Αυτόνομα φωτοβολταικά συστήματα
Ένα αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα παρέχει ηλεκτρικό ρεύμα σε μια οικία ή σε άλλους χώρους (π.χ. εξοχικό, σκάφος) αξιοποιώντας την ηλιακή ενέργεια, χωρίς εξάρτηση από το δίκτυο του ΔΕΔΔΗΕ. Επομένως, δεν υπάρχουν λογαριασμοί, πάγια κόστη, έξοδα μεταφοράς γραμμής και δίνεται η δυνατότητα παραγωγής «δωρεάν» ενέργειας από τον ήλιο.
Η αυτόνομη ηλεκτροδότηση από ένα φωτοβολταϊκό σύστημα είναι πλέον οικονομική και αξιόπιστη λύση. Η παροχή ηλεκτρικής ενέργειας είναι συνεχής και επαρκής για την τροφοδοσία κάθε φορτίου, αρκεί να έχει προηγηθεί κατάλληλη μελέτη από εξειδικευμένο μηχανικό.
Με το αυτόνομο σύστημα καλύπτονται οι ενεργειακές ανάγκες του χώρου όπου εγκαθίσταται, όταν εκείνες δεν μπορούν να καλυφθούν από άλλες πηγές ενέργειας. Ανάλογα με τις ανάγκες μας, το συνολικό κόστος ενός αυτόνομου συστήματος κυμαίνεται από μερικές εκατοντάδες έως χιλιάδες ευρώ. Η συντήρηση ενός αυτόνομου συστήματος είναι ελάχιστη και περιορίζεται κυρίως σε λίγες ετήσιες εργασίες, όπως ο καθαρισμός των ηλιακών συλλεκτών και ο έλεγχος των συσσωρευτών.
Ένας άλλος τρόπος κάλυψης των ενεργειακών αναγκών μας είναι τα υβριδικά συστήματα, τα οποία εκμεταλλεύονται ταυτόχρονα την ηλιακή και την αιολική ενέργεια, συνδυάζοντας φωτοβολταϊκά πάνελ, ανεμογεννήτριες και μπαταρίες.
Η ΑΕΝΑΟΣ Ενεργειακά Συστήματα διαθέτει πολυετή εξειδίκευση στα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα, με εμπειρία από εκατοντάδες επιτυχημένες εγκαταστάσεις σε όλη την Ελλάδα. Με την τεχνογνωσία της, παρέχει ολοκληρωμένες λύσεις που περιλαμβάνουν αξιόπιστη μελέτη, άμεση προμήθεια υλικών και αποτελεσματική εγκατάσταση, διασφαλίζοντας ένα οικονομικό και λειτουργικό αποτέλεσμα για κάθε ανάγκη.
Η χρήση φωτοβολταϊκών σε αυτόνομα συστήματα αποτελεί ιδανική λύση για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών κατοικιών σε δυσπρόσιτες ή απομακρυσμένες περιοχές εκτός του δικτύου του ΔΕΔΔΗΕ. Συχνά, αποδεικνύεται πιο οικονομική επιλογή συγκριτικά με το υψηλό κόστος σύνδεσης στο δίκτυο ή τη χρήση συμβατικών μέσων ηλεκτροπαραγωγής, τα οποία συνοδεύονται από αυξημένα λειτουργικά έξοδα και μακροπρόθεσμα είναι πολύ πιο δαπανηρά. Επομένως, η χρήση αυτόνομων φωτοβολταϊκών συστημάτων εξασφαλίζει ενεργειακή ανεξαρτησία από το δίκτυο του ΔΕΔΔΗΕ, καθιστώντας τα μια δημοφιλή επιλογή για ολοένα και περισσότερους οικιακούς καταναλωτές. Με την εγκατάστασή τους, οι οικιακοί καταναλωτές επιδιώκουν να προστατευτούν από μελλοντικές αυξήσεις τιμών και τις συνέπειες ξαφνικών διακοπών ρεύματος.
Η αξιοποίηση των φωτοβολταϊκών συστημάτων έχει διευρυνθεί σε μια μεγάλη ποικιλία καταναλωτικών προϊόντων, προσφέροντας λύσεις για πλήθος εφαρμογών. Τα φωτοβολταϊκά μπορούν να χρησιμοποιηθούν οπουδήποτε απαιτείται αυτόνομη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας για μικρές καταναλώσεις. Ενδεικτικά, ορισμένες χαρακτηριστικές εφαρμογές περιλαμβάνουν:
- Υπολογιστές τσέπης
- Φορητές ηλεκτρικές συσκευές (λαμπτήρες, τηλεοράσεις, ψυγεία, κ.α.)
- Τροχόσπιτα και τροχοβίλες
- Σκάφη αναψυχής
- Καντίνες
- Προκατασκευασμένες οικίες
- Οικίσκοι
- Εξοπλισμό για κάμπινγκ
Όσον αφορά τις τηλεπικοινωνίες, τα φωτοβολταϊκά μπορούν να υποστηρίξουν συστήματα όπως ραδιοτηλεοπτικούς αναμεταδότες, τηλεπικοινωνιακά συστήματα, συστήματα ελέγχου και τηλεδιαχείρισης, καθώς και μετεωρολογικούς σταθμούς. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα αποτελούν την ιδανική λύση για περιοχές όπου απαιτείται η εγκατάσταση τέτοιων τηλεπικοινωνιακών υποδομών και δεν είναι δυνατή η σύνδεση με το ηλεκτρικό δίκτυο.
Η χρήση φωτοβολταϊκών συστημάτων αποτελεί την ιδανική λύση για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε απομακρυσμένες αγροτικές περιοχές, όπου η σύνδεση με το δίκτυο ηλεκτροδότησης είναι αδύνατη ή οικονομικά ασύμφορη. Συνεπώς, ένα μεγάλο εύρος αγροτικών εφαρμογών μπορεί να υποστηριχθεί από τα φωτοβολταϊκά, όπως:
- Φωτισμός
- Άντληση νερού για άρδευση ή ύδρευση
- Θέρμανση θερμοκηπίων
Η τεχνολογία των φωτοβολταϊκών αποτελεί μια εξαιρετική και βιώσιμη λύση για το φωτισμό εξωτερικών χώρων. Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα αυτής της τεχνολογίας είναι η αποφυγή της ηλεκτρολογικής εγκατάστασης σύνδεσης με το δίκτυο παροχής ηλεκτρικού ρεύματος. Ένα τυπικό σύστημα εξωτερικού φωτισμού περιλαμβάνει τουλάχιστον ένα φωτοβολταϊκό πάνελ, το συσσωρευτή και το φωτοκύτταρο για την αυτόματη ενεργοποίηση του φωτιστικού σώματος με τη δύση του ήλιου. Έτσι, διασφαλίζεται η αυτονομία και η εξοικονόμηση ενέργειας.
Η χρήση φωτοβολταϊκών για εξωτερικό φωτισμό καλύπτει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, όπως:
- Φωτισμός δρόμων
- Αγροκτήματα
- Κήποι
- Χώροι στάθμευσης
- Στάσεις λεωφορείων
- Τηλεφωνικοί θάλαμοι
- Συστήματα σηματοδότησης
- Διαφημιστικές πινακίδες
- Συστήματα φωτισμού ασφαλείας
- Τα φωτοβολταϊκά πάνελ μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική, είναι πηγές συνεχούς ρεύματος και χαρακτηρίζονται από την ισχύ τους σε ιδανικές συνθήκες (Wp). Ο σωστός προσανατολισμός και η κλίση των πλαισίων είναι ιδιαίτερα σημαντικοί παράγοντες, καθώς επηρεάζουν την αποδοτικότητα του συστήματος.
2. Ο ρυθμιστής φόρτισης ή ελεγκτής φόρτισης (solar charge controller) είναι υπεύθυνος για τη σωστή φόρτιση των μπαταριών. Ο ρόλος του είναι να λαμβάνει την έξοδο των φωτοβολταϊκών πλαισίων και να την προσαρμόζει σε κατάλληλα επίπεδα ρεύματος και τάσης, ώστε να διασφαλίζεται η ασφαλής φόρτιση των μπαταριών. Παράλληλα, παρακολουθεί το επίπεδο φόρτισης των μπαταριών και αναλαμβάνει τη διακοπή της φόρτισης όταν οι μπαταρίες φτάσουν στη μέγιστη φόρτισή τους. Υπάρχουν δύο βασικές τεχνολογίες ρυθμιστών φόρτισης. Οι MPPT (Maximum Power Point Tracking), οι οποίοι είναι πιο σύγχρονοι και έξυπνοι και οι PWM (Pulse Width Modulation). Στα σύγχρονα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα, προτιμάται η χρήση ρυθμιστών MPPT, καθώς, προσφέρουν υψηλότερη απόδοση.
3. Οι μπαταρίες ή συσσωρευτές (batteries) ενός αυτόνομου φωτοβολταϊκού αποθηκεύουν την ηλεκτρική ενέργεια όταν η παραγωγή ενέργειας είναι μεγαλύτερη από την κατανάλωση, ώστε να χρησιμοποιείται όταν η ηλιακή ενέργεια δεν είναι διαθέσιμη, όπως κατά τη διάρκεια της νύχτας ή σε συννεφιασμένες ημέρες.
Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μπαταρίες στα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι οι μπαταρίες μολύβδου-θειικού οξέος βαθιάς εκφόρτισης, ενώ τα τελευταία χρόνια οι μπαταρίες λιθίου κερδίζουν έδαφος λόγω της μεγαλύτερης απόδοσης και διάρκειας ζωής τους. Οι μπαταρίες φωτοβολταϊκών χαρακτηρίζονται από την τάση τους (V), από την χωρητικότητά τους (Ah) και τον αριθμό των κύκλων φόρτισης-εκφόρτισης. Οι μπαταρίες διακρίνονται σε ανοιχτού τύπου ή κλειστού τύπου και κατατάσσονται ανάλογα με την τάσης τους, συνήθως σε 2V, 6V και 12V.
Η σωστή λειτουργία των μπαταριών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία του χώρου στον οποίο βρίσκονται. Η ιδανική θερμοκρασία κυμαίνεται μεταξύ 20-25°C, καθώς υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες μειώνουν τη διάρκεια ζωής τους, ενώ χαμηλές θερμοκρασίες περιορίζουν την απόδοσή τους. Επιπλέον, είναι απαραίτητος ο επαρκής αερισμός, ειδικά για τις μπαταρίες ανοιχτού τύπου, ώστε να αποφεύγεται η συσσώρευση αερίων. Σε αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα με υψηλές απαιτήσεις, προτείνεται η χρήση 2V στοιχείων, καθώς προσφέρουν μεγαλύτερη ευελιξία, αντοχή και διάρκεια ζωής.
4. Ο αντιστροφέας (inverter) μετατρέπει την συνεχή ενέργεια (DC) σε εναλλασσόμενη (AC). Χαρακτηρίζεται από την ισχύ του και καθορίζει την ισχύ των φορτίων που μπορεί να υποστηρίξει ταυτόχρονα ένα αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα. Ο αντιστροφέας χαρακτηρίζεται από την ισχύ του (kVA), την ισχύ εκκίνησης που μπορεί να παρέχει για περιορισμένο χρονικό διάστημα, την τάση μπαταρίας με την οποία λειτουργεί, καθώς και από το αν μπορεί να φορτίσει μπαταρίες ή όχι (απλός αντιστροφέας - χωρίς δυνατότητα φόρτισης μπαταριών - ή υβριδικός αντιστροφέας - φορτιστής). Υπάρχουν αντιστροφείς καθαρού και τροποποιημένου ημιτόνου. Στα σύγχρονα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα, προτιμάται η χρήση αντιστροφέων καθαρού ημιτόνου, καθώς προσφέρουν καλύτερη ποιότητα ρεύματος και προστασία του εξοπλισμού.
5. Η ανεμογεννήτρια (wind generator) μετατρέπει την αιολική ενέργεια σε ηλεκτρική και συνήθως χρησιμοποιείται επικουρικά στα φωτοβολταϊκά. Επιλέγεται κυρίως σε αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα όπου απαιτείται λειτουργία και το χειμώνα, καθώς μπορεί να παράγει ενέργεια όταν η ηλιοφάνεια είναι περιορισμένη ή ανύπαρκτη, όπως κατά τις συννεφιασμένες ημέρες ή τη νύχτα.