Που Χρησιμοποιούνται τα Φωτοβολταϊκά;

Τα φωτοβολταϊκά χρησιμοποιούνται κυρίως σε 3 εφαρμογές:

1. Στην κατοικία: Τα Φωτοβολταϊκά συστήματα PV μπορούν να εγκατασταθούν στις στέγες των σπιτιών ή ως εδάφους συστήματα για να παρέχουν ηλεκτρικό ρεύμα στα σπίτια.
2. Εμπορική χρήση: Τα συστήματα PV μπορούν να εγκατασταθούν στις στέγες των επιχειρήσεων/ των βιομηχανίων ή ως ηλιακά πάρκα για να παρέχουν ηλεκτρικό ρεύμα σε αγρότες και θεσμούς.
3. Για ταξίδια: Υπάρχουν κινητά φωτοβολταϊκά συστήματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη φόρτιση των κινητών τηλεφώνων και άλλων ηλεκτρονικών συσκευών κατά τη διάρκεια του ταξιδιού.

Στο ακόλουθο άρθρο θα μάθετε:

• Τι είναι τα Φωτοβολταϊκά Συστήματα;
• Ποιά είναι τα βασικά μέρη Φωτοβολταϊκών Συστημάτων;
• Φωτοβολταϊκά για Οικιακή Χρήση
• Φωτοβολταϊκά για Εμπορική Χρήση
• Φωτοβολταϊκά για Ταξίδια

Τι είναι τα Φωτοβολταϊκά Συστήματα;

 

Τα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι συστήματα που χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια και την μετατρέπουν σε ηλεκτρική.

Η λειτουργία των φωτοβολταϊκών βασίζεται στις φωτοβολταϊκές κυψέλες, οι οποίες μετατρέπουν την ηλιακή ακτινοβολία σε ηλεκτρική ενέργεια. 

 Όταν η ηλιακή ακτινοβολία πέφτει στο φωτοβολταϊκό κελί, αυτή απορροφάται από τα ημιαγωγικά υλικά και απελευθερώνει ηλεκτρόνια, δημιουργώντας έτσι ηλεκτρικό ρεύμα.

Ποιά Είναι τα Βασικά Μέρη Φωτοβολταϊκών Συστημάτων;

Τα βασικά μέρη των φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι τα φωτοβολταϊκά πάνελ, οι αντιστροφείς τάσης (inverter), οι βάσεις στήριξης, οι μπαταρίες και τα περιφερειακά. 

Ηλιακά Πάνελ

Το ηλιακό πάνελ αποτελεί το βασικότερο μέρος ενος ηλιακού συστήματος. Όταν επιλέγεται ηλιακούς συλλέκτες βεβαιωθείται ότι έχουν μεγάλη περίοδο εγγύησης σε περίπτωση που προκύψει κάποιο πρόβλημα.

Οι παράγοντες που πρέπει να θυμάστε κατά την επιλογή ηλιακών συλλεκτών περιλαμβάνουν την απόδοση, τον ρυθμό υποβάθμισης και τον συντελεστή θερμοκρασίας.

Οι βασικοί τύποι φωτοβολταϊκών στοιχείων είναι οι μονοκρυσταλλικοί πυρίτες, οι πολυκρυσταλλικοί πυρίτες και του λεπτού υμενίου (thin film) . 

Ωστόσο, οι μονοκρυσταλλικοί πυρίτες αποτελούν τον βασικό τύπο φωτοβολταϊκών στοιχείων και αποτελούνται από μεγάλους κρυστάλλους πυριτίου, με απόδοση που ξεπερνά το 19% και πάχος υλικού περίπου 300μm.

Αντιστροφείς Τάσης (Inverter)

Απαραίτητο μέρος ενος φωτοβολταϊκού συστήματος, ο αντιστροφέας είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος (DC) σε ηλεκτρισμό εναλλασσόμενου ρεύματος (AC). 

Με άλλα λόγια, αλλάζει τη ροή του ηλεκτρισμού από τη μια κατεύθυνση στην άλλη.

Αυτή η μετατροπή είναι απαραίτητη επειδή οι περισσότερες οικιακές συσκευές και ηλεκτρονικές συσκευές λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα, ενώ πολλές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως ηλιακοί συλλέκτες και ανεμογεννήτριες παράγουν ισχύ συνεχούς ρεύματος.

Υπάρχουν 2 διαφορετικά είδη αντιστροφέων: μετατροπείς συμβολοσειράς και μικρομετατροπείς.

Βάσεις Στήριξης

Οι βάσεις στήριξης κατασκευάζονται συνήθως απο αλουμίνιο και ατσάλι ενώ πιο σπάνια χρησιμοποιείται γαλβάλιο λόγω του χαμηλού βάρους του και της ανθεκτικότητας του.

Το μέγεθος των βάσεων στήριξης μπορεί να διαφέρει δραμάτικα ανάλογα με το μέγεθος του ηλιακού πανελ και τον τύπο της βάσης. Οι βασικότεροι τύποι συστημάτων τοποθέτησης ειναι οι βάσεις στέγης, επίγειας τοποθέτησης και οι βάσεις των θέσεων στάθμευσης.

Μπαταρίες

Οι ηλιακές μπαταρίες είναι ένας τύπος μπαταρίας που χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με ηλιακούς συλλέκτες για την αποθήκευση της περίσσειας ενέργειας που παράγεται από τα πάνελ.

Με τις ηλιακές μπαταρίες η οικία ή η επιχείρηση αποκτά μεγάλη αυτονομία και δεν εξαρτάται ολοκλήρως απο το κεντρικό δίκτυο ρεύματος.

Οι 4 κύριοι τύποι μπαταριών που χρησιμοποιούνται με τα ηλιακά πάνελ είναι:

1. Οι μολύβδου οξέος (Lead-Acid) χρησιμοποιούνται δεκαετίες και είναι οι πιο συνιθισμένες μπαταρίες στην αυτοκινητοβιομηχανία. Έχουν μικρή χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα με άλλες πιο πρόσφατης τεχνολογίας μπαταρίες αλλα παραμένουν αξιόπιστες και οικονομικές.
2. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου (Lithium-Ion) κατέχουν μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα με τις μολύβδου οξέος και επιτρέπουν σε μεγαλύτερη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας να γίνει προσβάσιμη πρωτού χρειαστεί να ξαναφωρτιστούν. Λόγω τις τεχνολογικής τους υπεροχής, κοστίζουν περισσότερο.
3. Οι μπαταρίες νικελίου και λιθίου (Nickel-Cadmium) σπάνια χρησιμοποιούνται για οικιακή  χρήση. Είναι δημοφιλής επιλογές σε βιομηχανικές και αεροπορικές εφαρμογές που ειναι απαραίτητη η αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες. Σε σύγκριση με τις μολύβδου οξέος έχουν 1.3 φορές μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα.
4. Οι μπαταρίες ροής (Flow batteries) είναι αυτές όπου δύο υγρά, χωρίζονται από μια μεμβράνη και κυκλοφορούν για να επιτρέψουν την ανταλλαγή ιόντων μεταξύ τους. Έχουν πολύ χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα κάνοντας τες κακή επιλογή αν δεν υπάρχει πολύ χώρος.

Περιφερειακά

Για να ενσωματώσετε τους ηλιακούς συλλέκτες, τους αντιστροφείς και τις μπαταρίες σας σε ένα συνεκτικό σύστημα ηλιακής ενέργειας, θα χρειαστείτε επιπλέον υλικό, όπως καλώδια, συνδέσμους και κουτιά διακλάδωσης.

 Είναι σημαντικό να χρησιμοποιήσετε καλώδια και συνδέσμους υψηλής ποιότητας με κατάλληλο μέγεθος και αντίσταση, καθώς συχνά οι εταιρίες καλύπτουν την εγγύηση των πανελών μόνο με επώνυμα προϊόντα.

Κύριες Χρήσεις Φωτοβολταϊκών

Φωτοβολταϊκά για Οικιακή Χρήση

H μέση κατανάλωση για ένα τυπικό νοικοκυριό είναι περίπου 6000KWh τον χρόνο. 

Με την τοποθέτησή φωτοβολταϊκού συστήματος net metering, όπου η παραγώμενη ενέργεια καταναλώνεται από το νοικοκυριό και η περίσσεια ενέργεια διοχετεύεται στο κεντρικό δίκτυο, μπορεί να μειώθει σημαντικά η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και να αυξήθει η αυτονομία του σπιτιού.

Τα φωτοβολταϊκά σπιτιού συνήθως τοποθετούνται σε οροφές και σε άλλα εκτεθειμένα μέρη, όπου μπορούν να λάβουν το μέγιστο δυνατό ποσοστό ηλιακής ακτινοβολίας. 

Τα νοικοκυριά μπορούν επίσης να επωφεληθούν απο το πρόγραμμα της Ελληνικής Δημόσιας Επιχείρησης Ηλεκτρισμού (ΔΕΔΔΗΕ)  "φωτοβολταϊκά στη στέγη" που προσφέρει κάλυψη ενός μεγάλου μέρους των εξόδων εγκατάστασης και ειδικότερα της μπαταρίας με ποσοστο κάλυψης 90% με 100%. 

Με τη χρήση του προγράμματος η αποπληρωμή των Φωτοβολταϊκών οικιακής χρήσης μπορεί να επιτευχθεί σε 3-5 χρόνια με τα επόμενα τουλάχιστον 20 χρονια να είναι κέρδος.

Φωτοβολταϊκά για Εμπορική Χρήση

Οι αυξήσεις κόστους του ηλεκτρικού ρεύματος έχουν οδηγήσει πολλές επιχειρήσεις και αγρότες να εγκαταστήσουν αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα για να μειώσουν τα κόστη τους.

Η κύρια διαφορά με τα οικιακά φωτοβολταϊκα συστήματα είναι ότι τα αυτόνομα φωτοβολταϊκα δεν χρειάζεται να είναι συνδεμένα με το Δημόσιο Δίκτυο και μπορούν να λειτουργήσουν ανεξάρτητα. 

Κάνοντας τα ιδιαίτερα χρήσιμα σε περιοχές όπου η σύνδεση στο Δίκτυο είναι ακριβή ή παρουσιάζονται συχνά black-outs.

Ηλιακά Πάρκα

Τα ηλιακά πάρκα είναι μια ακόμα χρήση των ηλιακών πάνελ. Η Ελλάδα ανήκει στις 10 πιο ηλιόλουστες χώρες στον κόσμο κανοντάς την ιδανική για την ανάπτυξη ηλιακών πάρκων.

Τα φωτοβολταϊκά πάρκα ειναι συνήθως μεγάλης κλίμακας (τουλάχιστον 100kw) και αποσκοπούν είτε στην άμεση χρήση του παραγώμενου ρεύματος είτε στην πώληση του.

Φωτοβολταϊκά για Ταξίδια

Tα φορητά ηλιακά πάνελ είναι μια εξαιρετική επιλογή για να παραμένετε ενεργοί εν κινήσει. Όπως ενα κανονικό φωτοβολταϊκό μπορεί να μετατρέψει την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική.

Οι πιο συχνές χρήσεις των φορητών ηλιακών πάνελ περιλαμβάνουν:

1. Κάμπινγκ ή Πεζοπορία
2. Σακίδιο πλάτης
3. RV ή Van 

Κριτήρια επιλογής του ιδανικού φωρητού ηλιακού πάνελ

• Απόδοση: Επιλέξτε ένα ηλιακό πάνελ με υψηλή απόδοση, καθώς αυτό θα σας επιτρέψει να φορτίζετε τις συσκευές σας με λιγότερο ηλιακό φωτισμό.
• Μέγεθος και βάρος: Επιλέξτε ένα φορητό ηλιακό πάνελ που είναι ελαφρύ και εύκολο στη μεταφορά.
• Ανθεκτικότητα: Επιλέξτε ένα ηλιακό πάνελ που είναι ανθεκτικό στις καιρικές συνθήκες και στις φθορές.
• Κόστος: Επιλέξτε ένα ηλιακό πάνελ που ταιριάζει στον προϋπολογισμό σας.