2. Περιεχόμενα Παρουσίαση σκοπου Ηλιος Ο ήλιος και η χρησιμότητα του στον πλανήτη Ηλιακή ενέργεια Αξιοποίηση της ηλιακής ενέργεια Ηλιοθερμικά συστήματα Ηλιακά συστήματα και προϊόντα Υλικά και όργανα Φωτογραφικό υλικό
3. Παρουσίαση σκοπού Αυτή η εργασία πραγματεύεται την σημασία και την χρησιμότητα της ηλιακής ενέργειας στον πλανήτη μας, όπως και την λειτουργία ενός ηλιακού συλλέκτη.
4. ήλιος Ο ήλιος είναι η βασική πηγή ζωής στον πλανήτη μας. Σχεδόν όλες οι μορφές παράγωγης ενέργειας είναι συσχετισμένες έμμεσα ή άμεσα με την ηλιακή. Τα φυτά χρησιμοποιούν τον ήλιο για την διάσπαση του ατόμου του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο. Το υδρογόνο ενώνεται με το διοξίδιο του άνθρακα για να δημιουργήσει την «τροφή» του φυτού. Τέτοια φυτά που πέθαναν πριν πολλά εκατομμύριο χρόνια δημιούργησαν το κάρβουνο που χρησιμοποιούμε σε διάφορες μορφές παραγωγής ενέργειας
5. Παρόμοια φυτά έτρωγαν τα ψάρια στις θάλασσες που μετά το πέρας εκατομμυρίων ετών από το θάνατο τους συντέλεσαν στη δημιουργία του πετρελαίου και του φυσικού αερίου. Ακόμα και η αιολική και υδροηλεκτρική ενέργεια είναι απόλυτα εξαρτημένες με τον ήλιο όπως θα διαπιστώσετε στις ανάλογες σελίδες . Παρακάτω θα γνωρίσουμε τις άμεσες μορφές εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας με τη χρήση φωτοβολταϊκών στοιχείων και ηλιακών θερμικών μονάδων (τα γνωστά ηλιακά θερμοσίφωνα
6.
7. Ο ήλιος και η χρησιμότητά του στον πλανήτη μας Όπως ξέρουμε ο ήλιος είναι η βασική πηγή ενέργειας του πλανήτη μας. Ο Ήλιος (εκ του Αβίλιος - αέλιος - ηέλιος = ο ακτινοβολών, ο πυρπολών) είναι απλανής αστέρας μέσου μεγέθους που λόγω των μεγάλων θερμοκρασιών των στοιχείων που τον συνθέτουν, μεταξύ των οποίων και το υδρογόνο, τα μόρια αλλά και τα άτομά τους βρίσκονται σε μια κατάσταση " νέφους " θετικών και αρνητικών φορτίων ή κατάσταση πλάσματος, όπως ονομάστηκε.
8. Σ' αυτές τις θερμοκρασίες, μερικών εκατομμυρίων °C, οι ταχύτατα κινούμενοι πυρήνες υδρογόνου (H) συσσωματώνονται, υπερνικώντας τις μεταξύ τους απωστικές ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις και δημιουργούν πυρήνες του στοιχείου ηλίου (Ηe). Η πυρηνική αυτή αντίδραση -σύντηξη πυρήνων- είναι εξώθερμη και χαρακτηρίζεται από τη γνωστή μας έκλυση τεράστιων ποσοτήτων ενέργειας ή θερμότητας ή όπως συνηθίζεται να λέγεται, ηλιακής ενέργειας, που ακτινοβολείται προς όλες τις κατευθύνσεις στο διάστημα.
9. Αν και αυτό συμβαίνει συνεχώς εδώ και 5 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου, ο ήλιος διαθέτει τεράστιες ποσότητες υδρογόνου και δεν αναμένεται να υπάρξει μείωση της ενέργειας που ακτινοβολείται από αυτόν. Στο μεγαλύτερο τμήμα της χώρα μας η ηλιοφάνεια διαρκεί περισσότερες από 2700 ώρες το χρόνο. Στη Δυτική Μακεδονία και την Ήπειρο εμφανίζει τις μικρότερες τιμές κυμαινόμενη από 2200 ως 2300 ώρες, ενώ στη Ρόδο και τη νότια Κρήτη ξεπερνά τις 3100 ώρες ετησίως
10. «Στρέψου στον ήλιο και θα αφήσεις τις σκιές πίσω σου» (γερμανική παροιμία)
11. Οι ακτίνες του ηλίου Οι αναλύσεις των ακτινών του Ήλιου έδειξαν ότι αποτελείται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο
12. Ηλιακή ενέργεια H στροφή στις καθαρές πηγές ενέργειας είναι πλέον επιτακτική ανάγκη, αν θέλουμε να αποτρέψουμε τις επικείμενες και επικίνδυνες κλιματικές αλλαγές που οφείλονται στην καύση των ορυκτών καυσίμων. H Ελλάδα αποτελεί προνομιακό χώρο εφαρμογής των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
13. Το 30% των αναγκών της Ελλάδας σε ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να καλυφθεί από φωτοβολταϊκά ηλιακά συστήματα τοποθετημένα στις στέγες των κατάλληλων κτιρίων σύμφωνα με έκθεση της Ευρωπαϊκής Ένωσης. κι όμως, το τεράστιο αυτό δυναμικό παραμένει αναξιοποίητο. H σημερινή αγορά φωτοβολταϊκών στην Ελλάδα είναι περιθωριακή. Ελάχιστες αποκεντρωμένες εφαρμογές μετά βίας συντηρούν λίγες εταιρείες που δραστηριοποιούνται στον κλάδο. H παντελής έλλειψη κινήτρων και ενημέρωσης μέχρι πρόσφατα κράτησε σε νάρκη μια αγορά, η οποία διεθνώς έχει έναν κύκλο εργασιών ίσο με 1,13 δισ. δολάρια (300 δισ. δρχ.) και αναπτύσσεται με ρυθμό 15% ετησίως.
14. Οι εκθέσεις της E.E. αναφέρουν ότι μια ταχεία ανάπτυξη των φωτοβολταϊκών συστημάτων θα δημιουργούσε τουλάχιστον 294.000 νέες θέσεις εργασίας στην Ευρώπη ως το 2010. H Κρήτη θα φιλοξενήσει τον μεγαλύτερο ηλιακό φωτοβολταϊκό σταθμό στον κόσμο. Το χαμηλό κόστος αυτού του σταθμού δημιουργεί νέες συνθήκες στη διεθνή αγορά και ρίχνει δραστικά το κόστος της ηλιακής ενέργειας.
15.
16. Αξιοποίηση ηλιακής ενέργειας Σήμερα αξιοποιούμε με πολλούς τρόπους την ευεργετική δράση της ηλιακής ακτινοβολίας:1) Με τη χρήση των θερμικών ηλιακών συστημάτων που συλλέγουν την ηλιακή ακτινοβολία και τη μετατρέπουν σε θερμότητα σε κάποια θερμομονωμένη δεξαμενή, όπου την αποθηκεύουν και ονομάζονταιενεργητικά ηλιακά συστήματα
17. 2) Με ταπαθητικά ηλιακά συστήματα, δηλαδή όλα τα κατάλληλα σχεδιασμένα και συνδυασμένα δομικά στοιχεία των οικοδομικών κατασκευών (κτηρίων) που υποβοηθούν την καλύτερη άμεση ή έμμεση εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας είτε για τη θέρμανση των κτηρίων το χειμώνα είτε για το δρόσισμα τους το καλοκαίρι.
21. Πώς λειτουργεί; η ηλιακή ενέργεια μετατρέπεται για τηνκίνηση του αυτικινήτου
22. Ηλιοθερμικά συστήματα Εδώ και μια εικοσαετία οι Έλληνες καταναλωτές έχουν εξοικειωθεί με τους ηλιακούς θερμοσίφωνες για την παραγωγή ζεστού νερού. Εκείνο όμως που αγνοεί η πλειοψηφία των καταναλωτών είναι, όχι μόνο οι τεχνολογικές βελτιώσεις των ηλιοθερμικών συστημάτων για ζέσταμα του νερού, αλλά κυρίως οι λοιπές χρήσεις των ηλιοθερμικών τεχνολογιών όπως η θέρμανση χώρων, η τηλεθέρμανση οικισμών, ο ηλιακός κλιματισμός και η ηλιοθερμική παραγωγή ηλεκτρισμού.
23. Ηλιακά συστήματα και προϊόντα ΗΛΙΑΚΟΣ ΦΟΥΡΝΟΣ Βραβευμένος πανευρωπαϊκά,μαγειρεύει όλα τα φαγητά φούρνουκαι κατσαρόλας σε λίγο περισσότεροχρόνο απ' ότι οι ηλεκτρικές συσκευές.Φορητός, χρησιμοποιείται άνετα στο σπίτι και στην εξοχή
24. ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΙ ΣΥΛΛΕΚΤΕΣ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 12V Συλλέκτες ηλιακής ενέργειας ή ολοκληρωμένα φωτοβολταϊκά συστήματα στα μέτρα τωναναγκών σας , από μια λάμπα μέχρι και ολόκληρη εγκατάστασηκατοικίας και πλέον.Διαθέτουμε διάφορα μεγέθη συλλεκτών,από 5W έως 100W, και όλα τα απαιτούμενα εξαρτήματα - λάμπες 12V, ρυθμιστές φόρτισης, συσσωρευτές, κ.λ.π
25. ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑΕΞΟΧΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Απλό, οικονομικό και πολύ εξυπηρετικό,μετατρέπει τηνηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρικό ρεύμα για βασικό φωτισμό, λειτουργεία PC και φόρτιση κινητού τηλεφώνου, όπου και να είστε.Διαθέτει αυτοματισμό και λειτουργίεςενός ολοκληρωμένου συστήματος.
26. ΗΛΙΑΚΟΣ ΦΟΡΤΙΣΤΗΣ ΜΠΑΤΑΡΙΑΣ 12V-0,25A Αδιάβροχος και πολύ ανθεκτικόςΣυντηρεί, εξυγιαίνει και μακραίνει τηζωή της μπαταρίας αυτοκινήτου,φορτηγού, σκάφους, γεννήτριας κλπ
27. ΗΛΙΑΚΟΣ ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΜΠΑΤΑΡΙΑΣ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ Προστατεύει τη μπαταρίατου αυτοκινήτου από φυσικήεκφόρτιση, αυξάνει τη διάρκειαζωή της και την διατηρεί σε ακμαία κατάσταση
28. ΗΛΙΑΚΟΣ ΦΟΡΤΙΣΤΗΣ ΜΠΑΤΑΡΙΩΝ ''C'' / "AA" Φορτίζει με ηλιακή ενέργεια 2 "C" ή "ΑΑ" επαναφορτιζόμενες μπαταρίες.Διαθέτει ένδειξη φόρτισης με φώςLED και αυτόματο σύστημαπροστασίας από υπερφόρτιση
29. ΗΛΙΑΚΟ ΛΟΥΞ/ΦΑΚΟΣ/ΦΩΣ ΚΙΝΔΥΝΟΥ & ΜΕ ΔΥΝΑΜΟ Ηλιακή φορητή λάμπα για ποικίλες χρήσεις.Λειτουργεί με ηλιακή ενέργεια,δυναμό , AC/DC πηγές ρεύματοςκαι συνήθεις μπαταρίες.Υπάρχει και μοντέλο με ενσωματωμένοραδιόφωνο AM-FM.
30. ΗΛΙΑΚΟ ΦΩΣ ΚΗΠΟΥ ΜΕ 5 SUPER BRIGHT LED ΛΕΥΚΟΥ ΦΩΤΟΣ Παρέχει βάσιμο φωτισμό για πάνω από 30 ώρες με κάθε εξάωρη φόρτιση στον ήλιο.Τα φώτα LED έχουν περίπου 100.000 ώρες διάρκεια ζωής. Ανάβει και αυτόματα όταν σκοτεινιάσει και σβήνει όταν φέξει.Μπορεί να χρησιμοποιηθεί εύκολα έξωκαι μέσα στο σπίτι.Εύκολο στην τοποθέτηση και χρήση του
31. ΗΛΙΑΚΟΣ ΑΔΙΑΒΡΟΧΟΣ ΦΑΚΟΣ ΦΩΣ ΚΙΝΔΥΝΟΥ Φορτίζεται την ημέρα και χρησιμοποιείται κατά βούλησησαν φακός ή προειδοποιητικόφως.Ενδείκνυται για ποδήλατο, αυτοκίνητο και χρήση κοντά στο νερό.Λειτουργεί με ηλιακή ενέργειαή και με συνήθεις μπαταρίες.
32. ΗΛΙΑΚΟ ΦΩΣ ΚΙΝΔΥΝΟΥ Φορτίζεται την ημέρα και τη νύχτα προειδοποιείύπαρξη κινδύνου. Ιδιαίτερα χρήσιμογια ιχθυοτροφεία, έργα οδοποιίας,σηματοδότηση κλπ.
34. ΗΛΙΑΚΗ ΝΤΟΥΖΙΕΡΑ Ζεσταίνει μέχρι 20 λίτρα νερόγια ντουζ,πλύσιμο ρούχων, πιάτωνκ.λπ.Ιδιαίτερα χρήσιμη στην εξοχή
35. 10 λόγοι για να στραφούμε στην ηλιακή ενέργεια Αξιοπιστία Είναι μια καθ΄όλα ώριμη και δοκιμασμένη τεχνολογία. Αποκέντρωση Η θερμική ενέργεια παράγεται στα σημεία ζήτησής της. Αποφεύγονται έτσι οι τεράστιες απώλειες μεταφοράς ενέργειας μέσω του ηλεκτρικού δικτύου (που στην Ελλάδα φτάνουν κατά μέσο όρο το 12%). Αυτονομία Αποτρέπονται οι τεράστιες δαπάνες για εισαγωγή ενέργειας και η ανασφάλεια λόγω εξάρτησης από εισαγόμενους ενεργειακούς πόρους. το 70% των ενεργειακών πόρων που καταναλώνει, τη στιγμή που ο ήλιος είναι δωρεάν και υπάρχει παντού.
36. Ανάπτυξη Η ενίσχυση της εγχώριας αγοράς θα αυξήσει την ποιότητα των ελληνικών προϊόντων προκειμένου να αντιμετωπίσουν το ανταγωνιστικότερο περιβάλλον των εξαγωγών. Θέσεις εργασίας Ήδη πάνω από 3.500 άτομα απασχολούνται στη βιομηχανία ηλιοθερμικών συστημάτων στην Ελλάδα. Η περαιτέρω ανάπτυξη της αγοράς συνεπάγεται νέες θέσεις εργασίας σε μια καθαρή τεχνολογία. Ευκολία Η τοποθέτηση ενός ηλιακού συλλέκτη είναι απλή. Η δε συντήρηση που απαιτεί είναι ελάχιστη. Εξοικονόμηση χρημάτων Για τον απλό καταναλωτή, ο ηλιακός θερμοσίφωνας είναι η πιο απλή και συμφέρουσα λύση για να περικόψει τους λογαριασμούς ρεύματος. Το μέσο ετήσιο κέρδος του μπορεί να φτάσει έως 100 ευρώ περίπου.
37. Εξοικονόμηση ενέργειαςΓια την Ελλάδα, η εξοικονόμηση που ήδη συντελείται είναι πολύ σημαντική. Οι εγκατεστημένοι ηλιακοί θερμοσίφωνες εξοικονομούν ήδη 1,1 δισεκατομμύρια κιλοβατώρες το χρόνο, όση ενέργεια παράγει δηλαδή ένας συμβατικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής, ισχύος 200 μεγαβάτ. Χωρίς τους ηλιακούς θερμοσίφωνες θα υπήρχε ένα σημαντικό έλλειμμα ισχύος, ιδιαίτερα στα απομονωμένα ηλεκτρικά δίκτυα των νησιών που θα αντιμετώπιζαν έτσι συχνές διακοπές ρεύματος, ιδίως κατά την καλοκαιρινή τουριστική περίοδο.Προστασία περιβάλλοντοςΑποτρέπεται η έκλυση μεγάλων ποσοτήτων ρύπων που επιβαρύνουν το περιβάλλον και τη δημόσια υγεία.Κλιματικές αλλαγέςΑποτρέπεται η κατανάλωση ενέργειας από ορυκτά καύσιμα και κατά συνέπεια οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2) που προκαλούν τις παγκόσμιες κλιματικές αλλαγές. Ένα τυπικό θερμοσιφωνικό σύστημα για οικιακή χρήση παράγει στην Ελλάδα ετησίως 840-1.080 κιλοβατώρες και αποσοβεί την έκλυση 925-1.200 κιλώνCO2 το χρόνο, όσο δηλαδή θα απορροφούσε 1,5 στρέμμα δάσους.
38. Φωτοβολταϊκά στοιχεία Όταν τα φωτοβολταϊκά εκτεθούν στην ηλιακή ακτινοβολία μετατρέπουν ένα 5-17% της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική (με τη σημερινή τεχνολογία, η οποία συνεχώς βελτιώνεται). Το πόσο ακριβώς είναι αυτό το ποσοστό εξαρτάται από την τεχνολογία που χρησιμοποιούμε. Υπάρχουν π.χ. τα λεγόμενα μονοκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά, τα πολυκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά, και τα άμορφα. Τα τελευταία έχουν χαμηλότερη απόδοση είναι όμως φθηνότερα. Η επιλογή του είδους των φωτοβολταϊκών είναι συνάρτηση των αναγκών, του διαθέσιμου χώρου ή ακόμα και της οικονομικής ευχέρειας του χρήστη. Τα φωτοβολταϊκά μπορούν να τοποθετηθούν σε οικόπεδα, στέγες (επίπεδες και κεκλιμένες) ή και σε προσόψεις κτιρίων.
39. Υπάρχουν δύο τρόποι να τα χρησιμοποιήσει κανείς. Ανεξάρτητα από το δίκτυο της ΔΕΗ ή σε συνεργασία μ’ αυτό. Μια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση μπορεί να αποτελεί λοιπόν ένα αυτόνομο σύστημα που να καλύπτει το σύνολο των ενεργειακών αναγκών ενός κτιρίου ή μιας επαγγελματικής χρήσης. Για τη συνεχή εξυπηρέτηση του καταναλωτή, η εγκατάσταση θα πρέπει να περιλαμβάνει και μια μονάδα αποθήκευσης (μπαταρίες) και διαχείρισης της ενέργειας.
40. Εναλλακτικά, ένα σύστημα παραγωγής ηλεκτρισμού με φωτοβολταϊκά μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με το δίκτυο της ΔΕΗ (διασυνδεδεμένο σύστημα). Στην περίπτωση αυτή, καταναλώνει κανείς ρεύμα από το δίκτυο όταν το φωτοβολταϊκό σύστημα δεν επαρκεί (π.χ. όταν έχει συννεφιά ή κατά τη διάρκεια της νύχτας) και δίνει ενέργεια στο δίκτυο όταν η παραγωγή υπερκαλύπτει τις ανάγκες του, π.χ. τις ηλιόλουστες ημέρες ή όταν λείπει κανείς.
41. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα φωτοβολταϊκά χρησιμοποιούνται για παροχή ηλεκτρικής ενέργειας εφεδρείας (δηλαδή ως συστήματα αδιάλειπτης παροχής – UPS). Στην περίπτωση αυτή, το σύστημα είναι μεν διασυνδεδεμένο με τη ΔΕΗ, αλλά διαθέτει και μπαταρίες (συν όλα τα απαραίτητα ηλεκτρονικά) για να αναλαμβάνει την κάλυψη των αναγκών σε περίπτωση διακοπής του ρεύματος και για όσο διαρκεί αυτή. Ένα τυπικό φωτοβολταϊκό ισχύος 1 κιλοβάτ (kW) παράγει κατά μέσο όρο 1.200-1.500 κιλοβατώρες το χρόνο (ανάλογα με την ηλιοφάνεια της περιοχής) και αποτρέπει κατά μέσο όρο κάθε χρόνο την έκλυση 1.450 κιλών διοξειδίου του άνθρακα, όσο δηλαδή θα απορροφούσαν δύο στρέμματα δάσους.
42. Τα φωτοβολταϊκά εγγυώνται: μηδενική ρύπανση αθόρυβη λειτουργία αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής (που φθάνει τα 30 χρόνια) απεξάρτηση από την τροφοδοσία καυσίμων για τις απομακρυσμένες περιοχές δυνατότητα επέκτασης ανάλογα με τις ανάγκες ελάχιστη συντήρηση Τα φωτοβολταϊκά μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ως δομικά υλικά, υποκαθιστώντας άλλα παραδοσιακά υλικά (π.χ. κεραμοσκεπές ή υαλοστάσια σε προσόψεις). Κατ’ αυτό τον τρόπο εξοικονομούνται χρήματα και φυσικοί πόροι. Στην περίπτωση μάλιστα των υαλοστασίων σε προσόψεις εμπορικών κτιρίων, διατίθενται σήμερα διαφανή φωτοβολταϊκά με θερμομονωτικές ιδιότητες αντίστοιχες με αυτές των υαλοστασίων χαμηλής εκπεμψιμότητας (low-e), τα οποία επιτυγχάνουν (πέραν της ηλεκτροπαραγωγής) και εξοικονόμηση ενέργειας 15-30% σε σχέση με ένα κτίριο με συμβατικά υαλοστάσια.
43. ΗΛΙΑΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Τα στοιχεία που τροφοδοτούν το πειραματικό ηλιακό αυτοκίνητο δε διαθέτουν κινητά μέλη – επομένως χρειάζονται ελάχιστη συντήρηση. Καθένα απ’ αυτά δίνει τόση ενέργεια όση και η μπαταρία ενός φακού. Τα στοιχεία συνδέονται μεταξύ τους με σειρά. Με αυτό τον τρόπο, μικρές ηλεκτρικές τάσεις προστίθενται και μας δίνουν μια πολύ μεγαλύτερη.
44.
45. ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΟΥΝ ΤΑ ΗΛΙΑΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Τα ηλιακά στοιχεία περιέχουν δυο στρώματα πυριτίου – μιας ουσίας που αποτελεί τη βάση των μικροτσίπ στα κομπιούτερ. Ορισμένα άτομα στο επάνω στρώμα του πυριτίου έχουν περίσσευμα ενός ηλεκτρονίου στην εξωτερική τους στοιβάδα , ενώ αντίθετα ορισμένα άτομα στο κάτω στρώμα του εμφανίζουν έλλειμμα ενός ηλεκτρονίου. Έτσι μετακινούνται ηλεκτρόνια από το ανώτερο προς το κατώτερο στρώμα, δημιουργώντας ένα θετικό ηλεκτρικό φορτίο στο ανώτερο στρώμα. Όταν λοιπόν εκτεθεί το ηλιακό στοιχείο σε φωτεινή ακτινοβολία, κάποια ηλεκτρόνια του κατώτερου στρώματος έλκονται από το θετικό φορτίο του ανώτερου στρώματος και δημιουργούν ηλεκτρικό ρεύμα.
