Φωτοβολταικό Σύστημα

Λοκροί στο Δάσος

ΔΡΑΣΕΙΣ ΠΟΥ ΟΛΟΚΛΗΡΩΘΗΚΑΝ -> ΕΝΕΡΓΕΙΑ ! - φωτοβολταικό σύστημα


Στα πλαίσια της «Αυτάρκειας» κατασκευάσαμε ένα φωτοβολταϊκό σύστημα μετατροπής ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική.




Όση σημασία έχει το ΤΙ κάναμε όμως, άλλη τόση σημασία έχει και το ΓΙΑΤΙ το κάναμε.








Φωτογραφίες ΕΔΩ
VIDEO ΕΔΩ


------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ΓΙΑΤΙ ΤΟ ΚΑΝΑΜΕ;
Ο βασικός στόχος ήταν η πολύπλευρη γνώση σχετικά με την ενέργεια.
Γίνεται όμως να αποκτήσεις "πολύπλευρη" γνώση για την ενέργεια μόνο και μόνο κατασκευάζοντας ένα φωτοβολταϊκό;   
Μπορεί καμιά φορά να γίνεται αν εφαρμόσεις κάτι που έχω δει προσωπικά να δουλεύει!
Παίρνουμε ως δεδομένο ότι όλα τα πράγματα είναι αλληλένδετα.  Για πολλούς βέβαια ίσως αυτό να μην είναι δεδομένο οπότε αναφέρομαι σε αυτούς για τους οποίους είναι.  Πώς μπορώ όμως να μάθω σχετικά με την ενέργεια σε όλο της το φάσμα (πηγές, παραγωγή, μετατροπή, άνθρωποι, κοινωνία. τεχνικά θέματα, ιστορία, μέλλον, κατασκευές, ανάγκες, Ανανεώσιμες πηγές, αειφορία κλπ);
2 πράγματα χρειάζονται:
Το πρώτο είναι η πλήρης επίγνωση (η οποία να είναι παρούσα σε όλες τις σκέψεις και τις πράξεις) ότι όλα αυτά συνδέονται μεταξύ τους.
Το δεύτερο είναι μια πρακτική εκκίνηση απο κάπου. Επιλέξτε έναν από τους τομείς που αναφέραμε, αυτόν που σας εμπνέει λίγο παραπάνω από τους άλλους.  Εμείς πχ αποφασίσαμε η εκκίνηση μας να είναι μία κατασκευή.  Συγκεκριμένα η κατασκευή ενός φωτοβολταϊκού συστήματος.  Για να το κατασκευάσουμε αρχίσαμε να διαβάζουμε περί τεχνικών θεμάτων, παράλληλα έδωσε ώθηση και σε μια σειρά σκέψεων και διερευνήσεων για την κοινωνιολογική σημασία που έχει η ενέργεια.  Προχωρήσαμε και σε συζητήσεις, συνομιλίες για το πιθανό άμεσο μέλλον της παραγωγής και διάθεσης ενέργειας.  Θα συνεχίσει να γίνεται συγκεντρωτικά; ή θα αρχίσει και αυτή να παράγεται σε πιο... τοπικό επίπεδο;  Είδαμε video, διαβάσαμε άρθρα, μιλήσαμε με ανθρώπους, παραγγείλαμε υλικά, μας χάρισαν υλικά, συσχετίσαμε την ενέργεια με την αειφόρο ανάπτυξη, στο ψάξιμο πέσαμε πάνω στην θερμοδυναμική και συγκεκριμένα την έννοια της "Εξέργειας" για την οποία ξεκινήσαμε επικοινωνία με έναν σουηδό καθηγητή, ενημερωθήκαμε και ενημερώσαμε και τελικά αποκτήσαμε μια πολύπλευρη κατανόηση για το θέμα ενέργεια μπαίνοντας από το παράθυρο της κατασκευής ενός μικρού φωτοβολταϊκού πάνελ, θα μπορούσαμε να είχαμε μπει και από αλλού...

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ΠΟΙΟΙ ΤΟ ΚAΝΑΜΕ:





Λίνα !


                                                     

Αναστασία !













Ηλίας !



     





Δημήτρης !




  







ΠΟΙΟΙ ΒΟΗΘΗΣΑΝ:

- Ο ξυλουργός Κωστας Παλιακος (0231082092) από τη Δαμάστα! Το πιο δύσκολο πράγμα όλου του εγχειρήματος ήταν να βρούμε έναν ξυλουργό ο οποίος να ακούσει τι θέλουμε να κάνουμε και να το κατασκευάσει.  Ενημερώνουμε ότι δυσκολευτήκαμε πάρα πολύ! Τελικά εντελώς τυχαία γνωρίσαμε τον Κώστα ο οποίος αγόρασε για εμάς το ειδικό ξύλο που θέλαμε (κόντρα πλακέ θαλάσσης), μας το έκοψε, έφτιαξε περιμετρικά και τα πυχάκια, μας έδωσε και το ειδικό χρώμα για να το βάψουμε μας έδωσε και της συμβουλές του.  Όλα αυτά εντελώς ΔΩΡΕΑΝ!!!  Ευχαριστούμε θερμά Κώστα!
- Ο Δημήτρης ο Αποστολόπουλος που μας έδωσε το κολλητήρι του!
- Ο Γιάννης για τις συμβουλές και τα χρήσιμα υλικά που μας έδωσε.
- Ο Γιώργος ο Φαρμάκης για τη δωρεά της ειδικής λάμπας και παρελκομένων (ντουί-καλώδια)



------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ΠΩΣ ΤΟ ΚΑΝΑΜΕ:
Το σύστημα μας αποτελείται από ένα φωτοβολταϊκό πάνελ, ένα ρυθμιστή φόρτισης, μια μπαταρία, τις καλωδιώσεις και τα φορτία μας.



Το φωτοβολταϊκό πάνελ, μέσω του ρυθμιστή φόρτισης, φορτίζει την μπαταρία η οποία τροφοδοτεί τα φορτία μας.


1. Φωτοβολταϊκό πάνελ.  Το φωτοβολταϊκό πάνελ μας αποτελείται από 32 φωτοβολταικές κυψέλες συνδεδεμένες μεταξύ τους εν σειρά.  
Οι φωτοβολταικές κυψέλες μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική.  
Υπάρχουν διάφοροι τύποι, όπως κυψέλες από μονοκρυσταλλικό πυρίτιο, πολυκρυσταλλικό πυρίτιο, άμορφου πυριτίου, λεπτού υμενίου κλπ.  
Εμείς χρησιμοποιούμε κυψέλες μονοκρυσταλλικού πυριτίου.  Αυτές έχουν μια απόδοση που φτάνει το 15% περίπου.  Τι σημαίνει αυτό; Έχει υπολογιστεί ότι η ηλιακή ενέργεια μπορεί να μας δώσει 1000 W/τ.μ. Οι φωτοβολταικές κυψέλες της συγκεκριμένης αυτής τεχνολογίας μπορούν να εκμεταλευτούν το 15% της ενέργειας αυτής αν καταλάβουν εμβαδόν ενός (1) τ.μ. 
Γιατί χρησιμοποιούμε 32 κυψέλες;  Κάθε κυψέλη μας δίνει max. τάση περίπου 0.6V και 3.8Α.  Η μπαταρία μας θέλει να πάρει 12V και αυτά θέλει να "δει" και ο ρυθμιστής φόρτισης από το φωτοβολταϊκό πάνελ με το οποίο είναι συνδεδεμένος, ώστε να φορτίζει την μπαταρία μας.  Τις κυψέλες τις συνδέσαμε μεταξύ τους εν σειρά ώστε να αυξήσουμε την τάση.  Αυτό σημαίνει ότι συνδέσαμε το + της μίας με το - της άλλης.  Το - είναι από την πάνω πλευρά της κυψέλης και το + από την κάτω.  Έτσι θα έχουμε 32 Χ 0.6V= 19V (max).  Βλέπετε ότι έχουμε 19V αντί για 12V που χρειαζόμαστε. Γιατί; Διότι ο φορτιστής θα "πάρει" τα 12 από τα 19V.  Αυτό το κάναμε διότι ο ήλιος δεν έχει όλη μέρα την ίδια ισχύ και επίσης η συννεφιά ή μια λάθος συγκόλληση μειώνουν την ισχύ.


Έτσι πχ και με το ήλιο της δύσης ή μια ελαφριά συννεφιά πάλι θα έχουμε τάση μεγαλύτερη από 12V (πχ 15V) και ο φορτιστής θα συνεχίσει να φορτίζει τη μπαταρία μας.  Αν χρησιμοποιούσαμε 20 κυψέλες θα παίρναμε μια τάση 20Χ0.6V = 12V που σημαίνει ότι πάλι το σύστημα θα δούλευε αλλά με μια ελαφριά συννεφιά η τάση μας θα έπεφτε κάτω από την "κόκκινη γραμμή" των 12V και ο φορτιστής μας θα σταματούσε να φορτίζει.
Πόση ισχύ παράγει το πάνελ μας; Όπως ξέρουμε η ισχύς (P) είναι : P (ισχύς, W) =  V (τάση, V) X I (ένταση, A).  P = 19V X 3.8Α = 72W.  Αυτό σημαίνει ότι το φωτοβολταϊκό πάνελ μας θα μας δίνει max 72W την ώρα.  Πολλαπλασιάζοντας με 6 ωφέλιμες ώρες ηλιοφάνειας (3 το χειμώνα) βλέπουμε ότι μπορούμε να έχουμε περίπου 450W ενέργειας. Δεν είναι και λίγο 0.5kW από μόλις ένα πάνελ!
Σχετικά με τη συνδεσμολογία: Συνδέσαμε σε σειρά 8 κυψέλες τέσσερις φορές.  Έτσι δημιουργήσαμε 4 σειρές οι οποίες έχουν 8 κυψέλες η κάθε μία.  Αυτές τις 4 σειρές τις συνδέσαμε επίσης (εν σειρά) μεταξύ τους ώστε να έχουμε όλες τις 32 κυψέλες συνδεδεμένες εν σειρά μεταξύ τους.  Αν μπερδευτήκατε (έτσι όπως τα εξηγώ...) δείτε το πάνελ..


Ρυθμιστής Φόρτισης
Ο ρυθμιστής φόρτισης είναι υπεύθυνος για τη σωστή φόρτιση των συσσωρευτών.
Ελέγχει τη διαδικασία φόρτισης και σταματά τη φόρτιση όταν διαπιστώσει ότι η μπαταρία έχει φορτιστεί.
Ο φορτιστής μας είναι 6Α αφού πρέπει πάντα να προσέχουμε να υπερκαλύπτει την ένταση του πάνελ μας το οποίο στη συγκεκριμένη περίπτωση είναι περίπου 4Α.  Είναι επίσης 12V ώστε να είναι συμβατός με την τάση που βγάζει το πάνελ και την τάση που χρειάζεται η μπαταρία μας.


Μπαταρία
Απαιτούνται μπαταρίες τύπου jel βαθιάς εκφόρτισης.  Αυτές έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής και αντέχουν στη γρήγορη φόρτιση-αποφόρτισή, απότομες διακυμάνσεις, πολλαπλοί κύκλοι φόρτισης αποφόρτισης κλπ.  Για να κάνουμε τις δοκιμές μας, μιας και δεν είχαμε τέτοια μπαταρία, βγάλαμε από ένα αυτοκίνητο μια μπαταρία 12V/55Ah.

Φορτία
Όταν λέμε φορτία εννοούμε οτιδήποτε θέλουμε να ενεργοποιήσουμε.  Μπορεί να είναι λάμπες για φωτισμό, ένα ψυγείο, το laptop ή το κινητό, μια τηλεόραση κλπ κλπ.
Στο σημείο αυτό πρέπει να ξεκαθαρίσουμε κάτι βασικό.  Όλες οι συσκευές που έχουμε ζητάνε τάση 230V και εναλλασσόμενο ρεύμα.  Αυτό είναι που έχουμε στο σπίτι μας, αυτό είναι που παίρνουμε από τον μετασχηματιστή της ΔΕΗ.  Το φωτοβολταϊκό μας σύστημα όμως, μας δίνει συνεχές ρεύμα και 12V.  Πρόβλημα; μπορεί και ναι, μπορεί και όχι.  Ένα ολοκληρωμένο σύστημα θα είχε εκτός από το φωτοβολταϊκό πάνελ, το ρυθμιστή φόρτισης και τη μπαταρία και έναν inverter ο οποίος μετατρέπει σε 230V ac (Εναλλασσόμενο) το 12V συνεχές που παράγει το πάνελ.  Προς το παρόν όμως δεν σκοπεύουμε να προχωρήσουμε στην αγορά inverter για δύο λόγους.  Ο πρώτος είναι το σχετικά υψηλό κόστος (περίπου 100-150 ευρώ) και ο δεύτερος είναι ότι το εγχείρημα προς το παρόν είναι πειραματικό με έμφαση στη γνώση.  Όταν αποφασίσουμε πού θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί το πάνελ και αν θα συνδυαστεί και με άλλο πάνελ (για περισσότερη ισχύ) τότε θα γίνει μια μόνιμή εγκατάσταση και μόνο τότε θα έχουμε όλα τα στοιχεία ώστε να γνωρίζουμε την ισχύ του inverter που θα χρειαστούμε.
Τα 12V / συνεχές ρεύμα δεν καθιστούν το σύστημα μας άχρηστο. Κάθε άλλο, υπάρχουν συσκευές (λάμπες, ψυγεία κλπ) που λειτουργούν με 12VDC.  Με 12VDC λειτουργούν οι συσκευές στα σκάφη θαλάσσης.  Έτσι σε καταστήματα με ναυτιλιακά είδη μπορούμε να βρούμε πολλές τέτοιες συσκευές.  Επίσης με ένα ειδικό και πολύ οικονομικό μετατροπέα (στυλ αναπτήρα αυτοκινήτου) μπορούμε να φορτίσουμε και το laptop η το κινητό μας όπως και κάναμε... 





Υλικό στο internet σχετικά με την κατασκευή φωτοβολταϊκών συστημάτων υπάρχει άφθονο.
Αυτό το οποίο θα θέλαμε να μείνει ως συμπέρασμα είναι:
- Ότι είναι εφικτό για τον οποιοδήποτε να κατασκευάσει το δικό του σύστημα
- Σε αντίθεση με αυτό που υποστηρίζουν πολλοί, η ιδιοκατασκευή ενός φωτοβολταικού πάνελ είναι πιο οικονομική από ένα πάνελ του εμπορίου (ακόμη και απο κινέζικο!).  Η ποιότητα εξαρτάται απο τα υλικά και την εμπειρία που αποκτούμε σιγά σιγά.
- Η σημασία του να παράγεις μόνος σου και τοπικά την ενέργεια που χρειάζεσαι είναι ένα εντελώς νέο κοινωνικό στοιχείο, αδιανόητο μέχρι πριν κάποια χρόνια.  Όπως οι κάτοικοι ενός χωριού στην Αγγλία αποφάσισαν να χρηματοδοτήσουν μόνοι τους την κατασκευή ενός αιολικού πάρκου για το χωριό τους, έτσι ίσως σε λίγα χρόνια που τα υλικά των φωτοβολταϊκών θα είναι ακόμη πιο φθηνά και το ρεύμα από τη ΔΕΗ πιθανά πολύ πιο ακριβό, τότε ίσως κατασκευάσουμε συλλογικά ένα φωτοβολταϊκό ή ενα αιολικό πάρκο στην περιοχή μας το οποίο να καλύπτει τις ανάγκες του τόπου μας. Μην ξεχνάμε και τα τις Θερμοπύλες και το τεράστιο δυναμικό που υπάρχει εκεί για ένα σύστημα γαιοθερμίας.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ΚΟΣΤΟΣ

1. Κυψέλες (απο ebay)           : 41.5 ευρώ
2. Καλωδιωταινές (απο ebay)  :  7.4 ευρώ
3. Πλάτη του πάνελ                :  0   ευρώ   (δωρεά)
4. Χρώμα πλάτης                   :  0   ευρώ   (δωρεά)
5. Σολντερίνη (απο ebay)        :  2.5 ευρώ
6. Τζάμι                                : 20   ευρώ
7. Σιλικόνη                            :   1.5  ευρώ
                          ΣΥΝΟΛΟ    : 73  ευρώ 
Δεν είναι και άσχημα αν αναλογιστούμε ότι τα ισοδύναμης ισχύος πάνελ στην  αγορά ξεκινάνε από 200 ευρώ.
Μια ρεαλιστική τιμή αν θεωρήσουμε ότι κάποιος θα πληρώσει αυτά που εμάς μας δώρισαν αλλά ταυτόχρονα θα κάνει και μια καλύτερη έρευνα αγοράς σχετικά με τα υπόλοιπα (πχ τζάμι για το οποίο πληρώσαμε μάλλον πολλά), μια ρεαλιστική τιμή για ιδιοκατασκευή πάνελ στα 70Wp θα είναι στα 60-80 ευρώ.

Σημείωση: Η κατασκευή των φωτοβολταϊκών κυψελών απαιτεί τη χρήση πυριτίου το οποίο βρίσκεται γενικώς σε αφθονία αλλά και άλλων στοιχείων τα οποία είναι σχετικά σπάνια και για την εξεύρεση τους χρειάζεται εξόρυξη και ειδική επεξεργασία.  Το σημειώνουμε ώστε να γνωρίζουμε ότι δεν έχουμε να κάνουμε με μια 100% φιλική προς το περιβάλλον λύση αλλά μια πολύ πιο φιλική από τις υπάρχουσες.  Η τάση πάντως είναι ξεκάθαρα προς τη διερεύνηση για κατασκευή φωτοβολταϊκών κυψελών με υλικά τα οποία να είναι ανανεώσιμα και όχι πεπερασμένα.

ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΚΙΤΣΙΚΟΠΟΥΛΟΣ
19 Σεπτεμβρίου 2011
email: dasos22350@gmail.com