από τις διακοπές ρεύματος στις ΗΠΑ, [7] σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη του Lawrence Berkeley National Laboratory. Ένα ποσοστό 2% αυτού του ποσού αφορά τον οικιακό τομέα, ενώ το υπόλοιπο τη βιομηχανία και τις υπηρεσίες. Η αποκεντρωμένη παραγωγή και η διάδοση των φωτοβολταϊκών θα μπορούσε να αποτρέψει πολλές από τις σημερινές διακοπές και να συμβάλλει στην ευστάθεια των δικτύων και την εξοικονόμηση δισεκατομμυρίων δολαρίων. Κάτι τέτοιο φυσικά ισχύει και για την Ελλάδα και ιδίως για τα αδύναμα νησιωτικά δίκτυα. Στην Ελλάδα, εκτιμάται ότι κάθε ώρα black-out κοστίζει στην εθνική οικονομία εκατ. ευρώ 72

73 73

74 74

75 Παρακάτω επιχειρούμε μία ποσοτική αποτίμηση ορισμένων από τα οφέλη που συνεπάγεται η υλοποίηση ενός προγράμματος ανάπτυξης των φωτοβολταϊκών. Η αποτίμηση αυτή συνυπολογίζει τα εξής διακριτά κόστη: 1. Κόστος συμβατικής ηλεκτροπαραγωγής. 2. Κόστος διανομής ενέργειας. 3. Κόστος αγοράς δικαιωμάτων εκπομπών 4. Εξωτερικό κοινωνικό κόστος. 75

76 5. Κόστος αποφυγής επιπλέον υποδομών. Η ανάλυση που ακολουθεί γίνεται τόσο για το ηπειρωτικό δίκτυο, όσο και για τα αυτόνομα νησιωτικά δίκτυα της χώρας. 1. Κόστος συμβατικής ηλεκτροπαραγωγής Για το ηπειρωτικό δίκτυο, ως κόστος της συμβατικής ηλεκτροπαραγωγής λαμβάνουμε τη μέση Οριακή Τιμή του Συστήματος (ΟΤΣ), για τις ώρες έγχυσης των φωτοβολταϊκών συστημάτων οι οποίες είναι ώρες μέσου και υψηλού φορτίου και η τρέχουσα τιμή της οποίας είναι περί τα 78,5 /MWh. Το μέσο για όλα τα Μη Διασυνδεδεμένα Νησιά μεταβλητό κόστος παραγωγής της ΔΕΗ ΑΕ, υπολογίζεται στο πλαίσιο των διατάξεων του Άρθρου 40 του Ν.2773/1999, ως το άθροισμα των εξής παραγόντων: α) του μέσου κόστους καυσίμου, β) του μέσου κόστους εκπομπών CO2 και γ) του μέσου πρόσθετου μεταβλητού κόστους λειτουργίας των θερμικών μονάδων. Ειδικότερα, με τις υπ αριθ. 137/2006 και 263/2006 αποφάσεις της ΡΑΕ καθορίστηκε σε 129,00 /MWh και 123,58 /MWh για το γ και δ τρίμηνο του 2006 αντίστοιχα [8]. Να σημειώσουμε εδώ ότι ανακοίνωση του ΥΠΑΝ [9] ανέβαζε το 2005 το μέσο συνολικό κόστος ηλεκτρικής ενέργειας στην Κρήτη στα 137 /MWh και ότι το κόστος αυτό αφορά μέσες ετήσιες τιμές. Τα κόστη ανά κιλοβατώρα στις ώρες αιχμής είναι πολύ υψηλότερα. Σημειωτέον ότι σε ότι αφορά το κόστος της ηλεκτροπαραγωγής στα μικρά νησιά (εκτός Κρήτης και Ρόδου), αυτό εκτιμάται ότι ανέρχεται σε 210 /MWh (περιλαμβάνει κόστος καυσίμου, μισθοδοσία, λοιπές δαπάνες και αποσβέσεις). Η εκτίμηση αυτή βασίζεται σε αναλυτικά στοιχεία της ΔΕΗ προσαρμοσμένα ώστε να ληφθούν υπόψη οι πρόσφατες αυξήσεις στο κόστος καυσίμου. Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, το εκτιμώμενο κόστος της ηλεκτροπαραγωγής σε όλα τα μη διασυνδεδεμένα νησιά (περιλαμβανομένης της Κρήτης και της Ρόδου) ανέρχεται σε περίπου 160 /MWh. 2. Κόστος διανομής ηλεκτρικής ενέργειας Θεωρούμε μία μέση τιμή για το κόστος διανομής ίση με 35 /MWh. 3. Εκτίμηση επιβάρυνσης από αγορά δικαιωμάτων εκπομπών CO2 Με βάση τις τρέχουσες τιμές της ευρωπαϊκής αγοράς, η αγορά δικαιωμάτων κοστίζει περί τα 20 /tn CO2. Αυτό για μεν το ηπειρωτικό δίκτυο μεταφράζεται σε 20 /MWh, για δε τα μη διασυνδεδεμένα νησιά που χρησιμοποιούν ως καύσιμο το πετρέλαιο σε 15 /MWh. 4. Αποτίμηση εξωτερικού κόστους Μελέτη του ΕΜΠ, που προσπάθησε να αποτιμήσει το κόστος αυτό (στο πλαίσιο του ευρωπαϊκού προγράμματος ExternE), αναφέρει πως το εξωτερικό αυτό κόστος θα έπρεπε να επιβαρύνει την τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας κατά 92,2-124,3 /MWh κατά μέσο όρο [10]. Στην περίπτωση του ηπειρωτικού δικτύου η επιβάρυνση είναι 95,7-128,6 /MWh, στην περίπτωση της Κρήτης 45,3-67,5 /MWh και στα υπόλοιπα νησιά 39,1-58 /MWh. Αν μάλιστα οι επιπτώσεις των κλιματικών αλλαγών αποδειχθούν δυσμενέστερες των προβλεπόμενων, τα κόστη αυτά ξεπερνούν τα 200 /MWh (ανέρχονται σε 261,2 /MWh στην περίπτωση των λιγνιτικών σταθμών). Στην περίπτωση των σταθμών φυσικού αερίου, το εξωτερικό κόστος εκτιμάται ότι μπορεί να φτάσει τα 35,5 /MWh. Φυσικά, η αντιμετώπιση των αιχμών με σταθμούς φυσικού αερίου αφορά μόνο το ηπειρωτικό δίκτυο της χώρας και όχι τα αυτόνομα νησιωτικά δίκτυα. Δεδομένων των προβλέψεων που κάνουν λόγο για ιδιαίτερα δυσμενή σενάρια σε ότι αφορά τις επιπτώσεις των κλιματικών αλλαγών στον ελληνικό χώρο, θεωρούμε ότι είναι ρεαλιστικό να χρησιμοποιήσουμε την τιμή των 200 /MWh ως χαρακτηριστική για την αποτίμηση του εξωτερικού κόστους. Η εκτίμηση αυτή βασίζεται στις προβλέψεις του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών (Φεβρουάριος 2005), σύμφωνα με τις οποίες ως τα τέλη του αιώνα η αύξηση της μέσης θερμοκρασίας στην περιοχή μας το μήνα Ιούλιο θα είναι 7-8 βαθμούς, 76

77 πολύ πάνω δηλαδή από την αναμενόμενη μέση αύξηση σε παγκόσμιο επίπεδο [11]. Πηγή: Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών 5. Αποφυγή επιπλέον υποδομών Ένα από τα παράπλευρα οφέλη από την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών είναι η μείωση των απωλειών ηλεκτρικής ενέργειας και ισχύος, καθώς και η χρονική μετάθεση για το μέλλον επενδύσεων αναβάθμισης του εξοπλισμού των δικτύων διανομής, λόγω της συμβολής τους στη μείωση του διακινούμενου φορτίου. Πρόσφατη μελέτη που έγινε στην Καλιφόρνια (2005), εκτιμά ότι η προστιθέμενη αξία των φωτοβολταϊκών από τη μείωση των απωλειών και την αποφυγή συμβατικών επενδύσεων 77

78 ανέρχεται σε περίπου /MWh [12]. Αν και οι ελληνικές συνθήκες είναι σαφώς διαφορετικές, τα νούμερα αυτά δεν απέχουν πολύ από την πραγματικότητα, αφού η ΡΑΕ, μόνο για το νέο πρόσθετο δυναμικό ηλεκτροπαραγωγής εκτιμά το κόστος σε /MWh. Τιμολόγηση φωτοβολταϊκής κιλοβατώρας Με βάση τα παραπάνω, η πραγματική αποτίμηση της ηλιακής κιλοβατώρας θα έπρεπε να είναι η εξής: Ηπειρωτικό δίκτυο: 503,5 /MWh. Μη διασυνδεδεμένα νησιά: 580 /MWh. Μη διασυνδεδεμένα νησιά (εκτός Κρήτης & Ρόδου): 630 /MWh. 78

79 Στα κόστη αυτά δεν συνυπολογίζεται η ασφάλεια του εφοδιασμού που παρέχουν τα φωτοβολταϊκά. Πόσο αλήθεια αποτιμάται σε χρήμα η κρίση με το Ιράν ή η κρίση ΡωσίαςΟυκρανίας που λίγο έλειψε να στερήσει από την Ευρώπη το πολύτιμο φυσικό αέριο; Και πόσο αποτιμώνται τα αναπτυξιακά οφέλη από την προώθηση των φωτοβολταϊκών, τα οποία είναι γνωστό ότι είναι πρωταθλητές μεταξύ των ενεργειακών τεχνολογιών στη δημιουργία νέων θέσεων εργασίας ανά μονάδα παραγόμενης ενέργειας αλλά και ανά μονάδα ισχύος; [13] 79

80 Ήδη, από την ψήφιση του Ν. 3468/2006 και μετά, έχουν δημιουργηθεί πολλές δεκάδες νέες επιχειρήσεις εμπορίας και εγκατάστασης φωτοβολταϊκών, ενώ υλοποιούνται επενδύσεις στον τομέα της παραγωγής φωτοβολταϊκών στη χώρα μας και σχεδιάζονται αρκετές νέες παραγωγικές μονάδες. Αυτό συνεπάγεται τη δημιουργία πολλών εκατοντάδων νέων θέσεων εργασίας και μάλιστα σε ένα τομέα αιχμής. Τα παραπάνω σημαίνουν πρακτικά ότι για κάθε ευρώ που δίνεται για να ενισχυθεί η ηλιακή κιλοβατώρα που παράγεται από τα φωτοβολταϊκά, η χώρα παίρνει πίσω ως κοινωνικό όφελος τουλάχιστον 1,2 ευρώ, χωρίς στα οφέλη να συνυπολογίσουμε την ασφάλεια του εφοδιασμού, τα αναπτυξιακά οφέλη και τις επιπλέον θέσεις εργασίας. 80

81 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10ο ΟΙΚΟΝΟΜΟΤΕΧΝΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ 10.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η παρούσα προμελέτη έχει ως στόχο την παρουσίαση των βασικών τεχνικών και οικονομικών δεδομένων της εγκατάστασης και λειτουργίας ενός φωτοβολταϊκού σταθµού ισχύος 99,00 kwp στο Νοµό Ξάνθης. Αρχικά παρουσιάζονται τα βασικά ενεργειακά δεδοµένα, βάσει των οποίων γίνεται µία εκτίµηση της παραγωγής ενέργειας ανά έτος. Στη συνέχεια, αναλύονται τα βασικά µέρη του σταθµού µε το αντίστοιχο κόστος. Τέλος, παρατίθενται οικονοµικά στοιχεία που αφορούν τους λογαριασµούς χρήσης και το διάγραµµα στάθµης κεφαλαίου για ένα διάστηµα 20 ετών. Βάσει των στοιχείων αυτών υπολογίζεται και ο εσωτερικός βαθµός απόδοσης (IRR) της επένδυσης ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΜΕΛΕΤΗ Η απόδοση των Φωτοβολταϊκών στοιχείων εξαρτάται από τα κλιματολογικά δεδοµένα της συγκεκριμένης περιοχής, κυρίως όσον αφορά την ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας και τη θερµοκρασία. Η αποδιδόµενη ενέργεια αυξάνει µε την αύξηση της έντασης της ηλιακής ακτινοβολίας και µειώνεται µε την αύξηση της θερµοκρασίας. Με βάση το γεγονός ότι η εγκατάσταση πρόκειται να πραγµατοποιηθεί στο Νοµό Ξάνθης, τις συντεταγµένες της περιοχής και δεδοµένα προερχόµενα από τη διεθνώς αναγνωρισµένη εφαρµογή PVGIS της Ευρωπαϊκής Ένωσης, προκύπτει ότι η βέλτιστη κλίση για την τοποθέτηση των Φ/Β είναι 32 µε νότιο προσανατολισµό. Η µέση ετήσια προσπίπτουσα ένταση ακτινοβολίας σε βέλτιστη κλίση ανέρχεται σε 4,12 kwh/m2/ηµέρα. O παρακάτω πίνακας παρουσιάζει τη µέση µηνιαία ένταση ακτινοβολίας για πρόσπτωση σε βέλτιστη κλίση. Πίνακας 1. Μηνιαίες τιµές προσπίπτουσας έντασης ακτινοβολίας στο βέλτιστο επίπεδο. Μήνας Ιανουάριος Φεβρουάριος Μάρτιος Απρίλιος Μάιος Ιούνιος Ιούλιος Αύγουστος Σεπτέμβριος Οκτώβριος Νοέμβριος Δεκέμβριος Ετήσιος µέσος όρος Ένταση ηλιακής ακτινοβολίας 2 (kwh/m /ηµέρα) 2,26 2,90 3,82 4,95 5,35 5,69 5,90 5,59 4,86 3,85 2,52 1,74 4,12 81

82 Το παρακάτω Σχήµα παρουσιάζει εποπτικά τα ενεργειακά δεδοµένα της περιοχής: Σχήµα 1. Ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας ανά µήνα του έτους για την οριζόντια ο πρόσπτωση αλλά και για τη βέλτιστη γωνία πρόσπτωσης (β = 32 ) στο Νοµό Ξάνθης. Θεωρείται επίσης ότι το µέγιστο δυνατό ποσοστό ηλεκτρικών απωλειών (στα καλώδια, στους αντιστροφείς, και λοιπές άλλες απώλειες), δε ξεπερνά το 10% (χείριστη περίπτωση και αρκετά δυσµενές σενάριο). Έτσι, µε βάση τα παραπάνω δεδοµένα και επιπλέον το γεγονός ότι πρόκειται να χρησιµοποιηθούν ηλιοπαρακολουθητές (trackers) για την παρακολούθηση της πορείας του ήλιου και τη βελτιστοποίηση της απόδοσης, προκύπτει ότι η µέση εκτιµώµενη παραγωγική ικανότητα ανέρχεται σε kwh/kwp. Ο παρακάτω πίνακας παρουσιάζει τη µεταβολή της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ανά µήνα του έτους µε και χωρίς τη χρήση ηλιοπαρακολουθητών: Πίνακας 2. Μηνιαίες τιµές προσπίπτουσας έντασης ακτινοβολίας µε και χωρίς τη χρήση ηλιοπαρακολουθητών (tracker). Μήνας Ιανουάριος Φεβρουάριος Μάρτιος Απρίλιος Μάιος Ιούνιος Ιούλιος Αύγουστος Σεπτέμβριος Οκτώβριος Νοέμβριος Δεκέμβριος Παρα γωγή ηλεκτρικής ενέργειας (kwh) για βέλτιστη κλίση Παρα γωγή ηλεκτρικής ενέργειας (kwh) µε trackers

83 Επίσης το παρακάτω Σχήµα παρουσιάζει τη µεταβολή της παραγωγής ανά µήνα του έτους µε και χωρίς χρήση ηλιοπαρακολουθητών, ανά εγκατεστημένο kw: Σχήµα 2. Η µεταβολή της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ανά µήνα του έτους µε χρήση πάνελ τοποθετημένα σε σταθερή βάσης στη βέλτιστη κλίση. Σχήµα 3. Η µεταβολή της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ανά µήνα του έτους µε χρήση ηλιοπαρακολουθητών (tracker) 83

84 Από τα παραπάνω προκύπτει η σηµαντική βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης της εγκατάστασης µε χρήση tracker αυξάνει την ενεργειακή απολαβή σε ποσοστό περίπου 30%. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο η εταιρεία προχώρησε στην επιλογή χρήσης τους Από τα παραπάνω προκύπτει ότι για µέση εγκατεστημένη ισχύ ίση προς 99,00 kwp προκύπτει ότι η εκτίµηση της παραγόμενης ενέργειας µε χρήση ηλιοπαρακολυθητών (trackers) είναι kwh/έτος για τον φωτοβολταϊκό σταθµό. Επίσης θεωρείται ότι λόγω γήρανσης η παραγωγή των Φ/Β στοιχείων µειώνεται κατά 1% κάθε χρόνο για τα επόµενα 20 χρόνια ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Ο σταθµός µε Φ/Β στοιχεία πρόκειται να αποτελείται από πάνελ εδραζόµενα σε ηλιοπαρακολουθητές, µεγίστης ισχύος 99,00 kwp. Πιο συγκεκριμένα, ο σταθµός πρόκειται να αποτελείται από τα παρακάτω τµήµατα: Φ/Β ΠΑΝΕΛ Πρόκειται να χρησιμοποιηθούν 450 Φ/Β πάνελ τεχνολογίας πολυκρυσταλλικού πυριτίου τύπου Sunways SM210U (220Wp) της γερμανικής εταιρείας Sunways AG, µεγίστης ισχύος 220Wp έκαστο. Τα πάνελ πρόκειται να τοποθετηθούν σε 27 ηλιοπαρακολουθητές(trackers ) ΗΛΙΟΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΤΕΣ (TRACKERS) Τα πάνελ πρόκειται να ενωθούν µεταξύ τους σε συστοιχίες. Κάθε συστοιχία πρόκειται να τοποθετηθεί επάνω σε ηλιοπαρακολουθητές (σύστηµα παρακολούθησης (tracking) της πορείας του ήλιου) τύπου ΗΛΙΟΤΡΟΠΙΟ 3 της εταιρείας ΕΛΒΙΤΥΛ ΑΒΕΕ. Για την εγκατάσταση θα χρησιµοποιηθούν 27 ηλιοπαρακολουθητές (trackers), οι οποίοι θα συνοδεύονται από σύστηµα ελέγχου. Οι 18 ηλιοπαρακολουθητές θα φέρουν από 17 φ/β πλαίσια/γεννήτριες και οι υπόλοιποι 9 θα φέρουν πάνω τους από 16 φ/β πλαίσια/γεννήτριες ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΙΣ Πρόκειται να χρησιµοποιηθούν εννέα (9) αντιστροφείς τύπου SMC 11000TL της Γερµανικής εταιρείας SMA Technologie AG ονοµαστικής ισχύος εξόδου 11 kw έκαστος. Κάθε µετατροπέας περιέχει ενσωµατωµένες διατάξεις αποµόνωσης και προστασίας, επιτηρητές τάσης καθώς και διατάξεις για επανάζευξη και τηλε-έλεγχο λειτουργίας. Κάθε αντιστροφέας πρόκειται να δέχεται στην είσοδο του τις εξόδους από τρεις ηλιοπαρακολουθητές ΚΑΛΩΔΙΩΣΕΙΣ & ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΟ ΥΛΙΚΟ Τα καλώδια DC είναι ειδικού τύπου κατάλληλα για Φ/Β πάρκα, 1x4mm2. Πρόκειται επίσης να χρησιµοποιηθούν συζεύκτες, και ηλεκτρικοί πίνακες µε µέσα προστασίας ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΧΩΡΟΥ Για τις εργασίες της εγκατάστασης πρόκειται να γίνει διαµόρφωση του χώρου µε χωµατουργικές εργασίες, θεµελίωση των βάσεων και τοποθέτηση περίφραξης ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΥΝΑΓΕΡΜΟΥ Προκειμένου να διαφυλαχθεί η εγκατάσταση από κακόβουλες πράξεις τρίτων, εγκαθίσταται σύστηµα συναγερµού. 84

85 ΕΡΓΑ ΣΥΝΔΕΣΗΣ ΜΕ ΤΗΝ ΔΕΗ Πρόκειται για εργασίες της ΕΗ για τη σύνδεση του σταθµού στο ίκτυο ΚΟΣΤΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Ο παρακάτω πίνακας παρουσιάζει τις κυριότερες κατηγορίες εξοπλισµού εργασιών µε τα αντίστοιχα κόστη: Α/Α Είδος Τεµάχια ανά έργο κατ αποκοπή Φωτοβολταϊκά πάνελ Αντιστροφείς Ηλιοπαρακολουθητές Καλώδιο DC 5 Κεντρικός πίνακας 400V µε διάταξη αντικεραυνικής προστασίας - 7 Σύστηµα ελέγχου SMA Web Box Σύστηµα συναγερµού Θεµελίωση βάσεων Περίφραξη Τοποθέτηση εγκατάστασης 1 Έργα ΕΗ ΣΥΝΟΛΟ Έργο ,00 ΧΡΗΜΑΤΟΔΟΤΗΣΗ ΕΠΕΝΔΥΣΗΣ Το κόστος της επένδυσης προκύπτει να καλυφθεί ως ακολούθως. Τρόπος Κάλυψης Ιδία Συµµετοχή Επιδότηση άνειο Σύνολο Ποσό (Ευρώ) , , , ,00 Ποσοστό 25% 40% 35% 100% 85

86 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11ο ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ ΜΕ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ MATLAB-SIMULINK 11.1 ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΑΥΤΟΝΟΜΟΥ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ Στο Κεφάλαιο αυτό μελετάται η λειτουργία ενός αυτόνομου Φωτοβολταϊκού Σταθμού κου συνολικής ισχύς 100KW. Το Φωτοβολταϊκό Σταθμό χρησιμοποιεί σαν πηγή ενέργειας φωτοβολταϊκές κυψέλες οι οποίες με τις κατάλληλες συστοιχίες παράγουν ηλεκτρική ενέργεια και την αποδίδουν στο δίκτυο της Δ.Ε.Η. Προσομοιώνεται η λειτουργία του Φωτοβολταϊκού Σταθμού και ταυτόχρονα δημιουργείται ένα σύστημα παρακολούθησης αυτού. Τα Φωτοβολταϊκά αυτόνομα συστήματα σήμερα προσφέρουν μια ελκυστική λύση για έναν διαρκώς αυξανόμενο αριθμό εφαρμογών που απαιτούν οικονομική και αξιόπιστη παροχή ενέργειας, ακόμη και κάτω από εξαιρετικά δύσκολες περιβαλλοντικές συνθήκες (μέρες χωρίς ηλιοφάνεια ). Με την τεχνολογία αυτή μπορεί να παραχθεί ηλεκτρική ενέργεια χωρίς να καταναλωθούνε συμβατικά καύσιμα. Εκμεταλλεύεται κανείς μόνο την ανανεώσιμη, ηλιακή ακτινοβολία που άφθονα και δωρεάν μας παρέχεται. Το βασικό χαρακτηριστικό των Φωτοβολταϊκών Σταθμών, είναι η αυτόνομη λειτουργία τους χωρίς την χρήση οποιασδήποτε καύσιμης ύλης, η υψηλή ανθεκτικότητα και αξιοπιστία, καθώς και η ικανότητα να λειτουργούν για μακρύ χρονικό διάστημα χωρίς συντήρηση, τα καθιστά ενδεδειγμένη οικονομικά λύση για όλους τους τύπους εφαρμογών. Μία από τις ιδιαίτερα διαδεδομένες εφαρμογές των Φωτοβολταϊκών Σταθμών στην Ελλάδα, είναι η αυτόνομη ηλεκτροδότηση κατοικιών και οικισμών που βρίσκονται μακριά από το δίκτυο της Δ.Ε.Η. και η διασύνδεσή τους καθίσταται ανέφικτη ή οικονομικά ασύμφορη. Επιπροσθέτως, σε καταναλωτές που ήδη συνδέονται με το δίκτυο της Δ.Ε.Η., η εφαρμογή διασυνδεδεμένων Φωτοβολταϊκών συστημάτων δύναται να μειώνει τους λογαριασμούς ρεύματος ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΑΥΤΟΝΟΜΟΥ Φ/Β ΣΤΑΘΜΟΥ Η λειτουργία του υποθετικού αυτόνομου συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, με φωτοβολταϊκά υλοποιείται στην περιοχή της Ξάνθης.. Το σύστημα που προσομοιώνεται έχει σαν σκοπό να παράγει και να αποδίδει ηλεκτρική ενεργεία στην ΔΕΗ. Οι πηγές ενέργειας που εφαρμόζονται για την ικανοποίηση των ενεργειακών αναγκών είναι τα φωτοβολταϊκά ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Στην παρούσα εφαρμογή που μελετάται χρησιμοποιούνται τα πλεονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας. Στα φωτοβολταϊκά πλέον της αρχικής εγκατάστασης δεν είναι απαραίτητη καμία επιπλέον συντήρηση και έχουν διάρκεια τουλάχιστον είκοσι (20) έτη. Η περιοχή της Ξάνθης έχει το πλεονέκτημα συχνής ηλιοφάνειας από το Μάρτιο έως τον Οκτώβριο. Τα φωτοβολταϊκά πάνελ επιλέγονται με βάση το ότι πρέπει να καλύπτουν τους καλοκαιρινούς μήνες την μέγιστη ισχύ. Η κάλυψη της απαιτούμενης ισχύος πρέπει να γίνει με τα φωτοβολταϊκά πάνελ και. Ο αριθμός των φωτοβολταϊκών είναι 450 και η ισχύς του καθενός από αυτά είναι της τάξης των 220 Wp. Η τοπολογία του συστήματος του Φωτοβολταϊκού Πάρκου είναι στο Παράρτημα. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά των φωτοβολταϊκών παρουσιάζονται στον Πίνακα. 86

87 Φωτοβολταϊκά Πάνελ SUNWAYS SM210UA63 Ονομαστική Ισχύς (Wp) Αριθμός Φωτοβολταϊκών Ρεύμα (Α) Ονομαστική Τάση (V) Τάση Ανοιχτοκύκλωσης (V) Ρεύμα Βραχυκύκλωσης (Α) Διαστάσεις (ΥxΠxΒ) (mm) Συνολική Κάλυψη Χώρου (m2) , , x990x Για την μετατροπή της συνεχούς τάσης σε εναλλασσόμενη είναι απαραίτητη η χρησιμοποίηση αντιστροφέων. Επιπλέον απαιτούνται 9 αντιστροφείς, δηλαδή όσες είναι και οι σειρές των φωτοβολταϊκών. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά των είναι: Πηγή εικόνας από την SMA. Από τον παραπάνω πίνακα θα χρησιμοποιηθούν τα INVERTER τύπου SMC-11000TL

88 11.4 ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΤΟΥ ΑΥΤΟΝΟΜΟΥ Φ/Β ΣΤΑΘΜΟΥ Για τη διαδικασία της προσομοίωσης ο κύκλος γίνεται κάθε ώρα. Ο συνολικός χρόνος προσομοίωσης είναι 8760 ώρες που αντιστοιχούν στο σύνολο των ωρών ενός έτους. Η προσομοίωση του συστήματος ξεκινάει την 1η Ιανουαρίου. Χρησιμοποιώντας δεδομένα από τον μετεωρολογικό σταθμό της Ξάνθης για το έτος του 2009, εισάγονται η θερμοκρασία και η ηλιακή ακτινοβολία για την προσομοίωση της λειτουργία του πάρκου. Παράλληλα εισάγονται και οι καμπύλες φορτίου για το έτος, όπως αυτές περιγράφηκαν στον Πίνακα. Η λειτουργία του συστήματος παρουσιάζεται στο λογικό διάγραμμα που παρουσιάζεται στο παρακάτω Σχήμα(1) Σχήμα(1) Η ηλιακή ακτινοβολία και η θερμοκρασία του περιβάλλοντος εισάγονται με την βοήθεια των βαθμίδων Radiation και Temp. αντίστοιχα. Τα δεδομένα που εισάγονται αντιστοιχούν σε πραγματικά δεδομένα καιρού. Στη συνέχεια τα δεδομένα αυτά εισάγονται στο μπλοκ PV Park όπου και προσομοιώνεται η λειτουργία του Φωτοβολταϊκού Σταθμού. Το μπλοκ PV Park αποτελείται από τέσσερα υπομπλόκ με όνομα string οπός φαίνεται στο Σχήμα(2). 88

89 Σχήμα(2) Η ενέργεια που παράγεται, όπως φαίνεται και από το προηγούμενο Σχήμα αθροίζεται για να δώσει την τελική ισχύ του Φωτοβολταϊκού Σταθμού. Η κάθε σειρά string αποτελείται από 6 επιμέρους βαθμίδες που αντιστοιχούν σε κάθε ένα πλαίσιο ξεχωριστά Radiation (Wp/m2) Time(h) Η ηλιακή ακτινοβολία στην διάρκεια του έτους. 89

90 Temperature (oc) Time(h) H Θερμοκρασία στην διάρκεια του έτους 90