ΓΔΠΞΝΗΛΑ ΚΞΖΙΗΩΛΖ ΡΚΖΚΑ Α 3 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ

Transcript

1 ΓΔΠΞΝΗΛΑ ΚΞΖΙΗΩΛΖ ΡΚΖΚΑ Α 3 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ 2013

2 ΔΛΝΡΖΡΑ 1 ΗΠΣΠ ΘΑΗ EΛΔΟΓΔΗΑ Σελίδα 2

3 ΔΛΝΡΖΡΑ 1 ΗΥΤ ΚΑΗ ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΗΥΤ ΟΡΙΜΟ Ζ Ηζρχο είλαη έλα απφ ηα πην ζεκαληηθά κεγέζε ηεο θπζηθήο. Δίλαη ν ξπζκφο παξαγσγήο έξγνπ, ή ν ξπζκφο κεηαβίβαζεο νπνηαζδήπνηε ελέξγεηαο. Γηα έλα θαζνξηζκέλν θπζηθφ ζχζηεκα, ηζρχο νξίδεηαη σο ε ελέξγεηα ζηε κνλάδα ηνπ ρξφλνπ πνπ πξνζδίδεηαη ζην ζχζηεκα απφ ην πεξηβάιινλ (ή αληίζηξνθα, απνδίδεηαη απφ ην ζχζηεκα πξνο ην πεξηβάιινλ). ΜΟΡΦΕ Θεπμική ιζσύρ Θεξκηθή ηζρχο είλαη ε ζεξκφηεηα ζηε κνλάδα ηνπ ρξφλνπ. Γηα παξάδεηγκα, έλα δνρείν πνπ πεξηέρεη λεξφ ζε πςειή ζεξκνθξαζία θαη αθήλεηαη λα θξπψζεη πξνζδίδεη ζην πεξηβάιινλ ζεξκηθή ηζρχ ίζε κε, φπνπ, είλαη ε κεηαβνιή ζεξκνθξαζίαο πνπ παξαηεξνχκε ζε ρξφλν, θαη, είλαη ε ζεξκνρσξεηηθφηεηα ηνπ λεξνχ. Μησανική ιζσύρ Ζ κεραληθή ηζρχο πνπ πξνζδίδεηαη ζε έλα ζχζηεκα πνπ θηλείηαη ζε γξακκηθή (κεηαθνξηθή) θίλεζε ηζνχηαη κε ην γηλφκελν ηεο ηαρχηεηαο ηνπ επί ηε δχλακε, Ζ κεραληθή ηζρχο πνπ πξνζδίδεηαη ζε έλα ζχζηεκα ζε πεξηζηξνθηθή θίλεζε ηζνχηαη κε ην γηλφκελν ηεο γσληαθήο ηαρχηεηαο ηνπ επί ηε ξνπή, Παξάδεηγκα κεραληθήο ηζρχνο είλαη ε ηζρχο πνπ απνδίδεηαη απφ βελδηλνθηλεηήξα πξνο ηνλ άμνλα θίλεζεο ησλ ηξνρψλ απηνθηλήηνπ. Ζ ζηηγκηαία ηζρχο πνπ απνδίδεη ην εξγαδφκελν κέζν ζην έκβνιν ηζνχηαη κε ηε δχλακε πνπ αζθεί ζην έκβνιν επί ηε ζηηγκηαία ηνπ ηαρχηεηα. Ζ ηζρχο πνπ κεηαδίδεηαη απφ ηνλ άμνλα ζηνπο ηξνρνχο ηζνχηαη κε ηε ξνπή πνπ αζθείηαη ζηνλ άμνλα επί ηε γσληαθή ηνπ ηαρχηεηα. Ζλεκηπική ιζσύρ Σελίδα 3

4 Αγψγηκν θαιψδην ζπλδεδεκέλν κε κπαηαξία ηάζεο V αλ δηέξρεηαη απφ ξεχκα Η θαηαλαιψλεη ηζρχ, Αλ δελ ππάξρεη θάπνην άιιν θνξηίν ζπλδεδεκέλν κε ην θαιψδην, φπσο κηα ιάκπα ή έλαο ειεθηξνθηλεηήξαο, ε ηζρχο απνδίδεηαη ζην παξάδεηγκα απηφ σο ζεξκφηεηα ζην πεξηβάιινλ. Τδπαςλική ιζσύρ Γηα παξάδεηγκα, ην θνκπξεζέξ ζε έλα ζθαπηηθφ κεράλεκα (κπνπιληφδα) δίλεη ζην έκβνιν (πηζηφλη) θίλεζεο ηνπ εθζθαθέα παξνρή ιαδηνχ Q ππφ πίεζε p. Ζ ηζρχο πνπ πξνζδίδεηαη ζην έκβνιν είλαη, Μονάδερ μέηπηζηρ 1 W (wattήβαη) = 1 J/s (joule/sec), 1 kw (kilowattήθηινβάη) = 1000 W, 1 kcal/hr (kilocalorie/hour) = 1,16 KW 1 KW=0.86 kcal/hr 1 hp (horsepower ή ηππνδχλακε) = 0,73 Kw ΔΝΔΡΓΔΗΑ ΟΡΗΜΟ Kάζε θπζηθφ ζχζηεκα πεξηέρεη (ή ελαιιαθηηθά απνζεθεχεη) κία πνζφηεηα πνπ νλνκάδεηαη ελέξγεηα. Δλέξγεηα, ζπλεπψο, είλαη ε ηθαλφηεηα ελφο ζψκαηνο ή ζπζηήκαηνο λα παξαγάγεη έξγν. Οπνηαδήπνηε κνξθή δξάζεο απφ ηα παηδηθά παηρλίδηα κέρξη ηε ιεηηνπξγία ησλ κεραλψλ θαη απφ ην καγείξεκα ηξνθψλ κέρξη ηε γξακκή παξαγσγήο ζην εξγνζηάζην πξνυπνζέηεη θαηαλάισζε ελέξγεηαο. Οη πξάγκαηη πνιππνίθηιεο κνξθέο ελέξγεηαο βξίζθνληαη πίζσ απφ ηελ αζχιιεπηε πνηθηιία ησλ θπζηθψλ θαηλνκέλσλ. Ζ ελέξγεηα κε ηελ νπνία ηξνθνδνηείηαη ν πιαλήηεο καο πξνέξρεηαη ζρεδφλ εμ νινθιήξνπ απφ ηνλ Ήιην. Οξίδεηαη ζαλ ην πνζφ ηνπ έξγνπ πνπ απαηηείηαη πξνθεηκέλνπ ην ζχζηεκα λα πάεη απφ κηα αξρηθή θαηάζηαζε ζε κηα ηειηθή. Αθξηβψο πφζε ελέξγεηα πεξηέρεηαη ζε έλα ζχζηεκα κπνξεί λα ππνινγηζηεί παίξλνληαο ην άζξνηζκα ή ην νινθιήξσκα ελφο αξηζκνχ εηδηθψλ εμηζψζεσλ (φπσο νη εμηζψζεηο Σελίδα 4

5 Λαγθξάλδ ή νη εμηζψζεηο Υάκηιηνλ), θαζεκηά απφ ηηο νπνίεο δίλεη ηελ ελέξγεηα πνπ έρεη απνζεθεπηεί θαηά έλαλ ηδηαίηεξν ηξφπν. ΜΟΡΦΔ Αλάινγα κε ηνλ ηξφπν πνπ έρεη απνθηεζεί, αληαιιαρζεί ή απνζεθεπηεί, κπνξνχκε λα κηιήζνπκε γηα πνιιέο κνξθέο ελέξγεηαο: Μεραληθή ελέξγεηα, πνπ ζπλδπάδεη ηελ θηλεηηθή θαη ηε δπλακηθή. Ζιεθηξνκαγλεηηθή ελέξγεηα, πνπ ζπλδπάδεη ηελ ειεθηξηθή θαη ηε θσηεηλή ή ελέξγεηα αθηηλνβνιίαο, Ππξεληθή ελέξγεηα Θεξκηθή ελέξγεηα Υεκηθή ελέξγεηα Πιένλ, ε ζπδήηεζε γηα ηελ ελέξγεηα έρεη πάξεη κηα δηαθνξεηηθή κνξθή, γηα ηηο Αλαλεψζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο (ΑΠΔ), ην Πεξηβάιινλ θαζψο θαη ηελ Αεηθφξν αλάπηπμε. Μέηπηζη ηηρ Δνέπγειαρ Κχξηα κνλάδα κέηξεζεο ηεο Δλέξγεηαο, Θεξκφηεηαο, Έξγνπ ζην SI είλαη ην ηδάνπι (J), Ηζρχεη J = Ν * m δει 1 Joule = 1 Newton * 1 Meter. Σελίδα 5

6 Κινητική ενέργεια Κηλεηηθή ελέξγεηα, είλαη ε ελέξγεηα πνπ έρεη έλα ζψκα φηαλ θηλείηαη θαη αλαθέξεηαη ζηελ ηθαλφηεηά ηνπ λα παξάγεη έξγν θαη εμαξηάηαη απφ ηνπο παξαθάησ παξάγνληεο: ηε κάδα θαη ηελ ηαρχηεηα ελφο θηλνχκελνπ ζψκαηνο. Δυναμική ενέργεια Ωο δπλακηθή ελέξγεηα νξίδεηαη ε ελέξγεηα πνπ θαηέρεη έλα ζψκα ιφγσ ηεο ζέζεσο ή ηεο θαηάζηαζήο ηνπ, είλαη δειαδή ε δπλαηφηεηα ηνπ ζψκαηνο λα παξάγεη έξγν επεηδή βξίζθεηαη κέζα ζε θάπνην πεδίν δπλάκεσλ. πγθεθξηκέλα, ε δπλακηθή ελέξγεηα δηαθξίλεηαη ζε ελέξγεηα ζέζεσο (π.ρ. έλα ζψκα ζε πεδίν βαξχηεηαο πνπ έρεη ηε δπλαηφηεηα λα θηλεζεί ζε ρακειφηεξε ζέζε παξάγνληαο έξγν) θαη ελέξγεηα κνξθήο ε αιιηψο παξακφξθσζεο, πνπ εκθαλίδεηαη φηαλ ζπζηξέθνπκε, ζπκπηέδνπκε, ηεληψλνπκε ή ιπγίδνπκε έλα πιηθφ αιιάδνληαο ηε θπζηθή ηνπ κνξθή (π.ρ. ην παξακνξθσκέλν ειαηήξην ή ιάζηηρν). ηελ πεξίπησζε απηή, ην ζψκα κπνξεί λα παξάγεη έξγν επαλεξρφκελν ζηε "θπζηθή" ηνπ κνξθή. ηελ πεξίπησζε ελφο νκνγελνχο δπλακηθνχ πεδίνπ, δειαδή ελφο πεδίνπ φπνπ ε δχλακε είλαη ζηαζεξή ζε φιε ηελ έθηαζή ηνπ, ε δπλακηθή ελέξγεηα ελφο ζψκαηνο νξίδεηαη σο ην γηλφκελν ηεο δχλακεο πνπ αζθείηαη επάλσ ηνπ Σελίδα 6

7 επί ηελ απφζηαζή ηνπ απφ ηελ πεξηνρή ηνπ πεδίνπ, φπνπ ζεσξνχκε ζπκβαηηθά φηη ε δπλακηθή ελέξγεηα έρεη κεδεληθή ηηκή: φπνπ F = δχλακε ηνπ πεδίνπ πνπ αζθείηαη ζην ζψκα, h = απφζηαζε απφ ην ζεκείν κε κεδεληθή δπλακηθή ελέξγεηα. Δάλ ην πεδίν δελ είλαη νκνγελέο, δειαδή ε δχλακε κεηαβάιιεηαη θαηά κέηξν θαη θνξά απφ ζεκείν ζε ζεκείν, ν παξαπάλσ νξηζκφο ηζρχεη κφλν ηνπηθά, δειαδή καο δίλεη ηε κεηαβνιή ηεο δπλακηθήο ελέξγεηαο γηα κηα απεηξνζηή κεηαθίλεζε κέζα ζην πεδίν, θαηά ηελ νπνία ε δχλακε είλαη πεξίπνπ ζηαζεξή. Ζ ζπλνιηθή κεηαβνιή ηεο δπλ. ελέξγεηαο δίλεηαη απφ ην άζξνηζκα ηέηνησλ απεηξνζηψλ κεηαηνπίζεσλ (νινθιήξσκα) κεηαμχ δχν ζέζεσλ (απφ ηηο νπνίεο ε κία κπνξεί λα είλαη ην ζεκείν φπνπ νξίζακε κεδεληθή ηε δπλακηθή ελέξγεηα). Γηα λα έρεη λφεκα ε δπλακηθή ελέξγεηα, πξέπεη ν παξαπάλσ ππνινγηζκφο λα κελ εμαξηάηαη απφ ηε δηαδξνκή πνπ αθνινπζήζακε κεηαμχ ησλ δχν ζεκείσλ. Έλα δπλακηθφ πεδίν κε ηελ ηδηφηεηα απηή νλνκάδεηαη ζπληεξεηηθφ ή δηαηεξεηηθφ. Ζ Κηλεηηθή θαη ε Γπλακηθή ελέξγεηα ζεσξνχληαη σο νη δχν κνξθέο ηεο Μεραληθήο ελέξγεηαο. Καηά ηελ θίλεζε ελφο ζψκαηνο ή θνξηίνπ ζε ζπληεξεηηθφ πεδίν δπλάκεσλ, θαη εθφζνλ δελ ππάξρνπλ ηξηβέο, ε δπλακηθή ελέξγεηα κεηαηξέπεηαη ζε θηλεηηθή ελέξγεηα θαη ην αληίζηξνθν, ην άζξνηζκά ηνπο φκσο είλαη πάληα ζηαζεξφ θαη ίζν κε ηε κεραληθή ελέξγεηα πνπ αξρηθά είρε ην ζψκα.γπλακηθή είλαη ε ελέξγεηα πνπ έρνπλ ηα ζψκαηα, ιφγσ ηεο θαηάζηαζήο ηνπο ή ηεο ζέζεο ηνπο. Γπλακηθή είλαη ε ελέξγεηα ηνπ βέινπο ζε ηελησκέλν ηφμν, ηνπ ζπκπηεζκέλνπ ειαηεξίνπ αιιά θαη ηνπ λεξνχ ηεο ιίκλεο ή ηεο πέηξαο πνπ βξίζθεηαη ζε κεγάιν πςφκεηξν. Πυρηνική ενέργεια ή Ατομική ενέργεια Ολνκάδεηαη ε ελέξγεηα πνπ απειεπζεξψλεηαη φηαλ κεηαζρεκαηίδνληαη αηνκηθνί ππξήλεο. Δίλαη δειαδή ε δπλακηθή ελέξγεηα πνπ είλαη εγθιεηζκέλε ζηνπο ππξήλεο ησλ αηφκσλ ιφγσ ηεο αιιειεπίδξαζεο ησλ ζσκαηηδίσλ πνπ ηα ζπληζηνχλ. Ζ ππξεληθή ελέξγεηα απειεπζεξψλεηαη θαηά ηε ζράζε ή ζχληεμε ησλ ππξήλσλ θαη εθφζνλ νη ππξεληθέο αληηδξάζεηο είλαη ειεγρφκελεο (φπσο ζπκβαίλεη ζηελ θαξδηά ελφο ππξεληθνχ αληηδξαζηήξα) κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα λα θαιχςεη ελεξγεηαθέο αλάγθεο. Σελίδα 7

8 Θερμική ενέργεια Ζ ζεξκηθή ελέξγεηα, ην ζχλνιν δειαδή ηεο θηλεηηθήο ελέξγεηαο ησλ ζσκαηηδίσλ πνπ ζπγθξνηνχλ ηα πιηθά ζψκαηα, θαζψο απηά θηλνχληαη ζην εζσηεξηθφ ηνπο. Με ηνλ φξν ζεξκφηεηα ελλννχκε εηδηθά ηελ ελέξγεηα πνπ κεηαθέξεηαη απφ έλα ζψκα πςειήο ζεξκνθξαζίαο ζε άιιν κε ρακειφηεξε ζεξκνθξαζία, κε απνηέιεζκα λα απμάλεηαη ε θηλεηηθή ελέξγεηα ησλ ζσκαηηδίσλ ηνπ.ζ ζεξκηθή ελέξγεηα κπνξεί λα είλαη απνηέιεζκα ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο. Ηλεκτρική ενέργεια Ζ ειεθηξηθή ελέξγεηα, πνπ αλαθέξεηαη ζηελ θηλεηηθή ελέξγεηα ησλ θηλνχκελσλ ειεθηξνλίσλ (ειεθηξηθφ ξεχκα), ιφγσ ηεο χπαξμεο δηαθνξάο δπλακηθνχ ζηα άθξα ελφο αγσγνχ. Σελίδα 8

9 Χημική ενέργεια Ζ ρεκηθή ελέξγεηα, ην ζχλνιν ηεο δπλακηθήο ελέξγεηαο πνπ απαηηήζεθε γηα ηε ζπγθξφηεζε κνξίσλ ρεκηθψλ νπζηψλ απφ δηάθνξα άηνκα, θάησ απφ ηελ αιιειεπίδξαζε ειεθηξνκαγλεηηθψλ δπλάκεσλ. Ζ ρεκηθή ελέξγεηα απνδίδεηαη ζπλήζσο σο ζεξκηθή ή ειεθηξηθή, φηαλ ηα κφξηα δηαζπψληαη θαη πάιη ζε άηνκα ή κεηαζρεκαηίδεηαη ζηνπο νξγαληζκνχο ζε ζεξκηθή θαη θηλεηηθή, κε βηνινγηθνχο κεραληζκνχο, θαη νλνκάδεηαη δσηθή ελέξγεηα. ΑΝΑΝΔΧΗΜΔ ΠΖΓΔ ΔΝΔΡΓΔΗΑ Οη αλαλεψζηκεο κνξθέο ελέξγεηαο (ΑΠΔ) ή ήπηεο κνξθέο ελέξγεηαο, ή λέεο πεγέο ελέξγεηαο, ή πξάζηλε ελέξγεηα είλαη κνξθέο εθκεηαιιεχζηκεο ελέξγεηαο πνπ πξνέξρνληαη απφ δηάθνξεο θπζηθέο δηαδηθαζίεο, φπσο ν άλεκνο, ε γεσζεξκία, ε θπθινθνξία ηνπ λεξνχ θαη άιιεο. Ο φξνο «ήπηεο» αλαθέξεηαη ζε δπν βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπο. Καηαξράο, γηα ηελ εθκεηάιιεπζή ηνπο δελ απαηηείηαη θάπνηα ελεξγεηηθή παξέκβαζε, φπσο εμφξπμε, άληιεζε ή θαχζε, φπσο κε ηηο κέρξη ηψξα ρξεζηκνπνηνχκελεο πεγέο ελέξγεηαο, αιιά απιψο ε εθκεηάιιεπζε ηεο ήδε ππάξρνπζαο ξνήο ελέξγεηαο ζηε θχζε. Γεχηεξνλ, πξφθεηηαη γηα «θαζαξέο» κνξθέο ελέξγεηαο, πνιχ «θηιηθέο» ζην πεξηβάιινλ, πνπ δελ απνδεζκεχνπλ πδξνγνλάλζξαθεο, δηνμείδην ηνπ άλζξαθα ή ηνμηθά θαη Σελίδα 9

10 ξαδηελεξγά απφβιεηα, φπσο νη ππφινηπεο πεγέο ελέξγεηαο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε κεγάιε θιίκαθα. Έηζη νη ΑΠΔ ζεσξνχληαη απφ πνιινχο κία αθεηεξία γηα ηελ επίιπζε ησλ νηθνινγηθψλ πξνβιεκάησλ πνπ αληηκεησπίδεη ε Γε. Ωο «αλαλεψζηκεο πεγέο» ζεσξνχληαη γεληθά νη ελαιιαθηηθέο ησλ παξαδνζηαθψλ πεγψλ ελέξγεηαο (π.ρ. ηνπ πεηξειαίνπ ή ηνπ άλζξαθα), φπσο ε ειηαθή θαη ε αηνιηθή. Ο ραξαθηεξηζκφο «αλαλεψζηκεο» είλαη θάπσο θαηαρξεζηηθφο, κηαο θαη νξηζκέλεο απφ απηέο ηηο πεγέο, φπσο ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα δελ αλαλεψλνληαη ζε θιίκαθα ρηιηεηηψλ. ε θάζε πεξίπησζε νη ΑΠΔ έρνπλ κειεηεζεί σο ιχζε ζην πξφβιεκα ηεο αλακελφκελεο εμάληιεζεο ησλ (κε αλαλεψζηκσλ) απνζεκάησλ νξπθηψλ θαπζίκσλ. Σειεπηαία απφ ηελ Δπξσπατθή Έλσζε, αιιά θαη απφ πνιιά κεκνλσκέλα θξάηε, πηνζεηνχληαη λέεο πνιηηηθέο γηα ηε ρξήζε αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο, πνπ πξνάγνπλ ηέηνηεο εζσηεξηθέο πνιηηηθέο θαη γηα ηα θξάηε κέιε. Οη ΑΠΔ απνηεινχλ ηε βάζε ηνπ κνληέινπ νηθνλνκηθήο αλάπηπμεο ηεο πξάζηλεο νηθνλνκίαο θαη θεληξηθφ ζεκείν εζηίαζεο ηεο ζρνιήο ησλ νηθνινγηθψλ νηθνλνκηθψλ, ε νπνία έρεη θάπνηα επηξξνή ζην νηθνινγηθφ θίλεκα. Γεληθά Οη ήπηεο κνξθέο ελέξγεηαο βαζίδνληαη θαη' νπζία ζηελ ειηαθή αθηηλνβνιία, κε εμαίξεζε ηε γεσζεξκηθή ελέξγεηα, ε νπνία είλαη ξνή ελέξγεηαο απφ ην εζσηεξηθφ ηνπ θινηνχ ηεο γεο, θαη ηελ ελέξγεηα απ' ηηο παιίξξνηεο πνπ εθκεηαιιεχεηαη ηε βαξχηεηα. Οη βαζηδφκελεο ζηελ ειηαθή αθηηλνβνιία ήπηεο πεγέο ελέξγεηαο είλαη αλαλεψζηκεο, κηαο θαη δελ πξφθεηηαη λα εμαληιεζνχλ φζν ππάξρεη ν ήιηνο, δειαδή γηα κεξηθά αθφκα δηζεθαηνκκχξηα ρξφληα. Οπζηαζηηθά είλαη ειηαθή ελέξγεηα "ζπζθεπαζκέλε" θαηά ηνλ έλα ή ηνλ άιιν ηξφπν: ε βηνκάδα είλαη ειηαθή ελέξγεηα δεζκεπκέλε ζηνπο ηζηνχο ησλ θπηψλ κέζσ ηεο θσηνζχλζεζεο, ε αηνιηθή εθκεηαιιεχεηαη ηνπο αλέκνπο πνπ πξνθαινχληαη απ' ηε ζέξκαλζε ηνπ αέξα ελψ απηέο πνπ βαζίδνληαη ζην λεξφ εθκεηαιιεχνληαη ηνλ θχθιν εμάηκηζεο-ζπκπχθλσζεο ηνπ λεξνχ θαη ηελ Σελίδα 10

11 θπθινθνξία ηνπ. Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα δελ είλαη αλαλεψζηκε, θαζψο ηα γεσζεξκηθά πεδία θάπνηα ζηηγκή εμαληινχληαη. Υξεζηκνπνηνχληαη είηε άκεζα (θπξίσο γηα ζέξκαλζε) είηε κεηαηξεπφκελεο ζε άιιεο κνξθέο ελέξγεηαο (θπξίσο ειεθηξηζκφ ή κεραληθή ελέξγεηα). Ζ πςειή φκσο κέρξη πξφζθαηα ηηκή ησλ λέσλ ελεξγεηαθψλ εθαξκνγψλ, ηα ηερληθά πξνβιήκαηα εθαξκνγήο θαζψο θαη πνιηηηθέο θαη νηθνλνκηθέο ζθνπηκφηεηεο πνπ έρνπλ λα θάλνπλ κε ηε δηαηήξεζε ηνπ παξφληνο ζηάηνπο θβν ζηνλ ελεξγεηαθφ ηνκέα εκπφδηζαλ ηελ εθκεηάιιεπζε έζησ θαη κέξνπο απηνχ ηνπ δπλακηθνχ. Σν ελδηαθέξνλ γηα ηηο ήπηεο κνξθέο ελέξγεηαο αλαθηλήζεθε ηε δεθαεηία ηνπ 1970, σο απνηέιεζκα θπξίσο ησλ απαλσηψλ πεηξειατθψλ θξίζεσλ ηεο επνρήο, αιιά θαη ηεο αιινίσζεο ηνπ πεξηβάιινληνο θαη ηεο πνηφηεηαο δσήο απφ ηε ρξήζε θιαζηθψλ πεγψλ ελέξγεηαο. Ηδηαίηεξα αθξηβέο ζηελ αξρή, μεθίλεζαλ ζαλ πεηξακαηηθέο εθαξκνγέο. ήκεξα φκσο ιακβάλνληαη ππφςε ζηνπο επίζεκνπο ζρεδηαζκνχο ησλ αλεπηπγκέλσλ θξαηψλ γηα ηελ ελέξγεηα θαη, αλ θαη απνηεινχλ πνιχ κηθξφ πνζνζηφ ηεο ελεξγεηαθήο παξαγσγήο, εηνηκάδνληαη βήκαηα γηα παξαπέξα αμηνπνίεζή ηνπο. Σν θφζηνο δε ησλ εθαξκνγψλ ήπησλ κνξθψλ ελέξγεηαο πέθηεη ζπλέρεηα ηα ηειεπηαία είθνζη ρξφληα θαη εηδηθά ε αηνιηθή θαη πδξνειεθηξηθή ελέξγεηα, αιιά θαη ε βηνκάδα, κπνξνχλ πιένλ λα αληαγσλίδνληαη ζηα ίζα παξαδνζηαθέο πεγέο ελέξγεηαο φπσο ν άλζξαθαο θαη ε ππξεληθή ελέξγεηα. Δλδεηθηηθά, ζηηο Ζ.Π.Α. έλα 6% ηεο ελέξγεηαο πξνέξρεηαη απφ αλαλεψζηκεο πεγέο, ελψ ζηελ Δπξσπατθή Έλσζε ην 2010 ην 25% ηεο ελέξγεηαο ζα πξνέξρεηαη απφ αλαλεψζηκεο πεγέο (θπξίσο πδξνειεθηξηθά θαη βηνκάδα). Πλεονεκηήμαηα και μειονεκηήμαηα Πλεονεκηήμαηα Δίλαη πνιχ θηιηθέο πξνο ην πεξηβάιινλ, έρνληαο νπζηαζηηθά κεδεληθά θαηάινηπα θαη απφβιεηα. Γελ πξφθεηηαη λα εμαληιεζνχλ πνηέ, ζε αληίζεζε κε ηα νξπθηά θαχζηκα. Μπνξνχλ λα βνεζήζνπλ ηελ ελεξγεηαθή απηάξθεηα κηθξψλ θαη αλαπηπζζφκελσλ ρσξψλ, θαζψο θαη λα απνηειέζνπλ ηελ ελαιιαθηηθή πξφηαζε ζε ζρέζε κε ηελ νηθνλνκία ηνπ πεηξειαίνπ. Δίλαη επέιηθηεο εθαξκνγέο πνπ κπνξνχλ λα παξάγνπλ ελέξγεηα αλάινγε κε ηηο αλάγθεο ηνπ επί ηφπνπ πιεζπζκνχ, θαηαξγψληαο ηελ αλάγθε γηα ηεξάζηηεο κνλάδεο παξαγσγήο ελέξγεηαο (θαηαξρήλ γηα ηελ χπαηζξν) αιιά θαη γηα κεηαθνξά ηεο ελέξγεηαο ζε κεγάιεο απνζηάζεηο. Ο εμνπιηζκφο είλαη απιφο ζηελ θαηαζθεπή θαη ηε ζπληήξεζε θαη έρεη πνιχ κεγάιν ρξφλν δσήο. Δπηδνηνχληαη απφ ηηο πεξηζζφηεξεο θπβεξλήζεηο. Μειονεκηήμαηα Σελίδα 11

12 Έρνπλ αξθεηά κηθξφ ζπληειεζηή απφδνζεο, ηεο ηάμεο ηνπ 30% ή θαη ρακειφηεξν. πλεπψο απαηηείηαη αξθεηά κεγάιν αξρηθφ θφζηνο εθαξκνγήο ζε κεγάιε επηθάλεηα ηεο γεο. Γη' απηφ ην ιφγν κέρξη ηψξα ρξεζηκνπνηνχληαη ζαλ ζπκπιεξσκαηηθέο πεγέο ελέξγεηαο. Γηα ηνλ παξαπάλσ ιφγν πξνο ην παξφλ δελ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ηελ θάιπςε ησλ αλαγθψλ κεγάισλ αζηηθψλ θέληξσλ. Ζ παξνρή θαη απφδνζε ηεο αηνιηθήο, πδξνειεθηξηθήο θαη ειηαθήο ελέξγεηαο εμαξηάηαη απφ ηελ επνρή ηνπ έηνπο αιιά θαη απφ ην γεσγξαθηθφ πιάηνο θαη ην θιίκα ηεο πεξηνρήο ζηελ νπνία εγθαζίζηαληαη. Γηα ηηο αηνιηθέο κεραλέο ππάξρεη ε άπνςε φηη δελ είλαη θνκςέο απφ αηζζεηηθή άπνςε θη φηη πξνθαινχλ ζφξπβν θαη ζαλάηνπο πνπιηψλ. Με ηελ εμέιημε φκσο ηεο ηερλνινγίαο ηνπο θαη ηελ πξνζεθηηθφηεξε επηινγή ρψξσλ εγθαηάζηαζεο (π.ρ. ζε πιαηθφξκεο ζηελ αλνηρηή ζάιαζζα) απηά ηα πξνβιήκαηα έρνπλ ζρεδφλ ιπζεί. Γηα ηα πδξνειεθηξηθά έξγα ιέγεηαη φηη πξνθαινχλ έθιπζε κεζαλίνπ απφ ηελ απνζχλζεζε ησλ θπηψλ πνπ βξίζθνληαη θάησ απ' ην λεξφ θη έηζη ζπληεινχλ ζην θαηλφκελν ηνπ ζεξκνθεπίνπ. Δίδε ήπησλ κνξθψλ ελέξγεηαο Αηνιηθή ελέξγεηα. Υξεζηκνπνηήζεθε παιηφηεξα γηα ηελ άληιεζε λεξνχ απφ πεγάδηα θαζψο θαη γηα κεραληθέο εθαξκνγέο (π.ρ. ηελ άιεζε ζηνπο αλεκφκπινπο). Έρεη αξρίζεη λα ρξεζηκνπνηείηαη επξέσο γηα ειεθηξνπαξαγσγή. Ζιηαθή ελέξγεηα. Υξεζηκνπνηείηαη πεξηζζφηεξν γηα ζεξκηθέο εθαξκνγέο (ειηαθνί ζεξκνζίθσλεο θαη θνχξλνη) ελψ ε ρξήζε ηεο γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηζκνχ έρεη αξρίζεη λα θεξδίδεη έδαθνο, κε ηελ βνήζεηα ηεο πνιηηηθήο πξνψζεζεο ησλ Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο απφ ην ειιεληθφ θξάηνο θαη ηελ ΔπξσπατθήΈλσζε. Σελίδα 12

13 Τδξαπιηθή ελέξγεηα. Δίλαη ηα γλσζηά πδξνειεθηξηθά έξγα, πνπ ζην πεδίν ησλ ήπησλ κνξθψλ ελέξγεηαο εμεηδηθεχνληαη πεξηζζφηεξν ζηα κηθξά πδξνειεθηξηθά. Δίλαη ε πην δηαδεδνκέλε κνξθή αλαλεψζηκεο ελέξγεηαο. Βηνκάδα. Υξεζηκνπνηεί ηνπο πδαηάλζξαθεο ησλ θπηψλ (θπξίσο απνβιήησλ ηεο βηνκεραλίαο μχινπ, ηξνθίκσλ θαη δσνηξνθψλ θαη ηεο βηνκεραλίαο δάραξεο) κε ζθνπφ ηελ απνδέζκεπζε ηεο ελέξγεηαο πνπ δεζκεχηεθε απ' ην θπηφ κε ηε θσηνζχλζεζε. Αθφκα κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ αζηηθά απφβιεηα θαη απνξξίκκαηα. Μπνξεί λα δψζεη βηναηζαλφιε θαη βηναέξην, πνπ είλαη θαχζηκα πην θηιηθά πξνο ην πεξηβάιινλ απφ ηα παξαδνζηαθά. Δίλαη κηα πεγή ελέξγεηαο κε πνιιέο δπλαηφηεηεο θαη εθαξκνγέο πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζεί πιαηηά ζην κέιινλ. Γεσζεξκηθή ελέξγεηα. Πξνέξρεηαη απφ ηε ζεξκφηεηα πνπ παξάγεηαη απ' ηε ξαδηελεξγφ απνζχλζεζε ησλ πεηξσκάησλ ηεο γεο. Δίλαη εθκεηαιιεχζηκε εθεί φπνπ ε ζεξκφηεηα απηή αλεβαίλεη κε θπζηθφ ηξφπν ζηελ επηθάλεηα, π.ρ. ζηνπο ζεξκνπίδαθεο ή ζηηο πεγέο δεζηνχ λεξνχ. Σελίδα 13

14 Μπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί είηε απεπζείαο γηα ζεξκηθέο εθαξκνγέο είηε γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηζκνχ. Ζ Ηζιαλδία θαιχπηεη ην 80-90% ησλ ελεξγεηαθψλ ηεο αλαγθψλ, φζνλ αθνξά ηε ζέξκαλζε, θαη ην 20%, φζνλ αθνξά ηνλ ειεθηξηζκφ, κε γεσζεξκηθή ελέξγεηα. Δλέξγεηα απφ ηε ζάιαζζα : Δλέξγεηα απφ παιίξξνηεο. Δθκεηαιιεχεηαη ηε βαξχηεηα ηνπ Ήιηνπ θαη ηεο ειήλεο, πνπ πξνθαιεί αλχςσζε ηεο ζηάζκεο ηνπ λεξνχ. Σν λεξφ απνζεθεχεηαη θαζψο αλεβαίλεη θαη γηα λα μαλαθαηέβεη αλαγθάδεηαη λα πεξάζεη κέζα απφ κηα ηνπξκπίλα, παξάγνληαο ειεθηξηζκφ. Έρεη εθαξκνζηεί ζηελ Αγγιία, ηε Γαιιία, ηε Ρσζία θαη αιινχ. Σελίδα 14

15 Δλέξγεηα απφ θχκαηα. Δθκεηαιιεχεηαη ηελ θηλεηηθή ελέξγεηα ησλ θπκάησλ ηεο ζάιαζζαο. Σελίδα 15

16 Δλέξγεηα απφ ηνπο σθεαλνχο. Δθκεηαιιεχεηαη ηε δηαθνξά ζεξκνθξαζίαο αλάκεζα ζηα ζηξψκαηα ηνπ σθεαλνχ, θάλνληαο ρξήζε ζεξκηθψλ θχθισλ. Βξίζθεηαη ζην ζηάδην ηεο έξεπλαο. Οι μη ανανεώζιμερ ή ςμβαηικέρ πξνέξρνληαη απφ νξπθηά θαχζηκα ηα νπνία δηαθξίλνληαη ζε: - ηεξεά (άλζξαθαο) Σελίδα 16

17 - Τγξά (πεηξέιαην) - Αέξηα (θπζηθφ αέξην) - ηηο κε αλαλεψζηκεο αλήθεη θαη ε Ππξεληθή ελέξγεηα, θαζφηη γηα ηελ παξαγσγή ηεο θαίκε ην νξπθηφ θαχζηκν Οπξάλην 235 ή ην ηερλεηφ Πινπηψλην 238 ή άιια αζηαζή ζηνηρεία, ηα νπνία κεηαηξέπνληαη ζε ειαθξχηεξα ζηνηρεία. Γηπιηζηήξην Δμφξπμε άλζξαθα Σελίδα 17

18 Θεξκνειεθηξηθφ εξγνζηάζην παξαγσγήο Πιαηθφξκα άληιεζεο πεηξειαίνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο Ππξεληθφο ζηαζκφο ελέξγεηαο ζην Καηελφκ ηεο Γαιιίαο. Με ξαδηελεξγφο αηκφο εμέξρεηαη απφ ηνπο ςπθηηθνχο πχξγνπο. Σελίδα 18

19 ΔΛΝΡΖΡΑ 2 ΞΔΟΗΓΟΑΦΖ ΡΩΛ Φ/Β Σελίδα 19

20 ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΣΧΝ Φ/Β ΟΡΗΜΟ ΔΛΝΡΖΡΑ 2 Με ηνλ γεληθφ φξν θσηνβνιηατθά ραξαθηεξίδνληαη νη βηνκεραληθέο δηαηάμεηο κεηαηξνπήο ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο ζε ειεθηξηθή. ηελ νπζία πξφθεηηαη γηα ειεθηξνγελλήηξηεο πνπ ζπγθξνηνχληαη απφ πνιιά θσηνβνιηατθά ζηνηρεία ζε επίπεδε δηάηαμε πνπ έρνπλ σο βάζε ιεηηνπξγίαο ην θσηνβνιηατθφ θαηλφκελν. Σα θσηνβνιηατθά αλήθνπλ ζηε θαηεγνξία ησλ Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο (ΑΠΔ). Ζ ιέμε «θσηνβνιηατθφ» είλαη ζπλζεηηθή θαη πξνέξρεηαη απφ ηελ Διιεληθή θσηφ θσο θαη απφ ηνλ Volta, o Αιεζάληξν Βφιηα (Ηηαι.: Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta) (18 Φεβξνπαξίνπ Μαξηίνπ 1827) ήηαλ Ηηαιφο θπζηθφο, ν νπνίνο έγηλε θπξίσο γλσζηφο γηα ηελ αλαθάιπςε ηεο ειεθηξηθήο κπαηαξίαο ην Φυηοηλεκηπικό Φαινόμενο. Η πποζπίπηοςζα ηλεκηπομαγνηηική ακηινοβολία ζηα απιζηεπά εξάγει ηλεκηπόνια από ηην επιθάνεια ηος μεηάλλος δεξιά. ΦΧΣΟΒΟΛΣΑΨΚΖ ΓΗΑΣΑΞΖ Σα Φ/Β πιαίζηα έρνπλ σο βαζηθφ κέξνο ην ειηαθφ ζηνηρείν (solar cell) πνπ είλαη έλαο θαηάιιεια επεμεξγαζκέλνο εκηαγσγφο κηθξνχ πάρνπο ζε επίπεδε επηθάλεηα. Ζ πξφζπησζε ειηαθήο αθηηλνβνιίαο δεκηνπξγεί ειεθηξηθή ηάζε θαη κε ηελ θαηάιιειε ζχλδεζε ζε θνξηίν παξάγεηαη ειεθηξηθφ ξεχκα. Σα Φ/Β ζηνηρεία νκαδνπνηνχληαη θαηάιιεια θαη ζπγθξνηνχλ ηα θσηνβνιηατθά πιαίζηα ή γεννήηπιερ (module), ηππηθήο ηζρχνο απφ 20W έσο 300W. Οη Φ/Β γελλήηξηεο ζπλδένληαη ειεθηξνινγηθά κεηαμχ ηνπο θαη δεκηνπξγνχληαη νη θωηοβοληαϊκέρ ζςζηοισίερ (arrays). Σελίδα 20

21 Φυηοβοληαφκή διάηαξη Φωηοβοληαϊκή γεννήηπια(module) νλνκάδεηαη έλα ζχλνιν θσηνβνιηατθψλ ζηνηρείσλ πνπ ζπλδένληαη ειεθηξνληθά κεηαμχ ηνπο. Γηα ιφγνπο πξνζηαζίαο είλαη θιεηζκέλα εξκεηηθά, αεξνζηεγψο θαη πδαηνζηεγψο, κέζα ζε εηδηθφ ηδάκη θαη θαηάιιεια κνλσηηθά πιαζηηθά, ελψ γηα ζηαζεξφηεηα, κεραληθή αληνρή θαη επρξεζηία, έρνπλ ελζσκαησκέλα ζην πεξίγξακκά ηνπο κεηαιιηθά ειάζκαηα αλνδησκέλνπ αινπκηλίνπ. Ζ ειεθηξηθή ηζρχο κίαο Φ/Σ γελλήηξηαο είλαη ην άζξνηζκα ηεο ελέξγεηαο πνπ παξάγνπλ φια ηα θ/η ζηνηρεία ηεο ζηε κνλάδα ηνπ ρξφλνπ. Φσηνβνιηατθή ζπζηνηρία, ηέινο, νλνκάδεηαη έλα ζχλνιν θ/η γελλεηξηψλ θαηάιιεια ζπλδεδεκέλσλ κεηαμχ ηνπο. ανοδιυμένο αλοςμίνιο Ζ θωηοβοληαϊκή ζςζηοισία(arrays),ε νπνία απνηειεί θαη ηελ θαξδηά ελφο θσηνβνιηατθνχ ζπζηήκαηνο, ζπλνδεχεηαη απφ θαηάιιεια ειεθηξνληθά θπθιψκαηα γηα ηνλ έιεγρν θαη ηε δηαρείξηζε ηεο παξαγφκελεο ελέξγεηαο, θαζψο θαη απφ θάπνην ζχζηεκα απνζήθεπζήο ηεο (κπαηαξία/εο), ζηηο πεξηπηψζεηο πνπ νη εθαξκνγέο ην απαηηνχλ. Σν παξαγφκελν ειεθηξηθφ ξεχκα Σελίδα 21

22 είλαη ζπλερνχο ηάζεο θαη, αλάινγα κε ηελ εθαξκνγή, ρξεζηκνπνηείηαη σο έρεη ή κεηαηξέπεηαη ζε ελαιιαζζφκελν, κε ηε βνήζεηα κίαο ειεθηξνληθήο ζπζθεπήο πνπ νλνκάδεηαη αληηζηξνθέαο. Φυηοβοληαφκή ζςζηοισία Ο ανηιζηποθέαρ (επίζηρ μεηαηποπέαρ ή αναζηποθέαρ) (inverter) είναι ένα ηλεκηπονικό κύκλυμα πος μεηαηπέπει ηη ζςνεσή ηάζη ζε εναλλαζζόμενη. TΔΥΝΟΛΟΓΗΔ Φ/Β ΣΟΗΥΔΗΧΝ Έλα θσηνβνιηατθφ ζχζηεκα απνηειείηαη απφ έλα ή πεξηζζφηεξα πάλει (ή πιαίζηα, ή φπσο ιέγνληαη ζπρλά ζην εκπφξην, «θξχζηαιια») θσηνβνιηατθψλ ζηνηρείσλ (ή «θπςειψλ», ή «θπηηάξσλ»), καδί κε ηηο απαξαίηεηεο ζπζθεπέο θαη δηαηάμεηο γηα ηε κεηαηξνπή ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πνπ παξάγεηαη ζηελ Σελίδα 22

23 επηζπκεηή κνξθή.σν θσηνβνιηατθφ ζηνηρείν είλαη ζπλήζσο ηεηξάγσλν, κε πιεπξά mm. Σα θσηνβνιηατθά ζηνηρεία ρσξίδνληαη ζε δπν βαζηθέο θαηεγνξίεο 1. Κξπζηαιιηθνχ Ππξηηίνπ Μνλνθξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ, κε νλνκαζηηθέο απνδφζεηο πιαηζίσλ 14,5% έσο 21%, Φυηοβοληαφκά από μονοκπςζηαλλικό πςπίηιο Πνιπθξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ, κε νλνκαζηηθέο απνδφζεηο πιαηζίσλ 13% έσο 14,5%. Σελίδα 23

24 Φυηοβοληαφκά από πολςκπςζηαλλικό πςπίηιο 2. Λεπηψλ Μεκβξαλψλ Άκνξθνπ Ππξηηίνπ, νλνκαζηηθήο απφδνζεο ~7%. Υαιθνππξηηψλ CIS / CIGS, νλνκαζηηθήο απφδνζεο απφ 7% έσο 11%. Σν άκνξθν θαη ην θξπζηαιιηθφ ππξίηην παξνπζηάδνπλ ηφζν πιενλεθηήκαηα, φζν θαη κεηνλεθηήκαηα, θαη θαηά ηε κειέηε ηνπ θσηνβνιηατθνχ ζπζηήκαηνο γίλεηαη ε αμηνιφγεζε ησλ εηδηθψλ ζπλζεθψλ ηεο εθαξκνγήο (θαηεχζπλζε θαη δηάξθεηα ηεο ειηνθάλεηαο, ηπρφλ ζθηάζεηο θιπ.) ψζηε λα επηιεγεί ε θαηάιιειε ηερλνινγία. Σν ππξίηην (Si) είλαη ε βάζε γηα ην 90% πεξίπνπ ηεο παγθφζκηαο παξαγσγήο Φ/Β. Ζ θπξηαξρία απηή νθείιεηαη αξρηθά ζηελ ηεξάζηηα παγθφζκηα επηζηεκνληθή θαη ηερληθή ππνδνκή γηα ην πιηθφ απηφ απφ ηε δεθαεηία ηνπ '60. Μεγάιεο θπβεξλεηηθέο θαη βηνκεραληθέο επελδχζεηο έγηλαλ ζε πξνγξάκκαηα γηα ηηο ρεκηθέο θαη ειεθηξνληθέο ηδηφηεηεο ηνπ Si, ψζηε λα δεκηνπξγεζεί ν εμνπιηζκφο πνπ απαηηείηαη ζηα βήκαηα ηεο επεμεξγαζίαο γηα ηελ απφθηεζε ηεο απαξαίηεηεο θαζαξφηεηαο θαη ηεο θξπζηαιιηθήο δνκήο ηνπ πιηθνχ. Κομμάηι πςπιηίος Σελίδα 24

25 Ζ γλψζε πνπ πξνέθπςε έηζη γηα ην ππξίηην, ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θαη ε αθζνλία ηνπ ζηε γε, ην θαηέζηεζαλ ηθαλφ θαη ζπκθέξνλ κέζν γηα ηελ εθκεηάιιεπζε ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο. Δληνχηνηο, ιφγσ ηνπ φηη είλαη εχζξαπζην, ην ππξίηην απαηηεί ηνλ ζρεκαηηζκφ ζηνηρείσλ ζρεηηθά κεγάινπ πάρνπο. Απηφ ζεκαίλεη φηη κεξηθά απφ ηα ειεθηξφληα πνπ απειεπζεξψλνληαη κεηά ηελ απνξξφθεζε ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο πξέπεη λα ηαμηδέςνπλ κεγάιεο απνζηάζεηο γηα λα εληαρζνχλ ζηελ ξνή ηνπ ξεχκαηνο θαη λα ζπλεηζθέξνπλ ζην ειεθηξηθφ θχθισκα. πλεπψο, ην πιηθφ ζα πξέπεη λα έρεη πςειή θαζαξφηεηα θαη δνκηθή ηειεηφηεηα, ψζηε λα απνηξέςεη ηελ επηζηξνθή ησλ ειεθηξνλίσλ ζηηο θπζηθέο ηνπο ζέζεηο. Οη αηέιεηεο πξέπεη λα απνθεπρζνχλ ψζηε ε ελέξγεηα ηνπ ειεθηξνλίνπ λα κελ κεηαηξαπεί ζε ζεξκφηεηα. Ζ παξαγσγή ζεξκφηεηαο, ε νπνία είλαη επηζπκεηή ζηα ειηαθά ζεξκηθά πιαίζηα, φπνπ απηή ε ζεξκφηεηα κεηαθέξεηαη ζε έλα ξεπζηφ, είλαη αλεπηζχκεηε ζηα Φ/Β πιαίζηα, φπνπ ε ειηαθή ελέξγεηα ζα πξέπεη λα κεηαηξαπεί ζε ειεθηξηθή. Σν ππξίηην, αλάινγα κε ηελ επεμεξγαζία ηνπ, δίλεη κνλνθξπζηαιιηθά, πνιπθξπζηαιιηθά ή άκνξθα πιηθά, απφ ηα νπνία παξάγνληαη ηα Φ/Β ζηνηρεία. Σα ιεπηά πιηθά είλαη έλαο ηξφπνο λα κεησζεί ην θφζηνο ησλ Φ/Β πιαηζίσλ θαη λα απμεζεί ε απφδνζή ηνπο. Δθηφο απφ ηε ρξήζε κηθξφηεξεο πνζφηεηαο πιηθνχ, έλα άιιν πιενλέθηεκα είλαη φηη νιφθιεξα πιαίζηα κπνξνχλ λα θαηαζθεπαζηνχλ παξάιιεια κε ηε δηαδηθαζία απφζεζεο. Απηφ είλαη ζπκθέξνλ νηθνλνκηθά, αιιά επίζεο πνιχ απαηηεηηθφ ηερληθά, επεηδή ε επεμεξγαζία ρσξίο αηέιεηεο αθνξά κεγαιχηεξε επηθάλεηα. ηα πιενλεθηήκαηα ησλ ιεπηψλ πιαηζίσλ ηα νπνία αλαθέξζεθαλ παξαπάλσ, ζα πξέπεη λα αληηπαξαηεζεί ε ρακειφηεξε σο ηψξα απφδνζή ηνπο, ε νπνία πεξηνξίδεηαη ζην 5-10%, αλάινγα κε ην πιηθφ. Πάλησο ε ηερλνινγία ιεπηνχ ζηξψκαηνο (thin film) είλαη ζε θάζε αλάπηπμεο, αθνχ κε δηάθνξεο κεζφδνπο επεμεξγαζίαο θαη ρξήζε δηαθνξεηηθψλ πιηθψλ αλακέλεηαη αχμεζε ηεο απφδνζεο, ζηαζεξνπνίεζε ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηνπο θαη αχμεζε ηεο δηείζδπζεο ζηελ αγνξά. ήκεξα πάλησο απνηεινχλ ηελ πην θζελή επηινγή Φ/Β πιαηζίσλ. Ζ θαηαζθεπή κηαο γελλήηξηαο θξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ κπνξεί λα γίλεη θαη απφ εξαζηηέρλεο, κεηά απφ ηελ πξνκήζεηα ησλ ζηνηρείσλ. Σν θφζηνο είλαη απίζαλν λα είλαη ρακειφηεξν απφ ηελ αγνξά έηνηκεο γελλήηξηαο, θαζψο ε πξνκήζεηα πνηνηηθψλ ζηνηρείσλ είλαη πνιχ δχζθνιε. Δθηφο απφ ην ππξίηην ρξεζηκνπνηνχληαη θαη άιια πιηθά γηα ηελ θαηαζθεπή ησλ θσηνβνιηατθψλ ζηνηρείσλ, φπσο ην Κάδκην - Σειινχξην (CdTe) θαη ν ηλδνδηζειεληνχρνο ραιθφο. ε απηέο ηηο θαηαζθεπέο, ε κνξθή ηνπ ζηνηρείνπ δηαθέξεη ζεκαληηθά απφ απηή ηνπ θξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ, θαη έρεη ζπλήζσο ηε κνξθή ισξίδαο πιάηνπο κεξηθψλ ρηιηνζηψλ θαη κήθνπο αξθεηψλ εθαηνζηψλ. Σα πάλει ζπλδένληαη κεηαμχ ηνπο θαη δεκηνπξγνχλ ηε θσηνβνιηατθή ζπζηνηρία, ε νπνία κπνξεί λα πεξηιακβάλεη απφ 2 έσο θαη αξθεηέο εθαηνληάδεο θσηνβνιηατθέο γελλήηξηεο. Σελίδα 25

26 Σελλοςπιούσο κάδμιο ΓΟΜΖ ΔΝΟ ΦΧΣΟΒΟΛΣΑΨΚΟΤ ΤΣΖΜΑΣΟ Σν θσηνβνιηατθφ ζχζηεκα απνηειείηαη απφ έλα αξηζκφ κεξψλ ή ππνζπζηεκάησλ: (α) Σε θσηνβνιηατθή γελλήηξηα κε ηε κεραληθή ππνζηήξημε θαη πηζαλφλ έλα ζχζηεκα παξαθνινχζεζεο ηεο ειηαθήο ηξνρηάο. Φυηοβοληαφκή ζςζηοισία ζε ηλιοζηάηη, με εύπορ πεπιζηποθήρ Σο ζύζηημα ακολοςθεί ηην ποπεία ηος ήλιος ζε ημεπήζια βάζη με ηη βοήθεια ειδικού αιζθηηήπα, ενώ μέζυ μανιβέλαρ γίνεηαι πύθμιζη ηηρ ανύτυζηρ ζε μηνιαία βάζη. Δίλαη πξνθαλέο φηη ζε ζπζηήκαηα πνπ δελ έρνπλ ηε δπλαηφηεηα κεηαθίλεζεο ψζηε λα παξαθνινπζνχλ ηελ πνξεία ηνπ ήιηνπ θαηά ηε δηάξθεηα ηεο εκέξαο θαη ηνπ ρξφλνπ, ε απφδνζε δελ είλαη ε βέιηηζηε δπλαηή. ε ηέηνηα ζπζηήκαηα, ε αχμεζε ησλ αλαγθψλ ηεο εγθαηάζηαζεο ζε ηζρχ ζπλεπάγεηαη ππνρξεσηηθά ηελ αχμεζε ηεο σθέιηκεο επηθάλεηαο κε ηελ πξνζζήθε πεξηζζφηεξσλ πάλει ζην ζχζηεκα. Γηα ην ιφγν απηφ, επηλνήζεθε ε ηερλνινγία ηνπ ειηνζηάηε, ή εληνπηζηή ειηαθήο αθηηλνβνιίαο. Ο ειηνζηάηεο είλαη κηα κεραλνινγηθή Σελίδα 26

27 δηάηαμε, πάλσ ζηελ νπνία ηνπνζεηείηαη ε θσηνβνιηατθή γελλήηξηα, ψζηε ην ζχζηεκα λα κπνξεί λα πεξηζηξέθεηαη κέζσ ησλ εηδηθψλ εμαξηεκάησλ θαη ηνπ ινγηζκηθνχ πνπ δηαζέηεη. Με ηνλ ηξφπν απηφ γίλεηαη ε θαιχηεξε δπλαηή εθκεηάιιεπζε ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο, ελψ εμνηθνλνκείηαη ρξήκα: ζε ζρέζε κε ηελ αγνξά επηπιένλ θσηνβνιηατθψλ πάλει, ε αγνξά ελφο ειηνζηάηε είλαη ζηηο πεξηζζφηεξεο πεξηπηψζεηο ε ζπκθέξνπζα ιχζε. Ο ειηνζηάηεο έρεη ζρεδηαζηεί κε ηξφπν ψζηε λα αληέρεη ζε πςειέο ηαρχηεηεο αλέκνπ. Σέινο, εθηφο απφ ηνπο ειηνζηάηεο/εληνπηζηέο πνπ δηαηίζεληαη ζην εκπφξην, ππάξρνπλ θαη απηνζρέδηεο θαηαζθεπέο κε παξφκνηα αξρή ιεηηνπξγίαο. (β) Μπαηαξίεο (ππνζχζηεκα απνζήθεπζεο)- πιένλ δελ ρξεζηκνπνηνχληαη, εθηφο ζε απνκαθξπζκέλεο εγθαηαζηάζεηο φπσο είλαη π.ρ. νη Φάξνη, δηαθνξεηηθά ε ζχλδεζε ηνπ πάλει γίλεηαη απεπζείαο κε ην πθηζηάκελν δίθηπν ηεο ΓΔΖ. Μπαηαπίερ Μολύβδος Βαθειάρ Εκθόπηιζηρ Φάπορ ζηο λιμάνι ηος Αιγίος με θ/ηα διάηαξη Σελίδα 27

28 (γ) Καζνξηζκφ ηζρχνο θαη ζπζθεπή ειέγρνπ πνπ πεξηιακβάλεη θξνληίδα γηα κέηξεζε θαη παξαηήξεζε. Ρςθμιζηήρ θόπηιζηρ θυηοβοληαφκών MPPT μέγιζηηρ ιζσύορ 2340W. (δ) Δθεδξηθή γελλήηξηα. Ζ επηινγή ηνπ πψο θαη πνηα απφ απηά ηα ζηνηρεία νινθιεξψλνληαη κέζα ζην ζχζηεκα εμαξηάηαη απφ πνηθίιεο εθηηκήζεηο. ΓΗΑΚΡΗΖ Φ/Β ΤΣΖΜΑΣΧΝ Τπάξρνπλ δπν θχξηεο θαηεγνξίεο ζπζηεκάησλ, ην δηαζπλδεδεκέλν κε ην δίθηπν θαη ην απηφλνκν. Ζ απινχζηεξε κνξθή ηνπ δεχηεξνπ εθ ησλ δπν απνηειείηαη απιψο απφ κηα θσηνβνιηατθή γελλήηξηα, ε νπνία κφλε ηεο ηξνθνδνηεί κε ζπλερέο ξεχκα έλα θνξηίν νπνηεδήπνηε ππάξρεη επαξθήο θσηεηλφηεηα. Απηνχ ηνπ ηχπνπ ην ζχζηεκα είλαη θνηλφ ζε εθαξκνγέο άληιεζεο. ε άιιεο πεξηπηψζεηο ην ζχζηεκα πεξηέρεη ζπλήζσο κηα θξνληίδα γηα απνζήθεπζε ελέξγεηαο απφ ηηο κπαηαξίεο. πρλά ζπκπεξηιακβάλεηαη θάπνηα κνξθή ξχζκηζεο ηεο ηζρχνο, φπσο ζηελ πεξίπησζε πνπ απαηηείηαη ελαιιαζζφκελν ξεχκα λα εμέξρεηαη απφ ην ζχζηεκα. ε κεξηθέο πεξηπηψζεηο ην ζχζηεκα πεξηέρεη κηα εθεδξηθή γελλήηξηα. Σα ζπλδεδεκέλα ζην δίθηπν ζπζηήκαηα κπνξνχλ λα ππνδηαηξεζνχλ ζ εθείλα ζηα νπνία ην δίθηπν ελεξγεί απιψο σο κηα βνεζεηηθή ηξνθνδνζία (εθεδξηθφ δίθηπν) θαη εθείλα ηα νπνία ίζσο ιάβνπλ επίζεο πξφζζεηε ηζρχ απφ ηε Φ.Β. γελλήηξηα (αιιεινεπηδξψκελν δίθηπν). Μέζα ζηνπο Φ.Β. ζηαζκνχο φιε ε παξαγφκελε ηζρχο ηξνθνδνηείηαη ζην δίθηπν. ΦΧΣΟΒΟΛΣΑΨΚΔ ΒΑΗΚΔ ΜΟΝΑΓΔ πλήζσο ηα ειηαθά ζηνηρεία ζε κηα βαζηθή κνλάδα ζπλδένληαη κεηαμχ ηνπο ζε κηα βαζηθή ζεηξά. Απηφ νθείιεηαη ζηα ειεθηξηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θάζε ειηαθνχ ζηνηρείνπ. Έλα ηππηθφ (δηακέηξνπ 4 ηληζψλ) ειηαθφ ζηνηρείν θξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ ή έλα (10 cm Υ 10 cm) πνιπθξπζηαιιηθφ ζηνηρείν ζα παξέρνπλ θάησ απφ θαλνληθέο ζπλζήθεο ηζρχ κεηαμχ 1 θαη 1,5 W, εμαξηψκελε απφ ηελ απφδνζε ηνπ ειηαθνχ ζηνηρείνπ. Απηή ε ηζρχο παξέρεηαη ζπλήζσο ππφ ηάζε 0,5 ή 0,6 V. Απφ ηε ζηηγκή πνπ ππάξρνπλ πνιχ ιίγεο Σελίδα 28

29 εθαξκνγέο, νη νπνίεο κπνξνχλ λα ιεηηνπξγνχλ ζε απηή ηελ ηάζε, ε άκεζε ιχζε είλαη λα ζπλδεζνχλ ηα ειηαθά ζηνηρεία ζε ζεηξά. Ο αξηζκφο ησλ ειεθηξηθψλ ζηνηρείσλ κέζα ζε κηα βαζηθή κνλάδα ξπζκίδεηαη απφ ηελ ηάζε ηεο βαζηθήο κνλάδαο. Ζ νλνκαζηηθή ηάζε ιεηηνπξγίαο ηνπ ζπζηήκαηνο ζπλήζσο πξέπεη λα ηαηξηάδεη κε ηελ νλνκαζηηθή ηάζε ηνπ ππνζπζηήκαηνο απνζήθεπζεο. Οη πεξηζζφηεξεο εθ ησλ θσηνβνιηατθψλ βαζηθψλ κνλάδσλ, πνπ θαηαζθεπάδνληαη βηνκεραληθά έρνπλ, επνκέλσο, ζηαζεξέο δηαηάμεηο, νη νπνίεο κπνξνχλ λα ζπλεξγαζζνχλ αθφκε θαη κε κπαηαξίεο ησλ 12Volt. Πξνλνψληαο γηα θάπνηα ππέξηαζε πξνθεηκέλνπ λα θνξηηζηεί ε κπαηαξία θαη λα αληηζηαζκηζηεί ρακειφηεξε έμνδνο, θάησ απφ ζπλζήθεο ρακειφηεξεο ησλ θαλνληθψλ, έρεη βξεζεί φηη κηα νκάδα ησλ 33 έσο 36 ειηαθψλ ζηνηρείσλ ζε ζεηξά ζπλήζσο εμαζθαιίδνπλ αμηφπηζηε ιεηηνπξγία. Έηζη ε ηζρχο ησλ βαζηθψλ κνλάδσλ ππξηηίνπ ζπλήζσο θπκαίλεηαη κεηαμχ 40 θαη 60 W. Οη παξάκεηξνη ηεο βαζηθήο κνλάδαο θαζνξίδνληαη απφ ηνλ θαηαζθεπαζηή θάησ απφ ηηο αθφινπζεο θαλνληθέο ζπλζήθεο: Αθηηλνβνιία 1 ΚW/m2 Φαζκαηηθή θαηαλνκή ΑΜ 1,5 Θεξκνθξαζία ειηαθνχ ζηνηρείνπ 25 C Πξφθεηηαη γηα ηηο ίδηεο ζπλζήθεο κε απηέο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα λα ραξαθηεξηζζνχλ ηα ειηαθά ζηνηρεία. Ζ νλνκαζηηθή έμνδνο ζπλήζσο νλνκάδεηαη ηζρχο θνξπθήο κηαο βαζηθήο κνλάδαο θαη εθθξάδεηαη ζε W θνξπθήο (W). Σα ηξία πεξηζζφηεξν ζεκαληηθά ειεθηξηθά ραξαθηεξηζηηθά κηαο βαζηθήο κνλάδαο είλαη ην ξεχκα βξαρπθπθιψκαηνο, ε ηάζε αλνηθηνχ θπθιψκαηνο θαη ην ζεκείν κέγηζηεο ηζρχνο ζε ζπλάξηεζε κε ηε ζεξκνθξαζία θαη ηελ αθηηλνβνιία. Απηέο νη ραξαθηεξηζηηθέο κνηάδνπλ κε ηε ραξαθηεξηζηηθή Η-V ελφο ειηαθνχ ζηνηρείνπ, σζηφζν ππάξρνπλ ζπγθεθξηκέλεο ηδηνκνξθίεο. Σελίδα 29

30 ΒΑΘΜΟ ΑΠΟΓΟΖ Ο βαζκφο απφδνζεο εθθξάδεη ην πνζνζηφ ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο πνπ κεηαηξέπεηαη ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα ζην θσηνβνιηατθφ ζηνηρείν. Σα πξψηα θσηνβνιηατθά ζηνηρεία, πνπ ζρεδηάζηεθαλ ηνλ 19ν αηψλα, δελ είραλ παξά 1-2% απφδνζε, ελψ ην 1954 ηα εξγαζηήξηα Bell Laboratories δεκηνχξγεζαλ ηα πξψηα Φ/Β ζηνηρεία ππξηηίνπ κε απφδνζε 6%. ηελ πνξεία ηνπ ρξφλνπ φιν θαη απμάλεηαη ν βαζκφο απφδνζεο: ε αχμεζε ηεο απφδνζεο, έζησ θαη θαηά κηα πνζνζηηαία κνλάδα, ζεσξείηαη επίηεπγκα ζηελ ηερλνινγία ησλ θσηνβνιηατθψλ. ηελ ζεκεξηλή επνρή ν ηππηθφο βαζκφο απφδνζεο ελφο θσηνβνιηατθνχ ζηνηρείνπ βξίζθεηαη ζην 13 19%, ν νπνίνο, ζπγθξηλφκελνο κε ηελ απφδνζε άιινπ ζπζηήκαηνο (ζπκβαηηθνχ, αηνιηθνχ, πδξνειεθηξηθνχ θιπ.), παξακέλεη αθφκε αξθεηά ρακειφο. Απηφ ζεκαίλεη φηη ην θσηνβνιηατθφ ζχζηεκα θαηαιακβάλεη κεγάιε επηθάλεηα πξνθεηκέλνπ λα απνδψζεη ηελ επηζπκεηή ειεθηξηθή ηζρχ. Ωζηφζν, ε απφδνζε ελφο δεδνκέλνπ ζπζηήκαηνο κπνξεί λα βειηησζεί ζεκαληηθά κε ηελ ηνπνζέηεζε ησλ θσηνβνιηατθψλ ζε ειηνζηάηε. Οη πξνυπνζέζεηο αμηνπνίεζεο ησλ Φ/Β ζπζηεκάησλ ζηελ Διιάδα είλαη απφ ηηο θαιχηεξεο ζηελ Δπξψπε, αθνχ ε ζπλνιηθή ελέξγεηα πνπ δέρεηαη θάζε ηεηξαγσληθφ κέηξν επηθάλεηαο ζηελ δηάξθεηα ελφο έηνπο θπκαίλεηαη απφ kwh. Σελίδα 30

31 ΔΛΝΡΖΡΑ 3 ΡΔΣΛΗΘΑ ΠΣΔΓΗΑ Σελίδα 31

32 ΔΛΝΡΖΡΑ 3 ΣΔΥΝΗΚΑ ΥΔΓΗΑ Σελίδα 32

33 Σελίδα 33

34 Σελίδα 34

35 Σελίδα 35

36 ΦΧΣΟΓΡΑΦΗΔ ΑΠΟ ΣΖΝ ΠΡΟΟΦΖ, ΣΖΝ ΚΑΣΟΦΖ ΚΑΗ ΣΗ ΠΛΑΓΗΔ ΟΦΔΗ ΣΖ ΚΑΣΑΚΔΤΖ Σελίδα 36

37 Σελίδα 37

38 Σελίδα 38

39 ΦΧΣΟΓΡΑΦΗΔ ΣΧΝ ΣΜΖΜΑΣΧΝ ΣΖ ΚΑΣΑΚΔΤΖ ΚΑΣΑ ΣΖ ΓΗΑΡΚΔΗΑ ΣΖ ΓΗΑΓΗΚΑΗΑ ΚΑΣΑΚΔΤΖ Σελίδα 39

40 Σελίδα 40

41 Σελίδα 41

42 Σελίδα 42

43 Σελίδα 43

44 Σελίδα 44

45 ΔΛΝΡΖΡΑ 4 ΓΗΑΓΗΘΑΠΗΑ ΞΝ ΑΘΝΙΝΘΖΘΖΘΔ Σελίδα 45

46 Σελίδα 46

47 ΑΝΑΛΤΖ ΣΧΝ ΔΝΔΡΓΔΗΧΝ ΣΖ ΔΡΓΑΗΑ Δπέιεμα ην ζέκα κνπ, αλέηξεμα ζε πεγέο πιεξνθφξεζεο (βηβιία, πεξηνδηθά, δηαδίθηπν) θαη ζπγθέληξσζα ην πιηθφ γηα ηελ εξγαζία κνπ. ηε ζπλέρεηα έθαλα ηαμηλφκεζε, κειέηεζα ηηο πιεξνθνξίεο θαη πξνρψξεζα ζηε ζχληαμε ηεο γξαπηήο εξγαζίαο. ΓΗΑΓΗΚΑΗΑ ΚΑΣΑΚΔΤΖ πλδπάδνληαο ηηο γλψζεηο απφ ηελ εξγαζία κε ηελ εθαξκνγή ηνπο, πξνκεζεχηεθα πιηθά θαη πινπνίεζα ηελ θαηαζθεπή πνπ θαίλεηαη ζηηο θσηνγξαθίεο ηεο 3 εο ελφηεηαο. Δηδηθφηεξα, απφ καθεηφραξην θαηαζθεχαζα έλα εμνρηθφ ζπίηη ζηε ζηέγε ηνπ νπνίνπ ηνπνζέηεζα 4 Φ/Β πιαίζηα. Απηά ηα ζπλέδεζα κε θαιψδην ην νπνίν ηξνθνδνηείέλαλ θηλεηήξα ζηνλ άμνλα ηνπ νπνίνπ ηνπνζέηεζα έλαλ έιηθα. Δπηπιένλ ζπλέδεζα ηα Φ/Β κε ιάκπεο LED ηηο νπνίεο ηνπνζέηεζα πάλσ απφ ηα παξάζπξα θαη ηελ πφξηα ηνπ ζπηηηνχ. Ο θηλεηήξαο κε ηνλ έιηθα ηνπνζεηήζεθαλ ζε έλαλ αλεκφκπιν. Σέινο ηνπνζέηεζα ην ζπίηη θαη ηνλ αλεκφκπιν πάλσ ζε καθεηφραξην πάρνπο 10mm θαη δηακφξθσζα ηνλ πεξηβάιινληα ρψξν ηνπ ζπηηηνχ. ηαλ ην θσο ηνπ ήιηνπ πέθηεη ζηα Φ/Β πιαίζηα ηα θψηα αλάβνπλ θαη ν έιηθαο πεξηζηξέθεηαη. Ο ελζνπζηαζκφο θαη ε ραξά κνπ απφ ηε κεηαηξνπή ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο ζε ειεθηξηθή δελ πεξηγξάθεηαη!!!! Σελίδα 47

48 ΔΛΝΡΖΡΑ 5 ΗΠΡΝΟΗΘΖ ΔΜΔΙΗΜΖ Σελίδα 48

49 ΗΣΟΡΗΚΖ ΑΝΑΓΡΟΜΖ ΔΛΝΡΖΡΑ 5 Ενχκε κηα πεξίνδν φπνπ ε δηφγθσζε ησλ πεξηβαιινληηθψλ πξνβιεκάησλ ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ εμάληιεζε ησλ νξπθηψλ ελεξγεηαθψλ πφξσλ θαη ηα ηεξάζηηα βήκαηα ζηελ ηερλνινγία ησλ Φσηνβνιηατθψλ πζηεκάησλ θάλνπλ πιένλ εθηθηή ηελ ρξήζε ηνπο. Ζ πξψηε γλσξηκία ηνπ αλζξψπνπ κε ην θσηνβνιηατθφ θαηλφκελν έγηλε ην 1839 φηαλ ν Γάιινο θπζηθφο Edmond Becquerel ( ) αλαθάιπςε ην θσηνβνιηατθφ θαηλφκελν θαηά ηελ δηάξθεηα πεηξακάησλ ηνπ κε κηα ειεθηξνιπηηθή επαθή θηηαγκέλε απφ δχν κεηαιιηθά ειεθηξφδηα. Edmond Becquerel Σν επφκελν ζεκαληηθφ βήκα έγηλε ην 1876 φηαλ νη Adams ( ) θαη ν θνηηεηήο ηνπ Day παξαηήξεζαλ φηη κηα πνζφηεηα ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο παξαγφηαλ απφ ην ζειήλην (Se) φηαλ απηφ ήηαλ εθηεζεηκέλν ζην θσο. Adams Σν 1918 ν Πνισλφο Czochralski ( ) πξφζζεζε ηελ κέζνδν παξαγσγήο εκηαγσγνχ κνλνθξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ (Si) κε ηελ ζρεηηθή έξεπλα ηνπ θαη ε νπνία κάιηζηα ρξεζηκνπνηείηαη βειηηζηνπνηεκέλε αθφκα θαη ζήκεξα Czochralski Σελίδα 49

50 Μηα ζεκαληηθή αλαθάιπςε έγηλε επίζεο ην 1949 φηαλ νη Mott θαη Schottky αλέπηπμαλ ηελ ζεσξία ηεο δηφδνπ ζηαζεξήο θαηάζηαζεο. ην κεηαμχ ε θβαληηθή ζεσξία είρε μεδηπισζεί. Ο δξφκνο πιένλ γηα ηηο πξψηεο πξαθηηθέο εθαξκνγέο είρε αλνίμεη. Σν πξψην ειηαθφ θειί ήηαλ γεγνλφο ζηα εξγαζηήξηα ηεο Bell ην 1954 απφ ηνπο Chapin, Fuller και Pearson. Ζ απφδνζε ηνπ ήηαλ 6% εθκεηάιιεπζε ηεο πξνζπίπηνπζαο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο. Telstar Δθηνμεχζεθε ηνλ Ηνχιην ηνπ 1962, Telstar ήηαλ ηδησηηθφο δνξπθφξνο. Καηαζθεπαζκέλνο απφ ηελ Bell Laboratories, έζηεηιε ηηο πξψηεο ηειενπηηθέο εηθφλεο πέξα απφ ηνλ Αηιαληηθφ κέζσ δνξπθφξνπ. Bell Labs Γνθηκέο κε κηα ειηαθή δηάηαμε ην Φσηνγξαθία: Σα ππώηα ζημανηικά θωηοβοληαϊκάζςζηήμαηα Σέζζεξα ρξφληα κεηά, ην 1958 ε ηερλνινγία ησλ θσηνβνιηατθψλ ζπζηεκάησλ πξνζαξηάηαη ζηνλ ρψξν ησλ δηαζηεκηθψλ εθαξκνγψλ γηα ηελ ειεθηξνδφηεζε δνξπθφξσλ θαη δηαζηεκφπινησλ - φηαλ ηνπνζεηήζεθε έλα απηφλνκν θσηνβνιηατθν Σελίδα 50

51 ζχζηεκα ζηνλ δνξπθφξν Vanguard I. Γνξπθφξνο Vanguard Σν ζχζηεκα απηφ ιεηηνχξγεζε επηηπρψο γηα 8 νιφθιεξα ρξφληα θαη ήηαλ έλα απφ ηα πξψηα θσηνβνιηατθά ζπζηήκαηα. Απφ ην ρξνληθφ απηφ ζεκείν θαη κεηά, ηα θσηνβνιηατθά ζπζηήκαηα άξρηζαλ λα ελζσκαηψλνληαη ζηαδηαθά ζε δηάθνξεο εθαξκνγέο θαη ε ηερλνινγία λα βειηηψλεηαη ζπλερψο. Σν 1962 ε κεγαιχηεξε ΦΒ εγθαηάζηαζε ζηνλ θφζκν γίλεηαη ζηελ Ηαπσλία απφ ηελ Sharp, ζε έλαλ θάξν. Ζ εγθαηεζηεκέλε ηζρχο ηνπ ζπζηήκαηνο είλαη 242Wp. Σα θσηνβνιηατθά μεθίλεζαλ ινηπφλ λα θάλνπλ ηελ εκθάληζε ηνπο αιιά ιφγσ ηνπ πςεινχ θφζηνπο παξαγσγήο ε εθαξκνγή ηνπο ήηαλ δπλαηή κφλν ζε εηδηθέο πεξηπηψζεηο απηφλνκσλ ζπζηεκάησλ. Ζ έξεπλα φκσο πξνρσξνχζε θαη ε απφδνζε ησλ ΦΒ ζπλερψο βειηησλφηαλ. Κπξηφηεξνο πειάηεο ησλ θσηνβνιηατθψλ ηηο δεθαεηίεο πνπ αθνινχζεζαλ είλαη ε NASA. Οη πςειέο ηηκέο ζηα θσηνβνιηατθά ήηαλ ν ζεκαληηθφηεξνο ιφγνο πνπ δελ ππήξρε πεξηζζφηεξν ελζνπζηψδεο απνδνρή απφ ηελ αγνξά. Δλδεηθηηθά ε ηηκή ησλ θσηνβνιηατθψλ μεθηλάεη απφ ηα 500$ αλά εγθαηεζηεκέλν Watt ην 1956, ελψ κεηά απφ 14 ρξφληα, ην 1970 αγγίδεη ηα 100$/Watt. To 1973 νη βειηηψζεηο ζηηο κεζφδνπο παξαγσγήο θέξλνπλ ην θφζηνο ησλ θσηνβνιηατθψλ ζηα 50$/Watt. Ζ πξψηε εγθαηάζηαζε ΦΒ πνπ θηάλεη ζηα επίπεδα ηνπ 1MW (κεγαβάη) γίλεηαη ζηελ Καιηθφξληα ην 1980 απφ ηελ ARCO Solar ρξεζηκνπνηψληαο ηαπηφρξνλα θαη ζχζηεκα παξαθνινχζεζεο ηεο ηξνρηάο ηνπ ειίνπ 2 αμφλσλ (dual-axis trackers). Ζ εμέιημε αξρίδεη πιένλ λα γίλεηαη κε ηαρχηεξνπο ξπζκνχο. Σν 1983 ε παγθφζκηα παξαγσγή ΦΒ θηάλεη ηα 22MW. Σν 1999 ε εηαηξία Spectrolab ζε ζπλεξγαζία κε ην NREL αλαπηχζζνπλ έλα λέν θσηνβνιηατθφ ζηνηρείν κε θαιχηεξε απφδνζε. Ζ παξαγσγή φισλ ησλ ηερλνινγηψλ ησλ ΦΒ πάλει θηάλεη ζπλνιηθά ηα 200 MegaWatt. 2004: Ζ πνξεία πηα είλαη αζηακάηεηε. Ζ καδηθή είζνδνο κεγάισλ εηαηξεηψλ ζηνλ ρψξν ησλ ΦΒ θέξλεη ηελ καδηθή παξαγσγή θαη απηή κε ηελ ζεηξά ηεο ηελ ηηκή ησλ δηαζπλδεδεκέλσλ ζπζηεκάησλ ζηα 6,5 επξψ/wp. Γεξκαλία θαη Ηαπσλία θπξηαξρνχλ ζηελ θαηαζθεπή ΦΒ πάλει θαη πιένλ ζε φιεο ηηο αλαπηπγκέλεο ρψξεο αξρίδνπλ, κε ηνλ έλαλ (παξαγσγή εμνπιηζκνχ) ή ηνλ άιινλ ηξφπν (θαηαζθεπή ΦΒ εγθαηαζηάζεσλ), λα πηνζεηνχλ ηηο ηερλνινγίεο ησλ θσηνβνιηατθψλ θαη λα ηηο παγηψλνπλ ζηελ ζπλείδεζε ησλ επελδπηψλ αιιά θαη ησλ θαηαλαισηψλ ελέξγεηαο. Ζ ζπλνιηθή παξαγσγή ην 2004 Σελίδα 51

52 έθηαζε ηα MegaWatt ΦΒ ζηνηρείσλ. Δγσπονιζμόρ ήκεξα κε νηθνλνκίεο κεγάιεο θιίκαθαο έρνπλ επηηεπρζεί κεγάιεο απνδφζεηο ζηα θξπζηαιιηθά θπξίσο πιηθά θαη αξθεηέο ρψξεο κε πξσηνπφξεο ηελ Γεξκαλία θαη ηελ Ηαπσλία έρνπλ ήδε επελδχζεη ηεξάζηηα θνλδχιηα κε ζθνπφ ηελ επξχηεξε εθκεηάιιεπζε ηεο θσηνβνιηατθήο ηερλνινγίαο. Δνηοπιζμόρ : Σα Φωηοβοληαϊκά ζηην Δλλάδα Ζ Δπξσπατθή Έλσζε έρεη ζέζεη σο ζηφρν ηεο γηα ην 2020 ην 20% ηεο θαηαλάισζεο ελέξγεηαο λα πξνέξρεηαη απφ αλαλεψζηκεο πεγέο. Ωο πξνο ηελ ειηνζεξκηθή ελέξγεηα ε Διιάδα ήηαλ πξσηνπφξνο ρψξα ζηελ Δπξψπε ηηο ηειεπηαίεο δεθαεηίεο κε πεξίπνπ έλα εθαηνκκχξην εγθαηεζηεκέλνπο ειηαθνχο ζεξκνζίθσλεο, πνπ ζπκβάινπλ ζεκαληηθά ζηελ εμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο θαη ζηελ πξνζηαζία ηνπ πεξηβάιινληνο, αμηνπνηψληαο ην αλεμάληιεην ειηαθφ δπλακηθφ. Σψξα κέλεη λα γίλεη ην ίδην θαη σο πξνο ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Οη πξνυπνζέζεηο κάιηζηα γηα ηα Φσηνβνιηατθά πζηήκαηα είλαη αθφκα θαιχηεξεο, αθνχ ηα Φ/Β ζπζηήκαηα παξνπζηάδνπλ ηελ κέγηζηε παξαγσγή αθξηβψο εθείλεο ηηο ψξεο ηεο εκέξαο πνπ θαη ε θαηαλάισζε (δήηεζε) θηάλεη ζην κέγηζην θαη ε ΓΔΖ δεηά απφ φινπο ηνπο θαηαλαισηέο λα πεξηνξίζνπλ ηελ δήηεζε ή αλαγθάδεηαη λα θάλεη πεξηθνπέο (ειεγρφκελε ζπζθφηηζε). Οη πξνυπνζέζεηο αμηνπνίεζεο ησλ Φ/Β ζπζηεκάησλ ζηελ Διιάδα είλαη απφ ηηο θαιχηεξεο ζηελ Δπξψπε, αθνχ ε ζπλνιηθή ελέξγεηα πνπ δέρεηαη θάζε ηεηξαγσληθφ κέηξν επηθάλεηαο ζηελ δηάξθεηα ελφο έηνπο θπκαίλεηαη απφ kwh.σα θσηνβνιηατθά ζπζηήκαηα επηδνηνχληαη απφ ην Διιεληθφ θξάηνο κέζσ ηνπ λένπ επελδπηηθνχ λφκνπ Ν. 3522/06 θαη ηνπ αλαπηπμηαθνχ λφκνπ Ν. 3299/04 γηα επελδπηέο κεζαίαο θαη κεγάιεο θιίκαθαο. Παξαγσγή 168 KWp ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Έθηαζε 2873η.κ. θαιπκκέλε κε ειηαθά πάλει. Σελίδα 52

53 Σελίδα 53

54 Σελίδα 54

55 ΔΛΝΡΖΡΑ 6 ΔΞΗΠΡΖΚΝΛΗΘΑ ΠΡΝΗΣΔΗΑ ΘΑΗ ΘΔΩΟΗΔΠ ΞΝ ΠΣΔΡΗΕΝΛΡΑΗ ΚΔ ΡΑ Φ/Β ΑΟΣΖ ΙΔΗΡΝΟΓΗΑΠ Σελίδα 55

56 ΔΛΝΡΖΡΑ 6 ΔΠΗΣΖΜΟΝΗΚΑ ΣΟΗΥΔΗΑ ΚΑΗ ΘΔΧΡΗΔ ΠΟΤ ΥΔΣΗΕΟΝΣΑΗ ΜΔ ΣΑ Φ/Β ΑΡΥΖ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΑ ΦΩΣΟΒΟΛΣΑΪΚΟ ΦΑΗΝΟΜΔΝΟ Ζ ειηαθή αθηηλνβνιία αιιάδεη ηηο ηδηφηεηεο νξηζκέλσλ πιηθψλ, ησλ εκηαγσγψλ, ηα νπνία, φηαλ θσηίδνληαη, παξάγνπλ ειεθηξηθφ ξεχκα κέζσ ηνπ «θσηνβνιηατθνχ θαηλνκέλνπ». Σν θσηνβνιηατθφ ζηνηρείν δεκηνπξγείηαη φηαλ ζ έλαλ θξχζηαιιν ππξηηίνπ κεξηθά άηνκα ηεο κίαο πιεπξάο αληηθαηαζηαζνχλ κε άηνκα θσζθφξνπ, ζηα νπνία πιενλάδεη έλα ειεθηξφλην, δειαδή έλα αξλεηηθφ θνξηίν, θαη κεξηθά ηεο άιιεο κε άηνκα βνξίνπ, ηα νπνία δηαζέηνπλ έλα δεζκφ θελφ απφ ειεθηξφλην, δειαδή κία «νπή», πνπ απνηειεί ζεηηθφ θνξηίν. Πςπίηιο (Si) ην ζεκείν επαθήο ησλ δχν απηψλ πιεπξψλ δεκηνπξγείηαη έλα πνιχ ιεπηφ θξάγκα δπλακηθνχ φπνπ, ιφγσ ηεο ηζρπξήο δηαθνξάο δπλακηθνχ πνπ αλαπηχζζεηαη εθεί, ηα ειεθηξφληα κπνξνχλ λα δηέιζνπλ απφ ηε ζεηηθά ζηελ αξλεηηθά θνξηηζκέλε πιεπξά ηνπ εκηαγσγνχ, αιιά φρη θαη αληηζέησο. Βόπιο (Β) Σελίδα 56

57 Σν ειηαθφ θσο απνηειείηαη απφ ελεξγεηαθά ζσκαηίδηα, ηα θσηφληα, ηα νπνία έρνπλ ηελ ίδηα ηαρχηεηα κεηαμχ ηνπο, αιιά δηαθνξεηηθή ελέξγεηα. ηαλ πξνζπίπηεη ζηνλ εκηαγσγφ ειηαθή αθηηλνβνιία, ηα θσηφληα κε ρακειή ελέξγεηα, ηα νπνία αληηζηνηρνχλ ζηελ ππέξπζξε, κεγάινπ κήθνπο θχκαηνο αθηηλνβνιία, ηνλ δηαπεξλνχλ ρσξίο θακία επίδξαζε. Δθείλα πνπ απνξξνθψληαη, φκσο, έρνπλ ηε δπλαηφηεηα λα πξνθαιέζνπλ ηελ παξαγσγή ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο. Καζέλα απφ ηα θσηφληα απηά κπνξεί κα δηεηζδχζεη εχθνια ζ έλα άηνκν ππξηηίνπ θαη, παξέρνληάο ηνπ ηελ απαηηνχκελε ελέξγεηα, λα εθδηψμεη έλα ειεθηξφλην απφ ηελ ηξνρηά ηνπ, δεκηνπξγψληαο θαη ηελ αληίζηνηρε νπή. Σα ειεχζεξα ειεθηξφληα αξρίδνπλ ηφηε λα θηλνχληαη κέζα ζηνλ θξχζηαιιν, αλαδεηψληαο ηηο νπέο ηνπο θαη, φηαλ δηέιζνπλ απφ ην θξάγκα δπλακηθνχ, ζπζζσξεχνληαη ζηελ αξλεηηθά θνξηηζκέλε πιεπξά ηνπ εκηαγσγνχ, ελψ νη νπέο παξακέλνπλ ζηελ άιιε. πλδένληαο εμσηεξηθνχο αθξνδέθηεο ζηηο δχν απηέο πιεπξέο θαη θιείλνληαο ην θχθισκα κε ηελ εγθαηάζηαζε κίαο ειεθηξηθήο ζπζθεπήο, π.ρ. κηαο ιάκπαο, ηα ειεθηξφληα δηνρεηεχνληαη ζην θχθισκα θαη, πεξλψληαο απφ ηε ζπζθεπή φπνπ παξάγνπλ έξγν, θαηαιήγνπλ ζηελ άιιε πιεπξά ηνπ εκηαγσγνχ γηα λα μαλαζπλδπαζηνχλ κε ηηο νπέο πνπ άθεζαλ πίζσ. Με απηφλ ηνλ ηξφπν, επηηπγράλεηαη ε παξαγσγή ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο απφ έλα θσηνβνιηατθφ ζηνηρείν (θσηνβνιηατθφ θαηλφκελν). Έλα ζεκαληηθφ πξφβιεκα πνπ αληηκεησπίδεη ν ζρεδηαζηήο κηαο δηάηαμεο είλαη ην πνπ ζα ζηεξεσζνχλ νη βαζηθέο κνλάδεο, αλ ζα ζηεξεσζνχλ ζε ζηαζεξέο Σελίδα 57

58 ζέζεηο ή νη πξνζαλαηνιηζκνί ηνπο ζα αθνινπζνχλ (ηρλειαηνχλ) ηελ θίλεζε ηνπ ειίνπ. ηηο πεξηζζφηεξεο δηαηάμεηο νη βαζηθέο κνλάδεο ζηεξεψλνληαη ζ έλα ζηαζεξφ θεθιηκέλν επίπεδν κε ηελ πξφζνςε πξνο ηνλ ηζεκεξηλφ. Απηφ έρεη ηελ αξεηή ηεο απιφηεηαο, δειαδή θαλέλα θηλνχκελν ηκήκα θαη ρακειφ θφζηνο. H άξηζηε γσλία θιίζεο εμαξηάηαη θπξίσο απφ ην γεσγξαθηθφ πιάηνο, ηελ αλαινγία ηεο δηάρπηεο αθηηλνβνιίαο ζηελ ηνπνζεζία θαη ην είδνο ηνπ θνξηίνπ. ηεξεψλνληαο ηε δηάηαμε πάλσ ζε ζχζηεκα κε δχν άμνλεο παξαθνινχζεζεο ηνπ Ζιίνπ, κπνξεί λα ζπιιερζεί κέρξη 25% πεξηζζφηεξε ειηαθή ελέξγεηα θαηά ηε δηάξθεηα ελφο έηνπο, ζε ζχγθξηζε κε ηελ εγθαηάζηαζε ζηαζεξήο θιίζεο. Κάηη ηέηνην φκσο απμάλεη ηελ πνιππινθφηεηα θαη έρεη σο απνηέιεζκα κηα ρακειφηεξεο αμηνπηζηίαο θαη πςειφηεξνπ θφζηνπο ζπληήξεζε. Ζ κνλνχ άμνλα παξαθνινχζεζε (ηρλειάηεζε) είλαη ιηγφηεξν ζχλζεηε αιιά παξνπζηάδεη κηθξφηεξν θέξδνο. Ο πξνζαλαηνιηζκφο κπνξεί λα ξπζκίδεηαη ρεηξνθίλεηα, εθεί πνπ ε πξνζθνξά εξγαζίαο είλαη δηαζέζηκε, απμάλνληαο έηζη ηηο φπνηεο απνιαβέο. Έρεη ππνινγηζηεί φηη ζε θιίκαηα κε ειηνθάλεηα κηα δηάηαμε επίπεδεο θηλνχκελεο πιάθαο πνπ έρεη θαηάιιειε ξχζκηζε ψζηε λα ζηξέθεηαη πξνο ηνλ ήιην δπν θνξέο ηελ εκέξα θαη λα παίξλεη ηελ θαηάιιειε θξίζε ηέζζεξηο θνξέο ην ρξφλν, κπνξεί λα ζπιιακβάλεη ην 95% ηεο ελέξγεηαο, πνπ ζπιιέγεηε κε έλα ζχζηεκα δπν αμφλσλ παξαθνινχζεζεο πιήξσο απηνκαηνπνηεκέλν. Σελίδα 58

59 Σν ζχζηεκα παξαθνινχζεζεο είλαη ηδηαίηεξα ζεκαληηθφ ζηα ζπζηήκαηα, πνπ ιεηηνπξγνχλ θάησ απφ ζπγθεληξσκέλν ειηαθφ θσο. Ζ δνκή απηψλ ησλ ζπζηεκάησλ εθηείλεηαη απφ έλαλ απιφ ζρεδηαζκφ βαζηζκέλν πάλσ ζε πιεπξηθνχο εληζρπηηθνχο θαζξέπηεο κέρξη ηα ζπγθεληξσηηθά ζπζηήκαηα, ηα νπνία ρξεζηκνπνηνχλ ππεξζχγρξνλεο νπηηθέο ηερληθέο, γηα λα απμήζνπλ ηελ είζνδν θσηφο πξνο ηα ειηαθά ζηνηρεία θαηά κεξηθέο ηάμεηο ηνπ κεγέζνπο. Απηά ηα ζπζηήκαηα πξέπεη λα πξνλννχλ γηα έλα ζεκαληηθφ γεγνλφο, φηη δειαδή ζπγθεληξψλνληαο ην ειηαθφ θσο ειαηηψλνπλ ην γσληαθφ άλνηγκα ησλ αθηίλσλ, πνπ ην ζχζηεκα κπνξεί λα δερζεί. Ζ παξαθνινχζεζε γίλεηαη απαξαίηεηε απφ ηε ζηηγκή πνπ ν ιφγνο ζπγθέληξσζεο ππεξβαίλεη ην 10 πεξίπνπ θαη ην ζχζηεκα κπνξεί λα κεηαηξέςεη κφλν ηελ άκεζε ζπληζηψζα ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο. Σελίδα 59

60 ΔΛΝΡΖΡΑ 7 ΣΟΖΠΗΚΝΡΖΡΑ ΡΝ Φ/Β ΓΗΑ ΡΝΛ ΑΛΘΟΩΞΝ ΘΑΗ ΡΖΛ ΘΝΗΛΩΛΗΑ Σελίδα 60

61 ΔΛΝΡΖΡΑ 7 ΥΡΖΗΜΟΣΖΣΑ ΣΟΤ Φ/Β ΓΗΑ ΣΟΝ ΑΝΘΡΧΠΟ ΚΑΗ ΣΖΝ ΚΟΗΝΧΝΗΑ Σα θσηνβνιηατθά είλαη δηαηάμεηο πνπ παξάγνπλ ειεθηξηθφ ξεχκα απφ ηελ ειηαθή αθηηλνβνιία. Σν ειεθηξηθφ απηφ ξεχκα ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα δψζεη ελέξγεηα ζε κηα ζπζθεπή ή γηα ηε θφξηηζε κπαηαξίαο. Ζ ηερλνινγία απηή ρξεζηκνπνηείηαη επξέσο ζε κηθξνυπνινγηζηέο ηζέπεο πνπ ιεηηνπξγνχλ ρσξίο κπαηαξία, απιψο κε ηελ έθζεζή ηνπο ζην θσο. Σα θσηνβνιηατθά ρξεζηκνπνηνχληαη ζπρλά ζε ζπζηνηρίεο γηα ηελ παξαγσγή ελέξγεηαο ζε κεγάιε θιίκαθα. ε ηέηνηα κνξθή ρξεζηκνπνηνχληαη γηα λα δίλνπλ ελέξγεηα ζε δνξπθφξνπο, δηαζηεκφπινηα, αιιά θαη ζε απινχζηεξεο εθαξκνγέο, φπσο γηα ηελ ελεξγεηνδφηεζε απνκαθξπζκέλσλ ηειεθψλσλ εθηάθηνπ αλάγθεο ζε εζληθέο νδνχο, ζε ζπίηηα, ζε θάξνπο, ζε θηελνηξνθηθέο κνλάδεο, ζε νξεηλέο θαηνηθίεο, θαηνηθίεο ζε κηθξά λεζηά θαη βξαρνλεζίδεο. Φ/Β κηθξνχ κεγέζνπο ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηε ιεηηνπξγία ηειεθσληθψλ ζαιάκσλ, κεραλεκάησλ εθδφζεσο εηζηηεξίσλ, ειεθηξνληθψλ πηλαθίδσλ πιεξνθνξηψλ θαη ζεκαηνδνηψλ, θαζψο θαη γηα ην θσηηζκφ νδψλ θαη εμσηεξηθψλ ρψξσλ. Μεγαιχηεξεο εγθαηαζηάζεηο εμππεξεηνχλ ηηο αλάγθεο κηθξψλ νηθηζκψλ, μελνδνρείσλ ή ζρνιείσλ. Μηα ηέηνηα είλαη ην Φ/Β Πάξθν ηεο Κχζλνπ (100Kw) πνπ ιεηηνπξγεί ζε ζπλδπαζκφ κε ην Αηνιηθφ Πάξθν ηνπ λεζηνχ θαη κε έλα ζηαζκφ παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Σελίδα 61

62 ε πνιιέο ρψξεο έρνπλ μεθηλήζεη πξνγξάκκαηα επηδφηεζεο ησλ επελδχζεσλ ζε θσηνβνιηατθά, ηα νπνία παξάγνπλ ειεθηξηθή ελέξγεηα πνπ κεηαπσιείηαη θαη εηζάγεηαη ζηα δεκφζηα δίθηπα κεηαθνξάο. Σα πξνγξάκκαηα απηά έρνπλ ζηφρν ηε δηαθνξνπνίεζε ηεο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη ηε ζηαδηαθή απεμάξηεζή ηεο απφ ην πεηξέιαην. (α) (β) (α) Φσηνβνιηατθφ πάλει ζε απνκαθξπζκέλν θάξν γηα ηξνθνδφηεζε απηνχ κε ξεχκα. (β) Φσηνβνιηατθφ πάλει ζε ππαίζξην κεηεσξνινγηθφ ζηαζκφ γηα ηξνθνδφηεζε απηνχ κε ξεχκα. Ζ ειεθηξηθή ελέξγεηα πνπ παξάγεηαη απφ κηα Φ/Β ζπζηνηρία είλαη ζπλερνχο ξεχκαηνο (DC), θαη γηα ην ιφγν απηφ νη πξψηεο ρξήζεηο ησλ θσηνβνιηατθψλ αθνξνχζαλ εθαξκνγέο DC ηάζεο: θιαζηθά παξαδείγκαηα είλαη ν ππνινγηζηήο ηζέπεο («θνκπηνπηεξάθη») θαη νη δνξπθφξνη. Με ηελ πξννδεπηηθή αχμεζε Σελίδα 62

63 φκσο ηνπ βαζκνχ απφδνζεο, δεκηνπξγήζεθαλ εηδηθέο ζπζθεπέο νη αλαζηξνθείο (inverters) - πνπ ζθνπφ έρνπλ λα κεηαηξέςνπλ ηελ έμνδν ζπλερνχο ηάζεο ηεο Φ/Β ζπζηνηρίαο ζε ελαιιαζζφκελε ηάζε. Με ηνλ ηξφπν απηφ, ην Φ/Β ζχζηεκα είλαη ζε ζέζε λα ηξνθνδνηήζεη κηα ζχγρξνλε εγθαηάζηαζε (θαηνηθία, ζεξκνθήπην, κνλάδα παξαγσγήο θιπ.) πνπ ρξεζηκνπνηεί θαηά θαλφλα ζπζθεπέο ελαιιαζζφκελνπ ξεχκαηνο(ac). ηα ζπίηηα ελδείθλπηαη ε ηνπνζέηεζε ησλ Φ/Β ζηηο ζηέγεο ηνπο. Με ηα θωηοβοληαϊκά ζε ζηέγερ ε Δπξσπατθή Έλσζε ζέιεζε λα σζήζεη ηνπο πνιίηεο ηεο λα αμηνπνηήζνπλ ηελ ειηαθή ελέξγεηα. Έηζη μεθίλεζε ην Πξφγξακκα «Φσηνβνιηατθά ζε ηέγεο» κε πνιχ επλντθέο ξπζκίζεηο θαη πνιιά θίλεηξα. Σν Πξφγξακκα αθνξά ζηέγεο θαη δψκαηα ζηα νπνία κπνξνχλ λα ηνπνζεηεζνχλ θσηνβνιηατθά ζπλνιηθήο ηζρχνο 10 kwp (θηινβάη). ε απηφ κπνξνχλ λα κεηέρνπλ φινη νη πνιίηεο θαη, πξνθεηκέλνπ γηα ηελ Διιάδα, λα πσινχλ ην ξεχκα πνπ παξάγνπλ ζηε ΓΔΖ. Σν θέξδνο γηα ηνλ θάηνρν θσηνβνιηατθψλ είλαη δηπιφ: Δηζπξάηηεη ρξήκαηα απφ ηε ΓΔΖ γηα ην ξεχκα πνπ παξάγεη ελψ δελ ρξεηάδεηαη λα πιεξψλεη γηα ην ξεχκα πνπ θαηαλαιψλεη. Γηθαίσκα ζπκκεηνρήο ζην Πξφγξακκα «Φσηνβνιηατθά ζε ηέγεο» έρνπλ φινη νη θάηνηθνη ηεο Διιάδαο, ηδηψηεο ή κηθξέο επηρεηξήζεηο, κε κνλαδηθή πξνυπφζεζε λα είλαη ηδηνθηήηεο ηνπ αθηλήηνπ πνπ ζα ηνπνζεηεζνχλ ηα θσηνβνιηατθά θαη ην αθίλεην ηνπο λα είλαη ζε ζχλδεζε κε ηελ ΓΔΖ. Γελ ηζρχεη γηα πεξηνρέο πνπ δελ βξίζθνληαη ζην δηαζπλδεδεκέλν ζχζηεκα. Ο ηδηψηεο ή ε επηρείξεζε πνπ ελδηαθέξεηαη λα ηνπνζεηήζεη ηα θσηνβνιηατθά πξέπεη λα απεπζπλζεί ζηα γξαθεία ηεο ΓΔΖ ηεο πεξηνρήο ηνπ. Αξγφηεξα ζα θιεζεί λα ππνγξάςεη δπν ζπκβάζεηο, ε πξψηε αθνξά ηελ εγθαηάζηαζε ηνπ κεηξεηή ξεχκαηνο θαη ε δεχηεξε αθνξά ηελ πψιεζε ηνπ ξεχκαηνο ζηε ΓΔΖ. Δμίζνπ ζεκαληηθφ γηα φζνπο απνθαζίζνπλ λα ηνπνζεηήζνπλ θσηνβνιηατθά ζηηο ζηέγεο ηνπο είλαη φηη δελ θνξνινγνχληαη γηα ηα έζνδα πνπ πξνθχπηνπλ απφ ηελ πψιεζε ηνπ ξεχκαηνο, ιφγσ ηνπ κηθξνχ κεγέζνπο ηνπ ζπζηήκαηνο πνπ δηθαηνχηαη ην θάζε θηίξην. Δθηφο απφ ηα θσηνβνιηατθά ζε ζηέγεο Σελίδα 63

64 κνλνθαηνηθηψλ, ηνπνζεηνχληαη θαη ζε ζηέγεο θαη δψκαηα πνιπθαηνηθηψλ. Απαηηείηαη ε ζχκθσλε γλψκε φισλ ησλ ηδηνθηεηψλ θαη ε δηαδηθαζία πξαγκαηνπνηείηαη απφ ην δηαρεηξηζηή. Ζ ηνπνζέηεζε ησλ θσηνβνιηατθψλ είλαη κηα επέλδπζε γηα ην κέιινλ αθνχ εμαζθαιίδεη θέξδε γηα ηνλ θάηνρν ηνπ θσηνβνιηατθνχ ζπζηήκαηνο γηα 25 ρξφληα. Δηδηθά ζε θάπνηεο πεξηνρέο ηεο Διιάδαο πνπ επηθξαηεί ειηνθάλεηα ηνπο πεξηζζφηεξνπο κήλεο ηνπ ρξφλνπ, ε απφδνζε είλαη εγγπεκέλε. Σα θέξδε εμαξηψληαη απφ ην κέγεζνο ηεο εγθαηάζηαζεο θαη φζν κεγαιχηεξε είλαη απηή ηφζν πην πνιιά ηα θέξδε. Ζ ηηκή αγνξάο ηεο kwh(θηινβαηψξαο) απφ ηε ΓΔΖ είλαη ζηα 0,55 επξψ κέρξη ην 2012, ελψ απφ ην 2013 ε ηηκή ζα κεηψλεηαη θαηά 5% ην ρξφλν κέρξη ην 2019 φηαλ θαη ζα νινθιεξσζεί ην Πξφγξακκα «Φσηνβνιηατθά ζε ηέγεο». Ζ ηηκή πψιεζεο ηεο θηινβαηψξαο είλαη θαηά πνιχ κεγαιχηεξε απφ ηελ ηηκή πνπ πιεξψλνπκε γηα ξεχκα. Ζ ρξεκαηνδφηεζε απφ ηηο ηξάπεδεο γηα ην Πξφγξακκα πνπ αθνξά ηα θσηνβνιηατθά ζε ζηέγεο, θηάλεη έσο θαη ην 100%. Δθφζνλ θπζηθά θάπνηνο πιεξεί ηηο πξνυπνζέζεηο γηα ηξαπεδηθφ δαλεηζκφ. ε απηή ηελ πεξίπησζε ην θφζηνο γηα ηελ ηνπνζέηεζε ησλ θσηνβνιηατθψλ είλαη κεδακηλφ γηα ηνλ θάηνρν ηνπ αθηλήηνπ, αθνχ άκεζα κπνξεί απφ ηα θέξδε ηνπ λα απνπιεξψζεη ην δάλεην. Σελίδα 64

65 ΘΔΣΗΚΔ ΚΑΗ ΑΡΝΖΣΗΚΔ ΔΠΗΠΣΧΔΗ ΑΠΟ ΣΖ ΥΡΖΖ Φ/Β Σα θσηνβνιηατθά ζπζηήκαηα έρνπλ ηα εμήο πλεονεκηήμαηα: Σερλνινγία θηιηθή ζην πεξηβάιινλ: δελ πξνθαινχληαη ξχπνη απφ ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο Ζ ειηαθή ελέξγεηα είλαη αλεμάληιεηε ελεξγεηαθή πεγή, δηαηίζεηαη παληνχ θαη δελ ζηνηρίδεη απνιχησο ηίπνηα Με ηελ θαηάιιειε γεσγξαθηθή θαηαλνκή, θνληά ζηνπο αληίζηνηρνπο θαηαλαισηέο ελέξγεηαο, ηα Φ/Β ζπζηήκαηα κπνξνχλ λα εγθαηαζηαζνχλ ρσξίο λα απαηηείηαη ελίζρπζε ηνπ δηθηχνπ δηαλνκήο Ζ ιεηηνπξγία ηνπ ζπζηήκαηνο είλαη νινζρεξψο αζφξπβε Έρνπλ ζρεδφλ κεδεληθέο απαηηήζεηο ζπληήξεζεο Έρνπλ κεγάιε δηάξθεηα δσήο: νη θαηαζθεπαζηέο εγγπψληαη ηα «θξχζηαιια» γηα ρξφληα ιεηηνπξγίαο Τπάξρεη πάληα ε δπλαηφηεηα κειινληηθήο επέθηαζεο, ψζηε λα αληαπνθξίλνληαη ζηηο απμαλφκελεο αλάγθεο ησλ ρξεζηψλ Μπνξνχλ λα εγθαηαζηαζνχλ πάλσ ζε ήδε ππάξρνπζεο θαηαζθεπέο, φπσο είλαη π.ρ. ε ζηέγε ελφο ζπηηηνχ ή ε πξφζνςε ελφο θηηξίνπ, Γηαζέηνπλ επειημία ζηηο εθαξκνγέο: ηα Φ/Β ζπζηήκαηα ιεηηνπξγνχλ άξηζηα ηφζν σο απηφλνκα ζπζηήκαηα, φζν θαη σο απηφλνκα πβξηδηθά ζπζηήκαηα φηαλ ζπλδπάδνληαη κε άιιεο πεγέο ελέξγεηαο (ζπκβαηηθέο ή αλαλεψζηκεο) θαη ζπζζσξεπηέο γηα ηελ απνζήθεπζε ηεο παξαγφκελεο ελέξγεηαο. Δπηπιένλ, έλα κεγάιν πιενλέθηεκα ηνπ Φ/Β ζπζηήκαηνο είλαη φηη κπνξεί λα δηαζπλδεζεί κε ην δίθηπν ειεθηξνδφηεζεο (δηαζπλδεδεκέλν ζχζηεκα), θαηαξγψληαο κε ηνλ ηξφπν απηφ ηελ αλάγθε γηα εθεδξεία θαη δίλνληαο επηπιένλ ηε δπλαηφηεηα ζηνλ ρξήζηε λα πσιήζεη ηπρφλ πιενλάδνπζα ελέξγεηα ζην δηαρεηξηζηή ηνπ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ.πκπεξαζκαηηθά, ινηπφλ, έρνπλ ηα ΦΒ ζεηηθή επίπησζε ζηνλ νηθνλνκηθφ ηνκέα ηεο αλζξψπηλεο δσήο,αθνχ ε ειηαθή ελέξγεηα είλαη αλεμάληιεηε θαη δελ ζηνηρίδεη ηίπνηα.δληζρχεη ηηο ηειεπηθνηλσλίεο εηδηθά ζε δπζπξφζηηεο πεξηνρέο-άξα επηδξά ζεηηθά ζηε δηαλζξψπηλε επηθνηλσλία θαη ζηελ παξνρή βνήζεηαο θαη ζηελ αλάπηπμε θνηλσληθψλ αμηψλ (θνηλσληθφο ηνκέαο).σέινο,εηερλνινγία Σελίδα 65