ΙΔ. ΓΕΛ «ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ ΙΚΕ» - Β΄ΛΥΚΕΙΟΥ
ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Π. ΚΑΚΟΥΝΗΣ, Δ. ΓΙΑΝΝΑΚΟΠΟΥΛΟΥ, Χ. ΓΕΩΡΓΙΟΥ
16
ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Ηλιακή ενέργεια χαρακτηρίζεται το σύνολο των διαφόρων μορφών ενέργειας που προέρχονται από τον Ήλιο. Τέτοιες είναι το φως ή φωτεινή ενέργεια, η θερμότητα καθώς και διάφορες ακτινοβολίες ή ενέργεια ακτινοβολίας. Η ηλιακή ενέργεια στο σύνολό της είναι πρακτικά ανεξάντλητη, αφού προέρχεται από τον ήλιο, και ως εκ τούτου δεν υπάρχουν περιορισμοί χώρου και χρόνου για την εκμετάλλευσή της. Όσον αφορά την εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας, θα μπορούσαμε να πούμε ότι χωρίζεται σε τρεις κατηγορίες εφαρμογών: τα παθητικά ηλιακά συστήματα, τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα ή Ηλιοθερμικά συστήματα, και τα φωτοβολταϊκά συστήματα. Τα παθητικά και τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα εκμεταλλεύονται τη θερμότητα που εκπέμπεται μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας, ενώ τα φωτοβολταϊκά συστήματα στηρίζονται στη μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του φωτοβολταϊκού φαινομένου.
https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%97%CE%BB%CE%B9%CE%B1%CE%BA%CE%AE_%CE%B5%CE%BD%CE%A D%CF%81%CE%B3%CE%B5%CE%B9%CE%B1
ΗΛΙΑΚΟΙ ΣΥΛΛΕΚΤΕΣ Η θέρμανση με την βοήθεια της ηλιακής ενέργειας δεν είναι τόσο εύκολη υπόθεση. Η σύλληψη του φωτός του ήλιου και η χρησιμοποίησή του στη συνέχεια είναι δύσκολη επειδή η ηλιακή ενέργεια που φθάνει στη γη εξαπλώνεται χωρίς να αποδίδεται σε ένα συγκεκριμένο σημείο όπως πιθανώς εμείς να θέλαμε. Το ποσό ηλιακής ενέργειας που λαμβάνει μια περιοχή εξαρτάται από την ώρα της ημέρας, την εποχή του έτους, τη συννεφιά του ουρανού, και πόσο κοντά είμαστε στον γήινο ισημερινό. Η χρήση ενός ηλιακού συλλέκτη είναι ένας τρόπος να συλληφθεί το φως του ήλιου και να μετατραπεί σε θερμική ενέργεια. Ένα κλειστό αυτοκίνητο μια ηλιόλουστη ημέρα λειτουργεί όπως ένας ηλιακός συσσωρευτής. Καθώς το φως του ήλιου περνά μέσω των παραθύρων του αυτοκινήτου, απορροφάται από τα καλύμματα των καθισμάτων, τα τοιχώματα, και το πάτωμα
Σελίδα 2
ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ του αυτοκινήτου. Η ηλιακή ακτινοβολία μετατρέπεται σε θερμότητα. Τα παράθυρα του αυτοκινήτου αφήνουν το φως να μπει μέσα, αλλά δεν αφήνουν όλη τη θερμότητα να βγει έξω.
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα Τα φωτοβολταϊκά συστήματα αποτελούν συστοιχίες φωτοβολταϊκών κυττάρων, δηλαδή μικρών πλακιδίων που αποτελούνται από ημιαγώγιμο υλικό. Αυτά λειτουργούν με βάση το φωτοβολταϊκό φαινόμενο, μετατρέπουν δηλαδή την προσπίπτουσα σε αυτά ηλιακή ακτινοβολία σε ηλεκτρική ενέργεια. Το πλεονέκτημα της άμεσης αυτής μετατροπής καθιστά τα φωτοβολταϊκά συστήματα την πλέον ενδιαφέρουσα τεχνολογία στον τομέα της αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας. Εκτός από το ότι παράγουν άμεσα ηλεκτρική ενέργεια χωρίς να ρυπαίνουν το περιβάλλον, τα συστήματα αυτά υπερτερούν έναντι των υπόλοιπων συστημάτων εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας, καθώς δεν απαιτούν περίπλοκες και ογκώδεις εγκαταστάσεις και μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο για τη λειτουργία κεντρικών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας όσο και σε μεμονωμένες εφαρμογές. Ακόμη, έχουν διάρκεια ζωής πολλών ετών, δυνατότητα λειτουργίας με όλες τις καιρικές συνθήκες και μικρό κόστος συντήρησης. Τα παραπάνω πλεονεκτήματα, σε συνδυασμό με την ενεργειακή κρίση κατά τη δεκαετία του 1970, συντέλεσαν στη διεύρυνση των εφαρμογών των φωτοβολταϊκών συστημάτων, που έως τότε χρησιμοποιούνταν κατά κύριο λόγο στις διαστημικές εφαρμογές. Σημειώθηκαν, έτσι, σημαντικές βελτιώσεις στα ημιαγώγιμα υλικά που χρησιμοποιούνται (μονοκρυσταλλικό, πολυκρυσταλλικό και άμορφο πυρίτιο, αρσενικούχο γάλλιο κ.ά.), με αποτέλεσμα την αύξηση του βαθμού απόδοσης των φωτοβολταϊκών κυττάρων, ο οποίος κυμαίνεται στις αρχές της δεκαετίας του 1991 από 23 έως 37% (δηλ. 23 έως 37% της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια). Συνάμα, το υψηλό κόστος κατασκευής τους, που αποτελεί και το κύριο μειονέκτημά τους, παρουσίασε σημαντική μείωση κατά τη δεκαετία του 1980, με προοπτικές για ακόμη μεγαλύτερη μείωση έως το τέλος της δεκαετίας του 1990. Τα φωτοβολταϊκά κύτταρα τοποθετούνται κατά συστοιχίες πάνω σε πίνακες, οι οποίοι μπορούν να στρέφονται παρακολουθώντας την πορεία του ήλιου στη διάρκεια της ημέρας και να αξιοποιούν στον μέγιστο δυνατό βαθμό την ηλιακή ακτινοβολία. Πολλοί τέτοιοι πίνακες μαζί χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κεντρικών εγκαταστάσεων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, που συνδέονται με τοπικά δίκτυα και ηλεκτροδοτούν χωριά, μικρές πόλεις ή περιοχές. Εγκαταστάσεις αυτού του είδους άρχισαν να αναπτύσσονται κυρίως κατά τη δεκαετία του 1980 και λειτουργούν σε πολλές περιοχές των ΗΠΑ (ιδιαίτερα στην Καλιφόρνια), στην Ιαπωνία, και σε διάφορες χώρες στον κόσμο για την ηλεκτροδότηση δυσπρόσιτων και απομονωμένων περιοχών. Στην Ευρώπη φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις λειτουργούν σε αρκετές χώρες, οι μεγαλύτερες από τις οποίες βρίσκονται στο Τολέδο της Ισπανίας και στη Σέρε της νότιας Ιταλίας. Η πρώτη λειτουργεί από τον Ιούνιο του 1994 και παράγει ετησίως 1,5 εκατομ. κιλοβατώρες, καλύπτοντας τις ενεργειακές ανάγκες 2.000 ατόμων, ενώ η δεύτερη τέθηκε σε
Σελίδα 3
ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ λειτουργία τον Οκτώβριο του 1994 και, παράγοντας 5 εκατομ. κιλοβατώρες ετησίως, μπορεί να ηλεκτροδοτεί 3.000 νοικοκυριά.
Στην Ελλάδα λειτουργούν πειραματικά μικροί φωτοβολταϊκοί σταθμοί στην Κύθνο και στη νότια Κρήτη (χωριό Αγία Ρουμέλη). Εκτός από τη χρησιμοποίησή τους σε κεντρικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας, τα φωτοβολταϊκά κύτταρα χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική σε πλήθος εφαρμογών (ενεργειακή κάλυψη δορυφόρων, διαστημικών οχημάτων, τηλεπικοινωνιακών σταθμών σε απομακρυσμένες περιοχές, λειτουργία υπολογιστών τσέπης, ηλιακών τηλεφώνων, ηλιακών αυτοκινήτων και αεροπλάνων, κατασκευή ηλιακών κεραμιδιών για κατοικίες κ.λ.π.).
ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Η αποθήκευση της θερμότητας ή της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από την ηλιακή ενέργεια αποτελεί ένα σημαντικό πρόβλημα, καθώς δεν συμπίπτουν συνήθως οι χρόνοι παραγωγής και ζήτησης της ενέργειας. Η μέθοδος που εφαρμόζεται περισσότερο για την αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας είναι η φόρτιση ηλεκτροχημικών συσσωρευτών, ενώ χρησιμοποιούνται και οι μέθοδοι παραγωγής ηλιακών καυσίμων και θέρμανσης νερού σε δεξαμενές, που προαναφέρθηκαν, καθώς και άλλες πειραματικές μέθοδοι (π.χ. αποθήκευση θερμότητας σε πετρώματα). Τέλος, ένας ακόμη τρόπος αποθήκευσης και στη συνέχεια αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας ο οποίος εφαρμόζεται πειραματικά είναι αυτός που η ίδια η φύση χρησιμοποιεί, δηλαδή η παραγωγή βιομάζας. Κατάλληλα προγραμματισμένες καλλιέργειες φυτών αποθηκεύουν μέσω της φωτοσύνθεσης την ηλιακή ενέργεια, η οποία στη συνέχεια μπορεί με θερμοχημικές ή βιοχημικές μεθόδους (καύση, παραγωγή αιθανόλης και μεθανόλης κ.λπ.) να αξιοποιηθεί ενεργειακά. Η εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας και η τεχνολογία που σχετίζεται με αυτήν εξελίσσονται συνεχώς, με αποτέλεσμα τα συστήματα εκμετάλλευσής της να γίνονται αποδοτικότερα, οικονομικότερα και να συναγωνίζονται από άποψη κόστους τα συμβατικά καύσιμα. Τα παραπάνω, σε συνδυασμό με τα κύρια πλεονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας (ανανεώσιμη, μη ρυπαντική, ασφαλής για τον άνθρωπο και οικονομική), την καθιστούν μια μορφή ενέργειας με τις ευνοϊκότερες προϋποθέσεις για την περαιτέρω εκμετάλλευσή της στο μέλλον. Η Ελλάδα, αξιοποιώντας τη μεγάλη ηλιοφάνεια που διαθέτει, στράφηκε ήδη από τη δεκαετία του 1970 στην ανάπτυξη της βιομηχανίας ηλιακών συστημάτων και πλέον είναι μια από τις χώρες με τους περισσότερους ηλιακούς συλλέκτες στην Ευρώπη.
http://5dim-pyrgou.ilei.sch.gr/energy/html/anan3.htm ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Πρώτον και κύριο, η ηλιακή ενέργεια είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας με την κυριολεκτική έννοια του όρου. Όσο ο ήλιος εξακολουθεί να υφίσταται, θα υπάρχει διαθέσιμη ηλιακή ενέργεια.
Σελίδα 4
ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Δεύτερον, ηλιακή ενέργεια δεν είναι σε ένα συγκεκριμένο τόπο σε αντίθεση με ορισμένες άλλες μορφές ενέργειας. Ανεξάρτητα από το αν ένα άτομο είναι σε ένα μία πόλη ή σε ένα απομακρυσμένο χωριό, σε μια άνυνδρη έρημο ή μέσα σε ένα καταπράσινο δάσος, στη θάλασσα ή στα βουνά η ηλιακή ενέργεια είναι διαθέσιμη παντού. Για τις άλλες πηγές ενέργειας χρειάζονται Massive αντλιοστάσια και δίκτυα γεωτρήσεων για την εξόρυξη των ορυκτών καυσίμων κάτω από την επιφάνεια της γης,. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα τεράστιο κόστος εγκατάστασης και ένα εξίσου υψηλό κόστος λειτουργίας τους . Κάτι τέτοιο πράγμα δεν είναι απαραίτητο στην περίπτωση της ηλιακής ενέργειας. Η ηλιακή ενέργεια είναι απανταχού παρούσα. Το μόνο που απαιτείται είναι ένα ηλιακός συλλέκτης. Οι τιμές των ορυκτών καυσίμων συνεχώς παρουσιάζει διακυμάνσεις, δεδομένου ότι εξαρτώνται από ορισμένους παράγοντες παγκόσμιας προσφοράς και ζήτησης. Η ηλιακή ενέργεια είναι δωρεάν! Με την καύση των ορυκτών καυσίμων έχουμε απελευθέρωση των επιβλαβών αερίων και άλλων υποπροϊόντων με αποτέλεσμα της καταστροφής της στιβάδας του όζοντος. Ταυτόχρονα, προκαλούν επίσης πρόσθετη ζημία στο περιβάλλον. Στην περίπτωση της ηλιακής ενέργειας δεν τίθεται τέτοιο θέμα Προκαλεί μηδενική ρύπανση και είναι εκατό τοις εκατό μια καθαρή και φιλική προς το περιβάλλον πηγή ενέργειας.
ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Το κύριο μειονέκτημα της ηλιακής ενέργειας είναι το αρχικό κόστος. Οι ηλιακοί συλλέκτες είναι συγκριτικά αρκετά ακριβοί, κυρίως λόγω του κόστους υλικών και της πολυπλοκότητας του σχεδιασμού της. Αυτό μπορεί μερικές φορές, να αποδειχθεί αποτρεπτικό ειδικά στην περίπτωση της οικιακής κατανάλωσης για άτομα που σχεδιάζουν μια στροφή προς την ηλιακή ενέργεια.
Σελίδα 5
ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Συννεφιά, συνθήκες βροχής, κλπ., μπορεί να παρέμβει στο ποσό του φωτός του ήλιου που φτάνει το ηλιακό πάνελ. Αυτό με τη σειρά του επηρεάζει την ποσότητα της ενέργειας και τη δύναμη που παράγεται. Τρίτον, τι γίνεται τη στιγμή που δεν υπάρχει φως του ήλιου; Πώς ηλιακή ενέργεια παράγεται τη νύχτα; Η μόνη λύση στο πρόβλημα αυτό είναι η αποθήκευση ενέργειας κατά τη διάρκεια της ημέρας όπου μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί κατά τη διάρκεια της νύχτας. Ωστόσο, αυτό είναι πιο εύκολο στα λόγια παρά στην πράξη.
Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Θέρμανσης Τα παθητικά ηλιακά συστήματα στα κτίρια αξιοποιούν την ηλιακή ενέργεια για θέρμανση των χώρων το χειμώνα, καθώς και για παροχή φυσικού φωτισμού. Τα παθητικά ηλιακά συστήματα θέρμανσης συλλέγουν την ηλιακή ενέργεια, την αποθηκεύουν υπό μορφή θερμότητας και τη διανέμουν στο χώρο. Η συλλογή της ηλιακής ενέργειας βασίζεται στο γυαλί του θερμοκηπίου και ειδικότερα στην είσοδο της ηλιακής ακτινοβολίας μέσω του γυαλιού ή άλλου διαφανούς υλικού και τον εγκλωβισμό της προκύπτουσας θερμότητας στο εσωτερικό του χώρου που καλύπτεται από το γυαλί. Όλα τα παθητικά ηλιακά συστήματα πρέπει να έχουν προσανατολισμό περίπου νότιο, ώστε να υπάρχει ηλιακή πρόσπτωση στα ανοίγματα κατά τη μεγαλύτερη διάρκεια της ημέρας το χειμώνα.
Σελίδα 6
ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Το συνηθέστερο παθητικό ηλιακό σύστημα (σύστημα άμεσου κέρδους) βασίζεται στην αξιοποίηση των παραθύρων κατάλληλου προσανατολισμού, σε συνδυασμό με την κατάλληλη θερμική μάζα (βαριά υλικά, όπως πέτρα, πλάκες, μπετόν στους τοίχους και στα δάπεδα, χωρίς να είναι καλυμμένα, π.χ. από χαλιά), η οποία απορροφά μέρος της θερμότητας και την «προσφέρει» στο χώρο αργότερα και έτσι διατηρείται ο χώρος θερμός για πολλές ώρες. Ένα νότιο οριζόντιο σκίαστρο μπορεί να εμποδίσει τον καλοκαιρινό ήλιο που έρχεται από πιο ψηλά να μπει απ' ευθείας στο χώρο.
Τα υπόλοιπα παθητικά συστήματα είναι συστήματα έμμεσου κέρδους και ταξινομούνται στις παρακάτω κατηγορίες: Ηλιακοί τοίχοι : Έχουν στην εξωτερική τους πλευρά, σε μικρή απόσταση από την τοιχοποιία τζάμι (υαλοπίνακα) και λειτουργούν ως ηλιακοί συλλέκτες, μεταφέροντας τη θερμότητα είτε μέσω του υλικού του τοίχου είτε μέσω θυρίδων στον εσωτερικό χώρο. Θερμοκήπια (ηλιακοί χώροι) : Είναι κλειστοί χώροι που ενσωματώνονται σε νότια τμήματα του κτιριακού κελύφους και περιβάλλονται από υαλοστάσια. Η ηλιακή θερμότητα από το θερμοκήπιο μεταφέρεται στους κυρίως χώρους του κτιρίου μέσω ανοιγμάτων ή και διαπερνά τον τοίχο. Ηλιακά αίθρια: είναι εσωτερικοί χώροι του κτιρίου οι οποίοι έχουν στην οροφή τους τζάμι και λειτουργούν όπως τα θερμοκήπια. Όλα τα Παθητικά Ηλιακά Συστήματα πρέπει να συνδυάζονται με την απαιτούμενη θερμική προστασία (θερμομόνωση) και την απαιτούμενη θερμική μάζα του κτιρίου, η οποία αποθηκεύει και αποδίδει τη θερμότητα στο χώρο με χρονική υστέρηση, ομαλοποιώντας έτσι την κατανομή της θερμοκρασίας μέσα στο εικοσιτετράωρο. Τα παθητικά ηλιακά συστήματα θα πρέπει το καλοκαίρι να συνδυάζονται με ηλιοπροστασία και συχνά με δυνατότητα αερισμού.
Σελίδα 7
ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Ενεργητικά Ηλιακά Συστήματα Τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα αποτελούν μηχανικές κατασκευές ικανές να συλλέγουν την ηλιακή ενέργεια, να τη μετατρέπουν σε αξιοποιήσιμη (θερμική, ψυκτική ή ηλεκτρική), να αποθηκεύουν τμήμα αυτής και να τη διανέμουν προς χρήση. Τα πλέον διαδεδομένα ενεργητικά ηλιακά συστήματα είναι οι Ηλιακοί Συλλέκτες για παραγωγή θερμού νερού χρήσης και τα Φωτοβολταϊκά πλαίσια για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μικρής ισχύος. Επίσης, στην κατηγορία αυτή περιλαμβάνονται οι Ηλιακοί Συλλέκτες Κενού, ο συνδυασμός τους με ψύκτες Προσρόφησης (Adsorption Chillers) για κάλυψη ψυκτικών αναγκών και τα Ηλιακά Υψηλής Ενθαλπίας για άμεση παραγωγή Ηλεκτρικής ενέργειας με χρήση ατμοστροβίλων ή Οργανικών Κύκλων. Η "καρδιά" ενός ενεργητικού ηλιακού συστήματος είναι ο ηλιακός συλλέκτης που είναι συνήθως τοποθετημένος στην ταράτσα ή στη στέγη ενός σπιτιού. Ο συλλέκτης αυτός περιλαμβάνει μια μαύρη, συνήθως επίπεδη μεταλλική επιφάνεια, η οποία απορροφά την ακτινοβολία και θερμαίνεται. Πάνω από την απορροφητική επιφάνεια βρίσκεται ένα διαφανές κάλυμμα (συνήθως από γυαλί ή πλαστικό) που παγιδεύει τη θερμότητα (φαινόμενο θερμοκηπίου). Σε επαφή με την απορροφητική επιφάνεια τοποθετούνται λεπτοί σωλήνες μέσα στους οποίους διοχετεύεται κάποιο υγρό, που απάγει την θερμότητα και τη μεταφέρει, με τη βοήθεια μικρών αντλιών (κυκλοφορητές), σε μια μεμονωμένη δεξαμενή αποθήκευσης. Το πιο απλό και διαδεδομένο σήμερα ενεργητικό ηλιακό σύστημα θέρμανσης νερού είναι ο γνωστός μας ηλιακός θερμοσίφωνας.
Σελίδα 8
ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Διάγραμμα ηλιακού θερμοσίφωνα
Το θερμό νερό που μας δίνει ένα ενεργητικό ηλιακό σύστημα μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε στη συνέχεια για τις καθημερινές μας ανάγκες, τη θέρμανση των χώρων στις κατοικίες ή στην εργασία, τη θέρμανση κολυμβητικών δεξαμενών, γεωργικών εγκαταστάσεων κ.λπ. Το πιο απλό και διαδεδομένο, σήμερα, ενεργητικό ηλιακό σύστημα είναι ο γνωστός μας ηλιακός θερμοσίφωνας, που βρίσκεται ήδη στα περισσότερα ελληνικά σπίτια, μια και η χώρα μας έχει το πλεονέκτημα να έχει ηλιοφάνεια τις περισσότερες ημέρες του χρόνου. Οι ηλιακοί συλλέκτες των θερμοσιφώνων έχουν πάντα νότιο προσανατολισμό και κλίση 20 ο – 50 ο , γιατί έτσι συλλέγουν περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία στη διάρκεια της ημέρας και στη διάρκεια του έτους. Ένας ηλιακός θερμοσίφωνας μπορεί να δώσει όσο ζεστό νερό χρειάζεται καθημερινά μια οικογένεια, με την προϋπόθεση, βέβαια, ότι έχουμε μια μέρα με ήλιο. Μπορούμε, όμως, να παράγουμε μεγάλη ποσότητα ζεστού νερού αν συνδέσουμε μεταξύ τους πολλούς ηλιακούς συλλέκτες και αποθηκεύσουμε το ζεστό νερό σε μεγάλες μεμονωμένες δεξαμενές. Η χώρα μας είναι η πρώτη χώρα στην Ευρώπη (με εξαίρεση την Κύπρο) σε εγκατεστημένους ηλιακούς συλλέκτες ανά κάτοικο. Μερικά από τα πλεονεκτήματα των ενεργητικών ηλιακών συστημάτων είναι η απλότητα της κατασκευής και εγκατάστασής τους, τα σχετικά φτηνά υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τους και η αποδοτική μετατροπή της ενέργειας.
Σελίδα 9
ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Σελίδα 10
ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Πλεονεκτήματα από τη χρήση των φωτοβολταϊκών Εξοικονόμηση χρημάτων - αποφυγή άσκοπων επενδύσεων Η βαθμιαία αύξηση των μικρών ηλεκτροπαραγωγών μπορεί να καλύψει αποτελεσματικά τη διαρκή αύξηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία σε διαφορετική περίπτωση θα έπρεπε να καλυφθεί με μεγάλες επενδύσεις για σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και σε νέες γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Το κόστος μιας νέας γραμμής μεταφοράς είναι πολύ υψηλό, αν λάβουμε υπόψη μας πέρα από τον τεχνολογικό εξοπλισμό και θέματα που σχετίζονται με την εξάντληση των φυσικών πόρων αλλά και τις αλλαγές στη χρήση γης.
Μείωση των απωλειών μεταφοράς Δεδομένου ότι η παραγωγή και κατανάλωση του ηλιακού ηλεκτρισμού γίνονται τοπικά, αποφεύγονται οι σημαντικές απώλειες της μεταφοράς και διανομής του ηλεκτρισμού και κατ' αυτό τον τρόπο επιτυγχάνεται εξοικονόμηση ενέργειας της τάξης του 10% σε σχέση με τη συμβατική παροχή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω του δικτύου
Εξομάλυνση των αιχμών φορτίου Η μέγιστη παραγωγή ηλιακού ηλεκτρισμού συμπίπτει χρονικά με τις ημερήσιες αιχμές της ζήτησης (ιδίως τους καλοκαιρινούς μήνες), βοηθώντας έτσι στην εξομάλυνση των αιχμών φορτίου, στην αποφυγή black-out και στη μείωση του συνολικού κόστους της ηλεκτροπαραγωγής, δεδομένου ότι η κάλυψη αυτών των αιχμών είναι ιδιαίτερα δαπανηρή. Σημειωτέων ότι, κάθε ώρα black-out κοστίζει στην εθνική οικονομία 25-40 εκατ. Ευρώ.
Αξιοπιστία – πλήθος εφαρμογών: Σελίδα 11
ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Τα ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα έχουν αθόρυβη λειτουργία, αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής, δυνατότητα επέκτασης ανάλογα με τις ανάγκες, δυνατότητα αποθήκευσης της παραγόμενης ενέργειας (στο δίκτυο ή σε συσσωρευτές) και απαιτούν ελάχιστη συντήρηση v Μείωση κόστους κατασκευής των κτιρίων . Τα φωτοβολταϊκά μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δομικά υλικά παρέχοντας τη δυνατότητα για καινοτόμους αρχιτεκτονικούς σχεδιασμούς, καθώς διατίθενται σε ποικιλία χρωμάτων, μεγεθών, σχημάτων και μπορούν να παρέχουν ευελιξία στον τρόπο κατασκευής. Μπορούν να αντικαταστήσουν δομικά υλικά όπως κεραμοσκεπές, υαλοστάσια. Στην περίπτωση μάλιστα των υαλοστασίων, τα συναντάμε σε προσόψεις εμπορικών κτιρίων, με θερμομονωτικές ιδιότητες αντίστοιχες με αυτές των υαλοστασίων χαμηλής εκπεμψιμότητας (low-e), τα οποία επιτυγχάνουν (πέραν της ηλεκτροπαραγωγής) και εξοικονόμηση ενέργειας 15-30% σε σχέση με ένα κτήριο με συμβατικά απλά υαλοστάσια.
Φυσικός χλοοτάπητας, φωτοβολταϊκά συστήματα και βιολογικός καθαρισμός «δείχνουν» την πράσινη ταυτότητα της επένδυσης στο Βόλο
Αειφόρος ανάπτυξη Τα φωτοβολταϊκά, θεωρούνται τα ιδανικά συστήματα ενεργειακής μετατροπής καθώς χρησιμοποιούν την πλέον διαθέσιμη πηγή ενέργειας στον πλανήτη, δεν έχουν κινούμενα μέρη, και παράγουν ηλεκτρισμό, που αποτελεί την πιο χρήσιμη μορφή ενέργειας, έτσι συμβάλουν στην τεχνολογική ανάπτυξη και στην δημιουργία νέων θέσεων εργασίας Τα φωτοβολταϊκά παρέχουν έλεγχο στον καταναλωτή-παραγωγό, άμεση πρόσβαση στα στοιχεία που αφορούν την παραγόμενη και καταναλισκόμενη ενέργεια. Τον καθιστούν έτσι, πιο προσεκτικό στον τρόπο που καταναλώνει την ενέργεια και συμβάλλουν μ' αυτό τον τρόπο στην ορθολογική χρήση και εξοικονόμηση της ενέργειας.
Μειονεκτήματα 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 6000 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
Σελίδα 12
ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 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.
http://49lyk-athin.att.sch.gr/AJIOPOIHSH_ENERDEIAS.htm
Σελίδα 13