ΑΡΧΑΙΑ ΙΘΩΜΗ ΚΑΛΗΜΕΡΑ ΙΕΡΗ ΕΛΛΑΔΑ

PD Dr.-Ing. Georg Chaziteodorou Bleibergweg 114
D-40885 Ratingen
Tel.+Fax: (+49) 2102 32513
E-Mail: chaziteo@t-online.de
04.11.2023

Γ. Θ. Χατζηθεοδωρου

Η ενεργεια γενικα ειναι μια περιουσια σε Εργο και αποτελει το Κεφαλαιο τηs ετσι ονομαζομενηs Φυσεωs, Αυτη μεταβαλλεται σε διαφορεs μορφεs τηs (π.χ. σε μηχανικη κινηση και αυτη παλι σε θερμοτητα, ηλεκτρισμο κλπ.) χωριs ποτε να χανεται.

Χωριs αυτην δεν μπορει να κοινηθει καμια διαδικασια τηs Φυσικηs και κατ’ επεκταση και η Ζωη, η οποια ειναι ενα φυσικο φαινομενο οπωs τα αλλα και γεννηθηκε απο τιs ιδιεs διεργασιεs και διεπεται απο τουs ιδιουs νομουs που κυβερνουν και τα αλλα φαινομενα.

Ο ανθρωποs αποτελειται απο μια συγκεντρωση πρωτονιων, νετρονιων και ηλεκτρονιων, τα οποια με πολλαπλεs διαδικασιεs σχηματιζουν τα κυτταρα, τρισεκατομμυρια των οποιων βρισκονται στο ανθρωπινο σωμα, που σημαινει οτι αυτοs δεν ειναι τιποτε αλλο απο σκονη ενδογαλακτικου νεφουs.

Η δια πυρηνικηs συντηξεωs απελευθερωμενη ενεργεια στο κεντρο του Ηλιου μαs, μεταφερεται αρχικωs σε διαρκεια εκατομμυριων γηινων ετων δια ακτινοβολιαs και περιδινηση τηs υληs ειs τα ανωτερα στρωματα του.

Στο εσωτερικο του επικρατει μια θερμοκρασια των 15 εκατομμυριων βαθμων Κελσιου και μια τοσο μεγαλη πιεση ωστε οι πυρηνεs των ατομων υδρογονου να μεταβαλλονται σε ατομα του στοιχειου Ηλιου.

Η πυρηνικη συντηξη 4 πρωτονιων σε εναν πυρηνα του στοιχειου Ηλιου τροφοδοτει τον ηλιο μαs με ενεργεια.

Κατ’ αυτον τον τροπο χανει ο Ηλιοs μαs ανα δευτερολεπτο 4 δισεκατομμυρια χιλιογραμμα σε μαζα, μεταβαλλονταs 875 εκατομμυρια τοννουs υδρογονου σε ενεργεια επισηs ανα δευτερολεπτο.

Η ενεργεια αυτη μεταφερεται με πολυ θερμα αερια που ρεουν προs την ηλιακην επιφανεια, σε ενα εξωτερικο στρωμα παχουs 300 χιλιομετρα, το οποιο χαρακτηριζεται ωs “Φωτοσφαιρα”.

Η “Κορωνα” του Ηλιου μαs με τιs εκροεs τηs επεκτεινεται πανω απο τιs τροχιεs των πλανητων του ηλιακου μαs συστηματοs και η θερμοκρασια του χωρου ανω τηs Φωτοσφαιραs ξεπερνα το 1 εκατομμυριο βαθμων Κελσιου.

Ενω ο Ηλιοs μαs απελευθερωνει δια τηs πυρηνικηs συντηξηs θερμικη ενεργεια μονο στο εσωτερικο του και δια του δευτερου θερμοδυναμικου αξιωματοs δεν μπορει να μεταφερθει θερμικη ενεργεια απο ψυχροτερο προs θερμοτερο στρωμα, πρεπει να υφισταται εναs αγνωστοs ακομη μηχανισμοs (κυρτωμενεs αεριεs ροεs ‘η απωθουμενα μαγνητικα πεδια), ο οποιοs μεταφερει κινητικη ‘η μαγνητικη ενεργεια απο την Φωτοσφαιρα ‘η και απο ποιο βαθειεs περιοχεs προs την Κορωνα.

Λογω τηs υψηληs θερμοκρασιαs ακτινοβολει το πλασμα τηs Κορωναs κατα το μεγαλυτερο μεροs σε υπεριωδη, σε ακροτατο υπεριωδη και σε περιοχη ακτινων Röntgen του φασματοs του φωτοs.

Παραλληλα δημιουργει η πολυ θερμη Κορωνα μια προs τα εξω κατευθυνομενη πιεση, η οποια υπερεχει την πισω τηs επιδρουσα βαρυτικα μαζα και επιτρεπει μια αστηρευτη εκροη φοτισμενων τεμαχιδιων υληs.

Μια χαρακτηραστικη ηλιακη εκροη απελευθερωνει ενεργεια 100 εκατομμυριων βομβων υδρογονου και εκτοπιζει στο Συμπαν 100 εκατομμυρια τοννουs θανατοφορων και πλουσια σε ενεργεια τεμαχιδιων υληs.

Ο ηλιοs μαs ωs μια αστηρευτη ενεργειακη πηγη τροφοδοτει τον πλανητη μαs ετησιωs με την τεραστια ποσοτητα ενεργειαs ισχυοs των 3,72 x 10 στην 14 TW με μια πυκνοτητα των 62 600 kW/τετραγωνικο μετρο, που ανταποκρινεται σε μια θερμοκρασια τηs ηλιακηs επιφανειαs (θερμοκρασια μαυρου σωματοs) των 5487 βαθμων Κελσιου.

Ειs αντιθεση με τον ηλιο μαs η πυκνοτητα ισχυοs τηs ηλιακηs ακτινοβολιαs που καταληγει στην γηινη επιφανεια, δεν ξεπερνα το 1 kW/τετραγωνικο μετρο.

Ο λογοs ειναι, οτι η ηλιακη ακτινοβολια δια τηs μικρηs χωρικηs γωνιαs που ο ηλιοs ακτινοβολει την Γη (7 x 10 στην πλην 5 Steradians), αυτη αραιωνεται.

Συνεπωs μονο ενα μικρο μεροs τηs τεραστιαs ηλιακηs ενεργειαs καταληγει ετησιωs ειs την Γη η οποια εχει ατμοσφαιρα παχουs 200 χιλιομετρων που περιεχει οξυγονο και νερο.

Η ατμοσφαιρα αυτη υποδιαιρειται στην Τροποσφαιρα, στην Στραοσφαιρα, στην Μεσοσφαιρα και στην Ιονοσφαιρα ‘η Θερμοσφαιρα.

Το παχοs τηs Τροποσφαιραs που περιεχει θερμοτητα και οξυγονο δεν υπερβαινει τα 16 χιλιομετρα.

Η Στρατοσφαιρα εκτεινεται απο 16 εωs 40 χιλιομετρα και η Μεσοσφαιρα απο 40 εωs 80 χιλιομετρα πανω απο την γηινη επιφανεια.

Η Ιονοσφαιρα ‘η Θερμοσφαιρα εκτεινεται απο 80 εωs τα 200 χιλιομετρα πανω απο την γηινη επιφανεια στην οποια η θερμοκρασια αυξανεται με το υψοs και φθανει εωs τουs 1.500 Βαθμουs Κελσιου.

Περιπου 178.000 TW, υπο μορφη ακτινοβολιαs βραχεων κυματων, αντανακλουνται στα υψηλα στρωματα τηs γηινηs ατμοσφαιραs.

Η γηινη επιφανεια αντανακλα, υπο μορφη ακτινοβολιαs μακρεων κυματων ετησιωs περιπου 68.000 TW.

Η εξατμιση και η ανοδοs του υδατοs των γηινων Ωκεανων υπο μορφην ομιχληs και νεφων επιβαρυνονται ετησιωs με περιπου 40.000 TW.

Η ενεργεια ηλιακηs ακτινοβολιαs η οποια θερμαινει τον αερα και κινει ανεμουs και κυματα ειναι σε συγκριση μικρηs ποσοτηταs.

Με την φωτοσυνθεση λαμβανει η Βιομαζα ετησιωs περιπου 50 TW ισχυos ηλιακηs ενεργειαs την οποια μεταβαλλει με την βοηθεια τηs χλωροφιληs σε χημικη ενεργεια υπο μορφη κοιτασματων ανθρακοs και υδρογονανθρακων.

Σε διαστημα 700 εκατομμυριων ετων δημιουργηθηκαν κατ’ αυτον τον τροπο απο περιπου 3.000 τρισεκατομμυρια τοννουs οργανικηs υληs μονο 2 % κοιτασματα ανθρακοs και υδρογονανθρακων.

(1 TW ετησιωs = 10 στην 12 W x 8766 Ωρεs = 8,7 x 10 στην15 Wh = 8,7 x 10 στην 12 kWh = 1,1 δισεκατομμυρια τοννουs μοναδεs ανθρακιτου).

Ενα ισοδυναμο γαιανθρακοs αντιστοιχει σε 760 χιλιογραμμα γαιανθρακοs ‘η σε 0,65 τοννουs ισοδυναμο του πετρελαιου ‘η σε 745 κυβικα μετρα φυσικου αεριου.

Το ηλιακο φωs ειναι μια κυματικη διαδικασια και μεταφερει θερμικη ενεργεια στα ατομα του αεροs τηs γηινηs ατμοσφαιραs και ενισχυει την ατακτη κινηση αυτων.

Τα ατομα του αεροs κρουονται μεταξυ τουs με αποτελεσμα να απελευθερωθει θερμοτητα.

Με την εννοια τηs συχνοτηταs, κατανοειται ο αριθμοs των κυματολοφιων, ο οποιοs σε μια καθωρισμενη χρονικη μοναδα (περιπου 1 δευτερολεπτο) καταληγει στον αμφιβληστροειδη χιτωνα των οφθαλμων.

Το ηλεκτρομαγνητικο φασμα των μηκων κυματοs των ηλιακων ακτινων μετριουνται σε Ängström, Μικρομετρα, Εκατοστα και Μετρα.

1 Μικρομετρο = 10.000 Ängström
1 Εκατοστο = 10.000 Μικρομετρα = 0,01 Μετρα
1 Μετρο = 1.000.000 Μικρομετρα

Τα μηκη των κυματων του ορατου φωτοs τα οποια καταληγουν και καταγραφονται σαν θαλαμοι κυματων σε μια δεδομενη στιγμη στον αμφιβληστροειδη χιτωνα των οφθαλμων, κεινται μεταξυ 4.000 και 7.000 Ängström.

Οι χρωματικεs αντιληψειs του ορατου φωτοs (μενεξεδενιο, μπλε, πρασινο, κιτρινο, πορτοκαλι εωs το κοκκινο φασμα μειωμενου μηκουs κυματοs) δεν ειναι τιποτε αλλο (φωs διαφορετικων μηκων κυματοs) απο εργαλεια βοηθειαs, με τα οποια ο ανθρωπινοs εγκεφαλοs επισημαινει σοβαρεs διαφορεs στο περιβαλλον.

Οι συσχετισειs χρωματοs, μηκοs κυματοs και συχνοτηταs του ορατου φωτοs, εχουν ωs εξηs:

Χρωμα Συχνοτητα Μηκοs Κυματοs
1/Δευτερολεπτο Ängström

Ιωδηs 670 εωs 750 x 10 στην 12 4.500 – 4.000
Μπλε 610 εωs 670 x 10 στην 12 4.900 – 4.500
Πρασινο 550 εωs 610 x 10 στην 12 5.500 – 4.900
Κιτρινο 510 εωs 550 x 10 στην 12 5.900 – 5.500
Πορτοκαλι 470 εωs 510 x 10 στην 12 6.400 – 5.900
Κοκκινο 390 εωs 470 x 10 στην 12 7.700 – 6.400

Εντοs ενοs ομογεννουs και ισοτροπου μεσου, το φωs κινειται ευθυγραμμα και η ευθεια και ονομαζετα φωτιζουσα ακτινα.

Στον κενο χωρο κινειται το φωs με ταχυτητα 299.793 χιλιομετρα ανα δευτερολεπτο c = λ . ν = λ/Ta οπου ειναι λ το μηκοs κυματοs, ν η συχνοτητα και Τa η κυματικη περιοδοs του φωτοs.

Το φασμα του φωτοs του ηλιου μαs και των αλλων αστερων δεν ειναι συνεχεs, λογου ελειψηs ορισμενων μη ορατων ακτινων.

Τα αστρα εξαρτωμενα απο τα φασματα του ορατου φωτοs τουs, καταχωρουνται στα φασματα των τυπων (O-B-A-F-G-K-M-R-N-S) στην σειρα απο τα θερμοτερα προs τα ψυχροτερα.

Σε καθε τυπο φασματοs ενοs αστρου επικρατει η ιδια θερμοκρασια.

Στον φασματικο τυπο π.χ. (Ο) επικρατουν οι γραμμεs του ηλιου μαs, Οξυγονο και Αζωτο (θερμοκρασια των 30.000
Βαθμων Κελβιν). Ο ηλιοs μαs ανηκει στουs αστερεs του φασματικου τυπου (G).

Τα μηκη κυματοs και οι συχνοτητεs των διαφορων ειδων τηs ηλεκτρομαγνητικηs ακτινοβολιαs με φασματα μηκων κυματοs απο 3 x 10
ειs την πλην 6 Ängström εωs 300.000 χιλιομετρα ‘η συχνοτητων απο 10
ειs την 24 εωs 1 Hz, καταμεριζονται ωs εξηs:

Ακτινοβολια Συχνοτητα Μηκos Κυματοs
Hz λ(Ä, μ, εκατοστα, χιλιομετρα)

Γαμμα 10 ειs την 24 εωs 10 ειs την 30 3×10 ειs την πλήν 6 εωs
3×10 ειs την πλην 2Ä

Röntgen 10 ειs την 20 εωs 10 ειs την 17 3×10 ειs την πλην 2 εωs
100 Ängström

Υπεριωδη 10 ειs την 17 εωs 10 ειs την 15 100 – 3.000 Ängström

Ορατο φασμα 10 στην 15 εωσ 10 στην 14 1.000 – 7.000 Ängström

Υπερυθροs 10 ειs την 14 εωs 10 ειs την 13 0,77 – 100 Μικρομετρα

Μικρoκυματα 10 ειs την 13 εωs 10 ειs την 9 400 μm εωs 30 εκατοστα

Υπερβραχεα 10 ειs την 9 εωs 10 ειs την 8 30 εωs 40 εκατοστα

Βραχεα 10 ειs την 8 εωs 10 ειs την 6 40 εκατοστα εωs 300 m

Μακρα/Μεσαια 10 ειs την 6 εωs 10 ειs την 4 300 cm εωs 200 km

Τηλεφονικα 10 ειs την 4 εωs 10 ειs την 0 350 εωs 300.00 km

Η Ελλαs με τιs πασηs μορφηs ενεργειακεs εγκαταστασειs τηs μεταβαλλει ετησιωs ενεργεια (αυτη ουτε παραγεται αλλα και ουτε καταναλωνεται, αλλα απλωs μεταβαλλεται!) υψουs περιπου 52 δισεκατομμυρια kWh ενω οι ετησιεs αναγκεs τησ κεινται γυρω στα 57 δισεκατομμυρια kWh.

Την διαφορα την εισαγει απο τιs χωρεs που ειναι συνδεδεμενεs στο ευρωπα’ι’κο δικτυο.

Οι ΑΠΕ (Ανανεωσημεs Πηγεs Ενεργειαs) περιλαμβανουν τιs ενεργειακεs πηγεσ αιολικη και ηλιακη, Βιομαζα και γηινη θερμοτητα.

Η συμμεοχη των ΑΠΕ στο ενεργειακο δυναμικο τηs Ελλαδοs κειται γυρω στο 20 %.

Οι φωτοβολτα’ι’κεs εγκαταστασειs μεταβολληs ενεργειαs σε συννεφιασμενεs ημερεs ελαχιστα αποδιδουν.

Επισηs και οι αιολικοι- και οι υδροηλεκτρικοι σταθμοι δεν μεταβαλλουν αδιακοπωs ενεργεια.

Η στρατηγικη τηs ενεργειακηs μεταβασηs τηs Ε.Ε. προκειμενου δηθεν να επιβραδυνθει και να αναστραφει η κλιματικη αλλαγη καθε αλλο παρα σοβαρη ειναι.

Στοχο εχει να δωσει ωθηση στην ζητηση των ετσι ονομασθεντων καθαρων μορφων ενεργειαs απο ΑΠΕ.

Οι χωρεs ομωs του τριτου κοσμου οπωs και οι αναπτυσσομεs και οι κυριωτερεs αναπτυγμεs, συνεχιζουν ‘η και αυξανουν την καταναλωση ανθρακα και υδρογονανθρακων ενω τα δικαιωματα εκπομπηs διοξειδιου του ανθρσακα συνεχιζουν το αδικαιολογητο ξεφρενο ραλι τουs για δηθεν σωτηρια του Κλιματοs.

Οι περισσοτερεs περιοχεs τηs Ελλαδοs, απο την Θεσσαλια αρχομενεs με τα νησια, δεχονται μια ετησια συνολικη ηλιακη ακτινοβολια τουλαχιστον των 1.900 kWh ανα τετραγωνικο μετρο οριζοντιαs επιφανειαs.

Ναι μεν οι περιοχεs αυτεs τηs Ελλαδοs εχουν ωρεs ηλιοφανειαs που πλησιασαν το 2023 τιs 2500 ωρεs για εξυπηρετηση των ενεργειακων αναγκων τηs χωραs μαs, ομωs οι μεγαλεs θερμοκρασιεs τα καλοκαιρια μειωνουν αισθητα την αποδοτηκοτητα των φωτοβολτα’ι’κων εγκαταστασεων.

Ωs βοηθεια στην κατασταση αυτη προτεινεται ο αερισμοs ‘η και η ψυξη τηs πισω πλευραs των φωτοβολτα’ι’κων Πανελs (Module).

Αναλογα με τιs περιοχεs ο ηλιοs ακτινοβολει καθ’ ολη την διαρκεια τηs ημεραs τα φωτοβολτα’ι’κα Πανελs ομωs αυτα εκμεταλλευονται μονο ενα μικρο μεροs απο το ολικο φασμα του φωτοs με αποτελεσμα μεγαλεs απολειεs στο υπαρχον δυναμικο.

1. ΦΩΤΟΒΟΛΤΑ”Ι”ΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΚΑΙ ΠΑΝΕΛΣ (ΜΟΝΤΟΥΛΣ)
ΣΤΕΓΗΣ ΜΕ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ.

Για μια Μονοκατοικια 150 τ.μ. μιαs οικογενειαs 4 μελων, με ικανοποιητικο μεγεθοs επιφανειαs στεγηs (80 τ.μ.), απαιτουνται περαν απο εναν αριθμο Πανελs (Μοντουλεs) με τα φωτοβολτα’ι’κα κυτταρα, εναs αντιστροφεαs (μετασχηματιστηs), εναs αποθηκευτηs ενεργειαs (μπαταρια) για μια αποδοση τηs εγκαταστασησ τουλαχιστον 10 kWp και για μια ετησια μεταβολη ενεργειαs 15.000 kWh (1 kWp = 1.500 kWh/ετοs και σημαινει τη μεγιστη ποσοτητα ηλεκτρικου ρευματοs σε Κιλοβατ).
Η διαχειριση του συστηματοs αποθηκευσηs ενεργειαs (μπαταρια) αποσκοπει στη μεγιστοποιηση τηs ιδιοκαταναλωσηs τηs μεταβαλλομενηs απο την φωτοβολτα’ι’κη εγκατασταση ενεργειαs.

Το συστημα αποθηκευσηs ενεργειαs εχει κατ’ ελαχιστο εγκατεστημενη χωρητικοτητα ιση με την εγκατεστημενη ισχυ μεταβολληs ενεργειαs τηs φωτοβολτα’ι’κηs εγκαταστασηs για μια ωρα.

Οι Μπαταριεs ειναι ηλεκτροχημικοι σεσσωρευτεs, δηλαδη συσκευεs αποθηκευσηs ενεργειαs που μετατρεπουν την αποθηκευμενη σε αυτεs χημικη ενεργεια σε ηλεκτρικη κατα την περιοδο εκφορτισηs και την παρεχομενη σε αυτεs ηλεκτρικη ενεργεια σε χημικη και να την αποθηκευουν κατα την περιοδο φορτισηs.

Μπορουν να κατηγoριποιηθουν σε μπαταριεs χαμηλων θερμοκρασιων εσωτερικηs αποθηκευσηs και σε υψηλων θερμοκρασιων εξωτερικηs αποθηκευσηs.

Η βασικη διαφορα τουs εγκειται στο οτι στιs μπαταριεs εξωτερικηs αποθηκευσηs το τμημα μετατροπηs ενεργειαs ειναι διαχωρισμενο απο το τμημα του ενεργου χημικου υλικου τηs μπαταριαs.

Η διαμορφωση αυτη επιτρεπει τη διαστασιολογηση και τη σχεδιαση του τμηματοs εκφορτισηs ανεξαρτητα απο το τμημα φορτισηs τηs μπαταριαs.

Στιs μπαταριεs εσωτερικηs αποθηκευσηs, η μοναδα μετατροπηs ενεργειαs και το συστημα χημικηs αποθηκευσηs ειναι, αφενοs ξεχωρεσμενα αλλα, αφετερoυ, συνδεδεμενα μεταξυ τουs για την μεταφορα ηλεκτροχημικων αντιδρασεων αναμεσα στα δυο τμηματα, κατα τιs διαδικασιεs φορτισηs και εκφορτισηs των μπαταριων.

Παραδειγματα μπαταριων χαμηλων θερμοκρασιων εσωτερικηs αποθηκευσηs ειναι οι μπαταριεs οξεοs μολυβδου, οι μπαταριεs Νικελιου-Καδμιου, οι Ιοντων Λιθιου και οι Νικελιου-Υδριδιου μεταλλου.

Βασικοι τυποι μπαταριων υψηλων θερμοκρασιων εξωτερικηs αποθηκευσηs ειναι οι μπαταριεs Νατριου-Θειου,, οι Νατριου-Νεκελιου-Χλωριου και οι μπαταριεs ροηs. Στις ημερες μας γινεται πολυ λογος για τις μπαταριες Ιοντων Λιθιου και αποκρυβεται η δυνατοτητα κινδυνου απο πυρκαγια απο εκρηξη οταν η μπαταρια ερθει σε επαφη με νερο.

Η μπαταρια Νικελιου-Υδριδιου μεταλλου που εχει ενα υδατινο μιγμα ωs ηλεκτρολυτη λειτουργει σε θερμοκρασια -25 εωs +55 βαθμουs Κελσιου, εχει διαρκεια ζωηs μεγαλυτερη των 20 ετων και δυναται να χρησιμοποιηθει και για ιδιοκαταναλωση π.χ. για φορτωση ηλεκτρικου αυτοκινητου. Μπορει να αποθηκευθει ηλεκτρικη ενεργεια απο 11,5 εωs
28,8 kWh ανα Ντουλαπα διαστασεων 600 mm x 1200 mm x 1900 mm.

Οι επιστημονικεs προσπαθειεs σημερα επικεντρωνονται στο να αυξηθει η αποδοτικοτητα των φωτοβολτα’ι’κων κυτταρων.

Οι αποδοσειs των μεχρι σημερα χρησιμοποιημενων φωτοβολτα’ι’κων Πανελs με κυτταρα απο Πυριτιο εχουν ωs εξηs:
Βαθμοs αποδοσηs
παραγωμενο φωτοβολτα’ι’κο ρευμα
/παροχη ηλιακηs ενεργειαs
%
Πανελs
Μονοκρυσταλλικο 18 – 24 (σκοτεινο μπλε)
Πολυκρυσταλλικο 15 – 20 (Μπλε)
Αμορφο λεπτου στρωματοs 7 – 10

Οι κατασκευαστεs φωτοβολτα’ι’κων Πανελs, οι τυποι αυτων, ο βαθμοs αποδοσηs τουs και η ονομαστικη ισχυ τουs σε Wp, εχουν ωs εξηs:

Κατασκευαστηs Πανελ η % Ονομαστικη Ισχυs Wp

SunPower Maxcon 3 22,6 380 – 400
LGSolar NeonR 22,1 390 – 400 Mayer-Bürger Whrte 21,7 380 – 400
REC Alpha-Series 21,7 360 – 380
Jinko-Splar TigerPio60HC 21,32 440 – 460
Energetica e-Prime MHC 21,09 365 – 380
TrinaSolar Honey TSM 21,0 360 – 385
Qcells QPECK Neo-09 20,9 335 – 355
Axitel Axipremium 20,86 360 – 380
Hyundai VG Series HIG 20,7 385 – 405

Τα γνωστα και Στανταρτ-Πανελs ειναι τηs Ισχυοs 320 – 360 Wp
Τα Πανελs υψηληs ισχυοs αποδιδουν 400 – 500 Wp

Οι αποδοσειs το Καλοκαιρι και τον Χειμωνα και η μεση ετησια εχουν ωs εξηs:

Καλοκαιρι 100 – 150 kWh/kWp
Χειμωνα 15 – 25 kWh/kWp
Μεση ετησια περιπου 1.000 -1.500 kWh/kWp

Το μισο χρονικο διαστημα απο το συνολο ενοs ετουs, δηλαδη κατα την διαρκεια τηs νυχταs, τα φωτοβολτα’ι’κα πλαισια παραμενουν μη παραγωγικα.

Κοστοs των συνιστωσων των φωτοβολτα’ι’κων εγκαταστασεων

Κρυσταλλικο Πανελs 1.000 – 1.500 Ευρω/kWp
Αμορφο λεπτου στρωματοs Πανελs 750 – 1.250 Ευρω/kWp
Αντιστροφεαs (Μετασχηματιστηs) 200 Ευρω/kWp
Συστημα Συναρμολογισηs 100 Ευρω/kWp
Συνδεση στο ηλεκτρικο δικτυο 500 Ευρω
Καλωδια 1 – 5 Ευρω το Μετρο

Τα φωτοβολτα’ι’κα κυτταρα απο πυρητιο και τα Πανελs (κινεζικηs προελευσηs), κατασκευαζονται στο μεγαλυτερο μεροs τουs με ανθρακα και γυαλι και εχουν αρνητικεs περιβαλλοντικεs επιπτωσειs.

Εκτοs αυτου η εξορυξη πυρητιου ειναι ενεργοβοροs. Ανα χιλιογραμμο πυρητιου εκτοπιζονται 5 χιλιογραμμα διοξειδιου του ανθρακοs.

Κατα την κατασκευη φωτοβολτα’ι’κων κυτταρων αμορφου λεπτου στρωματοs
προκυπτει Φλοριουχο-Αζωτο (NF3) που επιρεαζει αρνητικα το Κλιμα.

STC = Standardisierte Test Conditions = Στανταρτ συνθηκεs Τεστ
NOCT = Nominal Opereting Cell Temperatur = Θερμοκρασια του
φωτοβολτα’ι’κου κυτταρου μιαs ανοιξιατικηs ημεραs,
θερμοκρασια λειτουργιαs του Πανελ κατα μια ανοιξιατικη
ημερα.

Οι φωτοβολτα’ι’κεs εγκαταστασειs με την ποιοτικη πιστωποιηση
RAL-G2 966, οφειλουν να αποδεικνυουν τα μεγεθη αποδοσηs των
τιμων που περιεχονται στον καταλογο NOCT,

2. ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ ΑΥΞΗΣΗΣ ΤΟΥ ΒΑΘΜΟΥ ΑΠΟΔΟΣΗΣ
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑ”Ι”ΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΚΑΙ ΚΑΤ’ΕΠΕΚΤΑΣΗ ΤΩΝ
ΠΑΝΕΛΣ.

Οι επιστημονικεs ελπιδεs για αυξηση του βαθμου αποδοσηs ενοs φωτοβολτα’ι’κου κυτταρου, βασιζονται στην αναπτυξη κυτταρων τυπου Perowskit.

Τα κυτταρα αυτα αποτελλουνται απο σιδηροηλεκτρικα υλικα (νιτρικο Βαριο, νιτρικο Στροντιο και νιτρικο Ασβεστιο) που κατεχουν θετικεs και αρνητικεs ηλεκτρικεs φορτωσειs.

Ο βαθμοs αποδοσηs τετοιων φωτοβολτα’ι’κων κυτταρων υπερβαινει το 29 %.

Το κυριο μειονεκτημα ειναι ο μικροs χρονοs ζωηs τουs.

Μια αλλη εξελιξη αποτελλουν τα ελβετικα Start-up Insolight.

Προκειται για Πανελs τα οποια κατευθυνουν συγκετρωτικα το ηλιακο φωs με ειδικωs διαμορφωμενα σωματα γυαλιου.
Και εδω ο βαθμοs αποδοσηs των φωτοβολτα’ι’κων Πανελs με τετοια κυτταρα μπορει να αυξηθει εωs 29 %.

Επιρεαζομενοι ορισμενοι επιστημονεs απο το φυτο Ηλιανθο κατασκευασαν φωτοβολτα’ι’κα κυτταρα με εκμμεταλευση του ηλιακου φωτοs κατα 90 %.

Μια αλλη λυση επιτευχθει στο Πανεπιστημιο τηs Νεαs Υορκηs.

Επιστημονεs ερευνητεs μετεβαλλαν με μια ειδικη ταινεια, υπεριωδεs και μπλε φωs σε ομοιο με υπερυθρο φωs με αποτελεσμα εκμεταλλευσηs του ηλιακου φωτοs κατα 82 %.

Ταυχρονωs δια τηs ταινειαs εμποδιζεται η αρνητικη επιδραση τηs υπεριωδου ακτινοβολιαs που σημαινει και την αυξηση των οριων ζωηs των φωτοβολτα’ι’κων κυτταρων.

Το Ινστιτουτο of Science & Technology (UNIST) τηs Νοτιαs Κορεαs ανεπτυξε μια διαφανη μεμβρανη για φωτοβολτα’ι’κα Πανελs με αποδοση 12,2 %.

Τα Πανελs αυτα δεν εμποδιζουν την διελευση του φωτοs και ουτε μειωνουν την ενταση του και δεν το χρωματιζουν.

Περαν απο τιs στεγεs μπορουν να τοποθετηθουν σε μπαλκονια και εξωτερικουs τοιχουs κατοικιων με σχετικο χαμηλο κοστοs.

Ορισμενα χαρακτηριστικα δεδομενα για περιβαλλοντικα φιλικα φωτοβολτα’ι’κα κυτταρα και Πανελs:

α. Οργανικα φωτοβολτα’ι’κα κυτταρα.

Αυτα δεν περιεχουν πυρητιο και
συνεπωs με την κατασκευη τουs δεν προκυπτει NF3 που επιδρα
κλματικωs αρνητικα, ναι μεν ο βαθμοs ενεργειακηs αποδοσηs δεν
ξεπερνα ακομη το 7 %, αυτα κατασκευαζονται ευκολα και φθηνα και
μπορουν να τοποθετηθουν σε παραθυρα και στην εξωτερικη επιφανεια
τοιχων μονο- και πολυκατοικιων.

β. Κατασκευη φωτοβολτα’ι’κων κυτταρων απο βιολογικα απορριματα.
Τα φθοριουχα περιεχομενα των απορριματων, απορροφουν υπεριωδηs
ακτινοβολια και ετσι παραγουν ρευμα ακομη και σε συννεφιασμενεs
ημερεs. Με την ετσι ονομασθεισα τεχνολογια AuREUS αυξανεται η
αποδοση των φωτοβολτα’ι’κων Πανελs στα 48 %.

γ. Νεα φωτοβολτα’ι’κα Tantem-κυτταρα, απο Γαλλιο-Ινδιο-Φωσφορικο
(GalInP) και Αλουμινιο-Γαλλιο-Αρσενικο (AlGalArs) κατασκευαζει η
γαλλικη εταιρεια SOITEC-AG. Αυτα δενονται σε μια υποδομη απο
φωτοβολτα’ι’κα κυτταρα απο Γαλλιο-Ινδιο-Αρσενικο-Φωσφορικο
(GalInAsP) και Γαλλιο-Ινδιο-Αρσενικο (GalInArs) και συγκεντρωνουν
σε 665 φορεs πολλαπλασια πυκνοτητα το ηλιακο φωs με βαθμο
αποδοσηs 47,6 %.

δ. Απο το 2030 σχεδον σε ολεs τιs χωρεs τηs Ε.Ε. πολλα απο τα
φωτοβολατα’ι’κα Πανελs θα εχουν ποιασει το οριο ζωηs τουs και θα
αντικατασταθουν με νεα και υψηλοτερηs αποδοσηs. Πωs μπορει να
γινει δυνατη η επαναχρησιμοποιηση αυτων;

Στον τομεα αυτο
εργαζεται στην Γερμανια το ερευνητικο κρεντρο Fraunhofer-ISE με
στοχο την επαναχρησιμοποιηση (recyceln) περα απο το γυαλι και του
Χαλκου και Αλουμινιου αλλα και τα φωτοβολτα’ι’κα κυτταρα απο
πυρητιο.

Τα πρωτα αποτελεσματα ειναι πολυ ενθαρρηντικα.

Τα νεα
φωτοβολτα’ι’κα κυτταρα απο την επαναχρησιμοποιηση του
προκυψαντοs πυρητιου εχουν ενα βαθμο αποδοσηs υψουs 22 %.

Μια
αλλη λυση ακολουθει η γαλλικη εταιρεια Startup ROSI Solar.

Τα
προκυπτοντα θραυσματα-πυρητιου κατα την παραγωγη
φωτοβολτα’ι’κων κυτταρων απο πυρητιο, που μεχρι προσφατα
πετιουνταν ωs απορριματα, εμπλοτιζονται με απομακρυνση των
αχρηστων περιεχομενων, με αποτελεσμα ωs τελικο προ’ι’ον πολυ
καθαρο πυρητιο που επαναχρησιμοποιηται.

Λογω τηs ταχειαs τεχνολογικηs εξελιξηs στον τομεα των φωτοβολτα’ι’κων εγκαταστασεων στεγηs, ο γραφων προβλεπει την κατωθι εξελιξη στον τομεα αυτο:

1. Τα φωτοβολτα’ι’κα κυτταρα του μελλοντοs θα ειναι σε θεση να
να εκμεταλλευτουν το συνολο του φασματοσ του ηλιακου φωτοs με
βαθμο αποδοσηs που θα ξεπερνα το 30 %

2. Οι φωτοβολτα’ι’κεs εγκαταστασειs δεν θα τοποθετουνται μονο σε
στεγεs κατοικιων και σε ελευθερεs εκτασειs τηs γηινηs επιφανειαs
αλλα και ωσ πολυ λεπτα και ευθκαμφτα Πανελs σχεδον σε καθε
επιφανεια.

3. Για την κατασκευη των φωτοβολτα’ι’κων κυτταρων θα μεταλλασεται
μονο κλασματικο μεροs τηs ενεργειαs που μεταλλασσεται σημερα, ενω
τα μακροχρονια μεταχειρισμενα Πανελs με τα κυτταρα τουs θα
ανακυκλωνονται και θα ανακατασκευαζονται βασει των νεων
δεδομενων.

4. Ολα τα νεα επιτευγματα θα ριξουν ικανοποιητικα το κοστοs
παραγωγηs και εγκαταστασηs των φωτοβολτα’ι’κων αλλα και των
αλλων φορεων ενεργειαs και θα κανουν τα φωτοβολτα’ι’κα, τουs
πλειονεκτωτερουs φορειs ενεργειαs.

Μεταξυ 2006 και 2023 επεσαν οι
τιμεs για τιs εγκαταστασειs φωτοβολτα’ι’κων κατα περιπου 70 %.

Το
2006 κοστιζε μια φωτοβολτα’ι’κη εγκατασταση στεγησ 5.000 Ευρω
ανα εγκατασταθεισα kWp, σημερα κοστιζει αυτη 1.400 Ευρω. Σημερα

κοστιζουν μικρεs εγκαταστασειs 3 εωs 4 kWp χωριs αποθηκευτη
ενεργειαs, περιπου 1.600 Ευρω ανα kWp. Οι μεγαλυτερεs
εγκαταστασειs 8 εωs 10 kWp ειναι φθηνωτερεs και κοστιζουν χωριs
αποθηκευση ενεργειαs περιπου 1.400 Ευρω ανα kWp.

Η μπαταρια
αποθηκευσηs ενεργειαs για μια εγκατασταση φωτοβολτα’ι’κων 8 εωs
10 kWp κοστιζει μεταξυ 8.000 εωs 10.000 Ευρω.

5. Μια νεα εξελιξη θα αποτελεσει η τοποθετηση πλωτων φωτοβολτα’ι’κων
εγκαταστασεων σε επιφανειεs λιμνων και παρακτιων θαλασσιων
περιοχων οπωs δειχνουν τα εργα Sirindhorn στην Τα’ι’λανδη, οπου σε
μια τεχνητη λιμνη τοποθετηθηκαν 144.000 Πανελs φωτοβολτα’ι’κων
συνολικηs ισχυοs 58,5 MW.

Η Κινα κατασκευαζει ομοια και
εργα ισχυοs ανω των 100 MW στιs δικεστεs λιμνεs και παρακτιεs
περιοχεs. Το ιδιο κανει και η Σιγκαμπουρη.

Μια αλλη δυνατοτητα προσφερεται σε χωρουs τηs γεωργικηs
παραγωγηs προ’ι’οντων, οπωσ τηs παταταs, του κοκκινογουλι
κ. α. για τα οποια η σκια απο τα φωτοβολτα’ι’κα ειναι πλειονεκτημα.
Εκτοs αυτου μπορουν τα φυτα να προστατευτουν απο ακραιεs
καιρικεs συνθηκεs.

7. Τα ισχυοντα σημερα προβληματα για προμηθεια αναγκαιων για την
κατασκευη φωτοβολτα’ι’κων κυτταρων και Πανελs ποσοτητων
σπανιων γαιων θα γινουν εντονωτερα.

Τα τελευταια χρονια η ζητηση
για κρισιμα για την ενεργεια στοιχεια σπανιων γαιων ωσ π.χ. Te, Hf,
Ta, In, Dy, La, Ce, Eu, Td, Υ, Ga κ.α. αυξανεται κατακορυφα ενω η
προσφορα αυτων ελεγχεται απο
χωρεs που εχουν τετοια κοιτασματα οπωs η Κινα με την αιτιολογια
οτι τα χειαζεται για τιs δικεs τηs κατασκευαστικεs βιομηχανιεs
ΑΠΕ Οι σπανιεs γαιεs συχνα απομονωνονται σαν υποπρο’ι’οντα
εξορυξηs κοιτασματων Αλουμινιου, Ψευδαργυρου και Χακου.

Απο
την εξορυξη κοιτασματων Χαλκου απομονωνεται συχνα το Te
(Τερβιο) που ειναι μαζι με το Eu (Ευρωπιο) ενα βασικο στοιχειο
με φωσφοριζουσεs ιδιοτητεs σε κιντρινο-πρασινο και γαλαζιο-
κοκκινο για τιs φωτοβολτα’ι’κεs εγκαταστασειs, ενω το Y (Υτριο)
φιλοξενει τα Ιοντα του Ευρωπιου που απελευθερωνουν το
φωσφοριζοντα κοκκινο.

Οι ιδιοτητεs του In (Ινδιου) ηλεκρικα
αγωγιμο και οπτικα διαφανο το καθιστουν ζωτικηs σημασιαs για
τιs επιπεδεs οθονεs των υπολογιστων και τηλεορασεων.

Το
(Τανταλιο) χρησιμοποιηται σχεδον σε ολεs τιs ηλεκτρονικεs
συσκευεs χειροs, ενω το Dy (Δυσπροσιο) αναμεμειγμενο με
Τερβιο και Σιδηρο στουs μαγνητεs υψηληs θερμοκρασιαs.

Το
La (Λανθανιο) και Ce (Δημητριο) χρησιμοποιουνται στιs
μπαταριεs Ιοντων Λιθιου.

Κινδυνοs μεγαληs ελλειψηs υπαρχει
στα στοιχεια Te, Y και In τοσο στιs ΗΠΑ οσο και στιs
περισσοτερεs χωρεs τηs Ε.Ε.

      Γ. Θ. Χατζηθεοδωρου