Οι ελληνικές εξοχικές κατοικίες συνιστούν ένα μεγάλο μέρος της υφιστάμενης οικιστικής ανάπτυξης και έως εκ τούτου μπορούν να αποτελέσουν μία πρώτης τάξεως ευκαιρία για ενσωμάτωση σε αυτές συστημάτων Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ).Η τάση παγκοσμίως είναι ότι αλλάζουμε τον τρόπο που παράγουμε και καταναλώνουμε ενέργεια με οδηγό τις τεχνολογίες ΑΠΕ. Η φωτοβολταϊκή τεχνολογία έχει προκύψει λογικά στη ζωή μας, καθ' ότι η Ελλάδα προσφέρει ιδανικές συνθήκες για την αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας μέσω φωτοβολταϊκών και, με μια μέση ετήσια ενεργειακή απόδοση ύψους 1.500 kWh/kWp, βρίσκεται σε ιδανική γεωγραφική θέση για την κατασκευή φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων.
Από επενδυτική σκοπιά αποτελεί ευκαιρία, αφού η προνομιούχος τιμή πώλησης της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας που έχει οριστεί, αντιστοιχεί σε ελκυστικά επιχειρηματικά σχέδια υψηλής απόδοσης κεφαλαίων. Πέρα όμως από την "κλασική" επενδυτική διάσταση, η οποία πλέον είναι ιδιαίτερα διαδεδομένη (αξίζει να σημειωθεί ότι μέχρι σήμερα έχουν εγκατασταθεί περίπου 100 MWp ισχύος σε φωτοβολταϊκά συστήματα σε οικιακές στέγες), υπάρχει και μία εναλλακτική προσέγγιση που αφορά τα αυτόνομα συστήματα.
Ενα αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα είναι μια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αποκλειστικά από φωτοβολταϊκές γεννήτριες, ενώ μπορούν να συνδυαστούν και με άλλες ΑΠΕ (π.χ. αιολική ενέργεια) ή ηλεκτρογεννήτρια βενζίνης ή πετρελαίου (υβριδικά συστήματα). Τα αυτόνομα φωτοβολτάίκά συστήματα δεν συνδέονται στο δίκτυο της ΔΕΗ και δεν επιβαρύνουν τον ιδιοκτήτη με τα γνωστά πάγια και έκτακτα κόστη του παρόχου.
Περιπτώσεις κατά τις οποίες περιπτώσεις η τεχνολογία αυτή είναι άμεσα εφαρμόσιμη και προσφέρει φθηνές και οικολογικές λύσεις είναι:
α) Εξοχικές κατοικίες ή/και οικίες που για κάποιους λόγους δεν μπορούν να ηλεκτροδοτηθούν.
β) Απομακρυσμένες κατοικίες όπου το δίκτυο βρίσκεται σε τέτοια απόσταση που το κόστος διασύνδεση με το δικτυο της ΔΕΗ είναι απαγορευτικά υψηλό.
γ) Χώροι κτηνοτροφικών ή γεωργικών εφαρμογών.
δ) Hi tech κατοικίες ή εγκαταστάσεις με χαμηλό ενεργειακό αποτύπωμα και οικολογική συνείδηση.
στ) Κινητές εγκαταστάσεις (τροχόσπιτα, πλωτά κ.ά.).
ζ) Αντλητικά συστήματα υδροδότησης.
Τα βασικά μέρη ενός αυτόνομου συστήματος είναι:
Φωτοβολταϊκά πάνελ, συσσωρευτές (μπαταρίες), ρυθμιστής φόρτισης, αντιστροφέας dc/ac (για τις καταναλώσεις των 30Volt), ασφάλειες, διακόπτες dc, όργανα μέτρησης χωρητικότητας συσσωρευτών. To κύκλωμα dc συνήθως έχει τάση λειτουργίας 12,24 ή 48 volt.
1. Ανάλυση της περιοχής
Αρχικά θα πρέπει να γίνει υπολογισμός της ηλιακής ακτινοβολίας στην περιοχή για όλη τη διάρκεια του έτους και σε κάποιες περιπτώσεις και κατά μήνα τους έτους, καθώς σε αντίθεση με τα διασυνδεδεμένα συστήματα ο στόχος στα αυτόνομα δεν είναι η μέγιστη ετήσια ενεργειακή απολαβή. Ο λόγος που συμβαίνει αυτό είναι ότι οι ενεργειακές ανάγκες ενδέχεται να είναι μεγαλύτερες σε κάποιους συγκεκριμένους μήνες του χρόνου, ή ακόμα και σε κάποιες συγκεκριμένες
ώρες της ημέρας.
Για παράδειγμα, ενώ είναι γνωστό ότι γενικά στον ελλαδικό χώρο η βέλτιστη κλίση των φωτοβολταϊκών πλαισίων σε σχέση με το οριζόντιο επίπεδο για ένα σύστημα με γνώμονα τη μέγιστη ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι -30°, εάν θέλουμε να ηλεκτροδοτήσουμε μια παραθεριστική κατοικία μόνο για τους θερινούς μήνες η βέλτιστη κλίση είναι από 5 έως 15 μοίρες ανάλογα τον μήνα της μέγιστης ζήτησης ενέργειας.
2. Κατογραφή των ενεργειακών απαιτήσεων
Κάθε εγκατάσταση παρουσιάζει διαφορετικά φορτία ανάλογα με τις διάφορες φορητές ή σταθερές ηλεκτρικές συσκευές. Πρώτο βήμα είναι η σωστή και πλήρης καταγραφή όλων των φορτίων καθώς και της κατανομής αυτών μέσα στην ημέρα ή και στο έτος.
Δεύτερο βήμα αποτελεί ο καθορισμός του είδους των φορτίων, δηλαδή εάν είναι φορτία συνεχούς (DC) ή εναλλασσόμενου (AC) ρεύματος.
Τρίτο και τελευταίο βήμα είναι ο καθορισμός της επιθυμητής αυτονομίας, η οποία θα καθορίσει και την τελική διαστασιολόγηση των επιμέρους διατάξεων του συστήματος.
Σημειώνεται ότι υπάρχει η δυνατότητα συνδυασμού των φωτοβολταϊκών με κάποια άλλη πηγή ενέργειας (μικρή ανεμογεννήτρια ή ηλεκτρογεννήτρια βενζίνης ή πετρελαίου), κάτι το οποίο θα οδηγήσει σε μία διαφορετική διαστασιολόγηση του όλου συστήματος.
ΚΟΣΤΟΣ - ΣΧΟΛΙΑ
Ανάλογα με τις ανάγκες μας, το συνολικό κόστος ενός αυτόνομου φωτοβολταϊκού συστήματος κυμαίνεται από μερικές εκατοντάδες έως μερικές χιλιάδες ευρώ, με τις σημερινές τιμές στα αυτόνομα φωτοβολταϊκά να είναι ιδιαίτερα χαμηλές σε σχέση με το πρόσφατο παρελθόν. Η συντήρηση που απαιτείται είναι μηδαμινή και αφορά κυρίως έναν περιοδικό καθαρισμό των επιφανειών των ηλιακών συλλεκτών -κυρίως από τη σκόνη- και τον έλεγχο των συσσωρευτών.
Σε ένα αυτόνομο Φ/Β σύστημα το κόστος των Φ/Β γεννητριών αντιπροσωπεύει περίπου το 60% του συνολικού κόστους του Φ/Β συστήματος. Είναι συνεπώς σκόπιμο και αναγκαίο το πλέον ακριβό τμήμα του εξοπλισμού να φέρει υψηλή αξιοπιστία και αντοχή στον χρόνο. Ακόμα, είναι σημαντικό η μελέτη διαστασιολόγησης του συστήματος να έχει πραγματοποπιθεί από έμπειρο και υψηλής κατάρτισης επιστημονικό προσωπικό, ώστε να επιτευχθεί η βέλτιστη λειτουργική ευρωστία (robustness) του συστήματος.
ΕΦΑΡΜΟΓΗ: ΑΥΤΟΝΟΜΟ ΣΥΣΤΗΜΑ
Ιδιοκτήτης εξοχικής κατοικίας στην Ανατολική Αττική επιθυμεί να καλύψει τις εξής ανάγκες:
Τέσσερις (4) λαμπτήρες οικονομίας 12V των 15W ο καθένας: 3 ώρεε λειτουργίας καθημερινά/κατανάλωση 180 Watt/h (βατώρες) κάθε 24ωρο.
Μια τηλεόραση οικονομίας 20" 55W: 3 ώρες λειτουργίας καθημερινά/κατανάλωση 165 Watt/h κάθε 24ωρο.
Συνολική απαίτηση σε ενέργεια: περίπου 350 Watt/h καθημερινά.
Ενα φωτοβολταϊκό πάνελ των 100 Wp θα έδινε στον συσσωρευτή αυτή την ποσότητα ενέργειας σε μία ημέρα καθαρής ηλιοφάνειας από το πρωί μέχρι το μεσημέρι, με προϋπόθεση τον σωστό προσανατολισμό (νότιος) χωρίς εμπόδια και σκιές.
Οσον αφορά τον συσσωρευτή και τον σωστό υπολογισμό της χωρητικότητάς του, επιλέγουμε ένα συσσωρευτή μολύβδου 12V, βαθιάς εκφορτίσεως με χωρητικότητα τουλάχιστον 60ΑΗ (12Vx60AH=720Wh), για να εκφορτίζουμε τον συσσωρευτή σε μικρό ποσοστό με συνεπακόλουθη αύξηση του χρόνου ζωής του.
Επόμενη παράμετρος που χρειάζεται να ορίσουμε είναι η επιθυμητή αυτονομία. Ετσι, έαν θέλουμε 2 ημέρες αυτονομία τότε θα πρέπει να έχουμε συσσωρευτή διπλάσιας χωρητικότητας (120 ΑΗ). Αντίστοιχη λογική ακολουθεί και η ισχύς των φωτοβολταϊκών πλαισίων, την οποία θα πρέπει να αυξήσουμε στην περίπτωση του μεγαλύτερου συσσωρευτή, ώστε να προλάβουν τα πλαίσια να τον επαναφορτίσουν.
Στην παραπάνω λογική θα μπορούσαμε να εντάξουμε και την εγκατάσταση μικρής ανεμογεννήτριας εφόσον το αιολικό δυναμικό της περιοχής την ευνοεί ή ακόμα και μίας μικρής ηλεκτρογεννήτριας βενζίνης ή πετρελαίου για τη φόρτιση του συσσωρευτή όταν υπάρχει έλλειψη αποθηκευμένης ενέργειας μέχρι να υπάρξει ή απαραίτητη ηλιοφάνεια για την όσο το δυνατόν πληρέστερη φόρτιση του συσσωρευτή.
To κόστος ενός τέτοιου αυτόνομου φωτοβολταϊκού συστήματος ξεκινάει από 400-500 ευρώ για κάθε ημέρα επιθυμητής αυτονομίας, ενώ το επιπλέον κόστος αγοράς και εγκατάστασης μίας μικρής ηλεκτρογεννήτριας βενζίνης ή πετρελαίου ή μιας μικρής ανεμογεννήτριας φτάνει τα 500-700 ευρώ περίπου για την κάθε κατηγορία. Εδώ δεν θα πρέπει να ξεχνάμε και την πλήρη αποφυγή των πάγιων και έκτακτων εισφορών στον πάροχο ηλεκτρικής ενέργειας.
Κλείνοντας, βλέπουμε ότι η εγκατάσταση ενός αυτόνομου φωτοβολταϊκού (ή και υβριδικού) συστήματος σε μία εξοχική κατοικία μπορεί να πραγματοποιηθεί με ένα σχετικά μικρό κόστος, αλλά ιδιαίτερα σε ορισμένες περιπτώσει να αποφέρει πολύ μεγάλο όφελος.
www.buildnet.gr
