Η εργασία εκπονήθηκε στα πλαισια του μαθηματος Τεχνολογίας της Α' γυμνασίου

1. 1ο Γυμνάσιο N. Ψυχικού
Σχολικό Έτος 2010-2011
ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ
Θεματική Ενότητα: Ενέργεια – Ισχύς
Εργασία στο Μάθημα της Τεχνολογίας Α’ Γυμνασίου
Βασιλίνα Στούμπου
Τμήμα Α3

2. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 2
Περιεχόμενα
1. Εισαγωγή ……….2
2. Περιγραφή……….4
3. Ιστορική εξέλιξη…..6
4. Επιστημονικά στοιχεία – Αρχή λειτουργίας….9
5. Επιπτώσεις στο περιβάλλον….11
6. Χρησιμότητα στην κοινωνία….12
7. Υλικά και εργαλεία – Εκτίμηση κόστους κατασκευής…14
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ….15

3. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 3
1. Εισαγωγή
Ο τίτλος της παρούσας εργασίας είναι «ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ
ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ» και έχει σαν στόχο τη δημιουργία και
επίδειξη διάταξης η οποία μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική. Η
εργασία εντάσσεται στη θεματική ενότητα «ΕΝΕΡΓΕΙΑ - ΙΣΧΥΣ» και
πραγματοποιείται στα πλαίσια του μαθήματος «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Α΄
ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ» στο 1ο Γυμνάσιο Νέου Ψυχικού.
Σχεδόν καθετί που συμβαίνει στη Γη αλλά και σε όλο το Σύμπαν απαιτεί κάποιου
είδους ενέργεια. Τα φυτά χρειάζονται ενέργεια για να μεγαλώσουν, τα αυτοκίνητα
για να κινηθούν και εμείς για να ζήσουμε. Η ενέργεια δεν δημιουργείται από το
μηδέν ούτε χάνεται, απλά μετατρέπεται από μία μορφή σε άλλη (κινητική,
δυναμική, χημική, θερμότητα, φως, ηλεκτρισμός…) με τη χρήση μηχανών,
συσκευών και κατάλληλων διατάξεων.
Μια ιδιαίτερα σημαντική εξέλιξη από ενεργειακή άποψη έγινε το 1879 με την
ανακάλυψη του λαμπτήρα πυρακτώσεως. Άρχισε έτσι η εποχή της ηλεκτρικής
ενέργειας και πολύ σύντομα αυτή η καινούργια μορφή ενέργειας χρησιμοποιήθηκε
ευρύτατα για οικιακούς και βιομηχανικούς σκοπούς.
Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας γίνεται συνήθως σε θερμικούς σταθμούς, με
χρήση των λεγόμενων ορυκτών καυσίμων (πετρέλαιο, άνθρακας ή φυσικό αέριο).
Η μείωση των αποθεμάτων των ορυκτών καυσίμων καθώς και τα σημαντικά
περιβαλλοντικά προβλήματα που προκαλεί η καύση τους οδηγούν προς την
εκμετάλλευση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (αιολική, ηλιακή κ.α.) για την
παραγωγή ηλεκτρισμού.
Στην εργασία μας προσπαθούμε να δείξουμε πως είναι δυνατή η απ’ ευθείας
μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρικό ρεύμα με τη χρήση των λεγόμενων
φωτοβολταϊκών στοιχείων. Σαν εφαρμογή, θα χρησιμοποιήσουμε το παραγόμενο
ρεύμα για την ηλεκτροδότηση του λαμπτήρα φάρου θέλοντας έτσι να
υπογραμμίσουμε την καταλληλότητα της συγκεκριμένης τεχνολογίας για
αυτόνομες εφαρμογές σε απομακρυσμένες περιοχές, απομονωμένα νησιά κλπ.
Στα επόμενα κεφάλαια θα ασχοληθούμε κατά σειρά με την περιγραφή της
διάταξης, την ιστορική εξέλιξη της σχετικής τεχνολογίας φωτοβολταϊκών, τις
περιβαλλοντικές συνέπειες και τη χρησιμότητα στην κοινωνία από την ευρεία
χρήση της ενώ θα δοθούν τα σχέδια της διάταξης, κατάλογος υλικών και
εργαλείων, εκτίμηση κόστους κατασκευής και βιβλιογραφία.

4. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 4
Εικόνα 1.1. Η ενέργεια από τον ήλιο φτάνει στη Γη και μετατρέπεται σε
ηλεκτρισμό από φωτοβολταϊκά στοιχεία

5. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 5
2. Περιγραφή
Εικόνα 2.1. Φωτοβολταϊκά στοιχεία και χρήσεις τους
Φωτοβολταϊκό (Φ/Β) στοιχείο αποκαλούμε τη συσκευή που παράγει ηλεκτρική
ενέργεια όταν δέχεται ακτινοβολία. Λέγεται ακόμα Φ/Β κύτταρο ή Φ/Β κυψέλη.
Για την κατασκευή ηλεκτρικής πηγής με ισχύ πολλαπλάσια αυτής του ενός
στοιχείου μπορούν να συνδεθούν σε σειρά περισσότερα από ένα στοιχεία
δημιουργώντας τις Φ/Β συστοιχίες που παράγουν σημαντικά ποσά ηλεκτρικής
ενέργειας για εφαρμογές μεγαλύτερης κλίμακας. Έτσι λοιπόν, τις ώρες της ημέρας
τα Φ/Β στοιχεία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ηλεκτροδότηση διαφόρων
συσκευών (λαμπτήρες, υπολογιστικές μηχανές, κινητά τηλέφωνα και άλλες
ηλεκτρονικές μικροσυσκευές, ακόμη και ελαφρά αυτοκίνητα ή κατοικίες) ή για τη
φόρτιση μπαταριών οι οποίες με τη σειρά τους θα αποδώσουν το ηλεκτρικό ρεύμα
τις νυχτερινές ώρες (για φωτισμό, κίνηση ηλεκτρικών οχημάτων ή άλλες χρήσεις).
Στη διάταξη αυτής της εργασίας χρησιμοποιείται ως ηλεκτρική πηγή
φωτοβολταϊκό στοιχείο της εταιρείας Horizon. Το υλικό κατασκευής είναι υψηλής
ποιότητας κρυσταλλικό πυρίτιο και οι διαστάσεις του ορθογώνιου στοιχείου 15cm
× 12cm. Το στοιχείο χαρακτηρίζεται από τάση ανοικτού κυκλώματος 2,75 V,
όπως επαληθεύθηκε με μετρήσεις σε συνθήκες ενδιάμεσης ηλιοφάνειας
(παρατηρήθηκαν και μεγαλύτερες τιμές, μέχρι 2,95 V σε συνθήκες έντονης
ηλιοφάνειας) δηλαδή παράγει τάση ανάλογη εκείνης των συνήθων μπαταριών που
χρησιμοποιούμε καθημερινά.

6. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 6
Εικόνα 2.2. Φωτοβολταϊκό στοιχείο
Η πηγή τροφοδοτεί μέσω καλωδίων λαμπτήρα φάρου όπως φαίνεται στο Σχ.1.
Όταν δεν υπάρχει αρκετό φως για τη λειτουργία του Φ/Β στοιχείου
χρησιμοποιούμε ως πηγή μπαταρία. Ο φάρος είναι κατασκευασμένος από χαρτόνι
και περιλαμβάνει βάση σχήματος κύβου και «πύργο» σχήματος κυλίνδρου. Στην
κορυφή του πύργου είναι τοποθετημένος ο μικρός λαμπτήρας που τροφοδοτείται
από το Φ/Β στοιχείο. Εντύπωση προκαλεί ότι η πηγή δεν αναπτύσσει τη μέγιστη
τάση που αναφέραμε παραπάνω αν το προσπίπτον φως δεν είναι ηλιακό,
ανεξάρτητα από την έντασή του. Συγκεκριμένα, με το φως κοινής λάμπας
ανεξάρτητα αν είναι πολύ εντονότερο του ηλιακού, μετρήσαμε τάση 1.8 V ενώ με
την προσθήκη και δεύτερης πηγής τεχνητού φωτός (φακός) η τάση ανήλθε σε 2.1
V.

7. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 7
3. Ιστορική Εξέλιξη
3.1 Ηλεκτρική ενέργεια
Το 1879 με την ανακάλυψη του λαμπτήρα πυρακτώσεως άρχισε η δημόσια
ζήτηση και διάθεση της ηλεκτρικής ενέργειας και πολύ σύντομα αυτή η καινούργια
μορφή ενέργειας άρχισε να χρησιμοποιείται σε πολλές εφαρμογές. Η απλότητα
και η ευκολία των εγκαταστάσεων και των συσκευών την καθιέρωσαν στις οικιακές,
εμπορικές και επιστημονικές εφαρμογές.
Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας γίνεται συνήθως σε θερμικούς σταθμούς. Εκεί
το ορυκτό καύσιμο (πετρέλαιο, άνθρακας ή φυσικό αέριο) παράγει θερμότητα η
οποία κινεί γεννήτριες που παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα. Η μείωση των αποθεμάτων
των ορυκτών καυσίμων καθώς και τα έντονα περιβαλλοντικά προβλήματα που
προκαλούν (όπως το φαινόμενο θερμοκηπίου) έχουν σαν συνέπεια την έρευνα για
την εκμετάλλευση των λεγόμενων ανανεώσιμων μορφών ενέργειας (αιολική, ηλιακή
κ.α.). Ειδικά η ηλιακή ενέργεια αποτελεί εξαιρετική πηγή «καθαρής» ενέργειας και
η αποδοτική εκμετάλλευσή της και για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος
αποτελεί ζητούμενο της σύγχρονης επιστημονικής δραστηριότητας.
3.2. Ηλιακή ενέργεια
Η κύρια πηγή ενέργειας για τον πλανήτη μας είναι ο ήλιος ο οποίος εκπέμπει προς
τη Γη φως και θερμότητα. Η γη δέχεται απ’ τον ήλιο τεράστιες ποσότητες
ενέργειας σε μορφή ακτινοβολίας που άμεσα ή έμμεσα είναι υπεύθυνη για τη
διατήρηση στη ζωή όλων των έμβιων όντων. Η ελάττωση των αποθεμάτων σε
φυσικά ορυκτά καύσιμα και τα περιβαλλοντικά προβλήματα που συνοδεύουν τη
χρήση τους ανάγκασαν τους ειδικούς να στραφούν, με αυξανόμενο ενδιαφέρον,
στη μελέτη όλων των δυνατών τρόπων, που θα βοηθούσαν στην αξιοποίηση της
ηλιακής ενέργειας για τις καθημερινές ανάγκες του ανθρώπου.
Η ηλιακή ενέργεια που προσπίπτει στην επιφάνεια της γης, θερμαίνει το έδαφος
και τα νερά, ενώ εξατμίζει το νερό των ποταμών και των ωκεανών. Μόνο ένα
μικρό ποσοστό (μικρότερο από 2%) μετατρέπεται σε χημική ενέργεια, που
αποθηκεύεται στα φυτά με τη φωτοσύνθεση. Παρόλο που χρησιμοποιούμε μεγάλο
ποσοστό της έμμεσης ηλιακής ενέργειας (π.χ. μέσω των ορυκτών καυσίμων), η
ηλιακή ενέργεια στην πρωτογενή της (άμεση) μορφή δεν έχει μέχρι τώρα
χαλιναγωγηθεί από τον άνθρωπο, σε ποσότητες που να προκαλούν αξιόλογο
ενδιαφέρον.
3.3. Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από την ηλιακή
Σε ένα μόνο δευτερόλεπτο η ηλιακή ενέργεια που φτάνει στον πλανήτη μας
ισοδυναμεί με την ενέργεια που παίρνουμε αν κάψουμε το πετρέλαιο που
μεταφέρουν έξι γιγαντιαία τάνκερ. Επειδή όμως απαιτούνται μεγάλες επιφάνειες
από συλλέκτες για τη συλλογή υπολογίσιμων ποσών ηλιακής ενέργειας, γεγονός

8. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 8
που σημαίνει και μεγαλύτερο κόστος σε σύγκριση με το κόστος των συμβατικών
ορυκτών καυσίμων, που είναι ακόμα χαμηλό, η χρήση της ηλιακής ενέργειας για
την παραγωγή ηλεκτρισμού παραμένει προς το παρόν περιορισμένη.
Η ανάγκη για συνεχή παραγωγή ηλεκτρικής ισχύος στους διαστημικούς
δορυφόρους, αποτέλεσε την αιτία ν’ αναπτυχθούν τα ηλιακά φωτοβολταϊκά
στοιχεία στα εργαστήρια της Bell Telephone στις Η.Π.Α. κατά τη δεκαετία του
1950. Οι συσκευές αυτές παράγουν ηλεκτρική ισχύ μετατρέποντας την ενέργεια
ακτινοβολίας του ήλιου και είναι κατασκευασμένες από λεπτές πλάκες πυριτίου
υψηλής καθαρότητας. Η ιστορική τους εξέλιξη περιγράφεται συνοπτικά παρακάτω.
1941 Κατασκευή του πρώτου φωτοβολταϊκού στοιχείου από πυρίτιο (Si)
1956 Η πρώτη εμπορική παραγωγή ηλιακών στοιχείων
1958 Εκτόξευση του αμερικάνικου δορυφόρου Vanguard I ο οποίος έχει ως βοηθητική πηγή
ενέργειας 6 στοιχεία Si
1958 Εκτόξευση σοβιετικού δορυφόρου με μοναδική πηγή ενέργειας τα φωτοβολταϊκά στοιχεία.
1981 Πτήση πάνω από την Μάγχη του αεροπλάνου Solar Challenger εξοπλισμένου με 16.128
φωτοβολταϊκά στοιχεία Si συνολικής ισχύος 2,7kW
1981 Η πρώτη εγκατάσταση φωτοβολταϊκών ισχύος 100kWp στην Ελλάδα, η μεγαλύτερη στην
Ευρώπη
1983 Έναρξη λειτουργίας του πρώτου φωτοβολταϊκού σταθμού ισχύος 1MWp στην Βικτροβίλ.
3.4. Σχετικά με το φάρο
Η ονομασία των φάρων συνδέεται άμεσα με τον πύργο που έκτισε στο Αιγυπτιακό
νησί Φάρος, στα ανατολικά της εισόδου του λιμανιού της Αλεξάνδρειας, ο
μεγάλος Αρχιτέκτονας των Ελληνιστικών χρόνων Σώστρατος. Ο πύργος κτίστηκε
στις αρχές του 3ου π.Χ. αιώνα και κατέρρευσε από σεισμό τον 8ο μ. Χ. αιώνα.
Από το όνομα αυτού του νησιού της Αιγύπτου πήραν την ονομασία τους όλοι οι
πυρσοφόροι πύργοι, οι οποίοι χρησίμευαν για την επισήμανση της πορείας των
πλοίων. Από τότε επικράτησε αυτή η ονομασία.
Μέχρι τον 18ο αιώνα στη λειτουργία των φάρων χρησιμοποιούνταν για την
παραγωγή της φλόγας, ως καύσιμη ύλη, τα ξύλα, τα κάρβουνα, ή ακόμη και
διάφορες ρητίνες. Από τον 18ο αιώνα και μετά αντικαταστάθηκε η παραπάνω
καύσιμη ύλη και καθιερώθηκε το λάδι και κυρίως το πετρέλαιο.
Οι απαιτήσεις όμως της ασφαλούς ναυσιπλοΐας για ανεγέρσεις φάρων σε
δυσπρόσιτες περιοχές όπως οι ύφαλοι, οι σκόπελοι, οι βραχονησίδες κ.ά. και η
ανάγκη παρουσίας ανθρώπων στους φάρους αυτούς, οδήγησε την έρευνα στην
κατασκευή φωτιστικών μηχανημάτων που δεν απαιτούσαν την καθημερινή
ανθρώπινη παρουσία. Έτσι το 1911 η Σουηδική εταιρεία AGA παρουσίασε μία
τέτοια συσκευή που λειτουργούσε με αέριο ασετιλίνης. Η συσκευή αυτή άναβε
αυτόματα τη νύχτα και τις μέρες με πυκνή συννεφιά και έσβηνε πάλι αυτόματα
όταν υπήρχε επαρκής ορατότητα. Την περίοδο 1913-16 εγκαταστάθηκαν 25
τέτοιοι αυτόματοι φάροι σε ισάριθμες περιοχές της χώρας μας.

9. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 9
Από το 1946 έχουμε τη χρήση του ηλεκτρικού ρεύματος στη λειτουργία των
φάρων, εκεί όπου τα κτίσματα αυτά ήταν προσιτά και η ηλεκτροδότησή τους ήταν
εύκολη. Τα τελευταία χρόνια σταδιακά εγκαταλείπεται και η ηλεκτρική ενέργεια
και αντικαθίσταται με φωτοβολταϊκά στοιχεία που μετατρέπουν την ηλιακή
ενέργεια σε ηλεκτρική.
Διάφοροι φάροι παλαιότερα και σήμερα:
(Λιθόκτιστος φάρος)
(1925 περίπου) (Ο ίδιος φάρος σήμερα)

10. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 10
4. Επιστημονικά στοιχεία – Αρχή λειτουργίας
Η ηλιακή ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική με τα φωτοβολταϊκά στοιχεία.
Εικόνα 4.1 Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο
Η αρχή λειτουργίας των φωτοβολταϊκών στοιχείων στηρίζεται στο φωτοηλεκτρικό
φαινόμενο το οποίο πρώτα παρατηρήθηκε από τον γερμανό φυσικό Hertz το
1887, και εξηγήθηκε από τον Einstein, το 1905 (για την εξήγηση αυτή ο Einstein
τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ Φυσικής). Το φως που πέφτει στο κύτταρο είναι
μια ροή φωτονίων. Καθώς τα φωτόνια χτυπούν το κύτταρο, ελευθερώνουν
ηλεκτρόνια. Αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια κυκλοφορούν μέσα στο υλικό με
αποτέλεσμα την δημιουργία ηλεκτρικής τάσης και ηλεκτρικού ρεύματος αν το Φ/
Β στοιχείο συνδεθεί με κύκλωμα. Στην εργασία μας, λοιπόν, το ηλεκτρικό ρεύμα
που παράγεται από τα φωτοβολταϊκά στοιχεία μεταφέρεται μέσω των καλωδίων
στο λαμπτήρα με αποτέλεσμα αυτός να ανάβει.
Ένα βασικό χαρακτηριστικό των φωτοβολταϊκών στοιχείων που πρέπει να
βελτιωθεί για να υπάρξει σημαντική εξάπλωση της χρήσης τους είναι η σχετικά
χαμηλή απόδοσή τους, δηλαδή το γεγονός ότι μετατρέπουν σε ηλεκτρική
ενέργεια ένα μικρό μόνο ποσοστό της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας.
Όμως αν συνδεθούν πολλά μαζί, μπορεί να ληφθεί σημαντική ισχύς.
Το παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα από το Φ/Β στοιχείο μπορεί να
χρησιμοποιηθεί σε οικιακές ή άλλες χρήσεις όπως η λειτουργία του μικρού
λαμπτήρα του φάρου της εργασίας μας. Βέβαια το Φ/Β στοιχείο παράγει
ηλεκτρικό ρεύμα μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας. Αυτό σημαίνει ότι στην
περίπτωση πραγματικής εφαρμογής για την ηλεκτροδότηση φάρου, το Φ/Β
στοιχείο συνδέεται την ημέρα με επαναφορτιζόμενες μπαταρίες οι οποίες
αποθηκεύουν την ενέργεια από το στοιχείο και την αποδίδουν αργότερα (στη
διάρκεια της νύχτας) όταν το στοιχείο δεν μπορεί να λειτουργήσει. Αυτή η
δυνατότητα αποθήκευσης της ηλιακής ενέργειας ώστε να χρησιμοποιείται όποτε
χρειάζεται είναι χαρακτηριστικό στοιχείο μεγάλης σημασίας και αφορά και άλλες
ανανεώσιμες πηγές (π.χ. αιολική ενέργεια) οι οποίες δεν είναι συνεχώς διαθέσιμες
αλλά εξαρτώνται από την ώρα της ημέρας, τις καιρικές συνθήκες κλπ.

11. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 11
5. Επιπτώσεις στο περιβάλλον
Η χρήση των Φ/Β στοιχείων για τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε
ηλεκτρική αποσκοπεί στην κάλυψη της ανάγκης σε ενέργεια προστατεύοντας
ταυτόχρονα το περιβάλλον.
Κάθε κιλοβατώρα ηλεκτρισμού που προμηθευόμαστε από το δίκτυο της ΔΕΗ και
παράγεται από ορυκτά καύσιμα, επιβαρύνει την ατμόσφαιρα με ένα τουλάχιστον
κιλό διοξειδίου του άνθρακα. Ένα τυπικό φωτοβολταϊκό σύστημα του ενός
κιλοβάτ (1 kW) καταλαμβάνει περίπου 10 τ.μ. και παράγει σε μία ώρα μία
κιλοβατώρα ηλεκτρισμού αποτρέποντας έτσι την εκπομπή ενός κιλού διοξειδίου
του άνθρακα ανά ώρα. Αυτό αντιστοιχεί στην αποτροπή της εκπομπής περίπου
1,3 τόνων διοξειδίου του άνθρακα κάθε χρόνο, όσο δηλαδή θα απορροφούσαν
δύο στρέμματα (2000 τ.μ.) δάσους. Επιπλέον, συνεπάγεται λιγότερες εκπομπές
άλλων επικίνδυνων ρύπων (όπως τα αιωρούμενα μικροσωματίδια, τα οξείδια του
αζώτου, οι ενώσεις του θείου, κ.λπ). Το διοξείδιο του άνθρακα είναι το
σημαντικότερο “αέριο του θερμοκηπίου” και οι εκπομπές του πυροδοτούν το
φαινόμενο της υπερθέρμανσης του πλανήτη και αλλάζουν το κλίμα της Γης, ενώ η
ατμοσφαιρική ρύπανση έχει σοβαρές επιπτώσεις στην υγεία και το περιβάλλον.
Η στροφή στις καθαρές πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή, αποτελεί τη μόνη
διέξοδο για την αποτροπή των κλιματικών αλλαγών που απειλούν σήμερα τον
πλανήτη και για τη μείωση της ρύπανσης του αέρα. Συνεπώς τα φωτοβολταϊκά
συνεπάγονται σημαντικά οφέλη για το περιβάλλον και την κοινωνία.

12. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 12
6. Χρησιμότητα στην κοινωνία
Όπως είναι γνωστό, οι ενεργειακές ανάγκες του σύγχρονου ανθρώπου είναι
εξαιρετικά υψηλές. Αυτές καλύπτονται σήμερα, κατά πολύ μεγάλο ποσοστό, από
ορυκτές καύσιμες ύλες (άνθρακας, πετρέλαιο, φυσικό αέριο) των οποίων η
αποθηκευμένη χημική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμότητα με καύση. Η χρήση
όμως αυτών των καυσίμων υλών έχει σημαντικότατα μειονεκτήματα. Κατά την
καύση παράγονται σημαντικές ποσότητες ρύπων με αποτέλεσμα την εξαιρετικά
μεγάλη επιβάρυνση του περιβάλλοντος.
Όλες σχεδόν οι μεγάλες πόλεις αντιμετωπίζουν σοβαρό πρόβλημα ρύπανσης με
επιπτώσεις στη υγεία των ανθρώπων, οι θάλασσες και οι ποταμοί ρυπαίνονται από
ενεργειακά απόβλητα και επικίνδυνες κλιματικές αλλαγές απειλούν τον πλανήτη
μας. Εξίσου μεγάλο μειονέκτημα αποτελεί το γεγονός ότι οι ορυκτές καύσιμες
ύλες δεν είναι ανανεώσιμες και αργά ή γρήγορα θα εξαντληθούν. Αυτό έχει σαν
αποτέλεσμα και πολλές συγκρούσεις για τον έλεγχο των κοιτασμάτων τους.
Αποτελεί λοιπόν πρόκληση για την κοινωνία μας η χρήση των ήπιων, καθαρών και
ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην πρώτη θέση των οποίων βρίσκεται η ηλιακή
ενέργεια. Η ηλιακή ακτινοβολία δεν ελέγχεται από κανέναν και αποτελεί έναν
ανεξάντλητο εγχώριο ενεργειακό πόρο.
Τα ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα δεν ρυπαίνουν, έχουν αθόρυβη λειτουργία,
αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής, δυνατότητα επέκτασης ανάλογα με τις
ανάγκες, δυνατότητα αποθήκευσης της παραγόμενης ενέργειας (στο ηλεκτρικό
δίκτυο ή σε μπαταρίες) και απαιτούν ελάχιστη συντήρηση. Στις αναπτυγμένες
χώρες γίνεται εντατική έρευνα για την δημιουργία νέων, πιο αποδοτικών και πιο
φτηνών υλικών για Φ/Β στοιχεία. Στόχος είναι η δημιουργία στοιχείων που θα
καλύπτουν τις ανάγκες καταρχήν νοικοκυριών και ίσως στο μέλλον και μικρών
βιομηχανικών μονάδων.

13. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 13
Εικόνα 6.1. Κατοικίες στις ΗΠΑ που χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια για να
καλύψουν τις ενεργειακές τους ανάγκες. Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία φαίνονται στις
οροφές τους (Φωτογραφίες από την BP).

14. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 14
7. Υλικά και εργαλεία – Εκτίμηση κόστους κατασκευής
7.1. Υλικά κατασκευής και κόστος
ΦΑΡΟΣ
Χαρτόνι Μακέτας (2,25 €)
Χαρτόνι κουσέ (0,18 €)
Κουτί σε σχήμα κύβου (0 €)
Κυλινδρικό ρολό από χαρτόνι (0 €)
Χαρτί Α4 (0 €)
Πλαστικό δοχείο (0 €)
Κόλλα HART UHU (2,99 €)
Κόλλα σιλικόνης (0 €)
Χρώμα – τέμπερα (0 €)
Φ/Β ΣΥΣΤΗΜΑ
Φ/Β Στοιχείο (15 €)
Καλώδια (0,5 €)
Λαμπτήρας (0,5 €)
ΣΥΝΟΛΟ (21,42 €)
7.2. Εργαλεία
Ψαλίδι
Πινέλο
Χάρακας και διαβήτης
Κατσαβίδι
Κοπίδι
Πολύμετρο

15. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 15
7.3 Σχέδια κατασκευής

16. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 16

17. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 17

18. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 18

19. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 19
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΜΑΘΗΤΕΣ
ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ, Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (KAΠE), Περιοδικός
Τύπος Α.Ε., Αθήνα 2007
ΕΝΕΡΓΕΙΑ: ΠΗΓΕΣ – ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ – ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΛΥΣΕΙΣ,
Ίδρυμα Ευγενίδου, Αθήνα 1996
Γ.Θ. Καλκάνης, Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΙ ΠΗΓΕΣ ΤΗΣ: ΤΙ, ΠΩΣ, ΓΙΑΤΙ.
Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (KAΠE), 1η έκδοση, Πικέρμι 1997
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ: ΕΝΑΣ ΠΡΑΚΤΙΚΟΣ ΟΔΗΓΟΣ, Σύνδεσμος Εταιρειών
Φωτοβολταϊκών, Αθήνα, Απρίλιος 2008
Φωτοβολταϊκό σύστημα
http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A6%CF%89%CF%84%CE%BF%CE
%B2%CE%BF%CE%BB%CF%84%CE%B1%CF%8A%CE%BA%CF%8C_
%CF%83%CF%8D%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BC%CE%B1
http://www.energolab.gr/index.asp?c=26
http://www.bpsolar.com