-
Τι είναι το φωτοβολταϊκό φαινόμενο;
Τα φωτοβολταϊκά (PV-PhotoVoltaic) Ηλιακά Στοιχεία παράγουν ηλεκτρική ενέργεια μέσω του Φωτοβολταϊκού φαινομένου. Ανακαλύφθηκε το 1839 από τον 19χρονο Edmund Becquerel και είναι το φαινόμενο κατά το οποίο ορισμένα υλικά παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα όταν εκτίθενται στο φως. Στην κλασσικότερη περίπτωση φωτοβολταϊκών στοιχείων, ένας ημιαγωγός με PN ένωση κατασκευάζεται με την ένωση δύο στρωμάτων από καθαρό κρυσταλλικό πυρίτιο σε κάθε ένα από τα οποία έχει γίνει πρόσμιξη με ένα διαφορετικό υλικό (π.χ. αρσενικό (As), γάλλιο (Ga), αλουμίνιο (Al), φώσφορος (P). Κατ’αυτόν τον τρόπο το ένα στρώμα πυριτίου έχει έλλειμμα ηλεκτρονίων (p-type) (η αλλιώς περίσσια οπών) και το άλλο στρώμα περίσσια ηλεκτρονίων (n-type). Τα υλικά πρόσμιξης στο κρυσταλλικό πυρίτιο οδηγούν στην δημιουργία ηλεκτρικού πεδίου ανάμεσα στα δύο στρώματα και έτσι τα ηλεκτρόνια κινούνται μονόδρομα από το στρώμα με περίσσια ηλεκτρονίων σε αυτό με έλλειψη ηλεκτρονίων. Εκεί όπου τα δύο στρώματα ενώνονται έχουμε μια «περιοχή κατάρρευσης» λόγω της απουσίας αντίθετα φορτισμένων σωματιδίων (ηλεκτρόνια και οπές). Ηλεκτρόνια κινούνται από το n-type στρώμα (αρνητικά φορτισμένο) προς το p-type στρώμα (θετικά φορτισμένο) και ενώνονται με οπές. Κατά παρόμοιο τρόπο, οπές κινούνται από το p-type στρώμα στο n-type στρώμα. Εφόσον τα άτομα πυριτίου δεν κινούνται, όσες οπές παραμένουν αδέσμευτες στο n-type στρώμα το καθιστούν θετικά φορτισμένο ενώ κατά παρόμοιο τρόπο, όσα ηλεκτρόνια μένουν αδέσμευτα στο p-type στρώμα το καθιστούν αρνητικά φορτισμένο. Έτσι, δημιουργείται ένα ηλεκτρικό δυναμικό γύρω από την περιοχή ένωσης των δύο στρωμάτων της τάξης των 0,6-0,7 Volts. Το φράγμα δυναμικού ανάμεσα στο p-type στρώμα και στο n-type στρώμα εμποδίζει περισσότερα ηλεκτρόνια και οπές να κινηθούν διαπερνώντας την ένωση μέχρι το φως να φτάσει στο φωτοβολταϊκό στοιχείο μεταφέροντας ενέργεια στα ηλεκτρόνια με την οποία πλέον θα μπορέσουν να κινηθούν προς το αντίθετα φορτισμένο στρώμα.
Η ενέργεια από τον ήλιο μεταδίδεται μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας με την μορφή «πακέτων ενέργειας» που ονομάζονται φωτόνια. Κάθε φωτόνιο αντιστοιχεί σε μία ποσότητα ενέργειας που έχει σχέση με το μήκος κύματός του. Όταν ένα φωτόνιο προσπίπτει στο φωτοβολταϊκό στοιχείο, τρία πράγματα μπορούν να συμβούν: να το διαπεράσει, να ανακλαστεί ή να απορροφηθεί. Στην τρίτη περίπτωση, η ενέργεια του απορροφάται από ένα ηλεκτρόνιο ενός ατόμου του φωτοβολταϊκού στοιχείου προσφέροντας ουσιαστικά την απαραίτητη ενέργεια για να «δραπετεύσει» από την θέση του, να διαπεράσει την p-n ένωση και να ενωθεί με μία οπή. Με αυτόν τον τρόπο, τα κινούμενα ηλεκτρόνια μπορούν να διοχετευθούν σε ένα κλειστό κύκλωμα, να τροφοδοτήσουν με ρεύμα μία ηλεκτρική συσκευή και να καταλήξουν στο αντίθετο στρώμα επαναδεσμεύοντας τις οπές που έχουν μείνει ακάλυπτες. Με αυτόν τον τρόπο, εκμεταλλευόμαστε την ηλιακή ενέργεια με μία μέση απόδοση της τάξης των 5-15%. Η διαδικασία αυτή μπορεί να επαναλαμβάνεται για πολλά χρόνια μέχρι το τέλος της ζωής του φωτοβολταϊκού στοιχείου. -
Πότε ξεκίνησαν να χρησιμοποιούνται τα πρώτα εμπορικά φωτοβολταϊκά συστήματα;
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα εξ’αρχής χρησιμοποιήθηκαν σε διαστημικές εφαρμογές. Τα πρώτα εργοστάσια που παρήγαγαν φωτοβολταϊκά πλαίσια προορισμένα για εμπορική χρήση άρχισαν να λειτουργούν στην δεκαετία του 1970. Σε αυτή την δεκαετία, έγιναν και οι πρώτες εγκαταστάσεις φωτοβολταϊκών συστημάτων για εφαρμογές όπως η ηλεκτροδότηση απομακρυσμένων χωριών και άντληση νερού. Χώρες όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Γαλλία και η Ιαπωνία ήταν από τις πρώτες που άρχισαν να εγκαθιστούν φωτοβολταϊκά συστήματα. Το πρώτο φωτοβολταϊκό σύστημα που εγκαταστάθηκε στην Ελλάδα ήταν ένα φωτοβολταϊκό πάρκο ισχύος 100 kW στην Κύθνο, προϊόν κοινοπραξίας στην οποία συμμετείχε εκτός των άλλων και η ΔΕΗ Α.Ε. -
Ποιά είναι τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα των φωτοβολταϊκών συστημάτων;
Τα βασικότερα πλεονεκτήματα της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από φωτοβολταϊκά συστήματα είναι τα ακόλουθα:i. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας γίνεται με έναν τελείως καθαρό και οικολογικό τρόπο. Το «καύσιμο» στην περίπτωση των φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι η ηλιακή ακτινοβολία. Δεν χρησιμοποιούν κανένα άλλο καύσιμο, δεν εκπέμπουν κανενός είδους αέρια ή υγρά απόβλητα, δεν επηρεάζουν άλλους φυσικούς πόρους και δεν βάζουν σε κανένα κίνδυνο την πανίδα ή την χλωρίδα της εκάστοτε περιοχής.
ii. Η λειτουργία των φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι αθόρυβη ενώ δεν προκαλούν οπτική όχληση.
iii. Μικρά φωτοβολταϊκά συστήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ανεκμετάλλευτες επιφάνειες σε στέγες, προσόψεις ή άλλες επιφάνειες κτιρίων.
iv. Η ηλιακή ακτινοβολία είναι μία πηγή ενέργειας ανεξάντλητη και διαθέσιμη παντού στον πλανήτη. Δεν απαιτείται μεταφορά της από άλλες περιοχές ή επεξεργασία της, μειώνοντας έτσι στο μηδέν την επιπλέον ενέργεια που απαιτείται λόγω των παραπάνω διαδικασιών στην παραγωγή ενέργειας από συμβατικά καύσιμα.
v. Ένα φωτοβολταϊκό σύστημα μπορεί να διαστασιολογηθεί ανάλογα με τις ενεργειακές ανάγκες ή την διαθέσιμη επιφάνεια ενώ πάντα υπάρχει η δυνατότητα επέκτασης ή μετακίνησης του φωτοβολταϊκού συστήματος. Είναι δηλαδή «ευέλικτα» συστήματα ως προς το μέγεθος, την ισχύ τους και κατά συνέπεια τις εφαρμογές τους.
-
Σε ποιούς χώρους ή επιφάνειες μπορεί να εγκατασταθεί ένα φωτοβολταϊκό σύστημα;
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα μπορούν να εγκατασταθούν πρακτικά σε κάθε επιφάνεια, είτε πρόκειται για αγροτεμάχια είτε πρόκειται για επιφάνειες κτιρίων (στέγες, ταράτσες, προσόψεις κ.τ.λ.). Ο μόνο περιορισμός που έχει θέσει η ελληνική πολιτεία είναι να μην πραγματοποιούνται εγκαταστάσεις φωτοβολταϊκών συστημάτων σε προστατευόμενες περιοχές (όπως Natura, αρχαιολογικοί χώροι) και σε δασικές εκτάσεις ή εκτάσεις υψηλής γεωργικής παραγωγικότητας. -
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα δημιουργούν κάποιου είδους όχληση στο περιβάλλον; (ακουστική, οπτική κ.τ.λ.)
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα δεν δημιουργούν κανενός είδους ακουστική ή οπτική όχληση στο περιβάλλον. Εξάλλου, σύμφωνα με την ΚΥΑ 19500/2004 (ΦΕΚ 1671 Β΄/11.11.2004, “Τροποποίηση και συμπλήρωση της αντιστοίχισης των δραστηριοτήτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με τους βαθμούς όχλησης που αναφέρονται στην πολεοδομική νομοθεσία”), φωτοβολταϊκοί σταθμοί ισχύος έως 500 κιλοβάτ (kWp) ορίζονται ως μη οχλούσες εγκαταστάσεις, ενώ οι μεγαλύτερης ισχύος σταθμοί ορίζονται ως χαμηλής όχλησης. Ως εκ της υπαγωγής τους από το νόμο σε δραστηριότητες μη οχλούσες (≤500 kWp) ή χαμηλής όχλησης (>500 kWp), οι φωτοβολταϊκοί σταθμοί δεν υπάγονται στις διατάξεις του άρθρου 7 του Π.Δ. της 24-4/3-5-1985 (ΦΕΚ 181Δ) το οποίο προβλέπει ότι εντός των οριοθετημένων οικισμών, καθώς και εντός περιμετρικής ζώνης που εκτείνεται έως απόσταση 500 μέτρων από τα καθορισμένα όριά τους, όπως αυτά ισχύουν, απαγορεύεται η ανέγερση βιομηχανικών ή βιοτεχνικών εγκαταστάσεων μέσης και υψηλής όχλησης. Άλλωστε, τα φωτοβολταϊκά είναι μία τεχνολογία που κατ’ εξοχήν ενσωματώνεται σε κτίρια και θα ήταν οξύμωρος ο καθορισμός ζωνών απαγόρευσης των φωτοβολταϊκών σε κτίρια και οικισμούς. -
Είμαι ιδιώτης. Γιατί ποιούς λόγους πρέπει να επενδύσω στα φωτοβολταϊκά συστήματα;
Η επένδυση στην τεχνολογία των φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι καταρχάς μία επένδυση που έχει σαν αποτέλεσμα την παραγωγή «καθαρής» ηλεκτρικής ενέργειας, είτε πρόκειται για ιδιοκατανάλωση είτε πρόκειται για διοχέτευση στο δίκτυο. Στην πρώτη περίπτωση, σε παραδείγματα απομακρυσμένων από το δίκτυο κατοικιών, όπου η σύνδεση με το δίκτυο αποτελεί μία πολύ ακριβή κίνηση, η χρήση φωτοβολταϊκών για την κάλυψη των ηλεκτρικών αναγκών, αποδεικνύεται εκτός από οικολογική και οικονομικότερη! Στην δεύτερη περίπτωση, όπου ο ιδιώτης επιλέγει να διοχετεύει την ηλεκτρική ενέργεια που παράγει στο δίκτυο, ουσιαστικά έχει την δυνατότητα να πουλήσει την ενέργεια αυτή. Για φωτοβολταϊκούς σταθμούς εγκατεστημένους σε αγροτεμάχια, η τιμή που έχει καθοριστεί από την ισχύουσα νομοθεσία καθορίζεται ανάλογα με την ισχύ του φωτοβολταϊκού συστήματος, την περιοχή εγκατάστασης και την ημερομηνία υπογραφής της Σύμβασης Πώλησης με τον Διαχειριστή του Δικτύου και παρουσιάζεται στον παρακάτω πίνακα:
Στην περίπτωση των φωτοβολταϊκών συστημάτων που είναι εγκατεστημένα σε κτίρια, σύμφωνα με το Ειδικό Πρόγραμμα Ανάπτυξης Φωτοβολταϊκών σε κτιριακές εγκαταστάσεις (ΦΕΚ 1079/09), η τιμή της παραγόμενης από το φωτοβολταϊκό σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας που εγχέεται στο δίκτυο ορίζεται σε 0,55 Ευρώ/kWh για τις Συμβάσεις Συμψηφισμού που συνάπτονται τα έτη 2009, 2010, 2011. Η τιμή μειώνεται κατά 5% ετησίως για τις Συμβάσεις Συμψηφισμού που συνάπτονται το διάστημα από 1.1.2012 μέχρι και 31.12.2019. -
Πώς ακριβώς μπορώ να αξιοποιήσω το ηλεκτρικό ρεύμα που θα παράγεται από το φωτοβολταϊκό μου σύστημα;
Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγει ένα φωτοβολταϊκό σύστημα μπορεί να αξιοποιηθεί με δύο ξεχωριστούς τρόπους και με τον συνδυασμό τους. Ο πρώτος τρόπος είναι η εκμετάλλευση και χρήση της παραγόμενης ενέργειας για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών μιάς κατοικίας, ενός επαγγελματικού χώρου και γενικότερα μιας κτιριακής εγκατάστασης ή ενός συστήματος που απαιτεί ηλεκτρική ενέργεια σαν πρώτη ύλη. Ο δεύτερος είναι η πώληση της ηλεκτρικής ενέργειας στο Δίκτυο με τιμή πώλησης της παραγόμενης κιλοβατώρας την τιμή που καθορίζεται από την ισχύουσα νομοθεσία. Υπάρχει δυνατότητα συνδυασμού των δύο παραπάνω τρόπων αξιοποίησης της ηλεκτρικής ενέργειας, χρησιμοποιώντας από την μία την ηλεκτρική ενέργεια που καλύπτει τις ενεργειακές ανάγκες ενός καταναλωτή και διοχετεύοντας την περίσσια ηλεκτρικής ενέργειας στο Δίκτυο. -
Πόση ηλεκτρική ενέργεια παράγει ένα φωτοβολταϊκό σύστημα στην Ελλάδα;
Ένα φωτοβολταϊκό σύστημα ισχύος 1 kW παράγει κατα μέσο όρο από 1200 kWh (Βορειοδυτική Ελλάδα) έως 1500 kWh (Κρήτη και Δωδεκάνησα) τον χρόνο. Η παραγόμενη ενέργεια μπορεί να αυξηθεί με την χρήση αυτόματα προσανατολιζόμενων βάσεων στήριξης οι οποίες «παρακολουθούν» τον ήλιο κατά την διάρκεια της ημέρας, συγκεντρώνοντας μεγαλύτερη ροή ηλιακής ακτινοβολίας και κατα συνέπεια οδηγώντας σε αυξημένη απόδοση του φωτοβολταϊκού συστήματος, έως και 30%. -
Σε πόσο χρόνο κάνω απόσβεση της επένδυσης ενός φωτοβολταϊκού συστήματος ή ενός φωτοβολταϊκού σταθμού;
Δεδομένου των τιμών πώλησης της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας από φωτοβολταϊκά συστήματα και του συνεχώς μειούμενου κόστους του εξοπλισμού, η απόσβεση της επένδυσης της εγκατάστασης ενός τέτοιου συστήματος δεν ξεπερνά, ακόμα και σε περιοχές με χαμηλή ηλιοφάνεια, τα 7-8 χρόνια. Σε περιοχές με υψηλή ηλιοφάνεια, η απόσβεση μπορεί να πραγματοποιηθεί ακόμα και σε 4-5 χρόνια. -
Για πόσα χρόνια μπορώ να πουλάω την ηλεκτρική ενέργεια που παράγω στο Δίκτυο;
Η σύμβαση πώλησης ηλεκτρικής ενέργειας από φωτοβολταϊκό σταθμό συνάπτεται για είκοσι (20) έτη, συνομολογείται με την τιμή αναφοράς που αναγράφεται στον ανωτέρω πίνακα και αντιστοιχεί στο μήνα και έτος που υπογράφεται η Σύμβαση Αγοραπωλησίας ηλεκτρικής ενέργειας με τον αρμόδιο Διαχειριστή, υπό την προϋπόθεση έναρξης δοκιμαστικής λειτουργίας ή για τις περιπτώσεις που δεν προβλέπεται περίοδος δοκιμαστικής λειτουργίας ενεργοποίησης της σύνδεσης του φωτοβολταϊκού σταθμού, εντός δεκαοκτώ (18) μηνών για τους σταθμούς ισχύος έως 10 MW και εντός τριάντα έξι (36) μηνών για τους σταθμούς ισχύος από 10 MW και άνω. Στην περίπτωση των φωτοβολταϊκών εγκατεστημένων σε κτίρια υπογράφεται σύμβαση συμψηφισμού μεταξύ του κατόχου του φωτοβολταϊκού συστήματος και του Προμηθευτή της ηλεκτρικής ενέργειας. Η σύμβαση συμψηφισμού που υπογράφεται μεταξύ του Προμηθευτή και του κυρίου του Φ/Β συστήματος έχει διάρκεια ισχύος είκοσι πέντε (25) έτη, με έναρξη ισχύος την ημερομηνία ενεργοποίησης της σύνδεσης του Φ/Β συστήματος.
