Γιατί τα φωτοβολταϊκά κοιτούν προς τον Νότο;

Μέσα από το “ENERGY STORIES Powered by ΔΕΗ”, εξερευνούμε κάθε εβδομάδα μια διαφορετική πτυχή της ενέργειας, από τις μεγάλες ανακαλύψεις του παρελθόντος μέχρι τις τεχνολογίες που διαμορφώνουν το αύριο.

Αν κοιτάξει κανείς μια σειρά φωτοβολταϊκών σε μια ταράτσα ή ένα ηλιακό πάρκο στην Ελλάδα, θα παρατηρήσει σχεδόν πάντα το ίδιο πράγμα. Tα πάνελ είναι στραμμένα προς τον Νότο.

Δεν πρόκειται για κάποια κατασκευαστική συνήθεια ούτε για έναν αυθαίρετο κανόνα. Ο προσανατολισμός τους ακολουθεί ουσιαστικά τη γεωμετρία της Γης και την πορεία του Ήλιου στον ουρανό.

Ο λόγος

Στο βόρειο ημισφαίριο, άρα και στην Ελλάδα, η ημερήσια τροχιά του Ήλιου διαγράφεται κυρίως στο νότιο τμήμα του ουρανού.

Στο μέσο περίπου της ημέρας, όταν ο Ήλιος βρίσκεται στο υψηλότερο σημείο της τροχιάς του, τον βλέπουμε προς τον Νότο. Και αυτό είναι πολύ σημαντικό για την απόδοση ενός φωτοβολταϊκού πάνελ.

Όσο πιο ευνοϊκή είναι η γωνία με την οποία οι ακτίνες πέφτουν στην επιφάνειά τους, τόσο περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να παράγει

Έτσι, ένα σταθερό πάνελ που κοιτάζει προς τον Νότο μπορεί να αξιοποιεί καλύτερα την πορεία του Ήλιου κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Το αμερικανικό Department of Energy αναφέρει ότι, για τη μέγιστη ετήσια παραγωγή, τα σταθερά φωτοβολταϊκά στο βόρειο ημισφαίριο προσανατολίζονται γενικά προς τον πραγματικό Νότο.

Στο νότιο ημισφαίριο, φυσικά, συμβαίνει το αντίστροφο. Εκεί ο ευνοϊκός προσανατολισμός είναι προς τον Βορρά.

Δεν έχει σημασία μόνο πού “κοιτάζει”

Ο προσανατολισμός όμως είναι μόνο η μισή ιστορία. Εξίσου σημαντική είναι η κλίση του πάνελ. Ο Ήλιος βρίσκεται ψηλότερα στον ουρανό το καλοκαίρι και χαμηλότερα τον χειμώνα, εξαιτίας της κλίσης του άξονα της Γης.

Ένα πιο οριζόντιο πάνελ ευνοείται περισσότερο όταν ο Ήλιος βρίσκεται ψηλά, ενώ μια μεγαλύτερη κλίση μπορεί να αξιοποιεί καλύτερα τις χαμηλότερες χειμερινές ακτίνες.

Γι’ αυτό και δεν υπάρχει μία ιδανική γωνία για όλο τον πλανήτη.

Η κατάλληλη κλίση εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος, τις τοπικές συνθήκες και τον σχεδιασμό της εγκατάστασης. Το ευρωπαϊκό εργαλείο PVGIS της Κοινής Ερευνητικής Υπηρεσίας της Ευρωπαϊκής Επιτροπής μπορεί, για παράδειγμα, να υπολογίσει για κάθε συγκεκριμένη τοποθεσία την κλίση και τον προσανατολισμό που μεγιστοποιούν την ετήσια παραγωγή.

Και αν η ταράτσα δεν κοιτάζει Νότο;

Εδώ βρίσκεται ίσως η μεγαλύτερη παρανόηση. Ένα φωτοβολταϊκό δεν παύει να είναι αποδοτικό επειδή δεν είναι στραμμένο ακριβώς προς τον Νότο. Τα πάνελ μπορούν να αξιοποιήσουν τόσο την άμεση όσο και τη διάχυτη ηλιακή ακτινοβολία και σχετικά μικρές αποκλίσεις από τον ιδανικό προσανατολισμό δεν σημαίνουν απαραίτητα τεράστιες απώλειες.

Στην πράξη, μάλιστα, μια σκιά από ένα δέντρο, μια καμινάδα ή ένα διπλανό κτίριο μπορεί να αποδειχθεί σημαντικότερο πρόβλημα από μια μικρή απόκλιση από τον Νότο.

Το Department of Energy σημειώνει ότι και στέγες με προσανατολισμό από νοτιοανατολικά έως νοτιοδυτικά μπορούν να λειτουργούν πολύ καλά.

Γιατί κάποια πάνελ κοιτούν Ανατολή και Δύση;

Υπάρχουν μάλιστα περιπτώσεις όπου αυτό γίνεται επίτηδες.

Ένα πάνελ με ανατολικό προσανατολισμό δίνει μεγαλύτερο μέρος της παραγωγής του τις πρωινές ώρες. Ένα δυτικό μεταφέρει την παραγωγή αργότερα μέσα στην ημέρα. Έτσι, συστήματα Ανατολής–Δύσης μπορούν να δημιουργήσουν μια πιο απλωμένη καμπύλη παραγωγής, αντί για μια έντονη κορύφωση γύρω από το μεσημέρι.

Αυτό μπορεί να είναι χρήσιμο όταν το ζητούμενο δεν είναι απλώς πόσο ρεύμα θα παραχθεί συνολικά μέσα σε έναν χρόνο, αλλά και πότε θα παραχθεί, ώστε να συμπίπτει καλύτερα με τις ώρες κατανάλωσης.

Υπάρχουν τέλος και συστήματα με μηχανισμούς παρακολούθησης του Ήλιου, τα λεγόμενα trackers. Αντί να παραμένουν ακίνητα, τα πάνελ μετακινούνται μέσα στην ημέρα, ακολουθώντας την πορεία του Ήλιου ώστε να διατηρούν ευνοϊκότερη γωνία απέναντι στις ακτίνες του.

Για τα περισσότερα σταθερά φωτοβολταϊκά, όμως, ο Νότος παραμένει το βασικό σημείο αναφοράς.

Όχι επειδή ο Ήλιος βρίσκεται πάντα εκεί, αλλά επειδή, από τη δική μας πλευρά του πλανήτη, εκεί διαγράφει το σημαντικότερο τμήμα της ημερήσιας πορείας του.

Το ταξίδι στον κόσμο της ενέργειας συνεχίζεται. Την επόμενη Παρασκευή, το “ENERGY STORIES Powered by ΔΕΗ” φέρνει στο προσκήνιο μια ακόμη ιστορία που αξίζει να ανακαλύψουμε.