ΑΥΤΟΝΟΜΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ
ΑΥΤΟΝΟΜΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ
28 Ιουλίου 2023
Φωτοβολταϊκά
Αυτόνομο Φωτοβολταϊκό Σύστημα: Πως λειτουργεί, από τι αποτελείται και πως χρησιμοποιείται.
ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ
Αυτόνομο Φωτοβολταϊκό Σύστημα είναι ένα συγκρότημα από επί μέρους συστατικά το οποίο συλλέγει την ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας, την μετατρέπει σε ηλεκτρική και τέλος την παρέχει προς κατανάλωση ή αποθήκευση. Εξ ορισμού τα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα ΔΕΝ απαιτούν την ύπαρξη διασύνδεσης με το δίκτυο της ΔΕΗ, επομένως η χρησιμότητά τους βρίσκει εφαρμογή κυρίως εκεί που η σύνδεση με το δημόσιο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας είναι ασύμφορη ή μη σκόπιμη.
Δεδομένου ότι αυτό που αξιοποιείται είναι η ηλιακή ακτινοβολία, είναι προφανές ότι το σύστημα συλλέγει ενέργεια μόνο κατά την διάρκεια της ηλιοφάνειας.
ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ
Το βασικό στοιχείο ενός αυτόνομου συστήματος (και γενικά ενός φωτοβολταϊκού συστήματος) είναι η φωτοβολταϊκή μονάδα (γνωστότερη ως φωτοβολταϊκό πλαίσιο ή φωτοβολταϊκό πάνελ), η οποία είναι επιφορτισμένη με την λειτουργία της συλλογής της ηλιακής ενέργειας και της μετατροπής της σε ηλεκτρική.
Η ηλεκτρική ενέργεια που παρέχει η φωτοβολταϊκή μονάδα είναι διαμορφωμένη σε συνεχές ρεύμα με το οποίο μπορούμε να φορτίσουμε συσσωρευτές (μπαταρίες), δηλαδή να αποθηκεύσουμε την ηλεκτρική ενέργεια. Σε κάποιες περιπτώσεις μπορούμε να κάνουμε χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας άμεσα, χωρίς την ύπαρξη των συσσωρευτών. Για τη σωστή διαχείριση της ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη διαδικασία φόρτισης των συσσωρευτών (ή της άμεσης κατανάλωσης) χρησιμοποιούμε τον ρυθμιστή φόρτισης.
Η παραγόμενη από ένα αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε με τη μορφή συνεχούς ρεύματος, είτε με τη μορφή εναλλασσόμενου ρεύματος οπότε απαιτείται και η χρήση του αντιστροφέα (inverter).
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΚΑΙ ΧΡΗΣΕΙΣ:
Τα Αυτόνομα Φωτοβολταϊκά Συστήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν οπουδήποτε υπάρχει ανάγκη για ηλεκτρική ενέργεια και δεν κρίνετε σκόπιμη (κυρίως για λόγους κόστους ή και άλλων κωλυμάτων) η σύνδεση με το εθνικό δίκτυο. Φυσικά, μιλάμε για συστήματα μικρής ισχύος τα οποία προορίζονται για κάλυψη συνηθισμένων (και προδιαγεγραμμένων) αναγκών, που εν γένει προϋποθέτουν την δυνατότητα εγκατάστασης και την τεκμηρίωση της οικονομοτεχνικά αποδεκτής λειτουργίας.
Αναφορικά, οι εφαρμογές αυτόνομων συστημάτων με φωτοβολταϊκά ενδείκνυνται σε:
Κατοικίες (μόνιμες, εξοχικές κλπ)
Τροχόσπιτα -Τροχοβίλλες
Δημόσιος φωτισμός
Γεωργικές, κτηνοτροφικές εγκαταστάσεις
Απομονωμένες ηλεκτρομηχανολογικές εγκαταστάσεις (τηλεπικοινωνίες, μετεωρολογικοί σταθμοί κλπ)
Εγκαταστάσεις με ιδιότυπη λειτουργία (άντληση νερού, μικρές μονάδες αφαλάτωσης κλπ)
Ατομικός εξοπλισμός, πχ φορτιστές μικροσυσκευών
Ένα Αυτόνομο Φωτοβολταϊκό Σύστημα από μόνο του δεν μπορεί να αποτελέσει αξιόπιστη ενεργειακή λύση για οικιακή χρήση. Όμως με τον κατάλληλο σχεδιασμό και τον συνδυασμό με άλλη περισσότερο διαθέσιμη πηγή είναι δυνατό να εξασφαλίσει απόλυτη αυτονομία, ανεξαρτησία και ελαχιστοποίηση του κόστους ενέργειας.
ΒΑΣΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ - ΚΡΙΣΙΜΑ ΖΗΤΗΜΑΤΑ
Καθένας που έχει ή σκοπεύει να έχει (χρήστης, μελετητής κλπ) σχέση με αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα, θα πρέπει προηγουμένως κατανοήσει τουλάχιστον τα ακόλουθα:Η ΔΙΑΘΕΣΙΜΗ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΔΙΑΦΕΡΕΙ ΑΠΟ ΩΡΑ ΣΕ ΩΡΑ ΚΑΙ ΑΠΟ ΕΠΟΧΗ ΣΕ ΕΠΟΧΗ: Η επιλογή η διαστασιολόγηση και η εγκατάσταση του συστήματος θα πρέπει να ισολογίζουν την διαθεσιμότητα ενέργειας με τις απαιτήσεις ενέργειας στη διάρκεια της περιόδου.
Η ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΠΑΝΤΑ ΔΙΑΘΕΣΙΜΗ:
Αυτό σημαίνει ότι είναι δεδομένη η ανάγκη αποθήκευσης της συλλεγόμενης ενέργειας, άρα θα πρέπει να προσδιορισθεί επαρκώς η διάρκεια αυτονομίας και ίσως ένας εναλλακτικός τρόπος εξυπηρέτησης.
ΤΟ ΣΩΣΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΙΝΑΙ ΤΟ... ΜΙΚΡΟ:
Αυτό ουσιαστικά προϋποθέτει την αντικατάσταση των ενεργοβόρων συσκευών ή την λειτουργία τους με άλλη μορφή ενέργειας (πχ, η ηλεκτρική κουζίνα, ο ηλεκτρικός θερμοσίφωνας, οι λαμπτήρες πυρακτώσεως).
ΤΑ ΑΥΤΟΝΟΜΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΧΟΥΝ ΚΟΣΤΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ:
Κάποια συστατικά των αυτόνομων συστημάτων έχουν πεπερασμένη διάρκεια ζωής, δηλαδή κάποια στιγμή θα πρέπει να αντικατασταθούν και επομένως θα σχηματίσουν δαπάνη (πχ, οι μπαταρίες γενικά έχουν διάρκεια ζωής 8-12 χρόνια).
ΤΑ ΣΥΝΔΥΑΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΕΙΝΑΙ ΠΛΕΟΝΕΚΤΙΚΟΤΕΡΑ:
Πάντα θα πρέπει να εξετάζεται το ενδεχόμενο συνλειτουργίας φωτοβολταϊκών και αιολικών συστημάτων (ανεμογεννήτριες) ή και γεννητριών καυσίμου (ως έκτακτη υποστήριξη ή ολοκλήρωση).
