Ενεργειακά συστήµατα-φωτοβολταϊκά & εξοικονόµηση ενέργειας

Transcript

1 Επιστηµονικό Τριήµερο Α.Π.Ε από το Τ.Ε.Ε.Λάρισας.Λάρισας 29-30Νοεµβρίου,1 εκεµβρίου 2007 Ενεργειακά συστήµατα-φωτοβολταϊκά & εξοικονόµηση ενέργειας Θεόδωρος Καρυώτης Ενεργειακός Τεχνικός Copyright 2007 "Αίολος ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗ" Βυζαντίου 11 ΛΑΡΙΣΑ τηλ & fax:

2 Εισαγωγή Η ηλιακή ενέργεια µετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια µέσω του φωτοβολταϊκού (Φ/Β) φαινοµένου Το Φ/Β φαινόµενο ανακαλύφθηκε το 1839 Στη δεκαετία του 50 χρησιµοποιήθηκε για εφαρµογές στο διάστηµα Σήµερα εφαρµόζεται παγκοσµίως σε µια πληθώρα περιπτώσεων µε ποικίλες ενεργειακές απαιτήσεις Η αυξηµένη ηλιοφάνεια στην Ελλάδα σε σχέση µε άλλες Ευρωπαϊκές χώρες προσφέρει άφθονη ηλιακή ενέργεια 2

3 Φ/Β πλαίσιο Πυρίτιο Ισχύς αιχµής (Wp)( Απόδοση 14% Ετήσια παραγωγή 4200 KWh από σύστηµα 3KWp3 καλύπτουν τις ανάγκες τετραµελούς οικογένειας 3

4 ΕΙ Η ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ Φ/Β Ηµιαγωγοί Λεπτών Υµενίων (films) Φ/Β µονο-κρυσταλλικού Πυριτίου (Single-crystal Silicon) Φ/Β πολυ-κρυσταλλικού Πυριτίου (Multi-crystalline Silicon) Φ/Β άµορφου Πυριτίου (Amorphous or thin Silicon) Φ/Β στοιχεία ταινίας (Ribbon Silicon) Φ/Β φωτιστικά δοµικά στοιχεία (SolarCap) 4

5 Τρόποι σύνδεσης Φωτοβολταϊκών Στοιχείων Σε σειρά Η σύνδεση σε σειρά N, καθ όλα όµοιων ΦΒ στοιχείων οδηγεί σε σύστηµα µα ανάλογα πολλαπλάσια τάση ανοικτού κυκλώµατος(vt=nv).το ρεύµα βραχυκύκλωσης ισούται µε το αντίστοιχο του ενός (It=I) Παράλληλα Η παράλληλη σύνδεση Ν όµοιων ΦΒ στοιχείων, δίδει ένα σύνολο µε την ίδια τάση ανοικτού κυκλώµατος (Vt=V),ενώ το ρεύµα βραχυκύκλωσης του ισούται µε Ν φορές το ρεύµα βραχυκύκλωσης εκάστου(it=νi) 1 kw εγκατεστηµένου φωτοβολταϊκού συστήµατος µειώνει: 70 κιλά/µήνα την κατανάλωση λιγνίτη 138 κιλά/µήνα την απελευθέρωση CO 2 στην ατµόσφαιρα 400 λίτρα /µήνα την κατανάλωση νερού για ανάγκες παραγωγής την απελευθέρωση ΝΟ και SO 2 στο περιβάλλον 5

6 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ υνατότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στο σηµείο χρήσης Μηδενική ρύπανση της ατµόσφαιρας Μεγάλη διάρκεια ζωής των ηλιακών στοιχείων Αθόρυβη λειτουργία χαµηλό κόστος µεταφοράς & µηδαµινό κόστος συντήρησης και λειτουργίας υνατότητα ενσωµάτωσής στους σε οροφές, προσόψεις κτιρίων ως κύρια δοµικά στοιχεία Υψηλή αξιοπιστία, δεν υπάρχουν κινητά µέρη Απεξάρτηση από την τροφοδοσία καυσίµων (για αποµακρυσµένες περιοχές) υνατότητα επέκτασης του συστήµατος ανάλογα µε τις ενεργειακές απαιτήσεις ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Το σχετικά υψηλό κόστος των Φ/Β πλαισίων αποτελεί το µεγαλύτερο µειονέκτηµα για την ευρεία εξάπλωση της Φ/Β τεχνολογίας. η έλλειψη επιδοτήσεων στον οικιακό καταναλωτή 6

7 Ενεργειακές ανάγκες που καλύπτει ένα Φ/Β σύστηµα Εξοχικές κατοικίες, Λυόµενες κατοικίες, Κτίρια, διαµερίσµατα, Ορεινά καταφύγια, Χιονοδροµικά κέντρα Αφαλατώσεις, Ξηραντήρια Κτηνοτροφικές µονάδες & Αγροτικές κατοικίες Γεωτρήσεις, Αυτόµατο σύστηµα ποτίσµατος Ψύξη γάλακτος Θερµοκήπια, Ιχθυοκαλλιέργειες Αναµεταδότες ΤV, ράδιο, Κινητή τηλεφωνία Μετεωρολογικούς σταθµούς, Ανεµόµυλους Εκκλησίες, Μοναστήρια Φανούς σήµανσης Τροχόσπιτα, Σκάφη αναψυχής ιαφηµιστικές πινακίδες Φωτισµό πλατειών,πάρκων,πεζοδρόµων,προβλητών & λοιπών ανοικτών χώρων 7

8 Προσανατολισµός 8

9 ΕΙ Η Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΑΥΤΟΝΟΜO (off off-grid system) παράγοντας κόστους φωτοβολταϊκά πλαίσια ή panel % συνολ. κόστους 65% βάσεις Φ/Β και ηλεκτρικές καλωδιώσεις 5% Συσσωρευτές αποθήκευσης ηλεκτρ.ενέργειας 15% ιατάξεις ρυθµίσεων τάσης, ιασχύος, µετατροπής τάσης,προστασίας ελέγχου κλ 12% βοηθητική γεννήτρια 3% 9

10 ΕΙ Η Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΙΑΣΥΝ Ε ΕΜΕΝO (grid-connected system) Στην περίπτωση αυτή, καταναλώνετε ρεύμα από το δίκτυο όταν το φωτοβολταϊκό σύστημα δεν επαρκεί (π.χ. όταν έχει συννεφιά ή κατά τη διάρκεια της νύχτας) και δίνετε ενέργεια στο δίκτυο όταν η παραγωγή υπερκαλύπτει τις ανάγκες σας (π.χ. τις ηλιόλουστες ημέρες ή όταν λείπετε). Είδη: Φ/Β συστήµατα µεγέθους έως µερικών εκατοντάδων ΚWp που τροφοδοτούν κατοικίες, συγκροτήµατα κατοικιών ή άλλα κτίρια και όπου η τυχόν πλεονάζουσα ενέργεια τροφοδοτείται (πωλείται) προς το δίκτυο Φ/Β σταθµοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, όπου η παραγόµενη ενέργεια διοχετεύεται απευθείας στο δίκτυο 10

11 ΕΙ Η Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΥΒΡΙ ΙΚΟ Το υβριδικό σύστηµα εκµεταλλεύεται ταυτόχρονα την ηλιακή & την αιολική ενέργεια. ιαθέτει Φ/Β συλλέκτη και Α/Γ ώστε να παράγει ρεύµα από τον ήλιο και από τον άνεµο. 11

12 Εφαρµογές Φ/Β συστηµάτων Για φωτισµό εξωτερικών χώρων 12

13 Εφαρµογές Φ/Β συστηµάτων Σε καταναλωτικά προϊόντα 13

14 Εφαρµογές Φ/Β συστηµάτων Σε κατοικίες 14

15 Εφαρµογές Φ/Β συστηµάτων Για αγροτικές εφαρµογές 15

16 Εφαρµογές Φ/Β συστηµάτων Στα κτίρια 16

17 Εφαρµογές Φ/Β συστηµάτων Σε χώρους στάθµευσης 17

18 Εφαρµογές Φ/Β συστηµάτων Στις τηλεπικοινωνίες 18

19 Εφαρµογές Φ/Β συστηµάτων Σε φορητούς οικίσκους 19

20 Εφαρµογές Φ/Β συστηµάτων Σε σταθµούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας 20

21 Συχνότερες ερωτήσεις για Φ/Β Τι ενεργειακές ανάγκες µπορούµε να καλύψουµε µε ένα Φ/Β; Πρέπει να υπάρχει σύνδεση µε την ΕΗ για να αξιοποιηθεί η ηλεκτρική ενέργεια; Αν παίρνουµε ήδη ρεύµα από τη ΕΗ, τι λόγους έχουµε να επενδύσουµε σε ένα Φ/Β σύστηµα; Τα Φ/Β µετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια απ ευθείας σε ηλεκτρική.τις ηµέρες του χειµώνα που δεν έχει ήλιο, τι γίνεται; Μπορούµε να πουλήσουµε ρεύµα στην ΕΗ; 21

22 Τυπική εφαρµογή Φ/Β Συστήµατος στην Ελλάδα 22

23 Τα Φ/Β παράγουν συνεχές ρεύµα Τεχνοοικονοµικά Στοιχεία Κόστος εγκατάστασης ανά Wp ιασυνδεδεµένο Σύστηµα: 5 έως 7 Αυτόνοµο Σύστηµα: : 8 έως 10 Ένα Φ/Β σύστηµα ονοµαστικής ισχύος 10 kwp καταλαµβάνει επιφάνεια 100m 2 και έχει ετήσια δυνατότητα παραγωγής στην Ελλάδα περίπου 14,5 MWh ηλεκτρικής ενέργειας. Αντιστοιχεί σε αποφυγή 14 tn CO 2 ρύπων από λιγνίτη. 23

24 Στατιστικά στοιχεία Φ/Β στην Ελλάδα 24% 2% 8% 8% Μερίδια Αγοράς Φ/Β Έρευνα ΚΑΠΕ % 45% αυτόνοµες αγροτικές αυτόνοµες κατοικίες τηλεπ/νίεςαναµεταδότες εξωτερικός φωτισµός συνδεµένα µε δίκτυο λοιπές εφαρµογές Μερίδια Αγοράς Φ/Β Έρευνα ΚΑΠΕ % 1% 3% 34% 12% 20% 24

25 Απαιτήσεις εγκατάστασης ΑΠΕ για επίτευξη στόχου 2010 Απαιτήσεις σε εγκατεστηµένη ισχύ το 2010 σε δις kwh Παραγωγή ενέργειας το 2010 σε δις kwh Ποσοστιαία συµµετοχή ανά τύπο ΑΠΕ το 2010 Αιολικά πάρκα ,09 10,42 Μικρά Οι τάσεις Υδροηλεκτρικά έως και το ,09 1,60 Μεγάλα Υδροηλεκτρικά ,58 6,74 Βιοµάζα 103 0,81 1,19 Γεωθερµία 12 0,09 0,13 Φωτοβολταϊκά 18 0,02 0,03 Σύνολο ,67 20,10 Οι τάσεις έως και το 2010 Προοπτικές της βιοµηχανίας Φωτοβολταϊκών Παραγωγή (GW) 3,4 5 7,6 10,4 Ετήσιος ρυθµός ανάπτυξης 43% 48% 51% 37% Μέση τιµή εγκατεστηµένου συστήµατος ( /W) 6,2 6 5,7 5,4 * µελέτη της εταιρίας Photon Consulting 25

26 Προβληµατισµοί-Συµπεράσµατα Η κατάσταση του ηλεκτρικού δικτύου στη χώρα µας Ενθάρρυνση στη χρήση των ανανεώσιµων πηγών ενέργειας µε ταχεία και µαζική χρηµατοδότησή τους Παρέµβαση στην προσφορά Παρέµβαση στη ζήτηση Μακροχρόνιος σχεδιασµός Εφικτός ο στόχος του 20,1% ηλεκτροπαραγωγής από ΑΠΕ έως το

27 Σας ευχαριστώ θερµά για την προσοχή σας!! Copyright 2007 "Αίολος ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗ" Βυζαντίου 11 ΛΑΡΙΣΑ τηλ & fax: