ΑΠΟΔΟΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ - ΒΕΛΤΙΣΤΗ ΚΛΙΣΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΚΑΙ ΩΦΕΛΙΜΗ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΙΣ ΕΛΛΗΝΙΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ

Transcript

1 ΑΠΟΔΟΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ - ΒΕΛΤΙΣΤΗ ΚΛΙΣΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΚΑΙ ΩΦΕΛΙΜΗ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΙΣ ΕΛΛΗΝΙΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ Α.Γ. Γαγλία 1, Α.Α. Αργυρίου, Κ.Α. Μπαλαράς 1, Σ.Λυκούδης 1, 1 Ομάδα Εξοικονόμησης Ενέργειας, Ινστιτούτο Ερευνών Περιβάλλοντος & Βιώσιμης Ανάπτυξης, Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών, Ι. Μεταξά και Β. Παύλου, Π. Πεντέλη. agaglia@meteo.noa.gr Τηλ , Φαξ Πανεπιστήμιο Πατρών, Τμήμα Φυσικής, Τομέας Εφαρμοσμένης Φυσικής, 65 Πάτρα, Τηλ ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με την χρήση φωτοβολταϊκών (Φ/Β) είναι πλέον μια ευρέως διαδεδομένη τεχνολογία, που μπορεί να συμβάλει τα επόμενα χρόνια στην ηλεκτροπαραγωγή στην Ελλάδα, η οποία διαθέτει υψηλό ηλιακό δυναμικό. Στην εργασία που ακολουθεί παρουσιάζονται τα αποτελέσματα από την ανάλυση μετρήσεων διάρκειας ενός έτους που έγιναν σε μια πειραματική εγκατάσταση Φ/Β για την μελέτη της απόδοσης των Φ/Β υπό πραγματικές συνθήκες λειτουργίας. Ο βαθμός απόδοσης των Φ/Β υπό πραγματικές συνθήκες λειτουργίας ήταν περίπου -5% χαμηλότερος σε σχέση με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή. Επίσης στην εργασία αυτή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα θεωρητικής ανάλυσης που εκπονήθηκε για τον προσδιορισμό της βέλτιστης κλίσης τοποθέτησης Φ/Β στοιχείων, αλλά και της προσπίπτουσας ηλιακής ενέργειας ανά μονάδα επιφανείας των Φ/Β, για διάφορες περιοχές της Ελλάδας. Τα αποτελέσματα αναφέρονται σε 9 Ελληνικές πόλεις και παρουσιάζονται ανάλογα με την περίοδο χρήσης των Φ/Β, (χειμερινή, θερινή ή σε ετήσια βάση). Οι υπολογισμοί έγιναν με την χρήση θεωρητικών μοντέλων υπολογισμού της διαθέσιμης ηλιακής ακτινοβολίας. Η ετήσια ηλιακή ακτινοβολία σε μια οριζόντια επιφάνεια στον Ελλαδικό χώρο κυμαίνεται από 1-18 kwh/m.έτος, ανάλογα το γεωγραφικό πλάτος, την τοπολογία και τις επικρατούσες μετεωρολογικές συνθήκες της περιοχής. Με την τοποθέτηση Φ/Β στην βέλτιστη κλίση ανά ελληνική περιοχή, η ηλιακή ακτινοβολία που θα προσπίπτει στην κεκλιμένη επιφάνεια των Φ/Β εκτιμήθηκε περίπου στα 17-1 kwh/m. έτος. Η ετήσια παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια των Φ/Β ανά μονάδα επιφανείας ανέρχεται στις 1-7 kwh/m. έτος, ή ανά μονάδα ισχύος ανέρχεται στις 1-16 kwh/kw.έτος. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η Οδηγία 1/77/EΚ Για την προαγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές στην εσωτερική αγορά ηλεκτρικής ενέργειας προβλέπει για την Ελλάδα ενδεικτικό στόχο κάλυψης της ακαθάριστης κατανάλωσης ενέργειας για το 1 από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ),1%, περιλαμβανομένων των μεγάλων υδροηλεκτρικών (Υ/Η) έργων. Η Ελλάδα σύμφωνα με το πρωτόκολλο του Κιότο (1997), έχει δεσμευτεί για την συγκράτηση του ρυθμού αύξησης των εκπομπών CO και άλλων αερίων που συνδέονται με το φαινόμενο του θερμοκηπίου κατά 5% για το έτος 1 σε σχέση με το έτος βάση 199, [1].

2 Σήμερα στη χώρα μας η εγκατεστημένη ισχύς ΑΠΕ είναι περίπου 358 MW, ήτοι το 1% της συνολικής εγκατεστημένης ισχύος για ηλεκτροπαραγωγή, εκ των οποίων τα 31 MW (9%) αντιστοιχούν σε Υ/Η μονάδες. [1]. Για να επιτευχθεί ο στόχος κάλυψης της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας από ΑΠΕ θα απαιτηθεί η εγκατάσταση επιπλέον συστημάτων ΑΠΕ ισχύος τουλάχιστον MW μέχρι το 1, με την προϋπόθεση ότι δεν θα μεταβληθεί η εγκατεστημένη ισχύς των Υ/Η μονάδων. Οι εγκατεστημένες Φ/Β μονάδες ηλεκτροπαραγωγής στην χώρα μας είναι πολύ περιορισμένες, παρ όλο το σημαντικό διαθέσιμο δυναμικό ηλιακής ενέργειας. Το υψηλό κόστος των Φ/Β συστημάτων, αλλά και η χαμηλή τιμή αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας από τον διαχειριστή του ηλεκτρικού δικτύου [], μειώνουν το επιχειρηματικό ενδιαφέρον για οποιαδήποτε τέτοια επένδυση. Σύμφωνα με το Υπουργείο Ανάπτυξης προβλέπεται να προταθεί στις αρχές του 6νέο νομοσχέδιο που θα δίνει σημαντικά κίνητρα (επιδότηση kwh) για την εγκατάσταση Φ/Β μονάδων και άλλων συστημάτων ΑΠΕ. Το νομοσχέδιο αυτό προβλέπεται να αλλάξει την υπάρχουσα κατάσταση εκμετάλλευσης των ΑΠΕ, υποστηρίζοντας έτσι την προσπάθεια επίτευξης των στόχων για τον περιορισμό των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου σύμφωνα με τις διεθνής δεσμεύσεις της χώρας μας. Ο βαθμός απόδοσης των Φ/Β στοιχείων που υπάρχουν σήμερα διαθέσιμα στο εμπόριο ανέρχεται για τα Φ/Β από άμορφο πυρίτιο περίπου στο 9%, ενώ για τα κρυσταλλικά μέχρι και 1% για τα μονής όψης και 1% για τα διπλής όψης [3]. Εργαστηριακά, έχουν κατασκευαστεί Φ/Β στοιχεία με υψηλότερη απόδοση τα οποία αποτελούνται από επάλληλες μεμβράνες διαφορετικής χημικής σύστασης, των οποίων η απόδοση ανέρχεται στο %, αλλά το κόστος τους είναι ακόμα ιδιαίτερα υψηλό και δεν είναι εμπορικά διαθέσιμα [,5]. Στην παρούσα εργασία αναλύεται η απόδοση Φ/Β συστοιχίας ή οποία είναι τμήμα πειραματικής μονάδας ψύξης μέσω εναλλάκτη εδάφους αέρος. Η πειραματική μονάδα εγκαταστάθηκε στα πλαίσια Ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος της Γενικής Διεύθυνσης XII για την Έρευνα της Ευρωπαϊκής Επιτροπής (#JOR3-CT96-1), στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών (ΕΑΑ) στην Παλαιά Πεντέλη. Τα Φ/Β τροφοδοτούν ανεμιστήρα συνεχούς ρεύματος για την κυκλοφορία ατμοσφαιρικού αέρα, στο εσωτερικό του εναλλάκτη εδάφους [6]. Από τις μετρήσεις εξάγονται συμπεράσματα για την απόδοση των Φ/Β σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας και γίνεται προβολή των αποτελεσμάτων αυτών κάτω από διάφορες κλιματικές συνθήκες. Παρουσιάζονται επίσης τα αποτελέσματα της θεωρητικής ανάλυσης για τον προσδιορισμό της βέλτιστης κλίσης εγκατάστασης Φ/Β μονάδων και της ωφέλιμης ηλιακής ενέργειας ανά μονάδα επιφανείας των Φ/Β, για διάφορες περιοχές της Ελλάδας.. ΑΠΟΔΟΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Φ/Β Οι μετρήσεις έγιναν σε Φ/Β διάταξη που αποτελείται από συστοιχίες πολυκρυσταλλικών Φ/Β με πλαίσια ισχύος 9 Wp το κάθε ένα και με συνολική καθαρή επιφάνεια συλλογής 3,5 m. Η διάταξη των Φ/Β είχε νότιο προσανατολισμό και κλίση ο. Οι τεχνικές προδιαγραφές της κάθε Φ/Β συστοιχίας για συνθήκες εργαστηρίου (ένταση ακτινοβολίας 1 W/m, θερμοκρασία επιφανείας Φ/Β 5, 5, & 6 o C, και αέρια μάζα 1,5), παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Οι μετρήσεις των τάσεων, εντάσεων και ισχύος έγιναν με το ψηφιακό πολύμετρο Hewlett Packard HP71A, με ακρίβειες ±,1 W για την ισχύ, ±1 μv για την τάση και ένταση. Οι μετρήσεις της ένταση της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας στο Φ/Β έγιναν με πυρανόμετρο Kipp & Zonen C11 και ακρίβεια ±1 W/m, ενώ οι μετρήσεις θερμοκρασίας στην επιφάνεια των Φ/Β έγιναν με αισθητήρα θερμοκρασίας πλατίνα (Pt1) με ακρίβεια ±,1 o C.

3 Πίνακας 1. Τεχνικά χαρακτηριστικά των Φ/Β σε συνθήκες εργαστηρίου Θερμοκρασία επιφάνειας ( ο C) Μέγιστη ισχύς P mp (Wp) 9,8 1,5 Τάση στην μέγιστη ισχύ V mp (V) 17 15, 1,7 Ένταση στην μέγιστη ισχύ I mp (A),88,9,91 Τάση ανοικτού κυκλώματος V oc (V) 1,6 18,86 Ένταση βραχυκυκλώσεως I sc (A) 3,15 3,17 3,18 Βαθμός απόδοσης η (%) 11,31 1,3 9,58 Μεταβολή χαρακτηριστικών,95 (ma/ o C), -79 (mv/ o C), -,3(%/ o C) Οι μετρήσεις που χρησιμοποιήθηκαν στην μελέτη είναι η ένταση της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια των Φ/Β, η τάση και ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος στην έξοδο των Φ/Β και η θερμοκρασία στην επιφάνεια των Φ/Β πλαισίων. Η περίοδος μετρήσεων ήταν από τον Μάιο μέχρι και τον Σεπτέμβριο του 1999, και από τον Δεκέμβριο του 1999 μέχρι τον Φεβρουάριο του. Στον Πίνακα παρουσιάζεται η ποσοστιαία κατανομή των μετρήσεων την θερινή και την χειμερινή περίοδο, η ένταση της προσπίπτουσας ολικής ηλιακής ακτινοβολίας στο οριζόντιο (G), η τάση εξόδου από το Φ/Β (V), η ένταση εξόδου από το Φ/Β (I), η ισχύς εξόδου (P out ), και η θερμοκρασία επιφάνειας των Φ/Β (Τ pv ). Πίνακας. Ποσοστιαία κατανομή των μετρήσεων κατά την θερινή και χειμερινή περίοδο (%) Θερινή περίοδος (Μάιος 1999 Σεπτέμβριος 1999) G (W/m ) V (V) 8,95 9,6 9,86 3,3 3,19 3,33 3,5 3,69 3,9 3,3 I (A) 1,9,87,3 5,71 6,9 7,78 8,5 9, 9, 1,59 P out (W) 3,8 85,67 13,35 17,15 9,9 36, 57,6 73,1 86,3 33,87 Τ pv ( o C) 7,1 31,8 35,7 38,7 1,8, 6,8 9,1 5,5 6,5 Χειμερινή περίοδος (Δεκέμβριος 1999 Φεβρουάριος ) G (W/m ) V (V) 5,6 9,15 3,8 31, 31,57 31,9 3,18 3,5 3,96 39,7 I (A),7,81 1,9 1,93,8 3,93 5,53 7, 8,1 1,33 P out (W) 1,1 3,95 39,1 6,97 89,36 18,71 179,58 8,86 6, 331,1 Τ pv ( o C),8 7, 9,6 11,8 13,8 15,8 18,8, 6,5 38,6 Βάσει των μετρήσεων υπολογίστηκε η γωνία πρόσπτωσης (θ, o ) της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας στην κεκλιμένη επιφάνεια των Φ/Β, η απόδοση των Φ/Β (η, %), και η πτώση τάσης (ΔV, V) των Φ/Β σε σχέση με την ονομαστική τάση στο σημείο μέγιστης ισχύος (V mp, V). Οι υπολογισμοί έγιναν σύμφωνα με τις σχέσεις που ακολουθούν: cos ϑ = cos δ cos( ϕ β) cos ω + sin δ sin( ϕ β) (1) P = G A η () όπου φ = γεωγραφικό πλάτος ( o ), β = γωνία κλίσης των Φ/Β ( o ), ω = ωριαία γωνία ( o ), και Α = επιφάνεια των Φ/Β (m ).

4 Τα αποτελέσματα των υπολογισμών αποτυπώνουν την απόδοση των Φ/Β σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας στο εξωτερικό περιβάλλον. Στον Πίνακα 3 παρουσιάζεται η ποσοστιαία κατανομή των χαρακτηριστικών μεγεθών του Φ/Β που υπολογίστηκαν. Πίνακας 3. Ποσοστιαία κατανομή των χαρακτηριστικών μεγεθών του Φ/Β κατά την θερινή και χειμερινή περίοδο (%) Θερινή περίοδος (Μάιος 1999 Σεπτέμβριος 1999) θ ( ο ) n (%) ΔV (V) Χειμερινή περίοδος (Δεκέμβριος 1999 Φεβρουάριος ) θ ( ο ) n (%) ΔV (V) Όπως φαίνεται από τα αποτελέσματα (Εικόνα 1) η απόδοση των Φ/Β δεν υπερβαίνει το 1,%, τιμή που επιτυγχάνεται την χειμερινή περίοδο για χαμηλές θερμοκρασίες των Φ/Β (1 ο C) και έντασης της ολικής ηλιακής ακτινοβολίας μεταξύ 6 και 8 W/m. Από την Εικόνα 1β προκύπτει ότι η αύξηση της προσπίπτουσας ολικής ηλιακής ακτινοβολίας μειώνει την απόδοση των Φ/Β και κυρίως μετά τα 8 (W/m ), λόγω αύξησης της θερμοκρασίας στην επιφάνεια των Φ/Β. Οι πολύ χαμηλές αποδόσεις και στα δύο σχήματα αφορούν μετρήσεις κυρίως τις πρωινές ώρες αλλά και τις απογευματινές, όπου η γωνία πρόσπτωσης είναι αρκετά μεγάλη Βαθμός απόδοσης Φ/Β (%t) 8 6 Βαθμός απόδοσης (%) Θερμοκρασία Φ/Β (οc) (α) (β) Εικόνα 1. Διακύμανση του βαθμού απόδοσης σε συνάρτηση με (α) την θερμοκρασία στην επιφάνεια του Φ/Β και (β) την ένταση της προσπίπτουσας ολικής ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια του Φ/Β. Τα μαύρα σημεία αντιστοιχούν στις μετρήσεις του χειμώνα και τα γκρι στις θερινές μετρήσεις Ένταση Ηλιακής Ακτινοβολίας (W/m) Απομονώνοντας τις μετρήσεις για τις οποίες η ένταση της προσπίπτουσας ολικής ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια των Φ/Β είναι περίπου 1 W/m, δηλαδή αντίστοιχα με τη χρησιμοποιούμενη στις εργαστηριακές μετρήσεις, η απόδοση των Φ/Β ανάλογα την θερμοκρασία από 5-6 ο C, κυμαίνεται από 7,5-9,5 %, με το χαμηλό ποσοστό να αντιστοιχεί στις υψηλές θερμοκρασίες. Συνεπώς, η συγκεκριμένη εγκατάσταση αποδίδει περίπου -5%

5 χαμηλότερα σε σχέση με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή (Πίνακας 1), κάτω από παρόμοιες κλιματολογικές συνθήκες με τις εργαστηριακές για τον προσδιορισμό της καμπύλης απόδοσης. Η διακύμανση της θερμοκρασίας της επιφάνειας των Φ/Β είναι σχεδόν γραμμική σε σχέση με την αύξηση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος (Εικόνα α). Η μεγάλη διασπορά των τιμών για σταθερή θερμοκρασία περιβάλλοντος, οφείλεται στην διακύμανση της έντασης της ηλιακής ακτινοβολίας. Την χειμερινή περίοδο καταγράφονται αισθητά χαμηλότερες θερμοκρασίες στην επιφάνεια των Φ/Β. Στην Εικόνα β παρουσιάζεται η διακύμανση της θερμοκρασίας της επιφάνειας των Φ/Β σε συνάρτηση με την προσπίπτουσα ολική ηλιακή ακτινοβολία. Η ακόμα μεγαλύτερη διασπορά των μετρήσεων φανερώνει ότι η διακύμανση της ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας επηρεάζει λιγότερο την θερμοκρασία της επιφάνειας των Φ/Β, σε σύγκριση με την θερμοκρασία περιβάλλοντος Θερμοκρασία Φ/Β (οc) 3 1 Θερμοκρασία Φ/Β (οc) Θερμοκρασία αέρα (οc) (α) (β) Εικόνα. Διακύμανση της θερμοκρασίας στην επιφάνεια των Φ/Β σε σχέση με (α) την θερμοκρασία περιβάλλοντος και (β) την ένταση της προσπίπτουσας ολικής ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια των Φ/Β. Τα μαύρα σημεία αντιστοιχούν στις μετρήσεις του χειμώνα και τα γκρι στις θερινές μετρήσεις. Ένταση Ηλιακής Ακτινοβολίας (W/m) ΔV (Volt) Θερμοκρασία Φ/Β (οc) (α) (β) Εικόνα 3. Διακύμανση της πτώσης τάσης ΔV σε σχέση με (α) την θερμοκρασία του Φ/Β και (β) την ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας. Τα μαύρα σημεία αντιστοιχούν στις μετρήσεις του χειμώνα και τα γκρι στις θερινές μετρήσεις. ΔV (Volt) Ένταση Ηλιακής Ακτινοβολίας (W/m) Η τάση εξόδου των Φ/Β, σε σχέση με την ονομαστική τάση λειτουργίας (Πίνακας 1), μειώνεται όταν αυξάνεται η θερμοκρασία τους, όπως φαίνεται στην Εικόνα 3α. Αντίθετα, η πτώση τάσης μειώνεται ελαφρώς με την αύξηση της ηλιακής ακτινοβολίας (Εικόνα 3β), παρουσιάζοντας όμως μεγάλη διακύμανση που οφείλεται κυρίως στην θερμοκρασία της επιφάνειας του Φ/Β.

6 Απομονώνοντας τις μετρήσεις για τις οποίες η ένταση της ολικής προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας είναι περίπου 8-1 W/m, ή 6-8 W/m ή 6- W/m, υπολογίστηκε η πτώση τάσης σε συνάρτηση της θερμοκρασία του Φ/Β η οποία κυμαίνεται στα mv/ o C για ακτινοβολίες -1 W/m αντίστοιχα. Οι τιμές αυτές είναι λίγο μεγαλύτερες από την τιμή που δίνει ο κατασκευαστής 73 mv/ o C. Στην Εικόνα α, φαίνεται η μεγάλη μείωση της απόδοσης των Φ/Β από το 1% στο 6% για πτώση τάσης ΔV μέχρι και 5 V. Στην Εικόνα β, παρουσιάζεται ο βαθμός απόδοσης σε σχέση με την γωνία πρόσπτωσης (θ). Οι μεγάλες γωνίες πρόσπτωσης παρουσιάζονται τις πρωινές και απογευματινές ώρες, όπου παρατηρούνται και οι χαμηλότεροι βαθμοί απόδοσης, που είναι αναμενόμενο λόγω της χαμηλής έντασης της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια του Φ/Β. 1 1 Βαθμός απόδοσης (%) Βαθμός απόδοσης Φ/Β (%t) ΔV (Volts) Γωνία πρόπτωσης ( ο ) (α) (β) Εικόνα. Διακύμανση του βαθμού απόδοσης σε συνάρτηση με (α) την πτώση τάσης ΔV και (β) της γωνίας πρόπτωσης. Τα μαύρα σημεία αντιστοιχούν στις μετρήσεις του χειμώνα και τα γκρι στις θερινές μετρήσεις. 3. ΒΕΛΤΙΣΤΗ ΚΛΙΣΗ Φ/Β & ΩΦΕΛΙΜΗ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Η Ελλάδα διαθέτει ιδιαίτερα υψηλό ηλιακό δυναμικό, καθ όλη την διάρκεια του έτους, ενώ οι μέσες θερμοκρασίες περιβάλλοντος που επικρατούν ακόμα και κατά την θερινή περίοδο δεν υπερβαίνουν τους 35 ο C. Οι κλιματικοί αυτοί παράγοντες της χώρας μας, ευνοούν την εγκατάσταση Φ/Β συστημάτων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, και ιδιαίτερα συστημάτων με χαμηλό συντελεστή πτώσης τάσης (mv/ o C). Προκειμένου να εκτιμηθεί η απόδοση των Φ/Β συστημάτων σε διάφορες περιοχές της χώρας μας, εκπονήθηκε θεωρητική ανάλυση για τον προσδιορισμό της βέλτιστης κλίσης εγκατάστασης Φ/Β και της ωφέλιμης ηλιακής ενέργειας ανά μονάδα επιφανείας των Φ/Β, για κάθε περιοχή. Οι περιοχές που περιλήφθηκαν στους υπολογισμούς ήταν: Αθήνα, Ηράκλειο, Θεσσαλονίκη, Ιωάννινα, Καλαμάτα, Κομοτηνή, Λάρισα, Μυτιλήνη, Πάτρα. Για τους υπολογισμούς χρησιμοποιήθηκαν οι μέσες μηνιαίες τιμές της ολικής ηλιακής ακτινοβολίας σε οριζόντιο επίπεδο για τις περιοχές αυτές [7, 8]. Για τους υπολογισμούς της διάχυτης ηλιακής ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο χρησιμοποιήθηκε το εμπειρικό μοντέλο των Collares-Pereira και Rabl, ενώ για τον υπολογισμό της ολικής ηλιακής ακτινοβολίας στο κεκλιμένο επίπεδο χρησιμοποιήθηκε το εμπειρικό μοντέλο των Liu & Jordan, [7, 9]. Στον Πίνακα, δίνονται τα αποτελέσματα των υπολογισμών της προσπίπτουσας μηνιαίας ολικής ηλιακής ενέργειας (kwh/m.μήνα) σε κεκλιμένες επιφάνειας για τις βέλτιστες κλίσεις (β) ανά

7 περιοχή και εποχή. Η βέλτιστη κλίση σε ετήσια (Ε) βάση κυμαίνεται από -36 ο περίπου για γεωγραφικά πλάτη 1,-35, ο Β αντίστοιχα, ενώ η βέλτιστη χειμερινή (Χ) κλίση κυμαίνεται από ο και η βέλτιστη θερινή (Θ) από 5-17 ο. Πίνακας. Μηνιαία Ηλιακή Ενέργεια για τις βέλτιστες γωνίες κλίσης β των Φ/Β (kwh/m.μήνα), και βέλτιστη κλίση σε ετήσια (Ε) βάση, χειμερινή (Χ) και θερινή (Θ) περίοδο, για διάφορες περιοχές της Ελλάδας Κλίση β ( ο ) Ι Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ Ε Χ Θ Αθήνα (φ=37,96 ο, L=3,9 ο ) Ηράκλειο (φ=35,33 ο, L=5,15 ο ) Θεσσαλονίκη (φ=,63 ο, L=,93 ο ) Ιωάννινα (φ=39,67 ο, L=,83 ο ) Καλαμάτα (φ=36,7 ο, L=,1 ο ) Κομοτηνή (φ=1,13 ο, L=5, ο ) Λάρισα (φ=39,63 ο, L=, ο ) Μυτιλήνη (φ=39,1 ο, L=6,53 ο ) Πάτρα (φ=38,5 ο, L=1,73 ο )

8 . ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η πτώση τάσης ΔV είναι η κύρια παράμετρος που διαμορφώνει την τελική αποδιδόμενη ισχύ των Φ/Β και όπως προκύπτει από τις μετρήσεις (Εικόνα ), οφείλεται κυρίως στην θερμοκρασία της επιφάνειας των Φ/Β. Η συμπεριφορά αυτή των Φ/Β, προϋποθέτει για την Ελλάδα την χρήση Φ/Β με χαμηλό συντελεστή πτώσης τάσης (mv/ o C) και την εγκατάστασή τους σε περιοχές με χαμηλές θερμοκρασίες. Οι ορεινές περιοχές με σχετικά υψηλές ταχύτητες αέρα θα ήταν καταλληλότερες. Η βέλτιστη κλίση τοποθέτησης των Φ/Β για την Ελλάδα επιλέγεται βάσει της χρονικής περιόδου χρήσης των Φ/Β. Για ετήσια χρήση των Φ/Β σε περίπτωση ηλεκτροπαραγωγής η βέλτιστη κλίση είναι όπως ήδη αναφέρθηκε -36 ο για γεωγραφικά πλάτη 1,-35, ο Β αντίστοιχα. Για ετήσια χρήση και για βαθμό απόδοσης Φ/Β %, εκτιμήθηκε ότι στην Ελλάδα η ετήσια παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια ανά μονάδα επιφανείας των ανέρχεται στις 1-7 kwh/m.έτος αντίστοιχα, ή ανά μονάδα ισχύος των ανέρχεται στις 1-16 kwh/kw.έτος. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Υπουργείο Ανάπτυξης - ΥΠΑΝ 5, ΦΕΚ 86. Νόμος υπ αριθμ. 773/ Δεκεμβρίου Απελευθέρωση της Αγοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας Ρύθμιση Θεμάτων Ενεργειακής Πολιτικής και Λοιπές Διατάξεις. 3. Σύνδεσμος Εταιρειών Φωτοβολταϊκών (ΣΕΦ), US department Energy Efficiency and Renewable Energy, 5. RETScreen International Clean Energy Decision Support Center 6. Athanasios A. Argiriou, Spyridon P. Lykoudis, Constantinos A. Balaras, Demosthenis N. Asimakopoulos, Experimental Study of a Earth-to-Air Heat Exchanger Coupled to a Photovoltaic System. Transactions of the ASME, p.p. 6-65, Vol 16, February. 7. Bαζαίος, E. (1987). Εφαρμογές της Ηλιακής Ενέργειας, Γ' έκδοση, Αθήνα. 8. Πελεκάνος Α., Παπαχριστόπουλος Κ., Σύνταξη Πινάκων Μετεωρολογικών Στοιχείων για Ηλιακές Εφαρμογές των Κυριοτέρων Πόλεων της Ελλάδος, Πρακτικά Α Συνεδρίου Ήπιες Μορφές Ενέργειας ΜΕΤ 1, Θεσσαλονίκη Duffie A John., Beckman A. William, Solar Engineering of Thermal Processes, nd edition. 1. Κ.Α. Μπαλαράς (). Κεφ. 6 - Φωτοβολταϊκά, 39 σ., Συμβατικές & Ήπιες Μορφές Ενέργειας, Αργυρίου Α.Α., Καραγιάννης Φ., Μπαλαράς Κ.Α., 3η έκδοση, Βιβλίο της σειράς εκπαιδευτικών βοηθημάτων Εκπαίδευσης από Απόσταση, Μεταπτυχιακός Κύκλος Σπουδών Διαχείριση Ενεργειακών Συστημάτων, Τ.Ε.Ι. Πειραιά.