Δευτέρα, 17 Δεκεμβρίου 2012


Η υποχρέωση που έχει αναλάβει η Ελλάδα έναντι της Ευρωπαϊκής Ένωσης να καλύψει το 20% των ενεργειακών αναγκών της μέσω ανανεώσιμων πηγών ενέργειας μέχρι το 2020 με παράλληλη μείωση κατά το ίδιο ποσοστό των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, επιβάλει την πραγματοποίηση επενδύσεων που θα φτάσουν και ίσως να ξεπεράσουν τα 50 δις ευρώ. Τα προγράμματα green banking των εγχώριων τραπεζών αναμένεται να αποτελέσουν το σημαντικότερο μοχλό ανάπτυξης των «πράσινων» επενδύσεων στη χώρα μας καθώς τα ποσοστά επιδοτήσεων κυμαίνονται από 30% έως 50% κάτι που σημαίνει ότι το ήμισυ και πλέον των επενδύσεων θα πρέπει να καλυφθεί από ιδιωτικά κεφάλαια και τραπεζικό δανεισμό. Ωστόσο υπάρχουν και προγράμματα εκ μέρους των τραπεζών που καλύπτουν σε ποσοστό 100% κάποιες επενδύσεις. Για την επόμενη πενταετία υπολογίζεται ότι ποσό της τάξης των 10 δις ευρώ θα «απελευθερωθεί» από τις τράπεζες για την υλοποίηση των πράσινων στόχων της χώρας.  
Το green banking καλύπτει κάθε επιχειρηματική δραστηριότητα που έχει στόχο την προστασία ή τη μείωση της ρύπανσης του περιβάλλοντος. Από την παραγωγή ενέργειας μέσω ανανεώσιμων πηγών (φωτοβολταϊκά, αιολικά πάρκα, βιομάζα κλπ), την εξοικονόμηση ενέργειας (βιοκλιματικά-ενεργειακά κτήρια, οικολογική δόμηση κλπ.), τις «πράσινες» μεταφορές (μεταφορικά μέσα με χαμηλές εκπομπές CO2, υβριδικά αυτοκίνητα, επαγγελματικά οχήματα με φυσικό αέριο κλπ), τη βιολογική γεωργία, μέχρι την πράσινη χημεία (ήπια απορρυπαντικά, βιοπολυμερή, φυτικά καλλυντικά) και τον αγροτουρισμό.




ΟΥΡΑΓΟΣ Η ΕΛΛΑΔΑ ΣΤΙΣ ΑΠΕ
Σε ότι αφορά την παραγωγή ενέργειάς από ΑΠΕ η χώρα μας είναι ουραγός σε σχέση με τις περισσότερες προηγμένες χώρες της δυτικής και βόρειας Ευρώπης παρά το γεγονός ότι έχει πολύ πιο πλούσιο αιολικό δυναμικό και ηλιοφάνεια από αυτές.
Οι κύριοι λόγοι της υστέρησης που επέδειξε η Ελλάδα τα τελευταία χρόνια ήταν η γραφειοκρατία, οι αλλαγές του νομοθετικού πλαισίου, το χωροταξικό πρόβλημα, οι ανεπαρκείς υποδομές των δικτύων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας και οι αντιδράσεις των τοπικών κοινωνιών. Πολλά από αυτά τα προβλήματα λύνονται σταδιακά το τελευταίο διάστημα με αποτέλεσμα να προχωρούν πιο γρήγορα οι επενδύσεις. Σε ότι αφορά το νομοθετικό πλαίσιο τα στελέχη της τραπεζικής αγοράς θεωρούν ότι οι ΑΠΕ είναι ο μόνος τομέας που παρέχονται εγγυήσεις ενώ και οι τιμές πώλησης είναι εξασφαλισμένες από το νόμο. Το επενδυτικό ενδιαφέρον προέρχεται τόσο από εγχώριους όσο και διεθνείς επιχειρηματικούς ομίλους και θα βαίνει αυξανόμενο όσο θα ξεπερνιούνται τα γραφειοκρατικά και άλλα εμπόδια δεδομένων των πλεονεκτημάτων που έχει η χώρα μας δηλαδή το αιολικό και υδρολογικό δυναμικό καθώς και την αυξημένη ηλιοφάνεια. Η καθυστέρηση της ανάπτυξης των ΑΠΕ, τα τελευταία χρόνια δημιουργεί τόσο στις τράπεζες όσο και στους επενδυτές την αισιοδοξία ότι ο κλάδος θα «τρέξει» με μεγαλύτερη ταχύτητα στο άμεσο μέλλον με πολλαπλά οφέλη για τη δοκιμαζόμενη ελληνική οικονομία, όπως είναι η βελτίωση της ανταγωνιστικότητας αλλά και η μείωση της ανεργίας. Είναι χαρακτηριστικό ότι οι θέσεις εργασίες που αναμένεται να δημιουργηθούν μέσα στην επόμενη τετραετία από τις ΑΠΕ θα φτάσουν τις 55.000.  Σε ότι αφορά την έως τώρα ανάπτυξη αιολικών πάρκων τα περισσότερα είναι εγκατεστημένα στη Θράκη, την Εύβοια και σε μεγάλα νησιά όπως η Κρήτη, η Ρόδος, η Μυτιλήνη και η Κεφαλονιά.
Η ανάπτυξη της αιολικής ενέργειας και των ΑΠΕ γενικά, έχει οδηγήσει σε κλείσιμο συμβατικών και πυρηνικών σταθμών στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Την περίοδο 2000-2009 στην Ενωμένη Ευρώπη η συνολική εγκατεστημένη ισχύ των στερεών καυσίμων (άνθρακα, λιγνίτη) μειώθηκε κατά 12.010 MW, του πετρελαίου κατά 12.920 MW και των πυρηνικών κατά 7.205 MW. Η τάση αυτή είναι διαρκώς και πιο έντονη. Χαρακτηριστικά το 2009, η συνολική καθαρή αύξηση της εγκατεστημένης ισχύος για ηλεκτροπαραγωγή στη Ευρώπη προήλθε κατά 77% από ΑΠΕ εκ των οποίων το 50% από αιολικά πάρκα και 21% από φωτοβολταϊκά. Στην Ελλάδα όλοι οι ειδικοί συμφωνούν ότι η εκμετάλλευση του αιολικού δυναμικού πρέπει να αποτελέσει έναν από τους στρατηγικούς στόχους της χώρας για την πράσινη ανάπτυξη. Είναι ενδεικτικό ότι ένα αιολικό πάρκο 40MW σε μια περιοχή με σχετικά καλό αιολικό δυναμικό (2.750 ισοδύναμες ώρες), παράγει ετησίως 110.000 MWh και εξοικονομεί 93 χιλιάδες τόνους CO2 προσφέροντας όφελος της τάξης των 2,8 εκατ. ευρώ κάθε έτος στην εθνική οικονομία (30 ευρώ/tn) ή όφελος 70.000 ευρώ/MW κάθε έτος. Σχετικά με την φιλολογία για τις επιπτώσεις των αιολικών πάρκων στον τουρισμό και τις αντιδράσεις που υπάρχουν στις τοπικές κοινωνίες με το επιχείρημα ότι μειώνουν την ελκυστικότητα των νησιών και των βουνών ή ότι μειώνουν την αξία της γης στην οποία εγκαθίστανται, έρευνες έχουν αποδείξει ότι κάτι τέτοιο δεν συμβαίνει. Μάλιστα το αιολικό πάρκο Παναχαϊκού που αποτελείται από 57 ανεμογεννήτριες αποτελεί το δεύτερο πιο πολυφωτογραφημένο θέμα για τους τουρίστες στην περιοχή μετά τη γέφυρα Ρίου-Αντιρρίου, ενώ κάτι αντίστοιχο ισχύει και για το αιολικό πάρκο της Ανάβρας. 


ΣΤΙΕΣ ΟΙ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΣΤΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ
Για τα φωτοβολταϊκά συστήματα η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει θέσει στόχο να συμμετέχουν στο συνολικό ενεργειακό μείγμα κατά 12% μέχρι το 2020. Αυτό σημαίνει ότι για το σύνολο της Ευρώπης η συνολική εγκατεστημένη ισχύς πρέπει να φτάσει τα 390 GWp, ενώ αντίστοιχα στην Ελλάδα τα 6 GWp πάντα μέχρι το 2020. Αν και τα δύο τελευταία χρόνια ο ρυθμός αύξησης των νέων εγκαταστάσεων φωτοβολταϊκών έχει αυξηθεί η ελληνική αγορά βρίσκεται σε πολύ πρώιμο στάδιο ανάπτυξης.  Υπολογίζεται ότι για τα επόμενα 10 χρόνια θα πραγματοποιηθεί ένας ετήσιος μέσος όρος εγκαταστάσεων περίπου 300 MWp προκειμένου να επιτευχθεί σε ένα μεγάλο βαθμό μέρος του εθνικού μας στόχου.  Τα φωτοβολταϊκά συστήματα μπορούν να συνδεθούν με το ηλεκτρικό δίκτυο σαν μικρά, μεσαία ή μεγάλα αποκεντρωμένα συστήματα παραγωγής και να συνεισφέρουν στη μείωση της αιχμής ζήτησης, λόγω σύμπτωσης το καλοκαίρι με τη μεσημεριανή αιχμή. Παράλληλα με την επιτόπια κατανάλωση μειώνονται οι απώλειες, λόγω του ότι δεν υπάρχει ανάγκη μεταφοράς της ηλεκτρικής ενέργειας από τους κεντρικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Η τιμή των φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι αρκετά χαμηλή, ώστε εδώ και χρόνια να αποτελούν την οικονομικότερη λύση για την ηλεκτροδότηση αυτόνομων συστημάτων, μακριά από το ηλεκτρικό δίκτυο, εφαρμογές χαμηλής κατανάλωσης σε καταναλωτικά προϊόντα (αριθμομηχανές κ.λπ.). Η σημαντική πτώση των τιμών, όμως, ήρθε με την προώθηση των εφαρμογών μέσω προγραμμάτων με ειδική τιμή για την πώληση της ενέργειας στο ηλεκτρικό δίκτυο και την επένδυση της βιομηχανίας σε μονάδες παραγωγής φωτοβολταϊκών σε μεγάλη κλίμακα, λόγω των προγραμμάτων προώθησης.
Ανάλογα με το ηλιακό δυναμικό κάθε χώρας, το κόστος πώλησης της ηλεκτρικής ενέργειας στους καταναλωτές και τη μειούμενη τιμή αγοράς των Φ/Β συστημάτων, το κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, χωρίς να υπολογίζονται οι επιδοτήσεις, μειώνεται. Ήδη, στη Νότια Ιταλία, το κόστος παραγωγής ηλεκτρισμού από Φ/Β είναι περίπου ίσο με αυτό που πληρώνουν οι καταναλωτές. Με τη συνεχιζόμενη μείωση των τιμών των Φ/Β, η σχέση αυτή θα γίνεται θετική για τα Φ/Β για ολοένα και περισσότερες χώρες. Σημαντικές φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις υπάρχουν αυτή τη στιγμή σε όλη την Ελλάδα  από τον Έβρο, τη Δράμα, το Κιλκίς την Κοζάνη, την Ηλεία, τη Μεσσηνία, και την Κρήτη.      




Σάββατο, 15 Δεκεμβρίου 2012

ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ

Γεωθερμικά πεδία και ενέργεια
Τα γεωθερμικά πεδία στην Ελλάδα είναι πλούσια αλλά και ανεκμετάλλευτα, διότι ο εντοπισμός τους είναι δύσκολος αλλά και η πολιτική που ακολουθείται δεν βοηθάει στην ανάπτυξη για την χρήση των γεωθερμικών πεδίων και στην ενέργεια. Υπάρχει ένας μεγάλος χώρος για την εκμετάλλευση της γεωθερμίας πχ. θέρμανση σε δημόσια κτίρια  - θερμοκήπια – διάφορες καλλιέργειες – ιχθυοκαλλιέργειες – λουτρά κ.λ.π.   Η SubSystem με την πρωτοποριακή μέθοδο της  ευρεσιτεχνίας της μπορεί και στον χώρο της γεωθερμίας να δώσει άμεση λύση όπου υπάρχουν γεωθερμικά πεδία για την αξιοποίησή τους.
1) Μπορεί να γίνει προεπιλογή περιοχής για έρευνα για να εξακριβωθεί εάν υπάρχουν ή όχι γεωθερμικά πεδία για την ανάπτυξη μίας ανάλογης μονάδας στην συγκεκριμένη περιοχή
2) Το βάθος των γεωθερμικών πεδίων
3) Την ποσότητα σε κυβικά ανά ώρα
4) Την διαδρομή που διασχίζουν, επιλέγοντας το κατάλληλο σημείο να γίνει γεώτρηση.

Η γεωθερμία είναι μία από τις λύσεις για την ενέργεια χωρίς να επιβαρύνεται το περιβάλλον και η SubSystem με την ευρεσιτεχνία της μπορεί να εντοπίσει ανεκμετάλλευτα γεωθερμικά πεδία  βοηθώντας έτσι  για ένα καθαρό περιβάλλον.


Δευτέρα, 10 Δεκεμβρίου 2012

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΒΙΟΜΑΖΑΣ

Πλεονεκτήματα

  1. Η καύση της βιομάζας έχει μηδενικό ισοζύγιο διοξειδίου του άνθρακα (CO2) δεν συνεισφέρει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου - επειδή οι ποσότητες του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) που απελευθερώνονται κατά την καύση της βιομάζας δεσμεύονται πάλι από τα φυτά για τη δημιουργία της βιομάζας.
  2. Η μηδαμινή ύπαρξη του θείου στη βιομάζα συμβάλλει σημαντικά στον περιορισμό των εκπομπών του διοξειδίου του θείου (SO2) που είναι υπεύθυνο για την όξινη βροχή.
  3. Εφόσον η βιομάζα είναι εγχώρια πηγή ενέργειας, η αξιοποίησή της σε ενέργεια συμβάλλει σημαντικά στη μείωση της εξάρτησης από εισαγόμενα καύσιμα και βελτίωση του εμπορικού ισοζυγίου, στην εξασφάλιση του ενεργειακού εφοδιασμού και στην εξοικονόμηση του συναλλάγματος.
  4. Η ενεργειακή αξιοποίηση της βιομάζας σε μια περιοχή, αυξάνει την απασχόληση στις αγροτικές περιοχές με τη χρήση εναλλακτικών καλλιεργειών (διάφορα είδη ελαιοκράμβης, σόργο, καλάμι, κενάφ) τη δημιουργία εναλλακτικών αγορών για τις παραδοσιακές καλλιέργειες (ηλίανθος κ.ά.), και τη συγκράτηση του πληθυσμού στις εστίες τους, συμβάλλοντας έτσι στη κοινωνικο-οικονομική ανάπτυξη της περιοχής. Μελέτες έχουν δείξει ότι η παραγωγή υγρών βιοκαυσίμων έχει θετικά αποτελέσματα στον τομέα της απασχόλησης τόσο στον αγροτικό όσο και στο βιομηχανικό χώρο.
  5. Είναι ανανεώσιμη πηγή ενέργειας

Μειονεκτήματα

  1. Ο αυξημένος όγκος και η μεγάλη περιεκτικότητα σε υγρασία, σε σχέση με τα ορυκτά καύσιμα δυσχεραίνουν την ενεργειακή αξιοποίηση της βιομάζας.
  2. Η μεγάλη διασπορά και η εποχιακή παραγωγή της βιομάζας δυσκολεύουν την συνεχή τροφοδοσία με πρώτη ύλη των μονάδων ενεργειακής αξιοποίησης της βιομάζας.
  3. Βάση των παραπάνω παρουσιάζονται δυσκολίες κατά τη συλλογή, μεταφορά, και αποθήκευση της βιομάζας που αυξάνουν το κόστος της ενεργειακής αξιοποίησης.
  4. Οι σύγχρονες και βελτιωμένες τεχνολογίες μετατροπής της βιομάζας απαιτούν υψηλό κόστος εξοπλισμού, συγκρινόμενες με αυτό των συμβατικών καυσίμων.
Στην Ελλάδα υπάρχει μεγάλη διαθεσιμότητα pellets βιομάζας καθόσον λειτουργούν 5 εργοστάσια παραγωγής πελλετών, ενώ εντός του 2010 αρχίσε παραγωγή και ένα έκτο στο Νευροκόπι που είναι και το μεγαλύτερο στη χώρα.

ΧΡΗΣΕΙΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Η ηλιακή ενέργεια που προσπίπτει στην επιφάνεια της γης είναι ηλεκτρομαγνητική
ακτινοβολία που παράγεται στον ήλιο. Φτάνει σχεδόν αμετάβλητη στο ανώτατο
στρώμα της ατμόσφαιρας του πλανήτη μας, διαμέσου του διαστήματος, και στη
συνέχεια κατά τη διέλευσή της από την ατμόσφαιρα υπόκειται σε σημαντικές
αλλαγές, που οφείλονται στην σύσταση της ατμόσφαιρας

Η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιέιται κυρίως με τρείς τρόπους:
  • Τα φωτοβολταϊκά συστήματα που μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια απευθείας σε ηλεκτρική χρησιμοποιώντας ηλιακούς συλλέκτες. Οι συλλέκτες αυτοί μπορόυν να παρέχουν ενέργεια σε συσκευές και μπαταρίες ή ακόμα και να τροφοδοτήσουν άμεσα το ηλεκτρικό δίκτυο.
  • Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες που χρησιμοποιούνται στον οικιακό τομέα για την συλλογή της ηλιακής θερμότητας σε δεξαμενές γεμάτες με υλικά υγρής μορφής ή αέρα, με σκοπό την κάλυψη των οικιακών αναγκών τόσο για την παροχή θέρμανσης όσο και για την ψύξη.
  • Η συγκέντρωση ηλιακής ενέργειας, ένα μέσο για την παραγωγή είτε ηλιακής θερμικής είτε φωτοβολταϊκής ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα. Η συγκέντρωση ηλιακής ενέργειας χρησιμοποιεί συνήθως καθρέφτες για να συλλέξει τις ηλιακές ακτίνες σε μεγάλες εκτάσεις. Στη συνέχεια, οι ακτίνες αυτές εστιάζονται σε ένα υλικό υγρής μορφής, όπως το πετρέλαιο, και παράγουν υπέρθερμο ατμό που μπορεί ν τροφοδοτήσει μια τουρμπίνα ή να στοχέυσει σε κάποια φωτοβολτϊκή επιφάνεια.


ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Πλεονεκτήματα 

  • Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί είναι δυνατό να τεθούν σε λειτουργία αμέσως μόλις απαιτηθεί, σε αντίθεση με τους θερμικούς σταθμούς που απαιτούν σημαντικό χρόνο προετοιμασίας,
  • Είναι μία "καθαρή" και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, με τα προαναφερθέντα συνακόλουθα οφέλη (εξοικονόμηση συναλλάγματος, φυσικών πόρων, προστασία περιβάλλοντος),
  • Μέσω των υδατοταμιευτήρων δίνεται η δυνατότητα να ικανοποιηθούν και άλλες ανάγκες, όπως ύδρευση, άρδευση, ανάσχεση χειμάρρων, δημιουργία υγροτόπων, περιοχών αναψυχής και αθλητισμού.

Μειονεκτήματα 

  • Μεγάλο κόστος κατασκευής φραγμάτων και εγκατάστασης εξοπλισμού, καθώς και ο συνήθως μεγάλος χρόνος που απαιτείται για την αποπεράτωση του έργου,
  • Η έντονη περιβαλλοντική αλλοίωση της περιοχής του έργου (συμπεριλαμβανομένων της γεωμορφολογίας, της πανίδας και της χλωρίδας), καθώς και η ενδεχόμενη μετακίνηση πληθυσμών, η υποβάθμιση περιοχών, οι απαιτούμενες αλλαγές χρήσης γης. Επιπλέον, σε περιοχές δημιουργίας μεγάλων έργων παρατηρήθηκαν αλλαγές του μικροκλίματος, αλλά και αύξηση της σεισμικής επικινδυνότητας τους.

ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΕΡΓΑ

Υδροηλεκτρικά έργα 

Τα υδροηλεκτρικά έργα ταξινομούνται σε μεγάλης και μικρής κλίμακας. Τα μικρής κλίμακας υδροηλεκτρικά έργα διαφέρουν σημαντικά από της μεγάλης κλίμακας σε ότι αφορά τις επιπτώσεις τους στο περιβάλλον.
  • Οι μεγάλης κλίμακας υδροηλεκτρικές μονάδες απαιτούν τη δημιουργία φραγμάτων και τεράστιων δεξαμενών με σημαντικές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Η κατασκευή φραγμάτων περιορίζει τη μετακίνηση των ψαριών, της άγριας ζωής και επηρεάζει ολόκληρο το οικοσύστημα καθώς μεταβάλλει ριζικά τη μορφολογία της περιοχής.
  • Αντίθετα, τα μικρής κλίμακας υδροηλεκτρικά εγκαθίστανται δίπλα σε ποτάμια ή κανάλια και η λειτουργία τους παρουσιάζει πολύ μικρότερη περιβαλλοντική όχληση. Για το λόγο αυτό, οι υδροηλεκτρικές μονάδες μικρότερης δυναμικότητας των 30 MW χαρακτηρίζονται ως μικρής κλίμακας υδροηλεκτρικά έργα και συμπεριλαμβάνονται μεταξύ των εγκαταστάσεων παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Κατά τη λειτουργία τους, μέρος της ροής ενός ποταμού οδηγείται σε στρόβιλο για την παραγωγή μηχανικής ενέργειας και συνακόλουθα ηλεκτρικής μέσω της γεννήτριας. Η χρησιμοποιούμενη ποσότητα νερού κατόπιν επιστρέφει στο φυσικό ταμιευτήρα ακολουθώντας τη φυσική της ροή.
Είναι ιδιαίτερα σημαντικό να ξέρουμε τον ρόλο και τις διαφορές αυτών καθώς παίζουν μεγάλο ρόλο ανάλογα με το σκοπό μας.

ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Η λειτουργία των υδροηλεκτρικών μονάδων βασίζεται στην κίνηση του νερού λόγω διαφοράς μανομετρικού ύψους μεταξύ των σημείων εισόδου και εξόδου. Για το σκοπό αυτό κατασκευάζεται ένα φράγμα που συγκρατεί την απαιτούμενη ποσότητα νερού στον δημιουργούμενο ταμιευτήρα. Κατά τη διέλευσή του από τον αγωγό πτώσεως κινεί έναν στρόβιλο ο οποίος θέτει σε λειτουργία τη γεννήτρια.
Η ποσότητα της παραγόμενης ενέργειας καθορίζεται από τον όγκο του νερού που ρέει, τη διαφορά μανομετρικού ύψους μεταξύ της ελεύθερης επιφάνειας του ταμιευτήρα και του στροβίλου, κ.α.. Συνεπώς, ο παραγόμενος ηλεκτρισμός εξαρτάται από την ποσότητα του νερού του ταμιευτήρα. Για το λόγο αυτόν μόνο σε περιοχές με σημαντικές βροχοπτώσεις, πλούσιες πηγές και κατάλληλη γεωλογική διαμόρφωση είναι δυνατόν να κατασκευαστούν υδροηλεκτρικά έργα. Συνήθως η ενέργεια που τελικώς παράγεται, χρησιμοποιείται μόνο συμπληρωματικά ως προς άλλες συμβατικές πηγές ενέργειας, καλύπτοντας φορτία αιχμής. Στην Ελλάδα η υδροηλεκτρική ενέργεια ικανοποιεί περίπου το 9% των ενεργειακών μας αναγκών σε ηλεκτρι

ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Υδραυλική ενέργεια


Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση


Υδροηλεκτρικό φράγμα στη λίμνη Πλαστήρα

Υδροηλεκτρικό φράγμα Στράτου στον Αχελώο
Υδραυλική και εν μέρει υδροηλεκτρική ενέργεια είναι η ενέργεια που αποταμιεύεται ως δυναμική ενέργεια μέσα σε βαρυτικό πεδίο με τη συσσώρευση μεγάλων ποσοτήτων νερού σε υψομετρική διαφορά από τη συνέχιση της ροής του ελεύθερου νερού, και αποδίδεται ως κινητική μέσω της υδατόπτωσης. Η κινητική ενέργεια, στη συνέχεια, μπορεί είτε να χρησιμοποιείται αυτούσια επιτόπου (π.χ. νερόμυλοι), είτε να μετατρέπεται σε ηλεκτρική ή άλλες, που την αποθηκεύουν, ώστε τελικά να μεταφέρεται σε μεγάλες αποστάσεις. Στον γήινο κύκλο του νερού η ενέργεια προέρχεται κυρίως από τον ήλιο που εξατμίζει, σηκώνει ψηλά δηλαδή (στην ατμόσφαιρα), μεγάλες ποσότητες νερού. Η εκμετάλλευση της ενέργειας στον κύκλο αυτό γίνεται με τη χρήση υδροηλεκτρικών έργων (υδατοταμιευτήρες, φράγματα, κλειστοί αγωγοί πτώσεως, υδροστρόβιλοι, ηλεκτρογεννήτριες, διώρυγες φυγής).

Τετάρτη, 5 Δεκεμβρίου 2012

Ηλιακή Ενέργεια Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα


Άνθρακα, πετρέλαιο, Ντίζελ, κηροζίνη, φυσικού αερίου – όλα αυτά δεν είναι παρά πεπερασμένες πηγές ενέργειας. Ο ρυθμός με τον οποίο αυτά χρησιμοποιούνται από ανθρώπους σε όλο τον κόσμο, είναι σίγουρα στα πρόθυρα της ξήρανσης μέχρι αργά ή γρήγορα. Έτσι, είναι μια λύση στο πρόβλημα αυτό υπάρχει? Καλά, ναι υπάρχει. Δεν μπορούμε όλοι να μάθουμε τον τρόπο πίσω στο σχολείο σχετικά με αιολική ενέργεια, νερό και το φως του ήλιου είναι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας? Και πώς η αιολική ενέργεια, υδροηλεκτρικής ενέργειας και της ηλιακής ενέργειας θα ήταν το χρόνο να αποδείξει ότι είναι η μόνη λύση για τα δεινά της ενέργειας του ανθρώπου? Ναι κάναμε. Παρά τις δύο αιολικής και υδροηλεκτρικής ενέργειας τακτικά χρησιμοποιούνται σε όλο τον κόσμο σε αρκετούς τομείς εφαρμογής, είναι στην πραγματικότητα ηλιακής ενέργειας το οποίο στοχεύει όπως έχοντας το υψηλότερο περιθώριο μεταξύ όλων των τριών. Ως εκ τούτου, στην εν λόγω σημείωση, Ας ρίξουμε μια ματιά σε μερικά ηλιακή ενέργεια πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα.
Κατανόηση Ηλιακή Ενέργεια Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Κατά την αξιολόγηση των πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων της ηλιακής ενέργειας, θα πρέπει να εξετάσουμε τη δυνατότητα χρήσης της ηλιακής ενέργειας από τη σκοπιά των απαιτήσεων της βιομηχανίας καθώς και των απαιτήσεων στο σπίτι. Κρατώντας αυτό κατά νου, Ας δούμε τα διαφορετικά οφέλη και τα μειονεκτήματα που συνδέονται με ηλιακή ενέργεια.
Ηλιακή Ενέργεια – Pros
Εδώ είναι μερικά πλεονεκτήματα ότι η ηλιακή ενέργεια έχει να προσφέρει:
  • Πρώτον και κύριον, ηλιακή ενέργεια είναι μια ανανεώσιμη και δεν τελειώνει ποτέ πηγή ενέργειας με την κυριολεκτική έννοια του όρου. Όσο ο ήλιος εξακολουθεί να υφίσταται, θα υπάρχει διαθέσιμη ηλιακή ενέργεια; οπότε δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για την ηλιακή ενέργεια δεν είναι διαθέσιμη για δισέγγονος μεγάλη εγγόνι σας.
  • Δεύτερον, ηλιακή ενέργεια δεν είναι ένα συγκεκριμένο τόπο σε αντίθεση με ορισμένες άλλες μορφές ενέργειας. Ανεξάρτητα από το αν ένα άτομο είναι σε ένα συσσωρευμένο πόλη ή σε ένα απομακρυσμένο χωριό, σε μια άνυδρη έρημο ή μέσα σε ένα καταπράσινο δάσος, στη θάλασσα ή στα βουνά…ηλιακή ενέργεια είναι διαθέσιμη σε ένα και όλα.
  • Οι Massive αντλιοστάσια και δίκτυα γεωτρήσεων που απαιτούνται για να συσταθεί για την εξόρυξη των ορυκτών καυσίμων κάτω από την επιφάνεια της γης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα τεράστιο κόστος εγκατάστασης και μια εξίσου υψηλό κόστος λειτουργίας, καθώς και. Δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα είναι απαραίτητη στην περίπτωση της ηλιακής ενέργειας. Η ηλιακή ενέργεια είναι πανταχού παρούσα, Το μόνο που απαιτείται είναι ένα ηλιακό συλλέκτη για να την βρύση.
  • Τιμές των ορυκτών καυσίμων συνεχώς παρουσιάζει διακυμάνσεις, δεδομένου ότι εξαρτώνται από ορισμένους παράγοντες παγκόσμιας προσφοράς και ζήτησης. Η ηλιακή ενέργεια είναι εντελώς απουσίαζε ο εν λόγω πολυπλοκότητας, απλά επειδή είναι δωρεάν!
  • Η καύση των ορυκτών καυσίμων αποτελέσματα στην απελευθέρωση των επιβλαβών αερίων και άλλα υποπροϊόντα πολλές από τις οποίες ως αποτέλεσμα της καταστροφής της στιβάδας του όζοντος. Ταυτόχρονα, προκαλούν επίσης πρόσθετη ζημία στο περιβάλλον. Δεν τίθεται θέμα οποιασδήποτε επιβλαβή υποπροϊόντα απολύτως στην περίπτωση της ηλιακής ενέργειας. Προκαλεί μηδενική ρύπανση και είναι εκατό τοις εκατό μια καθαρή και φιλική προς το περιβάλλον πηγή ενέργειας.
  • Η ηλιακή ενέργεια είναι αυτό που πρέπει να στοχεύει στην περίπτωση που σκέφτεστε των οικονομικών, καθώς και την εξοικονόμηση ενέργειας. Εκτός από το one-time κόστος αγοράς των ηλιακών πάνελ, ηλιακή ενέργεια είναι εντελώς δωρεάν για το υπόλοιπο της ζωής σας! Μπορεί να πιστεύετε ότι? Είναι κάτι που πάντα θα απαλλάσσεται από κάθε είδος φόρου ή δασμού κυβέρνησης! Aha! Τώρα σας βλέπω να σπάνε την προσοχή, με τα μάτια ορθάνοιχτα.
Ηλιακή Ενέργεια – Μειονεκτήματα
Όπως λέει και η παροιμία, “κάθε πλεονέκτημα που έχει ένα αντίστοιχο μειονέκτημα”. Καλά, αυτό ισχύει για την ηλιακή ενέργεια σε κάποιο βαθμό.
  • Το κύριο μειονέκτημα της ηλιακής ενέργειας είναι το αρχικό κόστος. Οι ηλιακοί συλλέκτες είναι συγκριτικά αρκετά ακριβά, κυρίως λόγω του κόστους υλικών και την πολυπλοκότητα του σχεδιασμού που εμπλέκονται. Αυτό μπορεί μερικές φορές, να αποδειχθεί αποτρεπτικό ειδικά στην περίπτωση που ασχολούνται με τα οικιακά και τα άτομα που σχεδιάζουν μια στροφή προς την ηλιακή ενέργεια.
  • 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 θα ηλιακή ενέργεια να παράγεται τη νύχτα? Φυσικά δεν θα παράγονται τη νύχτα, μετά από όλα είναι η ηλιακή ενέργεια και δεν ‘σεληνιακός’ ενέργειας. Η μόνη λύση στο πρόβλημα αυτό είναι η αποθήκευση αρκετά από αυτό κατά τη διάρκεια της ημέρας τα οποία μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί κατά τη διάρκεια της νύχτας. Ωστόσο,, αυτό είναι πιο εύκολο στα λόγια παρά στην πράξη.
Αυτά ήταν μερικά από ηλιακή ενέργεια πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα. Αν και η ηλιακή ενέργεια έχει το μερίδιό του από τις ελλείψεις, υπάρχει ελπίδα ότι, σε εύθετο χρόνο του χρόνου, θα εξαλειφθεί χάρη στις προόδους της τεχνολογίας.

Δευτέρα, 3 Δεκεμβρίου 2012

biomaza

Με τον όρο βιομάζα αποκαλείται οποιοδήποτε υλικό παράγεται από ζωντανούς οργανισμούς (όπως είναι το ξύλο και άλλα προϊόντα του δάσους, υπολείμματα καλλιεργειών, κτηνοτροφικά απόβλητα, απόβλητα βιομηχανιών τροφίμων κ.λπ.) και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για παραγωγή ενέργειας. Το καύσιμο βιομάζας είναι γνωστό στην Ελλάδα κι ως πέλετ.

Μια μορφή βιομάζας: pellets (συσσωματώματα) τα οποία προκύπτουν από τη μηχανική συμπίεση πριονιδιού, χωρίς την προσθήκη χημικών ή συγκολλητικών ουσιών
Η ενέργεια που είναι δεσμευμένη στις φυτικές ουσίες προέρχεται από τον ήλιο. Με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, τα φυτά μετασχηματίζουν την ηλιακή ενέργεια σε βιομάζα. Οι ζωικοί οργανισμοί αυτή την ενέργεια την προσλαμβάνουν με την τροφή τους και αποθηκεύουν ένα μέρος της. Αυτή την ενέργεια αποδίδει τελικά η βιομάζα, μετά την επεξεργασία και τη χρήση της. Είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας γιατί στην πραγματικότητα είναι αποθηκευμένη ηλιακή ενέργεια που δεσμεύτηκε από τα φυτά κατά τη φωτοσύνθεση.
Η βιομάζα είναι η πιο παλιά και διαδεδομένη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Ο πρωτόγονος άνθρωπος, για να ζεσταθεί και να μαγειρέψει, χρησιμοποίησε την ενέργεια (θερμότητα) που προερχόταν από την καύση των ξύλων, που είναι ένα είδος βιομάζας.
Αλλά και μέχρι σήμερα, κυρίως οι αγροτικοί πληθυσμοί, τόσο της Αφρικής, της Ινδίας και της Λατινικής Αμερικής, όσο και της Ευρώπης, για να ζεσταθούν, να μαγειρέψουν και να φωτιστούν χρησιμοποιούν ξύλα, φυτικά υπολείμματα (άχυρα, πριονίδια, άχρηστους καρπούς ή κουκούτσια κ.ά.) και ζωικά απόβλητα (κοπριά, λίπος ζώων, άχρηστα αλιεύματα κ.ά.).
Όλα τα παραπάνω υλικά, που άμεσα ή έμμεσα προέρχονται από το φυτικό κόσμο, αλλά και τα υγρά απόβλητα και το μεγαλύτερο μέρος από τα αστικά απορρίμματα (υπολείμματα τροφών, χαρτί κ.ά.) των πόλεων και των βιομηχανιών, μπορούμε να τα μετατρέψουμε σε ενέργεια.

Κυριακή, 2 Δεκεμβρίου 2012

Ιστορικό φωτοβολταϊκών και τρέχουσες εξελίξεις

Ιστορικό φωτοβολταϊκών και τρέχουσες εξελίξεις




Ιστορία της ανακάλυψης του φωτοβολταϊκού φαινομένου Ζούμε μια περίοδο όπου η διόγκωση των περιβαλοντικών προβλημάτων σε συνδυασμό με την εξάντληση των ορυκτών ενεργειακών πόρων και τα τεράστια βήματα στην τεχνολογία των Φωτοβολταϊκών Συστημάτων κάνουν πλέον εφικτή την χρήση τους. Πώς φτάσαμε όμως ως εδώ και ποιά είναι η ιστοριά των φωτοβολταϊκών;
Η πρώτη γνωριμία του ανθρώπου με το φωτοβολταϊκό φαινόμενο έγινε το 1839 όταν ο Γάλλος φυσικός Edmond Becquerel (1820 - 1891) ανακάλυψε το φωτοβολταϊκό φαινόμενο κατά την διάρκεια πειραμάτων του με μια ηλεκτρολυτική επαφή φτιαγμένη από δύο μεταλλικά ηλεκτρόδια.
bequerel
Edmond Becquerel
Το επόμενο σημαντικό βήμα έγινε το 1876 όταν οι Adams (1836 - 1915) και ο φοιτητής του Day παρατήρησαν ότι μια ποσότητα ηλεκτρικού ρεύματος παραγόταν από το σελήνιο (Se) όταν αυτό ήταν εκτεθειμένο στο φως.
adams
Adams
Το 1918 ο Πολωνός Czochralski (1885 - 1953) πρόσθεσε την μέθοδο παραγωγής ημιαγωγού μονοκρυσταλλικού πυριτίου (Si) με την σχετική έρευνα του και η οποία μάλιστα χρησιμοποιείται βελτιστοποιημένη ακόμα και σήμερα
czochralski
Czochralski
Μια σημαντική ανακάλυψη έγινε επίσης το 1949 όταν οι Mott και Schottky ανέπτυξαν την θεωρία της διόδου σταθερής κατάστασης. Στο μεταξύ η κβαντική θεωρία είχε ξεδιπλωθεί. Ο δρόμος πλέον για τις πρώτες πρακτικές εφαρμογές είχε ανοίξει.
Το πρώτο ηλιακό κελί ήταν γεγονός στα εργαστήρια της Bell το 1954 από τους Chapin, Fuller και Pearson. Η απόδοση του ήταν 6% εκμετάλλευση της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας.


Τα πρώτα σημαντικά φωτοβολταικα σύστηματα, Εξέλιξη στις τιμες και κόστος Τέσσερα χρόνια μετά, το 1958 η τεχνολογία των φωτοβολταϊκών συστημάτων προσαρτάται στον χώρο των διαστημικών εφαρμογών όταν τοποθετήθηκε ένα αυτόνομο φωτοβολταϊκο σύστημα στον δορυφόρο Vanguard I .
δορυφορος με φωτοβολταικα
Δορυφόρος Vanguard
Το σύστημα αυτό λειτούργησε επιτυχώς για 8 ολόκληρα χρόνια και ήταν ένα από τα πρώτα φωτοβολταϊκά συστήματα.
Από το χρονικό αυτό σημείο και μετά, τα φωτοβολταϊκά συστήματα άρχισαν να ενσωματώνονται σταδιακά σε διάφορες εφαρμογές και η τεχνολογία να βελτιώνεται συνεχώς.
Το 1962 η μεγαλύτερη ΦΒ εγκατάσταση στον κόσμο γίνεται στην Ιαπωνία από την Sharp, σε έναν φάρο. Η εγκατεστημμένη ισχύς του συστήματος είναι 242Wp.
Τα φωτοβολταϊκά ξεκίνησαν λοιπόν να κάνουν την εμφάνιση τους αλλά λόγω του υψηλού κόστους παραγωγής η εφαρμογή τους ήταν δυνατή μόνο σε ειδικές περιπτώσεις αυτόνομων συστημάτων. Η έρευνα όμως προχωρούσε και η απόδοση των ΦΒ συνεχώς βελτιωνόταν. Κυριότερος πελάτης των φωτοβολταϊκών τις δεκαετίες που ακολούθησαν είναι η NASA.
Οι υψηλές τιμες στα φωτοβολταικα ήταν ο σημαντικότερος λόγος που δεν υπήρχε περισσότερο ενθουσιώδης αποδοχή από την αγορά. Ενδεικτικά η τιμη των φωτοβολταϊκών ξεκινάει από τα 500$ ανά εγκατεστημμένο Watt το 1956, ενώ μετά από 14 χρόνια , το 1970 αγγίζει τα 100$/Watt. To 1973 οι βελτιώσεις στις μεθόδους παραγωγής φέρνουν το κόστος των φωτοβολαϊκών στα 50$/Watt.
Η πρώτη εγκατάσταση PV που φτάνει στα επίπεδα του 1MW (μεγαβατ) γίνεται στην Καλιφόρνια το 1980 από την ARCO Solar χρησιμοποιώντας ταυτόχρονα και σύστημα παρακολούθησης της τροχιάς του ηλίου 2 αξόνων (dual-axis trackers).
Η εξέλιξη αρχίζει πλέον να γίνεται με ταχύτερους ρυθμούς. Το 1983 η παγκόσμια παραγωγή ΦΒ φτάνει τα 22MW και ο συνολικός τζίρος τα 250.000.000$.
Το 1999 η εταιρία Spectrolab σε συνεργασία με το NREL αναπτύσσουν ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο με απόδοση 32,3%!!!. Το στοιχείο αυτό είναι συνδυασμός τριών υλικών (στρώσεων) και ειδικό για εφαρμογές σε συγκεντρωτικά συστήματα CPV. Την ίδια χρονιά το ρεκόρ στην απόδοση των Thin Films φτάνει στο 18.8%. Η παραγωγή όλων των τεχνολογιών των ΦΒ πάνελ φτάνει συνολικά τα 200 MegaWatt.
2004: Η πορεία πια είναι ασταμάτητη. Η μαζική είσοδος μεγάλων εταιρειών στον χώρο των ΦΒ φέρνει την μαζική παραγωγή και αυτή με την σειρά της την τιμή των διασυνδεδεμένων συστημάτων στα 6,5 ευρώ/Wp. Γερμανία και Ιαπωνία κυριαρχούν στην κατασκευή ΦΒ πάνελ και πλέον σε όλες τις αναπτυγμένες χώρες αρχίζουν, με τον έναν (παραγωγή εξοπλισμού) ή τον άλλον τρόπο (κατασκευή ΦΒ εγκαταστάσεων), να υιοθετούν τις τεχνολογίες των φωτοβολταϊκών και να τις παγιώνουν στην συνείδηση των επενδυτών αλλά και των καταναλωτών ενέργειας. Η συνολική παραγωγή το 2004 έφτασε τα 1.200 MegaWatt ΦΒ στοιχείων ενώ ο τζίρος της ίδιας χρονιάς άγγιξε τα 6.500.000.000$.
Σήμερα με οικονομίες μεγάλης κλίμακας έχουν επιτευχθεί μεγάλες αποδόσεις στα κρυσταλλικά κυρίως υλικά και αρκετές χώρες με πρωτοπόρες την Γερμανία και την Ιαπωνία έχουν ήδη επενδύσει τεράστια κονδύλια με σκοπό την ευρύτερη εκμετάλλευση της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας.
Ήδη βέβαια οι χώρες αυτές έχουν αρχίσει και απολαμβάνουν τους καρπούς της εξελιγμένης τεχνογνωσίας τους.


Τα φωτοβολταϊκά στην Ελλάδα
Πάντως τίποτα από αυτά δεν θα γινόταν πραγματικότητα εάν δεν είχε επικυρωθεί το πρωτόκολλο του Κιότο και άλλες διεθνείς συμφωνίες που ακολούθησαν κάτω από την πίεση των περιβαλλοντικών προβλημάτων.
Η ουσιαστική ώθηση για τα φωτοβολταικα όπως και για τις υπόλοιπες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, δόθηκε μέσα από κυβερνητικά προγράμματα με την μορφή επιδοτήσεων των δραστηριοτήτων παραγωγής ενέργειας (κυρίως ηλεκτρικής) με την χρήση "πράσινων" τεχνολογιών (ΑΠΕ). Η περισσότερo γνωστή από αυτές είναι η ευνοϊκή τιμολόγηση της ενέργειας που παράγεται από Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, γνωστη και ως feed - in - tarrif.
Η Ελλάδα έχει υιοθετήσει και αυτή με την σειρά της κίνητρα για την προώθηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, τα οποία μάλιστα ήταν (και είναι?) ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ελκυστικά για τους υποψήφιους επενδυτές.

Όμως η παροιμιώδης τσαπατσουλιά, ανικανότητα και διαφθορά που μαστίζει τους κράτικούς φορείς, κατάφερε την πιο ελπιδοφόρα τεχνολογία της εποχής μας να την κάνει να χαρακτηρίστει ως "φούσκα" (και μάλιστα από την οπτική γωνία κάποιων, δυστυχώς δικαιολογημένα).

Εκατοντάδες αιτήσεις για άδειες παραγωγής ενέργειας στην ΡΑΕ και άλλες τόσες αιτήσεις αδειών - εξαιρέσεων προς επιδότηση από τον επενδυτικό νόμο, περιμένουν καρτερικά σε κάποια συρτάρια την ώρα (ή .... την χρονιά) της κρίσης τους.
Παρόλα αυτά, ευτυχώς δεν φαίνεται να "κατόρθωσε" ο κρατικός μηχανισμός να αναχαιτίσει στην χώρα μας την παγκόσμια δυναμική των φωτοβολταίκών, αφού η εφευρετικότητα του έλληνα κατασκευαστή αλλά και η "προνοητικότητα" κάποιων επενδυτών έχουν ήδη "στείλει" κάποιες μεγαβατώρες στο δίκτυο της ΔΕΗ.
Επίσης, πέρα από τις επενδύσεις σε διασυνδεδεμένα συστήματα μια άλλη αγορά ΦΒ που αναπτύσσεται είναι αυτή των αυτόνομων συστημάτων , αφού η τιμή της φωτοβολταϊκής κιλοβατώρας πλέον ανταγωνίζεται με αξιώσεις αυτήν του πετρελαίου και μάλιστα παρουσιάζει και αρκετά πλεονεκτήματα έναντι αυτής. Τα περισσότερα αυτόνομα συστήματα προς το παρόν βρίσκονται στο Αγιο Όρος, αλλά πλέον υπάρχουν πολλές ΦΒ εγκαταστάσεις σε εξοχικές κατοικίες , απομακρυσμένους τηλεπικοινωνιακούς σταθμούς, φάρους, κτηνοτροφικές μονάδες κλπ.
*Σημείωση: Για να δείτε τις αποδόσεις των φωτοβολταϊκών συστημάτων (επενδύσεων) σε διάφορες περιοχές τις Ελλάδας μπορείτε να χρησιμοποίησετε τις δωρεάν φόρμες υπολογισμού του selasenergy.gr

Το μέλλον των φωτοβολταϊκών Πολλοί παρόλα αυτά κρίνουν ότι η διείσδυση των φωτοβολταίκών έγινε με πολύ αργό ρυθμό παίρνοντας μάλιστα αφορμή από τον εκρηκτικό τρόπο που εξελίχθηκε μια άλλη βιομηχανία ημιαγωγών υλικών, αυτή των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Αυτή η καθυστέρηση οφείλεται κυρίως στις τεχνικές (και οικονομικές) δυσκολίες που αντιμετωπίζουν οι κατασκευαστές στην παραγωγική διαδικασία κατά την προσπάθεια τους να δημιουργήσουν καθαρά ημιαγωγά υλικά (κρυσταλλικό πυρίτιο).
Στα φωτοβολταϊκά συστήματα ο όγκος του απαιτούμενου υλικού (κρυσταλλικού πυριτίου) είναι πολύ μεγάλος και η παραγωγή του είναι ιδιαίτερα ενεργοβόρος. Επίσης απαιτούνται υπέρογκα κεφάλαια για το κόστος του εξοπλισμού αλλά και της ενέργειας που καταναλώνεται κατα την παραγωγική διαδικασία.
Για τον λόγο αυτό άλλωστε η τάση που φαίνεται ότι θα καταλάβει ένα μεγάλο μερίδιο στην αγορά των φωτοβολταϊκών μετά από κάποια χρόνια (σε σχέση με αυτό που έχει σήμερα) είναι οι τεχνολογιές λεπτού υμενίου (thin film) στις οποίες επιτυγχάνεται σημαντική μείωση του απαιτούμενου όγκου πυριτίου (ή των άλλων τεχνολογιών που χρησιμοποιούνται) και συνεπώς μείωση συις τιμές των φωτοβολταικων.
Σε καμία περίπτωση πάντως δεν πρόκειται να αμφισβητηθούν τα πρωτεία των τεχνολογιών κρυσταλλικού πυριτίου. Αυτό επιβεβαιώνεται και από τα εκατοντάδες εκατομμύρια ευρώ - δολλάρια - γέν και γιουάν, που έχουν επενδυθεί παγκοσμίως για την κατασκευή εργοστασιών παραγωγής:
πολυπιριτίου (polysilicon)
ράβδων (μόνο και πόλυ) κρυσταλλικού πυριτίου (solar ingot)
φωτοβολταϊκών στοιχείων (solar wafers)
φωτοβολταϊκών κυψελλών (solar cells)
και φωτοβολταϊκών πλαισίων (solar panels - modules) ή αλλιώς (πανέλων - τζαμιών - καθρεπτών κλπ).

Οι προβλέψεις για το άμεσο μέλλον όσον αφορά την αγορά των φωτοβολταΙκών είναι ιδιαίτερα ευοίωνες, τόσο για την καθολική εξάπλωση της φωτοβολταικης τεχνολογίας παγκοσμίως, όσο και για την καθοδική πορεία στις τιμες των φωτοβολταϊκών πλαισίων.

Ηλιακός Θερμοσίφωνας,Φωτοβολταϊκά,Ηλιακό Αυτοκίνητο

                   Ηλιακός Θερμοσίφωνας

Ο ηλιακός θερμοσίφωνας είναι ένα ενεργητικό ηλιακό σύστημα που ζεσταίνει νερό χρησιμοποιώντας την ηλιακή ενέργεια. Χρησιμοποιείται ευρύτατα στις χώρες που έχουν μεγάλη ηλιοφάνεια, όπως για παράδειγμα στις χώρες της Μεσογείου και στην Κύπρο.
Ο ηλιακός θερμοσίφωνας είναι η απλούστερη και η γνωστότερη ηλιακή συσκευή. Κατά την λειτουργία του γίνεται εκμετάλλευση δυο φυσικών φαινομένων. Με την αρχή του θερμοσιφώνου επιτυγχάνεται η κυκλοφορία του νερού με φυσικό τρόπο χωρίς μηχανικά μέρη (αντλίες κλπ.) ενώ η θέρμανση του νερού γίνεται με την εκμετάλλευση του φαινομένου του θερμοκηπίου που αναπτύσσεται στους συλλέκτες του. 
Ο ηλιακός θερμοσίφωνας άρχισε να χρησιμοποιείται μετά την πετρελαϊκή κρίση της δεκαετίας του '70 και ιδιαίτερα τη δεκαετία του '80 άρχισε να χρησιμοποιείται ευρύτατα στις χώρες με ηλιοφάνεια. Στην Κύπρο αναλογεί ένας ηλιακός θερμοσίφωνας για κάθε πέντε κατοίκους, ενώ στο Ισραήλ η χρήση τους είναι υποχρεωτική στις καινούργιες οικοδομές. Σε πολλές άλλες χώρες η χρήση τους επιδοτείται.Στην Ελλάδα η διάδοση των ηλιακών συσκευών είναι πολύ εντυπωσιακή: το πρώτο μοντέλο λανσαρίστηκε το 1974, το 1980 υπήρχαν εγκατεστημένα περίπου εκατόν πενήντα χιλιάδες τετραγωνικά μέτρα συλλεκτών και το 2004 περίπου τρία εκατομμύρια τετραγωνικά μέτρα συλλεκτών. Μέρος της επιτυχίας αυτής των ηλιακών θερμοσιφώνων στην Ελλάδα οφείλεται στα φορολογικά κίνητρα που είχε θεσπίσει το Ελληνικό κράτος. Σήμερα οι ηλιακοί θερμοσίφωνες χρησιμοποιούνται από περισσότερους από ένα εκατομμύριο καταναλωτές. Μέχρι και τα τελευταία χρόνια, η Ελλάδα ήταν απ' τις κύριες κατασκευάστριες χώρες ηλιακών θερμοσιφώνων.
 Διακρίνουμε δύο είδη ηλιακών θερμοσιφώνων ανάλογα με το κύκλωμα κυκλοφορίας του θερμαινόμενου μέσου:
  • Ανοικτού κυκλώματος: απευθείας θέρμανση του νερού χρήσης (το θερμαινόμενο μέσο είναι το ίδιο το νερό που θα χρησιμοποιήσουμε).
  • Κλειστού κυκλώματος: έμμεση θέρμανση του νερού χρήσης (το θερμαινόμενο μέσο κυκλοφορεί σε ιδιαίτερο κύκλωμα το οποίο θερμαίνει το νερό που θα χρησιμοποιήσουμε χωρίς να γίνεται ανάμιξή τους, μέσω εναλλάκτη θερμότητας).
Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες ανοικτού κυκλώματος είναι απλούστεροι και φθηνότεροι, έχουν όμως προβλήματα σε χαμηλές θερμοκρασίες (παγετούς) γιατί δεν μπορούμε να τους προσθέσουμε αντιψυκτικά μίγματα (το θερμαινόμενο μέσο είναι το ίδιο το νερό χρήσης). Στους ηλιακούς θερμοσίφωνες κλειστού κυκλώματος μπορεί το θερμαινόμενο μέσο να είναι και άλλο ρευστό (πχ. λάδι). Αν είναι μονο νερό, έχει αντιψυκτικά και αντιδιαβρωτικά πρόσθετα για προστασία της συσκευής.
Επίσης μπορούμε να κατηγοριοποιήσουμε τους ηλιακούς θερμοσίφωνες ανάλογα με τον αριθμό ενεργειακών πηγών που μπορούν να εκμεταλλευτούν σε:
  • Διπλής ενέργειας: Ο θερμοσίφωνας λειτουργεί εκμεταλλευόμενος είτε την ηλιακή ενέργεια είτε το ηλεκτρικό ρεύμα (π.χ. κατά την διάρκεια συννεφιάς οπότε η ηλιακή ενέργεια δεν είναι αρκετή για να ζεστάνει το νερό). Για τον σκοπό αυτό, υπάρχει ηλεκτρική αντίσταση τοποθετημένη εντός του τμήματος αποθήκευσης.
  • Τριπλής ενέργειας: Λειτουργεί όπως ο ηλιακός θερμοσίφωνας διπλής ενέργειας αλλά έχει επιπλέον μια είσοδο για να εκμεταλλευτεί ως θερμαντικό μέσο το ζεστό νερό του καλοριφέρ που παράγεται από τον λέβητα κεντρικής θέρμανσης. Προϋπόθεση για την εγκατάσταση ηλιακού θερμοσίφωνα τριπλής ενέργειας είναι να υπάρχει η κατάλληλη υποδομή στο οίκημα υπό την μορφή ξεχωριστών σωληνώσεων (ανά διαμέρισμα εάν πρόκειται για πολυκατοικία) που να συνδέουν το λεβητοστάσιο με τον χώρο εγκατάστασης του ηλιακού θερμοσίφωνα (ταράτσα ή σκεπή).                                          
      Το κυριότερο μέρος ενός ηλιακού θερμοσίφωνα είναι οι ηλιακοί συλλέκτες (ή  καθρέπτες), που είναι η επιφάνεια συλλογής της ηλιακής ακτινοβολίας. Αυτή αποτελείται από τέσσερα μέρη:
  • Την πλάκα συλλογής της ακτινοβολίας
  • Τους σωλήνες ροής του νερού
  • Την κάλυψη (κρύσταλλο) της πλάκας απορρόφησης και
  • Το θερμικάμονωμένο πλαίσιο πάνω στο οποίο στερεώνονται τα υπόλοιπα εξαρτήματα.       Η λειτουργία των συλλεκτών του ηλιακού θερμοσίφωνα βασίζεται στο φαινόμενο του θερμοκηπίου που αναπτύσσεται στο χώρο ανάμεσα στην πλάκα απορρόφησης και τη γυάλινη επικάλυψη. Καταρχήν η ηλιακή ακτινοβολία πέφτει στην (συνήθως μαύρη) απορροφητική πλάκα, ανεβάζοντας της θερμοκρασία της. Η πλάκα με τη σειρά της εκπέμπει μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολία (θερμική ακτινοβολία) για την οποία το τζάμι που καλύπτει την πλάκα είναι σχεδόν αδιαφανές. Έτσι η μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολία (η ζέστη) παγιδεύεται ανάμεσα στην πλάκα και το τζάμι, με αποτέλεσμα να αυξάνεται η απόδοση όσον αφορά τη θέρμανση του νερού (που κυκλοφορεί σε σωλήνες που είναι σ' επαφή με την πλάκα στο πίσω μέρος της ή ενσωματωμένοι σ' αυτή).
    Οι κρίσιμοι παράγοντες για την καλή απόδοση του συστήματος είναι η μεγάλη απορροφητικότητα της πλάκας στην ηλιακή ακτινοβολία, ο μικρός συντελεστής εκπομπής της πλάκας στη μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολία και η μεγάλη αδιαφάνεια του κρυστάλλου για τη δεύτερη. Τα υλικά που προσφέρουν την καλύτερη σχέση απόδοσης-τιμής είναι γυαλί και επιφάνεια από αλουμίνιο ή χαλκό, χρωματισμένη μαύρη.
     Ο ηλιακός θερμοσίφωνας κατά την λειτουργία του εκμεταλλεύεται το φυσικό φαινόμενο της ροής των ρευστών λόγω διαφοράς θερμοκρασίας (διαφοράς πυκνότητας), γνωστό και σαν αρχή του θερμοσιφώνου. Έτσι πετυχαίνεται με φυσικό τρόπο χωρίς κυκλοφορητή (αντλία) συνεχής ροή του θερμαινόμενου μέσου, από το θερμότερο σημείο (ηλιακοί συλλέκτες) προς το ψυχρότερο (δεξαμενή νερού), μέχρις ότου τα δύο σημεία να αποκτήσουν παρόμοιες θερμοκρασίες. Για να είναι αυτό δυνατό πρέπει το ψυχρότερο σημείο να είναι ψηλότερα από το θερμότερο σημείο και για τον λόγο αυτό σε όλους τους ηλιακούς θερμοσίφωνες η δεξαμενή αποθήκευσης είναι πάντα ψηλότερα από τους ηλιακούς συλλέκτες.
    Η συνολική απόδοση του ηλιακού θερμοσίφωνα εξαρτάται κι απ' τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος, τη νεφοκάλυψη και την αποτελεσματικότητα της θερμικής μόνωσης του συστήματος.                                                                                                                            Ο ηλιακός θερμοσίφωνας είναι μια απ' τις "καθαρότερες" και πιο αποδοτικές συσκευές που χρησιμοποιούν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Στη διάρκεια ζωής του ο ηλιακός θερμοσίφωνας εξοικονομεί περίπου δυο χιλιάδες ευρώ απ' τους λογαριασμούς ρεύματος σε τιμές 2005, ενώ αποφεύγεται η έκλυση περίπου τριάντα τόνων διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Κάθε ντους με νερό από ηλιακό θερμοσίφωνα ισοδυναμεί με τρία κιλά διοξειδίου του άνθρακα λιγότερα στην ατμόσφαιρα.                                   

                          Φωτοβολταϊκά

                Με τον γενικό όρο φωτοβολταϊκά χαρακτηρίζονται οι βιομηχανικές διατάξεις μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Στην ουσία πρόκειται για ηλεκτρογενήτριες που συγκροτούνται από πολλά φωτοβολταϊκά στοιχεία σε επίπεδη διάταξη που έχουν ως βάση λειτουργίας το φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Τα φωτοβολταϊκά ανήκουν στη κατηγορία των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ).

    Φωτοβολταϊκό Φαινόμενο

    Το φωτοβολταϊκό (Φ/Β) φαινόμενο αφορά τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Το Φ/Β φαινόμενο ανακαλύφθηκε το 1839 από τον Εντμόντ Μπεκερέλ (Alexandre-Edmond Becquerel ). Περιληπτικά πρόκειται για την απορρόφηση της ενέργειας του φωτός από τα ηλεκτρόνια των ατόμων του Φ/Β στοιχείου και την απόδραση των ηλεκτρονίων αυτών από τις κανονικές τους θέσεις με αποτέλεσμα την δημιουργία ρεύματος. Το ηλεκτρικό πεδίο που προϋπάρχει στο Φ/Β στοιχείο οδηγεί το ρεύμα στο φορτίο.

    Tεχνολογίες Φ/Β Στοιχείων

    Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία χωρίζονται σε δυο βασικές κατηγορίες
    1. Κρυσταλλικού Πυριτίου
  • Μονοκρυσταλλικού πυριτίου, με ονομαστικές αποδόσεις πλαισίων 14,5% έως 21%,
  • Πολυκρυσταλλικού πυριτίου, με ονομαστικές αποδόσεις πλαισίων 13% έως 14,5%.2.
2. Λεπτών Μεμβρανών
  • Άμορφου Πυριτίου, ονομαστικής απόδοσης ~7%.
  • Χαλκοπυριτών CIS / CIGS, ονομαστικής απόδοσης από 7% έως 11%.
Το πυρίτιο (Si) είναι η βάση για το 90% περίπου της παγκόσμιας παραγωγής Φ/Β. Η κυριαρχία αυτή οφείλεται αρχικά στην τεράστια παγκόσμια επιστημονική και τεχνική υποδομή για το υλικό αυτό από τη δεκαετία του '60. Μεγάλες κυβερνητικές και βιομηχανικές επενδύσεις έγιναν σε προγράμματα για τις χημικές και ηλεκτρονικές ιδιότητες του Si, ώστε να δημιουργηθεί ο εξοπλισμός που απαιτείται στα βήματα της επεξεργασίας για την απόκτηση της απαραίτητης καθαρότητας και της κρυσταλλικής δομής του υλικού.
Η γνώση που προέκυψε έτσι για το πυρίτιο, τα χαρακτηριστικά του και η αφθονία του στη γη, το κατέστησαν ικανό και συμφέρον μέσο για την εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας. Εντούτοις, λόγω του ότι είναι εύθραυστο, το πυρίτιο απαιτεί τον σχηματισμό στοιχείων σχετικά μεγάλου πάχους. Αυτό σημαίνει ότι μερικά από τα ηλεκτρόνια που απελευθερώνονται μετά την απορρόφηση της ηλιακής ενέργειας πρέπει να ταξιδέψουν μεγάλες αποστάσεις για να ενταχθούν στην ροή του ρεύματος και να συνεισφέρουν στο ηλεκτρικό κύκλωμα. Συνεπώς, το υλικό θα πρέπει να έχει υψηλή καθαρότητα και δομική τελειότητα, ώστε να αποτρέψει την επιστροφή των ηλεκτρονίων στις φυσικές τους θέσεις. Οι ατέλειες πρέπει να αποφευχθούν ώστε η ενέργεια του ηλεκτρονίου να μην μετατραπεί σε θερμότητα. Η παραγωγή θερμότητας, η οποία είναι επιθυμητή στα ηλιακά θερμικά πλαίσια, όπου αυτή η θερμότητα μεταφέρεται σε ένα ρευστό, είναι ανεπιθύμητη στα Φ/Β πλαίσια, όπου η ηλιακή ενέργεια θα πρέπει να μετατραπεί σε ηλεκτρική.
Το πυρίτιο, ανάλογα με την επεξεργασία του, δίνει μονοκρυσταλλικά, πολυκρυσταλλικά ή άμορφα υλικά, από τα οποία παράγονται τα Φ/Β στοιχεία. Τα λεπτά υλικά είναι ένας τρόπος να μειωθεί το κόστος των Φ/Β πλαισίων και να αυξηθεί η απόδοσή τους. Εκτός από τη χρήση μικρότερης ποσότητας υλικού, ένα άλλο πλεονέκτημα είναι ότι ολόκληρα πλαίσια μπορούν να κατασκευαστούν παράλληλα με τη διαδικασία απόθεσης. Αυτό είναι συμφέρον οικονομικά, αλλά επίσης πολύ απαιτητικό τεχνικά, επειδή η επεξεργασία χωρίς ατέλειες αφορά μεγαλύτερη επιφάνεια.
Στα πλεονεκτήματα των λεπτών πλαισίων τα οποία αναφέρθηκαν παραπάνω, θα πρέπει να αντιπαρατεθεί η χαμηλότερη ως τώρα απόδοσή τους, η οποία περιορίζεται στο 5-10%, ανάλογα με το υλικό. Πάντως η τεχνολογία λεπτού στρώματος (thin film) είναι σε φάση ανάπτυξης, αφού με διάφορες μεθόδους επεξεργασίας και χρήση διαφορετικών υλικών αναμένεται αύξηση της απόδοσης, σταθεροποίηση των χαρακτηριστικών τους και αύξηση της διείσδυσης στην αγορά. Σήμερα πάντως αποτελούν την πιο φθηνή επιλογή Φ/Β πλαισίων.

Δομή ενός φωτοβολταϊκού συστήματος

Το φωτοβολταϊκό σύστημα αποτελείται από ένα αριθμό μερών ή υποσυστημάτων:
  • (α) Τη φωτοβολταϊκή γεννήτρια με τη μηχανική υποστήριξη και πιθανόν ένα σύστημα παρακολούθησης της ηλιακής τροχιάς.
  • (β) Μπαταρίες (υποσύστημα αποθήκευσης)- πλέον δεν χρησιμοποιούνται, εκτός σε απομακρυσμένες εγκαταστάσεις όπως είναι π.χ. οι Φάροι, διαφορετικά η σύνδεση του πάνελ γίνεται απευθείας με το υφιστάμενο δίκτυο της ΔΕΗ.
  • (γ) Καθορισμό ισχύος και συσκευή ελέγχου που περιλαμβάνει φροντίδα για μέτρηση και παρατήρηση.
  • (δ) Εφεδρική γεννήτρια. Η επιλογή του πώς και ποια από αυτά τα στοιχεία ολοκληρώνονται μέσα στο σύστημα εξαρτάται από ποικίλες εκτιμήσεις.  

    Χρήσεις

    Τα φωτοβολταϊκά είναι διατάξεις που παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα από την ηλιακή ακτινοβολία. Το ηλεκτρικό αυτό ρεύμα χρησιμοποιείται για να δώσει ενέργεια σε μια συσκευή ή για τη φόρτιση μπαταρίας. Η τεχνολογία αυτή χρησιμοποιείται ευρέως σε μικροϋπολογιστές τσέπης που λειτουργούν χωρίς μπαταρία, απλώς με την έκθεσή τους στο φως.
    Τα φωτοβολταϊκά χρησιμοποιούνται συχνά σε συστοιχίες για την παραγωγή ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα. Σε τέτοια μορφή χρησιμοποιούνται για να δίνουν ενέργεια σε δορυφόρους, διαστημόπλοια, αλλά και σε απλούστερες εφαρμογές, όπως για την ενεργειοδότηση απομακρυσμένων τηλεφώνων εκτάκτου ανάγκης σε εθνικές οδούς, σε σπίτια κλπ.
    Σε πολλές χώρες έχουν ξεκινήσει προγράμματα επιδότησης των επενδύσεων σε φωτοβολταϊκά, τα οποία παράγουν ηλεκτρική ενέργεια που μεταπωλείται και εισάγεται στα δημόσια δίκτυα μεταφοράς. Τα προγράμματα αυτά έχουν στόχο τη διαφοροποίηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και τη σταδιακή απεξάρτησή της από το πετρέλαιο.
    Η θερμοκρασία είναι μια σημαντική παράμετρος λειτουργίας ενός Φ/Β συστήματος. Όπως έχουμε δει ο συντελεστής θερμοκρασίας για την τάση ανοικτού κυκλώματος είναι κατά προσέγγιση ίσος με -2.3 mV/◦C για καθένα ηλιακό στοιχείο. Ο συντελεστής τάσης μιας βασικής μονάδας είναι επομένως αρνητικός και πολύ μεγάλος από τη στιγμή που συνδέονται σε σειρά 33 έως 36 ηλιακά στοιχεία. Ο συντελεστής ρεύματος, από την άλλη πλευρά, είναι θετικός και μικρός , περίπου +6 μΑ/◦C ανά τετραγωνικό εκατοστό της βασικής μονάδας. Συνεπώς, μόνο η μεταβολή τάσης σε σχέση μ’ αυτή της θερμοκρασίας λαμβάνεται υπόψη για πρακτικούς κυρίως υπολογισμούς, ενώ για κάθε βασική μονάδα αποτελούμενη από nc ηλιακά στοιχεία συνδεδεμένα σε σειρά ισούται προς:
    Είναι σημαντικό να σημειώσετε ότι η τάση καθορίζεται από τη θερμοκρασία λειτουργίας των ηλιακών στοιχείων, η οποία διαφέρει από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.
    Όπως και για καθένα ηλιακό στοιχείο, το ρεύμα βραχυκυκλώματος Isc μιας βασικής μονάδας είναι ανάλογο προς την ακτινοβολία και επομένως θα ποικίλλει κατά τη διάρκεια της ημέρας κατά τον ίδιο τρόπο. Εφόσον η τάση είναι λογαριθμική συνάρτηση του ρεύματος, θα εξαρτάται επίσης λογαριθμικά και από την ακτινοβολία. Κατά τη διάρκεια της ημέρας επομένως η τάση θα μεταβάλλεται λιγότερο από ότι το ρεύμα. Στο σχεδιασμό της Φ/Β γεννήτριας είναι συνηθισμένο να παραμελείται η μεταβολή της τάσης και να λαμβάνεται το ρεύμα βραχυκυκλώματος ανάλογο προς την ακτινοβολία.
    Η λειτουργία μιας βασικής μονάδας θα πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στο σημείο μέγιστης ισχύος. Είναι ένα σημαντικό γνώρισμα της χαρακτηριστικής της βασικής μονάδας, το ότι η τάση του σημείου μεγίστης ισχύος Vm είναι σχεδόν ανεξάρτητη από την ακτινοβολία. Η μέση τιμή αυτής της τάσης κατά τη διάρκεια της ημέρας μπορεί να εκτιμηθεί στο 80% της τάσης ανοικτού κυκλώματος κάτω από κανονικές συνθήκες ακτινοβολίας. Αυτή η ιδιότητα είναι χρήσιμη για τη σχεδίαση της μονάδας ελέγχου της ισχύος της συσκευής.
    Ο χαρακτηρισμός της βασικής Φ.Β. μονάδας συμπληρώνεται με τη μέτρηση της θερμοκρασίας ενός κανονικά λειτουργούντος ηλιακού στοιχείου (NOCT) (Normal Operating Cell Τemperature), οριζόμενης ως η θερμοκρασία του ηλιακού στοιχείου, όταν η βασική μονάδα λειτουργεί κάτω από τις ακόλουθες συνθήκες σε ανοικτό κύκλωμα:
  • Ακτινοβολία 0,8
  • Φασματική κατανομή ΑΜ 1,5
  • Θερμοκρασία περιβάλλοντος 20°C
  • Ταχύτητα ανέμου 1 m/s
Η NOCT (συνήθως μεταξύ 42°C και 46 °C) χρησιμοποιείται τότε για να καθορίσει τη θερμοκρασία του ηλιακού ηλεκτρικού στοιχείου Tc κατά τη διάρκεια της λειτουργίας βασικής μονάδας. Συνήθως υποθέτουμε ότι η διαφορά μεταξύ Τc και θερμοκρασίας περιβάλλοντος Ta εξαρτάται γραμμικά από την ακτινοβολία Gr.  

Συλλογή του ηλιακού φωτός

Ένα σημαντικό πρόβλημα που αντιμετωπίζει ο σχεδιαστής μιας διάταξης είναι το που θα στερεωθούν οι βασικές μονάδες, αν θα στερεωθούν σε σταθερές θέσεις ή οι προσανατολισμοί τους θα ακολουθούν (ιχνηλατούν) την κίνηση του ηλίου.
Στις περισσότερες διατάξεις οι βασικές μονάδες στερεώνονται σ’ ένα σταθερό κεκλιμένο επίπεδο με την πρόσοψη προς τον ισημερινό. Αυτό έχει την αρετή της απλότητας, δηλαδή κανένα κινούμενο τμήμα και χαμηλό κόστος. H άριστη γωνία κλίσης εξαρτάται κυρίως από το γεωγραφικό πλάτος, την αναλογία της διάχυτης ακτινοβολίας στην τοποθεσία και το είδος του φορτίου.
Στερεώνοντας τη διάταξη πάνω σε σύστημα με δύο άξονες παρακολούθησης του Ηλίου, μπορεί να συλλεχθεί μέχρι 25% περισσότερη ηλιακή ενέργεια κατά τη διάρκεια ενός έτους, σε σύγκριση με την εγκατάσταση σταθερής κλίσης. Κάτι τέτοιο όμως αυξάνει την πολυπλοκότητα και έχει ως αποτέλεσμα μια χαμηλότερης αξιοπιστίας και υψηλότερου κόστους συντήρηση. Η μονού άξονα παρακολούθηση (ιχνηλάτηση) είναι λιγότερο σύνθετη αλλά παρουσιάζει μικρότερο κέρδος. Ο προσανατολισμός μπορεί να ρυθμίζεται χειροκίνητα, εκεί που η προσφορά εργασίας είναι διαθέσιμη, αυξάνοντας έτσι τις όποιες απολαβές. Έχει υπολογιστεί ότι σε κλίματα με ηλιοφάνεια μια διάταξη επίπεδης κινούμενης πλάκας που έχει κατάλληλη ρύθμιση ώστε να στρέφεται προς τον ήλιο δυο φορές την ημέρα και να παίρνει την κατάλληλη κρίση τέσσερις φορές το χρόνο, μπορεί να συλλαμβάνει το 95% της ενέργειας, που συλλέγετε με ένα σύστημα δυο αξόνων παρακολούθησης πλήρως αυτοματοποιημένο.
Το σύστημα παρακολούθησης είναι ιδιαίτερα σημαντικό στα συστήματα, που λειτουργούν κάτω από συγκεντρωμένο ηλιακό φως. Η δομή αυτών των συστημάτων εκτείνεται από έναν απλό σχεδιασμό βασισμένο πάνω σε πλευρικούς ενισχυτικούς καθρέπτες μέχρι τα συγκεντρωτικά συστήματα, τα οποία χρησιμοποιούν υπερσύγχρονες οπτικές τεχνικές, για να αυξήσουν την είσοδο φωτός προς τα ηλιακά στοιχεία κατά μερικές τάξεις του μεγέθους. Αυτά τα συστήματα πρέπει να προνοούν για ένα σημαντικό γεγονός, ότι δηλαδή συγκεντρώνοντας το ηλιακό φως ελαττώνουν το γωνιακό άνοιγμα των ακτίνων, που το σύστημα μπορεί να δεχθεί. Η παρακολούθηση γίνεται απαραίτητη από τη στιγμή που ο λόγος συγκέντρωσης υπερβαίνει το 10 περίπου και το σύστημα μπορεί να μετατρέψει μόνο την άμεση συνιστώσα της ηλιακής ακτινοβολίας.      

                        Ηλιακό όχημα

    Ένα ηλιακό όχημα είναι ένα ηλεκτρικό όχημα τροφοδοτείται πλήρως ή σημαντικά από την άμεση ηλιακή ενέργεια . Συνήθως, φωτοβολταϊκά (PV) κύτταρα που περιέχονται σε ηλιακούς συλλέκτες μετατρέπουν το Κυρ 's ενέργεια άμεσα σε ηλεκτρική ενέργεια . Ο όρος «ηλιακό όχημα" σημαίνει συνήθως ότι η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται για να τροφοδοτήσει το σύνολο ή μέρος του ενός οχήματος πρόωσης . ηλιακή ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παροχή ενέργειας για τις επικοινωνίες ή ελέγχους ή άλλες βοηθητικές λειτουργίες.
Ηλιακή οχήματα δεν πωλούνται ως πρακτική ημέρα με την ημέρα συσκευές μεταφοράς προς το παρόν, αλλά είναι κατά κύριο λόγο τα οχήματα επίδειξης και ασκήσεις τεχνικής, συχνά χρηματοδοτείται από κρατικούς φορείς. Εντούτοις, έμμεσα ηλιακά φορτισμένων οχήματα είναι ευρέως διαδεδομένη και ηλιακά σκάφη είναι διαθέσιμα εμπορικά.

Περιορισμοί

Υπάρχουν όρια στη χρήση φωτοβολταϊκών (PV) κύτταρα για οχήματα:
  • Πυκνότητα ισχύος: Ισχύς από μια ηλιακή συστοιχία περιορίζεται από το μέγεθος του οχήματος και της περιοχής που μπορούν να εκτεθούν στο ηλιακό φως. Ενώ η ενέργεια μπορεί να συσσωρευτεί σε μπαταρίες για χαμηλότερη ζήτηση αιχμής για τη συστοιχία και να παρέχουν λειτουργία σε ανήλια συνθήκες, η μπαταρία προσθέτει βάρος και κόστος στο όχημα. Το όριο ισχύος μπορεί να μετριαστεί με τη χρήση των συμβατικών ηλεκτρικών οχημάτων που παρέχονται από ηλιακή (ή άλλες) ισχύς, η επαναφόρτιση από το ηλεκτρικό δίκτυο.
  • Κόστος: Ενώ το φως του ήλιου είναι δωρεάν, η δημιουργία των φωτοβολταϊκών κυττάρων για να συλλάβει το φως του ήλιου ότι είναι ακριβό. Το κόστος για ηλιακούς συλλέκτες είναι σταθερά πτωτική (22% μείωση του κόστους ανά διπλασιασμό του όγκου παραγωγής).
  • Εκτιμήσεις Σχεδιασμός: Ακόμα κι αν το φως του ήλιου δεν έχει διάρκεια ζωής, κάνουν φωτοβολταϊκές κυψέλες. Η διάρκεια ζωής ενός φωτοβολταϊκού πλαισίου είναι περίπου 30 χρόνια.Πρότυπο φωτοβολταϊκά συχνά έρχονται με μια εγγύηση του 90% (από την ονομαστική ισχύ) μετά από 10 χρόνια και το 80% μετά από 25 χρόνια. Mobile εφαρμογές είναι μάλλον απίθανο να απαιτήσει τη διάρκεια της ζωής όσο κατασκευή ολοκληρωμένων φωτοβολταϊκών και ηλιακών πάρκων. Τα σημερινά φωτοβολταϊκά ως επί το πλείστον σχεδιαστεί για σταθερές εγκαταστάσεις. Ωστόσο, για να είναι επιτυχής σε κινητές εφαρμογές, ΦΒ πάνελ πρέπει να είναι σχεδιασμένα να αντέχουν κραδασμούς. Επίσης, ηλιακούς συλλέκτες, ιδιαίτερα εκείνων που ενσωματώνουν γυαλί έχουν σημαντική βαρύτητα. Για να είναι χρήσιμη, η ενέργεια που συλλέγεται από ένα πάνελ πρέπει να υπερβαίνει την προστιθέμενη κατανάλωση καυσίμου που προκαλείται από την προσθήκη βάρους. Ηλιακά αυτοκίνητα εξαρτώνται από φωτοβολταϊκές κυψέλες για να μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια για την κίνηση ηλεκτρικά μοτέρ. Σε αντίθεση με ηλιακή θερμική ενέργεια που μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε θερμική, φωτοβολταϊκά κύτταρα μετατρέπουν άμεσα το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια. Ηλιακά αυτοκίνητα συνδυάζουν την τεχνολογία που χρησιμοποιούνται συνήθως στα αεροδιαστημικής , ποδήλατο , εναλλακτικές πηγές ενέργειας και αυτοκινήτων βιομηχανίες. Ο σχεδιασμός ενός ηλιακού αυτοκινήτου περιορίζεται σημαντικά από την ποσότητα της ενέργειας εισόδου εντός του αυτοκινήτου. Τα ηλιακά αυτοκίνητα κατασκευασμένα για ηλιακά αγώνες αυτοκινήτου . Ακόμα και τα καλύτερα ηλιακά κύτταρα μπορούν να συλλέγουν μόνο περιορισμένη ισχύ και ενέργεια πάνω από την περιοχή της επιφάνειας ενός αυτοκινήτου. Αυτό περιορίζει ηλιακά αυτοκίνητα σε ένα ενιαίο κάθισμα, χωρίς χωρητικότητα φορτίου, και υπερελαφρών σύνθετα σώματα για να σώσει το βάρος. Ηλιακά αυτοκίνητα δεν έχουν τα χαρακτηριστικά ασφάλειας και άνεσης των συμβατικών οχημάτων.
    Τα ηλιακά αυτοκίνητα συχνά είναι εξοπλισμένα με μετρητές και / ή ασύρματη τηλεμετρία , να παρακολουθεί προσεκτικά την κατανάλωση ενέργειας του αυτοκινήτου, ηλιακής ενέργειας και άλλες παραμέτρους. Ασύρματη τηλεμετρία είναι συνήθως προτιμάται καθώς απελευθερώνει τον οδηγό να επικεντρωθεί στην οδήγηση, η οποία μπορεί να είναι επικίνδυνη σε ένα τόσο μικρό, ελαφρύ car.The Ηλιακό σύστημα ηλεκτρικό όχημα έχει σχεδιαστεί και κατασκευαστεί ως ένα εύκολο στην εγκατάσταση (2 έως 3 ώρες) ολοκληρωμένο σύστημα αξεσουάρ με ένα έθιμο φορμαρισμένο χαμηλού προφίλ ηλιακή μονάδα, συμπληρωματική μπαταρία και αποδεδειγμένη χρέωση έλεγχο του συστήματος.
    Ως εναλλακτική λύση, μια μπαταρία ηλεκτρικό όχημα μπορεί να χρησιμοποιήσει μια ηλιακή συστοιχία για την επαναφόρτιση? Η συστοιχία μπορεί να συνδεθεί με το γενικό ηλεκτρικό δίκτυο διανομής.Ένα ηλιακό ποδήλατο ή τρίκυκλο έχει το πλεονέκτημα του πολύ χαμηλού βάρους και μπορεί να χρησιμοποιήσει τη δύναμη τα πόδια τους αναβάτες να συμπληρώσει την ενέργεια που παράγεται από το ηλιακό πάνελ οροφής. Με τον τρόπο αυτό, μια συγκριτικά απλή και ανέξοδη όχημα μπορεί να οδηγηθεί χωρίς τη χρήση τυχόν ορυκτών καυσίμων.
    Ηλιακή φωτοβολταϊκά βοήθησε πρώτη δύναμη της Ινδίας Quadracycle αναπτύχθηκε από το 1996 σε Σούρατ , Γκουτζαράτ .
    Τα πρώτα φωτοβολταϊκά "αυτοκίνητα" ήταν στην πραγματικότητα τρίκυκλα ή τετράκυκλα χτισμένο με τεχνολογία ποδήλατο. Αυτά ονομάστηκαν solarmobiles στην πρώτη ηλιακή φυλή, το Tour de Sol στην Ελβετία το 1985 με 72 συμμετέχοντες, οι μισοί χρησιμοποιώντας αποκλειστικά ηλιακή ενέργεια και κατά το ήμισυ ηλιακή ανθρώπινη-powered υβρίδια. Λίγα αλήθεια ηλιακά ποδήλατα χτίστηκαν, είτε με μια μεγάλη ηλιακή στέγη, μια μικρή ομάδα πίσω, ή ένα ρυμουλκούμενο με ένα ηλιακό πάνελ. Αργότερα, πιο πρακτικό ηλιακή ποδήλατα χτίστηκαν με αναδιπλούμενα πάνελ να συσταθεί μόνο κατά τη διάρκεια της στάθμευσης. Ακόμη και αργότερα οι πίνακες είχαν μείνει στο σπίτι τους, τη διατροφή τους σε ηλεκτρικό δίκτυο, καθώς και τα ποδήλατα που χρεώνονται από το ηλεκτρικό δίκτυο. Σήμερα ανεπτυγμένες ηλεκτρικά ποδήλατα είναι διαθέσιμα και αυτοί χρήση τόσο λίγη δύναμη που κοστίζει λίγο για να αγοράσει το αντίστοιχο ποσό της ηλιακής ηλεκτρικής ενέργειας. Η «ηλιακή» έχει εξελιχθεί από το πραγματικό υλικό σε μια έμμεση λογιστικό σύστημα. Το ίδιο σύστημα λειτουργεί επίσης για ηλεκτρικές μοτοσικλέτες, οι οποίες, επίσης, αναπτύχθηκε για πρώτη φορά για το Tour de Sol . Αυτό γίνεται γρήγορα μια εποχή της ηλιακής παραγωγής. Με υψηλές επιδόσεις κύτταρα σημερινή ηλιακή, ένα εμπρός και πίσω πάνελ φωτοβολταϊκών σε αυτό το ηλιακό ποδήλατο μπορεί να δώσει επαρκή βοήθεια, όπου η περιοχή δεν περιορίζεται από τις μπαταρίες.
    Το Venturi Astrolab το 2006 χαιρετίστηκε ως το πρώτο εμπορικό κόσμο της ηλεκτρο-ηλιακό υβριδικό αυτοκίνητο, και ήταν αρχικά αναμένεται να κυκλοφορήσει τον Ιανουάριο του 2008.
    Τον Μάιο του 2007 η συνεργασία των καναδικών εταιρειών με επικεφαλής την Hymotion αλλάξει ένα Toyota Prius να χρησιμοποιήσει ηλιακά κύτταρα για να παράγουν έως και 240 βατ ηλεκτρικής ενέργειας σε πλήρη ηλιοφάνεια. Αυτό αναφέρεται ως επιτρέποντας έως και 15 χιλιόμετρα επιπλέον σειρά σε μια ηλιόλουστη καλοκαιρινή μέρα,ενώ με τη χρήση μόνο του ηλεκτρικού μοτέρ.
    Μια πρακτική εφαρμογή για την ηλιακή ενέργεια οχήματα είναι πιθανόν αμαξάκια του γκολφ, μερικά από τα οποία χρησιμοποιούνται σχετικά λίγο, αλλά περνούν το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου τους παρκαρισμένο στον ήλιο.
    Ένας εφευρέτης από το Μίτσιγκαν, ΗΠΑ έχει δημιουργήσει μια νομική οδό, με άδεια, τους ασφαλισμένους, ηλιακή χρεώνονται ηλεκτρικά σκούτερ. Έχει τελική ταχύτητα ελέγχεται σε λίγο πάνω από 30 mph, και χρησιμοποιεί φορές-από ηλιακούς συλλέκτες για να φορτίσετε τις μπαταρίες ενώ σταθμευμένο.
    Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία που χρησιμοποιούνται στο εμπόριο ως βοηθητικές μονάδες ισχύος για τα επιβατικά αυτοκίνητα για να αερίζεται το αυτοκίνητο, μειώνοντας την θερμοκρασία του θαλάμου επιβατών, ενώ είναι σταθμευμένο στον ήλιο. Οχήματα όπως το 2010 Prius , Άπτερα 2 , Audi A8 , και Mazda 929 είχαν ηλιακή οροφή επιλογές για σκοπούς εξαερισμού.
    Η περιοχή των φωτοβολταϊκών πλαισίων που απαιτείται για να τροφοδοτήσει ένα αυτοκίνητο με συμβατική σχεδίαση είναι πάρα πολύ μεγάλο για να φέρει το αεροπλάνο. Ένα αυτοκίνητο πρωτότυπο και ρυμουλκούμενο έχει χτιστεί Solar ταξί . Σύμφωνα με την ιστοσελίδα, είναι ικανή των 100 km / ημέρα χρησιμοποιώντας 6m 2 του προτύπου κυψέλες κρυσταλλικού πυριτίου. Η ηλεκτρική ενέργεια που αποθηκεύεται με μια νικέλιο / μπαταρία αλάτι . Ένα στατικό σύστημα όπως ένα πάνελ οροφή ηλιακό, ωστόσο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να φορτίσει τα συμβατικά ηλεκτρικά οχήματα.
    Είναι επίσης δυνατή η χρήση ηλιακών συλλεκτών για να επεκτείνει το φάσμα της ένα υβριδικό ή ηλεκτρικό αυτοκίνητο, όπως έχει ενσωματωθεί στο Κάρμα Fisker , διατίθεται προαιρετικά για το Chevy Volt , στο καπό και την οροφή του "Destiny 2000" τροποποιήσεις του Pontiac Fieros , Italdesign Quaranta , Δωρεάν κίνησης EV Solar Bug , και πολλά άλλα ηλεκτρικά οχήματα, τόσο ιδέα και παραγωγή. Τον Μάιο του 2007 η συνεργασία των καναδικών εταιρειών με επικεφαλής την Hymotion προστέθηκε φωτοβολταϊκών κυττάρων σε ένα Toyota Prius να επεκτείνει το φάσμα.Ο ΣΕΒ υποστηρίζει 20 μίλια ανά ημέρα από τη συνδυασμένη 215W μονάδα τους τοποθετούνται στην οροφή του αυτοκινήτου και επιπλέον 3kWh μπαταρία.
    Στις 9 Ιουνίου 2008, η γερμανική και η γαλλική Πρόεδροι ανακοίνωσε ένα σχέδιο για να προσφέρει μια Cedit του 6-8g/km των εκπομπών CO 2 για τα αυτοκίνητα είναι εξοπλισμένα με τεχνολογίες "που δεν έχουν ακόμη ληφθεί υπόψη κατά τη διάρκεια του κανονικού κύκλου μέτρησης των εκπομπών του αυτοκινήτου" .Αυτό οδήγησε σε εικασίες ότι τα φωτοβολταϊκά πάνελ θα μπορούσε να υιοθετηθεί ευρέως σε αυτοκίνητα στο προσεχές μέλλον.
    Επίσης, είναι τεχνικά δυνατή η χρήση φωτοβολταϊκής τεχνολογίας, (ειδικά thermophotovoltaic (TPV) τεχνολογία) για την παροχή κινητήριας δύναμης για ένα αυτοκίνητο. Το καύσιμο που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση ενός εκπομπού. Η υπέρυθρη ακτινοβολία που παράγεται μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια από ένα χαμηλό χάσμα ζωνών φωτοβολταϊκών κυττάρων (π.χ. GaSb). Μια protoype TPV υβριδικό αυτοκίνητο ήταν ακόμη κατασκευαστεί. Το «Viking 29" ήταν η πρώτη thermophotovoltaic στον κόσμο (TPV) powered αυτοκίνητο, σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από την Οχημάτων Research Institute (VRI) στο Western Washington University. Αποτελεσματικότητας θα πρέπει να αυξηθεί και να μειωθεί το κόστος που να κάνει TPV ανταγωνιστική με κυψέλες καυσίμου ή κινητήρες εσωτερικής καύσης.
    Μια ελβετική έργο, που ονομάζεται "Solartaxi", έχει περιέπλευσε τον κόσμο. Αυτή είναι η πρώτη φορά στην ιστορία ένα ηλεκτρικό όχημα (όχι αυτάρκη ηλιακή όχημα) έχει πάει σε όλο τον κόσμο, καλύπτοντας 50.000 χιλιόμετρα σε 18 μήνες και διασχίζοντας 40 χώρες. Πρόκειται για ένα δρόμο-αξίζει ηλεκτρικό όχημα έλξης ενός ρυμουλκούμενου με ηλιακούς συλλέκτες, μεταφέροντας ένα 6 τ.μ. μεγέθους ηλιακή συστοιχία. Η Solartaxi έχει Zebra μπαταρίες , οι οποίες επιτρέπουν μια σειρά από 400 χιλιόμετρα χωρίς επαναφόρτιση. Το αυτοκίνητο μπορεί επίσης να τρέξει για 200 χιλιόμετρα χωρίς το ρυμουλκούμενο. Μέγιστη ταχύτητα του είναι 90 km / h. Το αυτοκίνητο ζυγίζει 500 κιλά και το ρυμουλκούμενο ζυγίζει 200 ​​κιλά. Σύμφωνα με εκκινητή και περιοδεία σκηνοθέτης Louis Palmer , το αυτοκίνητο σε μαζική παραγωγή θα μπορούσε να παραχθεί για 16000 ευρώ. Solartaxi έχει περιοδεύσει τον κόσμο από τον Ιούλιο 2007 μέχρι τον Δεκέμβριο του 2008 για να δείξει ότι οι λύσεις για να σταματήσει η υπερθέρμανση του πλανήτη είναι διαθέσιμες και να ενθαρρύνει τους ανθρώπους για την επιδίωξη εναλλακτικών λύσεων για τα ορυκτά καύσιμα .Palmer προτείνει την πιο οικονομική θέση για τους ηλιακούς συλλέκτες για ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο είναι στέγες κτιρίων όμως,το παρομοιάζοντας για την τοποθέτηση των χρημάτων σε μια τράπεζα σε μια τοποθεσία και την ανάκληση σε ένα άλλο.