Φωτοβολταϊκά Πάρκα

Φωτοβολταϊκά Πάρκα, Διασυνδεδεμένα Συστήματα

Τα διασυνδεδεμένα συστήματα ή φωτοβολταϊκά πάρκα (βλ. ολοκληρωμένες λύσεις) έχουν ως βασικό χαρακτηριστικό το γεγονός ότι υπάρχει φυσική ένωση με το δίκτυο μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας (για την Ελλάδα με την ΔΕΗ (ΔΕΣΜΗΕ).
Η σχέση μιας εγκατεστημένης μονάδας με το δημόσιο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας είναι αμφίδρομη.
Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να απορροφά ενέργεια αλλά και να διαχέει ενέργεια προς το δίκτυο.

Ποιο συγκεκριμένα οι πιθανές περιπτώσεις που μπορεί να συναντήσουμε ένα διασυνδεδεμένο φωτοβολταϊκό σύστημα είναι οι παρακάτω:

Είδη διασυνδεδεμένων συστημάτων

1. Πώληση ενέργειας προς το ηλεκτρικό δίκτυο (Φωτοβολταϊκό Πάρκο)

1. Όταν μια εγκατάσταση έχει ως αποκλειστικό στόχο την έγχυση ενέργειας προς το δίκτυο. Σε αυτές τις περιπτώσεις στόχος είναι η μέγιστη ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και η πώληση της σε κάποιον προμηθευτή (καταναλωτή). Τέτοιου είδους μονάδες ονομάζονται και Φ/Β σταθμοί, Φωτοβολταϊκά πάρκα κλπ.
Η ισχύς σε αυτές τις περιπτώσεις μπορεί να είναι από μερικά KW εώς και αρκετά MW. Στην Ελλάδα η συνηθέστερη επένδυση σε αυτά τα επίπεδα είναι αυτή των 100KW (γιατί συνδυάζει τα πλεονεκτήματα της υψηλής επιδότησης της KWh και της ευκολότερης αδειοδότησης του ΦΒ σταθμού.

Τελευταία με την ΡΑΕ να μην δέχεται άλλες αιτήσεις πολλοί επένδυτές έχουν στραφεί και σε φωτοβολταϊκούς σταθμούς 20KW όπου η διαδικασία αδειοδότησης είναι ακόμα ποιό απλή και μπορεί μάλιστα να ολοκληρωθεί άμεσα και γρήγορα. (Πληροφορίες για επενδύσεις σε φωτοβολταϊκά πάρκα).

Κατηγορίες διασυνδεδεμένων συστημάτων σε σχέση με τα συστήματα στήριξης

-Στήριξη με σταθερό σύστημα στο έδαφος.
-Στήριξη με σταθερό σύστημα σε επικληνή στέγη.
-Στήριξη με σταθερό σύστημα σε επίπεδη οροφή κτιρίου.
-Στήριξη με σύστημα ηλιοστατών στο έδαφος (πολύ σπάνια σε οροφές αν επαρκούν τα κριτήρια στατικότητας)

Πλεονεκτήματα σταθερών συστημάτων

Γενικά τα σταθερά συστήματα πλεονεκτούν σε σχέση με τα tracker στην απλότητα της κατασκευής, στο κόστος εγκατάστασης, στην ταχύτητα εγκατάστασης, στο κόστος συντήρησης, στην μεγαλύτερη απεξάρτηση του επενδυτή από τον κατασκευαστή και σε θέματα αξιοπιστίας (realibility, availability).

Φωτοβολταϊκά πάρκα με ηλιοστάτες (tracker)

Στα φωτοβολταϊκά πάρκα πολλές φορές συνιθίζεται η χρήση συστημάτων παρακολούθησης της τροχιάς του ήλιου. Τα συστήματα αυτά ονομάζονται ηλιοστάτες ή trackers. Το πλεονέκτημα αυτής της τεχνικής είναι ότι η άμεση ηλιακή ακτινοβολία (direct irradiation) προσπίπτει στα πάνελ κάθετα με αποτέλεσμα την αυξημμένη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Υπάρχουν 3 βασικά είδη τέτοιων συστημάτων.

- Παρακολούθηση της τροχιάς στον κάθετο άξονα
(vetrical one axis tracker)-> (Μικρή αύξηση απόδοσης)

- Παρακολούθηση της τροχιάς στον οριζόντιo άξονα
(horizontal one axis tracker) -> (Μέσαία αύξηση απόδοσης)

- Παρακολούθηση της τροχιάς και στους δύο άξονες
(dual axis tracker) -> (Μέγιστη αύξηση απόδοσης)

Επίσης ανάλογα με την μέθοδο που δίνει κίνηση στους άξονες του συστήματος διακρίνονται σε:
- Υδραυλικά συστήματα κίνησης
- Ηλεκτρικά συστήμτατα κίνησης

Πλεονεκτήματα κινητών συστημάτων (ηλιοστατών)

Τα tracker πλεονεκτούν συνολικά στην απόδοση της επένδυσης του φωτοβολταϊκού συστήματος και αποδίδουν μεγαλύτερα οικονομικά ωφέλη (όταν όμως ισχύουν και αρκετοί άλλοι παράμετροι)
Υπάρχει ένα αυξημένο κόστος γενικότερα στην κατασκευή και την εγκατάσταση αλλά οι ηλιοστάτες μπορούν να αυξήσουν αρκετά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Φυσικά αυτό και μόνο το γεγονός αποτελεί βασικό κριτήριο για πολλούς επενδυτές που επιθυμούν το μέγιστο όφελος από την επένδυση τους.
Η αύξηση αυτή μπορεί ξεκινάει από 10% (για συστήματα μονού άξονα) να φτάσει ακόμα και το 40% (αλλά για κάποιες μόνο εποχές του χρόνου). Ο υπολογσμός της μέσης ετήσιας αύξησης στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ενος συστήματος είναι το κρίσιμο μέγεθος που θα πρέπει να υπολογισεί κανείς για να βγάλει χρήσιμα συμπεράσματα.

Η χρήση των tracker πάντως συστήνεται μόνο σε περιοχές που έχουν υψηλό ποσοστό άμεσης ακτινοβολίας (όπως στην Ελλάδα).
Για αυτόν ακριβώς τον λόγο μπορεί να παρατηρήσει κανείς ότι στην Ισπανία και την Γερμανία (οι 2 περισσότερο ώριμες αγορές του κόσμου) όπου έχουν τοποθετηθεί πολλοί φωτοβολταϊκοί σταθμοί χρησιμοποιούνται διαφορετικές πρακτικές όσον αφορά τα συστήματα στήριξης.
Στην μεν συνεφιασμένη Γερμανία τα συντριπτικά περισσότερα εγκατεστημμένα συστήματα είναι σταθερά, ενώ στην Ισπανία τα trackers έχουν κατακτήσει ένα πολύ σημαντικό μερίδιο της αγοράς.

Μειονεκτήματα κινητών συστημάτων (ηλιοστατών)

Στα μεινεκτήματα των κινητών συστημάτων μπορούν να αναφερθούν:
- Το αυξημένο κόστος της επένδυσης.
- Η ύπαρξη κινητών μερών η οποία και αυξάνει την πολυπλοκότητα του συστήματος.
- Η ανάγκη για αυτοκατανάλωση κάποιας ποσότητας ηλεκτρικής ενέργειας για την περιστροφή (κίνηση) των συστημάτων.
- Το αυξημένο κόστος συντήρησης.
- Η μεγαλύτερη ανάγκη για απομακρυσμένο (τηλεπικοινωνιακά) έλεγχο του συστήματος μιας και η πιθανότητα αστοχίας είναι μεγαλύτερη.
- Μεγαλύτερος κίνδυνος καταστροφής σε περίπτωση ακραίων καιρικών φαινομένων.

Συμπερασματικά υπάρχουν αρκετοί παράμετροι που θα πρέπει κανείς να σταθμίσει για να προχωρήσει στην επιλογή ενος σταθερού συστήματος στήριξης σε σχέση με ένα σταθερό.
Φωτογραφίες από φωτοβολταϊκά έργα σταθερα και κινητά.

2. Πώληση/αγορά ενέργειας προς/από το ηλεκτρικό δίκτυο

Όταν μια εγκατάσταση χρησιμοποιεί το δίκτυο ως εναλλακτική πηγή τροφοδότησης ηλεκτρικής ενέργειας σε περίπτωση που η παραγωγή του τοπικού φβ σταθμού δεν επαρκεί κάποιες ώρες της ημέρας (ή γενικότερα δεν επαρκεί) για να τροφοδοτήσει την ενεργειακές ανάγκες της εγκατάστασης.
Στις ποιο πάνω περιπτώσεις η εγκατάσταση μπορεί να απορροφά ενέργεια από το δίκτυο για να πληρώσει τις ενεργειακές τις ανάγκες. Επίσης μπορεί να συμβαίνει και το αντίστροφο. Δηλαδή όταν η ενέργεια που παράγεται από την μονάδα είναι περισσότερη από αυτήν που καταναλώνεται, η περίσσεια της ενέργειας μπορεί να διοχετεύεται (πωλείται) στο δίκτυο.
Ένα τέτοιο σύστημα θα πρέπει να διαθέτει δύο μετρητικά συστήματα, το ένα από τα οποία θα μετρά την εξερχόμενη ενέργεια και το άλλο την εισερχόμενη. Τα συστήματα αυτά ονομάζονται και grid interactive.

3. Χρήση του δημόσιου ηλεκτρικού δικτύου ως Back-up.

Όταν μια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας έχει ως αποκλειστικό στόχο την απορρόφηση ενέργειας από το ηλεκτρικό δίκτυο γιατί η ποσότητα ενέργειας που παράγει εξ ορισμού δεν καλύπτει τις ενεργειακές τις ανάγκες.
Αυτά τα συστήματα ονομάζονται και grid back up. Ουσιαστικά σε αυτήν την περίπτωση ο σχεδιασμός του συστήματος γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε να εξασφαλίζεται ότι το σύνολο της ενέργειας που παράγεται θα απορροφάται από τις ηλεκτρικές καταναλώσεις της εγκατάστασης.