Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Ηλιακή ενέργεια Ηλιακή ενέργεια: Φωτοβολταϊκά συστήματα, διαστασιολόγηση και βασικοί υπολογισμοί, οικονομική ανάλυση

Τεχνολογίες Φ/Β στοιχείων Οι εμπορικές τεχνολογίες των Φ/Β στοιχείων σήμερα είναι αυτές του: μονοκρυσταλλικού πυριτίου (c-Si) με μέγιστες αποδόσεις εμπορικών εφαρμογών 12 – 16 % πολυκρυσταλλικού πυριτίου (p-Si) με μέγιστες αποδόσεις εμπορικών εφαρμογών 10 – 12 % του άμορφου πυριτίου (a-Si) με μέγιστες αποδόσεις εμπορικών εφαρμογών 5 – 7 % ενώ οι τεχνολογίες ημιαγωγών CuInSe 2, CdTe και GaAs βρίσκονται ακόμη σε ερευνητικό στάδιο. Τα Φ/Β στοιχεία αποτελούνται από δίσκους πυριτίου, οι οποίοι βρίσκονται σφραγισμένοι σε πλαστική ύλη για προστασία από τις καιρικές συνθήκες. Η μπροστινή όψη προστατεύεται από ανθεκτικό γυαλί. Τα Φ/Β στοιχεία ενσωματώνονται σε Φ/Β πλαίσια το οποία με τη σειρά τους σχηματίζουν Φ/Β συστοιχίες οι οποίες τοποθετούνται σε κατασκευές στήριξης με μηχανικές διατάξεις μεταβολής της κλίσης ενός άξονα ή δύο αξόνων. Ένα φωτοβολταϊκό πλαίσιο είναι μία διάταξη που συνήθως περιλαμβάνει 36 Φ/Β στοιχεία συνδεδεμένα σε σειρά.

Συνδεσμολογία Φ/Β στοιχείων Φ/Β στοιχεία ενός πλαισίου συνδεδεμένα σε σειρά: V MPPπλαισίου = 36 x V MPPστοιχείου ≈ 36 x 1 ≈ 36 Volt I MPPπλαισίου = Ι MPPστοιχείου ≈ 3 Ampere Ο θετικός πόλος του κάθε Φ/Β στοιχείου συνδέεται με τον αρνητικό του επόμενου στοιχείου, μέσα στο πλαίσιο. Αντίστοιχα, στη σε σειρά σύνδεση Φ/Β πλαισίων ή συστοιχιών, ο θετικός πόλος του κάθε πλαισίου ή συστοιχίας συνδέεται με τον αρνητικό του επόμενου πλαισίου ή της επόμενης συστοιχίας. Ένας αριθμός συνδεδεμένων πλαισίων δημιουργεί μία συστοιχία και ένας αριθμός συνδεδεμένων συστοιχιών έναν Φ/Β σταθμό. Στη σε σειρά σύνδεση: V πλαισίου = V στοιχείου1 + V στοιχείου2 + …. Ι πλαισίου = Ι στοιχείου1 = Ι στοιχείου2 = …… R πλαισίου = R στοιχείου1 + R στοιχείου2 + …. και αντίστοιχα: V συστοιχίας = V πλαισίου1 + V πλαισίου2 + …. Ι συστοιχίας = Ι πλαισίου1 = Ι πλαισίου2 = …… R συστοιχίας = R πλαισίου1 + R πλαισίου2 + …. ή V σταθμού = V συστοιχίας1 + V συστοιχίας2 + …. Ι σταθμού = Ι συστοιχίας1 = Ι στσυοιχίας2 = …… R σταθμού = R συστοιχίας1 + R στυσοιχίας2 + ….

Συνδεσμολογία Φ/Β στοιχείων Φ/Β στοιχεία ενός πλαισίου συνδεδεμένα παράλληλα: V MPPπλαισίου = V MPPστοιχείου ≈ 1 Volt I MPPπλαισίου = 36 x Ι MPPστοιχείου ≈ 36 x 3 ≈ 108 Ampere Ο θετικός πόλος του κάθε Φ/Β στοιχείου συνδέεται με τον θετικό κάθε επόμενου στοιχείου, μέσα στο πλαίσιο και αντίστοιχα ο κάθε αρνητικός με όλους τους αρνητικούς. Το ίδιο συμβαίνει και στην παράλληλη σύνδεση Φ/Β πλαισίων ή συστοιχιών. Στην παράλληλη σύνδεση: V πλαισίου = V στοιχείου1 = V στοιχείου2 = …. Ι πλαισίου = Ι στοιχείου1 + Ι στοιχείου2 + …… 1/R πλαισίου = 1/R στοιχείου1 + 1/R στοιχείου2 + …. και αντίστοιχα: V συστοιχίας = V πλαισίου1 = V πλαισίου2 = …. Ι συστοιχίας = Ι πλαισίου1 + Ι πλαισίου2 + …… 1/R συστοιχίας = 1/R πλαισίου1 + 1/R πλαισίου2 + …. ή V σταθμού = V συστοιχίας1 = V συστοιχίας2 = …. Ι σταθμού = Ι συστοιχίας1 + Ι στσυοιχίας2 + …… 1/R σταθμού = 1/R συστοιχίας1 + 1/R στυσοιχίας2 + …. Στα πλαίσια τα στοιχεία είναι συνήθως συνδεδεμένα σε σειρά. Αντίθετα, στις συστοιχίες η σύνεση των πλαισίων είναι μικτή και το ίδιο συμβαίνει και στις συστοιχίες των Φ/Β σταθμών.

Τεχνολογίες Φ/Β στοιχείων Τα τυπικά δεδομένα για εμπορικά Φ/Β πλαίσια μονοκρυσταλικού πυριτίου δίνονται στον Πίνακα 1, όπου τα ηλεκτρικά μεγέθη ισχύουν σε πρότυπες συνθήκες (ΑΜ = 1,5, Τc = 25 o C και Ι = W/m 2 ). Ένα συγκρότημα Φ/Β συστοιχιών, συνδεδεμένων σε σειρά, παράλληλα ή μεικτά, ανάλογα με την επιθυμητή τάση και ένταση στους τελικούς ακροδέκτες του, ονομάζεται φωτοβολταϊκό πάρκο ή φωτοβολταϊκός σταθμός.

Συμπεριφορά Έντασης– Τάσης (συμπεριφορά I – V) Φ/Β στοιχειών Τα Φ/Β στοιχεία, τα πλαίσια (βλ. Σχήμα) αλλά και οι συστοιχίες ή οι Φ/Β σταθμοί καλύπτουν ηλεκτρικές καταναλώσεις ή αλλιώς ηλεκτρικά φορτία. Οι ηλεκτρικές καταναλώσεις (τα ηλεκτρικά φορτία) που καλύπτονται από Φ/Β ισοδυναμούν με ηλεκτρικές αντιστάσεις συνδεδεμένες στα άκρα τους. Αν και στην πράξη τα ηλεκτρικά κυκλώματα που συνδέουν τα Φ/Β (τους Φ/Β σταθμούς, τις συστοιχίες, τα πλαίσια ή απλά τα στοιχεία) με τις ηλεκτρικές καταναλώσεις είναι αρκετά περίπλοκα και συνήθως περιλαμβάνουν την ανόρθωση της τάσης εξόδου των Φ/Β στην επιθυμητή τιμή καθώς και το μετασχηματισμό του συνεχούς ρεύματος των Φ/Β σε εναλλασσόμενο, το παραπάνω σχήμα παριστάνει απλοποιημένο ένα τέτοιο κύκλωμα, για ένα Φ/Β στοιχείο και για ένα Φ/Β πλαίσιο (η αντίσταση R του παραπάνω απλοποιημένου κυκλώματος ισοδυναμεί με την συνολική ηλεκτρική αντίσταση των διατάξεων ανόρθωσης και μετασχηματισμού του παραγόμενου ρεύματος, των ηλεκτρικών καταναλώσεων που καλύπτονται από το Φ/Β καθώς και την εσωτερική αντίσταση του ίδιου του Φ/Β). R total

Συμπεριφορά Έντασης– Τάσης (συμπεριφορά I – V) Φ/Β στοιχειών I, ampere R, ohm V, volt Στο Σχήμα, με συνεχή γραμμή παρουσιάζεται η μεταβολή της έντασης Ι (ampere) του ρεύματος που διαρρέει το παραπάνω απλοποιημένο κύκλωμα, με τη μεταβολή της συνολικής αντίστασης R (ohm) του κυκλώματος (διακεκομμένη γραμμή) και τη μεταβολή του δυναμικού (volt) στα άκρα του Φ/Β πλαισίου. Στο Σχήμα φαίνεται η θέση του βολτόμετρου και του αμπερόμετρου για τη μέτρηση του δυναμικού (της τάσης) και της έντασης του ρεύματος που παράγεται από το φ/Β πλαίσιο, ενώ τα τρία μεγέθη (τάση V, ένταση I και αντίσταση R) συνδέονται μεταξύ τους με τον Νόμο του Ohm: V = I x R total  I = V/ R total  R total = V/I [volt = ampere x ohm, ampere = volt/ohm, ohm = volt/ampere] Κάθε σημείο της συνεχούς γραμμής Ι έχει συντεταγμένες Ι – V (έντασης – τάσης ή αλλιώς ρεύματος – δυναμικού). Σύμφωνα με τον Νόμο του Ohm, κάθε σημείο (V,R) της διακεκομμένης γραμμής R total προκύπτει από το πηλίκο V/I των συντεταγμένων του αντίστοιχου σημείου (V,I) της συνεχούς καμπύλης Ι. Έτσι: κάθε τιμή της αντίστασης R total του φορτίου (της κατανάλωσης) που συνδέεται στο Φ/Β ορίζει μονοσήμαντα μία τιμή δυναμικού V στα άκρα του Φ/Β και μία τιμή ρεύματος Ι που το διαρρέει R total A V Ι Ι V Σχήμα 1

Συμπεριφορά Έντασης– Τάσης (συμπεριφορά I – V) Φ/Β στοιχειών I, ampere P, watt V, volt Επιπλέον, το γινόμενο των συντεταγμένων (Ι,V) κάθε σημείου της συνεχούς γραμμής Ι – V έχει μονάδες ισχύος, σύμφωνα με τη σχέση: ισχύς = ένταση x τάση ή Ρ = I x V [watt = ampere x volt] Έτσι, η διακεκομμένη γραμμή στο παραπάνω Σχήμα παριστάνει την ισχύ (watt) που παράγεται από το Φ/Β για κάθε τάση V (volt) που μετριέται στα άκρα του και την αντίστοιχη ένταση (ampere) που διαρρέει το κύκλωμα για την τάση αυτή. Επίσης το Σχήμα 2 δείχνει ότι για κάθε τιμή V της τάσης στα άκρα του Φ/Β η ένταση του ρεύματος I μπορεί να λάβει μία μόνο συγκεκριμένη τιμή (αυτή που ορίζεται από τη συνεχή καμπύλη Ι). Και αφού κάθε τιμή αντίστασης R total (βλ. Σχήμα 1) ορίζει μονοσήμαντα μία μόνο τιμή τάσης V στα άκρα του Φ/Β και μία τιμή έντασης ρεύματος Ι που το διαρρέει, θα ορίζει και μονοσήμαντα και μία τιμή παραγόμενης ισχύος Ρ = Ι x V. Έτσι: σε αντίθεση με τις συνήθεις πηγές ηλεκτρικής ισχύος, η ηλεκτρική ισχύς που παράγεται από τα Φ/Β καθορίζεται από την κατανάλωση την οποία καλύπτουν (δηλαδή από την αντίσταση R που βρίσκεται κάθε φορά συνδεδεμένη στα άκρα τους). R total A V P Ι Ι V P Σχήμα 2

Συμπεριφορά Έντασης– Τάσης (συμπεριφορά I – V) Φ/Β στοιχειών Από το ίδια Σχήματα φαίνεται ότι όταν R total = 0 (μηδενική αντίσταση, συνθήκες βραχυκύκλωσης, short circuit - SC), το ρεύμα που παράγεται από το Φ/Β λαμβάνει τη μέγιστη τιμή του και το δυναμικό του Φ/Β είναι μηδέν: Ιmax = Ι SC [Ampere] Vmin = V SC = 0 [Volt[ Όταν R total = ∞ (άπειρη αντίσταση, συνθήκες ανοικτού κυκλώματος, open circuit – OC), το ρεύμα που παράγεται από το Φ/Β μηδενίζεται και το δυναμικό στους δύο ακροδέκτες του Φ/Β λαμβάνει τη μέγιστη τιμή του: Ιmin = Ι OC = 0 [Ampere] Vmax = V OC [Volt] ενώ και στις δύο περιπτώσεις (R total = 0 ή R total = ∞ ) η παραγόμενη ισχύς είναι μηδέν: P = Isc x Vsc = Isc x 0 = 0 P = Ioc x Voc = 0 x Voc = 0 I, ampere P, watt V, volt P Ι I, ampere R, ohm V, volt R total Ι Ι sc V sc R total = 0 VοcVοc ΙοcΙοc R total =  P sc P oc

Συμπεριφορά Έντασης– Τάσης (συμπεριφορά I – V) Φ/Β στοιχειών Μεταβάλλοντας την R total μεταξύ των παραπάνω ακραίων τιμών (από R total = 0 έως R total = ∞ ), λαμβάνεται η συνεχής καμπύλη ρεύματος – δυναμικού (Ι – V) του Φ/Β στοιχείου, από το οποίο μπορεί να εξαχθεί η διακεκομμένη καμπύλη ισχύος – δυναμικού (P – V), του δεξιού διαγράμματος. Η καμπύλη ισχύος – δυναμικού παρουσιάζει μέγιστο το οποίο ονομάζεται Maximum Power Point (MPP) ή σημείο μέγιστο ισχύος, με συντεταγμένες: (V MPP, I MPP ) όσον αφορά στην καμπύλη I – V (V MPP, P MPP ) όσον αφορά στην καμπύλη P – V (V MPP, R MPP ) όσον αφορά στην καμπύλη R total – V Έτσι, το Φ/Β παράγει τη μέγιστη ισχύ P MPP όταν η κατανάλωση που έχει συνδεθεί στα άκρα του παρουσιάζει αντίσταση R MPP και τότε η διαφορά δυναμικού στα άκρα του είναι V MPP και η ένταση του ρεύματος που διαρρέει είναι I MPP. Μία ειδική διάταξη που ονομάζεται Maximum Power Point Tracker (MPPT) και η οποία συνδέεται στα άκρα του Φ/Β εξασφαλίζει ότι το Φ/Β θα λειτουργεί κάθε στιγμή στο σημείο μέγιστης ισχύος (V MPP, I MPP ). Ο MPPT ρυθμίζει την αντίσταση στα άκρα του Φ/Β ώστε αυτή να βρίσκεται πάντοτε στην τιμή R MPP ανεξάρτητα από τις μεταβολές της αντίστασης της κατανάλωσης που κάθε στιγμή τροφοδοτείται από το Φ/Β. I, ampere P, watt V, volt P Ι I, ampere R, ohm V, volt R total Ι MPP Ι sc VοcVοc Ι MPP Ι sc V MPP VοcVοc R MPP P MPP

Η καμπύλη έντασης – τάσης (ή ρεύματος-δυναμικού) των Φ/Β, μετατοπίζεται όταν μεταβάλλεται η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας που προσπίπτει στο Φ/Β. Η μετατόπιση αυτή αφορά κυρίως την ένταση του ρεύματος που παράγεται από το Φ/Β, ενώ το δυναμικό άκρα του επηρεάζεται πολύ λίγο. Έτσι το Ιmax (Ι SC ) αλλά και το Ι ΜΡΡ μεταβάλλεται σχεδόν ανάλογα με την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας, ενώ το Vmax (V OC ) και το V ΜΡΡ μεταβάλλεται ανεπαίσθητα με την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας. Λόγω κυρίως της μεταβολής του Ι ΜΡΡ μεταβάλλεται και το R ΜΡΡ = V ΜΡΡ / Ι ΜΡΡ. Συμπεριφορά Έντασης– Τάσης (συμπεριφορά I – V) Φ/Β στοιχειών

Ο ονομαστικός βαθμός απόδοσης n nominal ή n n ενός Φ/Β (στοιχείου, πλαισίου ή συστοιχίας) ορίζεται ως η παραγόμενη ηλεκτρική ισχύς προς την ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας και υπολογίζεται στις πρότυπες συνθήκες με βάση τη σχέση: όπου Ι ΜΡΡ [ampere] η ένταση του ρεύματος στο ΜΡΡ, V ΜΡΡ [volt] το δυναμικό στο ΜΡΡ, Ρ ΜΡΡ [watt] η παραγόμενη ηλεκτρική ισχύς στο ΜΡΡ, Ι η ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας [watt/m 2 ] και Α η επιφάνεια του Φ/Β [m 2 ]. Απόδοση Φ/Β στοιχειών Η ονομαστική απόδοση η n υπολογίζεται από τα στοιχεία του Φ/Β που δίνει ο κατασκευαστής και αναφέρεται σε πρότυπες συνθήκες (Ι = 1000 W/m 2 και 25 ο C). Έτσι για το πλαίσιο του Πίνακα 1, η ονομαστική απόδοση είναι: Η πραγματική απόδοση η, ελαττώνεται με την ελάττωση της ακτινοβολίας και την αύξηση της θερμοκρασίας του στοιχείου, βάση των συντελεστών η Ι και η Τ : η Ι = - 0,446 x Ι 2 + 0,96 x I + 0,48 [I σε kW/m 2 ] η T = - 0,00002 x T 2 - 0,001 x T + 1,042 [T σε o C] και δίνεται από τη σχέση:η = η n x η Ι x η Τ Η θερμοκρασία του πλαισίου δίνεται, κατά προσέγγιση, από τη σχέση: Τ ΦΒ = Τα + hw x I [ o C] όπου Τα η θερμοκρασία του αέρα, hw = 0,03 m 2 x o C / W και Ι η ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας [W/m 2 ], ενώ η διακύμανση της μέσης ημερήσιας θερμοκρασίας Τα στην Ελλάδα παρουσιάζεται στο Σχήμα.

Μέση θερμοκρασίας ημέρας, σε σχέση με την ημέρα του έτους και το γεωγραφικό πλάτος

Παράδειγμα 5 Να υπολογισθεί η ετήσια ηλεκτροπαραγωγή Φ/Β πάρκου Φ/Β πλαισίων με τα τυπικά χαρακτηριστικά του Πίνακα 1 και αυτό χωροθετηθεί στην Ιεράπετρα, με τη βέλτιστη μηνιαία κλίση των πλαισίων του. Λύση Η ονομαστική απόδοση του κάθε πλαισίου είναι: η n = (100 W) / (0,644x1,282 m 2 x W/m 2 ) = 12,1 % Η μέση μηνιαία ειδική ακτινοβολία (kWh/m 2 ) σε επιφάνεια βέλτιστης κλίσης έχει υπολογιστεί, για τη μέση ημέρα κάθε μήνα. Διαιρώντας την ακτινοβολία αυτή με τις ημέρες του μήνα, υπολογίζεται η μέση ημερήσια ακτινοβολία, κάθε μήνα του έτους (Στήλη 3). Η ωριαία γωνία δύσης του ηλίου έχει υπολογιστεί. Με βάση τις τιμές της ω Δ υπολογίζεται η μέση διάρκεια της ημέρας, το συγκεκριμένο μήνα του έτους, σε ώρες (Στήλη 5). Διαιρώντας τα αποτελέσματα των Στηλών 3 και 5, προκύπτει η μέση ισχύς Ιν της ηλιακής ακτινοβολίας τον αντίστοιχο μήνα (Στήλη 6) και υπολογίζεται ο συντελεστής η Ι (Στήλη 7). Από το Σχήμα 15, εκτιμάται η μέση θερμοκρασία κατά τη διάρκεια της ημέρας, τον αντίστοιχο μήνα (Στήλη 8) και από την Εξ. 44 η θερμοκρασία των Φ/Β πλαισίων (Στήλη 9) Στη Στήλη 10 υπολογίζεται η τιμή του συντελεστή η T. Στη Στήλη 11 υπολογίζεται ο πραγματικός συντελεστής απόδοσης η, και στη Στήλη 12 η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια: Εe = [ΗΗκ * x η] kWh/m 2 x [1.000 x 0,644 x 1,282] m 2 [kWh]

Παράδειγμα 5

Στοιχεία κόστους Φ/Β συστημάτων και ανάλυση οικονομικής βιωσιμότητας Ραγδαία πτώση του κόστους των Φ/Β στοιχείων

Στοιχεία κόστους Φ/Β συστημάτων και ανάλυση οικονομικής βιωσιμότητας Το κόστος αρχικής επένδυσης μίας Φ/Β εγκατάστασης καθώς και το ετήσιο λειτουργικό της κόστος εξαρτάται κάθε φορά από τις ιδιαιτερότητες της εγκατάστασης αυτής καθώς και από τη συγκεκριμένη τοπική αγορά. Έτσι οι γενικές εκτιμήσεις που παρουσιάζονται εδώ μόνο προσεγγιστικές μπορούν να είναι. Όσον αφορά στα διασυνδεδεμένα Φ/Β πάρκα, μία προσεγγιστική εκτίμηση [“Cost analysis comparing PV systems with and without tracking systems” Photon International, November 2009] για το συνολικό κόστος εγκατάστασης τους και το ετήσιο λειτουργικό τους κόστος διαρθρώνεται ως εξής: μεταβλητής κλίσης €/kWpσταθεράμονού άξοναδιπλού άξονα Φ/Β πλαίσια500 – – – 1500 μελέτη εγκατάσταση/σύνδεση ηλεκτρονικά ισχύος – – 450 βάσεις στήριξης – – 1000 ΣΥΝΟΛΟ1810 – – – 3660 Οι διακυμάνσεις των τιμών επηρεάζονται καθοριστικά από το μέγεθος του εγκατεστημένου σταθμού. Ετήσια λειτουργικά κόστη (€/kWp): Παρούσα αξία μελλοντικών χρηματοροών Με την πάροδο του χρόνου το χρήμα χάνει την αξία του. Έτσι το ονομαστικά ίδιο χρηματικό ποσό σε κάποια χρόνια από σήμερα θα έχει μικρότερη αξία από ότι το ίδιο ποσό σήμερα. Η ετήσια ποσοστιαία απώλεια της αξίας του χρήματος ονομάζεται πληθωρισμός. Η παρούσα αξία (present value – PV) μίας μελλοντικής χρηματοροής υπολογίζεται από τη σχέση: όπου PV η παρούσα αξία της ονομαστικής χρηματοροής S, η οποία συμβαίνει σε ν έτη από σήμερα αν ο μέσος πληθωρισμός κατά τα ν αυτά έτη είναι π. Έτσι αν για τα επόμενα 10 έτη ο μέσος πληθωρισμός είναι 3 %, μία χρηματοροή € σε 10 έτη από σήμερα θα έχει παρούσα αξία:

Τιμές διάθεσης της ηλεκτρικής ενέργειας από Φ/Β Σύμφωνα με το Νόμο 3851/2010, η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από διασυνδεδεμένους (στο ηλεκτρικό δίκτυο της χώρας) Φ/Β σταθμούς θα διατίθεται στις παρακάτω τιμές, οι οποίες ελαττώνονται με την πάροδο του χρόνου στον οποίο θα υπογραφεί η σύμβαση του παρόχου Φ/Β ηλεκτρικής ενέργειας με τη ΡΑΕ. €/MWhΔιασυνδεδεμένο Μη Διασυνδεδεμένο >100 kW <=100 kW(ανεξαρτήτως ισχύος) 2009 Φεβρουάριος 400,00 450,00 450, Αύγουστος 400,00 450,00 450, Φεβρουάριος 400,00 450,00 450, Αύγουστος 392,04 441,05441, Φεβρουάριος 372,83 419,43 419, Αύγουστος 351,01 394,89 394, Φεβρουάριος 333,81 375,54 375, Αύγουστος 314,27 353,55 353, Φεβρουάριος 298,87 336,23 336, Αύγουστος 281,38 316,55 316, Φεβρουάριος 268,94 302,56 302, Αύγουστος 260,97293,59 293,59

Τιμές διάθεσης της ηλεκτρικής ενέργειας από Φ/Β Σύμφωνα με την Κοινή Υπουργική Απόφαση Υ.Α.Π.Ε./Φ1/οικ.2266 των Υπουργών Οικονομικών και Περιβάλλοντος, Ενέργειας και Κλιματικής Αλλαγής, στις 31 Ιαν 2012, η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από διασυνδεδεμένους (στο ηλεκτρικό δίκτυο της χώρας) Φ/Β σταθμούς θα διατίθεται στις παρακάτω τιμές, οι οποίες ελαττώνονται με την πάροδο του χρόνου στον οποίο θα υπογραφεί η σύμβαση του παρόχου Φ/Β ηλεκτρικής ενέργειας με τη ΡΑΕ. €/MWhΔιασυνδεδεμένο Μη Διασυνδεδεμένο >100 kW <=100 kW(ανεξαρτήτως ισχύος) 2012 Φεβρουάριος 292, , Αύγουστος 271,64 305,60 305, Φεβρουάριος 252,62 284,20 284, Αύγουστος 234,94 264,31 264, Φεβρουάριος 218,49 245,81 245, Αύγουστος 203,20 228,60 228,60 Ειδικά για τα Φ/Β σε στέγες, η διαμόρφωση της τιμής διάθεσης τα επόμενα έτη, θα διαμορφώνεται ως εξής, ανάλογα με το χρόνο0 σύναψης της σχετικής σύμβασης: €/MWh Φεβρουάριος ,00Φεβρουάριος ,39 Αύγουστος ,25Αύγουστος ,97 Φεβρουάριος ,74Φεβρουάριος ,37 Αύγουστος ,40Αύγουστος ,56 Φεβρουάριος ,18Φεβρουάριος ,48 Αύγουστος ,02Αύγουστος ,10 Φεβρουάριος ,87Φεβρουάριος ,40 Αύγουστος ,68Αύγουστος ,33

Τιμές διάθεσης της ηλεκτρικής ενέργειας από Φ/Β … ενώ από 1 Ιουν 2013, οι τιμές που ισχύουν είναι: €/MWhΔιασυνδεδεμένο Μη Διασυνδεδεμένο >100 kW <=100 kW(ανεξαρτήτως ισχύος) 2013 Φεβρουάριος 95,00 120,00 100, Αύγουστος 95,00 120,00 100, Φεβρουάριος 90,00 115,00 95, Αύγουστος 90,00 115,00 95,00 Ειδικά για τα Φ/Β σε στέγες, η διαμόρφωση της τιμής διάθεσης τα επόμενα έτη, θα διαμορφώνεται ως εξής, ανάλογα με το χρόνο0 σύναψης της σχετικής σύμβασης: €/MWh Φεβρουάριος Αύγουστος Φεβρουάριος Φεβρουάριος Αύγουστος Αύγουστος Φεβρουάριος Φεβρουάριος Αύγουστος Αύγουστος Φεβρουάριος Φεβρουάριος Αύγουστος Αύγουστος

Τιμές διάθεσης της ηλεκτρικής ενέργειας από Φ/Β (€/MWh) διασυνδεδεμένα >100 kW διασυνδεδεμένα <=100 kW μη διασυνδεδεμένα “στις στέγες” /10 31/01/12 01/06/13

Παράδειγμα 6 Να υπολογισθεί χρόνος αποπληρωμής της επένδυσης για τον διασυνδεδεμένο Φ/Β σταθμό του Παραδείγματος 5, αν αυτό εγκατασταθεί σήμερα περιλαμβάνει α) βάσεις σταθερής ετήσιας κλίσης 34 ο, β) βάσεις βέλτιστης κλίσης μονού άξονα και γ) βάσεις διπλού άξονα. Λόγω του μικρού μεγέθους του σταθμού να χρησιμοποιηθούν οι μέγιστες τιμές, εκτός των Φ/Β πλαισίων για τα οποία να ληφθεί η τιμή των 0,8 €/Wp. Η πρόβλεψη για τον πληθωρισμό των επομένων ετών είναι 1,5 %. Λύση Η προσπίπτουσα ακτινοβολία ανά m2 (ΗΗκ*) σε πλαίσια με βέλτιστη σταθερή ετήσια κλίση, βέλτιστη μεταβαλλόμενη κλίση μονού άξονα και βέλτιστη μεταβαλλόμενη κλίση διπλού άξονα, έχει υπολογιστεί στο Παράδειγμα 3. Ο υπολογισμός της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας από τον σταθμό του Παραδείγματος 4 έχει γίνει μόνο για πλαίσια μεταβαλλόμενης κλίσης μονού άξονα. Έτσι αρχικά θα πρέπει να υπολογιστεί η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια από 1000 πλαίσια των χαρακτηριστικών του Πίνακα 1, όταν αυτά τοποθετηθούν με σταθερή ετήσια κλίση 34 ο, με βέλτιστη μεταβαλλόμενη κλίση μονού άξονα και με βέλτιστη μεταβαλλόμενη κλίση διπλού άξονα. Ακλουθώντας τη μεθοδολογία του Παραδείγματος 4 και τις αντίστοιχες ΗΗκ του Παραδείγματος 3, οι Πίνακες που ακολουθούν υπολογίζουν την ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στις τρεις περιπτώσεις.

Παράδειγμα 6 Ετήσια παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια υπό σταθερή ετήσια κλίση 34 ο Ετήσια παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια υπό βέλτιστη μεταβαλλόμενη κλίση μονού άξονα

Παράδειγμα 6 Ετήσια παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια υπό βέλτιστη μεταβαλλόμενη κλίση διπλού άξονα H ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, στις τρεις περιπτώσεις είναι: σταθερή κλίση 34 ο MWh μεταβαλλόμενη κλίση μονού άξονα MWh(+ 8 % σε σχέση με τη σταθερή κλίση) μεταβαλλόμενη κλίση ιπλού άξονα MWh (+ 48 % σε σχέση με την βέλτιστη μονού άξονα)

Παράδειγμα 6 Το κόστος εγκατάστασης στις τρεις περιπτώσεις είναι: μεταβλητής κλίσης €/100 kWpσταθεράμονού άξοναδιπλού άξονα Φ/Β πλαίσια μελέτη εγκατάσταση/σύνεση ηλεκτρονικά ισχύος βάσεις στήριξης ΣΥΝΟΛΟ Τα ετήσια λειτουργικά κόστη θεωρείται ότι θα αυξάνονται ονομαστικά κάθε έτος, βάση του ετήσιου πληθωρισμού, με αποτέλεσμα η παρούσα τους αξία να παραμένει σταθερή, όπως φαίνεται παρακάτω: €ΣΤΑΘΕΡΗ ΚΛΙΣΗΜΟΝΟΥ ΑΞΟΝΑΔΙΠΛΟΥ ΑΞΟΝΑ Έτοςονομαστικάπαρούσα αξία ον.ΠΑ ον.ΠΑ *(1,03 0 ) = /(1,03 0 ) = *(1,03 1 ) = /(1,03 1 ) = *(1,03 2 ) = /(1,03 2 ) = *(1,03 3 ) = /(1,03 3 ) = *(1,03 4 ) = /(1,03 4 ) = ……. Επίσης θεωρείται ότι η λειτουργία του σταθμού θα εκκινήσει το 2015, οπότε τόσο τα λειτουργικά έξοδα όσο και τα έσοδα από την πώληση της ηλεκτρικής ενέργειας θα υπολογιστούν από τη χρονιά αυτή.

Παράδειγμα 6 Θεωρώντας ότι η σύμβαση με τη ΡΑΕ θα έχει υπογραφεί μετά τον Αύγουστο του 2014, η τιμή διάθεσης της ηλεκτρικής MWh από το σταθμό θα είναι σταθερή για 25 έτη και ίση με 90 €/MWh. Ο χρόνος αποπληρωμής της επένδυσης θα υπολογιστεί με βάση τις παρούσες αξίες των χρηματοροών (εσόδων και δαπανών) από το έτος υλοποίησης της επένδυσης (2012) και για τα έτη λειτουργίας της (από 2013 και μετά). Οπότε για την περίπτωση της σταθερής κλίσης έχουμε * Τα κέρδη είναι τα ετήσια έσοδα μείον τα ετήσια έξοδα (η παρούσα αξία των κερδών υπολογίζεται από τις παρούσες αξίες των εσόδων και των εξόδων). Ο χρόνος αποπληρωμής υπολογίζεται όταν η παρούσα αξία των αθροιστικών κερδών μηδενιστεί. Στην περίπτωση αυτή αυτό συμβαίνει μεταξύ των ετών 2030/31, δηλαδή σε 16 χρόνια.

Παράδειγμα 6 Ενώ για τις περιπτώσεις μεταβαλλόμενης κλίσης έχουμε (€): Οπότε ο χρόνος αποπληρωμής της επένδυσης, στις τρεις περιπτώσεις είναι: για σταθερή κλίση16 έτη ή το 2031 για μεταβαλλόμενη κλίση μονού άξονα21 έτη ή το 2036 για μεταβαλλόμενη κλίση διπλού άξονα14 έτη ή το 2029