Φωτοβολταϊκά: Η αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας! "Υπόσχονται" μια πράσινη-βιώσιμη ανάπτυξη!

Από τη μαθήτρια της Β’ Γυμνασίου Γεωργία Φώτου,  στα πλαίσια της έρευνας της φετινής Π.Ο. για το θέμα: «Ενέργεια και φυσικοί πόροι. Η ενεργειακή κρίση και οι επιπτώσεις της».

Dragon Stadium, Ταϊβάν, εκμεταλλεύεται τον ήλιο για να καλύψει τις ενεργειακές του ανάγκες.

Τα φωτοβολταϊκά, χάρη στη δυνατότητά τους να μετατρέπουν άμεσα το ηλιακό φως σε ηλεκτρισμό, κατέστησαν την ηλιακή ενέργεια ως την πιο διαδεδομένη από τις ΑΠΕ.
Στην ουσία είναι τεχνητοί ημιαγωγοί (συνήθως από πυρίτιο) που ενώνονται, για να δημιουργήσουν ένα ηλεκτρικό κύκλωμα σε σειρά. Οι ημιαγωγοί αυτοί απορροφούν φωτόνια από την ηλιακή ακτινοβολία και παράγουν μια ηλεκτρική τάση. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται "Φωτοβολταϊκό φαινόμενο". Τα φωτοβολταϊκά συστήματα χωρίζονται σε τρεις μεγάλες κατηγορίες:

Αυτάρκες κτίριο με ενσωματωμένα φωτοβολταϊκά στη Γερμανία

α) Στα φωτοβολταϊκά μικρής ισχύος  (- 100W) που χρησιμοποιούνται σε συσκευές, όπως οι υπολογιστές τσέπης, παρκόμετρα ή
απομακρυσμένοι λαμπτήρες
φωτισμού,

β) στα φωτοβολταϊκά μέσης ισχύος    (-200kW) που χρησιμοποιούνται για αυτόνομες ή απομονωμένες κατοικίες ή ηλεκτρικές εγκαταστάσεις ή και σε εγκαταστάσεις διασυνδεδεμένες με το δίκτυο, και

γ) στα φωτοβολταϊκά μεγάλης ισχύος (>200kW) που συνήθως λειτουργούν ως σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε τοπικό επίπεδο και είναι συνδεδεμένα με το δίκτυο.

Οι εφαρμογές τους

Πορτογαλία: από τα μεγαλύτερα φωτοβολταϊκά πάρκα του κόσμου

Οι εφαρμογές των φωτοβολταϊκών μπορούν να χωρισθούν στις παρακάτω κατηγορίες:

•Απλό ή ανεξάρτητο φωτοβολταϊκό σύστημα.

•Φωτοβολταϊκό σύστημα με αποθήκευση σε μπαταρίες.

•Φωτοβολταϊκό σύστημα συνδεδεμένο στον οργανισμό κοινής ωφελείας.

•Φωτοβολταϊκό σύστημα σε επίπεδο εργοστασίου παραγωγής ενέργειας.

•Μικτά / Υβριδικά συστήματα.

Πλεονεκτήματα

1. Λειτουργούν αθόρυβα.

Το μεγαλύτερο ηλιακό πάρκο της Αφρικής στην Γκάνα

2. Συμβάλλουν στην προστασία του περιβάλλοντος, αφού δεν εκλύουν ρύπους και δεν παράγουν απόβλητα.

3. Μπορούν να τοποθετηθούν και να  ενσωματωθούν εύκολα σε κτίρια ή σε ελεύθερα οικόπεδα.

4. Προσφέρονται για καινοτόμες και δημιουργικές αρχιτεκτονικές εφαρμογές.

5. Δίνουν τη δυνατότητα για απευθείας παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, ακόμη και σε πολύ μικρή κλίμακα.

6. Υπάρχει δυνατότητα επέκτασης του συστήματος ανάλογα με τις ανάγκες, ενώ μπορούν να συνδυαστούν και με άλλες πηγές ενέργειας (υβριδικά συστήματα). Έτσι, αν η ζήτηση ενέργειας αυξηθεί υπάρχει η δυνατότητα αύξησης της παραγωγής.

7. Παράγονται από υλικά που μπορούν να βρεθούν πολύ εύκολα στο περιβάλλον καθιστώντας την παραγωγή τους εύκολη υπόθεση. Το πυρίτιο π.χ. είναι το δεύτερο σε αφθονία χημικό στοιχείο στη Γη, μετά το οξυγόνο.

8. Συντελούν στην απεξάρτηση από την τροφοδοσία καυσίμων για τις απομακρυσμένες περιοχές.

9. Αποτελούν επένδυση, που αποφέρει σημαντικά κέρδη για τους πολίτες μεμονωμένα και για το κράτος.

Μειονεκτήματα

1. Το μεγαλύτερο μειονέκτημα είναι το μεγάλο κόστος της αγοράς- επένδυσης που απαιτείται.

2. Απαιτούν συνήθως μεγάλο χώρο για την εγκατάστασή τους, προκειμένου να επιτευχθεί ικανοποιητικό επίπεδο παραγωγής ενέργειας.

Ισπανία:  φάρμα φωτοβολταϊκών στοιχείων

Παρακάτω παρατίθενται κάποια μειονεκτήματα, που, όμως, αμφισβητούνται από πολλούς επιστήμονες-μελετητές.

3. Η εκτενής χρήση τους οδηγεί σε "ερημοποίηση", αφού εύφορες εκτάσεις μετατρέπονται σε φωτοβολταϊκά πάρκα και η βλάστηση κοντά σε αυτά είναι απαγορευτική, για να μην προκληθούν πυρκαγιές.

4. Το παραπάνω μειονέκτημα επηρεάζει τη βιοποικιλότητα  και το μικροκλίμα της περιοχής όπου υπάρχουν φωτοβολταϊκά.

5. Οι ποσότητες τσιμέντου που θα χρειαστούν για την εγκατάστασή τους ανέρχονται σε τόνους κι αυτό οδηγεί στη διάβρωση του εδάφους.

6. Ο χρόνος ζωής τους δεν ξεπερνά τα 20 με 25 χρόνια. Μετά το πέρας αυτών τεράστιες εκτάσεις θα βρεθούν ξαφνικά με άχρηστους τόνους σκουριασμένου σίδερου και τσιμέντου με δραματικές επιπτώσεις στο περιβάλλον.

7. Οι ΑΠΕ και η πολιτική που ακολούθησε η Ε.Ε. για την προώθησή τους, διασφαλίζοντας εγγυημένες τιμές και προτεραιότητα πρόσβασης στο σύστημα, ενοχοποιούνται σήμερα όχι μόνο για τις υψηλές τιμές ρεύματος και τις επιπτώσεις αυτού στην ευρωπαϊκή οικονομία, αλλά και για την ενεργειακή ανεπάρκεια της Ευρώπης και τον κίνδυνο μπλακ άουτ σε ολόκληρη την ήπειρο.

Ηλιακά κεραμίδια από εύκαμπτα φωτοβολταϊκά μεμβράνης

 Η χρήση φωτοβολταϊκών στην Ελλάδα.

1. Η Ελλάδα έχει το μεγαλύτερο δείκτη ηλιοφάνειας σε ολόκληρη την Ε.Ε. Η εκμετάλλευση αυτής της άφθονης ηλιακής ενέργειας θα μπορούσε να αποφέρει σημαντικά κέρδη στο κράτος και στους πολίτες.

2. Η ενεργειακή εξάρτηση των νησιωτικών σταθμών παραγωγής ενέργειας από το πετρέλαιο και το τεράστιο κόστος μεταφοράς της, έχουν αρνητικό αντίκτυπο στην ποιότητα ζωής των κατοίκων, στην τουριστική ανάπτυξη και στο κόστος παραγωγής ενέργειας, το οποίο χρεώνεται η ΔΕΗ. Επιπλέον, η παραγωγή ενέργειας μεγιστοποιείται κατά τους θερινούς μήνες, οπότε αυξάνεται και η ζήτηση. Η χρήση φωτοβολταϊκών θα εξάλειφε τα παραπάνω αρνητικά.

3. Ενίσχυση του ηλεκτρικού δικτύου τις ώρες των μεσημβρινών αιχμών, όπου τα φωτοβολταϊκά παράγουν το μεγάλο μέρος της  ηλεκτρικής ενέργειας, ιδιαίτερα κατά τη θερινή περίοδο που παρατηρείται έλλειψη ή πολύ υψηλό κόστος ενέργειας.

4. Μείωση των απωλειών του δικτύου, με την παραγωγή ενέργειας στον τόπο της κατανάλωσης και ελάφρυνση των γραμμών.

5. Περιορισμός της χρήσης των συμβατικών καυσίμων για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, σταδιακή απεξάρτηση από το πετρέλαιο και κάθε μορφής εισαγόμενη ενέργεια και εξασφάλιση της παροχής ενέργειας μέσω αποκεντρωμένης παραγωγής.

Περιοχή Λε Με, γαλλικές Άλπεις

6. Συμβολή στη μείωση των διακοπών ηλεκτροδότησης λόγω υπερφόρτωσης του δικτύου της ΔΕΗ.

7. Κοινωνική προσφορά του παραγωγού / καταναλωτή και συμβολή στην αειφόρο ανάπτυξη, την ποιότητα ζωής και προστασία του περιβάλλοντος στα αστικά κέντρα και στην περιφέρεια.

Αξίζει να σημειωθεί ότι πρόσφατο δημοσίευμα στον Τύπο από το Σύνδεσμο Εταιρειών Φωτοβολταϊκών κατέταξε τη χώρα μας στη δεύτερη θέση διεθνώς, σε ότι αφορά στη συμβολή των φωτοβολταϊκών στη συνολική κατανάλωση ενέργειας το 2013. Το 2013, επίσης, σύμφωνα με τα ίδια στοιχεία, η Ελλάδα βρέθηκε για τρίτη συνεχή χρονιά στην πρώτη δεκάδα της παγκόσμιας αγοράς σε ότι αφορά στη νέα ετήσια εγκατεστημένη ισχύ, με 1.043 νέα μεγαβάτ φωτοβολταϊκών. Η κατά κεφαλή εγκατεστημένη ισχύς φωτοβολταϊκών στην Ελλάδα είναι η πέμπτη υψηλότερη διεθνώς.

Σύμφωνα με τα στοιχεία του ΣΕΦ:

- Η παραγωγή ενέργειας από φωτοβολταϊκά το 2013, αποσόβησε την έκλυση περίπου 2,7 εκατομμυρίων τόνων διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στην ατμόσφαιρα.

Σε ότι αφορά στη συνεισφορά των φωτοβολταϊκών στα δημόσια έσοδα το 2013 στην Ελλάδα:

Jaguar Land Rover: η μεγαλύτερη φωτοβολταϊκή εγκατάσταση οροφής

- Παρήχθη το 0,84% του ΑΕΠ (με το 40% να αφορά εγχώρια προστιθέμενη αξία).

- Εισπράχθηκε ΦΠΑ τουλάχιστον 100 εκατ. ευρώ από νέες εγκαταστάσεις.

- Δημιουργήθηκαν νέα φορολογικά έσοδα τουλάχιστον 100 εκατ. ευρώ.

- Οι επενδύσεις στα φωτοβολταϊκά, την περίοδο 2008- 2013, φθάνουν στα 5 δις ευρώ.

        Δεν αναμένεται, όμως, η ίδια τάση για το έτος 2014 εξαιτίας και του Ν. 4254/2014 και της συνεπακόλουθης μείωσης της τιμής πώλησης της ηλεκτρικής ενέργειας, πράγμα που κάνει ασύμφορη την επένδυση σε φωτοβολταϊκά. Επομένως, είναι πιθανό οι επενδύσεις φωτοβολταϊκών στην Ελλάδα να έφτασαν σε τέλμα. Συνεπώς, προκύπτει επιτακτική η ανάγκη για τεχνολογίες πιο αποδοτικών και φθηνών φωτοβολταϊκών και απαιτείται  σχεδιασμός τόσο από την πλευρά της πολιτείας όσον αφορά την καθοδήγηση για νέες αιτήσεις σε άλλες μορφές ΑΠΕ, όσο και από την πλευρά των επενδυτών για το αν ένα έργο μπορεί να είναι βιώσιμο μετά την υλοποίηση του.

Ουκρανία: το μεγαλύτερο φωτοβολταϊκό πάρκο της Ευρώπης

 Συμπέρασμα

        Αναμφισβήτητα, ο ήλιος είναι μια διαρκής και ισχυρή πηγή ενέργειας για τον πλανήτη μας που σε καμιά περίπτωση δεν πρέπει να μείνει ανεκμετάλλευτη. Η εκμετάλλευσή της, όμως, απαιτεί σωστό σχεδιασμό κι οργανωμένες περιβαλλοντικές μελέτες. Για να μη φτάσουμε στο σημείο, εκεί που επιλύουμε κάποια περιβαλλοντικά προβλήματα, να δημιουργούμε άλλα!

Ηλιακός πύργος στη Σεβίλλη της Ισπανίας

Διαδικτυακές πηγές

www.ostriasolar.gr

www.stegiorama.gr

www.cardel.gr

www.solar-systems.gr

el.wikipedia.org

www.tovima.gr

www.kathimerini.gr

www.eunice-group.com

www.i-live.gr