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

Transcript

1 Φωτοβολταϊκά: Φωτοβολταϊκά: Ευκαιρίες, προκλήσεις, έρευνα, Ερευνητική Μονάδα Ενεργειακής Αειφορίας «ΦΩΣ», Πανεπιστήμιο Κύπρου Συνέδριο & Έκθεση Ανανεώσιμων Πηγών & Εξοικονόμησης Ενέργειας, 8 Ιουλίου ου ου 2014, 0, Ξενοδοχείο ε οδοχε ο Hilton to Park, a, Λευκωσία ευ ωσ α

2 Περιεχόμενα Που βρίσκεται αυτή τη στιγμή η Φωτοβολταϊκή Τεχνολογία Προκλήσεις Προοπτικές και ευκαιρίες Έρευνα Πρόγραμμα SmartPV Συμπεράσματα

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

4 Διεσπαρμένη παραγωγή πραγματική αξία ΦΒ

5 Πλήρης ενσωμάτωση ΦΒ σε κτίρια

6 Κύριες προκλήσεις Κόστος Απόδοση/Ενέργεια Αξιοπιστία (reliability) Ενσωμάτωση στο δίκτυο/αγορά

7 ΦΒ στο ενεργειακό μείγμα Τα ΦΒ καλύπτουν το 3% της ζήτησης του ηλεκτρισμού και το 6% της μέγιστης ζήτησης στην Ευρώπη Στόχος να επιτευχθεί το 12% της ηλεκτρικής ζήτησης μέχρι το 2020 Αύξηση η ποσοστού ΑΠΕ στο ενεργ. μείγμα σημαντικές προκλήσεις για ενσωμάτωση τους στο δίκτυο και στην αγορά

8 ΦΒ ανά το παγκόσμιο (2013) GWp συνολική εγκατεστημένη ισχύς 35% αύξηση σε σύγκριση με το GWp νέα Φ/Σ παγκοσμίως: 29.9 GWp (2012) και 30.2 GWp (2011) Η Ασία κατέχει την πρωτιά για πρώτη φορά στις νέες εγκαταστάσεις Φ/Σ αφήνοντας την Ευρώπη στη δεύτερη θέση. ΦΒ: 3η πιο σημαντική ΑΠΕ βάση της παγκόσμιας εγκατεστημένης ης ισχύς (μετά από υδροηλεκτρική και αιολική) Πρώτες χώρες σε Φ/Σ: Κίνα: 11.3 GWp Ιαπωνία: 6.9 GWp ΗΠΑ: 4.8 GWp Γερμανία: 3.3 GWp Πηγή: EPIA

9 ΦΒ στην Ευρώπη (2013) Γερμανία 3.3 GWp (7.6 GWp το 2012) Ιταλία 1.4 GWp ΗΒ 1.2 GWp Ρουμανία 1.1 GWp Ελλάδα 1.04 GWp Πηγή: EPIA και BPVA. Προώθηση από εγγυημένες διατιμήσεις (fit-in-tariff in tariff schemes)

10 Ισοτιμία Δικτύου Source: JRC

11 ΦΒ στην Κύπρο (2014) Εγκατεστημένη ισχύς (2014): MW ( αιτήσεις για net metering) Σύστημα συμψηφισμού: Εφαρμόζεται σε οικιακούς καταναλωτές Αυτοκατανάλωση - κυρίως για βιομηχανικούς καταναλωτές ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΣΥΝΟΛΟ ΦΒ ΣΥΝΟΛΟ ΕΓΚΑΤΕΣΤ. ΙΣΧΥΟΣ (ΜW) ΦΒ ισχύος μέχρι 7kW ΦΒ ισχύος 7-20kW ΦΒ ισχύος 20kW ΦΒ ισχύος kW ΦΒ ισχύος kW 150kW ΦΒ ισχύος 1,5ΜWp ΦΒ ισχύος 3,0ΜWp ΦΒ ισχύος μέχρι 3kWp (Net Metering) 2, Σύνολο Εγκατεστημένων ΦΒ 4,

12 Επιδόσεις ΦΒ Κυττάρων

13 Αποδόσεις ΦΒ Πλαισίων (2012) Source: NREL

14 Παραγωγή Ενέργειας 2200 Stuttgart 2000 average prated ] 1800 Nicosia ) ld [kwhac /kwp monocrystalline multicrystalline thin film GS Atersa mono-c c-si BP mono-c-s -Si Sanyo HIT-S T-Si SunPower mono-c c-si Schott MAIN-S N-Si Schott EFG-S G-Si SolarWorld multi-c c-si Solon multi-c- c-si Mitsubishi a-si( Si(1) Schott a-si(2 i(2) First Solar CdT dte Würth CIG AC-Ene ergy Yie

15 Υποδομή

16 Εσωτερικός Χαρακτηρισμός UV Simulator Climatic Cli ti Chamber Solar S l Simulator Si l t Υποδομή για δοκιμές βάση των προτύπων IEC 61215, και 62108

17 Θερμικές Απώλειες και Παραγωγή Ενέργειας 7% 8% 9% 9% 7% 5% 8% 10% 4% 3% 9% 8%

18 Υποβάθμιση 100 DC performanc ce ratio (% %) y = x DC PR time series 10 Sanyo HIT mono-c-si Linear fit 0 Jun-06 Dec-06 Jun-07 Dec-07 Jun-08 Dec-08 Jun-09 Dec-09 Jun-10 G. Makrides, B. Zinsser, G. E. Georghiou, M. Schubert and J. Werner, Degradation of Different Photovoltaic Technologies Under Field Conditions, IEEE PVSC-35 Conference, Hawaii, June 2010, pp 1-6.

19 Συνεχής Παρακολούθηση ΦΒ Συστημάτων Πρώτη Φάση: Συλλογή Δεδομένων (ηλιακή ακτινοβολία και θερμοκρασία πλαισίων) και ηλεκτρικές παράμετροι λειτουργίας συστήματος Δεύτερη Φάση: Υπολογισμός υποβάθμισης και πιθανών άλλων προβλημάτων Algorithms integrated to PV monitoring system Τρίτη Φάση: Έγκαιρη ενημέρωση χρήστη για πιθανά προβλήματα και λύσεις

20 Potential Induced Degradation Καλό Πλαίσιο FLASH TEST ELECTROLUMINESCENCE Good PV module (STC Power = 240 W)

21 Potential Induced Degradation Προβληματικό Πλαίσιο FLASH TEST ELECTROLUMINESCENCE PV module with PID (STC Power = 170 W)

22 Ισοτιμία δικτύου (grid parity) Πλέον ιδανική περίοδος για Κύπρο να πετύχει ενεργειακούς στόχους της με την αξιοποίηση των ΦΒ απαιτούνται σωστές ενεργειακές πολιτικές για προώθηση και βέλτιστη εφαρμογή ΦΒ

23 Σύστημα συμψηφισμού ενέργειας (net metering) (Κατανάλωση) (Παραγωγή)

24 Έργο : Ευφυή συστήματα συμψηφισμού για προώθηση και βέλτιστη ενσωμάτωση ΦΒ στο δίκτυο ηλεκτροδότησης της Κύπρου Πρόγραμμα LIFE+ Environmental Policy and Governance Χώρα Υλοποίησης: Κύπρος Διάρκεια: 1/7/2013 1/3/2017 Προϋπολογισμός: 1,219,838 Euro (% ΕΕ: 50%) Συντονιστής: Εργαστήριο ΦΒ Τεχνολογίας, Παν. Κύπρου Εταιρικό σχήμα:

25 Στόχοι του έργου Ανάπτυξη βέλτιστου εργαλείου-μοντέλου δυναμικών διατιμήσεων για εφαρμογή του net metering για ΦΒ στην Κύπρο σωστή τιμολόγηση (πραγματικά κόστη: δικτύου, ανάγκη αποθήκευσης, κλπ) Προς όφελος όλων Ακριβής αποτύπωση ενεργειακού προφίλ καταναλωτών (έξυπνοι μετρητές): - καλύτερες διατιμήσεις τιμολόγησης & μετάβαση σε διαχείριση της ζήτησης - Μελέτη αλλαγής συμπεριφοράς 300 καταναλωτών Πληροφόρηση & εκπαίδευση καταναλωτών μεγαλύτερη διείσδυση ΦΒ στο δίκτυο & ενεργός συμμετοχή καταναλωτών στην εθνική παραγωγή ενέργειας Διευκόλυνση εφαρμογής περιβαλλοντικών/ενεργειακών πολιτικών της ΕΕ στην Κύπρο και επίτευξη εθνικών στόχων.

26 Σχεδιασμός συλλογής δεδομένων διάταξη Καταναλωτής Δεδομένα: Παραγωγής Κατανάλωσης Δεδομένα από ΦΒ & καθαρή μέτρηση ενέργειας Δεδομένα από μετρητές Συγχρονισμός δεδομένων

27 Μετεωρολογικά δεδομένα Περιβαλλοντικοί αισθητήρες σε υποσταθμούς ΑΗΚ (όλες τις επαρχίες): Μετρήσεις θερμοκρασίας και ηλιοφάνειας στην ευρύτερη περιοχή Δεδομένα από υπο-σταθμούς (link): Βάση δεδομένων εργαλείο πρόγνωσης της παραγωγής από ΦΒ διαχείριση ζήτησης και παραγωγής στο δίκτυο απαραίτητο για καλή λειτουργία δικτύου και αποτελεσματική διείσδυση ΦΒ.

28 Προκλήσεις ενσωμάτωσης ΦΒ στο δίκτυο της Κύπρου Εκπαίδευση καταναλωτών Δυναμικές διατιμήσεις (Dynamic Tariffs) Demand Side Management Αποθήκευση (Storage) Ημερήσια οικιακή ζήτηση 400,000 καταναλωτών σε σχέση με παραγόμενη ενέργεια από ΦΒ (3 kwp) - χειμώνας Σημαντική συνεισφορά του SmartPV για βελτίωση του προφίλ ζήτησης και καλύτερη ενσωμάτωση ΦΒ στο δίκτυο

29 Συμπέρασμα Το μέλλον της ΦΒ Τεχνολογίας είναι ΦΩΤΕΙΝΟ Πρέπει να είναι μέρος του ενεργειακού μας μείγματος

30