ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Με τον όρο φωτοβολταϊκό σύστημα εννοούμε τη μετατροπή της ενέργειας της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική ενέργεια. Η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στο φωτοβολταϊκό φαινόμενο, το οποίο ανακαλύφθηκε το 1839 από τον Μπεκερέλ (Becquerel). Τα ηλεκτρόνια των ατόμων των φωτοβολταϊκών στοιχείων απορροφούν την ενέργεια του φωτός και αποδρούν από τις εξωτερικές στοιβάδες των ατόμων με αποτέλεσμα τη δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος.

Τα φωτοβολταϊκά πλαίσια έχουν ως βασικό μέρος το ηλιακό στοιχείο (solar cell) που είναι ένας κατάλληλα επεξεργασμένος ημιαγωγός λεπτού πάχους σε επίπεδη επιφάνεια. Η πρόσπτωση ηλιακής ακτινοβολίας δημιουργεί ηλεκτρική τάση και με την κατάλληλη σύνδεση σε φορτίο παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα. Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία ομαδοποιούνται κατάλληλα και συγκροτούν τα φωτοβολταϊκά πλαίσια ή γεννήτριες (module), τυπικής ισχύος από 20W έως 300W. Οι φωτοβολταϊκές γεννήτριες συνδέονται ηλεκτρολογικά μεταξύ τους και δημιουργούνται οι φωτοβολταϊκές συστοιχίες (arrays).

Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία χωρίζονται σε δυο βασικές κατηγορίες:
1. Κρυσταλλικού Πυριτίου

• Μονοκρυσταλλικού πυριτίου, με ονομαστικές αποδόσεις πλαισίων 14,5% έως 21%
• Πολυκρυσταλλικού πυριτίου, με ονομαστικές αποδόσεις πλαισίων 13% έως 14,5%

2. Λεπτών Μεμβρανών

• Άμορφο Πυριτίου, ονομαστικής απόδοσης ~7%
• Χαλκοπυριτών CIS / CIGS, ονομαστικής απόδοσης από 7% έως 11%

Το πυρίτιο (Si) είναι η βάση για το 90% περίπου της παγκόσμιας παραγωγής Φ/Β. Η κυριαρχία αυτή οφείλεται αρχικά στην τεράστια παγκόσμια επιστημονική και τεχνική υποδομή για το υλικό αυτό από τη δεκαετία του ’60. Η γνώση που προέκυψε έτσι για το πυρίτιο, τα χαρακτηριστικά του και η αφθονία του στη γη, το κατέστησαν ικανό και συμφέρον μέσο για την εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας.

Στα πλεονεκτήματα των λεπτών πλαισίων τα οποία αναφέρθηκαν παραπάνω, θα πρέπει να αντιπαρατεθεί η χαμηλότερη ως τώρα απόδοσή τους, η οποία περιορίζεται στο 5-10%, ανάλογα με το υλικό. Πάντως η τεχνολογία λεπτού στρώματος (thin film) είναι σε φάση ανάπτυξης, αφού με διάφορες μεθόδους επεξεργασίας και χρήση διαφορετικών υλικών αναμένεται αύξηση της απόδοσης, σταθεροποίηση των χαρακτηριστικών τους και αύξηση της διείσδυσης στην αγορά. Σήμερα πάντως αποτελούν την πιο φθηνή επιλογή Φ/Β πλαισίων. Εξαιτίας όμως της χαμηλότερης απόδοσης, απαιτούν μεγαλύτερη επιφάνεια για μία εγκατάσταση.

Για περισσότερες πληροφορίες δείτε τους παρακάτω ιστοτόπους:
Φωτοβολταϊκά (wikipedia)
Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών και Εξοικονόμησης Ενέργειας
Solar radiation and photovoltaic electricity potential country and regional maps for Europe