• Greek
  • English

Φωτοβολταϊκά

Η φωτοβολταϊκή τεχνολογία (Φ/Β) επιτρέπει την άμεση μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρικό ρεύμα με τη χρήση ηλιακών κυψελών. Λόγω της όλο και μεγαλύτερης ζήτησης για καθαρές πηγές ενέργειας, η παραγωγή ηλιακών κυψελών και φωτοβολταϊκών πλαισίων αυξήθηκε ραγδαία τα τελευταία χρόνια.

Η παραγωγή φωτοβολταϊκών διπλασιάζεται κάθε δύο χρόνια, αποτελώντας κατά συνέπεια παγκοσμίως την πιο γρήγορα αναπτυσσόμενη τεχνολογία ενέργειας. Χονδρικά περίπου 90% των εγκατεστημένων φ/β συστημάτων είναι διασυνδεδεμένα με το δίκτυο και πρόκειται είτε για εγκαταστάσεις στο έδαφος είτε για συστήματα εγκατεστημένα σε στέγες ή προσόψεις κτηρίων, δηλαδή τα λεγόμενα ενσωματωμένα σε κτήρια φωτοβολταϊκά (Building Integrated Photovoltaic - BIPV).

Τα φωτοβολταϊκά αποτελούν μέθοδο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με τη χρήση ηλιακών κυψελών, οι οποίες ομαδοποιούνται κατάλληλα και συγκροτούν τα φωτοβολταϊκά πλαίσια. Τα φ/β πλαίσια συνδέονται σε πολλαπλές φωτοβολταϊκές συστοιχίες (arrays) δημιουργώντας ένα φωτοβολταϊκό σύστημα. Κατά το φωτοβολταϊκό φαινόμενο, φωτόνια της ηλιακής ακτινοβολίας διεγείρουν τα ηλεκτρόνια του φωτοβολταϊκού σε μια υψηλότερη ενεργειακή στάθμη, δημιουργώντας ηλεκτρική τάση. Με την κατάλληλη σύνδεσμολογία παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα. Οι ηλιακές κυψέλες παράγουν συνεχές ρεύμα, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη λειτουργία εξοπλισμού ή για τη φόρτιση μπαταρίας.

Η πρώτη πρακτική εφαρμογή του φωτοβολταϊκού φαινομένου πραγματοποιήθηκε για την ηλεκτρική τροφοδοσία δορυφόρων, αλλά σήμερα η πλειονότητα των φωτοβολταϊκών πλαισίων χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας σε διασυνδεδεμένα συστήματα. Σε αυτήν την περίπτωση απαιτείται ένας αντιστροφέας για τη μετατροπή του συνεχούς ρεύματος σε εναλασσόμενο.

Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις της Ευρωπαϊκής Ένωσης Βιομηχανιών Φωτοβολταϊκών (European Photovoltaic Industry Association - EPIA) μέχρι το 2030 θα παράγονται παγκοσμίως περίπου 2,600 TWh ηλεκτρικής ενέργειας από φ/β συστήματα. Αυτό σημαίνει ότι, υπό την προϋπόθεση ότι υπάρχει σοβαρή δέσμευση σχετικά με την ενεργειακή επάρκεια, σε λίγα χρόνια θα παράγεται παγκοσμίως αρκετή ηλεκτρική ενέργεια για την κάλυψη των αναγκών του 14% του παγκόσμιου πληθυσμού.

Οικονομικά κίνητρα, όπως η ειδική τιμή πώλησης της παραγόμενης κιλοβατώρας (feed-in tariff) και οι επιδοτήσεις των φ/β συστημάτων, έχουν δώσει ώθηση στις φ/β εγκαταστάσεις σε πολλές χώρες, μεταξύ των οποίων συγκαταλέγονται η Γερμανία, η Ισπανία, η Ιταλία και τα τελευταία χρόνια και η Ελλάδα.

Φωτοβολταϊκό πλαίσιο
Εγκατάσταση φωτοβολταϊκής γεννήτριας
Φωτοβολταϊκές κυψέλες
Εγκατάσταση φωτοβολταϊκού συστήματος

Για την κατασκευή των φωτοβολταϊκών κυψελών μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορα υλικά. Επί το πλείστον όμως χρησιμοποιείται κρυσταλλικό πυρίτιο. Οι κύριοι τύποι φ/β κυψελών είναι οι εξής:

  • Κυψέλες μονοκρυσταλλικού πυριτίου
  • Κυψέλες πολυκρυσταλλικού πυριτίου
  • Τεχνολογία λεπτού υμένα (Thin film)

Οι ηλεκτρολογικά συνδεδεμένες ηλιακές κυψέλες αποτελούν ένα φωτοβολταϊκό πλαίσιο (γνωστό και ως φωτοβολταϊκή γεννήτρια). Τα φ/β πλαίσια μονο- και πολυκρυσταλλικού πυριτίου είναι τα πιο διαδεδομένα για μικρά και μεγάλα συστήματα. Τα φ/β πλαίσια λεπτού υμένα χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο λόγω του χαμηλού τους κόστους. Οι διαφορετικοί τύποι ηλιακών κυψελών έχουν διαφορετική απόδοση.

Ο πίνακας που ακολουθεί δίνει μια γενική εικόνα.

Υλικό της Φωτοβολταϊκής κυψέλης Απόδοση φωτοβολταϊκής κυψέλης
Μονοκρυσταλλικό πυρίτιο 11-16%
Πολυκρυσταλλικό πυρίτιο (Κυψέλες EFG) 10-14%
Πολυκρυσταλλική κυψέλη 8-10%
Λεπτός υμένας π.χ. δισεληνο-ϊνδιούχος χαλκός, τελερουδιούχο κάδμιο κ.α. 6-10%
Άμορφη σιλικόνη 4-7%

Φωτοβολταϊκή Διάταξη

Οι ηλιακές κυψέλες ομαδοποιούνται κατάλληλα και συγκροτούν τα φωτοβολταϊκά πλαίσια ή γεννήτριες, τυπικής ισχύος από 20W έως 300W. Τα φ/β πλαίσια συνδέονται ηλεκτρολογικά μεταξύ τους και δημιουργούνται οι φωτοβολταϊκές συστοιχίες.

Δομή ενός φωτοβολταϊκού συστήματος

Το φωτοβολταϊκό σύστημα αποτελείται από ένα αριθμό μερών ή υποσυστημάτων:

(α) Το φωτοβολταϊκό πλαίσιο με τη μηχανική υποστήριξη και πιθανόν ένα σύστημα παρακολούθησης της ηλιακής τροχιάς.

(β) Μπαταρίες (υποσύστημα αποθήκευσης).

(γ) Καθορισμό ισχύος και συσκευή ελέγχου που περιλαμβάνει φροντίδα για μέτρηση και παρατήρηση.

(δ) Εφεδρική γεννήτρια. Η επιλογή του πώς και ποιά από αυτά τα στοιχεία ολοκληρώνονται μέσα στο σύστημα εξαρτάται από ποικίλες εκτιμήσεις.

Διάκριση Φωτοβολταϊκων συστημάτων

Υπάρχουν δυο κύριες κατηγορίες συστημάτων, το διασυνδεδεμένο με το δίκτυο και το αυτόνομο.
Η απλούστερη μορφή του δεύτερου εκ των δυο αποτελείται απλώς από μια φωτοβολταϊκή γεννήτρια, η οποία παράγει ηλεκτρικό ρεύμα οποτεδήποτε υπάρχει επαρκής ηλιοφάνεια. Αυτού του τύπου το σύστημα είναι κοινό σε εφαρμογές άντλησης. Επίσης υπάρχει η δυνατότητα σύνδεσης του αυτόνομου συστήματος με μπαταρία για την αποθήκευση της ενέργειας που παράγεται κατά τη διάρκεια της ηλιοφάνειας. Συχνά συμπεριλαμβάνεται και κάποιος ρυθμιστής φόρτισης της μπαταρίας, όπως στην περίπτωση που απαιτείται εναλλασσόμενο ρεύμα να εξέρχεται από το σύστημα. Σε μερικές περιπτώσεις το σύστημα περιέχει μια εφεδρική γεννήτρια.

Χρήσεις

Το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγεται από τα φωτοβολταϊκά χρησιμοποιείται για να δώσει ενέργεια σε μια συσκευή ή για τη φόρτιση μπαταρίας. Η τεχνολογία αυτή χρησιμοποιείται ευρέως σε μικροϋπολογιστές τσέπης που λειτουργούν χωρίς μπαταρία, απλώς με την έκθεσή τους στο φως.

Τα φωτοβολταϊκά χρησιμοποιούνται συχνά σε συστοιχίες για την παραγωγή ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα. Σε τέτοια μορφή χρησιμοποιούνται για να δίνουν ενέργεια σε δορυφόρους και διαστημόπλοια, αλλά και σε απλούστερες εφαρμογές, όπως για την ενεργειοδότηση απομακρυσμένων τηλεφώνων εκτάκτου ανάγκης σε εθνικές οδούς, σε σπίτια κλπ.

Σε πολλές χώρες έχουν ξεκινήσει προγράμματα επιδότησης των επενδύσεων σε φωτοβολταϊκά, τα οποία παράγουν ηλεκτρική ενέργεια που μεταπωλείται και εισάγεται στα δημόσια δίκτυα μεταφοράς. Τα προγράμματα αυτά έχουν στόχο τη διαφοροποίηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και τη σταδιακή απεξάρτησή από το πετρέλαιο.

Σταθερές βάσεις στήριξης - Συστήματα ανίχνευσης

Ένα σημαντικό πρόβλημα που αντιμετωπίζει ο σχεδιαστής μιας διάταξης είναι το που θα στερεωθούν οι βασικές μονάδες, αν θα στερεωθούν σε σταθερές θέσεις ή οι προσανατολισμοί τους θα ακολουθούν (ιχνηλατούν) την κίνηση του ηλίου.

Στις περισσότερες διατάξεις οι βασικές μονάδες στερεώνονται σ' ένα σταθερό κεκλιμένο επίπεδο με την πρόσοψη προς τον ισημερινό. Αυτό έχει την αρετή της απλότητας, δηλαδή κανένα κινούμενο τμήμα και χαμηλό κόστος. H άριστη γωνία κλίσης εξαρτάται κυρίως από το γεωγραφικό πλάτος, την αναλογία της διάχυτης ακτινοβολίας στην τοποθεσία και το είδος του φορτίου.

Στερεώνοντας τη διάταξη πάνω σε σύστημα με δύο άξονες παρακολούθησης του Ηλίου, μπορεί να συλλεχθεί μέχρι 30% περισσότερη ηλιακή ενέργεια κατά τη διάρκεια ενός έτους, σε σύγκριση με την εγκατάσταση σταθερής κλίσης. Κάτι τέτοιο όμως αυξάνει την πολυπλοκότητα και έχει ως αποτέλεσμα περισσότερη συντήρηση. Η μονού άξονα παρακολούθηση (ιχνηλάτηση) είναι λιγότερο σύνθετη αλλά παρουσιάζει μικρότερο κέρδος.

Ο προσανατολισμός μπορεί να ρυθμίζεται χειροκίνητα, εκεί που η προσφορά εργασίας είναι διαθέσιμη, αυξάνοντας έτσι τις όποιες απολαβές. Έχει υπολογιστεί ότι σε κλίματα με ηλιοφάνεια μια διάταξη επίπεδης κινούμενης πλάκας που έχει κατάλληλη ρύθμιση ώστε να στρέφεται προς τον ήλιο δυο φορές την ημέρα και να παίρνει την κατάλληλη κλίση τέσσερις φορές το χρόνο, μπορεί να συλλαμβάνει το 95% της ενέργειας, που συλλέγεται με ένα σύστημα δυο αξόνων παρακολούθησης πλήρως αυτοματοποιημένο.

Εφαρμογές Φωτοβολταϊκών συστημάτων για Πολυκατοικίες, Ξενοδοχεία, Κτιριακές εγκαταστάσεις κλπ.

Με ελάχιστο κόστος και αμέτρητο κέρδος για τους ιδιοκτήτες.

Πολλές προτάσεις design από την εταιρεία μας και για την καλαισθησία των ακινήτων.

Κάντε το σπίτι σας Ενεργειακό !

Ξεχνώντας άμεσα τα έξοδα του ρεύματος.

Εφαρμογή σε κάθε τύπο σπιτιού.

Ειδικές μονάδες παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας με Φωτοβολταϊκά συστήματα και ειδικές κατασκευές εκμετάλλευσης του χώρου για άλλες χρήσεις π.χ. αποθηκευτικός χώρος κάτω από τα στέγαστρα, δημιουργία κλειστού parking,

Φωτοβολταϊκό σύστημα παραγωγής Ηλεκτρικής ενέργειας, για κάλυψη αναγκών Φάρων.

Φωτοβολταϊκό σύστημα παραγωγής Ηλεκτρικής ενέργειας, για κάλυψη αναγκών, κεραιών Κινητής Τηλεφωνίας.

Τα Φ/Β πλαίσια του οίκου GERMAN SOLAR - ΓΕΡΜΑΝΙΑΣ συνοδεύονται από τα παρακάτω πιστοποιητικά:

Υπερκαλύπτεται η οδηγία ESTI/SPRA CEC – specification 503 IEC1215/ TYV Rheinland Germany. GIS, Japanese Industrial Standard.  IEC1215, University of port Elizabeth . DIN VDE Schutzklasse II UL1703,  US Standard for Safety.

FacebookMySpaceTwitterDiggDeliciousStumbleuponGoogle BookmarksRedditNewsvineLinkedinMixxRSS Feed