ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ 10Kw ΣΕ ΣΤΕΓΗ - ΚΕΡΑΜΙΔΙΑ

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ 10Kw ΣΕ ΣΤΕΓΗ - ΚΕΡΑΜΙΔΙΑ"

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΦ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ 10Kw ΣΕ ΣΤΕΓΗ - ΚΕΡΑΜΙΔΙΑ ΜΠΡΑΤΖΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Α.Μ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ : ΑΝΔΡΕΟΥ ΘΡΑΣΥΒΟΥΛΟΣ ΚΑΒΑΛΑ 2012

2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ανάπτυξη της παγκόσμιας οικονομίας από την βιομηχανική επανάσταση του 19ου αιώνα στηρίχτηκε και θεμελιώθηκε στους ορυκτούς πόρους. Εντούτοις, η εντατική χρησιμοποίηση τους έφερε στο προσκήνιο μία σειρά προβλημάτων. Είναι γεγονός ότι οι πόροι αυτοί είναι πεπερασμένοι και η χρήση τους συνεπάγεται με περιβαλλοντικά προβλήματα. Η όξινη βροχή, το φαινόμενο του θερμοκηπίου, η τρύπα του όζοντος είναι μερικά από αυτά. Παρόμοιοι και ίσως και πιο σοβαροί είναι οι κίνδυνοι από τη χρήση πυρηνικής ενέργειας τόσο για την παγκόσμια υγεία όσο και για το περιβάλλον (Lesourd,2001) Υπό αυτές τις συνθήκες, οι τεχνολογίες των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας αναγνωρίζονται ολοένα και περισσότερο ως κεντρικοί πυλώνες μιας βιώσιμης πολιτικής. Μεταξύ αυτών των τεχνολογιών, οι ανεμογεννήτριες, ο υδροηλεκτρισμός και η βιομάζα θεωρούνται γενικά πιο προσιτές, και ορισμένες φορές ανταγωνίζονται τα συμβατικά ορυκτά καύσιμα. Ωστόσο, στόχος είναι η ανάπτυξη των τεχνολογιών εκείνων που θα εκμεταλλεύονται πηγές ενέργειας που είναι ανεξάντλητες και διαθέσιμες στη φύση. Σε αυτή τη κατηγόρια ανήκουν τα φωτοβολταϊκά συστήματα που τα τελευταία χρόνια προσελκύουν την προσοχή των υπευθύνων στη χάραξη της διεθνής πολιτικής. Η λειτουργία των φ/β στηρίζεται στη χρησιμοποίηση της ηλιακής ακτινοβολίας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (Οliver and Jackson,1999) Ο τομέας των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και ειδικότερα των φ/β γνωρίζει μεγάλη άνθιση τελευταίως, πολλές χώρες προκειμένου να καλύψουν τις ενεργειακές τους ανάγκες και να μην επιβαρύνουν το περιβάλλον στρέφονται σε εναλλακτικές μορφές ενέργειας. Παρά το γεγονός ότι στη χώρα μας επικρατούν ευνοϊκές συνθήκες για τα φ/β προϊόντα, η ανταπόκριση στη προώθηση τους είναι μικρή. Στην μελέτη αυτή γίνεται μία προσπάθεια να παρουσιαστεί η έννοια της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας, με πoιο τρόπο επιτυγχάνεται η εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας ιδιαίτερα από τα οικιακά φωτοβολταϊκά συστήματα, τα προγράμματα προώθησης αυτών των τεχνολογιών καθώς και τι ισχύει σε άλλα μέρη του κόσμου. 2

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 2 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο... ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΗΛΙΑΚΟ ΦΑΣΜΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΗΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΤΟΥ «ΕΝΟΣ ΗΛΙΟΥ» ΗΛΙΑΚΗ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΗΣ ΤΟΥ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΤΑ ΠΡΩΤΑ ΣΗΜΑΝΤΙΚΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ, ΚΑΙ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΣΤΗΣ ΤΙΜΕΣ ΤΟΥΣ Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗ ΑΓΟΡΑ Η ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΗ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗΣ ΑΓΟΡΑΣ ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΈΝΩΣΗ Η ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗΣ ΑΓΟΡΑΣ Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗ ΑΓΟΡΑ ΤΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο... ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΗΛΙΑΚΩΝ ΚΥΨΕΛΩΝ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΙΣ ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΚΥΨΕΛΩΝ ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΔΟΜΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο... ΕΙΔΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΤΥΠΟΙ ΗΛΙΑΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΗΛΙΑΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΥΡΙΤΙΟΥ ΗΛΙΑΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΙΟΥΧΟΥ ΚΑΔΜΙΟΥ (CdS) ΗΛΙΑΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΡΣΕΝΙΟΥΧΟΥ ΓΑΛΛΙΟΥ (GaAs) ΗΛΙΑΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΣΕΛΗΝΙΟΥΧΟΥ ΙΝΔΙΟΥΧΟΥ ΧΑΛΚΟΥ (CuInSe 2 ή CIS) ΗΛΙΑΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΕΛΛΟΥΡΙΟΥΧΟΥ ΚΑΔΜΙΟΥ (CdTe) ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΠΥΡΙΤΙΟΥ ΜΟΝΟΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟ ΠΥΡΙΤΙΟ ΠΟΛΥΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟ ΠΥΡΙΤΙΟ RIBBON ΠΥΡΙΤΙΟ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟ ΠΥΡΙΤΙΟ ΛΕΠΤΟΥ ΦΙΛΜ (c-sitfc) ΆΜΟΡΦΟ ΠΥΡΙΤΙΟ (a-si)

4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο... ΟΙΚΙΑΚΟΣ ΤΟΜΕΑΣ ΚΑΙ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΝΟΜΟΘΕΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΓΕΝΙΚΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΕ ΚΑΤΟΙΚΙΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΓΕΝΙΚΑ ΠΡΟΫΠΟΘΕΣΕΙΣ ΚΑΙ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΓΕΝΙΚΑ ΧΩΡΟΙ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΟΙΚΙΑΚΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΕ ΟΡΟΦΕΣ ΚΑΙ ΣΤΕΓΕΣ ΚΤΙΡΙΩΝ ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΚΑΙ ΑΠΟΔΟΣΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΈΣΟΔΑ ΗΛΙΑΚΗΣ ΣΤΕΓΗΣ ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΚΑΙ ΔΑΝΕΙΟΔΟΤΗΣΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΣΥΝΔΕΣΗΣ ΚΑΙ ΦΟΡΟΛΟΓΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ο... ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ 10Kw ΣΕ ΣΤΕΓΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΠΛΑΙΣΙΩΝ ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑ INVERTER ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΤΗΡΙΞΗΣ Φ/Β ΠΛΑΙΣΙΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ο... ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ 10Kw ΣΕ ΚΕΡΑΜΙΔΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΠΛΑΙΣΙΩΝ ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑ INVERTER ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΤΗΡΙΞΗΣ Φ/Β ΠΛΑΙΣΙΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΝΟΤΙΟΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΑΝΑΤΟΛΙΚΟΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΔΥΤΙΚΟΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ο... ΑΥΤΟΝΟΜΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ 5kW ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΑΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΤΑΣΗΣ (DC/DC CONVERTER) ΈΛΕΓΧΟΣ ΜΕ ΤΗΝ ΤΕΧΝΙΚΗ PWM ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ ΣΗΜΕΙΟΥ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΙΣΧΥΟΣ MAXIMUM POWER POINT TRACKERS (MPPT) ΈΜΜΕΣΟΙ ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ ΜΡΡ ΆΜΕΣΟΙ ΑΝΙΧΝΕΥΤΕΣ ΜΡΡ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ DC/AC ΓΕΝΙΚΑ ΤΥΠΟΙ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΩΝ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ ΓΕΦΥΡΑΣ

5 7.4.4 ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΑΣΗΣ ΣΕ ΕΝΑ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑ ΑΝΩΤΕΡΕΣ ΑΡΜΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΛΟΓΗ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΙ ΣΥΣΣΩΡΕΥΤΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΕΙΔΗ ΣΥΣΣΩΡΕΥΤΩΝ ΣΧΕΔΙΑΣΤΙΚΗ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΣΥΣΣΩΡΕΥΤΩΝ ΤΥΠΟΙ ΣΥΣΣΩΡΕΥΤΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ, ΟΡΙΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΩΝ ΣΥΣΣΩΡΕΥΤΩΝ ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑ ΕΚΦΟΡΤΙΣΗ ΚΑΙ ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΟ ΒΑΘΟΣ ΕΚΦΟΡΤΙΣΗΣ ΑΥΤΟΕΚΦΟΡΤΙΣΗ ΦΟΡΤΙΣΗ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΦΟΡΤΙΣΗΣ ΚΑΙ ΑΠΟΔΟΣΗ ΙΣΧΥΟΣ ΈΚΛΥΣΗ ΑΤΜΩΝ, ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΚΡΥΣΤΑΛΛΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΣΤΟΥΣ ΣΥΣΣΩΡΕΥΤΕΣ ΜΟΛΥΒΔΟΥ ΕΠΙΛΟΓΟΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ 1.1 ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Η εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας γίνεται κατά διάφορους τρόπους, που διακρίνονται σε δύο κύριες κατηγορίες. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν τα συστήματα που μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε εσωτερική ενέργεια δομικών κατασκευών (Παθητικά ηλιακά συστήματα) και στην δεύτερη, αυτά που προκαλούν μετατροπή της σε άλλης μορφής ενέργεια ή χρησιμοποιείται θερμικό ρευστό σε κίνηση ( Ενεργά ηλιακά συστήματα). Στα ενεργά συστήματα συγκαταλέγονται αυτά που μετατρέπουν την ηλιακή ακτινοβολία σε εσωτερική ενέργεια θερμικού ρευστού (θερμοσιφωνικά συστήματα) και αυτά που μετατρέπουν το ηλιακό φως απευθείας σε ηλεκτρισμό (φωτοβολταϊκά συστήματα). Στο παρόν πόνημα θα ασχοληθούμε αποκλειστικά με τα ενεργά ηλιακά συστήματα. Σε αυτό το σημείο κρίθηκε απαραίτητο να γίνει μια σύντομη αναφορά σε κάποιες βασικές έννοιες της ηλιακής ενέργεια που έχουν να κάνουν με το φωτοβολταϊκό φαινόμενο ΗΛΙΑΚΟ ΦΑΣΜΑ Η ηλιακή ακτινοβολία παρέχει ένα τεράστιο ποσό ενέργειας στη γη. Το συνολικό ποσό ενεργείας που ακτινοβολείτε από τον ήλιο στην επιφάνεια της γης είναι ίσο με φορές περίπου την ετήσια παγκόσμια ενεργειακή κατανάλωση. Κατά μέσο όρο, προσπίπτουν KWh σε κάθε τετραγωνικό μέτρο κάθε χρόνο. Το φως του ήλιου που φθάνει στην επιφάνεια της γης αποτελείται κυρίως από δύο συνιστώσες, πιο συγκεκριμένα το άμεσο φως και το έμμεσο ή διάχυτο φως, το οποίο είναι το φως που έχει διασκορπιστεί από τα μόρια της σκόνης και του νερού στην ατμόσφαιρα Η διαμόρφωση του ηλιακού φάσματος του φωτός που εκπέμπει ο ήλιος προσομοιάζεται συνήθως με την ακτινοβολία ενός μέλανος σώματος θερμοκρασίας περίπου 5800 Κ, όση είναι,κατά μέσο όρο η θερμοκρασία της φωτόσφαιρας του ήλιου. Αυτό προκύπτει βρίσκοντας την ένταση ακτινοβολίας στην επιφάνεια του ήλιου διαιρώντας την συνολική ισχύ του ήλιου με την σφαιρική επιφάνεια του. Κατόπιν εξισώνοντας την ένταση ακτινοβολίας του ήλιου στην επιφάνεια του με την έκφραση Stefan Boltzman μπορεί να υπολογισθεί η μέση θερμοκρασία της επιφάνειας του ήλιου με την οποία φαίνεται να ακτινοβολεί ο ήλιος. Έτσι προκύπτει ότι ακτινοβολεί ως μελανά σώμα θερμοκρασίας περίπου 5800Κ σε μήκος κύματος 0,48 μm. Η προσέγγιση αυτή είναι επαρκής για την μελέτη των θερμικών εφαρμογών της ηλιακής ακτινοβολίας όπως π.χ η θέρμανση νερού με τη βοήθεια ηλιακών θερμοσιφώνων. Στις περιπτώσεις αυτές ενδιαφέρει συνήθως η συνολική θερμική ισχύς της ακτινοβολίας και ο μηχανισμός μετάδοσης θερμότητας. Δεν είναι το ίδιο 6

7 όμως και για τη φωτοβολταϊκή μετατροπή της ηλιακής ενέργειας αφού αυτή καθορίζεται από τη λεπτομερειακή φωτονική σύσταση της ακτινοβολίας. Από τον ήλιο όμως εκπέμπεται και ηλιακός άνεμος ο οποίος είναι μια ασθενή σωματιδιακή ακτινοβολία, που αποτελείται από ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια, κυρίως ηλεκτρόνια και πρωτόνια. Σε περιπτώσεις ηλιακών εκρήξεων η ένταση του ηλιακού ανέμου αυξάνει σημαντικά. Πάντως, η μορφή αυτή της ηλιακής ακτινοβολίας δεν παρουσιάζει ενδιαφέρον από πλευράς ενεργειακής εκμετάλλευσης. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται το φάσμα της ακτινοβολίας που αντιστοιχεί στην εκπομπή μελανός σώματος θερμοκρασίας 5800Κ. Η μεγάλη διαφοροποίηση του πραγματικού φάσματος του ηλιακού φωτός στην επιφάνεια της γης σε σχέση με την προσέγγιση που αναφέρθηκε παραπάνω καθιστά επιβεβλημένη την ανάγκη εξέτασης της φασματικής σύστασης της ηλιακής ακτινοβολίας. Όπως φαίνεται από το σχήμα το ηλιακό φως αποκτά τελικά μια πολύ ανώμαλη φασματική κατανομή, που οφείλεται σε εκλεκτικές απορροφήσεις και σκεδάσεις στα συστατικά της ατμόσφαιρας. Σχήμα 1.1 : Το φάσμα της ακτινοβολίας που αντιστοιχεί στην εκπομπή μελανός σώματος θερμοκρασίας 5800 Κ (εξωτερική συνεχής γραμμή), το φάσμα της ίδιας πηγής ύστερα από απορροφήσεις από το όζον και από σκεδάσεις από τα αιωρούμενα σωματίδια της ατμόσφαιρας (ασυνεχής γραμμή), και το πραγματικό φάσμα της ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει στην επιφάνεια της γης σε συνθήκες μέτριας υγρασίας (εσωτερική συνεχής γραμμή). Η εξάρτηση της έντασης της ηλιακής ακτινοβολίας από το υψόμετρο της γης που δέχεται την ακτινοβολία δείχνει και την επίδραση της ατμόσφαιρας στην ηλιακή ακτινοβολίας. Έχει μετρηθεί ότι ενώ στη στάθμη της θάλασσας η μέγιστη ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας φτάνει μέχρι τα W/m 2, η τιμή της αυξάνεται κατά περίπου 7 W/m 2 για κάθε 100m ύψους της τοποθεσίας, επειδή μειώνεται αντίστοιχα το πάχος του στρώματος της ατμόσφαιρας που διασχίζουν οι ηλιακές ακτίνες. 7

8 1.1.2 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΗΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ. Πέρα από τη γεωγραφική θέση και το υψόμετρο, η τελική μορφή και η ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει στην επιφάνεια της γης, διαφέρει σημαντικά ανάλογα με τις εκάστοτε μετεωρολογικές συνθήκες και κυρίως τη θέση του ήλιου στον ουρανό και την περιεκτικότητα της υγρασίας στην ατμόσφαιρα. Συμβατικά, το μήκος της διαδρομής της ηλιακής ακτινοβολίας μέσα στη γήινη ατμόσφαιρα μέχρι τη στάθμη της θάλασσας, που είναι άμεση συνέπεια της θέσης του ήλιου, χαρακτηρίζεται από μια κλίμακα μάζας αέρα ΑΜ (Air Mass, ονομάζεται επίσης οπτική αέρια μάζα) βαθμονομημένης με την τέμνουσα (το αντίστροφο του συνημίτονου) της ζενιθιακής απόστασης (ζ), δηλαδή της γωνίας ανάμεσα στη θέση του ήλιου και στην κατακόρυφο. Δηλαδή η κλίμακα της μάζας αέρα δείχνει ουσιαστικά πόσες φορές μεγαλύτερη είναι η διαδρομή της ηλιακής ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα, σε σύγκριση με την κατακόρυφη διαδρομή της. Συγκεκριμένα, ως ΑΜ1 συμβολίζεται η συνθήκη για τη θέση του ήλιου στην κατακόρυφο, στο ζενίθ, που αντιστοιχεί στο ελάχιστο μήκος της διαδρομής της ηλιακής ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα. Όμοια, ως ΑΜ1,5 συμβολίζεται η διαδρομή της ακτινοβολίας με τον ήλιο σε γωνία 45 από το ζενίθ, ως ΑΜ2 με τον ήλιο σε γωνία 60 και ως ΑΜ3 με τον ήλιο σε γωνία 70,5 κ.λ.π. Το μηδέν της κλίμακα ΑΜ0 συμβολίζει την πλήρη απουσία ατμοσφαιρικής παρεμβολής, δηλαδή την ηλιακή ακτινοβολία στο διάστημα σε θέση που να απέχει όση είναι η μέση απόσταση της γης από τον ήλιο. Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται οι πυκνότητες της ισχύος και η μέση ενέργεια των φωτονίων της ηλιακής ακτινοβολίας σε διάφορες πρότυπες τιμές της στην κλίμακα αέρα(air Mass). Τιμή μάζας αέρα Συμβατικές συνθήκες Ισχύς (W/m2) ΑΜ0 Στο διάστημα, έξω από την ατμόσφαιρα ,48 Μέση ενέργεια των φωτονίων (ev) ΑΜ1 ΑΜ1,5 ΑΜ2 ΑΜ3 Ο ήλιος στο ζενίθ. Κάθετη πρόσπτωση σε επιφάνεια στη στάθμη της θάλασσας. Ξηρή ατμόσφαιρα Απόσταση του ήλιου 45 από το ζενίθ. Κάθετη πρόσπτωση σε επιφάνεια στη στάθμη της θάλασσας. Ξηρή ατμόσφαιρα. Απόσταση του ήλιου 60 από το ζενίθ. Κάθετη πρόσπτωση σε επιφάνεια στη στάθμη της θάλασσας. Ξηρή ατμόσφαιρα. Απόσταση του ήλιου 70, 5 από το ζενίθ. Κάθετη πρόσπτωση σε επιφάνεια στη στάθμη της θάλασσας. Ξηρή ατμόσφαιρα , , , ,21 Πίνακας 1.1 : Οι πρότυπες τιμές της ηλιακής ακτινοβολίας στην κλίμακα μάζας αέρα (Air Mass). 8

9 1.1.3 ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΤΟΥ «ΕΝΟΣ ΗΛΙΟΥ» Η ηλιακή ακτινοβολία ΑΜ1,5 έχει πυκνότητα 935 W/m 2 και αποτελεί χονδρικά μια αρκετά αντιπροσωπευτική προσέγγιση της μέση μέγιστης ισχύος που περίπου δέχεται σε επιφάνεια κάθετη προς την ακτινοβολία και στις ευνοϊκότερες δυνατές συνθήκες αιχμής (καλοκαίρι, μεσημέρι, καθαρός ουρανός κ.λ.π) ένα μεγάλο μέρος από τις περισσότερες κατοικημένες και ανεπτυγμένες περιοχές της γης. Για απλοποίηση, η παραπάνω πυκνότητα ισχύος στρογγυλεύεται στα 1000 W/m 2, ονομάζεται συμβατικά ακτινοβολία ενός ήλιου ή ενός πλήρους ήλιου και χρησιμοποιείται συχνά σαν βάση σύγκρισης της ακτινοβολίας που δέχονται τα φωτοβολταϊκά στοιχεία. Η μονάδα αυτή χρησιμοποιείται επίσης για την αναφορά της ισχύος αιχμής των φωτοβολταϊκών διατάξεων, καθώς και για την ακτινοβολία στις συγκεντρωτικές φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούν φακούς ή κάτοπτρα. Για αντικειμενικές συγκρίσεις είναι απαραίτητο να γίνεται σαφής αναφορά των συνθηκών (ΑΜ0, ΑΜ1 κ.λ.π) διεξαγωγής των μετρήσεων, διότι οι ιδιότητες των ηλιακών στοιχειών, και γενικότερα η απόδοση τους επηρεάζονται σημαντικά από τη μορφή της ακτινοβολίας που δέχονται. 9

10 1.1.4 ΗΛΙΑΚΗ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ Η ισχύς της ηλιακής ακτινοβολίας και η φωτονική της σύσταση παρουσιάζουν μεγάλες διαφορές ανάλογα με την ώρα, την εποχή, τις κλιματολογικές συνθήκες και την περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας σε υγρασία, σε αιωρούμενα σωματίδια και άλλα συστατικά. Επίσης, επηρεάζονται αξιόλογα από άλλους προβλεπόμενους ή απρόβλεπτους παράγοντες, όπως οι ηλιακές κηλίδες και εκρήξεις, η ατμοσφαιρική ρύπανση κ.λ.π. Ο σημαντικότερος παράγοντας που διαμορφώνει την ισχύ της ηλιακής ακτινοβολίας είναι η θέση του ήλιου σε σχέση με το σημείο της γης που δέχεται την ακτινοβολία. Κατά τη διάρκεια μιας χρονιάς, η θέση του ήλιου παίρνει πολύ διαφορετικές τιμές, σαν αποτέλεσμα της μεταβολής της απόκλισης, δηλαδή της γωνίας που σχηματίζεται ανάμεσα στην ευθεία που ενώνει το κέντρο της γης με το κέντρο του ήλιου, και στο επίπεδο του ισημερινού, όπως φαίνεται στο ακόλουθο σχήμα. Οι τιμές της απόκλισης του ήλιου είναι θετικές για το βόριο ημισφαίριο και αρνητικές για το νότιο. Οι ακραίες της τιμές είναι +23,45 στις 21 Ιουνίου (θερινό ηλιοστάσιο για το βόρειο ημισφαίριο ) και 23,45 στις 21 Δεκεμβρίου (χειμερινό ηλιοστάσιο). Σχήμα 1.2 : Η ακραία απόκλιση του ήλιου κατά το θερινό και το χειμερινό ηλιοστάσιο. 10

11 1.2 ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΗΣ ΤΟΥ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ Τα ηλιακά φωτοβολταϊκά στοιχεία, γνωστά ως φωτοβολταϊκά ή Φ/Β, αποτελούν μια προσέγγιση υψηλής τεχνολογίας για την άμεση μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια. Ο όρος φωτό προέρχεται από το φως, το δε βόλτ οφείλεται στον Ιταλό φυσικό κόμη Alessandro Volta ( ), ένα πρωτοπόρο στη μελέτη του ηλεκτρισμού, ο οποίος εφεύρε τη μπαταρία. Η ανακάλυψη του φωτοηλεκτρικού φαινόμενου αποδίδεται στο Γάλλο φυσικό, Henry Becquerel, ο οποίος δημοσίευσε το 1839 μια εργασία του, όπου περιέγραφε πειράματα που έκανε με μια μπαταρία Edmond Becquerel υγρού, στην διάρκεια των οποίων διαπίστωσε ότι η τάση του συσσωρευτή αύξανε όταν οι πλάκες από υγρό εκτίθενται στο ηλιακό φως. Έτσι, φωτοβολταϊκό στην κυριολεξία σημαίνει φωτο-ηλεκτρικό. Εννοιολογικά, στην απλούστερη της μορφή μια Φ/Β διάταξη είναι μία ηλιακά τροφοδοτούμενη μπαταρία, όπου το μόνο αναλώσιμό της είναι το φως που την τροφοδοτεί. δεν υπάρχουν κινούμενα μέρη, η λειτουργία είναι φιλική προς το περιβάλλον και εάν η διάταξη προστατεύεται σωστά από την επίδραση του περιβάλλοντος, κανένα τμήμα της δεν υφίσταται φθορά. Τι είναι όμως το Φωτοβολταϊκό φαινόμενo: Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο και η λειτουργία του φωτοβολταϊκού συστήματος στηρίζετε 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 απορροφάται 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 συντελεστεί 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. 11

12 Το 1871 οι Adams και Day, περιέγραψαν τις μεταβολές των ηλεκτρικών ιδιοτήτων του σεληνίου όταν αυτό εκτίθεται στο φως. Το σελήνιο είναι ένα μη-μεταλλικό στοιχείο, παρόμοιο με το θείο. Adams Το 1883 ο Charles Edgar Fritts, ηλεκτρολόγος από τη Νέα Υόρκη, κατασκεύασε ένα ηλιακό στοιχείο από σελήνιο το οποίο, σε γενικές γραμμές παρουσίαζε ομοιότητες με τα σημερινά Φ/Β στοιχεία από πυρίτιο. Το ηλιακό στοιχείο ήταν κατασκευασμένο από λεπτά στρώματα σεληνίου με κάλυψη από λεπτά ημιδιαφανή χρυσά σύρματα και φύλο γυαλιού για προστασία. Όμως ο βαθμός απόδοσης ήταν πολύ μικρός και κυμαινόταν μεταξύ 1% και 2%. Το 1887 Ο Heinrich Hertz ανακαλύπτει πως ανάμεσα σε δύο ηλεκτρόδια μετάλλων, μπορούμε να αλλάξουμε την τάση.ο Heinrich Hertz διαπίστωσε ότι διευκολύνεται η δημιουργία βολταϊκού τόξου μεταξύ δύο πολωμένων ηλεκτροδίων, αν ο χώρος μεταξύ των ηλεκτροδίων ακτινοβολείτε από υπεριώδη ακτινοβολία. Η συγκεκριμένη ιδιομορφία ονομάστηκε φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, δεν απέκτησε όμως άμεσα κάποια σημασία. Με την ανακάλυψη του ηλεκτρονίου πήρε αυτό το φαινόμενο άλλο νόημα και διάφοροι μελετητές άρχισαν να το ερευνούν. Το έτος 1902 ο Γερμανός φυσικός Philipp Eduard Lenard (Λέναρτ, ) διαπίστωσε ότι με την πρόσπτωση φωτός σε ορισμένα μέταλλα, εκλύονται ηλεκτρόνια. Μάλιστα, το είδος του μετάλλου προσδιορίζει και το απαιτούμενο φως (μήκος κύματος), για να διευκολυνθεί ή να γίνει δυνατή η έκλυση ηλεκτρονίων. Η μεταβολή του μήκους κύματος του προσπίπτοντος φωτός επηρέαζε την ενεργειακή κατάσταση των εξερχόμενων ηλεκτρονίων, ενώ με την αύξηση της φωτεινής έντασης εκλύονταν περισσότερα ηλεκτρόνια. Μερικά από τα συμπεράσματα αυτών των πειραμάτων ήταν ότι τα ηλεκτρόνια υπάρχουν σε υλικά σώματα, ακόμα κι αν δεν παρατηρούνται ηλεκτρικά ρεύματα. Επίσης ότι τα ηλεκτρόνια ήταν πάντα ίδια, όποιο μέταλλο κι αν χρησιμοποιείται, άρα έπρεπε αυτά τα υποατομικά σωματίδια να είναι συστατικό όλων των υλικών. Το έτος 1904 ο Τόμσον διατύπωσε μία ατομική θεωρία, σύμφωνα με την οποία το άτομο δεν είναι αδιαίρετη μονάδα (παρά την ονομασία του), αλλά περιέχει υποατομικά σωματίδια, δηλαδή ηλεκτρόνια. Ο Τόμσον διατύπωσε το μοντέλο του σταφιδόψωμου: σε μια μάζα θετικά φορτισμένη βρίσκονταν τα αρνητικά ηλεκτρόνια, όπως οι σταφίδες στο σταφιδόψωμο. Όταν επιβληθούν εξωτερικές επιδράσεις στο άτομο (ισχυρό πεδίο, φωτεινή ακτινοβολία, θερμότητα), τότε διαφεύγουν τα ηλεκτρόνια και παραμένει πίσω ένα θετικό ιόν. Αυτή η θεώρηση αποδείχθηκε μεν ανεπαρκής, αποτέλεσε όμως αντικείμενο μελέτης για πολλούς σημαντικούς ερευνητές των αρχών του 20 ου αιώνα. 12

13 Το 1904 Ο Albert Eistein γράφει την θεωρία γύρω από το φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Για την εργασία του αυτή τιμήθηκε το 1921 με το βραβείο Nobel. Το 1918 Ο Πολωνός φυσικός Jan Czochralksi ανακαλύπτει την μέθοδο παραγωγής μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Η πιο αξιοποιήσιμες ακόμα και σήμερα φωτοβολταϊκές κυψέλες (βελτιωμένες ) βασίζονται στο μονοκρυσταλικό πυρίτιο. Czochralski Το 1932 Παρατηρείται το φωτοβολταϊκό φαινόμενο στο κάδμιο σελήνιο. Σήμερα για την παραγωγή φωτοβολταϊκών panel αποτελεί το (cds) ένα από τα σημαντικότερα υλικά. Το 1948, δύο ερευνητές οι Bardeen και Brattain, κατασκεύασαν μια επαναστατική συσκευή με ημιαγωγούς, το transistor. Τα transistor κατασκευάζονται σε καθαρή κρυσταλλική μορφή, όπου εισάγονται προσεκτικά πολύ μικρές ποσότητες προσμίξεων, όπως το βόριο ή ο φωσφόρος (διαδικασία γνωστή ως doping). Οι ημιαγωγοί είναι μη μεταλλικά υλικά όπως, το πυρίτιο, των οποίων οι ηλεκτρικές ιδιότητες βρίσκονται μεταξύ των αγωγών (μικρή αντίσταση στην κίνηση των ηλεκτρονίων ) και των μονωτών (μεγάλη αντίσταση στην κίνηση των ηλεκτρονίων). Το 1949 Οι Mott και Schottly αναπτύσσουν την θεωρία της διόδου σταθερής κατάστασης. Η κβαντική θεωρία ξεδιπλώνεται. Ανοίγει ο δρόμος για τις πρώτες πρακτικές εφαρμογές. Το 1950 Αναπτύσσεται ο μετρητής Czochralski για την μαζική παραγωγή κρυσταλλικού πυριτίου υψηλής καθαρότητας. Είναι απαραίτητο για την κατασκευή φωτοβολταϊκών κυψελών υψηλής απόδοσης. 13

14 1.3 ΤΑ ΠΡΩΤΑ ΣΗΜΑΝΤΙΚΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ, ΚΑΙ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΣΤΗΣ ΤΙΜΕΣ ΤΟΥΣ Τα φωτοβολταϊκά ξεκίνησαν λοιπόν να κάνουν την εμφάνιση τους αλλά λόγω του υψηλού κόστους παραγωγής η εφαρμογή τους ήταν δυνατή μόνο σε ειδικές περιπτώσεις αυτόνομων συστημάτων. Οι υψηλές τιμές στα φωτοβολταϊκά ήταν ο σημαντικότερος λόγος που δεν υπήρχε περισσότερο ενθουσιώδης αποδοχή από την αγορά. Ενδεικτικά η τιμή των φωτοβολταϊκών ξεκινάει από τα 500$ ανά εγκατεστημένο Watt το 1956, ενώ μετά από 14 χρόνια, το 1970 αγγίζει τα 100$/Watt. To 1973 οι βελτιώσεις στις μεθόδους παραγωγής φέρνουν το κόστος των φωτοβολαϊκών στα 50$/Watt.Η έρευνα όμως προχωρούσε και η απόδοση των ΦΒ συνεχώς βελτιωνόταν. Κυριότερος πελάτης των φωτοβολταϊκών τις δεκαετίες που ακολούθησαν είναι η NASA. Η μεγάλη όμως ώθηση προς τις πρακτικές εφαρμογές της φωτοβολταϊκής μετατροπής δόθηκε με την πραγματοποίηση ορισμένων κρίσιμων τεχνολογικών προόδων. Πιο συγκεκριμένα το 1953 στα Bell Telephone Laboratories (Bell Labs) του New Jersey των ΗΠΑ, η ομάδα των D. Chapin, C.Fuller και G. Pearson, που ερευνούσαν την επίδραση του φωτός στους ημιαγωγούς, κατασκεύασαν στοιχεία από πυρίτιο με προσμίξεις που ήταν πιο αποδοτικά. Ενώ το 1954 κατάφεραν να κατασκευάσουν ηλιακά στοιχεία σημαντικής απόδοσης (6%) και ακόμα μεγαλύτερης (14%) το Πάντως, η αξιοπιστία τους είχε ήδη αποδειχθεί πολύ νωρίτερα, όταν τα πρώτα ηλιακά στοιχεία πυριτίου που τοποθετήθηκαν στον τεχνητό ερευνητικό δορυφόρο Vanguard 1, τον Μάρτη του 1958 όχι μόνο πέτυχαν να τροφοδοτούν με ηλεκτρική ενέργεια τον πομπό του στην προβλεπόμενη λιγόμηνη διάρκεια του προγράμματος, αλλά εξακολούθησαν να λειτουργούν χωρίς προβλήματα επί έξι συνολικά χρόνια, και μάλιστα στο πολύ εχθρικό διαστημικό περιβάλλον, με την έντονη κοσμική ακτινοβολία. Δορυφόρος Vanguard Ι Την ίδια εποχή Εκτοξεύονται δύο ακόμη δορυφόροι από τους Αμερικανούς. Ο Explorer IIΙ και ο VANGARD ΙΙ. Οι Σοβιετικοί κατασκευάζουν στην Γεωργία τον πρώτο τροφοδοτούμενο από φωτοβολταϊκά στοιχεία τηλεφωνικό αναμεταδότη. Το 1959 Παράγονται φωτοβολταϊκά με απόδοση 10%. Η Αμερική εκτοξεύει άλλους δύο δορυφόρους. Τον Explorer VI και Explorer VII με φωτοβολταϊκά στοιχεία. 14

15 Το 1962 Η Bell Teleftone Laboratories θέτει σε τροχιά τον πρώτο τηλεπικοινωνιακό δορυφόρο (Telestar) με φωτοβολταϊκά στοιχεία. Έτσι από το 1969 και ύστερα όλοι οι τεχνητοί δορυφόροι και τα άλλα διαστημικά οχήματα, είναι εξοπλισμένα με ηλιακά φωτοβολταϊκά στοιχεία. Explorer VI Explorer VII Το 1962 Η εταιρία Sarp Corporation εγκαθιστά στην Ιαπωνία την μεγαλύτερη φωτοβολταϊκή διάταξη της εποχής σε έναν φάρο. Η ισχύς του συστήματος είναι 242Wp. Το 1972 Γάλλοι επιστήμονες εγκαθιστούν σε χωριό του Νίγηρα σε σχολείο φωτοβολταικό σύστημα θειούχου καδμίου (Cds) για την τροφοδοσία εκπαιδευτικής τηλεόρασης. Το Ιδρύεται στης ΗΠΑ από το Υπουργείο Ενέργειας το πρόγραμμα για την εκμετάλλευση του Φωτοβολταϊκού φαινομένου.( Federal Photovoltaic Utilizatin Programm ). Πολλά από τα συστήματα όπου εγκαταστάθηκαν τότε στα πλαίσια του προγράμματος εξακολουθούν να λειτουργούν ακόμα και σήμερα. Το 1976 Στην εταιρεία RCA Laboratories οι David Carlson και Christopher Wronski κατασκευάζουν τις πρώτες φωτοβολταϊκές κυψέλες άμορφου πυριτίου. Αυτές είναι που επέτρεψαν και την ανάπτυξη των τεχνολογιών λεπτής μεμβράνης. Το Εξαγοράζονται πολλές Εταιρείες των ΗΠΑ από Γερμανικά και Ιαπωνικά συμφέροντα εξ αιτίας της κρίσης του κόλπου που υπήρχε τότε. Το 1980 Η πρώτη εγκατάσταση στα επίπεδα του 1ΜW γίνεται στην Καλιφόρνια από την ΑRCO SOLAR. Χρησιμοποιείται και σύστημα παρακολούθησης της τροχιάς του ήλιου 2 αξόνων. Το 1983 Η παγκόσμια παραγωγή φωτοβολταϊκών ξεπερνά τα 21,3 ΜW. Το 1999 η εταιρία Spectrolab σε συνεργασία με το NREL αναπτύσσουν ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο με απόδοση 32,3%!!!. Το στοιχείο αυτό είναι συνδυασμός τριών υλικών (στρώσεων) και ειδικό για εφαρμογές σε συγκεντρωτικά συστήματα CPV. Την ίδια χρονιά το ρεκόρ στην απόδοση των Thin Films φτάνει στο 18.8%. Η παραγωγή όλων των τεχνολογιών των ΦΒ πάνελ φτάνει συνολικά τα 200 MegaWatt.και η παγκόσμια εγκαταστημένη ισχύ σε φωτοβολταϊκά φτάνει τα ΜW. 15

16 Ενώ το 2002 Η εγκαταστημένη ισχύς σε φωτοβολταϊκά φτάνει τα ΜW. 2004: Η πορεία πια είναι ασταμάτητη. Η μαζική είσοδος μεγάλων εταιρειών στον χώρο των ΦΒ φέρνει την μαζική παραγωγή και αυτή με την σειρά της την τιμή των διασυνδεδεμένων συστημάτων στα 6,5 ευρώ/wp. Γερμανία και Ιαπωνία κυριαρχούν στην κατασκευή ΦΒ πάνελ και πλέον σε όλες τις αναπτυγμένες χώρες αρχίζουν, με τον έναν (παραγωγή εξοπλισμού) ή τον άλλον τρόπο (κατασκευή ΦΒ εγκαταστάσεων), να υιοθετούν τις τεχνολογίες των φωτοβολταϊκών και να τις παγιώνουν στην συνείδηση των επενδυτών αλλά και των καταναλωτών ενέργειας. Η συνολική παραγωγή το 2004 έφτασε τα MegaWatt ΦΒ στοιχείων ενώ ο τζίρος της ίδιας χρονιάς άγγιξε τα $. 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 οι χώρες αυτές έχουν αρχίσει και απολαμβάνουν τους καρπούς της εξελιγμένης τεχνογνωσίας τους. 16

17 Στον παρακάτω πίνακα φαίνονται οι κυριότεροι σταθμοί στην εξέλιξη της φωτοβολταϊκή μετατροπής Παρατήρηση του φωτοβολταικού φαινομένου σε μεταλλικά ηλεκτρόδια (Pt, Ag) βυθισμένα σε ηλεκτρολύτες (Becquerel) 1871 Περιγραφή των μεταβολών των ηλεκτρικών ιδιοτήτων του σεληνίου όταν αυτό εκτίθεται στο φως (Adams και Day) Κατασκευή ηλιακού στοιχείου από σελήνιο (Charles Edgar Fritts) Κατασκευή ηλιακού στοιχείου από PbS (Fischer και Godden) Κατασκευή ηλιακού στοιχείου από Si (Ohl) Ανακάλυψη της μεθόδου της τηγμένης ζώνης για την κατασκευή στερεών πολύ μεγάλης καθαρότητας (Pfann) Ανακάλυψη της μεθόδου σχηματισμού ενώσεων p-n με διάχυση προσμίξεων (Fuller) Κατασκευή ηλιακού στοιχείου από Si με σχηματισμό ένωσης p-n με διάχυση προσμίξεων και με απόδοση ( D. Chapin, C.Fuller και G. Pearson) Εμπορική εισαγωγή ηλιακών στοιχειών (Εταιρεία Hoffmann) Εκτόξευση του αμερικάνικου τεχνητού δορυφόρουvanguard 1, εξοπλισμένου με έξι μικρά στοιχεία Si, ισχύος 5 MW, βοηθητική ενεργειακή πηγή Εκτόξευση σοβιετικού τεχνητού δορυφόρου με αποκλειστική τροφοδότηση από ηλιακά στοιχεία Κατασκευή ηλιακού στοιχείου από Cd S, με απόδοση 5% (Hammond) Κατασκευή του ιώδους ηλιακού στοιχείου Si, με απόδοση 14% (Lindmayer και Allison) Κατασκευή ηλιακού στοιχείου από άμορφο Si, με απόδοση 0,01% (Carlson και Wronski) Κατασκευή ηλιακού στοιχείου από GaAs, μα απόδοση 16% (Kameth) Πτήση πάνω από τη Μαγχη του αεροπλάνου Solar Challenger, εξοπλισμένου με ηλιακά στοιχεία Si, ισχύς 2,7 KW Έναρξη εμπορικής λειτουργίας του φωτοβολταικού σταθμού της Βικτροβίλ, ισχύος 1 MW Έναρξη βιομηχανικής παραγωγής ηλιακών στοιχείων στην Ιαπωνία από άμορφο πυρίτιο με απόδοση 5%. Πίνακας 1.2: Οι κυριότεροι σταθμοί στην εξέλιξη των φωτοβολταικών. 17

18 1.4 Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗ ΑΓΟΡΑ Η ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΗ Τον Δεκέμβριο του 1997 το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο και το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο ενέκρινε τη Λευκή Βίβλο για τη κοινοτική στρατηγική και το σχέδιο δράσης, με στόχο τη συμβολή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στη μείωση της εξάρτησης των εισαγωγών και στην αύξηση της ασφάλειας του εφοδιασμού. Θετικά αποτελέσματα αναμένονταν επίσης όσο αφορά τον περιορισμό εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και τη δημιουργία θέσεων εργασίας (EU:White Paper, ). Το 1996 οι ανανεώσιμες πηγές κάλυπταν το 6% της συνολικής ακαθάριστης εσωτερικής κατανάλωσης της Ε.Ε., και ο στόχος που έχει τεθεί ήταν να διπλασιαστεί αυτός ο αριθμός μέχρι το Περίπου τρία χρόνια αργότερα (2000), δημοσιεύτηκε η Πράσινη Βίβλος με θέμα: «Προς μία Ευρωπαϊκή στρατηγική για την ασφάλεια του ενεργειακού εφοδιασμού» (EU:Green Paper, ). Η Πράσινη Βίβλος τόνιζε την εξάρτηση του ενεργειακού εφοδιασμού της Ένωσης και επισήμανε ότι εάν δεν ληφθούν μέτρα η εξάρτηση αυτή θα αυξηθεί στα επόμενα χρόνια στο 70% των ενεργειακών απαιτήσεων της Ε.Ε., σε αντίθεση με το 50% που ίσχυε έως τότε. Ως εκ τούτου η Ευρωπαϊκή μακροπρόθεσμη πολιτική για τον εφοδιασμό και την ασφάλεια της ενέργειας θα έπρεπε να σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να εξασφαλίζει την ευημερία των πολιτών, να σέβεται τις περιβαλλοντικές ανησυχίες και να στρέφεται προς μία αειφορική ανάπτυξη. Το 2001, η Ευρωπαϊκή Ένωση αναγνώρισε επίσημα την ανάγκη να προωθηθούν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ), ως μέτρο προτεραιότητας για την προστασία του περιβάλλοντος, της αειφόρου ανάπτυξης και της εκπλήρωσης των δεσμεύσεων του πρωτοκόλλου του Κιότο. Με τη πράξη 7224/01/07 του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου, οι Ευρωπαϊκές χώρες ήταν υποχρεωμένες να προωθήσουν τη χρήση των ΑΠΕ, θέτοντας ως στόχο τη συμβολή 20% των ΑΠΕ στη συνολική παραγωγή ενέργειας μέχρι το Ο φιλόδοξος αυτός στόχος επιβεβαιώθηκε με τη Ευρωπαϊκή Οδηγία 2009/28/ΕΚ. Ο ηλεκτρισμός που παράγεται από φ/β συστήματα καθώς και άλλες ανανεώσιμες πηγές, έχει πολλά θετικά οφέλη στην ευρωπαϊκή οικονομία. Με την αύξηση των εγκαταστάσεων, η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται μπορεί να βοηθήσει να μειωθεί η εξάρτηση των ευρωπαϊκών χωρών από τους εισαγωγείς ενέργειας. Επιπλέον η ηλεκτρική ενέργεια από φ/β συστήματα σε γενικές γραμμές παράγεται κατά τις ώρες αιχμής, όταν δηλαδή ο ηλεκτρισμός είναι πιο ακριβός. Μέχρι και σήμερα οι συνθήκες αγοράς διαφέρουν σημαντικά από χώρα σε χώρα. Αυτό οφείλεται κυρίως στις διαφορετικές ενεργειακές πολιτικές, στα προγράμματα δημόσιας στήριξης για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και στα φωτοβολταϊκά συστήματα που έχει υιοθετήσει κάθε χώρα. Επίσης παίζει ρόλο και ο διαφορετικός βαθμός απελευθέρωσης της οικιακής ηλεκτρικής αγοράς ενέργειας. 18

19 Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗΣ ΑΓΟΡΑΣ ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΈΝΩΣΗ Στις αρχές της προηγούμενης δεκαετίας (ανάμεσα στο 2001 και 2004), οι φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις στην Ευρωπαϊκή Ένωση τριπλασιάστηκαν. Η Γερμανία παρήγαγε περίπου το 80% του συνόλου της φωτοβολταϊκής ενέργειας της Ε.Ε. Η Ισπανία και η Αυστρία επίσης, διπλασίασαν την εγκατεστημένη ισχύ των φ/β τους, ενώ το Λουξεμβούργο σύμφωνα με τα στατιστικά στοιχεία είχε τη μεγαλύτερη κατά κεφαλή φ/β εγκατάσταση (58,5 Wp). Εάν στο σύνολο της η διευρυμένη Ευρωπαϊκή Ένωση ακολουθούσε τα παραπάνω παραδείγματα σημαντικό ποσοστό της ετήσιας ευρωπαϊκής κατανάλωσης θα μπορούσε να καλυφθεί από τα φ/β συστήματα. Το 2008 η συνολική εγκατεστημένη φ/β ισχύς στην Ευρώπη των 27, διπλασιάστηκε σε σχέση με τα προηγούμενα έτη. Από αυτές οι μισές περίπου νέες εγκαταστάσεις που πραγματοποιήθηκαν το 2008 σημειώθηκαν στην Ισπανία, με τη Γερμανία να ακολουθεί. Σημαντική συνεισφορά στη φωτοβολταϊκή παραγωγή είχε η Ιταλία, ενώ η Γαλλία, η Πορτογαλία, το Βέλγιο, η Δημοκρατία της Τσεχίας και η Βουλγαρία παρουσίασαν αξιόλογη ανάπτυξη, με συνέπεια η Ευρώπη να έχει τη μεγαλύτερη ανάπτυξη στην ηλιακή φωτοβολταϊκή ενέργεια σε παγκόσμιο επίπεδο (IEA,2008). Το 2009 η δυναμικότητα της φωτοβολταϊκής ενέργειας στην Ευρώπη αυξήθηκε, φτάνοντας στο 78% της παγκόσμιας φωτοβολταϊκής παραγωγής. Η Ιταλία, η Τσέχικη Δημοκρατία, το Βέλγιο, η Γαλλία, η Ισπανία και η Κύπρος είχαν σημαντικό αριθμό εγκαταστάσεων, που όμως παρέμενε μικρός σε σύγκριση με αυτόν της Γερμανίας. Παρά το γεγονός ότι μειώθηκε η τιμή παροχής της κιλοβατώρας στα νοικοκυριά (feed-in-tariff), ο τομέας της φωτοβολταϊκής ενέργειας αναμένεται να συνεχίσει να αυξάνεται με σταθερό ρυθμό, με τα συστήματα οροφής να εξακολουθούν να κυριαρχούν στην αγορά. Η Ιταλία είναι η δεύτερη μεγαλύτερη αγορά της Ευρώπης. Από το 2011 αποφασίστηκε να μειωθεί το καθεστώς κινήτρων (Conto energia) κατά 18%. Η μείωση θα συνεχιστεί το 2012 και το 2013 κατά 6% ετησίως. Παρά τις μειώσεις, η ζήτηση τα επόμενα χρόνια θεωρείται εξασφαλισμένη (ΙΕΑ,2010) Από τη πλευρά του εφοδιασμού η Ευρώπη είναι καθαρός εισαγωγέας φ/β συστημάτων, και η τάση αυτή θα συνεχιστεί πιθανόν και στο μέλλον λόγω της πρόσφατης ταχείας ανάπτυξης της Ασιατικής βιομηχανίας. Ωστόσο η Ευρώπη και κυρίως η Γερμανία παίζουν σημαντικό ρόλο στην κατασκευή και προμήθεια εξοπλισμού και επιπλέον σημαντική θεωρείται η ευρωπαϊκή τεχνογνωσία στις εξελίξεις (know-how) πάνω στην ανταγωνιστική βιομηχανία του πυριτίου. 19

20 Η ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗΣ ΑΓΟΡΑΣ Η ανάπτυξη της φωτοβολταϊκής αγοράς εξαρτάται αναμφίβολα από τη πολιτική στήριξης της δεδομένης χώρας και ορίζεται από την εθνική της νομοθεσία. Η εισαγωγή, η τροποποίηση, η μείωση των προγραμμάτων που παρέχουν κίνητρα για εγκαταστάσεις φ/β συστημάτων έχει συνέπειες στην αγορά. Τα προγράμματα προωθούνται από τις εθνικές κυβερνήσεις και ενθαρρύνονται από την Ευρωπαϊκή Ένωση, η οποία προσπαθεί να εξασφαλίσει ότι η φωτοβολταϊκή βιομηχανία θα παραμένει ανταγωνιστική στη παγκόσμια αγορά. Ωστόσο η φ/β τεχνολογία εξακολουθεί και παραμένει πολύ ακριβή. Πολλές ευρωπαϊκές χώρες έχουν αναπτύξει πολιτικές για τη στήριξη των φωτοβολταϊκών. Η Ιταλία και η Γαλλία εμφανίζονται ως οι νέες δυνητικές αγορές. Το Βέλγιο, η Πορτογαλία αλλά και η Ελλάδα ακολουθούν με αξιόλογα προγράμματα και πολιτικές υποστήριξης της φ/β αγοράς. Οι χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης διαιρούνται σε τέσσερις διαφορετικές ομάδες ανάλογα με την ευκολία των εφαρμοζόμενων στρατηγικών στήριξης των φ/β συστημάτων : Α) Η Ιταλία, η Ελλάδα και η Γαλλία θεωρούνται από τις χώρες με τις πιο κερδοφόρες στρατηγικές στήριξης για τα μικρά και μεσαίου μεγέθους φωτοβολταϊκά συστήματα. Β) Η Κύπρος, η Γερμανία, το Βέλγιο και η Ισπανία έχουν εφαρμόσει καλές στρατηγικές για την υποστήριξη και την ανάπτυξη των φ/β με περίοδο αποπληρωμής (pay back period) μικρότερη των 15 ετών. Γ) Το Λουξεμβούργο, η Πορτογαλία, η Μάλτα, το Ηνωμένο Βασίλειο και η Δανία έχουν υιοθετήσει ένα λιγότερο βολικό πρόγραμμα στήριξης και τέλος Δ) Οι Κάτω Χώρες, η Αυστρία, η Φιλανδία, η Ιρλανδία και η Σουηδία έχουν εφαρμόσει τη χειρότερη στρατηγική για τη φ/β αγορά. Σε εκείνα τα κράτη μέλη, όπου η διατίμηση υπάρχει αλλά δεν καλύπτει όλα τα έξοδα της φωτοβολταϊκής εγκατάστασης, η εξάπλωση της αγοράς είναι περιορισμένη (Ολλανδία, Λουξεμβούργο, Φιλανδία, Ιρλανδία και Σουηδία). Σε κάποιες άλλες χώρες υπάρχουν οικονομικά κίνητρα, αλλά η αποτελεσματικότητα τους είναι περιορισμένη είτε γιατί το διαθέσιμο κεφάλαιο είναι χαμηλό, είτε γιατί η τιμή παροχής της οικιακής κιλοβατώρας (feed-in-tariff) ισχύει για μικρό χρονικό διάστημα (Αυστρία, Κύπρο, Λουξεμβούργο, Ολλανδία), είτε γιατί οι διοικητικές διαδικασίες είναι υπερβολικά πολύπλοκες και χρονοβόρες (Κύπρος, Ελλάδα και Γαλλία). Μόνο στα κράτη μέλη στα οποία η τιμή παροχής της οικιακής κιλοβατώρας (feed-intariff) είναι αρκετά υψηλή ώστε να ανακτηθεί το κόστος της επένδυσης σε εύλογο χρονικό διάστημα και το διαθέσιμο κεφάλαιο είναι ρεαλιστικό, η αύξηση των φ/β εγκαταστάσεων έχει συμβάλλει στον ανταγωνισμό, την παραγωγή και την ανάπτυξη του φ/β εμπορίου. Άλλοι παράγοντες που συμβάλλουν είναι η ηλιακή ακτινοβολία που ποικίλει από χώρα σε χώρα. Τέλος είναι σημαντικό να ειπωθεί ότι στην περίπτωση που αξιολογηθούν οι μεγάλες φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις στην Ευρώπη πιθανόν τα συμπεράσματα να είναι διαφορετικά. 20

21 Η ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗ ΑΓΟΡΑ Η υλοποίηση μεγάλης κλίμακας διασυνδεδεμένου δικτύου φ/β συστημάτων πραγματοποιήθηκε για πρώτη φορά στις αρχές του 1980 στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής, υπό τη διοίκηση Κάρτερ. Την περίοδο αυτή εγκαταστάθηκαν αρκετά μεγάλης κλίμακας συστήματα και σημειώθηκε μεγάλη ανάπτυξη του κλάδου. Ωστόσο στο χρονικό διάστημα που ακολούθησε, παρατηρήθηκε μία δραματική απόσυρση του πλαισίου στήριξης και από το 1991 δεν έγινε καμία καινούρια μεγάλη φ/β εγκατάσταση. Η εξέλιξη των φωτοβολταϊκών ήταν εντούτοις ραγδαία από το Η εκθετική αύξηση της παγκόσμιας αγοράς, προκάλεσε το ενδιαφέρον των επενδυτών και την δημιουργία θεσμών για την υποστήριξη της. Η Γερμανία για πρώτη φορά ξεπέρασε την Ιαπωνική αγορά το 2004, και η νέα βιομηχανική πολιτική για τα φ/β από τη Λαϊκή Δημοκρατία της Κίνας ήταν η ευχάριστη έκπληξη της ίδιας χρονιάς. Η φωτοβολταϊκή αγορά αυξήθηκε το 2004 κατά 58,5%, και σχεδόν το μισό αυτής της υπέρογκης αύξησης θα πρέπει να αποδοθεί στη Γερμανική αγορά, της όποιας η αύξηση στη φ/β παραγωγή ήταν 235% από το 2003 έως το Η Ευρώπη συνεπώς ανακηρύχτηκε ως η πρώτη φωτοβολταϊκή δύναμη στον κόσμο. Η δεύτερη μεγαλύτερη φωτοβολταϊκή αγορά στο κόσμο θεωρήθηκε η Ιαπωνία με ρυθμό ανάπτυξης το ,5% σε σύγκριση με το προηγούμενο έτος. Περίπου το 85% των νέων εγκαταστάσεων ήταν οικιακά συστήματα διασυνδεδεμένα με το δίκτυο, τα οποία εντάχθηκαν στο Ιαπωνικό φ/β πρόγραμμα που αφορούσε τις κατοικίες. Ταυτόχρονα διπλασιάστηκαν και οι εξαγωγές της χώρας με τις περισσότερες να έχουν ως προορισμό την Ευρώπη. Τα φ/β εξαρτήματα που κατασκευαζόταν στην Ιαπωνία κατείχαν το 50% της παγκόσμιας αγοράς και τέσσερις από τις δέκα πιο σημαντικές βιομηχανίες φωτοβολταϊκών ήταν Ιαπωνικές. Τη χρονιά του 2004 η τρίτη μεγαλύτερη αγορά στον κόσμο ήταν αυτή των ΗΠΑ, με την πολιτεία της Καλιφόρνιας να έχει περίπου το ένα τρίτο των συνολικών εγκαταστάσεων της χώρας. Μέχρι τότε στην αμερικάνικη αγορά φωτοβολταϊκών κυριαρχούσαν οι συνδέσεις εκτός δικτύου, όπως η παραγωγή ενέργειας σε απομακρυσμένες κατοικίες, οι βιομηχανικές εφαρμογές, η χρήση σε δίκτυα τηλεπικοινωνιών, στο φωτισμό του οδικού δικτύου. Σύντομα όμως άρχισε να παρατηρείται ζήτηση στις συνδέσεις με το δίκτυο και αυτό οφείλεται στη μεγάλη ποικιλία προγραμμάτων από κρατικές επιχορηγήσεις. 21

22 Η Κίνα και η Ταϊβάν παρήγαγαν την περίοδο μέχρι το 2004 φωτοβολταϊκή ενέργεια 75MW, μισή από αυτήν των ΗΠΑ. Η αγορά όμως της συγκεκριμένης χώρας εξακολουθεί να είναι μικρή, αλλά αναμένεται ωστόσο να αυξηθεί. Το 2008 η Κίνα αύξησε τη παραγωγή των ηλιακών συλλεκτών στο 26% της παγκόσμιας παραγωγής, ενώ μέχρι σήμερα αξιοσημείωτος είναι ο αριθμός των ηλιακών εγκαταστάσεων για θέρμανση νερού (ηλιακός θερμοσίφωνας). Η ετήσια παραγωγική ικανότητα των φ/β έχει τριπλασιαστεί τα τελευταία πέντε χρόνια. Το αναπτυξιακό σχέδιο που τέθηκε σε ισχύ από το 2007, στόχευε στην εγκατάσταση φ/β της τάξης των 300MW, μέχρι το Ο στόχος αυτός επιτεύχθηκε ένα χρόνο νωρίτερα, το Σήμερα πιο φιλόδοξα σχέδια έχουν μπει σε εφαρμογή με το νέο πρόγραμμα για την ενέργεια και την βιομηχανική ανάπτυξη, το οποίο βάζει νέους στόχους για τη παραγωγή ενέργειας από φ/β μέχρι το 2015 και Top 10 αγορές της ηλιακής ενέργειας PV, ταξινόμηση με συνολική δυναμικότητα (kw) Country Cumulative 1. Germany 1,992,000 3,806,700 7,390,922 17,294, Spain 2,708,000 17, ,000 3,807, Japan 225, , ,979 3,618, Italy 338, ,000 2,319,000 3,500, USA 338, , ,000 2,549, Czech Republic 49, ,000 1,151,000 1,616, France 105, , ,000 1,025, Belgium 76, , , , Korea 276, , , , China 20, , , ,000 Πίνακας 1.3 οι 10 μεγαλύτερες αγορές ηλιακής ενέργειας 22

23 1.5 ΤΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Εξετάζοντας την Ελληνική αγορά και την ανάπτυξη των Φ/Β, μπορεί να διαπιστωθεί το καθεστώς που διέπει εν γένει τον κλάδο των ΑΠΕ στη χώρα μας. Επιγραμματικά, η ανάπτυξή τους υπήρξε μηδαμινή (2.2 MWp το 2003) τουλάχιστον μέχρι το 2006, όπου οι εγκαταστάσεις Φ/Β περιορίζονταν σε αυτές της ΔΕΗ σε νησιά (Κύθνος, Αντικύθηρα κλπ) και σε εγκαταστάσεις ιδιωτών σε απομακρυσμένες κατοικίες. Μια τέτοια ανάπτυξη ήταν σαφώς απογοητευτική, δεδομένου του εξαιρετικού ηλιακού δυναμικού της χώρας μας. Οι κύριοι λόγοι για την μικρή αυτή ανάπτυξη ήταν τα συνήθη γραφειοκρατικά προβλήματα, η ελλιπής ενημέρωση των μικροεπενδυτών, τα μηδαμινά κίνητρα τα οποία καθιστούσαν ασύμφορη μια επένδυση σε Φ/Β και ο μονοπωλιακός χαρακτήρας του ενεργειακού τομέα μέχρι το Το 2006, με το νόμο 3468/2006, δημιουργήθηκε ένα σαφέστερο νομοθετικό πλαίσιο σε σχέση με τις ΑΠΕ και κατά συνέπεια και με τα Φ/Β. Ταυτόχρονα με τις ευνοϊκές τιμολογιακές ρυθμίσεις και επιχορηγήσεις για τους ενδιαφερόμενους επενδυτές σε μικρομεσαία κλίμακα, θεσμοθετήθηκε ένα πρόγραμμα Ανάπτυξης Φωτοβολταϊκών Σταθμών (ΑΦΣ) με σκοπό την ανάπτυξη φωτοβολταϊκών σταθμών, αμιγώς για παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Ο νόμος αυτός σε συνδυασμό με επιδοτήσεις που είχαν αναγγελθεί για το κόστος της επένδυσης, κίνησαν το ενδιαφέρον πολλών μικροεπενδυτών με αποτέλεσμα ο αριθμός των αιτήσεων για άδειες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας να ξεπερνάει κατά πολύ (2489 MWp) το στόχο του προγράμματος ΑΦΣ. Αυτό το γεγονός είχε ως αποτέλεσμα το Υπουργείο Ανάπτυξης να αναστείλει την αδειοδοτική διαδικασία στα τέλη του Συγκεκριμένα, μέχρι το τέλος του 2007 η εγκατεστημένη ισχύς είχε φτάσει μόλις τα 8.2 MW με ετήσιες αυξήσεις της τάξης των MW. Από το 2008 αρχικά και ακόμα περισσότερο μετά τα μέσα του 2009 με την ψήφιση του νόμου 3851/2010, ο οποίος εισήγαγε σημαντική αύξηση του ορίου ισχύος των Φ/Β πάρκων που απαλλάσσονται από την ανάγκη λήψης άδειας παραγωγής και από την ανάγκη λήψης έγκρισης περιβαλλοντικών όρων, η αύξηση στο ενδιαφέρον για τα φωτοβολταϊκά και αντίστοιχα η αύξηση της εγκατεστημένης ισχύος ήταν κατακόρυφη. Μέχρι το τέλος του 2010 οι αιτήσεις για άδεια παραγωγής ή εξαίρεση από άδεια για Φ/Β αντιστοιχούσαν σε ισχύ ίση με 9437MW. Συνολικά, στο τέλος του 2010 η εγκατεστημένη ισχύς Φ/Β ήταν 205,4 MW ενώ η ετήσια αύξηση άγγιξε το 274%. 23

24 Ελληνική Αγορά Φωτοβολταϊκών Σχήμα 1.4 Ελληνική Αγορά Φωτοβολταϊκών Κορυφαία αύξηση και κατά το 2011 σε εγκατεστημένη ισχύ φωτοβολταϊκον. αφού οι νέες επενδύσεις σε φωτοβολταϊκά έφτασαν για το διάστημα Ιανουαρίου Νοεμβρίου τα 347MW. Σύμφωνα με τα πιο πρόσφατα στοιχεία του ΔΕΣΜΗΕ, για μια ακόμη χρονιά οι βασικές επενδύσεις έγιναν στην αιολική ενέργεια (+ 291MW) και στα φωτοβολταϊκά (+247MW). Mάλιστα, στα φωτοβολταϊκά μόνο τον Νοέμβριο καταγράφηκε καινούριο ρεκόρ συνδέσεων με 42MW επιπλέον. Επίσης, τα φωτοβολταϊκά υπερδιπλασιάστηκαν και σε σχέση με το 2010, οπότε για το ίδιο διάστημα είχαν συνδεθεί περίπου 153MW. Αναλυτικά πώς κατανέμεται η παραγωγή ισχύος ανά διοικητική περιφέρεια Σύμφωνα με τα στοιχεία που ανακοίνωσε για το πρώτο 8μηνο του 2011 η Ανώνυμη Εταιρεία «Διαχειριστής Ελληνικού Συστήματος Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας», γνωστή και ως ΔΕΣΜΗΕ οι φωτοβολταϊκοί σταθμοί της χώρας μας παρήγαγαν 301,03 MW. Πρωταθλήτρια περιφέρεια για το πρώτο 8μηνο του 2011 ήταν η Πελοπόννησος με 58,401 MW, κάτι που αντιστοιχεί στο 19,4% της συνολικής ηλιακής ενέργειας που παράχθηκε. Από την άλλη, η περιφέρεια Κεντρικής Μακεδονίας συγκεντρώνει τη μεγαλύτερη παραγωγή από μικρούς (έως 20 kwp) και μικρομεσαίους (από 20 έως 150 kwp) φωτοβολταϊκούς σταθμούς, οι οποίοι παρήγαγαν συνολικά 10,110 και 30,299 MW αντίστοιχα. Οι μεσαίοι φωτοβολταϊκοί σταθμοί είναι αυτοί που παράγουν από 150 έως kwp. Σε αυτούς, πρώτη διοικητική περιφέρεια ήταν η Πελοπόννησος, με συνολική παραγωγή 20,352 MW. Σε ό,τι έχει να κάνει με τους μεγάλους σταθμούς (πάνω από kwp), ηγέτιδα περιοχή ήταν η Στερεά Ελλάδα με εγκαταστημένη ισχύ 16,494 MW. 24

25 Η αύξηση της εγκατεστημένης ισχύος πρόκειται να συνεχιστεί με αντίστοιχους ρυθμούς τουλάχιστον μέχρι το 2015, Έως το 2020 η εγκατεστημένη ισχύς από φωτοβολταϊκά θα πρέπει να ανέλθει σε MW σύμφωνα με τον Σύνδεσμο Εταιριών Φωτοβολταϊκών, προκειμένου να καλύπτει το 12% της συνολικής εγκατεστημένης ισχύος στη χώρα μας. Από την πλευρά της κυβέρνησης, φαίνεται ότι η ισχύς που θα στοχοποιηθεί τελικά για τα φωτοβολταϊκά θα είναι τουλάχιστον MW μέχρι το 2020, οπότε γίνεται κατανοητό ότι ουσιαστικά, ένα μικρό ποσοστό τον σημερινών ή και μελλοντικών αιτήσεων θα υλοποιηθεί. Είναι επομένως κατανοητό ότι απαιτείται επαρκής σχεδιασμός τόσο από την πλευρά της πολιτείας όσον αφορά την καθοδήγηση για νέες αιτήσεις και την κατανομή των αιτήσεων που θα υλοποιηθούν, όσο και από την πλευρά των επενδυτών για το αν ένα έργο μπορεί να είναι βιώσιμο μετά την υλοποίηση του. Όλα τα παραπάνω δείχνουν μια νέα αγορά με μεγάλες προοπτικές και μακρινό σημείο κορεσμού λαμβάνοντας υπ όψη και τους στόχους που έχει θέσει η Ευρωπαϊκή Ένωση για τη συμμετοχή των Α.Π.Ε. και ιδιαίτερα των Φ/Β στην παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια μέχρι το Αναμενόμενη εξέλιξη τα επόμενα χρόνια στην Ελληνική Αγορά Φωτοβολταϊκών Σχήμα 1.5 Αναμενόμενη εξέλιξη τα επόμενα χρόνια στην Ελληνική Αγορά Φωτοβολταϊκών 25

26 1.6 ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ Πολλοί παρόλα αυτά κρίνουν ότι η διείσδυση των φωτοβολταϊκών έγινε με πολύ αργό ρυθμό παίρνοντας μάλιστα αφορμή από τον εκρηκτικό τρόπο που εξελίχθηκε μια άλλη βιομηχανία ημιαγωγών υλικών, αυτή των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Αυτή η καθυστέρηση οφείλεται κυρίως στις τεχνικές (και οικονομικές) δυσκολίες που αντιμετωπίζουν οι κατασκευαστές στην παραγωγική διαδικασία κατά την προσπάθεια τους να δημιουργήσουν καθαρά ημιαγωγά υλικά (κρυσταλλικό πυρίτιο). Στα φωτοβολταϊκά συστήματα ο όγκος του απαιτούμενου υλικού (κρυσταλλικού πυριτίου) είναι πολύ μεγάλος και η παραγωγή του είναι ιδιαίτερα ενεργοβόρος. Επίσης απαιτούνται υπέρογκα κεφάλαια για το κόστος του εξοπλισμού αλλά και της ενέργειας που καταναλώνεται κατά την παραγωγική διαδικασία. Για τον λόγο αυτό άλλωστε η τάση που φαίνεται ότι θα καταλάβει ένα μεγάλο μερίδιο στην αγορά των φωτοβολταϊκών μετά από κάποια χρόνια (σε σχέση με αυτό που έχει σήμερα) είναι οι τεχνολογίες λεπτού υμενίου (thin film) στις οποίες επιτυγχάνεται σημαντική μείωση του απαιτούμενου όγκου πυριτίου (ή των άλλων τεχνολογιών που χρησιμοποιούνται) και συνεπώς μείωση στις τιμές των φωτοβολταϊκων. Σε καμία περίπτωση πάντως δεν πρόκειται να αμφισβητηθούν τα πρωτεία των τεχνολογιών κρυσταλλικού πυριτίου. Αυτό επιβεβαιώνεται και από τα εκατοντάδες εκατομμύρια ευρώ - δολάρια - γέν και γιουάν, που έχουν επενδυθεί παγκοσμίως για την κατασκευή εργοστασίων παραγωγής: πολυπιριτίου (polysilicon) ράβδων (μόνο και πόλυ) κρυσταλλικού πυριτίου (solar ingot) φωτοβολταϊκών στοιχείων (solar wafers) φωτοβολταϊκών κυψελλών (solar cells) και φωτοβολταϊκών πλαισίων (solar panels - modules) ή αλλιώς (πανέλων - τζαμιών - καθρεπτών κλπ). Οι προβλέψεις για το άμεσο μέλλον όσον αφορά την αγορά των φωτοβολταϊκων είναι ιδιαίτερα ευοίωνες, τόσο για την καθολική εξάπλωση της φωτοβολταϊκης τεχνολογίας παγκοσμίως, όσο και για την καθοδική πορεία στις τιμές των φωτοβολταϊκών πλαισίων. 26

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 2.1 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ Τα φωτοβολταϊκά συστήµατα έχουν την δυνατότητα της άµεσης μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία είναι η βασική δοµική μονάδα κάθε Φ/Β γεννήτριας. Οµάδες στοιχείων, συνδεδεµένα σε σειρά ή παράλληλα δίνουν την επιθυµητή τάση εξόδου και διαµορφώνουν Φ/Β πλαίσια. Ένα τυπικό φωτοβολταϊκό σύστηµα αποτελείται από τo φωτοβολταϊκό πλαίσιο ή ηλιακή γεννήτρια, τα ηλεκτρονικά υποσυστήµατα που διαχειρίζονται την ηλεκτρική ενέργεια που παράγει η φωτοβολταϊκή συστοιχία όπως αντιστροφέας, φορτιστής κλπ., και το σύστηµα αποθήκευσης ενέργειας από µπαταρίες εφόσον πρόκειται για αυτόνοµο σύστημα. Μια φωτοβολταϊκή συστοιχία αποτελείται από ένα ή περισσότερα ηλιακά πλαίσια, ηλεκτρικά συνδεδεµένα µεταξύ τους. Τα φωτοβολταϊκά πλαίσια που διατίθενται στην αγορά είναι επίπεδου τύπου. Η ονοµαστική ισχύς κάθε πλασίου κυµαίνεται από 10Wp έως περίπου 400Wp. Οι κύριες τεχνολογίες Φ/Β γεννητριών που είναι διαθέσιµες εµπορικά είναι τρεις: άµορφου πυριτίου, πολυκρυσταλλικού και µονοκρυσταλλικού πυριτίου, µε ονοµαστικές αποδόσεις 6% 9%, 13% 15% και 15% 17% αντίστοιχα. Η λειτουργία των Φ/Β συστημάτων βασίζεται στο Φωτοβολταϊκό φαινόμενο, δηλαδή την άμεση παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας απευθείας από την ηλιακή ακτινοβολία (φως). Η παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας επιτυγχάνεται με τη χρήση υλικών (ημιαγώγιμων) τα οποία διαθέτουν την ιδιότητα να απορροφούν φωτόνια του ηλιακού φωτός απελευθερώνοντας ηλεκτρόνια (φωτοηλεκτρικό φαινόμενο). Η ροή των ελεύθερων αυτών ηλεκτρονίων συνεπάγεται τη δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος ηλεκτρικής τάσης. Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο και η λειτουργία του φωτοβολταϊκού συστήματος στηρίζετε 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 απορροφάται 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 προσπιπτοντων φωτονίων (πακέτα ενέργειας) σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτά τα υλικά είναι οι ημιαγωγοί και σε αυτά οφείλεται επίσης η 27

28 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. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΗΜΙΑΓΩΓΩΝ 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. Πυρίτιο (Si) 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. 28

29 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 Αρσενικό (As). Αρσένιο (As) Αντίστοιχα για να δημιουργήσουμε έναν ημιαγωγό τύπου p η αλλιώς θετικά φορτισμένος κρύσταλλος πυριτίου χρειάζεται να γίνει πρόσμειξη στον κρύσταλλο κάποιου υλικού όπως το βόριο (Β) που έχει 3e στην εξωτερική του στοιβάδα. Βόριο (Β) 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. 29

30 Σχήμα 2.1 :Δημιουργία ηλεκτρικού πεδίου με ημιαγωγούς πυριτίου τύπου n και τύπου p 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 φ/β 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 της διόδου όπου και έλκονται πλέον από το θετικό πεδίο της εκεί περιοχής. 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. 30

31 ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ ΣΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ 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. Σχήμα 2.2 : φάσμα ακτινοβολίας Έτσι ανάλογα με το υλικό που χρησιμοποιούμε μπορούμε να εκμεταλλευτούμε μόνο εκείνο το φάσμα της ακτινοβολίας που αντιδρά με το συγκεκριμένο υλικό. Ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος Περιοχή του φάσματος Περιοχή συχνοτήτων Ενέργεια φωτονίων Ραδιοκύματα ΜΗz ev Μικροκύματα 300 MHz - 300GHz ev υπέρυθρη ακτινοβολία 300GHz - 400THz ,6eV ορατή ακτινοβολία THz 1,6-3,2 ev υπεριώδης ακτινοβολία 800THz Hz 3eV eV ακτίνες Χ Hz Hz 1200 ev - 2, ev ακτίνες γ Hz Hz 10 5eV eV Κοσμικές ακτίνες Hz eV - Πίνακας 2.1 : Ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος 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 μετατροπή. 31

32 2.2 ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ Οι ηλιακές κυψέλες είναι συσκευές που μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια, είτε άμεσα μέσω του φωτοβολταϊού φαινόμενου, είτε έμμεσα με αρχική μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε θερμότητα ή χημική ενέργεια. Οι πιο κοινές μορφές των ηλιακών κυψελών βασίζονται στο φωτοβολταϊκό φαινόμενο(φ/β). Όταν το φως του ήλιου προσπίπτει σε μία κυψέλη παράγεται συνεχές ρεύμα και, θέτοντας ένα ηλεκτρικό φορτίο από την άλλη, το ρεύμα αυτό μπορεί να αξιοποιηθεί. Πάντως, δεν μπορεί να μετατραπεί όλο το φως σε ηλεκτρισμό, καθώς οι φωτοβολταϊκές κυψέλες χρησιμοποιούν κυρίως το ορατό φως. Μεγάλο μέρος της ηλιακής ενέργειας ενκείται στην υπέρυθρη ή θερμή και την υπεριώδη ακτινοβολία, γεγονός που εξηγεί τις χαμηλές τιμές των θεωρητικών αποδοτικοτήτων μετατροπής ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ Μια φωτοβολταϊκή κυψέλη αποτελείται από συνδυασμό δυο λεπτών στρωμάτων από διαφορετικούς ημιαγωγούς, γνωστούς ως p-type ημιαγωγός και n-type ημιαγωγός. Οι κυριότεροι ημιαγωγοί είναι τετρασθενή στοιχεία, όπως το πυρίτιο και το γερμάνιο ή χημικές ενώσεις όπως το αρσενιούχο γάλλιο και το θειούχο κάδμιο. Για την κατασκευή των φωτοβολταϊκών κυψελών χρησιμοποιείται το πυρίτιο (αν και είναι δυνατή και η κατασκευή και από άλλα υλικά). Ο κρύσταλλος του πυριτίου έχει κυβική δομή (εδώ για απλοποίηση θα θεωρήσουμε τα άτομα σε ένα επίπεδο). Το πυρίτιο ανήκει στην Ομάδα IV του περιοδικού πίνακα, δηλαδή κάθε άτομο έχει τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους. Κάθε άτομο συγκρατείται στο κρυσταλλικό πλέγμα με αμοιβαία συνεισφορά δύο ηλεκτρονίων και με άλλα τέσσερα άτομα πυριτίου σε ίσες αποστάσεις. Επομένως όλα τα ηλεκτρόνια σθένους είναι απασχολημένα στους δεσμούς, με αποτέλεσμα να μην υπάρχουν ελεύθεροι φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος και το σώμα να μην διαθέτει ηλεκτρική αγωγιμότητα. Γενικά τα ηλεκτρόνια που μπορούν να λάβουν μέρος στο σχηματισμό ενώσεων βρίσκονται στη ζώνη σθένους. Είναι δυνατόν υπό κατάλληλες συνθήκες (με τη δράση κάποιας ενέργειας), κάποια ηλεκτρόνια να αποκτήσουν ικανή ενέργεια για να μεταπηδήσουν στη ζώνη αγωγιμότητας οπότε το υλικό μετατρέπεται σε αγωγό του ηλεκτρισμού. Στην περίπτωση των ατόμων πυριτίου, που μας ενδιαφέρει, η απαιτούμενη ενέργεια ώστε ένα ηλεκτρόνιο να μεταπηδήσει στη ζώνη αγωγιμότητας επιτυγχάνεται με τη δράση θερμότητας ή φωτονίων. Όταν το ηλεκτρόνιο μεταπηδήσει στη ζώνη αγωγιμότητας, κινείται ελευθέρα άγοντας το ηλεκτρικό του φορτίο έχοντας όμως αφήσει πίσω του μια οπή, δηλαδή μια περιοχή όπου υπάρχει θετικό φορτίο. Για την κατασκευή των φωτοβολταϊκών κυψελών χρησιμοποιούνται ημιαγωγοί τύπου n-type και p-type. Οι n-type ημιαγωγοί έχουν αρνητικό φορτίο και για αυτό οι ημιαγωγοί αυτοί ονομάζονται n(negative)-type. Ενώ κατασκευάζονται από κρυσταλλικό πυρίτιο με ελάχιστες ποσότητες προσμίξεων (συνήθως φωσφόρου) έτσι ώστε να υπάρχει περίσσεια ελευθέρων ηλεκτρονίων. 32

33 Οι p-type ημιαγωγοί κατασκευάζονται και αυτοί από κρυσταλλικό πυρίτιο στο οποίο όμως εισάγονται διαφορετικού τύπου προσμίξεις (συνήθως βόριο) οπότε το υλικό παρουσιάζει έλλειμμα ελευθέρων ηλεκτρονίων. Τα ηλεκτρόνια που λείπουν ονομάζονται οπές. Η έλλειψη των αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων μπορεί να θεωρηθεί ισοδύναμη με την ύπαρξη θετικού φορτίου και για αυτό οι ημιαγωγοί του τύπου αυτού ονομάζονται p(positive)-type. Στο παρακάτω εικόνα φαίνεται το κρυσταλλικό πλέγμα πυριτίου με άτομα προσμίξεων ( άτομα βόριο και φωσφόρου). Σχήμα 2.3 : Κρυσταλλικό πλέγμα πυριτίου με άτομα πρόσμιξης. 33

34 2.2.2 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΗΛΙΑΚΩΝ ΚΥΨΕΛΩΝ Όπως αναφέρθηκε τα ηλιακά στοιχειά είναι δίοδοι με τη μορφή ενός δίσκου (δηλαδή η ένωση p-n εκτείνεται σε όλο το πλάτος του δίσκου), που δέχεται την ηλιακή ακτινοβολία. Κάθε φωτόνιο της ακτινοβολίας με ενεργεία ίση ή μεγαλύτερη από το ενεργειακό διάκενο του ημιαγωγού, έχει τη δυνατότητα να απορροφηθεί σε ένα χημικό δεσμό και να ελευθερώσει ένα ηλεκτρόνιο. Έτσι, δημιουργείται όσο διαρκεί η ακτινοβόληση μια περίσσεια από ζεύγη φορέων (ελεύθερα ηλεκτρόνια και οπές), πέρα από τις συγκεντρώσεις που αντιστοιχούν στις συνθήκες ισορροπίας. Οι φορείς αυτοί, καθώς κυκλοφορούν στο στερεό (και εφόσον δεν επανασυνδεθούν με φορείς αντίθετου προσήμου), μπορεί να βρεθούν στην περιοχή της ένωση p-n οπότε θα δεχθούν την επίδραση του ενσωματωμένου ηλεκτροστατικού της πεδίου. Έτσι, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια εκτρέπονται προς το τμήμα τύπου n και οι οπές εκτρέπονται προς το τμήμα τύπου p, με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί μια διαφορά δυναμικού ανάμεσα στους ακροδέκτες των δύο τμημάτων της διόδου. Δηλαδή, η διάταξη αποτελεί μια πηγή ηλεκτρικού ρεύματος, που διατηρείται όσο διαρκεί η πρόσπτωση του ηλιακού φωτός πάνω στην επιφάνεια του στοιχείου. Συνεπώς, αν κατασκευαστεί ένα κύκλωμα όπως αυτό του σχήματος είναι δυνατόν να παραχθεί ηλεκτρική ισχύς από τις κυψέλες αφού τα ελεύθερα ηλεκτρόνια πρέπει να διέλθουν μέσω του φορτίου για τον επανασυνδυασμό τους με τις θετικές οπές. 34

35 Σχήμα 2.4 : Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο σε μια ηλιακή κυψέλη. Η εκδήλωση της διαφοράς δυναμικού ανάμεσα στις δύο όψεις του φωτιζόμενου δίσκου, η οποία αντιστοιχεί σε ορθή πόλωση της διόδου, ονομάζεται φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Η αποδοτική λειτουργία των ηλιακών φωτοβολταϊκών στοιχείων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στηρίζεται στην πρακτική εκμετάλλευση του φωτοβολταϊκού φαινόμενου. Η ποσότητα της διαθέσιμης ισχύος από μια Φ/Β συσκευή καθορίζεται από: Τον τύπο και την επιφάνεια του υλικού. Την ένταση του ηλιακού φωτός (έκθεση στην ηλιακή ακτινοβολία) Και το μήκος κύματος του ηλιακού φωτός Ο λόγος της ηλεκτρικής ενεργείας που παράγεται από μία ηλιακή κυψέλη προς την προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία είναι γνωστός ως αποδοτικότητα της κυψέλης. 35

36 2.2.3 ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΣΤΙΣ ΗΛΙΑΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ Στις ηλιακές κυψέλες δεν είναι δυνατή η μετατροπής σε ηλεκτρική ενέργεια του συνόλου της ηλιακής ακτινοβολίας που δέχονται στην επιφάνεια τους. Ένα μέρος από την ακτινοβολία ανακλάται πάνω στην επιφάνεια του στοιχείου και διαχέεται πάλι στο περιβάλλον. Στη συνέχεια από την ακτινοβολία που διεισδύει στον ημιαγωγό, προφανώς δεν μπορεί να απορροφηθεί το μέρος εκείνο που αποτελείται από φωτόνια με ενέργεια μικρότερη από το ενεργειακό διάκενο του ημιαγωγού. Για τα φωτόνια αυτά, ο ημιαγωγός συμπεριφέρεται σαν διαφανές σώμα. Έτσι η αντίστοιχη ακτινοβολία διαπερνά άθικτη το ημιαγώγιμο υλικό του στοιχείου και απορροφάται τελικά στο μεταλλικό ηλεκτρόδιο που καλύπτει την πίσω όψη του, με αποτέλεσμα να το θερμαίνει. Αλλά και από τα φωτόνια που απορροφά ο ημιαγωγός, μόνο το μέρος εκείνο της ενέργειας τους που ισούται με το ενεργειακό διάκενο συμβάλλει, όπως είδαμε, στην εκδήλωση του φωοβολταϊκού φαινόμενου. Το υπόλοιπο μεταφέρεται, σαν κινητική ενέργεια, στο ηλεκτρόνιο που ελευθερώθηκε από τον δεσμό, και τελικά μετατρέπεται επίσης σε θερμότητα. Η αύξηση της θερμοκρασίας των φωτοβολταϊκών στοιχείων είναι ανεπιθύμητη καθώς επιδρά αρνητικά στην απόδοση τους ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΚΥΨΕΛΩΝ Για την ποσοτικοποίηση των επιδόσεων των ηλιακών κυψελών έχει διεξαχθεί πλήθος εργαστηριακών δοκιμών και έχουν καθιερωθεί κάποιες συνθήκες ως βιομηχανικά πρότυπα για δοκιμές. Αυτές είναι οι Πρότυπες Συνθήκες Δοκιμών (ΠΣΔ) που είναι οι ακόλουθες: Θερμοκρασία = 25oC Ένταση ηλιακής ακτινοβολίας = 1000 W/m2 Αέρια μάζα = ΑΜ1,5 Η ποσότητα του παραγόμενου ρεύματος εξαρτάται από την τάση, και η σχέση αυτή απεικονίζεται στην καμπύλη I-V της κυψέλης. Αυτή χρησιμοποιείται για να καθοριστεί η απόδοση της κυψέλης και για την σύγκριση μεταξύ των κυψελών υπό ορισμένες συνθήκες. Στο ακόλουθο σχήμα παρουσιάζεται η καμπύλη I-V μιας κυψέλης κρυσταλλικού πυριτίου στις ΠΣΔ. Παρατηρείται ότι αριστερά του γόνατος της καμπύλης το ρεύμα μεταβάλλεται ελάχιστα με μεγάλες μεταβολές της τάσης, ενώ στα δεξιά μεταβάλλεται σημαντικά με μικρές μεταβολές αυτής. 36

37 Σχήμα 2.5 : Καμπύλη I-V μιας τυπικής κυψέλης κρυσταλλικού πυριτίου σε πρότυπες συνθήκες δοκιμών (ΠΣΔ). Όπου : ISC ρεύμα βραχυκυκλώματος VOC τάση ανοιχτού κυκλώματος PMAX μέγιστη ισχύς IMAX ρεύμα στο σημείο μέγιστης ισχύς VMAX τάση στο σημείο μέγιστης ισχύς Η παραγόμενη ισχύς από την κυψέλη είναι σχεδόν ευθέως ανάλογη προς την ένταση του ηλιακού φωτός (για παράδειγμα, εάν υποδιπλασιαστεί η ένταση του ηλιακού φωτός θα υποδιπλασιαστεί και η παραγόμενη ισχύς). Ένα σημαντικό γνώρισμα των Φ/Β κυψελών είναι ότι η τάση της κυψέλης δεν εξαρτάται από το μέγεθος της, και παραμένει σχετικά σταθερή με τη μεταβολή της έντασης του φωτός. Εντούτοις, το ρεύμα σε μια διάταξη είναι σχεδόν ευθέως ανάλογη προς την ένταση του φωτός και το μέγεθός της. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται η μεταβολή της παραγωγής ρεύματος και τάση υπό διαφορετικές εντάσεις φωτός. Η εξάρτηση της ένταση του φωτός στην παραγωγή ρεύματος είναι εμφανής. Σχήμα 2.6 : Παραγωγή ρεύματος και τάσης μιας ηλιακής κυψέλης υπό διαφορετικές εντάσεις φωτός. 37

38 Ένας άλλο παράγοντας που επιδρά αρνητικά στην απόδοση των φωτοβολταϊκών στοιχείων είναι η αντίσταση του κυκλώματος. Δηλαδή τις αναπόφευκτες αντιστάσεις RS (από την αγγλική λέξη series resistance)που παρεμβάλλονται στην κίνηση των φορέων μέσα στον ημιαγωγό (κυρίως στο εμπρός επιφανειακό στρώμα του) και στις επαφές με τα ηλεκτρόδια. Ακόμα, επειδή η αντίσταση διαμέσου της διόδου δεν έχει άπειρη τιμή, αφού λόγω των αναπόφευκτων κατασκευαστικών ελαττωμάτων γίνονται διαρροές ρεύματος, το οποίο ισοδυναμεί κύκλωμα, όπως αυτό που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, και περιέχει και την παράλληλη αντίσταση Rsh (από την αγγλική λέξη shunt resistance). Ενώ η RL είναι η εξωτερική αντίσταση (από την αγγλική λέξη load resistance) και ΦI είναι το φωτόρευμα, δηλαδή το ρεύμα που παράγεται από το φωτοβολταϊκό στοιχείο διεγειρόμενο από μια ακτινοβολία. Σχήμα 2.7 : Το ισοδύναμο ηλεκτρικό κύκλωμα ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου, που περιλαμβάνει τις αντιστάσεις σειράς RS, καθώς και τις παράλληλες αντιστάσεις Rsh. Συνήθως στα φωτοβολταϊκά στοιχεία του εμπορίου η RS είναι μικρότερη από 5 Ω και η Rsh είναι μεγαλύτερη από 500 Ω. Πάντως επηρεάζουν αισθητά την τιμή της τάση VL και του ρεύματος I L που διαρρέει το φορτίου του κυκλώματος R L, με αποτέλεσμα την αντίστοιχη μείωση της απόδοσης του στοιχείου. Σε αυτό το σημείο πρέπει να γίνει ιδιαίτερη μνεία σε ένα άλλο παράγοντα που επηρεάζει την απόδοση και δεν είναι άλλος από την θερμοκρασία. Ουσιαστικά είναι και ο λόγος που προκάλεσε το ενδιαφέρον για την έρευνα πάνω στα υβριδικά (φωτοβολταϊκά-θερμικά) συστήματα συλλεκτών για θέρμανση νερού χρήσης. Ενώ η παραγόμενη ισχύς από μια κυψέλη μπορεί να αυξηθεί αρκετά με την χρήση ενός μηχανισμού παρακολούθησης της τροχιάς που να διατηρεί τη Φ/Β διάταξη απευθείας κάθετη προς τις ακτίνες του ήλιου, ή συγκεντρώνοντας το φως του ήλιου με τη βοήθεια φακών ή κατόπτρων. Εντούτοις υπάρχουν όρια στη διαδικασία αυτή, λόγω της πολυπλοκότητας των μηχανισμών και της αναγκαίας ψύξης των κυψελών. Συγκεκριμένα με την αύξηση της θερμοκρασίας στις κυψέλες προκαλείται αντίστοιχη αύξηση της ενδογενούς συγκέντρωσης των φορέων του ημιαγωγού, με αποτέλεσμα να πραγματοποιούνται περισσότερες επανασυνδέσεις φορέων. Έτσι εκδηλώνεται ισχυρότερο ρεύμα διαρροής διαμέσου της διόδου που συνεπάγεται μείωση της VCO 38

39 και του FF (συντελεστής πλήρωσης) μειώνοντας τον βαθμό του φωτοβολταϊκού στοιχειού καθώς αυτός δίνεται από την ακόλουθη σχέση. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται η τυπική καμπύλη της μεταβολής της απόδοσης των φωτοβολταϊκών πυριτίου σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία. Η κλίμακα του άξονα των τεταγμένων δίνει το ποσοστό της απόδοσης του στοιχείου σε σχέση με την απόδοση του στη συμβατική θερμοκρασία 20 ο C. Η κλίμακα της θερμοκρασίας στον άξονα των τετμημένων είναι λογαριθμική. Σχήμα 2.8 : Τυπική καμπύλη της μεταβολής της απόδοσης των φωτοβολταϊκών στοιχείων πυριτίου σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία τους. Η κλίμακα του άξονα των τεταμένων δίνει το ποσοστό της απόδοσης του στοιχείου σε σχέση με την απόδοση του στη συμβατική θερμοκρασία 20 ο C. Η κλίμακα της θερμοκρασίας στον άξονα των τετμημένων είναι λογαριθμική. Ενώ στο επόμενο σχήμα φαίνεται η επίδραση της θερμοκρασίας στις καμπύλες I-V μιας τυπικής κυψέλης πυριτίου. Παρατηρούμε ότι η παραγωγή ρεύματος είναι σχετικά σταθερή σε υψηλότερες θερμοκρασίες αλλά η τάση μειώνεται (μείωση κατά 0,0023 Volts περίπου για κάθε αύξηση ενός βαθμού Κελσίου). 39

40 Σχήμα 2.9 : Επίδραση της θερμοκρασίας στις καμπύλες I-V μιας τυπικής κυψέλης κρυσταλλικού πυριτίου Συμπερασματικά θα λέγαμε ότι η λειτουργία ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου και η ποσότητα της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργεια εξαρτώνται από τρεις μεταβλητούς παράγοντες όπως αναλύθηκε πιο πάνω: την ένταση της ακτινοβολίας, την αντίσταση του κυκλώματος και τη θερμοκρασία του στοιχείου. Προφανώς, στον σχεδιασμό και τη λειτουργία των φωτοβολταϊκών συστημάτων επιδιώκεται οι παράγοντες αυτοί να παίρνουν ευνοϊκές τιμές, ώστε να παράγεται η μεγαλύτερη δυνατή ηλεκτρική ισχύς, όσο επιτρέπει ο συντελεστής απόδοσης των στοιχείων. Ενώ για τον κάθε ένα από αυτούς τους παράγοντες, εδώ και χρόνια γίνονται σημαντικές έρευνες για τον προσδιορισμό των ευνοϊκών τιμών 40

41 2.3 ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΔΟΜΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Στη μέχρι τώρα ανάλυση έχει γίνει λόγος για φωτοβολταϊκά στοιχεία, τα οποία όμως αποδίδουν πολύ μικρές τιμές ισχύος για να είναι εκμεταλλεύσιμες στις περισσότερες πρακτικές εφαρμογές. Γι αυτό το λόγο συνήθως γίνεται σύνδεση πολλών φωτοβολταϊκών στοιχείων έτσι ώστε να αποτελέσουν ένα φωτοβολταϊκό πλαίσιο. Οι εξισώσεις και τα σχήματα που έχουν παρουσιαστεί μέχρι τώρα μπορούν να θεωρηθούν ότι αναφέρονται τόσο σε φωτοβολταϊκά στοιχεία όσο και σε φωτοβολταϊκά πλαίσια. Τα φωτοβλταϊκά πλαίσια μπορούν να θεωρηθούν ως βασικές μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας οι οποίες όμως συνδυαζόμενες αποδίδουν μεγαλύτερη τάση, ένταση ή και ισχύ ανάλογα με την εφαρμογή στην οποία πρόκειται να αξιοποιηθούν. Προκύπτει λοιπόν ανάγκη σύνδεσής τους κατά τρόπο που να ικανοποιεί τις ανάγκες της εκάστοτε εφαρμογής. Οι συνδέσεις που μπορούν να προκύψουν είναι η σύνδεση σε σειρά, η παράλληλη σύνδεση και η μικτή σύνδεση. Στη σύνδεση σε σειρά συνδέεται ο αρνητικός πόλος του ενός πλαισίου με τον θετικό του επόμενου κ.ο.κ. Θα πρέπει όμως τα φ/β πλάισια που θα συνδεθούν να έχουν το ίδιο ρεύμα βραχυκύκλωσης και το ίδιο ρεύμα μέγιστης ισχύος ενώ η τάση της συστοιχίας θα είναι ίση με το άθροισμα των τάσεων όλων των πλαισίων που έχουν συνδεθεί. Στην παράλληλη σύνδεση ενώνονται όλοι οι θετικοί πόλοι των πλαισίων και χωριστά όλοι οι αρνητικοί πόλοι. Κατά τον τρόπο αυτό προκύπτει ρεύμα από τη συστοιχία με ένταση ίση με το άθροισμα των εντάσεων όλων των πλαισίων που έχουν συνδεθεί. Θα πρέπει όμως η τάση ανοικτού κυκλώματος όλων των πλαισίων που έχουν συνδεθεί να είναι η ίδια. Με την σύνδεση σε σειρά και την παράλληλη σύνδεση επιτυγχάνεται αύξηση της τιμής τάσης ή της τιμής έντασης αντίστοιχα. Η μικτή σύνδεση επιτρέπει την ταυτόχρονη αύξηση της τιμής της τάσης και της έντασης έτσι ώστε να καλυφθούν οι απαιτήσεις της εφαρμογής. Στην ουσία, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.10, γίνεται 41

42 παράλληλη σύνδεση συστοιχιών που έχουν συνδεθεί σε σειρά έτσι ώστε να προκύψουν οι επιθυμητές τιμές τάσης και έντασης ρεύματος. Προφανώς μπορούν να προκύψουν μόνο πολλαπλάσια των χαρακτηριστικών τιμών του ενός φ/β πλαισίου ή των ομάδων των πλαισίων. Σε όλα τα είδη των συνδέσεων η συνολική ισχύς της συστοιχίας θα είναι ίση με το άθροισμα της ισχύος του κάθε φ/β πλαισίου χωριστά ενώ θα πρέπει τα φ/β πλαίσια να λειτουργούν κάτω από τις ίδιες συνθήκες έτσι ώστε να ικανοποιούνται οι περιορισμοί για τις παράλληλες και σε σειρά συνδέσεις. Σχήμα 2.10 Μικτή σύνδεση 12 όμοιων φ/β πλαισίων που αποδίδει τετραπλάσια τάση και τριπλάσια ένταση ρεύματος σε σχέση με το ένα φ/β. 42

43 Σχήμα 2.11 Τυπική διάταξη συστήματος μετατροπής ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Για τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική χρειάζονται και επί πλέον συσκευές, εκτός των φωτοβολταϊκών πλαισίων. Όλα μαζί αποτελούν ένα ενιαίο λειτουργικά σύστημα χαρακτηριστική διάταξη του οποίου φαίνεται στο Σχήμα Τα επιμέρους στοιχεία περιγράφονται παρακάτω: Διάταξη ΜΡΡ: Ηλεκτρονικό κύκλωμα που ρυθμίζει τα φωτοβολταϊκά ώστε να εργάζονται στο σημείο μέγιστης απόδοσης. Εμφανίζεται κυρίως σε μεγάλες εγκαταστάσεις. Μετατροπέας συνεχούς ρεύματος: Ηλεκτρονικό κύκλωμα που μετατρέπει τα χαρακτηριστικά της συνεχούς τάσης των φωτοβολταϊκών ώστε να εξασφαλίζεται η ομαλή λειτουργία του υπόλοιπου κυκλώματος. Διατηρεί επίσης σταθερή την τάση εξόδου τους. 43

44 Ρυθμιστής φόρτισης συσσωρευτών: Αυτοματισμός για την ομαλή φόρτισηεκφόρτιση των συσσωρευτών. Προστατεύει από υπερφόρτιση ή/και βαθιά εκφόρτισή τους. Διάταξη ανόρθωσης: μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα που προέρχεται από εξωτερική πηγή σε συνεχές, κατάλληλο για φόρτιση των συσσωρευτών. Ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος: Συνδυασμός κινητήρα diesel και ηλεκτρογεννήτριας προκειμένου να εξασφαλίζεται το απαιτούμενο ηλεκτρικό ρεύμα όταν για οποιοδήποτε λόγο διακοπεί η παροχή ρεύματος από το φωτοβολταϊκό κύκλωμα. Αντιστροφέας συνεχούς-εναλλασσόμενου ρεύματος: Ηλεκτρονική διάταξη που μετατρέπει τη συνεχή τάση των συσσωρευτών σε εναλλασσόμενη με κατάλληλα χαρακτηριστικά ώστε να λειτουργούν οι συσκευές εμπορίου αλλά και να μειώνει τις απώλειες που προκύπτουν από τη μεταφορά συνεχούς ρεύματος σε σχέση με τη μεταφορά εναλλασσόμενου. Επιλογέας κατανάλωσης: Φροντίζει για την ιεράρχηση των καταναλώσεων ώστε να παίρνουν προτεραιότητα οι κατάλληλες συσκευές και να θέτονται εκτός δικτύου οι υπόλοιπες όταν δεν επαρκεί το παραγόμενο ρεύμα. Πίνακας οργάνων και ελέγχου: Ηλεκτρικές ασφάλειες, διακόπτες, βολτόμετρα, αμπερόμετρα, μετρητές κατανάλωσης και όλα τα απαραίτητα όργανα μετρήσεων και ελέγχου που είναι απαραίτητα για την παρακολούθηση και σωστή λειτουργία του συστήματος. 44

45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο ΕΙΔΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ 3.1 ΤΥΠΟΙ ΗΛΙΑΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία είναι η βασική δομική μονάδα κάθε Φ/Β συστήματος. Ομάδες στοιχείων, συνδεδεμένα σε σειρά ή παράλληλα ώστε να δίνουν την επιθυμητή τάση εξόδου, διαμορφώνουν Φ/Β πλαίσια που επίσης μπορούν να συνδεθούν για να αποτελέσουν μία Φ/Β συστοιχία. Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία αποτελούνται από ημιαγώγιμα υλικά, σε τέτοια διάταξη ώστε τα ζεύγη ηλεκτρονίων και οπών, δηλαδή αρνητικών και θετικών φορτίων, που δημιουργούνται από την προσπίπτουσα σε αυτά ακτινοβολία, να κινούνται υπό την επήρεια ενός εγγενούς ηλεκτρικού πεδίου προς αντίθετες κατευθύνσεις δημιουργώντας ηλεκτρικό ρεύμα. Το ρεύμα αυτό στη συνέχεια συλλέγετε με ηλεκτρικές επαφές στις πάνω και κάτω επιφάνειες των στοιχείων, είτε για να οδηγηθεί σε κάποιο εξωτερικό κύκλωμα, τροφοδοτώντας φορτία, είτε για αποθήκευση σε συσσωρευτές. Η καταλληλότητα ενός ημιαγωγού για χρήση σε φωτοβολταϊκά στοιχεία εξαρτάται από το ενεργειακό κενό μεταξύ των περιοχών σθένους και αγωγιμότητας. Το εύρος του ενεργειακού κενού καθορίζει τη διαφορά δυναμικού (τάση) που θα δημιουργηθεί, ενώ όσο μικρότερο είναι το κενό τόσο περισσότερα είναι τα ζεύγη φορτίων που μπορούν να δημιουργηθούν και άρα η ένταση του παραγομένου ρεύματος. Το ζητούμενο είναι το γινόμενο αυτών των δύο μεγεθών (τάση και ρεύμα), δηλαδή η ισχύς, να είναι το μέγιστο δυνατό. Σε συνδυασμό με το ενεργειακό φάσμα της ηλιακής ακτινοβολίας, ο πιο κατάλληλος ημιαγωγός για παραγωγή ρεύματος από τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας είναι το γάλλιο-αρσενικό με θεωρητική δυνατότητα απόδοσης μέχρι 31% περίπου. Εντούτοις, το πιο κοινό υλικό που χρησιμοποιείται είναι το πυρίτιο, λόγω του χαμηλού του κόστους και της προχωρημένης τεχνολογίας που το συνοδεύει, η οποία οφείλεται στην ευρεία χρήση του στη βιομηχανία των ηλεκτρονικών. Η απόδοσή του μπορεί θεωρητικά να φτάσει κοντά στο 28% αλλά αυτή τη στιγμή δεν 45

46 έχει ξεπεραστεί το 25% σε εργαστηριακό επίπεδο. Η αδυναμία επίτευξης υψηλότερης απόδοσης οφείλεται σε απώλειες λόγω αντανάκλασης, σκίασης από τις ηλεκτρικές επαφές, ελλιπούς απορρόφησης της ακτινοβολίας από τον ημιαγωγό, απώλεια φορτίων πριν τη συλλογή τους και το θεμελιώδες θερμοδυναμικό όριο μετατροπής ενέργειας. Σε ερευνητικό επίπεδο γίνεται μία προσπάθεια μείωσης των απωλειών με διάφορες τεχνικές ενώ εξετάζονται και συνδυασμοί υλικών που έχουν θεωρητικά δυνατότητα απόδοσης πάνω από 50% ΗΛΙΑΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΥΡΙΤΙΟΥ Το υλικό που χρησιμοποιείται ευρύτατα στη βιομηχανία των Φ/Β κυψελίδων, είναι το Πυρίτιο (Si). Το πυρίτιο είναι ένας ημιαγωγός με έμμεσο ενεργειακό διάκενο 1,1 ev. Αν και οι δύο αυτές ιδιότητες (έμμεσο και σχετικά μικρή τιμή διακένου) δεν είναι ιδεώδεις για τη φωτοβολταϊκή μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας, το πυρίτιο είναι ο ημιαγωγός που κυριάρχησε από την αρχή αλλά μέχρι και σήμερα, σαν υλικό κατασκευής των ηλιακών στοιχείων. Η αιτία είναι ίσως ότι το πυρίτιο έχει ήδη πλούσιο παρελθόν 3-4 δεκαετιών σαν το κύριο υλικό των διατάξεων των ημιαγωγών της ηλεκτρονικής. Επομένως οι ιδιότητες του είναι καλά μελετημένες και το υλικό κυκλοφορεί στην αγορά σε αρκετά μεγάλες ποσότητες, με ικανοποιητική καθαρότητα και τελειότητα κρυσταλλικής δομής, με τη χρησιμοποίηση τεχνολογικών μεθόδων δοκιμασμένων με επιτυχία. Για να έχει το πυρίτιο, αλλά και κάθε άλλος κρυσταλλικός ημιαγωγός, ικανοποιητικές ιδιότητες για φωτοβολταϊκές και γενικότερα ηλεκτρονικές εφαρμογές (μεγάλη κινητικότητα, μεγάλο μήκος διάχυσης και μεγάλο χρόνο ζωής των φορέων-κυρίως των φορέων μειονότητας- πριν την επανασύνδεση τους) πρέπει να είναι πολύ μεγάλης καθαρότητας και το κρυσταλλικό τους πλέγμα να μην έχει αταξίες δομής. Η πρώτη φάση του καθαρισμού του πυριτίου γίνεται με την ανάτήξη και στη συνέχεια τη μετατροπή του <<μεταλλουργικού>> πυριτίου σε αέριο τριχλωροσιλάνιο ( 3 SiHCl ) που αποχωρίζεται από τις διάφορες προσμίξεις με κλασματική απόσταξη. Το <<μεταλλουργικό>> πυρίτιο έχει καθαρότητα περίπου 99,6% που είναι πολύ καλή για τις συνηθισμένες τεχνικές χρήσεις, αλλά εντελώς ανεπαρκής για ηλεκτρονικές εφαρμογές. Στη συνέχεια, το τριχλωροσιλάνιο ανάγεται με υδρογόνο και συμπυκνώνεται πυρίτιο ποιότητας <<ημιαγωγού>> ή <<ηλεκτρονικής>>, που τήκεται και να κρυσταλλώνεται με ακόμη μεγαλύτερη καθαρότητα (της τάξης του 99,99999%), σε κυλινδρική μονοκρυσταλλική μορφή, διαμέτρου περίπου 10 cm. Από τον κύλινδρο κόβονται δίσκοι, πάχους περίπου 0,5 mm, οι οποίοι λειαίνονται με επιμέλεια για την απομάκρυνση των ελαττωμάτων της κοπής και στη συνέχεια διαμορφώνονται σε διόδου p-n με διάχυση προσμίξεων. Το τελικό στάδιο είναι η συγκόλληση των ηλεκτροδίων στην εμπρός και πίσω όψη του δισκίου, η αλληλοσύνδεση των ετοίμων στοιχείων, η κάλυψη της εμπρός επιφάνειας τους με ένα αντιανακλαστικό επίστρωμα για τη μείωση της ανάκλασης του φωτός και η στεγανή συσκευασία σε πλαίσια. 46

47 Τα Φ/Β στοιχεία πυριτίου διακρίνονται ανάλογα με τη δομή του βασικού υλικού ή τον τρόπο παρασκευής. Οι διαφορετικοί τύποι είναι οι εξής:φωτοβολταϊκα στοιχεία μονοκρυσταλλικου πυριτίου (Single-crystal Silicon ή c-si), Φωτοβολταϊκα στοιχεία πολυκρυσταλλικού Πυριτίου (Mylticrystaline Silicon ή mc-si), Φωτοβολταϊκα στοιχεία άμορφου Πυριτίου (Amorphous ή Thin film Silicon ή a-si) ΗΛΙΑΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΙΟΥΧΟΥ ΚΑΔΜΙΟΥ (CdS) Το θειούχο κάδμιο (CdS) είναι ένας ημιαγωγός με άμεσο και σχετικά μεγάλο ενεργειακό διάκενο ( Eg = 2,45eV ), που έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε πολλές οπτοηλεκτρολογικές εφαρμογές, όπως για την κατασκευή φωτοκυττάρων, ενισχυτών φωτός, φωσφοριστών, ανιχνευτών ακτινοβολίας κ.λ.π. Το θειούχο κάδμιο συμπεριφέρεται συνήθως σαν ημιαγωγός τύπου n. Δηλαδή οι φορείς πλειονότητας είναι τα ελευθέρα ηλεκτρόνια, χωρίς να απαιτείται η προσθήκη ξένων ατόμων-δοτών. Παλαιότερα είχε θεωρηθεί ότι η λειτουργία των φωτοβολταϊκών στοιχείων από θειούχο κάδμιο, με εμπρός ηλεκτρόδιο από χαλκό, οφείλονταν αποκλειστικά στο θειούχο κάδμιο, για αυτό επικράτησε η ονομασία του ως στοιχεία θειούχου καδμίου. Σήμερα, είναι γνωστό ότι οφείλεται στην ετεροένωση μεταξύ του στρώματος του θειούχου καδμίου και ενός λεπτού στρώματος θειούχου χαλκού, που σχηματίζεται με την επίδραση του θειούχου καδμίου στον χαλκό, από τον οποίο όπως είπαμε είναι κατασκευασμένο το εμπρός ηλεκτρόδιο. Η σύσταση του στρώματος αυτού αποδίδεται συνήθως με τον χημικό τύπο Cu2 S, αλλά σωστότερο είναι να γράφεται CuΧ S, όπου το x κυμαίνεται από 1,96 μέχρι 1,99. Το CuΧ S είναι επίσης ημιαγωγός, με έμμεσο ενεργειακό διάκενο 1,2eV, και έχει χαρακτήρα τύπου p. Δηλαδή οι φορείς πλειονότητας είναι οι οπές, χωρίς την προσθήκη προσμίξεων. Το ενεργειακό διάκενο του CuΧ S είναι αρκετά ευνοϊκό για την απορρόφηση των φωτονίων της ηλιακής ακτινοβολίας. Έχει όμως πολύ μικρό μήκος διάχυσης των φορέων μειονότητας, περίπου 50 nm, και επομένως το πάχος του στρώματος του πρέπει να είναι αντίστοιχα μικρό π.χ. να μην ξεπερνά τα 150 nm (δηλαδή 0,15 μm). Εξάλλου, όπως αναφέρθηκε το ενεργειακό διάκενο του θειούχου καδμίου είναι σχετικά μεγάλο, και έτσι στο στρώμα του η απορρόφηση φωτονίων είναι μικρή. Το αποτέλεσμα είναι ότι η πυκνότητα παραγόμενου φωτορεύματος στα ηλιακά στοιχεία CuΧ S CdS δηλαδή τα Amperes του ρεύματος ανά μονάδα επιφανείας του στοιχείου, είναι μικρή, η μισή περίπου σε σύγκριση με τα ηλιακά στοιχεία πυριτίου. Οι παραγόμενες ποσότητες ηλιακών στοιχείων CuΧ S CdS είναι ακόμα μικρές, αλλά πιστεύεται ότι υπάρχουν σημαντικές μελλοντικές προοπτικές διότι μπορούν να κατασκευασθούν από σχετικά φτηνά υλικά και απλές μεθόδους. Τα ηλιακά στοιχεία CuΧ S CdS έχουν αρκετά 47

48 ικανοποιητική απόδοση, περίπου 10%, αλλά υπάρχουν κάποιες επιφυλάξεις για τη σταθερότητα τους, ιδίως στην επίδραση της εργασίας ΗΛΙΑΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΡΣΕΝΙΟΥΧΟΥ ΓΑΛΛΙΟΥ (GaAs) Το αρσενιούχο γάλλιο (GaAs) είναι ένας ημιαγωγός με ενεργειακό διάκενο 1,43 ev. Η τιμή αυτή είναι στη βέλτιστη περιοχή για τη φωτοβολταϊκή μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας, με θεωρητική απόδοση περίπου 25%. Επιπλέον, το ενεργειακό διάκενο είναι άμεσο. Επομένως το αρσενιούχο γάλλιο (GaAs) συνδυάζει καταρχήν ιδανικά τις προϋποθέσεις για να χρησιμοποιηθεί ως υλικό κατασκευής ηλιακών φωτοβολταϊκών στοιχείων. Η ερευνητική προσπάθεια που έχει αναπτυχθεί τελευταία είναι έντονη και πιστεύεται ότι σύντομα το αρσενιούχο γάλλιο θα βρει σημαντικές εφαρμογές, κυρίως στα ηλιακά στοιχεία συγκεντρωμένης ακτινοβολίας, αν και το κόστος του είναι μεγαλύτερο από το πυρίτιο, περίπου πενταπλάσιο. Στα συγκεντρωτικά όμως φωτοβολταϊκά συστήματα, η παραγωγή ηλεκτρικής ισχύος ανά μονάδα επιφανείας ηλιακού στοιχείου είναι αρκετά μεγάλη, αφού δέχονται αυξημένη πυκνότητα ακτινοβολίας, και επομένως δεν έχει πολύ μεγάλη σημασία το κόστος του ηλιακού στοιχείου. Το σχετικά μεγάλο ενεργειακό διάκενο του αρσενιούχου γαλλίου έχει σαν αποτέλεσμα την καλή του συμπεριφορά στις κάπως υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό είναι μια ιδιότητα με ιδιαίτερη επίσης σπουδαιότητα για τα συγκεντρωτικά συστήματα, όπου τα ηλιακά στοιχεία συχνά υπερθερμαίνονται από την ισχυρή ακτινοβολία που δέχονται. Συγκεκριμένα, η απόδοση των ηλιακών στοιχείων αρσενικούχου γαλλίου πέφτει στο μισό, σε σύγκριση με την απόδοση τους στη συνηθισμένη θερμοκρασία του περιβάλλοντος, όταν θερμανθούν στους 200 βαθμούς Κελσίου. Η αντίστοιχη μείωση στα ηλιακά στοιχεία πυριτίου (Si) παρατηρείται ήδη στους 120 βαθμούς Κελσίου, ενώ για τα περισσότερο ευαίσθητα στοιχεία του θειούχου καδμίου (CdS) στους 80 βαθμούς Κελσίου. Τις μεγαλύτερες αποδόσεις από τα ηλιακά στοιχεία αρσενικούχου γαλλίου, έχουν δώσει τα στοιχεία ετεροενώσεων με ημιαγώγιμα κράματα του συστήματος Ga1-Χ AlΧ As, όπου το x παίρνει τιμές από 0 μέχρι 1. Σε πειραματικά φωτοβολταϊκά στοιχεία της μορφής αυτής μετρήθηκαν αποδόσεις περίπου 24% που είναι πολύ κοντά στο θεωρητικό του μέγιστο (31%). 48

49 3.1.4 ΗΛΙΑΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΣΕΛΗΝΙΟΥΧΟΥ ΙΝΔΙΟΥΧΟΥ ΧΑΛΚΟΥ (CuInSe 2 ή CIS) Το ημιαγώγιμο υλικό του δισεληνιούχου ινδιούχου χαλκού είναι ένα ημιαγώγιμο υλικό, το οποίο μπορεί να είναι τύπου-n ή τύπου-p και έχει μια άμεση οπτική απορρόφηση με τον υψηλότερο συντελεστή απορρόφησης που έχει μετρηθεί μέχρι σήμερα. Τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του CIS εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τον λόγο χαλκού/ινδίου, ενώ ο καλός έλεγχος της στοιχειομετρίας του θεωρείται ουσιώδης για αποδοτικές διατάξεις. Είναι δυνατόν να κατασκευασθούν ομοεπαφές τύπου p-n των CIS αλλά αυτές δεν θα είναι ούτε σταθερές ούτε αποδοτικές και οι καλύτερες διατάξεις μέχρι σήμερα είναι ετεροενώσεις με θειούχο κάδμιο (CdS). Το CdS μπορεί να αναπτυχθεί μόνο ως υλικό τύπου-n για αυτό και το CIS πρέπει να είναι τύπου-p. Το CIS έχει ενεργειακό διάκενο 1eV και παράγεται ως κιονοειδής πολυκρυσταλλική μεμβράνη, ενώ το CdS έχει ενεργειακό διάκενο 2.4eV και έτσι αυτό κα απορροφά έντονα όλη την προσπίπτουσα ακτινοβολία από το πράσινο μέχρι το μπλε άκρο φάσματος. Οι βέλτιστες διατάξεις χρησιμοποιούν ένα πολύ λεπτό στρώμα (0.03μm) του CdS με στρώμα παραθύρου ενός υλικού με μεγάλο ενεργειακό διάκενο και υψηλή αγωγιμότητα. Το οξείδιο του ψευδαργύρου έχει βρεθεί ότι είναι ένα κατάλληλο υλικό για το στρώμα του παραθύρου. Έτσι η δομή του ηλιακού στοιχείου CIS είναι αυτή που παρουσιάζεται στο σχήμα

50 Σχήμα 3.1 Δομή του Ηλιακού στοιχείου CIS Μια σημαντική προσπάθεια έχει αφιερωθεί στην άνοδο της τεχνολογίας CIS κυρίως από τη SIEMENS. Έχουν φτιαχτεί στοιχεία CIS του εμπορίου, η απόδοση των οποίων πλησιάζει το 10%. Πλεονεκτούν σε σχέση με τα στοιχεία άμορφου πυριτίου, καθώς δεν εμφανίζουν βαθμιαία πτώση της απόδοσης για μια περίοδο μερικών ετών. Επίσης όπως έχει αναφερθεί και παραπάνω προσφέρουν μεγάλη οικονομία σε ημιαγώγιμα υλικά. Από την άλλη όμως το CIS είναι ένα πολύπλοκο υλικό που δυσκολεύει την κατασκευή του. Τέλος πολύ σημαντική είναι η ασφάλεια του προσωπικού κατά τη διάρκεια της κατασκευής του, αφού η παραγωγή του περιλαμβάνει το σεληνιούχο υδρογόνο, ένα εξαιρετικά τοξικό αέριο ΗΛΙΑΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΕΛΛΟΥΡΙΟΥΧΟΥ ΚΑΔΜΙΟΥ (CdTe) Το τελλουριούχο κάδμιο είναι ένα ημιαγώγιμο υλικό που αποτελείται από κάδμιο και τελλούριο, το οποίο έχει υψηλό επίπεδο απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας και το ενεργειακό του διάκενο είναι πολύ κοντά στο ιδανικό. Αρκεί ένας όγκος πάχους ενός μικρομέτρου για να απορροφηθεί το 90 % του ηλιακού φάσματος. Η δομή του ηλιακού στοιχείου είναι αυτή που παρουσιάζεται στο σχήμα 3.2. Υπάρχουν μερικές χαμηλού κόστους τεχνικές, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απόθεση του CdTe και όλες αυτές, μπορούν, αφού υποστούν μια επεξεργασία μετά την απόθεση, να παράγουν υλικό υψηλής ποιότητας και αποδοτικά ηλιακά στοιχεία. Η διαδικασία πλεγματικής εκτύπωσης των στοιχείων CdTe προσφέρει μια τεχνολογία με χαμηλό κόστος παραγωγής, αλλά από την άλλη και μια εντελώς χαμηλού ρυθμού παραγωγή. Το βήμα που περιορίζει το ρυθμό παραγωγής είναι η θερμοκρασιακή επεξεργασία της μελάνης εκτύπωσης μετά την απόθεση, η οποία απαιτεί σχετικά υψηλές θερμοκρασίες (γύρων στους 500 o C) για περιόδους μίας ώρας ή και περισσότερο. Με αυτή την τεχνολογία έχουν παραχθεί βασικές μονάδες με απόδοση 6% και έχουν ελεγχθεί σε εξωτερικές συνθήκες. Η εμπορική τους όμως διαθεσιμότητα είναι περιορισμένη. 50

51 Σχήμα 3.2 Δομή του ηλιακού στοιχείου CdTe Μια ακόμα τεχνολογία είναι αυτή της ηλεκτροτυπίας. Η τεχνολογία αυτή είναι ιδιαίτερα ευνοϊκή για τα στοιχεία CdTe, λόγω της πολύ μικρής χρήσης του υλικού και του χαμηλού κόστους. Η BP Solar έχει παράγει βασικές μονάδες με αποδόσεις πάνω από 10% και στοιχεία με αποδόσεις γύρω στο 13%. Οι έλεγχοι σταθερότητας σε εξωτερικές συνθήκες έχουν επιτευχθεί με ικανοποιητική επιτυχία. Από την άλλη όμως όπως και στο CIS, το κάδμιο είναι ένα τοξικό υλικό και θα πρέπει να λαμβάνονται αυξημένα μέτρα προστασίας κατά την παραγωγή του. Το μερίδιο αγοράς όλων των παραπάνω υλικών κατασκευής φ/β στοιχείων για το έτος 2002 φαίνεται στο Σχήμα 3.3. Είναι ξεκάθαρο ότι το πυρίτιο ως ημιαγώγιμο υλικό κατέχει την συντριπτική πλειοψηφία της αγοράς φ/β στοιχείων και συγκεκριμένα την πρωτιά κατέχει το πολυκρυσταλλικό πυρίτιο που αποτελεί το 54% αυτής. 51

52 Σχήμα 3.3 Μερίδιο αγοράς των διαφόρων τεχνολογιών φ/β κυψελών για το ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΠΥΡΙΤΙΟΥ Οι κύριες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή φ/β στοιχείων είναι: Α) Τεχνολογία παραγωγής ημιαγώγιμων υλικών με κρυσταλλική δομή, την πλειοψηφία των οποίων αποτελεί το πυρίτιο. Β) Τεχνολογία λεπτών υμενίων (thin film), η οποία ονομάζεται έτσι επειδή το πάχος των στοιχείων είναι πολύ μικρό (μερικά μόνο μm). Γ) Άλλες τεχνολογίες που σκοπό έχουν να γίνει λιγότερο ενεργοβόρα η παραγωγή του καθαρού πυριτίου, περιορίζοντας τις απώλειες σε ακριβό καθαρό πυρίτιο (π.χ. μέθοδος EFG, edge defined film fed growth και μέθοδος String Process). Οι κρύσταλλοι και η μορφή λεπτού φιλμ διαφέρουν μεταξύ τους όσον αφορά την απόδοση απορρόφησης του φωτός,την απόδοση μετατροπής της μια μορφής ενέργειας στην άλλη, την τεχνολογία κατασκευής και το κόστος κατασκευής ΜΟΝΟΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟ ΠΥΡΙΤΙΟ Το μονοκρυσταλλικό πυρίτιο έχει μια ομοιόμορφη μοριακή δομή. Συγκρινόμενο με υλικά που δεν είναι σε μορφή κρυστάλλου, η υψηλή του ομοιομορφία έχει ως αποτέλεσμα τον υψηλότερο u946 βαθμό απόδοσης (δηλαδή την αναλογία της ηλεκτρικής ισχύος που παράγεται από το ηλιακό στοιχείο προς την διαθέσιμη από την ηλιακή ακτινοβολία ισχύ). Η απόδοση των μονοκρυσταλλικών στοιχείων του εμπορίου κυμαίνεται από 14-18%. Παραγωγική Διαδικασία Το διοξείδιο του πυριτίου κατά την διαδικασία εξευμενισμού του (αφαίρεση των προσμίξεων) θερμαίνεται στους 1800 o C παρουσία άνθρακα. Το μεταλλουργικό πυρίτιο που προκύπτει από αυτή την διαδικασία έχει μια καθαρότητα της τάξης του 98% και μπορεί μεν να χρησιμοποιηθεί στην μεταλλουργική βιομηχανία, είναι δε τελείως ακατάλληλο ως ημιαγωγός. Απαιτείται επομένως περαιτέρω επεξεργασία. Σε πρώτη φάση γίνεται ανάτηξη και στη συνέχεια αντίδραση με υδροχλώριο (HCl), μετατρέποντας το μεταλλουργικό πυρίτιο σε τριχλωροσιλάνιο (SiHCl3) που είναι ένα πτητικό υγρό. Εν συνεχεία αποχωρίζεται από διάφορες προσμίξεις μέσω κλασματικής απόσταξης (μέθοδος Siemens). Τέλος ανάγεται με υδρογόνο και συμπυκνώνεται. Πρέπει να τονιστεί ότι οι παραπάνω διαδικασίες είναι εξαιρετικά ενεργοβόρες και συντελούν στο υψηλό κόστος κατασκευής των φ/β στοιχείων. Το τελικό προϊόν είναι ένα υψηλής καθαρότητας πυρίτιο (με συγκέντρωση προσμίξεων μικρότερη από 1 άτομο ανά άτομα Si), που δεν έχει όμως την επιθυμητή δομή. 52

53 Σχήμα 3.4 Μέθοδος Czochranski Ακολουθεί η κρυσταλλική ανάπτυξη του πυριτίου συνήθως με την μέθοδο Czochranski, κατά την οποία αρχικά τήκεται αυτό μέσα σε ένα κυλινδρικό δοχείο και σε θερμοκρασία μεγαλύτερη των 1400 o C. Έπειτα ένα πολύ μικρό κομμάτι κρυσταλλικού πυριτίου τοποθετείται σε επαφή με την επιφάνεια του λιωμένου πυριτίου, ενώ το κυλινδρικό δοχείο βρίσκεται σε περιστροφική κίνηση. Το κομμάτι πυριτίου δρα σαν πυρήνας κρυστάλλωσης και έτσι το πυρίτιο επικάθεται σε αυτό με αποτέλεσμα να μεγαλώσει και να σχηματισθεί σταδιακά ένας νέος μεγάλος κρύσταλλος πυριτίου με την συνεχή ανύψωση από το λιωμένο πυρίτιο. Αποτέλεσμα της μεθόδου είναι το πυρίτιο να αποκτήσει μια κυλινδρική μορφή με διάμετρο περίπου 10cm και μήκους 1m. Εν συνεχεία ο κύλινδρος αυτός πρέπει να κοπεί σε πολύ λεπτούς δίσκους (κυλινδρικές πλάκες), πάχους που κυμαίνεται από 150μm μέχρι 500μm για τις 48 ηλιακές εφαρμογές. Η διαδικασία είναι εξαιρετικά δαπανηρή, καθώς το πυρίτιο είναι πολύ σκληρό υλικό και επιπλέον ένα ποσοστό χάνεται κατά την κοπή, που φτάνει μέχρι και το 50%. Μια μέθοδος κοπής που περιορίζει κάπως τις παραπάνω απώλειες φαίνεται στο Σχήμα 3.5 και στηρίζεται στη κοπή με πολύ λεπτή διαμαντένια ίνα. Οι δίσκοι έπειτα λειαίνονται για την απομάκρυνση των ελαττωμάτων της κοπής και διαμορφώνονται σε διόδους τύπου-p ή τύπου-n με επίταξη, διάχυση ή εμφύτευση προσμίξεων. Το τελικό στάδιο είναι η συγκόλληση των ηλεκτροδίων στην εμπρός και πίσω όψη του δίσκου, η αλληλοσυνδέσει των έτοιμων πια στοιχείων, η κάλυψη της εμπρός επιφανείας τους με ένα αντιανακλαστικό επίστρωμα για την μείωση της ανάκλασης του φωτός και η στεγανή συσκευασία σε πλαίσια. 53

54 Σχήμα 3.5 Κοπή με τη μέθοδο των πολλαπλών συρμάτων Σχήμα 3.6 Καταμερισμός του κόστους παραγωγής ενός φ/β στοιχείου ανά διαδικασία. Δεξιά αναλύεται το κόστος δημιουργίας δισκιδίων πυριτίου Το κόστος ανά παραγωγική διαδικασία παρουσιάζεται στο Σχήμα 3.6, όπου φαίνεται ότι μεγάλο μέρος αποτελεί η παραγωγή καθαρού πυριτίου σε κρυσταλλική δομή (μέθοδος Czochranski) και η κοπή του σε λεπτά δισκίδια (πλάκες). Συγκεντρωτικά η διαδικασία παραγωγής μονοκρυσταλλικού πυριτίου φαίνεται στο δομικό διάγραμμα του σχήματος

55 Σχήμα 3.7 Δομικό διάγραμμα της διαδικασίας παρασκευής ενός στοιχείου μονοκρυσταλλικού πυριτίου ΠΟΛΥΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟ ΠΥΡΙΤΙΟ Το πολυκρυςταλλικό πυρίτιο αποτελείται από περιοχές μονοκρυσταλλικού πυριτίου, αλλά δεν έχει την ομοιόμορφη κρυσταλλική δομή του μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Τα πολυκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά στοιχεία έχουν χαμηλότερο βαθμό απόδοσης από τα στοιχεία που αποτελούνται από μονοκρυςταλλικό πυρίτιο. Ο βαθμός απόδοσης για μια βαθμίδα εμπορίου κυμαίνεται μεταξύ 10 και 14 %. Παραγωγική Διαδικασία Η παραγωγή του πολυκρυσταλλικού πυριτίου διαφοροποιείται από την παραπάνω διαδικασία στο γεγονός ότι αντί της μεθόδου Czochranski για την επίτευξη «τέλειας» κρυσταλλικής δομής, το υψηλής καθαρότητας πυρίτιο, απλά τήκεται και τοποθετείται σε ένα δοχείο με τετραγωνική βάση, όπου και αφήνεται να στερεοποιηθεί (μέθοδος Bridgman) (Σχήμα 3.8). Εναλλακτικά χρησιμοποιείται η μέθοδος block casting, όπου το πυρίτιο τήκεται σε ένα δοχείο και έπειτα μεταφέρεται σε ένα δεύτερο όπου και στερεοποιείται (Σχήμα 3.9). Το στερεό πυρίτιο που δημιουργείται έχει πολυκρυσταλλική 55

56 δομή. Ακολουθεί η κοπή με τον τρόπου που αναφέρθηκε παραπάνω και η διαδικασία ολοκληρώνεται με τον ίδιο τρόπο με το μονοκρυςταλλικό πυρίτιο. Σχήμα 3.8 Μέθοδος Bridgman για την παραγωγή πολυκρυσταλλικού πυριτίου Σχήμα 3.9 Μέθοδος block casting Η διαδικασία παραγωγής πολυκρυσταλλικού πυριτίου είναι φθηνότερη από αυτή του μονοκρυσταλλικού. Επιπλέον οι τετραγωνικές πλάκες που προκύπτουν από την κοπή πλεονεκτούν στο γεγονός ότι μπορούν εύκολα να χρησιμοποιηθούν στην κατασκευή τετραγωνικών φ/β στοιχείων σε αντίθεση με τους δίσκους που είναι κυκλικοί. Αυτό έχει σαν συνέπεια τον μεγαλύτερο δείκτη κάλυψης του φ/β πλαισίου. Από την άλλη εμφανίζουν μικρότερη απόδοση, όπως έχει αναφερθεί και παραπάνω. 56

57 3.2.3 RIBBON ΠΥΡΙΤΙΟ Το πυρίτιο σε μορφή ταινίας μπορεί να παραχθεί με πολλές τεχνικές. Στόχος είναι η αποφυγή του κόστους που συνεπάγεται η διαδικασία κοπής, όπως περιγράφηκε παραπάνω, καθώς και η μείωση των απωλειών σε καθαρό πυρίτιο που συνεπάγεται. Από τις πολυάριθμες τεχνικές ουσιαστικά μόνο δύο κατέληξαν σε εμπορική χρησιμοποίηση. α. Edge defined Film Fed Growth Process (EFG) Κατά τη διαδικασία αυτή παράγεται το Ribbon πυρίτιο μέσα από το λιωμένο υλικό μέσω ενός καλουπιού, το σχήμα του οποίου καθορίζει και τη μορφή της ταινίας (Σχήμα 3.10). Τα παραγόμενα στοιχεία έχουν μικρότερη ποιότητα από τα μονοκρυσταλλικά και η επιφάνειά τους εμφανίζει ανωμαλίες. Παρόλα αυτά η απόδοση τους φτάνει μέχρι το 14,8% για στοιχεία που έχουν φτιαχτεί σε γραμμή παραγωγής και για εμπορικούς σκοπούς. Σχήμα 3.10 Edge defined Film Fed Growth Process (EFG), a) απλή διαμόρφωση σε δοχείο b) οκταγωνική διαμόρφωση β. String Ribbon Process (STR) Σε αυτή την τεχνική το πυρίτιο εξάγεται κατευθείαν από το δοχείο με το λιωμένο πυρίτιο χωρίς καλούπι. Η διαδικασία είναι σχετικά απλή, καθώς χρησιμοποιούνται δύο λωρίδες που διαπερνούν το δοχείο στη βάση του και κινούνται με σταθερή ταχύτητα ανοδικά (Σχήμα 3.11). Στην αρχή της διαδικασίας χρειάζεται ένας «πυρήνας», έτσι ώστε να γίνει η αρχή της ταινίας πυριτίου. Το πάχος της ταινίας 57

58 εξαρτάται κυρίως από την ταχύτητα με την οποία κινούνται οι δύο λωρίδες. Η απόδοση τους μπορεί να φτάσει μέχρι και το 14-15%. Σχήμα 3.11 String Ribbon Process (STR) ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟ ΠΥΡΙΤΙΟ ΛΕΠΤΟΥ ΦΙΛΜ (c-sitfc) Η τεχνολογία λεπτού φιλμ (thin film) έχει ως σκοπό την μείωση του κόστους, μέσω της μείωσης του απαιτούμενου υλικού για την παραγωγή των στοιχείων. Η εναπόθεση μπορεί να γίνει κατευθείαν σε γυαλί, κεραμικό η οποιοδήποτε άλλο κατάλληλο υπόστρωμα. Εκτός από το μειωμένο κόστος πλεονεκτούν και στην ευκολία με την οποία μπορεί να γίνει σύνδεση τους σε σειρά, φτιάχνοντας έτσι ολόκληρα πλαίσια κατά τη διαδικασία εναπόθεσης. Από την άλλη όμως η διαδικασία αυτή είναι απαιτητική καθώς μεγάλες περιοχές πρέπει να παραχθούν χωρίς ελαττώματα. Παρόλο που το c-sitfc έχει πάχος μερικών μόνο μm (5 μέχρι 50μm), έχει αποδειχθεί θεωρητικά, αλλά και στην πράξη ότι εμφανίζει αξιόλογη απόδοση. Το κλειδί στην τεχνολογία είναι ο έξυπνος οπτικός σχεδιασμός, με αποτέλεσμα το φως μέσω ανακλάσεων να διαγράφει τελικά διαδρομή 30 φορές ή και περισσότερο, μεγαλύτερη από το πάχος του φιλμ. Εκτός από το πλεονέκτημα της μειωμένης απαίτησης σε πυρίτιο, το c-sitfc δεν έχει ιδιαίτερες απαιτήσεις στο υλικό του υποστρώματος, το οποίο μπορεί να είναι χαμηλής ποιότητας πυρίτιο, γυαλί, κεραμικά η γραφίτης. Υπάρχει εκτεταμένη έρευνα όσον αφορά το c-sitfc που έχει αναδείξει την υψηλή απόδοση που μπορεί να πετύχει (μέχρι 21% κάτω από ιδανικές συνθήκες). 58

59 3.2.5 ΆΜΟΡΦΟ ΠΥΡΙΤΙΟ (a-si) Το άμορφο πυρίτιο χρησιμοποιείται για την παραγωγή φ/β στοιχείων σύμφωνα με την τεχνολογία λεπτού φιλμ. Ως υλικό εμφανίζει μεγάλη αταξία στη δομή του, παρά ταύτα βρίσκει εφαρμογή στη φ/β τεχνολογία με τη μορφή κράματος με υδρογόνο. Η προσθήκη υδρογόνου βελτιώνει τις ηλεκτρικές ιδιότητες του και περιέχεται σε 10-40% ατομική αναλογία. Διαφέρει ουσιαστικά από το μονοκρυσταλλικό πυρίτιο κακώς εμφανίζει ενεργειακό διάκενο με μεταβλητή τιμή που κυμαίνεται μεταξύ 1.12eV και 1.7eV περίπου. Το κύριο πλεονέκτημα του είναι ότι έχει υψηλό επίπεδο απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας και μάλιστα περίπου 40 φορές υψηλότερη από αυτή του μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Ως προς αυτή την ιδιότητα του το a-si συμπεριφέρεται σχεδόν σαν ημιαγωγός άμεσου ενεργειακού διακένου, για αυτό μια λεπτή επίστρωση είναι αρκετή για την κατασκευή φ/β στοιχείων. Επιπλέον το άμορφο πυρίτιο μπορεί να εναποτεθεί σε ποικίλα, χαμηλού κόστους υποστρώματα, συμπεριλαμβανομένου του χάλυβα, του γυαλιού και του πλαστικού. Η κατασκευαστική διαδικασία απαιτεί χαμηλότερες θερμοκρασίες και επομένως λιγότερη κατανάλωση ενέργειας. Έτσι το συνολικό κόστος του υλικού και του κόστους κατασκευής είναι χαμηλότερο ανά μονάδα επιφάνειας,συγκρινόμενο με τα στοιχεία κρυσταλλικού πυριτίου. Δυο είναι τα κυριότερα μειονεκτήματα του.ο χαμηλός βαθμός απόδοσης που κυμαίνεται μεταξύ 6 9 % για στοιχεία του εμπορίου και φτάνει το 13% για στοιχεία που έχουν φτιαχτεί στο εργαστήριο και η βαθμιαία μείωση του βαθμού απόδοσης. Μέσα σε μερικούς μήνες μπορεί η απόδοση να μειωθεί από 10% έως και 15 %. 59

60 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο ΟΙΚΙΑΚΟΣ ΤΟΜΕΑΣ ΚΑΙ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ 4.1 ΝΟΜΟΘΕΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Μέχρι το 2006 υπήρχε μια νομοθετική αδυναμία σε ό,τι αφορούσε τις ΑΠΕ γενικότερα, αλλά και τη διάδοση των φ/β ειδικότερα. Ο νόμος όμως 3468/2006 (ΦΕΚ 129/ ) που ψηφίστηκε τον Ιούνιο του 2006 άλλαξε το μέχρι τότε σκηνικό, με την παράγραφος δεκατέσσερα(14) να αναφέρεται στα φ/β. Με το νέο νόμο προβλέπεται φωτοβολταϊκό πρόγραμμα για την εισαγωγή των φ/β συστημάτων στην Ελλάδα, το όποιο θα έχει ισχύ μέχρι το τέλος του Η συνολική εγκατεστημένη ισχύς που προβλέπεται είναι τουλάχιστον 500MWp στο διασυνδεδεμένο δίκτυο και τουλάχιστον 200MWp για τα αυτόνομα συστήματα στις νησιωτικές περιοχές. Με το ΦΕΚ 8/ (Νόμος 3734/2009) ρυθμίζονται θέματα που αφορούν τους φ/β σταθμούς όπως η τιμολόγηση της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται. Ορίζεται στα 20 χρόνια η χρονική διάρκεια της σύμβασης πώλησης της ηλεκτρικής ενέργειας από το φ/β σταθμό και καθορίζεται επίσης η αναπροσαρμογή των τιμών για κάθε έτος. Δίνονται λεπτομέρειες τόσο για τις συμβάσεις πώλησης της ηλεκτρικής ενέργειας από τους φ/β σταθμούς όσο και για τις χορηγήσεις για εγκαταστάσεις άνω των 10MW. Τέλος καταρτίζεται ειδικό πρόγραμμα ανάπτυξης φ/β συστημάτων σε κτιριακές εγκαταστάσεις και ιδίως σε στέγες και προσόψεις κτιρίων, ενώ δίνεται περιγραφή για την αδειοδοτική διαδικασία. 60

61 Συνέχεια του προηγούμενο νόμου είναι το ΦΕΚ 1079/ στο όποιο αποφασίζεται: «Ειδικό Πρόγραμμα Ανάπτυξης Φωτοβολταϊκών Συστημάτων σε κτιριακές εγκαταστάσεις και ιδίως σε δώματα και στέγες κτιρίων». Σκοπός του νόμου αυτού είναι να οριστεί το πεδίο εφαρμογής των φ/β, οι προϋποθέσεις ένταξης στο πρόγραμμα, οι συμβάσεις για το φ/β σύστημα, ο τρόπος εγκατάστασης και λειτουργίας και σύνδεσης με το δίκτυο, η πολεοδομική και φορολογική αντιμετώπιση καθώς και άλλες διατάξεις. Η χρονική διάρκεια που ορίζεται για την σύμβαση πώλησης της ηλεκτρικής ενέργειας των φ/β σε δώματα και στέγες κάτω των 10 kw ορίζεται στα 25 χρόνια με έναρξη ισχύος την ημερομηνία ενεργοποίησης της σύνδεσης του φωτοβολταϊκου συστήματος. Επιπλέον, συμπληρωματική απόφαση αποτελεί και το ΦΕΚ 344/ κατα το οποίο ορίζονται οι όροι εγκατάστασης φωτοβολταϊκων συστημάτων μέχρι 10 kw στα δώματα και στις στέγες των κτιρίων. Τέλος στο άρθρο 5 του ΦΕΚ 85/ (Νόμος 3851/2010) γίνεται «Η ορθολογικοποίηση της τιμολόγησης ενέργειας που παράγεται από σταθμούς ΑΠΕ και Σ.Η.Θ.Υ.Α», στην οποία περιλαμβάνονται και τα φωτοβολταϊκά έως 10kWpeak στον οικιακό τομέα και στις μικρές επιχειρήσεις. Ενώ στο άρθρο 10 του ίδιου νόμου περιγράφεται η εφαρμογή ΑΠΕ στα κτίρια που ισχύει και στην περίπτωση των οικιακών φωτοβολταϊκών συστημάτων ΓΕΝΙΚΑ Στην Ευρώπη η μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας παρατηρείται στον οικιακό, εμπορικό και βιομηχανικό τομέα με ποσοστό περίπου 40% της συνολικής. Τα κτίρια παράγουν περισσότερο από το 30% των εκπομπών του διοξειδίου του άνθρακα στην Ε.Ε. και συνεπώς είναι μία σημαντική πηγή αερίων του θερμοκηπίου. Από την τελική κατανάλωση ενέργειας, το 57% οφείλεται στην κτιριακή θέρμανση και το 25% για τη θέρμανση νερού. Το πρόβλημα της διαχείρισης της ενέργειας στον τομέα της στέγασης βρίσκεται σήμερα στο επίκεντρο του παγκόσμιου ενδιαφέροντος. Η παροχή ενέργειας μέσω των φ/β συστημάτων έχει προταθεί ως μια λύση. Μέσω πολυάριθμων προγραμμάτων όπως: επιδοτήσεις για επενδύσεις, τιμολόγια τροφοδότησης, πράσινα πιστοποιητικά ενθαρρύνονται οι οικιακοί χρηστές να υιοθετήσουν φ/β. Την τελευταία δεκαετία η τεχνολογική πρόοδος που σημειώθηκε, οδήγησε σε σημαντική μείωση του κόστους των φ/β και ενίσχυσε τη χρήση τους. Στο παρελθόν η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών σε οικιακή στέγη ήταν προνόμιο ατόμων με οικολογικές ανησυχίες. Οι μονάδες αυτές δεν παρήγαγαν μόνο ενέργεια από καθαρά ανανεώσιμες πηγές, αλλά ήταν ταυτόχρονα και μια πολιτική δήλωση. Οι ηλιακοί συλλέκτες θεωρήθηκαν ενοχλητικοί, δεν ταίριαζαν αρμονικά με κάθε σχέδιο σπιτιού, και ο προβληματισμός για να παρθεί η απόφαση εγκατάστασης ήταν μεγάλος. Από τότε βέβαια έχουν γίνει τεράστια βήματα προς τα εμπρός. Σήμερα είναι δυνατή η ενσωμάτωση των φ/β σε οποιοδήποτε κτίριο και όλο και περισσότεροι αρχιτέκτονες και κατασκευαστές αρχίζουν να καταλαβαίνουν τόσο τη χρησιμότητα όσο και τις δυνατότητες που προσφέρουν τα φ/β συστήματα. 61

62 4.3. ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΕ ΚΑΤΟΙΚΙΑ Η ανάπτυξη των φ/β συστημάτων δίνει τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν και ως δομικά υλικά όπως π.χ. κεραμοσκεπές, υαλοστάσια σε προσόψεις, καλύπτοντας τις ανάγκες του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού. Στην αγορά σήμερα διατίθονται σε ποικιλία χρωμάτων, μεγεθών και σχημάτων, και ανάλογα με τις απαιτήσεις του σχεδιασμού υπάρχει και η δυνατότητα διαφορετικής διαπερατότητας του φωτός. Εικόνα 4.1: Τρόποι ενσωμάτωσης φωτοβολταϊκών σε κτίρια Σήμερα υπάρχουν ευνοϊκές προϋποθέσεις ώστε να εκμεταλλευτεί ο ιδιώτης τη φωτοβολταϊκή τεχνολογία για οικιακή χρήση. Πρόσφατα η πολιτεία έχει πάρει μέτρα που προβλέπουν απλούστερες διαδικασίες, καθώς επίσης οικονομικά και φορολογικά κίνητρα για την εγκατάσταση οικιακών φ/β συστημάτων. Υπάρχουν δύο τρόποι να χρησιμοποιηθούν τα φ/β σε μία κατοικία. Ο πρώτος είναι σε συνεργασία με το δίκτυο της ΔΕΗ και ο δεύτερος ανεξάρτητα από αυτό. Η πρώτη περίπτωση αφορά ένα διασυνδεδεμένο σύστημα, δηλαδή ένα σύστημα παραγωγής ηλεκτρισμού με φ/β σε συνδυασμό με το δίκτυο της ΔΕΗ. Εδώ ο πολίτης συνεχίζει και καταναλώνει κανονικά ρεύμα από τη ΔΕΗ, αλλά ταυτόχρονα πουλάει το ρεύμα που παράγούν τα φωτοβολταϊκά της κατοικίας του στη ΔΕΗ προς μεγαλύτερη τιμή, όπως αυτή ορίζεται από το νόμο. Υπάρχει συνεπώς ένας διπλός μετρητής για την καταμέτρηση της εισερχόμενης και της εξερχόμενης ενέργειας. 62

63 Στη δεύτερη περίπτωση το φ/β σύστημα είναι αυτόνομο, δηλαδή η φωτοβολταϊκή εγκατάσταση μπορεί να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες του κτιρίου, προσφέροντας ενεργειακή αυτονομία στο κτίριο ώστε να σταματήσει να καταναλώνει ρεύμα από το δίκτυο. Στην περίπτωση αυτή απαραίτητη προϋπόθεση είναι η εγκατάσταση ειδικού συσσωρευτή ενέργειας (μπαταρία). Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το αυτόνομο φ/β σύστημα είναι πιο ακριβό από το διασυνδεδεμένο. Ορισμένες φορές τα φ/β χρησιμοποιούνται ως συστήματα αδιάλειπτης παροχής-ups, δηλαδή για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας εφεδρείας. Σε αυτές τις περιπτώσεις το σύστημα είναι διασυνδεδεμένο με το δίκτυο, αλλά από την άλλη διαθέτει τόσο μπαταρίες όσο και όλα τα απαραίτητα ηλεκτρονικά για να είναι σε θέση να καλύψει τις ανάγκες σε περίπτωση διακοπής του ρεύματος. Τα περισσότερα κτίρια είναι κατάλληλα να δεχθούν φωτοβολταϊκά αρκεί να υπάρχουν κάποιες προϋποθέσεις. Θα πρέπει να υπάρχει επαρκής ελεύθερος και ασκίαστος χώρος. Eάν ο χώρος όπου θα τοποθετηθούν τα φ/β παραμένει σε όλη τη διάρκεια της ημέρας 100% ασκίαστος, τότε το σύστημα θα λειτουργεί με μεγαλύτερη απόδοση. Έχει παρατηρηθεί ότι τα φ/β συστήματα έχουν τη μέγιστη απόδοση όταν έχουν νότιο προσανατολισμό. Οι αποκλίσεις από το Νότο είναι επιτρεπτές εφόσον είναι μέχρι 45,αλλά και σε αυτές τις περιπτώσεις παρατηρείται μείωση της απόδοσης. Τέλος ιδιαίτερη προσοχή θα πρέπει να δίνεται στη σωστή κλίση του φ/β με το οριζόντιο επίπεδο. Συνηθίζεται να επιλέγεται η κλίση εκείνη που δίνει τα καλύτερα αποτελέσματα σε όλη τη διάρκεια του έτους, με βέλτιστη κλίση στον Ελλαδικό χώρο τις 30. Εικόνα 4.2: Τρόποι σύνδεσης των φωτοβολταϊκών συστημάτων με την κατοικία. 63

64 4.4. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΓΕΝΙΚΑ Το πρόγραμμα εγκατάστασης φ/β συστημάτων μέχρι 10KW σε δώματα και στέγες κτιρίων ισχύει στη χώρα μας από τον Ιουλίου του 2009 (ΦΕΚ 344/ ). Μέσω του προγράμματος ενθαρρύνεται η τοποθέτηση φ/β στον οικιακό-κτιριακό τομέα. Δίνονται κίνητρα με τη μορφή ενίσχυσης της παραγόμενης ηλιακής κιλοβατώρας, ώστε είτε ο οικιακός καταναλωτής είτε μια μικρή επιχείρηση να μπορούν να κάνουν απόσβεση του εγκατεστημένου συστήματος και να έχουν ένα λογικό κέρδος για τις υπηρεσίες (ενεργειακές και περιβαλλοντικές) που παρέχουν στο δίκτυο. Η ισχύς του προγράμματος είναι από έως Μέσω του προγράμματος παρέχεται ενίσχυση με τη μορφή επιδότησης της παραγόμενης kwp, με σκοπό τη γρήγορη απόσβεση της επένδυσης και την απόδοση επιπλέον εισοδήματος στον ιδιοκτήτη του ακινήτου. Η κίνηση αυτή αποβλέπει στη συμμετοχή ολοένα και μεγαλύτερου αριθμού ατόμων στο πρόγραμμα, προκειμένου να επιτευχθεί ο εθνικός στόχος συμμετοχής στις ΑΠΕ στην τελική κατανάλωση ενέργειας στο 20% το έτος ΠΡΟΫΠΟΘΕΣΕΙΣ ΚΑΙ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΓΕΝΙΚΑ Το πρόγραμμα μπορεί να εφαρμοστεί σε όλη την ελληνική επικράτεια, με διαφοροποίηση όμως στη μέγιστη ισχύ. Η ισχύς αυτή μπορεί να φτάσει τα 10kWp ανά εγκατάσταση σε περιοχές της ηπειρωτικής χώρας, τα διασυνδεδεμένα με το σύστημα νησιά και την Κρήτη. Στα υπόλοιπα μη διασυνδεδεμένα νησιά, η μέγιστή ισχύ των φ/β συστημάτων μπορεί να φτάσει τα 5kWp ανά εγκατάσταση. 64

65 Προκειμένου κάποιος να μπορέσει να ενταχθεί στο πρόγραμμα θα πρέπει αρχικά να έχει την κυριότητα του χώρου στον οποίο θα γίνει η φωτοβολταϊκή εγκατάσταση. Επίσης χρειάζεται να υπάρχει ενεργή σύνδεση κατανάλωσης ρεύματος (μετρητής ΔΕΗ) στο κτίριο όπου θα γίνει η εγκατάσταση και στο όνομα του ενδιαφερομένου. Όταν το ακίνητο χρησιμοποιείται για κατοικία, απαραίτητη θεωρείται η χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την κάλυψη των θερμικών αναγκών του ακίνητου σε ζεστό νερό, αυτό γίνεται με τη χρήση του ηλιακού θερμοσίφωνα. Το πρόγραμμα εφαρμόζεται σε ήδη υπάρχουσες κτιριακές εγκαταστάσεις και δεν αφορά κατασκευές που πρόκειται να υλοποιηθούν. Το κτίριο μπορεί να είναι είτε η μόνιμη κατοικία του ατόμου είτε η εξοχική του κατοικία, σε κάθε περίπτωση η σύνδεση αντιστοιχεί σε υφιστάμενο αριθμό παροχής της ιδιοκτησίας του κύρίου του φ/β συστήματος. Δίνεται επομένως η δυνατότητα σε κάθε ενδιαφερόμενο να εγκαταστήσει φ/β συστήματα σε όσα ακίνητα επιθυμεί, αρκεί να τηρούνται οι βασικές προϋποθέσεις εγκατάστασης ΧΩΡΟΙ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΟΙΚΙΑΚΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Η εγκατάσταση φ/β συστήματος σε κοινόχρηστο χώρο είναι δυνατή. Επιτρέπεται όμως η εγκατάσταση μόνο ενός φ/β συστήματος με αναγκαία προϋπόθεση τη σύμφωνη γνώμη όλων των συνιδιοκτητών του κτιρίου. Σε περίπτωση που η εγκατάσταση πρόκειται να γίνει σε πολυκατοικία (ταράτσα η κοινόχρηστο χώρο) θα πρέπει να τηρούνται οι παρακάτω όροι: i) θα πρέπει είτε όλοι οι ιδιοκτήτες να συμφωνήσουν εγγράφως, είτε τα φ/β να εγκατασταθούν εξ ονόματος όλων των ιδιοκτητών, ii) αν η ταράτσα είναι κοινόκτητη και οι κύριοι του χώρου θέλουν να την παραχωρήσουν σε κάποιον άλλον ιδιοκτήτη που δεν έχει δικαίωμα στην ταράτσα, μπορούν να το κάνουν και iii) αν το σύστημα μπει σε στέγαστρο βεράντας διαμερίσματος, μπορούν να μπουν περισσότερα συστήματα σε μία πολυκατοικία. Όπως ορίστηκε από το πρόγραμμα τα φ/β τοποθετούνται σε σταθερά και συγκεκριμένα σημεία του κτιρίου και όχι σε κινητά στοιχεία της οικοδομής όπως είναι για παράδειγμα οι πέργκολές και οι τέντες. Εφόσον τηρούνται οι όροι των Πολεοδομικών Κανονισμών τα σημεία αυτά είναι τα ακόλουθα: δώμα ή στέγη κτιρίου πρόσοψη κτιρίου σκίαστρα στέγαστρα βεραντών βοηθητικοί χώροι κτιρίου Για την εγκατάσταση οικιακών φ/β η μόνη αναγκαία άδεια είναι η έγκριση εκτέλεσης εργασιών μικρής κλίμακας, η οποία εκδίδεται από την Πολεοδομία της περιοχής. Ωστόσο υπάρχουν κάποιοι πολεοδομικοί όροι οι οποίοι θα πρέπει να τηρούνται και οι 65

66 οποίοι αφορούν την τοποθέτηση των φ/β στην απόληξη κλιμακοστασίου, φρεατίου ανελκυστήρα ή οποιασδήποτε άλλης κατασκευής. Επίσης αφορούν την τήρηση των απαραίτητων αποστάσεων από το στηθαίο σε περίπτωση εγκατάστασης σε δώμα και εάν πρόκειται για στέγη στην τήρηση της κλίσης και των ανάλογων αποστάσεων από το περίγραμμά της. Η ισχύς του κάθε φωτοβολταϊκού ποικίλει ανάλογα με τον τύπο, την μάρκα, το κόστος και την επιφάνεια του. Ο αριθμός των τετραγωνικών μέτρων που χρειάζεται να καλυφθούν με φωτοβολταϊκά πλαίσια εξαρτάται από τον χώρο εγκατάστασης (δώμα ή κεκλιμένη στέγη) και από την τεχνολογία φ/β που θα επιλέξει ο καταναλωτής. Αναφορικά δίνεται ότι για ένα δώμα θα χρειαστούν τετραγωνικά μέτρα(τ.μ.) για κάθε κιλοβάτ, ενώ για μια κεραμοσκεπή 7-10 τετραγωνικά μέτρα(τ.μ.). Το σύνηθες είναι η εταιρεία που αναλαμβάνει την προμήθεια του εξοπλισμού και την εγκατάσταση να υπολογίζει και το χώρο που απαιτείται να καλυφθεί. Τα κιλοβάτ που παράγονται από μία κατοικία βρίσκονται σε άμεση εξάρτηση από την χωρητικότητα της στέγης και από το ποσό των χρημάτων που είναι διαθέσιμο από τον ιδιοκτήτη. Σε κάθε περίπτωση πάντως δεν θα πρέπει να υπάρχει άγχος από τη στιγμή που η παραγόμενη ενέργεια πουλιέται στη δίκτυο, ενώ ο καταναλωτής συνεχίζει να αγοράζει ενέργεια από τη ΔΕΗ ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΕ ΟΡΟΦΕΣ ΚΑΙ ΣΤΕΓΕΣ ΚΤΙΡΙΩΝ Σύμφωνα με τον ΦΕΚ 344/ δεν επιτρέπεται η τοποθέτησή των Φ/Β στοιχείων πάνω από την απόληξη του κλιμακοστασίου, του φρεατίου ανελκυστήρα και οποιασδήποτε άλλης κατασκευής. Η διάταξη των Φ/Β στοιχείων δε θα πρέπει να δημιουργεί χώρο κύριας ή βοηθητικής χρήσης ή ημιυπαίθριο. Σε περίπτωση τοποθέτησης των Φ/Β στοιχείων σε στέγες θα πρέπει αυτή να γίνεται εντός του όγκου της στέγης, ακολουθώντας την κλίση τους και να απέχει 0,50 μ από το περίγραμμα αυτής ώστε να εξασφαλίζεται η αισθητική εικόνα του κτιρίου. Τα Φ/Β στοιχεία θα πρέπει να αποτελούν ενιαίο σύνολο με τις υπόλοιπες κατασκευές έτσι ώστε να μην προσβάλλεται η αισθητική του κτιρίου και του περιβάλλοντος. Τα Φ/Β στοιχεία που τοποθετούνται στο δώμα του κτιρίου θα πρέπει να οριοθετούνται περιμετρικά με στηθαίο συμπαγές μέγιστου ύψους 1,20 μ. για αισθητικούς λόγους και για την προστασία της εγκατάστασης. Η απόσταση από το στηθαίο του δώματος να είναι εσωτερικά αυτού 1,00 μ. λόγω ασφάλειας. Σε περίπτωση ορόφου σε υποχώρηση οι εγκαταστάσεις αυτές θα περιορίζονται στο περίγραμμα του ορόφου. Επίσης πριν τη κάθε εγκατάσταση καλό είναι να προηγηθεί στατική μελέτη για να ελέγχει η στατική επάρκεια της στέγης. Το μέσο βάρος των φ/β μαζί με τη βάση τους είναι κιλά ανά τετραγωνικό μέτρο. Θεωρείται ότι το βάρος αυτό δεν μπορεί να αποτελέσει πρόβλημα, ιδιαίτερα στα νεόδμητα κτίρια, αφού η στέγη σχεδιάζεται να αντέχει πολύ μεγαλύτερα βάρη. Σε οποιαδήποτε περίπτωση όμως, ένας στατικός έλεγχος είναι θεμιτό να προηγείται. Ένα άλλο πρόβλημα που είναι πιθανό να προκύψει είναι ο τραυματισμός της θερμομόνωσης ή της υγρομόνωσης της ταράτσας κατά τη διάρκεια των εργασιών για την στήριξη των βάσεων των φ/β. Συνήθως δεν προκύπτουν προβλήματα με τη 66

67 μόνωση της οροφής, αλλά ακόμα και εάν προκύψει κάποιο πάντα γίνονται εργασίες αποκατάστασης. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι δεν υπάρχει φόβος υπερθέρμανσης της ταράτσας ενός σπιτιού από την παρουσία των φωτοβολταϊκών. Η κύρια λειτουργία των φ/β πλαισίων είναι να αξιοποιήσουν την ακτινοβολία που πέφτει πάνω στην επιφάνεια τους. Για το λόγο αυτό άλλωστε η επιφάνεια τους είναι σκουρόχρωμη. Τα φ/β πλαίσια δεν γυαλίζουν και έτσι τα ενοχλητικά φαινόμενα αντανάκλασης είναι περιορισμένα. Αυτό οφείλεται στη κάλυψη τους από αντανακλαστική στρώση που στοχεύει στην παγίδευση της ακτινοβολίας. Ενδεικτικά αναφέρεται ότι τα φ/β γυαλίζουν λιγότερο από τα αυτοκίνητα σε μέρες ηλιοφάνειας. Η σκουρόχρωμη επιφάνεια έχει ως συνέπεια την αύξηση της θερμοκρασίας του φ/β πλαισίου σε σχέση με τον περιβάλλοντα αέρα. Ο κίνδυνος να αυξηθεί σημαντικά η θερμοκρασία του περιβάλλοντος ιδιαίτερα σε μία στέγη δεν υπάρχει, γιατί πρώτον η θερμοκρασία αυτή διαχέεται στο περιβάλλον και δεύτερον γιατί η μάζα του αέρα είναι πρακτικά άπειρη σε σχέση με τη μάζα των φ/β. Εξάλλου ανάμεσα στο φ/β πλαίσιο και την στέγη υπάρχει κενό που συμβάλει από τη μία στο να περνάει ο αέρας και να δροσίζει το φ/β και από την άλλη να αυξάνει την απόδοση του. Έχει παρατηρηθεί ιδιαίτερα την καλοκαιρινή περίοδο, ότι η θερμοκρασία του δώματος κάτω ακριβώς από τα φ/β πλαίσια είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του ακάλυπτου δώματος. Στην περίπτωση που τα φωτοβολταϊκά συνδυαστούν με πράσινη στέγη τα οφέλη είναι πολλαπλά. Από τη μία πλευρά η πράσινη στέγη «δροσίζει» το φ/β και αυξάνεται έτσι η απόδοση του και από την άλλη το φ/β εμποδίζει τη γρήγορη εξάτμιση του νερού με αποτέλεσμα τον περιορισμό της απαιτούμενης ποσότητας ύδατος. Από μετρήσεις που έγιναν διαπιστώθηκε ότι αυξάνεται η βιοποικιλότητα της στέγης στα σημεία που σκιάζονται από τα φωτοβολταϊκά πλαίσια ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΚΑΙ ΑΠΟΔΟΣΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Αρκετές είναι οι ασφαλιστικές εταιρείες που ακολουθώντας τις εξελίξεις προσφέρουν ασφαλιστικά πακέτα για τα οικιακά φωτοβολταϊκά συστήματα. Οι κίνδυνοι που καλύπτουν περιλαμβάνουν τις υλικές ζημιές και την αστική ευθύνη, ενώ στα ασφαλιστικά συμβόλαια καλύπτεται κάθε κίνδυνος συναρμολόγησης σε όλη τη διάρκεια των εργασιών εγκατάστασης του φ/β συστήματος σε υπαίθριους χώρους, ταράτσες κατοικιών, καταστημάτων και πάσης φύσεως επιχειρήσεων. Πιο συγκεκριμένα καλύπτουν κινδύνους βλάβης, ζημιάς ή καταστροφής των φ/β από φωτιά, φυσικά φαινόμενα, κακή συντήρηση ή ζημιές που προκλήθηκαν λόγω κακής 67

68 κατασκευής, ανθρώπινα λάθη, λανθασμένους χειρισμούς, κακόβουλη ενέργεια τρίτων κτλ. Όσο αφορά την απόδοση των φωτοβολταϊκών πλαισίων οι κατασκευαστές συνηθίζουν να δίνουν τις παρακάτω εγγυήσεις: εγγύηση δύο με πέντε χρόνια για το προϊόν εγγύηση δέκα με δώδεκα χρόνια για απόδοση πάνω από το 90% της ονομαστικής του ισχύος εγγύηση είκοσι με εικοσιπέντε χρόνια για απόδοση πάνω από το 80% της ονομαστικής του ισχύος ΈΣΟΔΑ ΗΛΙΑΚΗΣ ΣΤΕΓΗΣ Σύμφωνα με τις ισχύουσες διατάξεις η τιμή της παραγόμενης ενέργειας από τα φωτοβολταϊκά ορίζεται σε 0,55 /kwh για τις συμβάσεις συμψηφισμού που επισυνάπτονται τα έτη 2009, 2010 και 2011, ενώ η τιμή αυτή μειώνεται κατά 5% ετησίως για τις συμβάσεις συμψηφισμού που επισυνάπτονται το διάστημα μέχρι και Εδώ θα πρέπει να σημειωθεί ότι η τιμή αγοράς του ηλεκτρικού ρεύματος από τη ΔΕΗ είναι σήμερα 0,08 /kwh με 0,12 /kwh. Έχει υπολογιστεί ότι για την περίοδο των εικοσιπέντε(25) χρόνων τα έσοδα για μία εγκατάσταση 10kW, είναι πάνω από στην περίπτωση που ο ιδιοκτήτης έχει πάρει δάνειο από την τράπεζα και πάνω από σε περίπτωση που η εγκατάσταση γίνεται με κεφάλαια του ενδιαφερομένου. Η σύμβαση συμψηφισμού για το φ/β σύστημα συνάπτεται μεταξύ του κυρίου του φωτοβολταϊκού και της ΔΕΗ ή άλλου προμηθευτή που ηλεκτροδοτεί τις καταναλώσεις του κτιρίου όπου εγκαθίσταται το φωτοβολταϊκό σύστημα, για είκοσι πέντε (25) έτη, με έναρξη ισχύος την ημερομηνία ενεργοποίησης της σύνδεσης του φωτοβολταϊκού συστήματος ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΚΑΙ ΔΑΝΕΙΟΔΟΤΗΣΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Η μέγιστη απαιτούμενη επιφάνεια για να εγκαταστήσει ένας ιδιώτης ή μια μικρή επιχείρηση φωτοβολταϊκό σύστημα είναι περίπου 150τ.μ. Το μέσο κόστος κατασκευής και εγκατάστασης, διαμορφώνεται μεταξύ και ανά κιλοβατώρα. Κάνοντας τον λογιστικό συμψηφισμό με τον λογαριασμό του καταναλισκόμενου ηλεκτρικού ρεύματος προκύπτει ότι το καθαρό εισόδημα του ενδιαφερομένου μπορεί να φτάσει τα ανά έτος (για ένα φ/β σύστημα 10kW σε κτίριο της νότιας Ελλάδας) Πίνακας 4.1: Ενδεικτικά μεγέθη ενός φωτοβολταϊκού συστήματος σε κτιριακές εγκαταστάσεις. 68

69 Επιφάνεια σκεπής υπό κλίση (τ.μ.) Επιφάνεια δώματος (τ.μ.) Συνολική ισχύς Φωτοβολταϊκού συστήματος (kw) Ετήσια παραγόμενη ενέργεια (kwh) Ετήσια έσοδα ( ) Σήμερα οι περισσότερες τράπεζες έχοντας στόχο την ενίσχυση και την ανάπτυξη της επιχειρηματικότητας και δίνοντας έμφαση στην προστασία του περιβάλλοντος χρηματοδοτούνε μικρές επιχειρήσεις και ιδιώτες. Η χρηματοδότηση φτάνει έως και το 100% του επενδυτικού κεφαλαίου που χρειάζεται ο ιδιώτης προκειμένου να καλύψει το κόστος αγοράς και εγκατάστασης της φωτοβολταϊκών 10kW και συνεπώς ο ενδιαφερόμενος δεν χρειάζεται να διαθέτει ο ίδιος κεφάλαιο. Η περίοδος αποπληρωμής ανέρχεται έως και τα εικοσιπέντε(25) έτη, με τις περισσότερες φορές να δίνεται η δυνατότητα επιλογής σταθερού ή κυμαινόμενου επιτοκίου στον καταναλωτή από τις τράπεζες ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΣΥΝΔΕΣΗΣ ΚΑΙ ΦΟΡΟΛΟΓΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Η διαδικασία σύνδεσής του φ/β συστήματος με το δίκτυο της δημόσιας επιχείρησης ηλεκτρισμού είναι απλή. Ωστόσο για να πραγματοποιηθεί, η ΔΕΗ οφείλει να διενεργήσει αυτοψία στο ακίνητο μετά την ολοκλήρωση της εγκατάστασης προκειμένου να επιβεβαιώσει ότι έχουν εφαρμοστεί οι τεχνικές προδιαγραφές που έχει θέσει. Προκειμένου να ολοκληρωθεί η διαδικασία εγκατάστασης του φ/β συστήματος και να υπογραφτεί τόσο η σύμβαση σύνδεσης, όσο και η σύμβαση συμψηφισμού με τη ΔΕΗ, ο ιδιώτης χρειάζεται να προσκομίσει (ενδεικτικά): υπογεγραμμένη αίτηση για τη σύνδεση με τη ΔΕΗ (έντυπο ΔΕΗ) έγκριση εργασιών μικρής κλίμακας που χορηγείται κατόπιν αίτησης από την οικεία Πολεοδομία αντίγραφο πρόσφατου λογαριασμού ΔΕΗ τοπογραφικό διάγραμμα αντίγραφο τίτλου κυριότητας (συμβόλαιο ιδιοκτησίας ακινήτου) και πιστοποιητικό μεταγραφής του στο υποθηκοφυλακείο και 69

70 τεχνικά έγγραφα και σχέδια του εξοπλισμού της εγκατάστασης, τα όποια παρέχονται από την εταιρεία που θα αναλάβει το έργο Για τη σύνδεση του φ/β και την πώληση της ενέργειας, ο ενδιαφερόμενος θα πρέπει να απευθυνθεί στα τοπικά γραφεία της ΔΕΗ και να υπογράψει δύο αντίστοιχες συμβάσεις: i) τη σύμβαση σύνδεσης ΔΕΗ, για την τοποθέτηση του μετρητή και ii) τη σύμβαση συμψηφισμού ΔΕΗ, για την πώληση της ενέργειας Η μικρή ισχύς των φ/β συστημάτων εξασφαλίζει ότι η παραγόμενη ενέργεια αντιστοιχεί σε αυτήν που απαιτείται για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών του κυρίου του φ/β συστήματος. Κατά συνέπεια ο ιδιοκτήτης δεν έχει φορολογικές υποχρεώσεις και επιπτώσεις από τη διάθεση της ενέργειας που παράγει το φ/β του σύστημα στο δίκτυο. 70

71 71

72 72

73 73

74 74

75 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ο ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ 10Kw ΣΕ ΣΤΕΓΗ 5.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Για τις ανάγκες του συγκεκριμένου παραδείγματος χρησιμοποιήσαμε ένα κτίριο με ταράτσα διαστάσεων 9 m x 12 m (σχέδιο 5.1) το οποίο βρίσκεται στην περιοχή πλαγιάρι Θεσσαλονικής με συντεταγμένες 40 ο και 22 ο Το κτίριο έχει συνολικό ύψος 7 m και είναι ελεύθερο προς όλες τις πλευρές του, γεγονός που εξασφαλίζει την πλήρη έκθεση του στην ακτινοβολία του ηλίου και τη μη σκίαση του από αλλά κτίρια ή εμπόδια. Το καθαρό του εμβαδόν το οποίο προορίζεται για την εγκατάσταση των φωτοβολταϊκών πλαισίων αποτελείται από 70 m 2 καθώς έχουμε αφήσει περιμετρικά περιθώριο ενός μέτρου όπως ορίζει το ΦΕΚ 344/ Τα φωτοβολταϊκά πλαίσια όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχέδιο έχουν νοτιοδυτικό προσανατολισμό και κλίση 30 ο. Θα τοποθετηθούν σε 2 παράλληλες βάσεις των 2 σειρών οι οποίες θα έχουν μέγιστο ύψος 1.6 m και η απόσταση μεταξύ τους θα είναι 1.5 m. Το κάθε φωτοβολταϊκο πλαίσιο που θα χρησιμοποιήσουμε θα είναι 250 Wp και διαστάσεων 1.61 m x 0.86 m. Οπότε θα χρησιμοποιήσουμε 40 φωτοβολταϊκά πλαίσια συνολικής μέγιστης απόδοσης 10 kwp. Στον παρακάτω πίνακα φαίνονται τα υλικά που θα χρειαστούμε για ολόκληρη την εγκατάσταση μας, το κόστος των οποίων ανέρχεται συνολικά στα ΠΙΝΑΚΑΣ ΥΛΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Α/Α ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΙΔΟΥΣ ΤΕΜ 1 Φ/Β πλαίσια SANYO HIT-H250E Αντιστροφέας (inverter) της SOLAR ELECTRIC KOSTAL-PIKO Σύστημα στήριξης των φ/β πλαισίων MSP-AL της HILTI 1 4 Ηλεκτρολογικός πίνακας χαμηλής τάσης (AC/Χ.Τ.) 1 5 Καλώδια συνεχούς ρεύματος εξωτερικής χρήσεως 1 6 Σωλήνες και σπιράλ προστασίας καλωδίων 1 7 Σχάρες όδευσης καλωδίων 1 8 Καλώδια εναλλασσόμενου ρεύματος χαμηλής τάσεως 1 9 Ειδικοί σύνδεσμοι ταχείας σύνδεσης 1 10 Διατάξεις ασφάλειας και σωστής λειτουργίας 1 Πίνακας 5.1: Υλικά φωτοβολταϊκης εγκατάστασης 75

76 76

77 5.2 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΠΛΑΙΣΙΩΝ Στη συγκεκριμένη εργασία χρησιμοποιήσαμε τη νέα σειρά HIT HD της Sanyo με Φ/Β πλαίσια ονομαστικής ισχύος 250Wp με συντελεστή αποδοτικότητας της Φ/Β κυψέλης να φτάνει στο 20,8% και του πλαισίου στο 18%! Ο συνδυασμός τεσσάρων τεμαχίων μιας κυψέλης δημιουργούν ένα εξάγωνο όμοιο με εκείνο της κυψέλης των μελισσών ( Hony Camp Design ). Η καινοτομία αυτής της τεχνολογίας είναι ότι συνδυάζει άριστα την εκμετάλλευση του Wafer (φέτα πυριτίου) και την επιφάνεια του πάνελ. Τα νέα Φ/Β πλαίσια συνδυάζουν το βελτιωμένο βαθμό απόδοσης και τις εξαιρετικές ιδιότητες της σειράς HIT ως προς τις υψηλές θερμοκρασίες. Στα πλαίσια της σειράς HIT ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες της καλοκαιρινής περιόδου ο βαθμός απόδοσης παραμένει υψηλός. Τα πλαίσια παρουσιάζουν πιθανότητα περαιτέρου συνεισφοράς μείωσης εκπομπών CO 2 και προστασίας του περιβάλλοντος. Εγγυουνται 10 χρόνια απόδοσης τουλάχιστον του 90 % της ονομαστικής τους ισχύος και 80 % για τα 25 χρόνια. ΜΟΝΤΕΛΟ HIT-H250E01 Εικόνα 5.1: Φ/Β πλαίσια HIT-H250E01 Τα τεχνικά χαρακτηριστικά του πλαισίου είναι τα εξής : Τύπος Φ/Β στοιχείου Απόδοση Φ/Β κυψελίδας Απόδοση Φ/Β συστήματος Output / m2 HIT-H250E % 18.0% 180 W/m2 77

78 Εικονα 5.2: τεχνικά χαρακτηριστικά Φ/Β πλαισίων HIT-H250E01 78

79 5.3 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑ INVERTER Ο αντιστροφέας inverter που θα χρησιμοποιήσουμε θα είναι ο kostal piko 10.1 της SOLAR ELECTRIC. Εικόνα 5.3: αντιστροφέας INVERTER kostal piko 10.1 Τα τεχνικά χαρακτηριστικά του INVERTER είναι τα εξής : Τριφασική τροφοδοσία, Μετατροπή χωρίς μετασχηματιστή Δυνατότητα παράλληλης σύνδεσης δύο ανεξάρτητων MPP-Tracker για αυξημένο ρεύμα εισόδου Τρεις ανεξάρτητοι MPP-Tracker Ενσωματωμένη επαφή ελέγχου της ιδιοκατανάλωσης Ενσωματωμένος ηλεκτρονικός αποζεύκτης DC Ενσωματωμένος data logger και web server για την εποπτεία του συστήματος Πολλαπλές ενσωματωμένες θύρες επικοινωνίας, ως βασικός εξοπλισμός: Ethernet, RS485, S0, 4x αναλογικές είσοδοι Οθόνη γραφικών με 3 πλήκτρα ελέγχου 79

80 Εικόνα 5.4: τεχνικά χαρακτηριστικά του INVERTER kostal piko

81 5.4 ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΤΗΡΙΞΗΣ Φ/Β ΠΛΑΙΣΙΩΝ Με διάρκεια ζωής 25 και πλέον ετών, οι εγκαταστάσεις απαιτούν τη χρήση των καλύτερων δυνατών υλικών και ποιοτικών πλαισίων στήριξης από αλουμίνιο. Οι ιδιότητες αυτές του νέου συστήματος εγκατάστασης εξασφαλίζουν επίσης τη διαχρονική ανθεκτικότητα του συστήματος στις αντίξοες θερμοκρασίες και τη διάβρωση και την αποτροπή κατασκευαστικής κόπωσης. Ένα από αυτά είναι το αυτόνομο σύστημα στήριξης MSP-AL της HILTI Τέσσερις Τρόποι Θεμελίωσης: α. Με μπετό β. Με πάσσαλο γ. Με αγκυρόβιδα δ. Με μπετό και εκτονούμενα αγκύρια Εικόνα 5.5: Τρόπος θεμελίωσης με μπετό Εικόνα 5.6: Κανάλι στήριξης πανέλου Εικόνα 5.7: Ακραίο εξάρτημα σύσφιξης Εικόνα 5.8: Μεσαίο εξάρτημα σύσφιξης 81

82 5.5 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Για τον υπολογισμό της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας των φωτοβολταϊκών πλαισίων χρησιμοποιήσαμε το πρόγραμμα υπολογισμού PVGIS στο οποίο καταχωρούμε όπως φαίνεται παρακάτω, τη συνολική εγκατεστημένη ισχύ του συστήματος, την κλίση των πλαισίων και τον προσανατολισμό τους καθώς επίσης και τις συντεταγμένες του κτιρίου. Εικόνα 5.9: πρόγραμμα υπολογισμού PVGIS Location: 40 28'16" North, 22 57'27" East, Elevation: 140 m a.s.l, Nearest city: Thessaloniki, Greece (20 km away) Nominal power of the PV system: 10.0 kw (crystalline silicon) Inclination of modules: 30.0 Orientation (azimuth) of modules: 45.0 Estimated losses due to temperature: 8.9% (using local ambient temperature data) Estimated loss due to angular reflectance effects: 2.8% Other losses (cables, inverter etc.): 14.0% Combined PV system losses: 25.7% 82

83 Τα αποτελέσματα που πήραμε μετά τον παραπάνω υπολογισμό όπως φαίνονται στα παρακάτω διαγράμματα δείχνουν το κατ 'εκτίμηση ποσό της ηλεκτρικής ενέργειας που μπορούμε να περιμένουμε κάθε μήνα από ένα φωτοβολταϊκό σύστημα με τις ιδιότητες που δώσαμε. Δείχνει επίσης την αναμενόμενη μέση ημερήσια, μηνιαία και ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Εικόνα 5.10: Το κατ 'εκτίμηση ποσό της ηλεκτρικής ενέργειας ανά μήνα Εικόνα 5.11: Ηλιακή τροχιά για γεωγραφικό πλάτος 40 ο

84 Εικόνα 5.12: Αναμενόμενη μέση ημερήσια, μηνιαία και ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του προγράμματος και το ΦΕΚ 85/ , τα οικονομικά οφέλη της όλης εγκατάστασης τα οποία προκύπτουν για κάθε μήνα υπογράφοντας ένα συμβόλαιο κατά το 2012 είναι τα εξής: ΜΗΝΕΣ ΑΠΟΔΟΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΕ kwh ΤΙΜΗ / kwh ΚΕΡΔΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΕ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 530 0, ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 609 0, ΜΑΡΤΙΟΣ 886 0, ΑΠΡΙΛΙΟΣ , ΜΑΙΟΣ , ΙΟΥΝΙΟΣ , ΙΟΥΛΙΟΣ , ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ , ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ , ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 924 0, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 597 0, ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 377 0, ΣΥΝΟΛΟ , Πίνακας 5.2: Οικονομικά οφέλη εγκατάστασης Όπως βλέπουμε και στο παραπάνω πίνακα το μεγαλύτερο κέρδος επέρχεται κατά τους καλοκαιρινούς μήνες και το μικρότερο τους χειμερινούς όπως ήταν αναμενόμενο οπότε η απόσβεση της εγκατάστασης η οποία κόστισε αναμένεται να γίνει κατα τα πρώτα 6.5 χρόνια. Επομένως για τα υπόλοιπα χρόνια του συμβολαίου αναμένονται καθαρά κέρδη της τάξης των

85 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ο ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ 10Kw ΣΕ ΚΕΡΑΜΙΔΙΑ 6.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Για τις ανάγκες του συγκεκριμένου παραδείγματος χρησιμοποιήσαμε ένα κτίριο με σκεπή διαστάσεων 10 m x 10 m x 3.27 m (σχέδιο 6.1) το οποίο βρίσκεται στην περιοχή πλαγιάρι Θεσσαλονικής με συντεταγμένες 40 ο και 22 ο Το κτίριο έχει συνολικό ύψος 10 m και είναι ελεύθερο προς όλες τις πλευρές του, γεγονός που εξασφαλίζει την πλήρη έκθεση του στην ακτινοβολία του ηλίου και τη μη σκίαση του από αλλά κτίρια ή εμπόδια. Το καθαρό του εμβαδόν το οποίο προορίζεται για την εγκατάσταση των φωτοβολταϊκών πλαισίων αποτελείται από 99 m 2 καθώς έχουμε αφήσει περιμετρικά περιθώριο μισού μέτρου όπως ορίζει το ΦΕΚ 344/ Τα φωτοβολταϊκά πλαίσια όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχέδιο έχουν όλα κλίση 33 ο. Όσον αφορά στον προσανατολισμό τους έχουν τοποθετηθεί στις τρεις από τις τέσσερις πλευρές της στέγης με τα περισσότερα να κοιτάζουν νότια και τα υπόλοιπα ανατολικά και δυτικά. Συγκεκριμένα στη νότια πλευρά τοποθετήθηκαν 15 φ/β πλαίσια συνολικής ισχύος 3.75 kwp, στη ανατολική τοποθετήθηκαν 13 φ/β πλαίσια συνολικής ισχύος 3.25 kwp και στη δυτική 12 φ/β πλαίσια συνολικής ισχύος 3.00 kwp. Το κάθε φωτοβολταϊκο πλαίσιο που θα χρησιμοποιήσουμε θα είναι 250 Wp και διαστάσεων 1.61 m x 0.86 m. Οπότε θα χρησιμοποιήσουμε 40 φωτοβολταϊκά πλαίσια συνολικής μέγιστης απόδοσης 10 kwp. Στον παρακάτω πίνακα φαίνονται τα υλικά που θα χρειαστούμε για ολόκληρη την εγκατάσταση μας, το κόστος των οποίων ανέρχεται συνολικά στα ΠΙΝΑΚΑΣ ΥΛΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Α/Α ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΙΔΟΥΣ ΤΕΜ 1 Φ/Β πλαίσια SANYO HIT-H250E Αντιστροφέας (inverter) της SOLAR ELECTRIC KOSTAL-PIKO Σύστημα στήριξης των φ/β πλαισίων MSP-AL της HILTI 1 4 Ηλεκτρολογικός πίνακας χαμηλής τάσης (AC/Χ.Τ.) 1 5 Καλώδια συνεχούς ρεύματος εξωτερικής χρήσεως 1 6 Σωλήνες και σπιράλ προστασίας καλωδίων 1 7 Σχάρες όδευσης καλωδίων 1 8 Καλώδια εναλλασσόμενου ρεύματος χαμηλής τάσεως 1 9 Ειδικοί σύνδεσμοι ταχείας σύνδεσης 1 10 Διατάξεις ασφάλειας και σωστής λειτουργίας 1 Πίνακας 6.1: Υλικά φωτοβολταϊκης εγκατάστασης 85

86 86

87 6.2 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΠΛΑΙΣΙΩΝ Στη συγκεκριμένη εργασία χρησιμοποιήσαμε τη νέα σειρά HIT HD της Sanyo με Φ/Β πλαίσια ονομαστικής ισχύος 250Wp με συντελεστή αποδοτικότητας της Φ/Β κυψέλης να φτάνει στο 20,8% και του πλαισίου στο 18%! Ο συνδυασμός τεσσάρων τεμαχίων μιας κυψέλης δημιουργούν ένα εξάγωνο όμοιο με εκείνο της κυψέλης των μελισσών ( Hony Camp Design ). Η καινοτομία αυτής της τεχνολογίας είναι ότι συνδυάζει άριστα την εκμετάλλευση του Wafer (φέτα πυριτίου) και την επιφάνεια του πάνελ. Τα νέα Φ/Β πλαίσια συνδυάζουν το βελτιωμένο βαθμό απόδοσης και τις εξαιρετικές ιδιότητες της σειράς HIT ως προς τις υψηλές θερμοκρασίες. Στα πλαίσια της σειράς HIT ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες της καλοκαιρινής περιόδου ο βαθμός απόδοσης παραμένει υψηλός. Τα πλαίσια παρουσιάζουν πιθανότητα περαιτέρου συνεισφοράς μείωσης εκπομπών CO 2 και προστασίας του περιβάλλοντος. Εγγυουνται 10 χρόνια απόδοσης τουλάχιστον του 90 % της ονομαστικής τους ισχύος και 80 % για τα 25 χρόνια. ΜΟΝΤΕΛΟ HIT-H250E01 Εικόνα 6.1: Φ/Β πλαίσια HIT-H250E01 Τα τεχνικά χαρακτηριστικά του πλαισίου είναι τα εξής : Τύπος Φ/Β στοιχείου Απόδοση Φ/Β κυψελίδας Απόδοση Φ/Β συστήματος Output / m2 HIT-H250E % 18.0% 180 W/m2 87

88 Εικονα 6.2: τεχνικά χαρακτηριστικά Φ/Β πλαισίων HIT-H250E01 88

89 6.3 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑ INVERTER Ο αντιστροφέας inverter που θα χρησιμοποιήσουμε θα είναι ο kostal piko 10.1 της SOLAR ELECTRIC. Εικόνα 6.3: αντιστροφέας INVERTER kostal piko 10.1 Τα τεχνικά χαρακτηριστικά του INVERTER είναι τα εξής : Τριφασική τροφοδοσία, Μετατροπή χωρίς μετασχηματιστή Δυνατότητα παράλληλης σύνδεσης δύο ανεξάρτητων MPP-Tracker για αυξημένο ρεύμα εισόδου Τρεις ανεξάρτητοι MPP-Tracker Ενσωματωμένη επαφή ελέγχου της ιδιοκατανάλωσης Ενσωματωμένος ηλεκτρονικός αποζεύκτης DC Ενσωματωμένος data logger και web server για την εποπτεία του συστήματος Πολλαπλές ενσωματωμένες θύρες επικοινωνίας, ως βασικός εξοπλισμός: Ethernet, RS485, S0, 4x αναλογικές είσοδοι Οθόνη γραφικών με 3 πλήκτρα ελέγχου 89

90 Εικονα 6.4: τεχνικά χαρακτηριστικά του INVERTER kostal piko

91 6.4 ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΤΗΡΙΞΗΣ Φ/Β ΠΛΑΙΣΙΩΝ Με διάρκεια ζωής 25 και πλέον ετών, οι εγκαταστάσεις απαιτούν τη χρήση των καλύτερων δυνατών υλικών και ποιοτικών πλαισίων στήριξης από αλουμίνιο. Οι ιδιότητες αυτές του νέου συστήματος εγκατάστασης εξασφαλίζουν επίσης τη διαχρονική ανθεκτικότητα του συστήματος στις αντίξοες θερμοκρασίες και τη διάβρωση και την αποτροπή κατασκευαστικής κόπωσης. Ένα από αυτά είναι το αυτόνομο σύστημα στήριξης MSP-AL της HILTI Εικόνα 6.5: ΜSP-RH-MQ άγκιστρο στέγης Εικόνα 6.6: Ακραίο εξάρτημα σύσφιξης Εικόνα 6.7: Μεσαίο εξάρτημα σύσφιξης 91

92 6.5 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Για τον υπολογισμό της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας των φωτοβολταϊκών πλαισίων χρησιμοποιήσαμε το πρόγραμμα υπολογισμού PVGIS στο οποίο καταχωρούμε όπως φαίνεται παρακάτω, τη συνολική εγκατεστημένη ισχύ του συστήματος, την κλίση των πλαισίων και τον προσανατολισμό τους καθώς επίσης και τις συντεταγμένες του κτιρίου. Εικόνα 6.8: πρόγραμμα υπολογισμού PVGIS ΝΟΤΙΟΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ Location: 40 28'16" North, 22 57'27" East, Elevation: 140 m a.s.l, Nearest city: Thessaloniki, Greece (20 km away) Nominal power of the PV system: 3.8 kw (crystalline silicon) Inclination of modules: 33.0 Orientation (azimuth) of modules: 0.0 Estimated losses due to temperature: 8.7% (using local ambient temperature data) Estimated loss due to angular reflectance effects: 2.7% Other losses (cables, inverter etc.): 14.0% Combined PV system losses: 25.4% 92

93 Τα αποτελέσματα που πήραμε μετά τον παραπάνω υπολογισμό όπως φαίνονται στα παρακάτω διαγράμματα δείχνουν το κατ 'εκτίμηση ποσό της ηλεκτρικής ενέργειας που μπορούμε να περιμένουμε κάθε μήνα από ένα φωτοβολταϊκό σύστημα με τις ιδιότητες που δώσαμε. Δείχνει επίσης την αναμενόμενη μέση ημερήσια, μηνιαία και ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Εικόνα 6.9: Το κατ 'εκτίμηση ποσό της ηλεκτρικής ενέργειας ανά μήνα Εικόνα 6.10: Ηλιακή τροχιά για γεωγραφικό πλάτος 40 ο

94 Εικόνα 6.11: Αναμενόμενη μέση ημερήσια, μηνιαία και ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του προγράμματος και το ΦΕΚ 85/ , τα οικονομικά οφέλη τον φ/β πλαισίων με νότιο προσανατολισμό ισχύος 3,75 kw της εγκατάστασης τα οποία προκύπτουν για κάθε μήνα υπογράφοντας ένα συμβόλαιο κατά το 2012 είναι τα εξής: ΜΗΝΕΣ ΑΠΟΔΟΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΕ kwh ΤΙΜΗ / kwh ΚΕΡΔΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΕ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 229 0, ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 255 0, ΜΑΡΤΙΟΣ 356 0, ΑΠΡΙΛΙΟΣ 447 0, ΜΑΙΟΣ 487 0, ΙΟΥΝΙΟΣ 523 0, ΙΟΥΛΙΟΣ 537 0, ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 504 0, ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 434 0, ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 388 0, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 259 0, ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 162 0, ΣΥΝΟΛΟ , Πίνακας 6.2: Οικονομικά οφέλη εγκατάστασης 94

95 6.5.2.ΑΝΑΤΟΛΙΚΟΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ Location: 40 28'16" North, 22 57'27" East, Elevation: 140 m a.s.l, Nearest city: Thessaloniki, Greece (20 km away) Nominal power of the PV system: 3.2 kw (crystalline silicon) Inclination of modules: 33.0 Orientation (azimuth) of modules: Estimated losses due to temperature: 8.4% (using local ambient temperature data) Estimated loss due to angular reflectance effects: 3.4% Other losses (cables, inverter etc.): 14.0% Combined PV system losses: 25.8% Τα αποτελέσματα που πήραμε μετά τον παραπάνω υπολογισμό όπως φαίνονται στα παρακάτω διαγράμματα δείχνουν το κατ 'εκτίμηση ποσό της ηλεκτρικής ενέργειας που μπορούμε να περιμένουμε κάθε μήνα από ένα φωτοβολταϊκό σύστημα με τις ιδιότητες που δώσαμε. Δείχνει επίσης την αναμενόμενη μέση ημερήσια, μηνιαία και ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Εικόνα 6.12: Το κατ 'εκτίμηση ποσό της ηλεκτρικής ενέργειας ανά μήνα 95

96 Εικόνα 6.13: Αναμενόμενη μέση ημερήσια, μηνιαία και ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του προγράμματος και το ΦΕΚ 85/ , τα οικονομικά οφέλη τον φ/β πλαισίων με ανατολικό προσανατολισμό ισχύος 3,25 kw της εγκατάστασης τα οποία προκύπτουν για κάθε μήνα υπογράφοντας ένα συμβόλαιο κατά το 2012 είναι τα εξής: ΜΗΝΕΣ ΑΠΟΔΟΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΕ kwh ΤΙΜΗ / kwh ΚΕΡΔΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΕ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 124 0, ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 154 0, ΜΑΡΤΙΟΣ 243 0, ΑΠΡΙΛΙΟΣ 334 0, ΜΑΙΟΣ 395 0, ΙΟΥΝΙΟΣ 450 0, ΙΟΥΛΙΟΣ 445 0, ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 392 0, ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 301 0, ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 232 0, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 139 0, ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 89 0, ΣΥΝΟΛΟ , Πίνακας 6.3: Οικονομικά οφέλη εγκατάστασης 96

97 ΔΥΤΙΚΟΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ Location: 40 28'16" North, 22 57'27" East, Elevation: 140 m a.s.l, Nearest city: Thessaloniki, Greece (20 km away) Nominal power of the PV system: 3.0 kw (crystalline silicon) Inclination of modules: 33.0 Orientation (azimuth) of modules: 90.0 Estimated losses due to temperature: 9.0% (using local ambient temperature data) Estimated loss due to angular reflectance effects: 3.4% Other losses (cables, inverter etc.): 14.0% Combined PV system losses: 26.4% Τα αποτελέσματα που πήραμε μετά τον παραπάνω υπολογισμό όπως φαίνονται στα παρακάτω διαγράμματα δείχνουν το κατ 'εκτίμηση ποσό της ηλεκτρικής ενέργειας που μπορούμε να περιμένουμε κάθε μήνα από ένα φωτοβολταϊκό σύστημα με τις ιδιότητες που δώσαμε. Δείχνει επίσης την αναμενόμενη μέση ημερήσια, μηνιαία και ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Εικόνα 6.14: Το κατ 'εκτίμηση ποσό της ηλεκτρικής ενέργειας ανά μήνα 97

98 Εικόνα 6.15: Αναμενόμενη μέση ημερήσια, μηνιαία και ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του προγράμματος και το ΦΕΚ 85/ , τα οικονομικά οφέλη τον φ/β πλαισίων με δυτικό προσανατολισμό ισχύος 3 kw της εγκατάστασης τα οποία προκύπτουν για κάθε μήνα υπογράφοντας ένα συμβόλαιο κατά το 2012 είναι τα εξής: ΜΗΝΕΣ ΑΠΟΔΟΣΗ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΕ kwh ΤΙΜΗ / kwh ΚΕΡΔΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΣΕ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 114 0, ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 141 0, ΜΑΡΤΙΟΣ 223 0, ΑΠΡΙΛΙΟΣ 307 0, ΜΑΙΟΣ 363 0, ΙΟΥΝΙΟΣ 413 0, ΙΟΥΛΙΟΣ 407 0, ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 359 0, ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 275 0, ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 212 0, ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 128 0, ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 82 0, ΣΥΝΟΛΟ , Πίνακας 6.4: Οικονομικά οφέλη εγκατάστασης 98

Solar Cells Hellas Group

Solar Cells Hellas Group Solar Cells Hellas Group Δρ. Αλέξανδρος Ζαχαρίου 3 η Εβδομάδα Ενέργειας, 9-2 Νοεμβρίου 2009 Περιεχόμενα Εισαγωγή Παγκόσμια Αγορά Φ/Β Ευρωπαϊκή Αγορά Φ/Β Δυναμική Ανάπτυξης Φ/Β στην Ελλάδα Παρουσίαση Ομίλου

Διαβάστε περισσότερα

Φωτοβολταϊκά συστήματα και σύστημα συμψηφισμού μετρήσεων (Net metering) στην Κύπρο

Φωτοβολταϊκά συστήματα και σύστημα συμψηφισμού μετρήσεων (Net metering) στην Κύπρο Ενεργειακό Γραφείο Κυπρίων Πολιτών Φωτοβολταϊκά συστήματα και σύστημα συμψηφισμού μετρήσεων (Net metering) στην Κύπρο Βασικότερα τμήματα ενός Φ/Β συστήματος Τα φωτοβολταϊκά (Φ/Β) συστήματα μετατρέπουν

Διαβάστε περισσότερα

Μελέτη κάλυψης ηλεκτρικών αναγκών νησιού με χρήση ΑΠΕ

Μελέτη κάλυψης ηλεκτρικών αναγκών νησιού με χρήση ΑΠΕ Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ Μελέτη κάλυψης ηλεκτρικών αναγκών νησιού με χρήση ΑΠΕ Σπουδαστές: ΤΣΟΛΑΚΗΣ ΧΡΗΣΤΟΣ ΧΡΥΣΟΒΙΤΣΙΩΤΗ ΣΟΦΙΑ Επιβλέπων καθηγητής: ΒΕΡΝΑΔΟΣ ΠΕΤΡΟΣ

Διαβάστε περισσότερα

Φωτοβολταϊκά Συστήματα

Φωτοβολταϊκά Συστήματα Φωτοβολταϊκά Συστήματα 2 ο Γενικό Λύκειο Ναυπάκτου Ερευνητική Εργασία(Project) 1 ου τετραμήνου Υπεύθυνοι Καθηγητές : Κριαράς Νικόλαος Ιωάννου Μαρία 26/01/2012 Φωτοβολταϊκά Συστήματα Ο όρος φωτοβολταϊκό

Διαβάστε περισσότερα

ΤΟΜΕΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

ΤΟΜΕΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΗΛΙΑΚΗ Η αγορά ενέργειας στην Ελλάδα βρίσκεται στο προσκήνιο ραγδαίων εξελίξεων προσελκύοντας επενδυτές από όλο τον κόσμο. Επένδυση στην Ηλιακή Ενέργεια Ένα Μέλλον Φωτεινό Η αγορά ενέργειας στην Ελλάδα

Διαβάστε περισσότερα

Σημερινή Κατάσταση και Προοπτικές της Ηλιακής Ενέργειας στην Ελλάδα. Ν. Α. ΚΥΡΙΑΚΗΣ Αναπληρωτής Καθηγητής ΑΠΘ Πρόεδρος ΙΗΤ

Σημερινή Κατάσταση και Προοπτικές της Ηλιακής Ενέργειας στην Ελλάδα. Ν. Α. ΚΥΡΙΑΚΗΣ Αναπληρωτής Καθηγητής ΑΠΘ Πρόεδρος ΙΗΤ Σημερινή Κατάσταση και Προοπτικές της Ηλιακής Ενέργειας στην Ελλάδα Ν. Α. ΚΥΡΙΑΚΗΣ Αναπληρωτής Καθηγητής ΑΠΘ Πρόεδρος ΙΗΤ Δυνατότητες Αξιοποίησης Ηλιακής Ενέργειας Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας (Φ/Β).

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΙ ΕΙΝΑΙ?

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΙ ΕΙΝΑΙ? ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΙ ΕΙΝΑΙ? Η ηλιακή ενέργεια που προσπίπτει στην επιφάνεια της γης είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία που παράγεται στον ήλιο. Φτάνει σχεδόν αµετάβλητη στο ανώτατο στρώµατηςατµόσφαιρας του

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΙΑΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ. 1. Ηλιακή ακτινοβολία

ΗΛΙΑΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ. 1. Ηλιακή ακτινοβολία ΗΛΙΑΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ 1. Ηλιακή ακτινοβολία Ο ήλιος ενεργεί σχεδόν, ως μια τέλεια πηγή ακτινοβολίας σε μια θερμοκρασία κοντά στους 5.800 Κ Το ΑΜ=1,5 είναι το τυπικό ηλιακό φάσμα πάνω

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Με τον όρο Ηλιακή Ενέργεια χαρακτηρίζουμε το σύνολο των διαφόρων μορφών ενέργειας που προέρχονται από τον Ήλιο. Το φως και η θερμότητα που ακτινοβολούνται, απορροφούνται

Διαβάστε περισσότερα

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ Η ΝΕΑ ΜΟΡΦΗ ΑΕΙΦΟΡΟΥ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ Η ΝΕΑ ΜΟΡΦΗ ΑΕΙΦΟΡΟΥ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΣΧΟΛΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ: 1 ο ΕΠΑΛ ΑΜΠΕΛΟΚΗΠΩΝ ΕΙΔΙΚΗ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΤΑΞΗΣ ΒΜ 2 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ Η ΝΕΑ ΜΟΡΦΗ ΑΕΙΦΟΡΟΥ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΥΠΕΥΘΥΝΩΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΚΟΥΡΟΥΣ ΣΠΥΡΙΔΩΝ - ΜΠΙΛΜΠΙΛΗΣ ΜΟΣΧΟΣ Πράσινο Κέρδος

Διαβάστε περισσότερα

<< ΥΒΡΙΔΙΚΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΘΕΡΜΙΚΑ (ΦΒ/Θ) ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΝΕΡΟΥ>>

<< ΥΒΡΙΔΙΚΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΘΕΡΜΙΚΑ (ΦΒ/Θ) ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΝΕΡΟΥ>> > 1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η εργασία επεξεργάζεται και ασχολείται µε τα υβριδικά φωτοβολταϊκά θερµικά συστήµατα.αφού εξηγούνται οι λόγοι ανάπτυξης τους καθώς και

Διαβάστε περισσότερα

Διεθνής Εμπειρία από Εφαρμογές Φωτοβολταϊκών και Προτάσεις για την Ανάπτυξη των Εφαρμογών στην Ελλάδα

Διεθνής Εμπειρία από Εφαρμογές Φωτοβολταϊκών και Προτάσεις για την Ανάπτυξη των Εφαρμογών στην Ελλάδα Διεθνής Εμπειρία από Εφαρμογές Φωτοβολταϊκών και Προτάσεις για την Ανάπτυξη των Εφαρμογών στην Ελλάδα Χρήστος Πρωτογερόπουλος Δρ Μηχανολόγος Μηχανικός Παγκόσμια Αγορά Εγκατεστημένων Φ/Β Μέγεθος Αγοράς,

Διαβάστε περισσότερα

Φύλλο εργασίας Το φωτοβολταϊκό στοιχείο

Φύλλο εργασίας Το φωτοβολταϊκό στοιχείο Φύλλο εργασίας Το φωτοβολταϊκό στοιχείο Στοιχεία ομάδας: Ονοματεπώνυμο Α.Μ. Ημερομηνία: Τμήμα: Απαραίτητες Θεωρητικές Γνώσεις: Το φωτοβολταϊκό στοιχείο είναι μία διάταξη που μετατρέπει τη φωτεινή ενέργεια

Διαβάστε περισσότερα

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Εργασία στο μάθημα Οικολογία για μηχανικούς Παπαλού Ελευθερία Α.Μ. 7483 Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης Α εξάμηνο έτος 2009-2010 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Ηλιακή ενέργεια και φωτοβολταϊκά 2.

Διαβάστε περισσότερα

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΚΟΛΛΕΓΙΟ 6/12/2013 ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Κολιπέτρη Φανή Μαθητής Α3 Γυμνασίου, Ελληνικό Κολλέγιο Θεσσαλονίκης Επιβλέπων Καθηγητής: Κωνσταντίνος Παρασκευόπουλος Καθηγητής Πληροφορικής

Διαβάστε περισσότερα

Ενεργειακά συστήµατα-φωτοβολταϊκά & εξοικονόµηση ενέργειας

Ενεργειακά συστήµατα-φωτοβολταϊκά & εξοικονόµηση ενέργειας Επιστηµονικό Τριήµερο Α.Π.Ε από το Τ.Ε.Ε.Λάρισας.Λάρισας 29-30Νοεµβρίου,1 εκεµβρίου 2007 Ενεργειακά συστήµατα-φωτοβολταϊκά & εξοικονόµηση ενέργειας Θεόδωρος Καρυώτης Ενεργειακός Τεχνικός Copyright 2007

Διαβάστε περισσότερα

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ νέες κατασκευές αναδιαµόρφωση καινούριων κτιρίων ανακαίνιση και µετασκευή ιστορικών κτιρίων έργα "εκ του µηδενός" σε ιστορικά πλαίσια

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ νέες κατασκευές αναδιαµόρφωση καινούριων κτιρίων ανακαίνιση και µετασκευή ιστορικών κτιρίων έργα εκ του µηδενός σε ιστορικά πλαίσια ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ νέες κατασκευές αναδιαµόρφωση καινούριων κτιρίων ανακαίνιση και µετασκευή ιστορικών κτιρίων έργα "εκ του µηδενός" σε ιστορικά πλαίσια 2 Ο ηλιακός θερµοσίφωνας αποτελεί ένα ενεργητικό ηλιακό σύστηµα

Διαβάστε περισσότερα

ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΟΛΙΤΙΚΗ. ΑΞΟΝΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΧΑΤΖΗΜΠΟΥΣΙΟΥ ΕΛΕΝΗ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΟΥΣΚΟΥΒΕΛΗΣ ΗΛΙΑΣ

ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΟΛΙΤΙΚΗ. ΑΞΟΝΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΧΑΤΖΗΜΠΟΥΣΙΟΥ ΕΛΕΝΗ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΟΥΣΚΟΥΒΕΛΗΣ ΗΛΙΑΣ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΟΛΙΤΙΚΗ. ΑΞΟΝΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΧΑΤΖΗΜΠΟΥΣΙΟΥ ΕΛΕΝΗ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΟΥΣΚΟΥΒΕΛΗΣ ΗΛΙΑΣ Μέρος πρώτο: Η πορεία προς μία κοινή ενεργειακή πολιτική της Ευρωπαϊκής Ένωσης Ανάγκη για

Διαβάστε περισσότερα

Ήπιες Μορφές Ενέργειας

Ήπιες Μορφές Ενέργειας ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Ήπιες Μορφές Ενέργειας Ενότητα 8: Φωτοβολταϊκά Καββαδίας Κ.Α. Τμήμα Μηχανολογίας Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται

Διαβάστε περισσότερα

Η ΑΓΟΡΑ ΤΩΝ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Νέες τεχνολογίες, νέες προκλήσεις. Ηλιοθερµικά συστήµατα για θέρµανση νερού: µια δυναµική αγορά

Η ΑΓΟΡΑ ΤΩΝ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Νέες τεχνολογίες, νέες προκλήσεις. Ηλιοθερµικά συστήµατα για θέρµανση νερού: µια δυναµική αγορά Η ΑΓΟΡΑ ΤΩΝ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Νέες τεχνολογίες, νέες προκλήσεις Εδώ και µια εικοσαετία, οι Έλληνες καταναλωτές έχουν εξοικειωθεί µε τους ηλιακούς θερµοσίφωνες για την παραγωγή ζεστού νερού. Απόρροια

Διαβάστε περισσότερα

Γενικές Πληροφορίες για τα Φωτοβολταϊκά Συστήµατα

Γενικές Πληροφορίες για τα Φωτοβολταϊκά Συστήµατα Γενικές Πληροφορίες για τα Φωτοβολταϊκά Συστήµατα Business Unit: CON No of Pages: 6 Authors: AR Use: External Info Date: 01/03/2007 Τηλ.: 210 6545340, Fax: 210 6545342 email: info@abele.gr - www.abele.gr

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Πατρών Πολυτεχνική σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών Ακαδημαϊκό Έτος 2007-20082008 Μάθημα: Οικονομία Περιβάλλοντος για Οικονομολόγους Διδάσκων:Σκούρας Δημήτριος ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

Λύσεις Εξοικονόμησης Ενέργειας

Λύσεις Εξοικονόμησης Ενέργειας Λύσεις Εξοικονόμησης Ενέργειας Φωτοβολταϊκά Αστείρευτη ενέργεια από τον ήλιο! Η ηλιακή ενέργεια είναι μια αστείρευτη πηγή ενέργειας στη διάθεση μας.τα προηγούμενα χρόνια η τεχνολογία και το κόστος παραγωγής

Διαβάστε περισσότερα

Η αγορά φωτοβολταϊκών στην Ελλάδα

Η αγορά φωτοβολταϊκών στην Ελλάδα Η αγορά φωτοβολταϊκών στην Ελλάδα Πρακτικά προβλήματα επένδυσης και τρόποι αντιμετώπισης Γιώργος Ανεμοδουράς Πρόεδρος Συνδέσμου Εταιριών Φωτοβολταϊκών (ΣΕΦ) ΕΒΕΑ Αθήνα 18.4.2007 Από τη στασιμότητα στην

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου 2. ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Με τον όρο ακτινοβολία

Διαβάστε περισσότερα

WP 3: «Διοικητικά εργαλεία και ενισχύσεις σε τοπικό επίπεδο»

WP 3: «Διοικητικά εργαλεία και ενισχύσεις σε τοπικό επίπεδο» WP 3: «Διοικητικά εργαλεία και ενισχύσεις σε τοπικό επίπεδο» 1. Εθνικό πλαίσιο επενδύσεων σε Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Σκοπός του νέου νόμου για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (νόμος 3468/2006 ΑΠΕ)

Διαβάστε περισσότερα

Φωτοβολταϊκά συστήματα ιδιοκατανάλωσης, εφεδρείας και Εξοικονόμησης Ενέργειας

Φωτοβολταϊκά συστήματα ιδιοκατανάλωσης, εφεδρείας και Εξοικονόμησης Ενέργειας Φωτοβολταϊκά συστήματα ιδιοκατανάλωσης, εφεδρείας και Εξοικονόμησης Ενέργειας Λύσεις ΦωτοβολταΙκών συστημάτων εξοικονόμησης ενέργειας Απευθείας κατανάλωση Εφεδρική λειτουργία Αυτόνομο Σύστημα 10ΚWp, Αίγινα

Διαβάστε περισσότερα

Ήπιες µορφές ενέργειας

Ήπιες µορφές ενέργειας ΕΒ ΟΜΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ήπιες µορφές ενέργειας Α. Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής Επιλέξετε τη σωστή από τις παρακάτω προτάσεις, θέτοντάς την σε κύκλο. 1. ΥΣΑΡΕΣΤΗ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΣΥΝΕΠΕΙΑ ΤΗΣ ΧΡΗΣΗΣ ΤΩΝ ΟΡΥΚΤΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Project Τμήμα Α 3

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Project Τμήμα Α 3 Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας Project Τμήμα Α 3 Ενότητες εργασίας Η εργασία αναφέρετε στις ΑΠΕ και μη ανανεώσιμες πήγες ενέργειας. Στην 1ενότητα θα μιλήσουμε αναλυτικά τόσο για τις ΑΠΕ όσο και για τις μη

Διαβάστε περισσότερα

ΚΑΤΟΙΚΙΑ ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ. Από : Ηµ/νία : 07-01-2011

ΚΑΤΟΙΚΙΑ ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ. Από : Ηµ/νία : 07-01-2011 Από : Ηµ/νία : 07-01-2011 Προς : Αντικείµενο : Παράδειγµα (Demo) υπολογισµού αυτόνοµου και συνδεδεµένου Φ/Β συστήµατος εξοχικής κατοικίας Έργο : Εγκατάσταση Φ/Β συστήµατος στη Σάµο (Ελλάδα, Γεωγραφικό

Διαβάστε περισσότερα

ΝEODΟΜI CONSTRUCTION ENERGY REAL ESTATE

ΝEODΟΜI CONSTRUCTION ENERGY REAL ESTATE ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΟΥ ΠΑΡΚΟΥ ΓΙΑ ΚΑΛΥΨΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΕ ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ Π. Γκουλιάρας, Ηλεκτρολόγος μηχανικός Δ. Γκουλιάρας, Υδραυλικός Μηχανικός

Διαβάστε περισσότερα

2015 Η ενέργεια είναι δανεική απ τα παιδιά μας

2015 Η ενέργεια είναι δανεική απ τα παιδιά μας Εκπαιδευτικά θεματικά πακέτα (ΚΙΤ) για ευρωπαϊκά θέματα Τ4Ε 2015 Η ενέργεια είναι δανεική απ τα παιδιά μας Teachers4Europe Οδηγιεσ χρησησ Το αρχείο που χρησιμοποιείτε είναι μια διαδραστική ηλεκτρονική

Διαβάστε περισσότερα

Τα φωτοβολταϊκά συστήματα.το μέλλον.μια πράσινη Γη.Όλα αυτά συνδέονται στενά...

Τα φωτοβολταϊκά συστήματα.το μέλλον.μια πράσινη Γη.Όλα αυτά συνδέονται στενά... Τα φωτοβολταϊκά συστήματα.το μέλλον.μια πράσινη Γη.Όλα αυτά συνδέονται στενά... Ξεκινώντας την προσπάθειά μας να αναλύσουμε και να επεξηγήσουμε τις λειτουργείες,τα πλεονεκτήματα και γενικά να αναφερθούμε

Διαβάστε περισσότερα

Περιβαλλοντική Διάσταση των Τεχνολογιών ΑΠΕ

Περιβαλλοντική Διάσταση των Τεχνολογιών ΑΠΕ Περιβαλλοντική Διάσταση των Τεχνολογιών ΑΠΕ Ομιλητές: Ι. Νικολετάτος Σ. Τεντζεράκης, Ε. Τζέν ΚΑΠΕ ΑΠΕ και Περιβάλλον Είναι κοινά αποδεκτό ότι οι ΑΠΕ προκαλούν συγκριτικά τη μικρότερη δυνατή περιβαλλοντική

Διαβάστε περισσότερα

Η ανακλαστικότητα των φωτοβολταϊκών πλαισίων

Η ανακλαστικότητα των φωτοβολταϊκών πλαισίων Η ανακλαστικότητα των φωτοβολταϊκών πλαισίων Γ Έκδοση Ιανουάριος 2009 Το παρόν κείμενο αποτελεί αναδημοσίευση των βασικών σημείων από τη Μελέτη για την Αντανακλαστικότητα Φωτοβολταϊκών Πλαισίων Τεχνολογίας

Διαβάστε περισσότερα

Βιομηχανία Φωτοβολταϊκών στην Ελλάδα

Βιομηχανία Φωτοβολταϊκών στην Ελλάδα Βιομηχανία Φωτοβολταϊκών στην Ελλάδα κι ο Ρόλος τους στο Ενεργειακό Ισοζύγιο Δρ. Αλέξανδρος Ζαχαρίου Solar Cells Hellas Group Αθήνα, 12 Νοεμβρίου 2008 Εισαγωγή Οι ανάγκες σε ενέργεια συνεχώς αυξάνουν.

Διαβάστε περισσότερα

Οδηγός χρήσης. Φωτοβολταϊκό πάνελ. Συνδεσμολογία. Στήριξη των πάνελ

Οδηγός χρήσης. Φωτοβολταϊκό πάνελ. Συνδεσμολογία. Στήριξη των πάνελ Οδηγός χρήσης Φωτοβολταϊκό πάνελ Πρόκειται για πάνελ υψηλής απόδοσης ισχύος από 10Wp έως 230Wp (ανάλογα με το μοντέλο). Ένα τέτοιο πάνελ παράγει σε μια καλοκαιρινή μέρα, αντίστοιχα από 50 Watt/h (βατώρες)

Διαβάστε περισσότερα

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας Κέντρο Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης Καστρίου 2013 Ενέργεια & Περιβάλλον Το ενεργειακό πρόβλημα (Ι) Σε τι συνίσταται το ενεργειακό πρόβλημα; 1. Εξάντληση των συμβατικών ενεργειακών

Διαβάστε περισσότερα

ΑΥΤΟΝΟΜΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΑΥΤΟΝΟΜΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΝΟΜΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ HELIOS NATURA HELIOS OIKIA HELIOSRES ΟΔΥΣΣΕΑΣ ΔΙΑΜΑΝΤΗΣ ΚΑΙ ΣΙΑ Ε.Ε. Κολοκοτρώνη 9 & Γκίνη 6 15233 ΧΑΛΑΝΔΡΙ Tel. (+30) 210 6893966 Fax. (+30) 210 6893964 E-Mail : info@heliosres.gr

Διαβάστε περισσότερα

Τα φωτοβολταϊκά είναι από τους πιο ανερχόμενους κλάδους της πράσινης οικονομίας

Τα φωτοβολταϊκά είναι από τους πιο ανερχόμενους κλάδους της πράσινης οικονομίας ΚΥΡΙΑΚΟΣ ΜΗΤΣΟΤΑΚΗΣ ΒΟΥΛΕΥΤΗΣ Β ΑΘΗΝΑΣ Τα φωτοβολταϊκά είναι από τους πιο ανερχόμενους κλάδους της πράσινης οικονομίας Ομιλία στο συνέδριο του Ευρωπαϊκού Συνδέσμου Εταιρειών Φωτοβολταϊκών Όλα δείχνουν

Διαβάστε περισσότερα

Πράσινο & Κοινωνικό Επιχειρείν

Πράσινο & Κοινωνικό Επιχειρείν Πράσινο & Κοινωνικό Επιχειρείν 1 Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) Eίναι οι ενεργειακές πηγές (ο ήλιος, ο άνεμος, η βιομάζα, κλπ.), οι οποίες υπάρχουν σε αφθονία στο φυσικό μας περιβάλλον Το ενδιαφέρον

Διαβάστε περισσότερα

Εξοικονόμηση ενέργειας και χρήση συστημάτων ηλιακής ενέργειας στα κτίρια. Εμμανουήλ Σουλιώτης

Εξοικονόμηση ενέργειας και χρήση συστημάτων ηλιακής ενέργειας στα κτίρια. Εμμανουήλ Σουλιώτης Εξοικονόμηση ενέργειας και χρήση συστημάτων ηλιακής ενέργειας στα κτίρια Εμμανουήλ Σουλιώτης Πρόβλεψη για τις ΑΠΕ μέχρι το 2100 ΗΛΙΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΒΙΟΜΑΖΑ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ ΝΕΡΟ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΟΡΥΚΤΑ ΚΑΥΣΙΜΑ Οι προβλέψεις

Διαβάστε περισσότερα

Καύση υλικών Ηλιακή ενέργεια Πυρηνική ενέργεια Από τον πυρήνα της γης Ηλεκτρισμό

Καύση υλικών Ηλιακή ενέργεια Πυρηνική ενέργεια Από τον πυρήνα της γης Ηλεκτρισμό Ενεργειακή Μορφή Θερμότητα Φως Ηλεκτρισμός Ραδιοκύματα Μηχανική Ήχος Τι είναι; Ενέργεια κινούμενων σωματιδίων (άτομα, μόρια) υγρής, αέριας ή στερεάς ύλης Ακτινοβολούμενη ενέργεια με μορφή φωτονίων Ενέργεια

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ ΔΡΑΣΗΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΑΠΕ

ΕΘΝΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ ΔΡΑΣΗΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΑΠΕ 23 Ιουνίου 21 ΕΘΝΙΚΟ ΣΧΕΔΙΟ ΔΡΑΣΗΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΑΠΕ Χωρίς όραμα για το μέλλον Χωρίς όραμα και σοβαρή αναπτυξιακή προοπτική για τα φωτοβολταϊκά, αλλά και για άλλες τεχνολογίες ΑΠΕ, είναι δυστυχώς το προτεινόμενο

Διαβάστε περισσότερα

1 Ο ΕΠΑΛ ΓΑΛΑΤΣΙΟΥ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ-ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ (PROJECT)

1 Ο ΕΠΑΛ ΓΑΛΑΤΣΙΟΥ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ-ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ (PROJECT) 1 Ο ΕΠΑΛ ΓΑΛΑΤΣΙΟΥ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ-ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ (PROJECT) Σκοπός της Ερευνητικής Εργασίας Να ευαισθητοποιηθούμε πάνω στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειαςκαι

Διαβάστε περισσότερα

Δεκέμβριος 2011 Solar Cells Hellas Group website: www.schellas.gr e-mail: info@schellas.gr

Δεκέμβριος 2011 Solar Cells Hellas Group website: www.schellas.gr e-mail: info@schellas.gr Θεματικές Ενότητες - Συνδέσεις ΦΒ σταθμών 1 Τεύχος 28 - Ολοκλήρωση Βιομηχανικής Στέγης 3 - Ολοκλήρωση ΦΒ σταθμού 4 - ΦΒ σε οικίες 6 Σύνδεση με το Δίκτυο της ΔΕΗ ΦΒ σταθμού 2,91MW στα Λεχαινά του Νομού

Διαβάστε περισσότερα

Φωτοβολταϊκά συστήματα

Φωτοβολταϊκά συστήματα Φωτοβολταϊκά συστήματα από την Progressive Energy 1 Ήλιος! Μια τεράστια μονάδα αδιάκοπης παραγωγής ενέργειας! Δωρεάν ενέργεια, άμεσα εκμεταλλεύσιμη που πάει καθημερινά χαμένη! Γιατί δεν την αξιοποιούμε

Διαβάστε περισσότερα

Η ανάπτυξη των φωτοβολταϊκών συστημάτων στην Ελλάδα σήμερα. Γιώργος Ανεμοδουράς Σύνδεσμος Εταιριών Φωτοβολταϊκών (ΣΕΦ)

Η ανάπτυξη των φωτοβολταϊκών συστημάτων στην Ελλάδα σήμερα. Γιώργος Ανεμοδουράς Σύνδεσμος Εταιριών Φωτοβολταϊκών (ΣΕΦ) Η ανάπτυξη των φωτοβολταϊκών συστημάτων στην Ελλάδα σήμερα Γιώργος Ανεμοδουράς Σύνδεσμος Εταιριών Φωτοβολταϊκών (ΣΕΦ) Αθήνα, Απρίλιος 2008 Ήλιος: ητελικήλύση Η ηλιακή ενέργεια που πέφτει σε ένα τετραγωνικό

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΕΥΘΥΝΕΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΕΣ: Κωνσταντινιά Τσιρογιάννη. Βασιλική Χατζηκωνσταντίνου (ΠΕ04)

ΥΠΕΥΘΥΝΕΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΕΣ: Κωνσταντινιά Τσιρογιάννη. Βασιλική Χατζηκωνσταντίνου (ΠΕ04) ΥΠΕΥΘΥΝΕΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΕΣ: Κωνσταντινιά Τσιρογιάννη (ΠΕ02) Βασιλική Χατζηκωνσταντίνου (ΠΕ04) Β T C E J O R P Υ Ν Η Μ Α Ρ Τ ΤΕ Α Ν Α Ν Ε Ω ΣΙ Μ ΕΣ Π Η ΓΕ Σ ΕΝ Ε Ρ ΓΕ Ι Α Σ. Δ Ι Ε Ξ Δ Σ Α Π ΤΗ Ν Κ Ρ Ι ΣΗ 2 Να

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ 1. Εισαγωγή. Η ενέργεια, όπως είναι γνωστό από τη φυσική, διαδίδεται με τρεις τρόπους: Α) δι' αγωγής Β) δια μεταφοράς Γ) δι'ακτινοβολίας Ο τελευταίος τρόπος διάδοσης

Διαβάστε περισσότερα

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Ο ήλιος χρειάζεται κίνητρα για να λάµψει!

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ. Ο ήλιος χρειάζεται κίνητρα για να λάµψει! ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ Ο ήλιος χρειάζεται κίνητρα για να λάµψει! Μάιος 2004 Έξω πάµε καλά, µέσα θα µπορούσαµε και καλύτερα Με πρωτόγνωρους ρυθµούς ανάπτυξης κινείται η διεθνής αγορά φωτοβολταϊκών τα τελευταία χρόνια,

Διαβάστε περισσότερα

ΗλιακοίΣυλλέκτες. Γιάννης Κατσίγιαννης

ΗλιακοίΣυλλέκτες. Γιάννης Κατσίγιαννης ΗλιακοίΣυλλέκτες Γιάννης Κατσίγιαννης Ηλιακοίσυλλέκτες Ο ηλιακός συλλέκτης είναι ένα σύστηµα που ζεσταίνει συνήθως νερό ή αέρα χρησιµοποιώντας την ηλιακή ακτινοβολία Συνήθως εξυπηρετεί ανάγκες θέρµανσης

Διαβάστε περισσότερα

Πηγές ενέργειας - Πηγές ζωής

Πηγές ενέργειας - Πηγές ζωής Πηγές ενέργειας - Πηγές ζωής Κέντρο Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης Καστρίου 2014 Παράγει ενέργεια το σώμα μας; Πράγματι, το σώμα μας παράγει ενέργεια! Για να είμαστε πιο ακριβείς, παίρνουμε ενέργεια από τις

Διαβάστε περισσότερα

Η συμβολή των φωτοβολταϊκών στην εθνική οικονομία

Η συμβολή των φωτοβολταϊκών στην εθνική οικονομία ΣΥΝΔΕΣΜΟΣ ΕΤΑΙΡΙΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ Η συμβολή των φωτοβολταϊκών στην εθνική οικονομία Δρ. Αλέξανδρος Ζαχαρίου, Πρόεδρος ΣΕΦ Αθήνα, 14 Δεκεμβρίου 2012 ΣΥΝΔΕΣΜΟΣ ΕΤΑΙΡΙΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ Ο ΣΥΝΔΕΣΜΟΣ ΕΤΑΙΡΙΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ. Εργαστήριο Φυσικής IΙ. Μελέτη της απόδοσης φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση υπολογιστή. 1. Σκοπός. 2. Σύντομο θεωρητικό μέρος

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ. Εργαστήριο Φυσικής IΙ. Μελέτη της απόδοσης φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση υπολογιστή. 1. Σκοπός. 2. Σύντομο θεωρητικό μέρος ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. Σκοπός Το φωτοβολταϊκό στοιχείο είναι μία διάταξη ημιαγωγών η οποία μετατρέπει την φωτεινή ενέργεια που προσπίπτει σε αυτήν σε ηλεκτρική.. Όταν αυτή φωτιστεί με φωτόνια κατάλληλης συχνότητας

Διαβάστε περισσότερα

ΠΡΕΣΒΕΙΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΟΣ ΓΡΑΦΕΙΟ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ & EΜΠΟΡΙΚΩΝ ΥΠΟΘΕΣΕΩΝ. Οι πηγές ανανεώσιμης ενέργειας στην Γερμανία

ΠΡΕΣΒΕΙΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΟΣ ΓΡΑΦΕΙΟ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ & EΜΠΟΡΙΚΩΝ ΥΠΟΘΕΣΕΩΝ. Οι πηγές ανανεώσιμης ενέργειας στην Γερμανία ΠΡΕΣΒΕΙΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΟΣ ΓΡΑΦΕΙΟ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ & EΜΠΟΡΙΚΩΝ ΥΠΟΘΕΣΕΩΝ Βερολίνο, Μάρτιος 2010 Οι πηγές ανανεώσιμης ενέργειας στην Γερμανία Στόχοι της κυβερνητικής πολιτικής Μείωση των εκπομπών ρύπων έως το 2020

Διαβάστε περισσότερα

ΚΑΤΟΙΚΙΑ ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ. Από : Ηµ/νία : 10-02-2010

ΚΑΤΟΙΚΙΑ ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ. Από : Ηµ/νία : 10-02-2010 Από : Ηµ/νία : 10-02-2010 Προς : Αντικείµενο : Παράδειγµα (Demo) υπολογισµού αυτόνοµου και συνδεδεµένου Φ/Β συστήµατος εξοχικής κατοικίας Έργο : Εγκατάσταση Φ/Β συστήµατος στη Σάµο (Ελλάδα, Γεωγραφικό

Διαβάστε περισσότερα

Ελληνική Βιοµηχανία Φωτοβολταϊκών ρ. Αλέξανδρος Ζαχαρίου Solar Cells Hellas Group

Ελληνική Βιοµηχανία Φωτοβολταϊκών ρ. Αλέξανδρος Ζαχαρίου Solar Cells Hellas Group 1 Ελληνική Βιοµηχανία Φωτοβολταϊκών ρ. Αλέξανδρος Ζαχαρίου Solar Cells Hellas Group Χανιά, 23 Μαΐου 2009 2 Εισαγωγή Οι ανάγκες σε ενέργεια συνεχώς αυξάνουν. Ο µόνος τρόπος κάλυψης των επιπλέον αναγκών

Διαβάστε περισσότερα

13/9/2006 ECO//SUN 1

13/9/2006 ECO//SUN 1 13/9/2006 ECO//SUN 1 ECO//SUN H µεγαλύτερη εταιρία Ανανεώσιµων Πηγών ενέργειας Πάντα µπροστά στην τεχνολογία Ηµεροµηνίες σταθµοί 1996: Έτος ίδρυσης 2002: ECO//SUN ΕΠΕ 2006: 10 χρόνια ECO//SUN Η ECO//SUN

Διαβάστε περισσότερα

Εθνικοί Στόχοι και Πολιτική για την Προώθηση των ΑΠΕ

Εθνικοί Στόχοι και Πολιτική για την Προώθηση των ΑΠΕ Εθνικοί Στόχοι και Πολιτική για την Προώθηση των ΑΠΕ Κωνσταντίνος Ξήχειλος Αν. Διευθυντής Υπηρεσίας Ενέργειας Υπουργείο Ενέργειας, Εμπορίου, Βιομηχανίας και Τουρισμού Παρασκευή, 5 Ιουνίου 2015 Γραφεία

Διαβάστε περισσότερα

Πτυχιακή Εργασία ΑΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ. Ενεργειακή και Περιβαλλοντική Τεχνολογία. Θέµα:«Σχεδίαση µελέτη - κατασκευή ψηφιακού µικροελεγκτή για Φ/Β σύστηµα»

Πτυχιακή Εργασία ΑΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ. Ενεργειακή και Περιβαλλοντική Τεχνολογία. Θέµα:«Σχεδίαση µελέτη - κατασκευή ψηφιακού µικροελεγκτή για Φ/Β σύστηµα» ΑΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ Πρόγραµµα Σπουδών Επιλογής Ενεργειακή και Περιβαλλοντική Τεχνολογία Πτυχιακή Εργασία Θέµα:«Σχεδίαση µελέτη - κατασκευή ψηφιακού µικροελεγκτή για Φ/Β σύστηµα» Εισηγητής : Μαραγκάκης ηµήτρης

Διαβάστε περισσότερα

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ νέες κατασκευές ανακαίνιση και µετασκευή ιστορικών κτιρίων αναδιαµόρφωση καινούριων κτιρίων έργα "εκ του µηδενός" σε ιστορικά πλαίσια

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ νέες κατασκευές ανακαίνιση και µετασκευή ιστορικών κτιρίων αναδιαµόρφωση καινούριων κτιρίων έργα εκ του µηδενός σε ιστορικά πλαίσια ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ νέες κατασκευές ανακαίνιση και µετασκευή ιστορικών κτιρίων αναδιαµόρφωση καινούριων κτιρίων έργα "εκ του µηδενός" σε ιστορικά πλαίσια 2 Ο φυσικός φωτισµός αποτελεί την τεχνική κατά την οποία

Διαβάστε περισσότερα

Νομοθετικές ρυθμίσεις για φωτοβολταϊκά

Νομοθετικές ρυθμίσεις για φωτοβολταϊκά Νομοθετικές ρυθμίσεις για φωτοβολταϊκά Ποιος υποσκάπτει την ανάπτυξη; Δρ. Αλέξανδρος Ζαχαρίου Πρόεδρος Συνδέσμου Εταιριών Φωτοβολταϊκών 19 Δεκεμβρίου 2012 ΣΕΦ: το πρόσωπο της αγοράς Ο ΣΥΝΔΕΣΜΟΣ ΕΤΑΙΡΙΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

Ολοκληρωμένη Διαδικασία Ενεργειακής Ανακαίνισης της Κοινωνικής Κατοικίας

Ολοκληρωμένη Διαδικασία Ενεργειακής Ανακαίνισης της Κοινωνικής Κατοικίας Εύη Τζανακάκη Τμήμα Κτιρίων Διεύθυνση Ενεργειακής Αποδοτικότητας Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας Ολοκληρωμένη Διαδικασία Ενεργειακής Ανακαίνισης της Κοινωνικής Κατοικίας New Integrated Renovation Strategy

Διαβάστε περισσότερα

πως εξελίχθηκε. ( 60-70) σύγχρονα υλικά & σχεδιασμός ανεξάρτητος από το περιβάλλον του κτιρίου

πως εξελίχθηκε. ( 60-70) σύγχρονα υλικά & σχεδιασμός ανεξάρτητος από το περιβάλλον του κτιρίου Η εξέλιξη της ενεργειακής κατανάλωσης στα κτίρια πως ξεκίνησε... Η ανθρώπινη κατοικία ήταν πάντα απόλυτα προσαρμοσμένη στις τοπικές κλιματικές συνθήκες (προστασία & θερμική άνεση - παραδοσιακή αρχιτεκτονική)

Διαβάστε περισσότερα

«Ο ΗΓΟΣ ΕΠΕΝ ΥΣΕΩΝ ΓΙΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ» ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Τα φωτοβολταϊκά συστήµατα, αποτελούν µια κλασική εφαρµογή ΑΠΕ µε πρωτογενή µορφή ενέργειας την ηλιακή, που µέσω των

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΝΟΤΙΟΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΕΥΡΩΠΗΣ Εφαρμογές Α.Π.Ε. σε Κτίρια και Οικιστικά Σύνολα Μαρία Κίκηρα, ΚΑΠΕ - Τμήμα Κτιρίων Αρχιτέκτων MSc Αναφορές: RES Dissemination, DG

Διαβάστε περισσότερα

Αϊ Στράτης To ΠΡΑΣΙΝΟ ΝΗΣΙ. 2η Ημερίδα Γεωθερμίας. Εμμανουήλ Σταματάκης. Δρ. Χημικός Μηχανικός

Αϊ Στράτης To ΠΡΑΣΙΝΟ ΝΗΣΙ. 2η Ημερίδα Γεωθερμίας. Εμμανουήλ Σταματάκης. Δρ. Χημικός Μηχανικός 2η Ημερίδα Γεωθερμίας Αϊ Στράτης To ΠΡΑΣΙΝΟ ΝΗΣΙ Εμμανουήλ Σταματάκης Δρ. Χημικός Μηχανικός Τομέας Τεχνολογιών ΑΠΕ & Υδρογόνου email: mstamatakis@cres.gr Το έργο Το έργο «Πράσινο Νησί Αϊ Στράτης» αποτελεί

Διαβάστε περισσότερα

Η Schneider Electric & η Καυκάς σας καλωσορίζουν στην παρουσίαση για τις. Off Grid Εφαρμογές Φωτοβολταϊκών Συστημάτων για Κατοικίες & Εμπορικά Κτίρια

Η Schneider Electric & η Καυκάς σας καλωσορίζουν στην παρουσίαση για τις. Off Grid Εφαρμογές Φωτοβολταϊκών Συστημάτων για Κατοικίες & Εμπορικά Κτίρια Η Schneider Electric & η Καυκάς σας καλωσορίζουν στην παρουσίαση για τις Off Grid Εφαρμογές Φωτοβολταϊκών Συστημάτων για Κατοικίες & Εμπορικά Κτίρια New Hotel, 21 Ιανουαρίου 2014 1 Ποιά είναι η Schneider

Διαβάστε περισσότερα

Η θερμική υπέρυθρη εκπομπή της Γης

Η θερμική υπέρυθρη εκπομπή της Γης Η θερμική υπέρυθρη εκπομπή της Γης Δορυφορικές μετρήσεις στο IR. Θεωρητική θεώρηση της τηλεπισκόπισης της εκπομπήςτηςγήινηςακτινοβολίαςαπό δορυφορικές πλατφόρμες. Μοντέλα διάδοσης της υπέρυθρης ακτινοβολίας

Διαβάστε περισσότερα

TECHNODYNE. Υπηρεσίες Υψηλής Τεχνολογίας ΕΞΥΠΝΑ ΣΠΙΤΙΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ ΚΤΙΡΙΩΝ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ «ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΤΙΣ ΣΤΕΓΕΣ»

TECHNODYNE. Υπηρεσίες Υψηλής Τεχνολογίας ΕΞΥΠΝΑ ΣΠΙΤΙΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ ΚΤΙΡΙΩΝ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ «ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΤΙΣ ΣΤΕΓΕΣ» TECHNODYNE Ε.Π.Ε. Υπηρεσίες Υψηλής Τεχνολογίας ΕΞΥΠΝΑ ΣΠΙΤΙΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ ΚΤΙΡΙΩΝ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ «ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΤΙΣ ΣΤΕΓΕΣ» ΕΞΑΣΦΑΛΙΣΤΕ ΕΝΑ ΣΤΑΘΕΡΟ ΕΙΣΟΔΗΜΑ ΑΦΗΝΟΝΤΑΣ ΤΟΝ ΗΛΙΟ

Διαβάστε περισσότερα

ΠΟΥ ΔΙΑΔΙΔΕΤΑΙ ΤΟ ΦΩΣ

ΠΟΥ ΔΙΑΔΙΔΕΤΑΙ ΤΟ ΦΩΣ 1 ΦΩΣ Στο μικρόκοσμο θεωρούμε ότι το φως έχει δυο μορφές. Άλλοτε το αντιμετωπίζουμε με τη μορφή σωματιδίων που ονομάζουμε φωτόνια. Τα φωτόνια δεν έχουν μάζα αλλά μόνον ενέργεια. Άλλοτε πάλι αντιμετωπίζουμε

Διαβάστε περισσότερα

Οι προοπτικές της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας

Οι προοπτικές της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας Οι προοπτικές της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας Έκθεση της ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΡΕΥΝΑ ΕΠΙ ΤΗΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ (Photovoltaic Technology Research Advisory Council, PV-TRAC). ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η

Διαβάστε περισσότερα

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Πολιτικές, Επιπτώσεις και ηανάγκη για έρευνα και καινοτομίες

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Πολιτικές, Επιπτώσεις και ηανάγκη για έρευνα και καινοτομίες Τ.Ε.Ι. Πάτρας - Εργαστήριο Η.Μ.Ε Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Πολιτικές, Επιπτώσεις και ηανάγκη για έρευνα και καινοτομίες ΜΕΡΟΣ 3 ο Καθ Σωκράτης Καπλάνης Υπεύθυνος Εργαστηρίου Α.Π.Ε. Τ.Ε.Ι. Πάτρας kaplanis@teipat.gr

Διαβάστε περισσότερα

02-04-00: «Ιδιαίτερα» κλάσματα βιομάζας Δυναμικό

02-04-00: «Ιδιαίτερα» κλάσματα βιομάζας Δυναμικό Κεφάλαιο 02-04 σελ. 1 02-04-00: «Ιδιαίτερα» κλάσματα βιομάζας Δυναμικό Όπως επισημάνθηκε στο κεφάλαιο 01-04, η πρώτη ύλη για τα «ιδιαίτερα» κλάσματα βιομάζας είναι μη επικίνδυνα απόβλητα, κυρίως παραγόμενα

Διαβάστε περισσότερα

Εθνικό Σχέδιο Δράσης για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας

Εθνικό Σχέδιο Δράσης για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Εθνικό Σχέδιο Δράσης για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Το Εθνικό Σχέδιο Δράσης για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας, εκπονήθηκε στο πλαίσιο εφαρμογής της Ευρωπαϊκής Ενεργειακής Πολιτικής σε σχέση με την

Διαβάστε περισσότερα

Στατιστικά στοιχεία αγοράς φωτοβολταϊκών για το 2013

Στατιστικά στοιχεία αγοράς φωτοβολταϊκών για το 2013 Στατιστικά στοιχεία αγοράς φωτοβολταϊκών για το 2013 Α. Η ελληνική αγορά φωτοβολταϊκών Τελευταία ενημέρωση: 10-6-2014 Διασυνδεδεμένα συστήματα MWp Νέα εγκατεστημένη ισχύς διασυνδεδεμένων φωτοβολταϊκών

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 5 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ

Άσκηση 5 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ Άσκηση 5 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ 1. ΓΕΝΙΚΑ Τα ηλιακά στοιχεία χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή του φωτός (που αποτελεί μία μορφή ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας) σε ηλεκτρική ενέργεια. Κατασκευάζονται από

Διαβάστε περισσότερα

Φωτοβολταϊκά πλαίσια και συστήματα υψηλής απόδοσης

Φωτοβολταϊκά πλαίσια και συστήματα υψηλής απόδοσης Φωτοβολταϊκά πλαίσια και συστήματα υψηλής απόδοσης Η Enfoton Solar Ltd (Ένφοτον Σόλαρ Λτδ) ιδρύθηκε το Φεβρουάριο του 2002. Στόχος των ιδρυτών της ήταν να εξυπηρετήσουν ένα μεγάλο φάσμα χρήσεων ηλιακής

Διαβάστε περισσότερα

Ελληνική αγορά φωτοβολταϊκών

Ελληνική αγορά φωτοβολταϊκών Ελληνική αγορά φωτοβολταϊκών Προοπτικές και εμπόδια Σύνδεσμος Εταιριών Φωτοβολταϊκών (ΣΕΦ) www.helapco.gr Workshop Φωτοβολταϊκών ΙΕΝΕ Αθήνα, 12 Νοεμβρίου 2008 Ήλιος: η τελική λύση Φωτοβολταϊκά Ο ταχύτερα

Διαβάστε περισσότερα

ΗλιακήΓεωµετρία. Γιάννης Κατσίγιαννης

ΗλιακήΓεωµετρία. Γιάννης Κατσίγιαννης ΗλιακήΓεωµετρία Γιάννης Κατσίγιαννης ΗηλιακήενέργειαστηΓη Φασµατικήκατανοµήτηςηλιακής ακτινοβολίας ΗκίνησητηςΓηςγύρωαπότονήλιο ΗκίνησητηςΓηςγύρωαπότονήλιοµπορεί να αναλυθεί σε δύο κύριες συνιστώσες: Περιφορά

Διαβάστε περισσότερα

ΤΑ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΑΙΚΗ ΑΓΟΡΑ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

ΤΑ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΑΙΚΗ ΑΓΟΡΑ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΤΑ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΑΙΚΗ ΑΓΟΡΑ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Σκλήκας Χωρεμιώτης Κών/νος Αλέξανδρος Α.Μ.: 439 Α.Μ.: 459 ΤΑ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΑΙΚΗ ΑΓΟΡΑ «Στρέψου στον ήλιο και θα

Διαβάστε περισσότερα

ΟΛΟΚΛΗΡΟΜΕΝΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΑΥΤΟΝΟΜΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΓΙΑ ΕΞΟΧΙΚΕΣ ΚΑΤΟΙΚΙΕΣ

ΟΛΟΚΛΗΡΟΜΕΝΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΑΥΤΟΝΟΜΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΓΙΑ ΕΞΟΧΙΚΕΣ ΚΑΤΟΙΚΙΕΣ ΟΛΟΚΛΗΡΟΜΕΝΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΑΥΤΟΝΟΜΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΓΙΑ ΕΞΟΧΙΚΕΣ ΚΑΤΟΙΚΙΕΣ Αυτόνομο Σύστημα 1,5 ΚWp, Κερατέα Αττικκής Εγκατάσταση: 05/2007 ΘΕΜΑ: Αυτόνομα Φωτοβολταϊκά συστήματα ονομαστικής ισχύος 240,

Διαβάστε περισσότερα

Μια ματιά στο πρώτο εργοστάσιο παραγωγής φωτοβολταϊκών πάνελ λεπτών υμενίων στην Ελλάδα. Ilias Garidis COO

Μια ματιά στο πρώτο εργοστάσιο παραγωγής φωτοβολταϊκών πάνελ λεπτών υμενίων στην Ελλάδα. Ilias Garidis COO Μια ματιά στο πρώτο εργοστάσιο παραγωγής φωτοβολταϊκών πάνελ λεπτών υμενίων στην Ελλάδα Ilias Garidis COO 0 Παγκόσμια ενεργειακή κάλυψη έως το 2100 1 Η εταιρεία μας 2 Κεντρικά γραφεία στην Αθήνα Εργοστάσιο

Διαβάστε περισσότερα

Οικονομική μελέτη και πρόβλεψη υλικών κατασκευής φωτοβολταϊκών στοιχείων

Οικονομική μελέτη και πρόβλεψη υλικών κατασκευής φωτοβολταϊκών στοιχείων ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ Διπλωματική Εργασία Οικονομική μελέτη και πρόβλεψη υλικών κατασκευής φωτοβολταϊκών στοιχείων Ματζώρος Πέτρος Εξεταστική Επιτροπή: Καλαϊτζάκης

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ 5 ΧΡΟΝΙΑ ΕΜΠΕΙΡΙΑ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α-Α να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή φράση, η οποία

Διαβάστε περισσότερα

Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων

Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων Φ ο ρ έ α ς υ λ ο π ο ί η σ η ς Δ Η Μ Ο Σ Ι Ο Σ Τ Ο Μ Ε Α Σ Άξονες παρέμβασης Α. Κτιριακές υποδομές Β. Μεταφορές Γ. Ύ δρευση και διαχείριση λυμάτων Δ. Διαχείριση αστικών

Διαβάστε περισσότερα

Ζώντας στο φως! Σύστημα Φυσικού Φωτισμού

Ζώντας στο φως! Σύστημα Φυσικού Φωτισμού Ζώντας στο φως! Σύστημα Φυσικού Φωτισμού Green roo fing Θόλος Κάτοπτρο Στεγάνωση Σωλήνας μεταφοράς και αντανάκλασης Απόληξη 2 Φωτοσωλήνες Νέα τεχνολογία φυσικού φωτισμού Η χρήση φωτοσωλήνων για την επίλυση

Διαβάστε περισσότερα

Το παρόν αποτελεί μέρος μιας ευρύτερης εργασίας, η οποία εξελίσσεται σε έξι μέρη που δημοσιεύονται σε αντίστοιχα τεύχη. Τεύχος 1, 2013.

Το παρόν αποτελεί μέρος μιας ευρύτερης εργασίας, η οποία εξελίσσεται σε έξι μέρη που δημοσιεύονται σε αντίστοιχα τεύχη. Τεύχος 1, 2013. Είναι Πράγματι οι Γερμανοί Φτωχότεροι από τους Έλληνες, in DEEP ANALYSIS Ενέργεια Παγκόσμιες Ενεργειακές Ανάγκες της Περιόδου 2010-2040 του Ιωάννη Γατσίδα και της Θεοδώρας Νικολετοπούλου in DEEP ANALYSIS

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΙΚΗ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΕΠΕΝ ΥΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑ Α

ΤΕΧΝΙΚΗ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΕΠΕΝ ΥΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑ Α ΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ 2012 Η Επιχειρηµατικότητα ως επιλογή εργασίας ΜΟΚΕ ΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ ΤΕΧΝΙΚΗ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ρ. ΗΜ Ευάγγελος Τσιµπλοστεφανάκης ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΑΕ 1 Στην παρουσίαση αυτή εξετάζεται

Διαβάστε περισσότερα

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Επιµέλεια: Οµάδα Φυσικών της Ώθησης

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Επιµέλεια: Οµάδα Φυσικών της Ώθησης ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Επιµέλεια: Οµάδα Φυσικών της Ώθησης ΘΕΜΑ A ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 Παρασκευή, 0 Μαΐου 0 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ Στις ερωτήσεις Α -Α να γράψετε στο τετράδιό σας τον

Διαβάστε περισσότερα

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Ορισμός «Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) είναι οι μη ορυκτές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, δηλαδή η αιολική, η ηλιακή και η γεωθερμική ενέργεια, η ενέργεια κυμάτων, η παλιρροϊκή ενέργεια, η υδραυλική

Διαβάστε περισσότερα

Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6)

Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6) Αντικαθιστώντας το r με r n, έχουμε: Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6) Αντικαθιστώντας n=1, βρίσκουμε την τροχιά με τη μικρότερη ακτίνα n: Αντικαθιστώντας την τελευταία εξίσωση στη 2.6, παίρνουμε: Αν

Διαβάστε περισσότερα

Καινοτόμες Τεχνολογικές Εφαρμογές στονέοπάρκοενεργειακήςαγωγήςτουκαπε

Καινοτόμες Τεχνολογικές Εφαρμογές στονέοπάρκοενεργειακήςαγωγήςτουκαπε ΚΕΝΤΡΟ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Καινοτόμες Τεχνολογικές Εφαρμογές στονέοπάρκοενεργειακήςαγωγήςτουκαπε Δρ. Γρηγόρης Οικονομίδης Υπεύθυνος Τεχνικής Yποστήριξης ΚΑΠΕ Η χρηματοδότηση Το ΠΕΝΑ υλοποιείται

Διαβάστε περισσότερα

Επεμβάσεις Εξοικονόμησης Ενέργειας EUROFROST ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΚΟΥΚΑΣ

Επεμβάσεις Εξοικονόμησης Ενέργειας EUROFROST ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΚΟΥΚΑΣ Επεμβάσεις Εξοικονόμησης Ενέργειας EUROFROST ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΚΟΥΚΑΣ Εξοικονόμηση χρημάτων σε υφιστάμενα και νέα κτίρια Ένα υφιστάμενο κτίριο παλαιάς κατασκευής διαθέτει εξοπλισμό χαμηλής ενεργειακής απόδοσης,

Διαβάστε περισσότερα

Σταθμισμένο κόστος παραγωγής ενέργειας (LCOE) από Φ/Β στην Ελλάδα και τη Μεσόγειο

Σταθμισμένο κόστος παραγωγής ενέργειας (LCOE) από Φ/Β στην Ελλάδα και τη Μεσόγειο Σταθμισμένο κόστος παραγωγής ενέργειας (LCOE) από Φ/Β στην Ελλάδα και τη Μεσόγειο Γεώργιος Χ. Χριστοφορίδης Επίκουρος Καθηγητής Τμ. Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Τ.Ε. ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας Εισαγωγή (1) Έως και

Διαβάστε περισσότερα

Δρ. Νίκος Βασιλάκος ΥΠΟΣΤΗΡΙΚΤΙΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΠΕΝΔΥΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ

Δρ. Νίκος Βασιλάκος ΥΠΟΣΤΗΡΙΚΤΙΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΠΕΝΔΥΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Δρ. Νίκος Βασιλάκος Αντιπρόεδρος της Ευρωπαϊκής Ομοσπονδίας Παραγωγών Ενέργειας από ΑΠΕ (EREF) ΥΠΟΣΤΗΡΙΚΤΙΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΠΕΝΔΥΣΕΩΝ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΜΑΡΤΙΟΣ 2006 ΤΟ ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΟ ΠΛΑΙΣΙΟ

Διαβάστε περισσότερα

Τηλ.: 2610 432243, e-mail: info@energy-greece.gr - web: www.energy-greece.com

Τηλ.: 2610 432243, e-mail: info@energy-greece.gr - web: www.energy-greece.com Σχεδίαση, πώληση και εγκατάσταση μονοφασικού συστήματος αυτόνομης ηλεκτροδότησης, από ανανεώσιμες πηγές ονομαστικής ισχύος 7kW (inverter), συνεργαζόμενο και υποβοηθούμενο από Η/Ζ (γεννήτρια). Προς: Υπόψη:

Διαβάστε περισσότερα

Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων

Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων Φ ο ρ έ α ς υ λ ο π ο ί η σ η ς Ν Ο Ι Κ Ο Κ Υ Ρ Ι Α Άξονες παρέμβασης Α. Κτιριακές υποδομές Β. Μεταφορές Γ. Ύ δρευση και διαχείριση λυμάτων Δ. Δ ιαχείριση αστικών στερεών

Διαβάστε περισσότερα

ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΤΗΡΙΩΝ. Εύη Τζανακάκη Αρχιτέκτων Μηχ. MSc

ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΤΗΡΙΩΝ. Εύη Τζανακάκη Αρχιτέκτων Μηχ. MSc ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΤΗΡΙΩΝ Εύη Τζανακάκη Αρχιτέκτων Μηχ. MSc Αρχές ενεργειακού σχεδιασμού κτηρίων Αξιοποίηση των τοπικών περιβαλλοντικών πηγών και τους νόμους ανταλλαγής ενέργειας κατά τον αρχιτεκτονικό

Διαβάστε περισσότερα