Έργο PERCH Παραγωγή ηλεκτρισμού από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας & Συμπαραγωγή Ηλεκτρισμού και θερμότητας για κατοικίες

Οι τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται σήμερα για παραγωγή ηλεκτρισμού από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) & Συμπαραγωγή Ηλεκτρισμού και θερμότητας (ΣΗΘ) σε μικρή κλίμακα, δηλαδή από ιδιοκτήτες κατοικιών, αγρότες, ή μικρές επιχειρήσεις είναι:

1. Φωτοβολταϊκά
Η ενέργεια του ήλιου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Τα φωτοβολταϊκά  ή ηλιακές κυψέλες  είναι η τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρισμό. Συνδέοντας την κάθε κυψέλη σε module δημιουργούνται οι φ/β μονάδες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή λίγων μέχρι 100 Watt συνεχούς ρεύματος. Το ρεύμα που παράγεται μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη λειτουργία εξοπλισμού αλλά και να μετατραπεί από έναν inverter σε εναλλασσόμενο και να διοχετευτεί στο δίκτυο.
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα μπορούν να λειτουργούν αυτόνομα. Παρ’ όλα αυτά,  τα συνδεδεμένα με το δίκτυο συστήματα γνωρίζουν μεγάλη άνοδο τον τελευταίο καιρό.
Μέχρι σήμερα, σχεδόν το 90% των φ/β κυψελών έχουν κατασκευαστεί από κρυσταλλική σιλικόνη, η οποία βρισκόταν σε πειραματικό στάδιο αρκετές δεκαετίες. Τελευταία, έχει σημειωθεί μεγάλη τεχνολογική ανάπτυξη στον τομέα και, ως μελλοντική επιλογή, υπάρχουν επίσης οι ονομαζόμενες «λεπτού φιλμ» κυψέλες.

Αυτές οι κυψέλες μπορούν να παράγονται σε χαμηλότερο κόστος, αφού είναι πολύ λεπτότερες  από εκείνες που φτιάχνονται από κρυσταλλική σιλικόνη.
Η μείωση του κόστους, που προκύπτει από την αυξανόμενη ζήτηση και την βελτιωμένη τεχνολογία, αναμένεται να συνεχιστεί τα επόμενα χρόνια και συνεπώς τα φ/β θα αποτελούν ανταγωνιστική τεχνολογία σε μεγάλη κλίμακα.
Το κόστος των φ/β συστημάτων εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως το μέγεθος, ο τύπος της φ/β κυψέλης και η κατάσταση του κτιρίου που θα εγκατασταθούν. Το μέγεθος του συστήματος αποτελεί συνάρτηση της απαιτούμενης ηλεκτρικής ενέργειας. Η πλειονότητα των οικιακών συστημάτων εγκαθίσταται με χωρητικότητα ανάμεσα στο 1.5 και τα 3 kW. Οι ηλιακές πλάκες είναι πιο ακριβές από τα συμβατικά πάνελ, και τα πάνελ που ενσωματώνονται στην σκεπή είναι πιο ακριβά απ’ αυτά που τοποθετούνται ψηλά στην ταράτσα. Τα φ/β συστήματα τοποθετούνται ιδανικά στην οροφή ή στους τοίχους κτιρίων με κλίση 90ο στο νότο, με την προϋπόθεση να μην υπάρχουν ψηλά κτίρια ή δέντρα που να σταματούν την ηλιακή ακτινοβολία. Αν η οροφή είναι στη σκιά, η παραγόμενη ενέργεια μειώνεται.

Μικρά αιολικά συστήματα
Ο άνεμος δημιουργείται από την άνιση θερμότητα στην επιφάνεια της γης που προκαλείται από τον ήλιο. Οι ανεμογεννήτριες μετατρέπουν την αιολική ενέργεια σε μηχανική που τροφοδοτεί μια γεννήτρια και παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα. Οι σημερινές ανεμογεννήτριες είναι μεταβλητές διαιρούμενες πηγές ηλεκτρισμού. Τα πτερύγιά τους είναι αεροδυναμικά σχεδιασμένα ώστε να απορροφούν το μέγιστο του ανέμου. Ο άνεμος γυρίζει τα πτερύγια τα οποία περιστρέφουν έναν άξονα συνδεδεμένο με τη γεννήτρια που παράγει ηλεκτρισμό.

  Η ηλεκτρική ισχύς των ανεμογεννητριών για οικιακές εφαρμογές κυμαίνεται συνήθως από 500 W μέχρι 10 kW. Γενικά, υπάρχουν δύο τύποι μικρών αιολικών συστημάτων: τα αυτόνομα και τα συνδεδεμένα με το δίκτυο.

•    Αυτόνομα συστήματα
    Μικρές ανεμογεννήτριες χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρισμού για φόρτιση μπαταριών με σκοπό τη λειτουργία μικρών ηλεκτρικών εφαρμογών.
•    Διασυνδεδεμένα συστήματα
    Η έξοδος μιας μικρής ανεμογεννήτριας μπορεί απευθείας να συνδεθεί με υπάρχον δίκτυο. Η ενέργεια που παράγεται από την οικιακή ανεμογεννήτρια μπορεί να μειώσει τις ανάγκες προμήθειας ηλεκτρισμού από το τοπικό δίκτυο. Η αξία της ηλεκτρικής ενέργειας που η αγορά της αποφεύγεται είναι γενικά αρκετά μεγαλύτερη από αυτή που κερδίζεται αν πουλήσουμε ενέργεια στο δίκτυο. Η διασύνδεση με το δίκτυο διανομής απαιτεί υψηλές τεχνικές προδιαγραφές και γι’ αυτό η ενσωμάτωση εξοπλισμού μέτρησης και ασφάλειας μπορεί να έχει υψηλό κόστος.

Τα μικρά αιολικά συστήματα αποτελούνται από ανεμογεννήτριες (ρότορας με 2 ή 3 πτερύγια που κινούν έναν άξονα, μία συνδεδεμένη γεννήτρια και μία βάση που κρατά τα πτερύγια με πρόσωπο στον άνεμο), πύργο στήριξης (ύψους 4 ή 6 μέτρων για οικιακές εφαρμογές) και έλεγχο φόρτισης / μετατροπέα.

Συμπαραγωγή μικρής κλίμακας
Η αρχή της συνδυασμένης παραγωγής θερμότητας και ηλεκτρισμού (ΣΗΘ) είναι η βελτιωμένη απόδοση του καυσίμου. Η ίδια ποσότητα καυσίμου παράγει περισσότερη ενέργεια. Παράλληλα, χάνεται λιγότερη ενέργεια σε σύγκριση με τις συμβατικές μονάδες παραγωγής, αφού η παραγόμενη θερμότητα από την καύση για την παραγωγή ηλεκτρισμού δεσμεύεται και χρησιμοποιείται για θέρμανση χώρων, νερού ή για ψύξη. Με την συμπαραγωγή επιτυγχάνεται μέχρι και 90% εξοικονόμηση ενέργειας που σημαίνει ότι μόνο ένα 10% από το καύσιμο που χρησιμοποιείται μετατρέπεται σε απώλεια ενέργειας.
Οι εγκαταστάσεις συμπαραγωγής έχουν διαφορετικά μεγέθη, που κυμαίνονται από ηλεκτρική ισχύ μικρότερη των 5 kWe (π.χ για μονοκατοικία) μέχρι 500 MWe (πχ για τηλεθέρμανση ή βιομηχανική συμπαραγωγή). Οι μονάδες παραγωγής βρίσκονται σε κοντινή απόσταση από τον χρήστη. Αυτό μειώνει τις απώλειες δικτύου στο ελάχιστο και προσφέρει οικονομικά οφέλη σε αυτούς που λειτουργούν την εγκατάσταση. Σ΄αυτήν την αποκεντρωμένη παραγωγή, πολλές φορές παράγεται περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από την απαιτούμενη. Η περίσσεια ηλεκτρισμού μπορεί να πουληθεί στο τοπικό δίκτυο ή να δοθεί σε άλλο πελάτη μέσω του συστήματος διανομής.
 
Διάφορες τεχνολογίες μπορούν να εφαρμοστούν για την συμπαραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας, όπως ατμοστρόβιλοι, αεριοστρόβιλοι, συνδυασμένου κύκλου (αεριοστρόβιλοι και ατμοστρόβιλοι), μηχανές ντίζελ και otto μαζί με τους «ανερχόμενους μικρο-στροβίλους», τις κυψέλες καυσίμου, τις μηχανές stirling, που περισσότερο χρησιμοποιούνται για ΣΗΘ.

Είναι πολύ σημαντικό για τους μελλοντικούς κατόχους συστημάτων παραγωγής ηλεκτρισμού από ΑΠΕ & ΣΗΘ μικρής κλίμακας (ιδιοκτήτες κατοικιών, αγρότες, ή μικρές επιχειρήσεις) να έχουν πρόσβαση σε έγκυρη πληροφορία και να γνωρίζουν το θεσμικό πλαίσιο για την υλοποίηση της εγκατάστασής τους.

Το Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας-ΚΑΠΕ στο πλαίσιο των δραστηριοτήτων του για τη διάδοση των ανανεώσιμων πηγών και της εξοικονόμησης ενέργειας, συντονίζει το έργο PERCH: “Παραγωγή ηλεκτρισμού από ΑΠΕ & ΣΗΘ για κατοικίες”, που συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή. Tο έργο PERCH διαπραγματεύεται θέματα διασύνδεσης (τεχνικά, συμβολαίων, τιμών και μέτρησης) για παραγωγή ηλεκτρισμού με ΑΠΕ και ΣΗΘ μικρής κλίμακας για κατοικίες και μικρές επιχειρήσεις στις χώρες – μέλη και τις υποψήφιες χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Στην ομάδα εργασίας συμμετέχουν ενεργειακά κέντρα ή εταιρείες που ασχολούνται με την ενέργεια από την Τσεχία, τη Βουλγαρία, την Γερμανία και την Πορτογαλία.

Στην ιστοσελίδα του έργου www.home-electricity.org, εκτός από πληροφορία σε χάρτες για την Ευρώπη των 25 και τις υποψήφιες χώρες, παρουσιάζονται:
➢    Τεχνολογικοί οδηγοί
    Περιγραφή τεχνολογίας φ/β, ΣΗΘ και αιολικών για μικρής κλίμακας εφαρμογές
➢    Βέλτιστες πρακτικές
    Οι πιο επιτυχημένες, διασυνδεδεμένες με το δίκτυο, εφαρμογές με τεχνικές  πληροφορίες και φωτογραφίες
➢    Οδηγίες και διαδικασία διασύνδεσης
    Περιγράφονται οι συνήθεις διαδικασίες επιθεώρησης και έγκρισης μαζί με θέματα  ασφάλειας και ποιότητας ισχύος
➢    Υποστηρικτικά σχήματα και κίνητρα
    Περιγραφή των επιλογών και των επιδοτήσεων σε κάθε χώρα
➢    Κατάλογοι με υπεύθυνους επικοινωνίας σε φορείς

Συντονιστής έργου PERCH:
ΚΑΠΕ – Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών
Ενέργειας,
19Ο χμ. Λεωφ. Μαραθώνος
19000 Πικέρμι
www.cres.gr
Υπεύθυνη
Βασιλική Παπαδοπούλου
Tel:+30 210 66 03 310
Fax: +30 210 66 03 302
e-mail: kpapad@cres.gr