slide1
Download
Skip this Video
Download Presentation
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 59

FO S - PowerPoint PPT Presentation


  • 146 Views
  • Uploaded on

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ. ΛΕΛΟΒΙΤΗΣ ΓΙΩΡΓΟΣ. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ . ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ Φ/Β ΠΟΤΕ ΑΝΑΠΤΥΧΘΗΚΑΝ ΕΙΔΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑ Ї ΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΥΛΙΚΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΩΝ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΔΙΠΛΗΣ ΟΨΕΩΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ PV ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΤΗΡΙΞΗΣ

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'FO S' - viviana


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ

ΛΕΛΟΒΙΤΗΣ ΓΙΩΡΓΟΣ

slide2
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ
  • Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ.
  • ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ Φ/Β
  • ΠΟΤΕ ΑΝΑΠΤΥΧΘΗΚΑΝ
  • ΕΙΔΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑЇΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ
  • ΥΛΙΚΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΩΝ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ
  • ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΔΙΠΛΗΣ ΟΨΕΩΣ
  • ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ PV ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΤΗΡΙΞΗΣ
  • ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ ΤΟΥ ΗΛΙΟΥ ΣΕ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ ΠΑΡΚΑ
  • ΤΙ ΡΕΥΜΑ ΠΑΡΑΓΟΥΝ ΤΑ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΑ
  • ΠΩΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΕΤΑΙ Η ΕΝΕΡΓΕΙA ΠΟΥ ΠΑΡΑΓΟΥΝ ΤΑ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΑ
  • ΑΥΤΟΝΟΜΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ
  • ΣΥΣΤΗΜΑ Φ/Β ΣΥΝΔΕΔΕΜΕΝΟ ΜΕ ΤΗ ΔΕΗ
  • ΤΙ ΣΥΜΒΑΙΝΕΙ ΤΙΣ ΗΜΕΡΕΣ ΤΟΥ ΧΕΙΜΩΝΑ ΠΟΥ ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΗΛΙΟ;
  • ΠΟΙΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΚΑΛΥΨΕΙ ΕΝΑ Φ/Β;
  • ΓΙΑΤΙ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΔΙΑΔΕΔΟΜΕΝΗ Η ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ
  • ΤΟ ΟΦΕΛΟΣ ΑΠΟ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ
  • ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
  • ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
  • Η ΕΤΗΣΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ
  • Η ΕΤΗΣΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΗ
  • ΠΗΓΕΣ
slide3

Το φωτοβολταϊκό στοιχείο είναι ηλεκτρονική διάταξη η οποία παράγει ηλεκτρική ενέργεια όταν δεχτεί ακτινοβολία.

Λέγεται και φωτοβολταϊκό κύτταρο.

Επικράτησε η χρήση της σύντμησης Φ/Β ή PV αντί της λέξης φωτοβολταϊκό.

slide4

Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ.

Τα φωτόνια είναι φορείς ενέργειας.

Όταν τα φωτόνια μιας ακτινοβολίας πέσουν στην επιφάνεια ενός Φ/Β στοιχείου, άλλα ανακλώνται, άλλα διαπερνούν το ημιαγώγιμο υλικό κατασκευής του στοιχείου και άλλα απορροφώνται από αυτό.

Τα φωτόνια αυτά εξαναγκάζουν τα ηλεκτρόνια του ημιαγωγού να μετακινηθούν με την ενέργεια που τους δίνουν, οπότε δημιουργείται μια κίνηση ηλεκτρονίων.

Η κίνηση (ροή) αυτών των ηλεκτρονίων είναι το ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί άμεσα για τη λειτουργία συσκευών.

slide6
ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ Φ/Β

1839 Ο Γάλλος φυσικός Edmund Becquerel παρατήρησε για πρώτη φορά το φωτοβολταϊκό φαινόμενο στο μεταλλικό στοιχείο σελήνιο (Se).

1939 Κατασκευή φωτοβολταϊκού στοιχείου από Se με απόδοση 1%.

1941 Κατασκευή του πρώτου φωτοβολταϊκού στοιχείου από Si.

1954 Κατασκευή φωτοβολταϊκού στοιχείου από Si(p-n) και με απόδοση 6%.

1956 Η πρώτη εμπορική παραγωγή ηλιακών στοιχείων από την εταιρεία Hoffmann.

1958 Εκτόξευση του αμερικάνικου δορυφόρου Vanguard Iο οποίος έχει ως βοηθητική πηγή ενέργειας 6 στοιχεία Si.

1958 Εκτόξευση σοβιετικού δορυφόρου με μοναδική πηγή ενέργειας τα φωτοβολταϊκά στοιχεία.

1962 Τίθεται σε τροχιά από την εταιρεία Bell Telephone Laboratories ο πρώτος τηλεπικοινωνιακός δορυφόρος (Telstar) με φωτοβολταϊκά στοιχεία ισχύος 14 W.

1974 Το Υπουργείο Ενέργειας των Η.Π.Α. εγκατέστησε 3.100 Φ/Β συστήματα τα οποία εξακολουθούν ακόμα και σήμερα να λειτουργούν.

1977 Κατασκευή ηλιακού στοιχείου από GaAs με απόδοση 16% (Kameth).

1981 Πτήση πάνω από την Μάγχη του αεροπλάνου Solar Challengerεξοπλισμένου με 16.128 φωτοβολταϊκά στοιχεία Si συνολικής ισχύος 2,7kW.

1981Η πρώτη εγκατάσταση φωτοβολταϊκών ισχύος 100kW στην Ελλάδα.

1983 Έναρξη λειτουργίας του πρώτου φωτοβολταϊκού σταθμού ισχύος 1MW στην Βικτροβίλ.

1990. Ο πόλεμος του Κόλπου πυροδότησε εκ νέου το ενδιαφέρον των Η.Π.Α. για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας. Αρχή ραγδαίας ανάπτυξης της αγοράς των φωτοβολταϊκών συστημάτων.     

telstar 14 w
Ο πρώτος τηλεπικοινωνιακός δορυφόρος Telstar με φωτοβολταϊκά στοιχεία ισχύος 14 W.
slide11

Ένα από τα μεγαλύτερα φωτοβολταϊκά πάρκα στην Ελλάδα κατασκευάστηκε στη Θήβα, 50 χλμ βόρεια της Αθήνας. Το έργο αποτελείται από 12.400 μονοκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά πλαίσια. Υπολογίζεται ότι η παραγωγή θα φτάσει τα 2.7 εκατομμύρια kWh το έτος, η οποία ισοδυναμεί με κατανάλωση ενέργειας 800 νοικοκυριών των 3 ατόμων. Χρηματοδοτήθηκε από την Γερμανική τράπεζα Landesbank Baden-Württemberg και αποτελεί ιδιοκτησία της εταιρείας του επενδυτή Σάββα Ζαφειράτου, Advanced Photon Dynamics Α.Ε.

slide12

ΠΟΤΕ ΑΝΑΠΤΥΧΘΗΚΑΝ

Τα πρώτα Φ/Β στοιχεία αναπτύχθηκαν στη δεκαετία του 1950 με σκοπό την τροφοδότηση των δορυφόρων με την απαραίτητη ηλεκτρική ενέργεια.

Από εκείνη την εποχή μέχρι σήμερα τα Φ/Β χρησιμοποιούνται σε πολλές εφαρμογές σε διάφορους τομείς δραστηριοτήτων για την άμεση παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος από την ηλιακή ακτινοβολία.

Η ηλιακή ενέργεια που απορροφάται από τη Γη και την ατμόσφαιρά της σε ένα χρόνο, είναι 10-15 φορές περισσότερη από την ενέργεια που μπορούν να δώσουν τα ορυκτά καύσιμα.

Φυσικά δεν είναι όλη αυτή η ενέργεια εκμεταλλεύσιμη και αυτό οφείλεται στις τεχνολογικές αδυναμίες, οι οποίες έχουν ως συνέπεια να γίνεται δυνατή η μετατροπή μόνο του 5-15% της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική.

slide14

Ιστορία των Δορυφορικών Συστημάτων

Η υλοποίηση των δορυφορικών επικοινωνιών πραγματοποιήθηκε για τις ανάγκες του ψυχρού πολέμου. Έτσι η διαστημική εποχή άρχισε το 1957 με την εκτόξευση του πρώτου τεχνητού δορυφόρου (Sputnik) που εκτόξευσε η πρώην ΕΣΣΔ.

hylas 1
Hylas-1 Σχεδιάστηκε αποκλειστικά για την παροχή ευρυζωνικής πρόσβασης στο Διαδίκτυο σε απομονωμένες περιοχές της Ευρώπης
slide16
Ο ΠΡΩΤΟΣ ΕΛΛΗΝΙΚΟΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΟΣ ΔΟΡΥΦΟΡΟΣ

Hellas Sat

g kt rk elespazio
Ο ΔΟΡΥΦΟΡΟΣ ΜΕ ΤΗΝ ΟΝΟΜΑΣΙΑ “GÖKTÜRK”, Ο ΠΡΩΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΟΠΕΥΤΙΚΟΣ ΔΟΡΥΦΟΡΟΣ ΤΗΣ ΤΟΥΡΚΙΑΣ, ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΖΕΤΑΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΙΤΑΛΙΚΗ “ΤELESPAZIO”.
helios 2b
ΚΑΤΑΣΚΟΠΕΥΤΙΚΟΣ ΔΟΡΥΦΟΡΟΣ HELIOS-2B

O Δορυφόρος αυτός, πέρα από τα πλεονεκτήματα που θα προσδώσει στις Γαλλικές Ένοπλες Δυνάμεις και τις υπηρεσίες πληροφοριών έχει και σημαντική αξία για την αμυντική θωράκιση της χώρας μας. Η Ελλάδα συμμετέχει σε ποσοστό 2,5%.

Ο νέος δορυφόρος θα αποτελέσει τα «μάτια» των γαλλικών μυστικών υπηρεσιών στη Μέση Ανατολή, περιοχή στην οποία το Παρίσι τα τελευταία χρόνια αναζητά εκ νέου το ρόλο της. Ο δορυφόρος θα μπορεί να μεταδώσει εικόνα σε πραγματικό χρόνο και να παρακολουθεί τόσο κινήσεις υπόπτων, όσο και «ύποπτες» εγκαταστάσεις, όπως για παράδειγμα αυτές του Ιράν. Παράλληλα σύμφωνα με γαλλικές στρατιωτικές πηγές, ο δορυφόρος αυτός θα βοηθήσει τόσο τα γαλλικά στρατεύματα που βρίσκονται στο Λίβανο, όσο και αυτά που επιχειρούν στο Αφγανιστάν.

slide21

ΕΙΔΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑЇΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Το ακριβές ποσοστό της μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική εξαρτάται από το είδος των Φ/Β στοιχείων που χρησιμοποιούνται.

Τα Φ/Β διακρίνονται σε:

μονοκρυσταλλικά,

πολυκρυσταλλικά και

άμορφα.

Η επιλογή των Φ/Β στοιχείων είναι συνάρτηση του διαθέσιμου χώρου, των αναγκών και της οικονομικής δυνατότητας αυτών που θα τα χρησιμοποιήσουν.

slide22
ΕΙΔΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑЇΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Φωτοβολταϊκά στοιχεία

Τελουριούχου Kάδμιου (CdTe)

Φωτοβολταϊκά στοιχεία

άμορφου πυριτίου

Φωτοβολταϊκά στοιχεία

ταινίας πυριτίου

Φωτοβολταϊκά στοιχεία

μονοκρυσταλλικού πυριτίου

Φωτοβολταϊκά κελιά

πολυκρυσταλλικού πυριτίου

slide23

ΥΛΙΚΑ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΤΩΝ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Τα Φ/Β στοιχεία κατασκευάζονται από ημιαγώγιμα υλικά, όπως το πυρίτιο και το γερμάνιο, ή χημικές ενώσεις αρσενικούχου γάλλιου, φωσφορούχου γάλλιου, φωσφορούχου ίνδιου, κ.ά.

Σε αυτά τα ημιαγώγιμα υλικά ενσωματώνονται προσμείξεις άλλων στοιχείων και έτσι αποκτούν την ιδιότητα να εμφανίζουν μικρή τάση στα άκρα τους, όταν πέσει πάνω τους ηλιακή ακτινοβολία ή φωτιστούν από κάποια άλλη πηγή φωτός.

Η τάση αυτή στην περίπτωση Φ/Β στοιχείων πυριτίου είναι 0,5V, δηλαδή πολύ μικρή. Για το λόγο αυτό συνδέονται πολλά Φ/Β στοιχεία μαζί και σχηματίζουν τη Φ/Β συστοιχία ή Φ/Β σύστημα, οπότε η παραγόμενη τάση είναι μεγαλύτερη.

slide24
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΔΙΠΛΗΣ ΟΨΕΩΣ

Η τεχνολογία των φωτοβολταϊκών διπλής όψεως προέκυψε από τις διαστημικές ανάγκες της Σοβιετικής Ένωσης. Για τους δορυφόρους η μόνη πηγή ενέργειας είναι η ηλιακή και για την υποστήριξη των οργάνων τους χρησιμοποιούνται φωτοβολταϊκές κυψέλες. Προκειμένου οι δορυφόροι με τα panels να είναι ενεργειακά αυτάρκεις, επινοήθηκε η τεχνική λείανσης της κυψέλης και από την πίσω πλευρά και το κλείσιμό της σε "σάντουιτς τζάμι-τζάμι". Αυτή η επινόηση οδήγησε σε ένα προϊόν που αποδίδει περισσότερη ενέργεια από μικρότερη επιφάνεια. Η απόδοση των φωτοβολταϊκών συστημάτων εξαρτάται, σε μεγάλο βαθμό, από τη χρονική διάρκεια που θα "βλέπουν" τον Ήλιο κάθετα.

slide25
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΔΙΠΛΗΣ ΟΨΕΩΣ

Τα συμβατικά panels, αξιοποιούν μέρος μόνο της προσφερόμενης ηλιακής ενέργειας, αφού είναι ενεργά από τη μία όψη μόνο, η οποία ενεργοποιείται όταν ο ήλιος βρίσκεται στο νότιο μισό του ορίζοντα και σε μία περιοχή περίπου 150ο. Αντίθετα τα bifacial – windsol επιπλέον εκμεταλλεύονται:

α) το χρόνο που ο ήλιος βρίσκεται βόρεια του νοητού άξονα ανατολής – δύσης και που κατά την θερινή περίοδο είναι πάνω από 7 ώρες ημερησίως,

β) την ακτινοβολία που διαχέεται στο περιβάλλον και

γ) αυτή που ανακλάται.

slide26
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΔΙΠΛΗΣ ΟΨΕΩΣ

Το παραπάνω σχήμα δείχνει τη μεταβολή της θέσης του ήλιου σε ότι αφορά το μέγιστο και το ελάχιστο ύψος στον ουρανό το χειμώνα (21 Δεκεμβρίου), και το καλοκαίρι (21 Ιουνίου) που κυμαίνεται από 28ο – 75ο (στην Αττική) σε ότι αφορά τον οριζόντιο άξονα. Οι κατασκευαστές του bifacial - windsol βέβαιοι για την υψηλή ποιότητα και αντοχή του, παρέχουν 5ετή εγγύηση προϊόντος και 25ετή εγγύηση του 80% της ισχύος του.

slide27
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΔΙΠΛΗΣ ΟΨΕΩΣ

Εικόνα της οπίσθιας και εμπρόσθιας πλευράς των φωτοβολταϊκών διπλής όψεως.

Οπίσθια όψη

Εμπρόσθια όψη

slide28
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ PV ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΤΗΡΙΞΗΣ
  • Στερεώνοντας τα φωτοβολταϊκά πάνω σε σύστημα με δύο άξονες παρακολούθησης του Ηλίου, μπορεί να συλλεχθεί μέχρι 25% 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 μια χαμηλότερης αξιοπιστίας και υψηλότερου κόστους συντήρηση. Η μονού άξονα παρακολούθηση (ιχνηλάτηση) trackerείναι λιγότερο σύνθετη. Ο προσανατολισμός μπορεί να ρυθμίζεται χειροκίνητα, εκεί που η προσφορά εργασίας είναι διαθέσιμη, αυξάνοντας έτσι τις όποιες απολαβές ή ηλεκτρικά. 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.
  • Το σύστημα παρακολούθησης είναι ιδιαίτερα σημαντικό στα Φ/Βσυστήματα. Η δομή αυτών των φωτοβολταϊκών συστημάτων εκτείνεται από έναν απλό σχεδιασμό βασισμένο πάνω σε πλευρικούς ενισχυτικούς καθρέπτες μέχρι τα συγκεντρωτικά συστήματα, τα οποία χρησιμοποιούν υπερσύγχρονες οπτικές τεχνικές, για να αυξήσουν την είσοδο φωτός προς τα ηλιακάφωτοβολταϊκά στοιχεία. Αυτά τα συστήματα πρέπει να προνοούν για ένα σημαντικό γεγονός, ότι δηλαδή συγκεντρώνοντας την ηλιακή ενέργεια ελαττώνουν το γωνιακό άνοιγμα των ακτίνων, που το σύστημα μπορεί να δεχθεί.
tracker
ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΟΥΝ ΟΙ TRACKER:
  • Ο ήλιος κατά την διάρκεια όλων των εποχών ακολουθεί πορεία από την ανατολή στην δύση καθημερινά. Παράλληλα κινείται επίσης από το Βορρά μέχρι το Νότο καθώς οι εποχές αλλάζουν. Τα Φ/Β ηλιακά πλαίσια έχουν μέγιστη απόδοση και παράγουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια όταν είναι τοποθετημένα 90° (κάθετα) σε σχέση με την προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία (ηλιακό φως).
  • Οι ηλιακοί ιχνηλάτες παρακολούθησης trackers / tracker αυξάνουν από 10% -40% την απόδοση ενός διασυνδεδεμένου Φ/Β σταθμού ή ενός Φ/Β πάρκου. Ακολουθούν τον ήλιο, έτσι ώστε τα Φ/Β πάνελ - ηλιακοί συσσωρευτές που είναι εγκατεστημένα στους trackers / tracker να παράγουν την μεγαλύτερη δυνατή ηλεκτρική ενέργεια από την ηλιακή ακτινοβολία.
  • Τα συστήματα παρακολούθησης του ήλιου trackers / tracker χρησιμοποιούνται κατά κύριο λόγο στους Φ/Β σταθμούς- Φ/Β πάρκα. Οι trackers / tracker αποτελούνται από σύστημα κινούμενης βάσης, μονοαξονικό ή διαξονικό (διπλού άξονα) σύστημα το οποίο παρακολουθεί την πορεία του ήλιου στον ορίζοντα καθ’ όλη τη διάρκεια της ημέρας. Οι φωτοβολταϊκοί συλλέκτες - Φ/Β πλαίσια τοποθετούνται πάνω στην κινούμενη βάση έτσι ώστε να έχουν κατεύθυνση πάντα προς τον ήλιο, και έτσι να αυξάνεται η απόδοσή τους κατά 25% έως 40% όλο τον χρόνο όπως εκτιμάται για την Ελλάδα.
tracker1
ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΟΥΝ ΟΙ TRACKER:

Η σχεδίαση και κατασκευή των Φ/Β (solar trackers) γίνεται ανάλογα με τις κλιματικές συνθήκες, η συντήρησή του να είναι ελάχιστη μία φορά τον χρόνο και οι αντοχές των υλικών κατασκευής να είναι δοκιμασμένες σε ακραίες καταστάσεις.

Η πορεία της κινούμενης βάσης είναι από Ανατολικά (Ε) προς Δυτικά (W) κατά την διάρκεια της ημέρας και ο προσανατολισμός της βάσης είναι Νότιος (S). Η γωνία κλίσης  των Φ/Β συλλεκτών ως προς τον οριζόντιο άξονα μεταβάλλεται χειροκίνητα ή ηλεκτρικά, από 20° έως 65°, έτσι ώστε να προσαρμόζεται σύμφωνα με την μετατόπιση του ήλιου τις τέσσερις εποχές του χρόνου.

Τύποι trackers / trackerΦ/Β πάρκων

  • Τrackers καθέτου άξονα (μονού συστήματος άξονα) για κάθετη παρακολούθηση του ήλιου.
  • Τrackers οριζόντιου άξονα (μονού συστήματος άξονα) για οριζόντια παρακολούθηση του ήλιου.
  • Τrackers διπλού άξονα (διαξονικού συστήματος άξονα) για παράλληλη κάθετη και οριζόντια παρακολούθηση του ήλιου.

Τρόποι μετάδοσης κίνησης τωνΦ/Β trackers / tracker:

  • Υδραυλικοί trackers / tracker για  Φ/Β πάρκα (υδραυλικό σύστημα μετάδοσης της κίνησης).
  • Ηλεκτρικοί trackers / tracker για  Φ/Β πάρκο (ηλεκτρικό σύστημα μετάδοσης της κίνησης).
slide32
ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ ΤΟΥ ΗΛΙΟΥ ΣΕ Φ/Β ΠΑΡΚΑ
  • Από πανεπιστημιακές  μελέτες και έρευνες  προκύπτει  ότι τα συστήματα Sun Tracker με λογισμικό πρόγραμμα  αζιμουθιακής (ανατολής-δύσης ) και γωνιακής (πάνω-κάτω) παρακολούθησης  του ήλιου, μπορούν να παράγουν επιπλέον ενέργεια έως 56% , σε ιδανικές καιρικές συνθήκες,σε σύγκριση με τα σταθερά.      
  • Το Sun Tracker  επιτυγχάνει,ανά τέταρτο της ώρας, αζιμουθιακή και γωνιακή παρακολούθηση (μελέτες έδειξαν ότι και ανά μισή ώρα γίνεται βέλτιστη παρακολούθηση) του ήλιου ώστε η καθετότητα του ήλιου να είναι σχεδόν απόλυτη.
  • Το Sun Tracker γιαΦ/Β πάρκα κινείται με αυτόνομο λογισμικό προσαρμοσμένο για όλο τον 21 αιώνα,με δυνατότητα αναβάθμισης. To PLC σύστημα οδηγεί με αξιοπιστία τον υδραυλικό  γωνιακό μειωτήρα για την αζιμουθιακή κίνηση και το έμβολο για την γωνιακή κίνηση, καταναλώνοντας πολύ λίγη ενέργεια. Άρα το Sun Tracker  είναι αυτόνομο, αυτοεξυπηρετούμενο και αποτελεί μονάδα από μόνο του.
  • Ο Sun Tracker γιαΦ/Β πάρκα σε καιρικές συνθήκες μέτριας έως και  πυκνής  νέφωσης μπορεί  να περιορίζει την απόδοσή του, αλλά η καθετότητα των Φ/Β πάνελ σε σχέση με την διάκεντρο γης-ηλίου μας δίνει απόδοση σαφώς μεγαλύτερη από μια σταθερή ή από μια κινούμενη με αισθητήρες φωτός διάταξη. Άρα η σταθερή τροχιά του Sun Tracker έχει μικρότερη κατανάλωση ενέργειας και ενδείκνυται  για μεσογειακές χώρες.
  • Η αύξηση της παραγόμενης ενέργειας είναι αδιαμφισβήτητη και  αξίζει  από οικονομικής πλευράς η χρήση του.
  • Το Sun Tracker μας δίνει το μέγιστο της απόδοσης ενός Φ/Β συστήματος με την μικρότερη κατανάλωση αυτοεξυπηρέτησης και με  την απόλυτη καθετότητα παρακολούθησης του ήλιου.
slide33

ΤΙ ΡΕΥΜΑ ΠΑΡΑΓΟΥΝ ΤΑ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΑ;

Τα Φ/Β συστήματα παράγουν συνεχές ρεύμα, γεγονός που σημαίνει ότι ή θα πρέπει να χρησιμοποιούμε συσκευές συνεχούς ρεύματος ή να μετατρέπουμε το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο με τη βοήθεια ηλεκτρονικών διατάξεων.

slide34

ΠΩΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΕΤΑΙ Η ΕΝΕΡΓΕΙA ΠΟΥ ΠΑΡΑΓΟΥΝ ΤΑ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΑ;

Υπάρχουν δύο δυνατότητες για τη λειτουργία των Φ/Β συστημάτων:

Το σύστημα να λειτουργεί ως ανεξάρτητο και αυτοτελές τροφοδοτώντας με ηλεκτρικό ρεύμα το κτίριο όπου τοποθετήθηκε.

Σε αυτήν την περίπτωση είναι απαραίτητη η ύπαρξη μπαταριών αποθήκευσης των περισσευμάτων της ηλεκτρικής ενέργειας, ώστε αυτή να διοχετεύεται στα κυκλώματα κατά τη διάρκεια της νύχτας ή κατά τις συννεφιασμένες μέρες.

Το σύστημα συνδέεται συγχρόνως με το κεντρικό δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, ΔΕΗ.

Με τον τρόπο αυτό, όταν το σύστημα παράγει περισσεύματα ηλεκτρικής ενέργειας, με κατάλληλες συνδέσεις διοχετεύεται προς άλλους καταναλωτές, ενώ όταν δεν παράγει ηλεκτρική ενέργεια, μπορεί να συμπληρώνει τις απαιτήσεις του κτιρίου με άντληση ενέργειας από το κεντρικό δίκτυο. Ο δεύτερος τρόπος είναι λιγότερο δαπανηρός και δεν είναι αναγκαίος ο χώρος εγκατάστασης μπαταριών αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας.

slide38
ΤΙ ΣΥΜΒΑΙΝΕΙ ΤΙΣ ΗΜΕΡΕΣ ΤΟΥ ΧΕΙΜΩΝΑ ΠΟΥ ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΗΛΙΟ;
  • H παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος από τον ήλιο με φωτοβολταϊκά χρειάζεται το φως της ηλιακής ακτινοβολίας, όχι τη θερμότητά της.

Ακόμη και μια συννεφιασμένη χειμωνιάτικη ημέρα θα υπάρχει άφθονο διάχυτο φως και τα φωτοβολταϊκά θα συνεχίσουν να παράγουν ηλεκτρισμό, έστω και με μειωμένη απόδοση (π.χ. ακόμη και με απόλυτη συννεφιά το φωτοβολταϊκό θα παράγει ένα 5%-20% της μέγιστης ισχύος του). Ανάλογα με την ισχύ του συστήματος και τις ανάγκες του χρήστη, η μειωμένη αυτή παραγωγή μπορεί να μην επαρκεί. Στις περιπτώσεις αυτές, αν η εγκατάσταση είναι συνδεδεμένη με τη ΔΕΗ, η κατανάλωση ρεύματος θα γίνεται από το δίκτυο.

  • Μια πλήρως αυτόνομη λύση με καλή σχέση κόστους-απόδοσης είναι ένας συνδυασμός φωτοβολταϊκών στοιχείων και μιας μικρής ανεμογεννήτριας, δηλαδή ένα υβριδικό σύστημα. H παραγωγή ηλεκτρισμού από τον ήλιο και τον άνεμο αλληλοσυμπληρώνονται μέσα από το σύστημα αποθήκευσης και διαχείρισης της ενέργειας.
slide39
ΠΟΙΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΚΑΛΥΨΕΙ ΕΝΑ Φ/Β;
  • Φωτισμός, τηλεπικοινωνίες, ψύξη, ηχητική κάλυψη και γενικότερα οποιαδήποτε ουσιαστικά ενεργειακή ανάγκη μπορεί να καλυφθεί από ένα κατάλληλα σχεδιασμένο φωτοβολταϊκό σύστημα.
  • Για λόγους απόδοσης και οικονομίας πάντως, δεν συνιστάται η χρήση φωτοβολταϊκών συστημάτων για την τροφοδότηση θερμικών ηλεκτρικών συσκευών, όπως κουζίνες, θερμοσίφωνες, ηλεκτρικά καλοριφέρ ή θερμοσυσσωρευτές.
  • Για τις χρήσεις αυτές υπάρχουν πολύ οικονομικότερες λύσεις που δεν στηρίζονται καθόλου στον ηλεκτρισμό, όπως οι ηλιακοί θερμοσίφωνες, ο ηλιακός κλιματισμός, οι κουζίνες ή τα συστήματα θέρμανσης φυσικού αερίου, υγραερίου κτλ.
  • Από την άλλη πλευρά, ο φωτισμός με λάμπες εξοικονόμησης και η χρήση ηλεκτρονικών συσκευών (υπολογιστές, ηχητικά συστήματα, ψυγεία, τηλεοράσεις, τηλεπικοινωνίες κτλ.) αποτελούν ανάγκες που μπορούν να καλυφθούν εύκολα και οικονομικά με φωτοβολταϊκά.
slide40
ΠΟΙΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΚΑΛΥΨΕΙ ΕΝΑ Φ/Β;
slide41
ΠΟΙΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΚΑΛΥΨΕΙ ΕΝΑ Φ/Β;
slide42
ΠΟΙΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΚΑΛΥΨΕΙ ΕΝΑ Φ/Β;
slide43
ΠΟΙΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΚΑΛΥΨΕΙ ΕΝΑ Φ/Β;
slide44
ΠΟΙΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΚΑΛΥΨΕΙ ΕΝΑ Φ/Β;
slide45

ΓΙΑΤΙ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΔΙΑΔΕΔΟΜΕΝΗ Η ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ;

Η χρήση των Φ/Β συστημάτων δεν είναι πολύ διαδεδομένη εξαιτίας του υψηλού κόστους αγοράς, όμως γίνεται μια συνεχής έρευνα για την κατασκευή περισσότερο αποδοτικών και φθηνότερων ηλιακών κυττάρων.

Σε απομακρυσμένες περιοχές όμως, χωρίς δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, η χρήση Φ/Β συστημάτων είναι απαραίτητη για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία χρησιμοποιείται για φωτισμό, λειτουργία ψυγείων, συσκευών τηλεοράσεων, φορτιστών μπαταριών, αντλιών νερού, κλιματιστικών μηχανημάτων, κ.ά.

Επίσης δεν είναι διαδεδομένη η χρήση τους γιατί δεν είμαστε καλά ενημερωμένοι.

slide46

ΤΟ ΟΦΕΛΟΣ ΑΠΟ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Η χρήση των Φ/Β συστημάτων συνοδεύεται από σημαντικά πλεονεκτήματα, όπως μηδενική ρύπανση του περιβάλλοντος, αθόρυβη λειτουργία, αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής, που φτάνει τα 30 χρόνια, ανεξαρτητοποίηση από τροφοδοσία καυσίμων, δυνατότητα επέκτασης για παροχή μεγαλύτερης ηλεκτρικής ισχύος και ελάχιστες απαιτήσεις για συντήρηση.

slide47
ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Ως μειονέκτημα θα μπορούσε να καταλογίσει κανείς στα φωτοβολταϊκά συστήματα το κόστος τους, το οποίο, παρά τις τεχνολογικές εξελίξεις παραμένει ακόμη αρκετά υψηλό. Μια γενική ενδεικτική τιμή είναι 4000 ευρώ ανά εγκατεστημένο κιλοβάτ (kW) ηλεκτρικής ισχύος. Λαμβάνοντας υπόψη ότι μια τυπική οικιακή κατανάλωση απαιτεί από 1,5 έως 3,5 κιλοβάτ, το κόστος της εγκατάστασης δεν είναι αμελητέο. Το ποσό αυτό, ωστόσο, μπορεί να αποσβεστεί σε περίπου 5-6 χρόνια και το Φ/Β σύστημα θα συνεχίσει να παράγει δωρεάν ενέργεια για τουλάχιστον άλλα 25χρόνια. Ωστόσο, τα πλεονεκτήματα είναι πολλά, και το ευρύ κοινό έχει αρχίσει να στρέφεται όλο και πιο πολύ στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και στα φωτοβολταϊκά ειδικότερα, για την κάλυψη ή την συμπλήρωση των ενεργειακών του αναγκών.

slide48
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
  • Αξιοπιστία, μεγάλη διάρκεια ζωής. Η αρχική τους κατασκευή ήταν για χρήση στο διάστημα όπου οι επισκευές είναι δαπανηρές έως ακατόρθωτες. Σήμερα η απόδοση τους είναι εγγυημένη από σοβαρούς κατασκευαστές για περισσότερο από 25 χρόνια.
  • Μηδενικό κόστος λειτουργίας. Δεν καταναλώνουν πρώτες ύλες, χρησιμοποιούν μόνο το φως του ήλιου για να παράγουν ηλεκτρισμό.
  • Δεν χρειάζονται συντήρηση. Τα φωτοβολταϊκά δεν χρειάζονται συντήρηση για την πολυετή λειτουργία τους. Η φροντίδα αφορά μόνο να μην υπάρχει σκίαση κυρίως από αναπτυσσόμενη βλάστηση.
  • Δεν μολύνουν το περιβάλλον. Δεν παράγουν υποπροϊόντα, δεν εκπέμπουν ακτινοβολία ούτε χρειάζονται καύσιμα για να λειτουργήσουν. Δεν προκαλούν ηχορύπανση αφού η λειτουργία τους είναι εντελώς αθόρυβη. Κατασκευάζονται από ανακυκλώσιμα υλικά (γυαλί, αλουμίνιο, πυρίτιο) συνεπώς είναι περιβαλλοντικά καθαρά.
  • Προστατεύουν το περιβάλλον.1kW εγκατεστημένου φωτοβολταϊκού συστήματος μειώνει: κατά 70 κιλά/μήνα την κατανάλωση λιγνίτη κατά 138 κιλά/μήνα την απελευθέρωση CO2 στην ατμόσφαιρα περισσότερο από 400 λίτρα/μήνα την κατανάλωση νερού και μειώνει την απελευθέρωση ΝΟ, SO2και στερεών σωματιδίων στο περιβάλλον.
  • Αποκέντρωση παραγωγής.Τα φωτοβολταϊκά συστήματα τοποθετούνται σε κάθε περιοχή χωρίς περιορισμούς με αποτέλεσμα την αποκέντρωση της παραγωγής σε ένα τόπο. Επίσης ελαχιστοποιούνται οι απώλειες μέσω του δικτύου διανομής αφού η ενέργεια καταναλώνεται τοπικά.
  • Ευελιξία, επεκτασιμότητα. Τα Φωτοβολταϊκά συστήματα τοποθετούνται ανάλογα με τις απαιτήσεις σε ενέργεια. Σε περίπτωση που οι ανάγκες αυξηθούν πολύ εύκολα το σύστημα αναβαθμίζεται για να καλύψει ενεργειακά την νέα ζήτηση.
slide49
Η ΕΤΗΣΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΠΟΥ ΠΑΡΑΓΕΤΑΙ ΑΠΟ Φ/Β ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΡΥΘΜΙΣΜΕΝΑ ΣΤΗΝ ΠΙΟ ΑΠΟΔΟΤΙΚΗ ΓΩΝΙΑ
slide52

To  μέλλον της ηλιακής ενέργειας είναι στο Διάστημα, δηλώνει η αμερικάνικη εταιρεία SolarEn, που υπέγραψε συμφωνία με την εταιρεία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και φυσικού αερίου Pacific Gas and Electric Company, στη Καλιφόρνια, για την κατασκευή μεγάλων ηλιακών πάνελ που θα κινούνται στη τροχιά της Γης όπως και οι δορυφόροι.Η εταιρεία SolarEn προσπαθεί να λύσει το πρόβλημα της συλλογής ηλιακής ενέργειας τη νύχτα στην επιφάνεια της γης, στέλνοντας τους ηλιακούς δορυφόρους σε τροχιά πάνω από τη Γη.Οι δύο εταιρείες συμφώνησαν να παράγουν ηλιακή ενέργεια 200 megawatts αν και υπάρχουν ελπίδες ότι θα μπορούσαν να παράγουν περισσότερο μέσα στο 15ετες συμβόλαιο που έχουν υπογράψει. Ακόμα όμως και τα 200MW αρκούν για να τροφοδοτήσουν 150,000 νοικοκυριά.Αν και δεν είναι η πρώτη προσπάθεια που γίνεται για τη συλλογή ηλιακής ενέργειας από το διάστημα, καθώς παρόμοια σχέδια εκπονήθηκαν τη δεκαετία του ’60, είναι όμως η σοβαρότερη συμφωνία με εταιρεία παραγωγής ενέργειας.Τα διαστημικά ηλιακά πάνελ θα εκτοξευθούν με πύραυλους σε απόσταση 22,000 μίλια πάνω από τη Γη.Η εταιρεία SolarEn έκανε μια σημαντική ανακάλυψη σχετικά με το πώς θα τα ηλιακά πάνελ θα στείλουν την ενέργεια πίσω στη Γη.Τα ηλιακά πάνελ θα μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ραδιοκύματα που θα τη μεταδίδουν πίσω στη Γη. Η συνεχόμενη μετάδοση ραδιοκυμάτων μπορεί να θεωρηθεί επικίνδυνη, αλλά ο ιδρυτής της εταιρείας SolarEn Gary Spirnak δήλωσε ότι πρόκειται για ασφαλές σύστημα.

slide53
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑЇΚΟ ΠΑΡΚΟ

ΠΟΛΥ ΚΑΛΥΤΕΡΟ

ΑΠΟ ΤΗΝ

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

slide57
ΠΗΓΕΣ
  • sunTech Energy energy@suntech.gr
  • tech-electronics.blogspot.com/2010_12_01_arch...
  • www.compasolar.gr/pvsystem.htm
  • exikonomisi.blogspot.com/2007_11_01_archive.html
  • www.energotech.gr/index.php?option=com_conten...
  • greekblock.blogspot.com/2009/01/blog-post_28.html
  • http://www.solar-systems.gr/photovoltaic-mounting-tracker.html
  • Εγκυκλοπαίδεια Μαλιάρης Παιδεία
ad