ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΟΙΚΙΑΚΗΣ ΧΡΗΣΗΣ


Συμφέρει η ηλιακή ενέργεια;


Αν το κριτήριο είναι αυστηρά οικονομικό, τότε η απάντηση είναι πως άλλοτε συμφέρει και άλλοτε όχι. Η ηλιακή ενέργεια είναι π.χ. πιο συμφέρουσα στα νησιά όπου η παραγωγή ηλεκτρισμού από συμβατικές πηγές είναι ιδιαίτερα ακριβή. Όμως προφανώς τα κριτήρια δεν πρέπει να είναι μόνο οικονομικά. Στην καθημερινή μας ζωή κάνουμε επιλογές που δεν υπολογίζουν ούτε το κόστος ούτε το χρόνο απόσβεσης. Όταν επιλέγουμε π.χ. ένα ακριβότερο καναπέ σε σχέση με ένα φθηνότερο που δεν ικανοποιεί το γούστο μας, προφανώς το κριτήριο είναι αισθητικό και όχι οικονομικό.

Τα φωτοβολταϊκά, όπως και όλα σχεδόν τα προϊόντα, πέρα από ενεργειακές υπηρεσίες, προσφέρουν και μία «προστιθέμενη αξία», η οποία θα πρέπει να λαμβάνεται υπ’ όψιν όταν υπολογίζουμε το κόστος τους. Όταν ξεκίνησε, για παράδειγμα, η αγορά της κινητής τηλεφωνίας, η τηλεφωνική μονάδα κόστιζε 30-40 φορές περισσότερο από την αντίστοιχη της σταθερής τηλεφωνίας, το δε κόστος κτήσης των κινητών ήταν σχεδόν απαγορευτικό για το μέσο βαλάντιο. Κι όμως, σε λιγότερο από μια δεκαετία, τα κινητά τηλέφωνα κατέκτησαν τις διεθνείς αγορές, ακόμη και εκείνες που θα χαρακτηρίζαμε μη αναπτυγμένες. Ακόμη και σήμερα η τιμή της μονάδας της κινητής τηλεφωνίας είναι πολλαπλάσια της αντίστοιχης σταθερής. Κι όμως οι καταναλωτές πληρώνουν πρόθυμα αυτό το επιπλέον κόστος. Γιατί; Μα γιατί τα κινητά προσφέρουν ευελιξία και υπηρεσίες που δεν έχει η σταθερή τηλεφωνία. Αυτή η προστιθέμενη αξία της κινητής τηλεφωνίας, δικαιολογεί το υψηλό κόστος της και βοήθησε την ταχεία ανάπτυξή της.

(περισσότερες πληροφορίες: http://www.solar-systems.gr/solar-panel-pv-2.html)

Ποιές ηλεκτρικές ανάγκες καλύπτουν τα φωτοβολταϊκά;

Φωτισμός, τηλεπικοινωνίες, ψύξη, ηχητική κάλυψη… οποιαδήποτε ουσιαστικά ενεργειακή ανάγκη μπορεί να καλυφθεί από ένα κατάλληλα σχεδιασμένο φωτοβολταϊκό σύστημα.
Το πρώτο πράγμα που πρέπει να ξέρει κανείς για τα φωτοβολταϊκά είναι ότι παράγουν συνεχές ρεύμα. Αυτό σημαίνει είτε ότι τα χρησιμοποιούμε με συσκευές συνεχούς ρεύματος είτε μετατρέπουμε αυτό το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο 230 V (σε ρεύμα ίδιο με της ΔΕΗ δηλαδή) με τη βοήθεια κάποιων ηλεκτρονικών συσκευών.
Για λόγους απόδοσης και οικονομίας πάντως, δεν συνιστάται
Ας πάρουμε το παράδειγμα της θέρμανσης νερού: αν χρησιμοποιήσουμε ηλεκτρικό θερμοσίφωνα που τροφοδοτείται από ένα φωτοβολταϊκό σύστημα, το ηλιακό φως μετατρέπεται σε ηλεκτρισμό και κατόπιν από το θερμοσίφωνα σε θερμότητα. Το συνολικό κόστος των δύο αυτών συστημάτων είναι πολύ μεγαλύτερο από έναν ηλιακό θερμοσίφωνα που μετατρέπει απευθείας την ηλιακή ακτινοβολία σε θερμότητα.
Από την άλλη μεριά, ο φωτισμός με λάμπες εξοικονόμησης και η χρήση ηλεκτρονικών συσκευών (υπολογιστές, ηχητικά συστήματα, ψυγεία, τηλεοράσεις, τηλεπικοινωνίες κ.λπ) αποτελούν ανάγκες που μπορούν να καλυφθούν εύκολα και οικονομικά με φωτοβολταϊκά.

 Ποιά η απόδοση των φωτοβολταικών στην συννεφιά;

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 π.χ. 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. H Ελλάδα είναι πάντως ιδιαίτερα ευνοημένη από τον ήλιο καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους. Αν σκεφθεί κανείς ότι πολλά από τα συστήματα για τα οποία μιλάμε έχουν αναπτυχθεί και αποδίδουν στη Βόρεια Ευρώπη, γίνεται κατανοητό ότι οι συνθήκες ηλιοφάνειας στη χώρα μας προσφέρονται για τη συμφέρουσα παραγωγή ενέργειας. Σε γενικές γραμμές, ένα φωτοβολταϊκό σύστημα στην Ελλάδα παράγει ετησίως περί τις 1.000-1.600 κιλοβατώρες ανά εγκατεστημένο κιλοβάτ (KWh/έτος/KW). Προφανώς στις νότιες και πιο ηλιόλουστες περιοχές της χώρας ένα φωτοβολταϊκό παράγει περισσότερο ηλιακό ηλεκτρισμό απ’ ό,τι στις βόρειες. Ενδεικτικά αναφέρουμε πως ένα φωτοβολταϊκό σύστημα στην Αθήνα αποδίδει 1.250-1.450 KWh/έτος/KW, στη Θεσσαλονίκη 1.200-1.380 KWh/έτος/KW και στην Κρήτη ή στη Ρόδο 1.400-1.600 KWh/έτος/

 Πότε προβλέπω την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών;
· Κτίζω την κατοικία μου. Πότε να προβέψω την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών;
Όσο νωρίτερα, τόσο καλύτερα. Καλό είναι το φωτοβολταϊκό σύστημα που θα εγκαταστήσετε να έχει ενταχθεί από την αρχή στο σχεδιασμό του σπιτιού. Μια συνολική μελέτη που να καλύπτει την εξοικονόμηση ενέργειας (μόνωση, παράθυρα, σκίαση κ.λπ), τη θέρμανση και τον κλιματισμό και τις ανάγκες σε ηλεκτρισμό (με φωτοβολταϊκά), θα σας βοηθήσει να πετύχετε το καλύτερο αποτέλεσμα με το μικρότερο κόστος.
Η θέση των φωτοβολταϊκών έχει μεγάλη σημασία για την απόδοσή τους. Αν κτίζετε τώρα την κατοικία σας μπορείτε να διαμορφώσετε τη στέγη σας κατάλληλα ώστε να υποδεχθεί τα φωτοβολταϊκά πλαίσια. Θα γλιτώσετε έτσι χώρο από τον κήπο ή την αυλή, καθώς και μέρος των εξόδων στήριξης των πλαισίων, βελτιστοποιώντας παράλληλα τη θέση των πλαισίων για να αξιοποιούν στο μέγιστο την ηλιοφάνεια.

· Είναι το κτίριο που διαθέτω κατάλληλο να δεχθεί φωτοβολταϊκά;

Τα περισσότερα κτίρια είναι κατάλληλα. Αρκεί να πληρούνται οι εξής προϋποθέσεις:

1. Να υπάρχει επαρκής ελεύθερος και ασκίαστος χώρος. Ως ένα πρόχειρο κανόνα υπολογίστε πως χρειάζεστε περίπου 0,8 τετραγωνικά μέτρα για κάθε 100 Watt (αν χρησιμοποιήσετε τα συνηθισμένα κρυσταλλικά φωτοβολταϊκά του εμπορίου). Αν πάλι τοποθετήσετε άμορφα φωτοβολταϊκά, το συνολικό κόστος θα είναι περίπου το ίδιο ή και μικρότερο, θα απαιτηθεί όμως 2-2,5 φορές μεγαλύτερη επιφάνεια. Προσέξτε ιδιαίτερα ο χώρος να είναι κατά το δυνατόν 100% ασκίαστος καθ’ όλη τη διάρκεια της ημέρας. Διαφορετικά, το σύστημά σας θα λειτουργεί με μικρότερη απόδοση.

2. Τα φωτοβολταϊκά έχουν τη μέγιστη απόδοση όταν έχουν νότιο προσανατολισμό. Αποκλίσεις από το Νότο έως και 45o είναι επιτρεπτές, μειώνουν όμως την απόδοση.

3. Η σωστή κλίση του φωτοβολταϊκού σε σχέση με το οριζόντιο επίπεδο. Σχεδόν πάντα επιλέγεται μια κλίση που να δίνει τα καλύτερα αποτελέσματα καθ’όλη τη διάρκεια του έτους. Ένας γενικός κανόνας είναι ότι η βέλτιστη κλίση είναι ίση με τον γεωγραφικό παράλληλο του τόπου. Επειδή βέβαια κάθε κανόνας έχει τις εξαιρέσεις του, σε περιοχές με υγρό κλίμα, όπου λόγω των σταγονιδίων του νερού στην ατμόσφαιρα ένα μεγάλο μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας διαχέεται στον ουρανό, η βέλτιστη κλίση του ηλιακού συλλέκτη για τη διάρκεια ολόκληρου του έτους είναι περίπου 10-15% μικρότερη από τη γωνία του τοπικού γεωγραφικού πλάτους. Μην ανησυχείτε πάντως γι’ αυτό. Τη βέλτιστη κλίση θα την αποφασίσει ο τεχνικός που θα κάνει την εγκατάσταση.

4. Είστε σίγουροι ότι έχετε τον κατάλληλο χώρο για τα ηλεκτρονικά συστήματα και τις μπαταρίες(αν επιλέξετε το αυτόνομο σύστημα);

5. Λάβετε υπ’όψιν ότι μαζί με τις βάσεις, ένα πλήρες φωτοβολταϊκό σύστημα ζυγίζει περίπου 15-20 κιλά ανά τετραγωνικό μέτρο. Αυτό σχεδόν πάντα δεν συνιστά πρόβλημα. Καλό είναι πάντως να το γνωρίζετε.

Βασικοί Τύποι Φωτοβολταϊκών Συστημάτων

Διασυνδεδεμένα φωτοβολταϊκά συστήματα.
Στα διασυνδεδεμένα με το δίκτυο φωτοβολταϊκά συστήματα, η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια από τα φωτοβολταϊκά, τροφοδοτεί τα ηλεκτρικά φορτία και η περίσσεια ηλεκτρικής ενέργειας εφ’ όσον υπάρχει διαβιβάζεται και πωλείται στο δίκτυο. Στις περιπτώσεις όμως που η ενέργεια από τα φωτοβολταϊκά δεν επαρκεί για να καλύψει τα φορτία τότε το δίκτυο παρέχει τη συμπληρωματική ενέργεια. Έτσι στα διασυνδεδεμένα συστήματα υπάρχουν δύο μετρητές ηλεκτρικής ενέργειας. Ο ένας μετράει την ενέργεια που δίνεται στο δίκτυο και ο άλλος την ενέργεια που παρέχει το δίκτυο. Επίσης στη περίπτωση των διασυνδεδεμένων συστημάτων δεν απαιτείται χρήση συσσωρευτών, γεγονός που ελαττώνει το αρχικό κόστος της εγκατάστασης καθώς και το κόστος συντήρησης.
Αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα.
Σήμερα υπάρχει πληθώρα μικρών φωτοβολταϊκών συστημάτων σε κεραίες τηλεπικοινωνιακών σταθμών, εξοχικά σπίτια, αντλίες άντλησης νερού, χιονοδρομικά κέντρα, τροχόσπιτα, φάρους, μετεωρολογικούς σταθμούς, υπαίθρια φωτιστικά σώματα, σκάφη και άλλα τα οποία καθίστανται ενεργειακά αυτόνομα. Βέβαια υπάρχουν συστοιχίες συσσωρευτών οι οποίες αποθηκεύουν την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια. ενώ σε περίπτωση που έχουμε φορτία εναλλασσομένου ρεύματος θα πρέπει να υπάρχει ένας αντιστροφέας στο σύστημα ο οποίος θα μετατρέπει την συνεχή σε εναλλασσόμενη τάση. Όταν τα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα συνδυασθούν και με άλλη ανανεώσιμη ή συμβατική πηγή ηλεκτρικής ενέργειας (ανεμογεννήτρια, ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος, κ.λ.π.) τότε χαρακτηρίζονται σαν υβριδικά.

Υβριδικά φωτοβολταϊκά συστήματα.
Πρόκειται για αυτόνομα συστήματα που αποτελούνται από τη Φ/Β συστοιχία σε συνδυασμό με άλλες πηγές ενέργειας όπως μια γεννήτρια πετρελαίου ή άλλη μορφή ΑΠΕ (π.χ. ανεμογεννήτρια).

Σύμφωνα με τα ανωτέρω η εγκατάσταση φωτοβολταϊκών μονάδων για οικιακή χρήση θα πρέπει να γίνει μετά από εκτεταμένη και προσεκτική μελέτη των αναγκών της κάθε οικίας καθότι το κόστος τους είναι αρκετά υψηλό.
Το αφιέρωμα αυτό έχει σαν σκοπό πέρα από τις γνώσεις που θα παρέχει στον αναγνώστη είναι να αποκτήσει την δυνατότητα επιλογής ανάλογα με την οικονομική δυνατότητα του. Μια εγκατάσταση με ενεργοβόρες συσκευές (ηλεκτρικό θερμοσίφωνα, πλυντήριο, φούρνο, στεγνωτήριο κλπ) θα κάνει την εγκατάσταση ασύμφορη, για αυτό το λόγο θα πρέπει να προβλέψουμε εναλλακτικές λύσεις για τις συσκευές που καταναλώνουν μεγάλη ενέργεια.

Αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα (σπίτια, τροχόσπιτα, κλπ)

Σε ένα απομακρυσμένο από το δημόσιο ηλεκτρικό δίκτυο σύστημα οι ενεργειακές ανάγκες μιας εγκατάστασης μπορούν να τροφοδοτούνται από ένα αυτόνομο φωτοβολταίκό σύστημα. Παρόλα αυτά θα μπορούσαμε να διακρίνουμε και μια ακόμη κατηγορία τα υβριδικά συστήματα στα οποία συνεισφέρουν ενέργεια, τα φωτοβολταϊκά και άλλες πηγές ηλεκτρικής ενέργειας όπως η αιολική ή κάποια γεννήτρια πετρελαίου.

– Ένα αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα είναι μια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αποκλειστικά από φωτοβολταϊκές γεννήτριες. Παραπέρα τα αυτόνομα φωτοβολταϊκά μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε αυτά που έχουν κάποια αποθηκευτική διάταξη ενέργειας (συνήθως μπαταρίες) και σε αυτά που είναι άμεσα συνδεδεμένα μόνο με τα φορτία που τροφοδοτούν χωρίς αποθηκευτική διάταξη (παράδειγμα: εξοχικό σπίτι με μια μικρή dc αντλία νερού συνδεδεμένη απ’ ευθείας με ένα φωτοβολταϊκό πάνελ).

Τα βασικά μέρη ενος αυτόνομου συστήματος είναι:
Τα φωτοβολταϊκά πάνελ
οι συσσωρευτές
ο ρυθμιστής φόρτισης
ο αντιστροφέας dc/ac (για τις καταναλώσεις των 230Volt)
ασφάλειες
διακόπτες dc
όργανα μέτρησης χωρητικότητας συσσωρευτών

Το κύκλωμα dc συνήθως έχει τάση λειτουργίας 12,24 ή 48 volt.
Εκτίμηση παραγωγής φωτοβολταϊκού συστήματος

Υβριδικό φωτοβολταϊκό σύστημα


– Συνήθως ένα τέτοιο σύστημα επιβάλλεται από το κόστος. Τα φωτοβολταϊκά μπορούν να τροφοδοτήσουν οποιαδήποτε εγκατάσταση (όπως ένα εξοχικό σπίτι) αλλά το κόστος μπορεί να είναι μεγάλο. Για τον λόγο αυτό τα φωτοβολταϊκά μπορούν να συνδυαστούν και με άλλες πηγές ενέργειες.
Για παράδειγμα υπάρχουν περιοχές με καλό αιολικό δυναμικό και μάλιστα συνήθως όταν υπάρχει συννεφιά ο αέρας είναι ισχυρότερος. Έτσι μπορεί μια ανεμογεννήτρια και μια φωτοβολταϊκή συστοιχία να αλληλοσυμπληρώνονται σε μια εγκατάσταση.
Σε αυτήν την περίπτωση οι δύο πηγές ενέργειας τροφοδοτούν τις συστοιχίες των συσσωρευτών μέσω ρυθμιστών φόρτισης και από εκεί η ενέργεια διοχετεύεται στις καταναλώσεις της εγκατάστασης.
Γενικότερα οι τεχνολογίες που μπορεί να συμμετέχουν σε μια υβριδική εγκατάσταση είναι συνήθως οι φωτοβολταϊκές γεννήτριες, οι ανεμογεννήτριες, και οι πετρελαιοκινητήρες Η/Ζ. Σε αυτές τις περιπτώσεις οι ενεργειακές πηγές μπαίνουν παράλληλα στο τοπικό δίκτυο με σκοπό την αδιάκοπη παροχή ηλεκτρικής ενέργειας. Η επιλογή ενός τέτοιου συστήματος προέρχεται από έναν συγκερασμό μετεωρολογικών και οικονομοτεχνικών δεδομένων.

 Ολοκληρωμένα Αυτόνομα Φωτοβολταϊκά Συστήματα

Για τις εγκαταστάσεις που δεν έχουν άμεση πρόσβαση στο δίκτυο της ΔΕΗ υπάρχει η λύση των αυτόνομων αλλά και των υβριδικών συστημάτων.
Τα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα (ή συστήματα εκτός δικτύου) αποσκοπούν στο να προσφέρουν ενεργειακή αυτονομία σε μια εγκατάσταση. Υπάρχουν διάφορες κατηγορίες απομονωμένων από το δίκτυο φωτοβολταϊκών συστημάτων. Κάποιες από αυτές είναι:

– Οικίες απομακρυσμένες από το δίκτυο σε τέτοια απόσταση που το κόστος διασύνδεσης με το δίκτυο της ΔΕΗ είναι απαγορευτικά υψηλό.
– Οικίες που για κάποιους λόγους δεν δύναται να ηλεκτροδοτηθούν
– Κτηνοτροφικές ή γεωργικές μονάδες απομακρυσμένες από το δίκτυο της ΔΕΗ
– Τηλεπικοινωνιακές εγκαταστάσεις
– Αντλητικά συστήματα υδροδότησης
– Κινητές εγκαταστάσεις (τροχόσπιτα, πλωτά κα)
– Εγκαταστάσεις που απαιτούν υψηλή διαθεσιμότητα (αμυντικές εφαρμογές, διαστημικές εφαρμογές).

Η μεθοδολογία για την ηλεκτροδότηση μιας τέτοιας εγκατάστασης είναι η ακόλουθη:

– Ανάλυση της περιοχής (ακτινοβολία, σκίαση κτλπ)Αρχικά θα πρέπει να γίνει υπολογισμός της ηλιακής ακτινοβολίας στην περιοχή για όλη την διάρκεια του έτους και σε κάποιες περιπτώσεις και κατά μήνα του έτους. Σε αντίθεση με τα διασυνδεδεμένα συστήματα όπου στόχος είναι η μέγιστη ετήσια ενεργειακή απολαβή, στα απομονωμένα συστήματα υπάρχουν εφαρμογές όπου η ενεργειακές ανάγκες είναι μεγαλύτερες σε κάποιους συγκεκριμένους μήνες του χρόνου ή ακόμα και σε κάποιες συγκεκριμένες ώρες της ημέρας.
Για παράδειγμα στην περιοχή της Καβάλας η βέλτιστη κλίση των φωτοβολταίκών πλαισίων σε σχέση με το οριζόντιο επίπεδο για ένα σύστημα με γνώμονα την μέγιστη ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι 31ο. Εάν όμως θέλουμε να ηλεκτροδοτήσουμε μια παραθεριστική κατοικία μόνο για τους θερινούς μήνες η βέλτιστη κλίση είναι από 5 έως 20 μοίρες ανάλογα τον μήνα της μέγιστης ζήτησης ενέργειας. Ένα άλλο ζήτημα επίσης είναι και το σημείο που θα τοποθετηθούν τα φωτοβολταϊκά πλαίσια.

– Καταγραφή των ενεργειακών απαιτήσεων


Κάθε εγκατάσταση έχει διαφορετικά φορτία (συσκευές, μηχανήματα κτλπ). Για να γίνει ένας σωστός σχεδιασμός θα πρέπει να καταγραφούν όλα τα φορτία, επίσης να γίνει μια αναλυτική περιγραφή της διάρκειας χρήσης της κάθε συσκευής καθώς και του επιθυμητού χρόνου αυτονομίας.
Η διάρκεια αυτονομίας θα καθορίσει και την διαστασιολόγηση των συσσωρευτών που θα χρησιμοποιηθούν. Επίσης πολύ σημαντικό είναι και το είδος των συσκευών που χρησιμοποιούνται εάν δηλαδή καταναλώνουν εναλλασσόμενο ή συνεχές ρεύμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις μάλιστα προτείνονται συσκευές χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης οι οποίες έχουν υψηλότερο κόστος αγοράς αλλά σε βάθος χρόνου είναι ασφαλώς περισσότερο συμφέρουσες.
Επιπρόσθετα υπάρχει η δυνατότητα του συνδυασμού των φωτοβολταϊκών με κάποια άλλη πηγή ενέργειας, όπως ανεμογεννήτριες ή μηχανές diesel. Σε αυτήν την περίπτωση στο υβριδικό σύστημα που προκύπτει μπορούν να γίνουν διάφοροι συνδυασμοί όσον αφορά την συμμετοχή της κάθε πηγής ενέργειας και την διαστασιολόγηση τους.

– Οικονομοτεχνική μελέτη
Αφού γίνει η ανάλυση των παραπάνω τεχνικών χαρακτηριστικών ακολουθεί η οικονομοτεχνική μελέτη της εγκατάστασης. Η μελέτη αυτή είναι ο συγκερασμός των παραπάνω τεχνικών απαιτήσεων, της οικονομικής δυνατότητας καθώς και των πιθανών επιδοτήσεων. Σκοπός είναι τελικά να επιτευχθεί η βέλτιστη τεχνική και οικονομική λύση.
ΟΡΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ

ΟΡΟΛΟΓΙΑ

Φωτοβολταϊκό φαινόμενο ονομάζεται η άμεση μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική τάση.
Πολλές φορές, για ευκολία, χρησιμοποιείται η σύντμηση Φ/Β για τη λέξη “φωτοβολταϊκό” (photovoltaic – PV).
Φωτοβολταϊκό στοιχείο (PV cell): Η ηλεκτρονική διάταξη που παράγει ηλεκτρική ενέργεια όταν δέχεται ακτινοβολία. Λέγεται ακόμα φωτοβολταϊκό κύτταρο ή φωτοβολταϊκή κυψέλη.

Φωτοβολταϊκό πλαίσιο (PV module): Ένα σύνολο φωτοβολταϊκών στοιχείων που είναι ηλεκτρονικά συνδεδεμένα. Αποτελεί τη βασική δομική μονάδα της φωτοβολταϊκής γεννήτριας.
Φωτοβολταϊκό πανέλο (PV panel): Ένα ή περισσότερα φωτοβολταϊκά πλαίσια, που έχουν προκατασκευαστεί και συναρμολογηθεί σε ενιαία κατασκευή, έτοιμη για να εγκατασταθεί σε φωτοβολταϊκή εγκατάσταση.

Φωτοβολταϊκή συστοιχία (PV array): Μια ομάδα από φωττοβολταϊκά πλαίσια ή πανέλα με ηλεκτρική αλληλοσύνδεση, τοποθετημένα συνήθως σε κοινή κατασκευή στήριξης.

Φωτοβολταϊκή γεννήτρια (PV generator): Το τμήμα μιας φωτοβολταϊκής εγκατάστασης που περιέχει φωτοβολταϊκά στοιχεία και παράγει συνεχές ρεύμα.

Αντιστροφέας ή μετατροπέας (inverter): Ηλεκτρονική συσκευή που μετατρέπει το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο.

Ρυθμιστής φόρτισης (charge controller): Συσκευή που χρησιμοποιείται σε αυτόνομα συστήματα για να ρυθμίζει τη φόρτιση των συσσωρευτών.

kW (κιλοβάτ): μονάδα ισχύος [1 kW = 1.000 Watt, 1 MW (μεγαβάτ) = 1.000 kW]
kWp (κιλοβάτ πικ-peak): μονάδα ονομαστικής ισχύος του φωτοβολταϊκού (ίδιο με το kW)
kWh (κιλοβατώρα): μονάδα ενέργειας

 ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ

Φωτοβολταϊκά πάνελ
Τι είναι και πως λειτουργούν τα φωτοβολταϊκά πάνελ
Το βασικό μέρος ενος φωτοβολταϊκού συστήματος είναι φυσικά τα φωτοβολταϊκά. Αποτελούνται από ένα πλαίσιο (πάνελ) μέσα στο οποίο βρίσκονται τα φωτοβολταικα στοιχεία (ή κυψέλες). Το χαρακτηριστικό των φωτοβολταικων στοιχείων είναι ότι μετατρέπουν το φως του ήλιου σε ηλεκτρικό ρεύμα. Από την πίσω πλευρά του φωτοβολταϊκού πάνελ εξέρχονται δύο καλώδια (θετικό + και αρνητικό -) από όπου παίρνουμε το ηλεκτρικό ρεύμα.
Απόδοση των φωτοβολταϊκών
Τα φωτοβολταικα πάνελ μετατρέπουν μόνο ένα ποσοστό της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρισμό. Το πόσο μεγάλο είναι αυτό το ποσοστό εξαρτάται από τον τύπο των φωτοβολταϊκών στοιχείων.
Τα λεγόμενα μονοκρυσταλλικά στοιχεία έχουν τη μεγαλύτερη απόδοση (μετατρέπουν έως και το 17% της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρισμό). Τα πολυκρυσταλλικά στοιχεία έχουν ελαφρώς χαμηλότερη απόδοση (13%-15%), είναι όμως φθηνότερα από τα μονοκρυσταλλικά.
Υπάρχουν και τα λεγόμενα «άμορφα» που αποτελούνται από μια ενιαία επιφάνεια κι όχι από διασυνδεδεμένα φωτοβολταϊκά στοιχεία όπως τα προηγούμενα. Αυτά έχουν χαμηλότερη απόδοση (5%-10%) αλλά είναι τα οικονομικότερα. Χρειάζονται απλώς μεγαλύτερη επιφάνεια για να δώσουν την ίδια ισχύ με τα μονοκρυσταλλικά ή τα πολυκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά.
Διαθέσιμη ηλιακή ενέργεια για τα φωτοβολταϊκά
Ο ήλιος παρέχει πάνω από 1000 Watt ανά τετραγωνικό μέτρο. Έτσι, ένα φωτοβολταικό με διαστάσεις ένα μέτρο πλάτος και ένα μέτρο ύψος (δηλαδή ένα τετραγωνικό μέτρο) θα παράγει περίπου 160 Watt την ώρα αν αποτελείται από μονοκρυσταλλικά φωτοβολταικά στοιχεία, περίπου 140 Watt την ώρα αν αποτελείται από πολυκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά στοιχεία και περίπου 80 Watt την ώρα αν είναι για παράδειγμα άμορφου πυριτίου.
Ένα φωτοβολταϊκό με ονομαστική μέγιστη ισχύ 100 Wp βγάζει έξοδο περίπου 20 Volt και 5 Ampere (20X5=100). Μπορούμε να συνδέσουμε όσα φωτοβολταικα πανελ θέλουμε σε σειρά ή και παράλληλα, για να πετύχουμε το συνδυασμό τάσης ρεύματος (volt), έντασης ρεύματος (ampere) και φυσικά την συνολική ισχύ (watt) που θέλουμε να έχει το σύστημά μας.
Παράδειγμα: Συνδεδεμένα φωτοβολταϊκά
Αν έχουμε 10 φωτοβολταϊκά πάνελ ισχύος 100Wp το κάθε ένα, συνδεδεμένα σε σειρά θα έχουν συνολική τάση περίπου 200V και ένταση 5Α. Συνδεδεμένα παράλληλα θα έχουν συνολική τάση περίπου 20V και ένταση 50Α. Και στις δύο περιπτώσεις, η συνολική ισχύς θα είναι 1.000 Watt/p. Δηλαδή, με 5 ώρες έντονης ηλιοφάνειας την ημέρα, θα αποδίδουν 5.000 Watt/ώρες κάθε μέρα, ή αλλιώς 5KWh.
Φωτοβολταικα συνδεδεμένα σε σειρά εννοούμε όταν τα έχουμε συνδέσει μεταξύ τους, ενώνοντας το θετικό καλώδιο εξόδου του ενός πάνελ με το αρνητικό του άλλου, δηλαδή εναλλάξ το + με το – κ.ο.κ.
Συνδεδεμένα παράλληλα είναι όταν συνδέουμε το θετικό καλώδιο εξόδου του ενός πάνελ με το θετικό του επόμενου και το αρνητικό καλώδιο εξόδου με το αρνητικό του επόμενου. Σε σειρά αθροίζεται μόνο η τάση (τα volt), ενώ παράλληλα αθροίζεται μόνο η ένταση (τα ampere).
Τα φωτοβολταικα πανελ τα συνδέουμε συνήθως σε σειρά για μεγαλύτερη τάση (volt) όταν πρόκειται να συνδεδεθούν με το δίκτυο της ΔΕΗ. Αν προορίζονται για αυτόνομο σύστημα με συσσωρευτές (μπαταρίες), τότε η απαιτούμενη τάση εξαρτάται από αυτή των συσσωρευτών. Αν η τάση των συσσωρευτών είναι 12V, τότε συνδέουμε τα φωτοβολταικά παράλληλα (η τάση μένει σταθερή και πολλαπλασιάζουμε τα Ampere).
Ηλιοφάνεια στην Ελλάδα
Ένα φωτοβολταικο σύστημα ονομαστικής ισχύος 1 KWp (για παράδειγμα 10 φωτοβολταικα πανελ των 100Wp το κάθε ένα) αποδίδει στην Ελλάδα από περίπου 1.150 KWh (βόρεια Ελλάδα) έως 1.450 KWh (νότια Ελλάδα) το έτος. Στην Αττική, τις Κυκλάδες και τα Δωδεκάνησα κυμαίνεται γύρω στις 1.300-1350 KWh. Για να βρούμε τη μέση ημερήσια παραγωγή ενός φωτοβολταϊκού πάνελ, συνηθίζουμε να πολλαπλασιάζουμε την ονομαστική του ισχύ επί 5.
Έτσι, ένα φωτοβολταικο πανελ ονομαστικής ισχύος 100Wp, κατ’ εκτίμηση παράγει ημερησίως 500Wh (0,5 KWh) κατά μέσο όρο. Είναι προφανές ότι το καλοκαίρι η μέση παραγωγή θα είναι μεγαλύτερη από τη μέση παραγωγή το χειμώνα (τον Ιούλιο ή τον Αύγουστο είναι σχεδόν διπλάσια σε σχέση με τον Δεκέμβριο ή τον Ιανουάριο).

 Ρυθμιστές φόρτισης συσσωρευτών
Τι είναι και πως λειτουργούν οι ρυθμιστες φορτισης των μπαταριων
Ο ρυθμιστής φόρτισης είναι μια απλή ηλεκτρονική συσκευή που φροντίζει για τη σωστή φόρτιση των συσσωρευτών (μπαταριών) του φωτοβολταικου συστήματος.
Ελέγχει τη διαδικασία φόρτισης και σταματά τη φόρτιση όταν διαπιστώσει ότι η μπαταρία έχει φορτιστεί πλήρως. Αλλιώς θα υπήρχε ο σοβαρός κίνδυνος να καταστραφεί η μπαταρία.
Επειδή οι μπαταρίες έχουν την τάση να αποφορτίζονται σταδιακά ακόμα κι αν δεν τροφοδοτούν με ρεύμα κάποια συσκευή, ο ρυθμιστής φόρτισης φροντίζει αυτόματα να ξαναρχίσει η διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας όταν διαπιστώσει ότι η τάση της έπεσε κάτω από το επίπεδο της πλήρους φόρτισης.
Αρκετοί ρυθμιστές φόρτισης έχουν υποδοχή πάνω στην οποία συνδέουμε τις ηλεκτρικές συσκευές που θέλουμε να τροφοδοτήσουμε από τη μπαταρία. Έτσι, έχουν την επιπλέον δυνατότητα να διακόψουν τη λειτουργία των ηλεκτρικών συσκευών όταν διαπιστώσουν ότι η μπαταρία κοντεύει να αδειάσει πλήρως, προστατεύοντάς την πάλι με αυτό τον τρόπο από πλήρη αποφόρτιση που θα οδηγούσε στην καταστροφή της.
Επιλογή του σωστού ρυθμιστή φόρτισης
Το μέγεθος του ρυθμιστη φορτισης εξαρτάται από το μέγεθος των φωτοβολταικων που θα συνδέουμε πάνω του. Πρέπει να υπερκαλύπτει την συνολική ένταση σε Ampere των φωτοβολταϊκών. Αν, για παράδειγμα, η ονομαστική ένταση σε Ampere των φωτοβολταικων είναι 10Α, τότε πρέπει να επιλέξουμε ένα ρυθμιστή φόρτισης 12Α.
Επίσης, πρέπει να είναι κατάλληλος και για την τάση του φωτοβολταικού συστηματος. Αν τα φωτοβολταικα βγάζουν συνολική τάση 12V, επιλέγουμε ρυθμιστή για φωτοβολταικα 12V. Αν τα φωτοβολταικα μας βγάζουν συνολική τάση 24V, επιλέγουμε ρυθμιστή για φωτοβολταϊκά 24V.
Καλό είναι να προβλέπουμε και για το μέλλον. Αν έχουμε σκοπό να επεκτείνουμε το φωτοβολταϊκό μας σύστημα με περισσότερα φωτοβολταϊκά πάνελ στο μέλλον, τότε καλό είναι να επιλέξουμε ένα μεγαλύτερο ρυθμιστή φόρτισης για να καλύπτει και τις μελλοντικές ανάγκες.

 Μετατροπέας τασης (inverter)
Μετατροπεας τάσης ρεύματος: Μετατροπή από 12V συνεχές (DC) σε 220V εναλλασόμενο (AC) ρεύμα
Ο inverter (μπορεί να δείτε να αναφέρεται και ως αντιστροφέας ή μετατροπέας) είναι μια συσκευή που μετατρέπει το συνεχές (DC) ρεύμα του φωτοβολταϊκού συστήματος σε εναλλασσόμενο (AC) ρεύμα 220V. Έτσι μπορούμε να τροφοδοτήσουμε από τη μπαταρία του φωτοβολταϊκού συστήματος όλες τις οικιακές συσκευές που απαιτούν 220 Volt.

Ο inverter ή μετατροπέας 220V συνδέεται με ένα διπλό καλώδιο (θετικό – αρνητικό) πάνω στους πόλους της μπαταρίας. Έχει συνήθως μια ή δύο υποδοχές σαν τις πρίζες που έχουμε στους τοίχους του σπιτιού μας, πάνω στις οποίες συνδέουμε τις συσκευές που απαιτούν 220V, απ’ ευθείας ή χρησιμοποιώντας πολύμπριζο ή και μπαλαντέζα.
Δεν έχει σημασία πόσες συσκευές θα συνδέσουμε ταυτόχρονα, αρκεί η ισχύς όλων των συσκευών που λειτουργούν ταυτόχρονα να μην ξεπερνά την επιτρεπόμενη ισχύ του inverter – μετατροπέα τάσης. Έτσι, αν έχουμε έναν inverter 200W (200 Watt), μπορούμε να λειτουργήσουμε ταυτόχρονα μια τηλεόραση 60W, έναν ανεμιστήρα 40W, ένα φορητό υπολογιστή 60W και λαμπτήρες οικονομίας με 40W συνολικής ισχύος.
Ένας μετατροπέας καλής ποιότητας θα κλείσει αν από λάθος συνδέσουμε μια συσκευή με παραπάνω Watt από αυτά που μπορεί να αντέξει, προστατεύοντας έτσι τις ηλεκτρικές συσκευές μας. Το ίδιο θα κάνει ένας inverter καλής ποιότητας αν διαπιστώσει ότι κοντεύει να αδειάσει η μπαταρία.

Υπάρχουν inverter από 50W έως 10.000W. Συνήθως χρησιμοποιούμε inverter από 150W έως 1.200W ανάλογα βέβαια και με τις ανάγκες μας. Ένα μικρό φωτοβολταϊκό σύστημα back-up για τις περιπτώσεις διακοπής ρεύματος μπορεί να εξυπηρετείται από έναν inverter 300W, αλλά ένα μεγάλο φωτοβολταϊκό σύστημα πού καλύπτει όλες τις καθημερινές ανάγκες για ένα ολόκληρο σπίτι θα θέλει inverter μέχρι και πάνω από 4.000W.
Inverter με τροποποιημένο και inverter με καθαρό ημίτονο
Οι inverter διακρίνονται σε inverter τροποποιημένου ημίτονου (modified sine-wave) και σε inverter καθαρού ημίτονου (pure / true sine-wave).
Ένας μετατροπέας με τροποποιημένο ημίτονο, είναι φθηνότερος από έναν με καθαρό ημίτονο και είναι κατάλληλος για τις περισσότερες συσκευές. Καταναλώνει όμως έως και 20% περισσότερη ενέργεια από τη μπαταρία σε σχέση με έναν μετατροπέα καθαρού ημίτονου. Επίσης, σε τηλεοράσεις και ηχοσυστήματα μέτριας ποιότητας θα ακούγεται ένα ελαφρύ βουητό.
Από την άλλη μεριά, το μοναδικό μειονέκτημα που έχουν οι inverter καθαρού ημίτονου είναι η τιμή τους, αφού είναι τρεις έως τέσσερις φορές ακριβότεροι από έναν αντίστοιχο με τροποποιημένο ημίτονο. Αν έχουμε ευαίσθητες ηλεκτρονικές συσκευές, καλό είναι να χρησιμοποιούμε για αυτές inverter με καθαρό ημίτονο.
Οι συσκευές που λειτουργούν με μοτέρ (π.χ. ψυγείο) απαιτούν στιγμιαία (κατά την εκκίνηση του μοτέρ) πολλαπλάσια Watt (π.χ. πενταπλάσια ή και παραπάνω) από αυτά της κανονικής τους λειτουργίας. Αυτό είναι κάτι που πρέπει να γνωρίζουμε κατά την επιλογή του μετατροπέα, ώστε να επιλέξουμε έναν με μεγαλύτερη ισχύ από τα συνολικά (ονομαστικά) Watt των συσκευών που θα λειτουργούν ταυτόχρονα.
Κόστος – τιμές inverter
Ένας μετατροπέας 300W τροποποιημένου ημίτονου έχει κόστος περίπου 50 ευρώ, ενώ ένας μετατροπέας 300W με καθαρό ημίτονο έχει κόστος περίπου 200 ευρώ.
Η τιμή ενός inverter 1200W τροποποιημένου ημίτονου είναι περίπου 200 ευρώ, ενώ η τιμή ενός inverter 1200W με καθαρό ημίτονο είναι περίπου 800 ευρώ.
Οι τιμές βέβαια είναι ενδεικτικές αφού εξαρτώνται και από την ποιότητα κατασκευής, την προέλευση, τη μάρκα του μετατροπέα κ.λπ.

ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΑΥΤΟΝΟΜΗΣ ΟΙΚΙΑΚΗΣ ΧΡΗΣΗΣ

Σπίτι χωρίς ΔΕΗ
Οικολογικό σπίτι
Είναι ακόμη ασύμφορο να καλύψουμε ΟΛΕΣ τις ανάγκες μιας ΚΥΡΙΑΣ κατοικίας με φωτοβολταϊκά. Κι αυτό γιατί η KWh της ΔΕΗ είναι κατά πολύ φθηνότερη από αυτή που προκύπτει από το κόστος των απαιτούμενων φωτοβολταϊκών. Ακόμη κι αν υποθέσουμε πως καλύπτουμε όλες τις ανάγκες για ζεστό νερό με ηλιακό θερμοσίφωνα και την κουζίνα με αέριο, παραμένουν οι ανάγκες για ψύξη και θέρμανση του χώρου.
Μπορείς βέβαια να κατασκευάσεις ένα οικολογικο σπιτι που θα έχει μειωμένες ανάγκες ψύξης και θέρμανσης. Το κόστος κατασκευής για ένα οικολογικό σπίτι θα είναι αρκετά υψηλότερο, αλλά θα γίνει απόσβεση από το μειωμένο κόστος διαχείρησης σε βάθος 20ετίας.
Τι μπορεί να γίνει; Κατ’ αρχήν ξεκίνησε με την εξοικονόμηση ενέργειας με λαμπτηρες οικονομίας, μόνωση κλπ:
Πολύ καλύ μόνωση στους τοίχους και τα παράθυρα (π.χ. με διπλά κρύσταλλα). Τέντες, σκίαστρα κλπ.
Λαμπτήρες οικονομίας για οικονομία στις λάμπες για φωτισμό.
Συσκευές (ψυγείο, πλυντήριο κλπ) ενεργειακού τύπου Α, όσο το δυνατόν χαμηλότερης κατανάλωσης.
Ηλιακός θερμοσίφωνας για ζεστό νερό, κουζίνα με αέριο.
Ορθολογική χρήση συσκευών, αποφυγή σπατάλης.
Μόνο τα παραπάνω, θα εξασφαλίσουν για το σπίτι σου εξοικονόμηση ενέργειας πάνω από 50% !!!

Μετά, υπολόγισε τις ανάγκες σου σε ηλεκτρισμό (πόσες κιλοβατώρες το μήνα θα καταναλώνεις) και αποφάσισε σε τι ποσοστό θέλεις να τις καλύπτεις από φωτοβολταϊκά.
Ένα μέσο ελληνικό σπίτι με ηλιακό θερμοσίφωνα και λαμπτήρες οικονομίας αλλά και με air condition, καυστήρα πετρελαιου και ηλεκτρική κουζίνα, καταναλώνει περίπου 350-450 KWh μήνα (κόστος περίπου 40 ευρώ). Χωρίς ηλεκτρική κουζίνα και air condition καταναλώνει περίπου 250-300 KWh.
Για να παραχθούν 250 KWh το μήνα από φωτοβολταϊκά απαιτούνται περίπου 12 πάνελ φωτοβολταϊκών των 180 watt το καθένα συν τους συσσωρευτές και τα παρελκόμενα. Μαζί με την εγκατάσταση, το κόστος φθάνει περίπου στα 17.000 έως 22.000 ευρώ, ανάλογα με τους συσσωρευτές που θα χρησιμοποιηθούν.
Εάν το σπίτι δεν έχει καθόλου σύνδεση με τη ΔΕΗ, πρέπει να επενδύσουμε σε μεγαλύτερο σύστημα ή σε μικτό σύστημα με ανεμογεννήτρια για να έχουμε μερικές μέρες αυτονομίας σε περίπτωση έντονης και συνεχόμενης για μέρες συννεφιάς. Χρήσιμη είναι σε αυτές τις περιπτώσεις και μια γεννήτρια καυσίμου για ακραίες περιπτώσεις.
Αν πάλι έχουμε σύνδεση με τη ΔΕΗ τότε σε αυτές τις περιπτώσεις γίνεται μετάπτωση στο δίκτυο για ρεύμα από τη ΔΕΗ. Επιπλέον, δεν χρειαζόμαστε συσσωρευτές οπότε το παραπάνω κόστος μιας οικιακής φωτοβολταϊκής εγκατάστασης μειώνεται ως και 30%.
Η τελευταία λύση είναι και η προτεινόμενη για μια κύρια κατοικία με όλες τις σύγχρονες ανέσεις. Σε μια εξοχική κατοικία, θα μπορούσαμε με μερικούς απλούς συμβιβασμούς και αρκετά φθηνότερα, να αποφύγουμε τελείως τη ΔΕΗ μαζί με όλα τα πάγια και τα τέλη προς τρίτους που αυτή συνεπάγεται…
ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Φ/Β ΣΕ ΚΤΙΡΙΑ
Τα Φ/Β μπορούν να τοποθετηθούν σε οικόπεδα, στέγες(επίπεδες ή κεκλιμένες)ή και σε προσόψεις κτιρίων. Παρέχονται σε διάφορα μεγέθη και μπορούν π.χ. να υποκαταστήσουν τμήμα μιας κεραμοσκεπής (μειώνοντας αντίστοιχα και το κόστος) ή τα υαλοστάσια σε μια πρόσοψη ή να χρησιμοποιηθούν σαν φωταγωγοί(skylights).Ηδη παράγονται και Φ/Β κεραμίδια που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη θέση των κανονικών κεραμιδιών. Τα Φ/Β μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως σκίαστρα πάνω από παράθυρα(βοηθώντας έτσι και στη μείωση των εξόδων κλιματισμού).Επίσης σε πέργκολες και στέγαστρα χώρων στάθμευσης.
Παρέχονται σε διάφορα χρώματα(κατόπιν παραγγελίας)και σε διάφορα πάχη διαφάνειας για ειδικές αρχιτεκτονικές εφαρμογές. Διατίθενται επίσης σήμερα διαφανή Φ/Β, για προσόψεις εμπορικών κτιρίων, με θερμομονωτικές ιδιότητες αντίστοιχες με αυτές των υαλοστασίων χαμηλής εκπεμψιμότητας (low-e)που επιτυγχάνουν πέραν της ηλεκτροπαραγωγής και εξοικονόμηση ενέργειας 15-30% σε σχέση με κτίριο με συμβατικά υαλοστάσια.

Για την τοποθέτηση των Φ/Β πλαισίων σε ένα κτίριο, υπάρχουν 4 βασικοί τρόποι:
α)Τοποθέτηση σε κεκλιμένα στηρίγματα,
β)Τοποθέτηση σε ειδική βάση προσαρμοζόμενη στο εξωτερικό του κελύφους,
γ)Απ’ ευθείας τοποθέτηση και δ)Ενσωμάτωση των Φ/Β στο κέλυφος του κτιρίου.
Τα Φ/Β μπορεί να είναι με ή χωρίς πλαίσιο(συνήθως από αλουμίνιο).Τα πρώτα χρησιμοποιούνται σε κεκλιμένες στέγες(ενσωματωμένα ή πρόσθετα) ή σε επίπεδες οροφές, ενώ τα δεύτερα σε προσόψεις(σαν κοινός υαλοπίνακας) ή τοιχώματα.

Διάφορες δυνατότητες τοποθέτησης Φ/Β συστημάτων πάνω σε ένα κτίριο φαίνονται στο επόμενο σχήμα.

Παρακάτω βλέπετε φωτογραφίες από διάφορες εγκαταστάσεις Φ/Β συστημάτων στον κτιριακό τομέα:

 ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΡΟΫΠΟΘΕΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΕΝΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ

1.Σκίαση
Πρέπει να υπάρχει επαρκής ελεύθερος και ασκίαστος χώρος. Χονδρικά απαιτούνται 8 μ2/KW για μονοκρυσταλλικά Φ/Β, 10μ2 για πολυκρυσταλλικά και περίπου το διπλάσιο για τα άμορφα.

2.Προσανατολισμός
Τα Φ/Β πρέπει να έχουν Νότιο προσανατολισμό. Αν τοποθετηθούν σε κάθετη επιφάνεια, ο προσανατολισμός είναι καλύτερα να είναι Νοτιοανατολικός ή Νοτιοδυτικός. Αν είναι κεκλιμένα, μια μεγαλύτερη ποικιλία προσανατολισμών θα δίνει ανεκτά ενεργειακά αποτελέσματα. Ο Βόρειος προσανατολισμός πρέπει οπωσδήποτε να αποφεύγεται.

3.Κλίση
Μιά κεκλιμένη Φ/Β μονάδα θα δέχεται περισσότερο φως από μία κατακόρυφη. Κάθε γωνία μεταξύ της ορθής και αυτής των 150 μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Οι 15ο προτείνονται για να επιτρέπουν στη βροχή να ξεπλένει τη σκόνη. Η βέλτιστη γωνία είναι 30-40ο για ένα Φ/Β που βλέπει Νότια. Κανονικά πρέπει να είναι ίση με το γεωγραφικό πλάτος του τόπου στον οποίο εγκαθίσταται.

4.Υπαρξη κατάλληλου χώρου για τα ηλεκτρικά συστήματα και τις μπαταρίες.

5.Βάρος (αν τοποθετηθεί σε στέγη)
Ενα πλήρες Φ/Β ζυγίζει 15-20 kg/m2.Αυτό δεν αποτελεί κάποιο ιδιαίτερο πρόβλημα, αλλά καλό είναι να το γνωρίζουμε και να ληφθεί υπ’ όψη.

6.Αερισμός
Η αύξηση της θερμοκρασίας ελαττώνει την απόδοση, γι’ αυτό η πίσω μεριά του Φ/Β πρέπει να αερίζεται επαρκώς.

ΜΕΓΕΘΟΣ ΕΝΟΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ


Αναφέραμε πριν ότι στην Ελλάδα ένα Φ/Β σύστημα μπορεί να δώσει 1100-1500 KWH/έτος /KW.Αυτό σημαίνει ότι σε γενικές γραμμές ένα αυτόνομο Φ/Β 2-3 KW εγκατεστημένης ισχύος, μπορεί να καλύψει τις ανάγκες μιας τριμελούς οικογένειας. Παίζει όμως πολύ σημαντικό ρόλο ,το πώς θα χρησιμοποιηθεί αυτή η ενέργεια και πού. Παίζει ρόλο επίσης ,αν το σπίτι χρησιμοποιείται σαν κύρια κατοικία ή εξοχικό, η περιοχή που βρίσκεται, ο αριθμός των ατόμων που κατοικούν και οι ώρες που βρίσκονται στο σπίτι, ακόμα και οι συνήθειές τους.
Παρακάτω βλέπουμε ένα πίνακα με τυπικές ισχείς (W) και μηνιαίες καταναλώσεις (KWH) διαφόρων οικιακών συσκευών:
Σε περίπτωση διασυνδεμένου συστήματος, δεν υπάρχει κανένα πρόβλημα. Το δίκτυο καλύπτει πάντα τη ζήτηση αιχμής μιας κατοικίας. Αλλά στα αυτόνομα συστήματα, θα πρέπει να λαμβάνονται υπ’ όψη οι επί μέρους καταναλώσεις, σύμφωνα με τον παραπάνω πίνακα. Βέβαια, μεγάλες καταναλώσεις(κουζίνα, φούρνος, θερμοσίφωνας) θα πρέπει να καλύπτονται με άλλο τρόπο (π.χ αέριο για την κουζίνα, ηλιακός θερμοσίφωνας για το ζεστό νερό, αβαθής γεωθερμία για θέρμανση-ψύξη κλπ). Ομως ο φωτισμός με λάμπες εξοικονόμησης ενέργειας και η χρήση ηλεκτρονικών συσκευών(υπολογιστές, ηχητικά συγκροτήματα, ψυγεία, τηλεοράσεις, τηλεπικοινωνίες κλπ)αποτελούν ανάγκες που καλύπτονται εύκολα και οικονομικά με Φ/Β.

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΟΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ
Για να υπολογίσουμε ένα Φ/Β σύστημα πρέπει να γνωρίζουμε:
α)τις τιμές ηλιοφάνειας στη θέση που θα εγκατασταθεί, και
β)τις απαιτήσεις φορτίου που θέλουμε να εξυπηρετήσει.
α)Ηλιοφάνεια και «ώρες αιχμής»

Η ηλιοφάνεια δίνεται σε Langleys/day(1 Langley=1 cal/cm2=10 kcal/m2) και οι ημερήσιες τιμές δίνονται ανά μήνα.Για απλοποίηση όμως των υπολογισμών τα Langleys/day μετατρέπονται σε “ώρες αιχμής” διαιρούμενα δια του 0.0116,οπόυ “ώρες αιχμής” είναι ο ισοδύναμος μέσος αριθμός ωρών ηλιοφάνειας ανά ημέρα σε σταθερές συνθήκες.

β)Απαιτήσεις φορτίου- Μέγεθος Φ/Β συστήματος
Οι απαιτήσεις φορτίου εξαρτώνται από την τάση(Volt)και το ρεύμα σε ΑΗ/ημέρα του φορτίου.Ανάλογα με τη απαιτούμενη τάση ή ένταση ,συνδέουμε τα Φ/Β στοιχεία σε σειρά ή παράλληλα αντίστοιχα.Ο συνολικός αριθμός στοιχείων θα είναι το γινόμενο του αριθμού των σε σειρά επί τον αριθμό των παράλληλα συνδεμένων στοιχείων. Αυτά για τα στοιχεία .Για την εκτίμηση του μεγέθους των μπαταριών πολλαπλασιάζουμε το ημερήσιο φορτίο(ΑΗ/ημέρα)με ένα σταθερό αριθμό ημερών αποθήκευσης.

Παράδειγμα
Να υπολογισθεί το Φ/Β σύστημα τροφοδότησης μιάς κατοικίας στην Κρήτη, της οποίας όλες οι ηλεκτρικές καταναλώσεις έχουν συνολική ισχύ 1150 W και λειτουργούν κατά μέσο όρο 10Η.
Λύση
α) Το ημερήσιο φορτίο της κατοικίας θα είναι:
(1150W/230V)x10H=50 AH / ημέρα.
β)Η μέση ηλιοφάνεια της Κρήτης είναι 383Χ 0.00116=4.4 ώρες /ημέρα.
γ)Θα χρησιμοποιήσουμε στοιχεία με ονομαστική τάση 12V και ρεύμα 2 Α.
δ)Για να πάρουμε τα 230V της κατοικίας, συνδέουμε σε σειρά:
τάση συστήματος / τάση στοιχείων=230/12=19 στοιχεία.

ε)Το φορτίο που παράγεται από κάθε στοιχείο θα είναι:
ώρες αιχμής Χ ρεύμα στοιχείου = 4,4 Η /ημέρα Χ2 Α=8,8 ΑΗ /ημέρα
Αρα, αριθμός στοιχείων παράλληλα :50 ΑΗ /ημέρα :8,8 ΑΗ/ημέρα=6 στοιχεία
Ολικός αριθμός στοιχείων:19Χ6=114
Μέγεθος μπαταριών:20 ημέρεςΧ50 ΑΗ/ημέρα=1000 ΑΗ.

ΚΟΣΤΟΣ ΕΝΟΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ
Στις επόμενες σελίδες παραθέτουμε ορισμένες αυτόνομες λύσεις(με τιμές τιμοκαταλόγου) από δύο εταιρείες που δραστηριοποιούνται στο χώρο των Φ/Β, τις εταιρείες PHOTOVOLTAIC και ATE-SOLION ,που μας δίνουν ένα μέγεθος του κόστους διαφόρων εφαρμογών Φ/Β. Τα διασυνδεμένα συστήματα, όταν επιτέλους θα ξεκινήσουν να εφαρμόζονται και στον οικιακό τομέα στην Ελλάδα, θα είναι αρκετά φθηνότερα, εφ’ όσον δεν θα απαιτούν την αγορά μπαταριών. Επίσης η λειτουργία εγχώριου εργοστάσιου παραγωγής Φ/Β πλαισίων στο Κιλκίς, αναμένεται να μειώσει ακόμη περισσότερο το κόστος των συστημάτων.
Αναφέρουμε ενδεικτικά, ότι για μικρά(λίγων KW) διασυνδεμένα συστήματα το κόστος είναι σήμερα στην Ελλάδα 6,5-7,5 €/W(+ ΦΠΑ), ενώ στην Γερμανία 5-6 €/W.
Η κατανομή κόστους των Φ/Β συστημάτων χονδρικά έχει ως εξής:
Φ/Β πλαίσια 40-60%,συσσωρευτές 15-25%,αντιστροφείς 10-15%,υποδομή στήρηξης 10-15% και σχεδιασμός και εγκατάσταση 8-12%.
Οι εγγυήσεις που δίνονται από τις διάφορες εταιρείες είναι:
20-25 χρόνια για τα Φ/Β πλαίσια,2 χρόνια για τον αντιστροφέα,12 μήνες για το σύστημα.

 Πως υπολογίζω τις ανάγκες σε ηλεκτρισμό;
Ένας απλός τρόπος υπολογισμού της κατανάλωσης σε ρεύμα και του μεγέθους ενός φωτοβολταϊκού συστήματος.
Κάθε συσκευή έχει πάνω της μια μικρή ετικέττα που αναγράφει την ηλεκτρική κατανάλωση της συσκευής. Για παράδειγμα, μια τηλεόραση 21 ιντσών μπορεί να γράφει 220 volt και 0,5 Αμπέρ (Α). Αυτό σημαίνει πως μπορεί να καταναλώσει 220 x 0,5 =110 Watt. Κάποιες συσκευές μπορεί να αναγράφουν μόνο τα 220 volt και όχι Αμπέρ. Σε αυτή την περίπτωση όμως θα αναφέρουν απευθείας τα watt. Στο προηγούμενο παράδειγμα θα βλέπαμε 220 volt και 110 watt.
Αυτό σημαίνει ότι η παραπάνω ηλεκτρική συσκευή θα καταναλώνει σε πλήρη λειτουργία 110 watt για κάθε ώρα που θα λειτουργεί. Στην πράξη μπορεί να καταναλώνει και λιγότερα, αν για παράδειγμα λειτουργεί με χαμηλή φωτεινότητα και σε χαμηλή ένταση ήχου.
1ο βήμα: Εξοικονόμηση ενέργειας
Ένα πράδειγμα είναι οι ηλεκτρικοί λαμπτήρες. Ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως των 60 watt, σαν αυτούς που οι περισσότεροι χρησιμοποιούν για το φωτισμό των χώρων, καταναλώνει 60 watt για κάθε ώρα λειτουργίας του. Αυτό σημαίνει ότι αν έχουμε 5 τέτοιους λαμπτήρες να λειτουργούν κατά μέσο όρο 6 ώρες το 24ωρο ο κάθε ένας, τότε η κατανάλωσή τους θα είναι 5 Χ 6 Χ 60 = 1.800 Wh το 24ωρο.
Σε σύγκριση με τους λαμπτήρες οικονομίας των 15 watt (που «αποδίδουν» σαν τους κοινούς λαμπτήρες πυρακτώσεως των 60 watt) έχουμε 5 Χ 6 Χ 15 = 450 Wh, δηλαδή μια οικονομία 1.350 watt ανά 24ωρο.
Όταν σχεδιάζουμε ένα σύστημα φωτοβολταϊκών, το βασικότερο και πρώτο πράγμα από το οποίο πρέπει να ξεκινήσουμε, είναι να εξετάσουμε τις δυνατότητες για εξοικονόμηση ενέργειας.
2 βήμα: Υπολογισμός κατανάλωσης
Πολλαπλασιάζουμε τα Watt κάθε συσκευής επί τον αριθμό των ωρών που θα λειτουργεί.
Το άθροισμα όλων αυτών των γινομένων θα είναι η συνολική μας ημερήσια κατανάλωση σε Wh.
Επειδή υπάρχουν απώλειες στο σύστημά μας αλλά και κρυφές καταναλώσεις από συσκευές που δεν υπολογίσαμε (π.χ. συσκευές που καταναλώνουν ρεύμα ακόμα και κλειστές ή σε αναμονή), πολλαπλασιάζουμε το προηγούμενο άθροισμα επί 1,5.
Έτσι, αν μετά από τα παραπάνω 3 βήματα έχουμε καταλήξει ότι χρειαζόμαστε συνολικά για όλες τις συσκευές μας 600 Wh ανά 24ωρο, τότε πρέπει να εγκαταστήσουμε ένα σύστημα φωτοβολταϊκών (συλλέκτες – πάνελ – ηλιακής ενέργειας) και συσσωρευτών (μπαταρίες) που να μπορεί να μας παρέχει τουλάχιστον 600 Wh κάθε μέρα.
3ο βήμα: Υπολογίζω το μέγεθος των συσσωρευτών
Οι συσσωρευτές (μπαταρίες) αναγράφουν τη χωρητικότητά τους σε Ah (αμπέρ ανά ώρα). Έτσι, ένας συσσωρευτής των 12 volt και 100 Ah παρέχει 12 Χ 100 = 1.200 watt συνεχούς ρεύματος (DC) για 1 ώρα ή 120 watt για 10 ώρες ή 12 watt για 100 ώρες. Ένας ακόμη σημαντικός δείκτης είναι αυτός που μας παρέχει την πληροφορία σχετικά με τον ρυθμό εκφόρτισης με βάση τον οποίο ο συσσωρευτής μπορεί να δώσει τις αναγραφόμενες Ah. Έτσι, 100 Ah C20 σημαίνει ότι οι 100 Ah επιτυγχάνονται όταν η σταδιακή εκφόρτιση διαρκεί 20 ώρες. Για λιγότερες ώρες (π.χ. C10, 10 ώρες) παίρνουμε λιγότερες Ah, ενώ σε σταδιακή εκφόρτιση περισσότερων ωρών (π.χ. C100, 100 ώρες) παίρνουμε σημαντικά περισσότερες Ah.
Είναι προτιμότερο κατά τη λειτουργία τους να παρέχουν λίγα watt για περισσότερες ώρες παρά πολλά watt για λίγες, επειδή στη δεύτερη περίπτωση μειώνεται δραστικά ο χρόνος ζωής τους.
Ποτέ δεν εκφορτίζουμε τελείως τους συσσωρευτές γιατί αυτό μπορεί να τους καταστρέψει.
Υπάρχουν συσσωρευτές διαφόρων τύπων με διαφορετικό βαθμό επιτρεπόμενης εκφόρτισης. Ο γενικός κανόνας είναι κατά τη συνηθισμένη χρήση να μην επιτρέπουμε εκφόρτιση πάνω από 50% περίπου και μόνο σε εξαιρετικές περιπτώσεις ανάγκης να φθάνουμε το 80%.
Άρα, όταν αγοράζουμε συσσωρευτές (μπαταρίες) για το φωτοβολταϊκό σύστημα, επιλέγουμε χωρητικότητα τουλάχιστον διπλάσια από όση υπολογίσαμε ότι θα καλύπτει τις ανάγκες μας. Όσο μεγαλύτερη τόσο καλύτερα για τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
Αν υπολογίσαμε λοιπόν ότι χρειαζόμαστε 600 Wh το 24ωρο, επιλέγουμε συσσωρετές με διπλάσια χωρητικότητα (1.200 Wh), δηλαδή 12 volt και τουλάχιστον 100Αh για να έχουμε αυτονομία μιας ημέρας.
Συνήθως προβλέπουμε όμως και για 5 ημέρες χωρίς καθόλου ηλιοφάνεια, άρα πολλαπλασιάζουμε την προηγούμενη τιμή επί 5: 100Ah X 5 = 500Ah στα 12 volt (ή 24 volt και 250Αh).
Παρατήρηση:
Όταν μια συσκευή απαιτεί 220 volt – 1 A και χρησιμοποιούμε αντιστροφέα 12 volt σε 220 volt (inverter) για να τη λειτουργήσουμε από τη μπαταρία, τότε θα τραβήξει 18,33 Α από την μπαταρία και όχι 1 Α, επειδή τα 220 watt σε λειτουργία με εναλασσόμενο ρεύμα (220v X 1A = 220 watt) μεταφράζονται σε 12 volt X 18,33 A (=220 watt) όταν λειτουργεί με αντιστροφέα (inverter) και ρεύμα από μπαταρία 12 volt. Ανάλογα ισχύουν και για την περίπτωση που χρησιμοποιούμε μπαταρία 24 volt, όπου θα «τραβήξει» 9,16 Α (24v X 9,16 = 220 watt).
Επειδή η χρήση αντιστροφέα τάσης (inverter) συνεπάγεται απώλειες 10% έως 20% η τελική κατανάλωση θα είναι μεγαλύτερη από την αναγραφόμενη σε πλήρη λειτουργία.
4ο βήμα: υπολογίζω το μέγεθος ηλιακών συλλεκτών.
Εάν λοιπόν έχουμε καταλήξει στο μέγεθος των συσσωρευτών (μπαταριών), τότε μας μένει μόνο να υπολογίσουμε το μέγεθος των ηλιακών συλλεκτών που θα είναι ικανό να φορτίζει τους συσσωρευτές. Ένας ηλιακός συλλέκτης των 50 watt/p ονομαστικά (ανά ώρα ηλιοφάνειας) θα δώσει σε ημέρα με 5 ώρες ηλιοφάνειας (π.χ. τον Απρίλιο) 250 watt/h θεωρητικά (λόγω απωλειών θα είναι 10% έως 20% λιγότερα) ενώ σε ημέρα με 7 ώρες ηλιοφάνειας (π.χ. τον Ιούλιο) 350 watt/h.
Για να φορτίσει εντελώς άδειους συσσωρευτές (θεωρητικά, γιατί ποτέ δεν θα είναι τελείως άδειοι όπως είπαμε παραπάνω) των 12 volt και 100 Ah (1.200 watt/h) θα χρειαστεί 4 ημέρες τον Απρίλιο και 3 ημέρες τον Ιούλιο. Αν εγκαταστήσουμε τρείς τέτοιους ηλιακούς συλλέκτες των 50 watt/p ο κάθε ένας (ή έναν των 150 watt/p), τότε θα χρειαστεί μία ημέρα τον Ιούλιο και σχεδόν δύο μέρες τον Απρίλιο.
Όταν σχεδιάζουμε ένα μεγάλο φωτοβολταϊκό σύστημα για το σπίτι, καλό είναι να έχουμε ως βάση το χειρότερο σενάριο, που είναι οι χειμερινές ώρες ηλιοφάνειας (κατά μέσο όρο), που για την Ελλάδα είναι οι 3 ώρες τη μέρα (το Δεκέμβριο). Αν σχεδιάζουμε για ένα εξοχικό που επισκεπτόμαστε ΜΟΝΟ το καλοκαίρι (Μάιο έως Σεπτέμβριο), οι ώρες ηλιοφάνειας που υπολογίζουμε είναι 6 (Μ.Ο.).
Έτσι, για το προηγούμενο παράδειγμα που υπολογίσαμε ότι θα καταναλώνουμε 600Wh το 24ωρο, χρειαζόμαστε φωτοβολταϊκά πάνελ ισχύος 600/3=200Wp για να μας καλύπτουν χειμώνα-καλοκαίρι.
Αν θέλαμε να μας καλύπτουν ΜΟΝΟ για το καλοκαίρι, θα χρειαζόμασταν φωτοβολταϊκά πάνελ συνολικής ισχύος 600/6=100Wp. Σε αυτή την περίπτωση μάλιστα θα χρειαζόμασταν και μικρότερες μπαταρίες, αφού το καλοκαίρι δεν απαιτείται αυτονομία για 5 ημέρες χωρίς ηλιοφάνεια που υπολογίσαμε στο 3ο βήμα.
Πρακτική εφαρμογή φωτοβολταϊκών
Για εξοχικό, τροχόσπιτο, τροχοβίλα, αγροικία, αποθήκη, σκάφος
Έχουμε λοιπόν ένα χώρο (π.χ. εξοχικό, τροχόσπιτο, τροχοβίλα, αγροικία, αποθήκη, σκάφος κλπ) τον οποίο επισκεπτόμαστε κάθε σαββατοκύριακο και θέλουμε να έχουμε φωτισμό με 3 λαμπτήρες για 5 ώρες ημερησίως, μια τηλεόραση για 4 ώρες ημερησίως κι ένα μικρό ψυγείο για να κρατάμε κρύο νερό, αναψυκτικά, φαγητό κλπ.
Ο φωτισμός και η τηλεόραση με ηλιακή ενέργεια
Σε εφαρμογές ηλιακής ενέργειας προσπαθούμε να χρησιμοποιούμε λαμπτήρες οικονομίας των 12 volt και όχι 220. Τροφοδοτούνται απ’ ευθείας από τις μπαταρίες κι έτσι έχουμε ελάχιστες απώλειες. Αν χρησιμοποιήσουμε λαμπτήρες 220V με inverter θα έχουμε απώλειες έως και 20%.
Για το φωτισμό για 5 ώρες με 3 λαμπτήρες 12V-15W να λειτουργούν ταυτόχρονα (15 Watt επί 3 λαμπτήρες επί 5 ώρες) χρειαζόμαστε 225Wh.
Η τηλεόραση αφού είναι 220 volt, θα τροφοδοτηθεί από inverter 220V. Μια τηλεόραση 21 ιντσών έχει μικρές απαιτήσεις. 60W για 4 ώρες είναι 240Wh τη μέρα. Σύνολο 465 Wh.
Inverter είναι η συσκευή που μετατρέπει το συνεχές ρεύμα των συσσωρευτών (επαναφορτιζόμενες μπαταρίες) σε εναλασσόμενο ρεύμα 220 volt, ώστε να μπορούμε να συνδέσουμε πάνω του και να τροφοδοτήσουμε ηλεκτρικές συσκευές που χρησιμοποιούν εναλασσόμενο ρεύμα 220 volt – σαν αυτό της ΔΕΗ.
Το ψυγείο
Το ψυγείο είναι από τις ενεργοβόρες συσκευές, μετά την ηλεκτρική κουζίνα, τον ηλεκτρικό θερμοσίφωνα και το κλιματιστικό. Γι’ αυτό χρησιμοποιούμε κουζίνα αερίου, ηλιακό θερμοσίφωνα και ανεμιστήρα αντίστοιχα. Έχει μεγάλη κατανάλωση ρεύματος επειδή το μοτέρ του λειτουργεί πολλές ώρες την ημέρα, προσπαθώντας να διατηρεί χαμηλή τη θερμοκρασία στο εσωτερικό του.
Γι’ αυτό δεν πρέπει να ανοίγουμε συχνά και για πολύ ώρα την πόρτα του ψυγείου. Επίσης, πρέπει να ελέγχουμε αν σφραγίζει καλά και δεν έχουν φθαρεί τα πλαστικά της πόρτας. Τέλος, είναι σημαντικό να βρίσκεται σε χώρο που δεν το βλέπει ο ήλιος και μακριά από εστίες θερμότητας. Φυσικά θα πρέπει να είναι και ενεργειακής κλάσης «Α» για χαμηλότερη κατανάλωση ρεύματος.
Σ’ αυτό το παράδειγμα οι απαιτήσεις μας σε σχέση με το ψυγείο είναι μικρές, άρα χρησιμοποιούμε ένα μικρό ψυγείο, πχ. 60W. Αν το μοτέρ του δουλεύει περίπου 10 ώρες την ημέρα, θα καταναλώνει 10 ώρες επί 60W, δηλαδή σύνολο 600Wh (600 Watt Χ Hours).
Σε κάθε εκκίνηση του μοτέρ μάλιστα, θα απαιτούνται στιγμιαία πολλαπλάσια Watt από τα ονομαστικά. Άρα για το ψυγείο των 60W, θέλουμε inverter αρκετά μεγαλύτερο από 60 watt, που να σηκώνει την εκκίνηση και τη λειτουργία μοτέρ.
Καλό θα ήταν να προτιμήσουμε ξεχωριστό, ανεξάρτητο σύστημα ηλιακής ενέργειας για το ψυγείο και άλλο inverter, φωτοβολταϊκό και μπαταρία για τις υπόλοιπες συσκευές.
Οι συσσωρευτές (μπαταρίες)
Για αυτονομία 24 ωρών, χρειαζόμαστε συσσωρευτές (μπαταρίες) που να παρέχουν περίπου 1000 Wh (π.χ. 12v και 80Ah) για φωτισμό και τηλεόραση (465Wh επί 2 για να μην εκφορτίζονται τελείως οι συσσωρευτές ώστε να αντέξουν περισσότερα χρόνια) και inverter 150W.
Ανάλογα, για ψυγείο 60W χρειαζόμαστε συσσωρευτές που να παρέχουν (κατανάλωση ψυγείου 600Wh κι αυτό επί 2) 1200Wh (π.χ. 12v και 100Ah) και inverter καλής ποιότητας, 300 watt συνεχόμενης λειτουργίας με δυνατότητα 600 watt για μικρά διαστήματα.
Με τα παραπάνω, υπάρχει αρκετή ενέργεια για να τροφοδοτήσουμε με ρεύμα και άλλες μικροσυσκευές (όπως ραδιόφωνα, κινητά τηλέφωνα κλπ).
Το φωτοβολταϊκό πάνελ
Το μέγεθος των φωτοβολταϊκών εξαρτάται από το κάθε πότε και για πόσες ημέρες θα λειτουργούν τα παραπάνω.
Σε αυτό το παράδειγμα επισκεπτόμαστε το χώρο μια φορά την εβδομάδα για 24 ώρες, οπότε ακόμα κι ένα μικρό φωτοβολταϊκό πάνελ προλαβαίνει να φορτίσει τους συσσωρευτές στο διάστημα απουσίας των 6 ημερών. Αλλιώς, θα έπρεπε τουλάχιστον να αναπληρώνει την κατανάλωση κάθε ημέρας:
Με M.O. 5 ώρες έντονης ηλιοφάνειας τη μέρα (π.χ. τον Απρίλιο), θα χρειαζόμασταν φωτοβολταϊκά συνολικής ισχύος 2000/5=400Wp. για να αναπληρώνουμε την κατανάλωση των φορτίων κάθε μέρα.
Επειδή όμως δεν θα είμαστε εκεί κάθε μέρα, θέλουμε φωτοβολταϊκά που θα συγκεντρώνουν αυτή την απαιτούμενη για ένα 24ωρο ηλεκτρική ενέργεια, κατά τη διάρκεια των 6 ημερών της απουσίας μας. Άρα διαιρούμε δια 6 και χρειαζόμαστε ένα φωτοβολταϊκά πάνελ συνολικής ισχύος περίπου 70Wp. Έτσι, παίρνουμε ένα φωτοβολταϊκό πάνελ 40 Wp για το ψυγείο κι άλλο ένα ίδιο για τις υπόλοιπες συσκευές.
Αν επισκεπτόμαστε τον παραπάνω χώρο μόνο το καλοκαίρι, τότε μας φτάνει και ακόμα μικρότερο φωτοβολταϊκό (π.χ. των 30Wp) γιατί το καλοκαίρι υπάρχει ηλιοφάνεια για περισσότερες από 5 ώρες. Αν επισκεπτόμαστε τον παραπάνω χώρο και το χειμώνα, τότε χρειαζόμαστε μεγαλύτερο φωτοβολταϊκό (π.χ. των 70Wp) γιατί το χειμώνα υπάρχει ηλιοφάνεια για 3 ώρες τη μέρα (Μ.Ο.).
Τιμές (κόστος) φωτοβολταϊκού συστήματος
Το παραπάνω φωτοβολταϊκό σύστημα, μαζί με ρυθμιστές φόρτισης, καλώδια κλπ. στοιχίζει λιγότερο από 1.000 ευρώ χωρίς την τοποθέτηση. Αναλυτικά:
Δύο φωτοβολταϊκοί συλλέκτες 35-40 Wp, τιμή 450-550 ευρώ.
Δύο ρυθμιστές φόρτισης, 12 volt – 5 Α, κόστος περίπου 50 ευρώ.
Δύο συσσωρευτές (μπαταρίες) 12V – 100 Ah, κατάλληλοι για εφαρμογές ηλιακής ενέργειας (βαθιάς εκφόρτισης) τιμή περίπου 350-400 ευρώ.
Δύο inverter 220V, 150-300 W κόστος περίπου 100-150 ευρώ.
Κάντε καλή έρευνα αγοράς και σύγκριση τιμών των φωτοβολταϊκών και των συσσωρευτών (μπαταρίες), γιατί οι τιμές των φωτοβολταϊκών στην Ελλάδα «παίζουν» πολύ από ηλεκτρονικό κατάστημα σε ηλεκτρονικό κατάστημα και από ελληνική εταιρεία φωτοβολταϊκών σε άλλη, ευρωπαϊκή εταιρεία φωτοβολταϊκών.
Για να έχω αυτονομία για 2-3 μέρες χωρίς ηλιοφάνεια, θα διπλασίαζα τα παραπάνω μεγέθη των συσσωρευτών και φωτοβολταϊκών ή/και θα πρόσθετα και μια μικρή ηλεκτρογεννήτρια καυσίμου (για μεγαλύτερη σιγουριά το χειμώνα ή για περίπτωση βλάβης σε κάποιο εξάρτημα του φωτοβολταϊκού συστήματος).

Πηγή

Advertisements

5 responses to “ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΟΙΚΙΑΚΗΣ ΧΡΗΣΗΣ

  1. hliakoi thermosifones 14 Απριλίου 2016 στο 9:50 ΠΜ

    Εξαιρετικό άρθρο που δίνει σημαντικές πληροφορίες για όσους ενδιαφέρονται για την αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας για οικιακή χρήση. Με την ηλιοφάνεια της Ελλάδας η αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας είναι κοινή λογική.

    Αρέσει σε 1 άτομο

  2. Σιδηροκαστρίτης Ζώης 18 Ιανουαρίου 2015 στο 8:29 ΜΜ

    Συγχαρητήρια, πολύ καλό άρθρο. Η αυτονομία αλλά και η αυτοπαραγωγή ενέργειας είναι συμφέρουσα στην Ελλάδα αυτή τη στιγμή και προσφέρει να ενεργειακή ανεξαρτησία – αυτάρκεια.
    Σιδηροκαστρίτης Ζώης, ηλεκτρολόγος μηχανικός
    http://www.oleng.eu

    Αρέσει σε 1 άτομο

  3. nick 5 Νοεμβρίου 2014 στο 2:32 ΠΜ

    Οι τιμες αγορας που διδεται υπερβαινουν τεις πραγματικες, παραδειγμα, 100 Watt PVs mono, κοστιζουν 145 Ευρω το ενα και μπαταριες 100Ah 120 Ευρω η μια. Μου αρεσε το κειμενο πληροφοριακα αλλα εχωντας ιδια εμπειρια χρηαζεται τουλαχιστον ενα συστημα παραγωγης 40 Amps για χρηση ψυγειου Α++ και επαρκεια δυο ημερων κατα την δειαρκια του χειμωνα. Καθως τα ψυγεια 12 volt ειναι πανακρυβα και τα inverters οχι τοσο καλη ιδεα, ειναι καλητερο να εχουμε συσκευες 12 volt και ψυγειο υγραεριου. Θεωρω οτι ειναι πεταμενα λεφτα να εχεις ενα μεγαλο συστημα μονο και μονο για ενα ψυγειο, οταν με ενα μικροτερο πχ, 400 ναττ εισαι αφταρχης.

    Μου αρέσει!

  4. Νικος Χαρωνης 8 Ιανουαρίου 2014 στο 7:13 ΜΜ

    Μπράβο που επιτέλους κάποιος καλός άνθρωπος έγραψε την αλήθεια

    Μου αρέσει!

  5. Sakis 23 Νοεμβρίου 2013 στο 11:55 ΠΜ

    Συγχαρητήρια.
    Νομίζω ότι καλύψατε το μεγάλο (και κάτω από προϋποθέσεις δυσνόητο) θέμα μιας σοβαρής μελέτης φωτοβολταϊκής εγκατάστασης. Μια ένσταση έχω ως προς τον inverter που θα τροφοδοτεί το ψυγείο. Για να αποφευχθούν μελλοντικά προβλήματα θα πρότεινα τουλάχιστον 600w. Τα περισσότερα ψυγεία (κλασσης Α) στη εκκίνηση απαιτούν πάνω από 1000w (peak). Μάλιστα στην περίπτωση μου, ξεπερνάει τα 1900!. (Ενεργειακή κλάση β δυστυχώς).

    Μου αρέσει!

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Αρέσει σε %d bloggers: