Το πλούσιο ηλιακό δυναμικό της Μεσογείου αξιοποιείται σήμερα σε περιορισμένο βαθμό και θα μπορούσε να αξιοποιηθεί πολύ περισσότερο στο μέλλον για την παραγωγή χρήσιμης ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας.
Οι χώρες της Μεσογείου χρησιμοποιούν σήμερα σε μικρό (χώρες της νοτιοανατολικής Μεσογείου και της βορείου Αφρικής) ή σε μεγαλύτερο βαθμό (χώρες της βόρειας Μεσογείου) την ηλιακή ενέργεια, αλλά και τις άλλες Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) για την παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρισμού. Οι επιδόσεις της χώρας μας στην αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας με βάση τη διεθνή εμπειρία κρίνονται σήμερα σαν ικανοποιητικές καθώς υπάρχουν πολλά συστήματα παραγωγής και ηλεκτρισμού και θερμότητας από αυτή. Δεδομένου όμως ότι είμαστε εξαρτημένοι αρκετά από εισαγόμενα ορυκτά καύσιμα θα πρέπει στο σύντομο μέλλον να αυξήσουμε την ενεργειακή μας ασφάλεια και επάρκεια καθώς και να γίνουμε πιο αποδοτικοί στη χρήση της ενέργειας. Συνεπώς αποτελεί μονόδρομο για την Ελλάδα η περισσότερη αξιοποίηση των ενδογενών ενεργειακών πόρων, όπως οι ΑΠΕ και η βελτίωση της ενεργειακής αποδοτικότητας σε όλους τους τομείς συμπεριλαμβανομένων και των κτηρίων.
Σύμφωνα με πρόσφατη ευρωπαϊκή οδηγία, θα πρέπει τα δημόσια κτήρια μετά το 2018 να μετατραπούν σε κτήρια σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης, δηλαδή θα πρέπει να περιορίσουν δραστικά τη χρήση της ενέργειας. Αργότερα, θα πρέπει και τα ιδιωτικά κτήρια να μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας καθώς η μείωση της κατανάλωσης στα κτήρια είναι ευκολότερη σε σύγκριση με άλλους τομείς. Στα πλαίσια αυτά, η Ευρωπαϊκή Ένωση χρηματοδότησε το έργο “DIDSOLIT-PB”, το οποίο στοχεύει στην αύξηση της χρήσης της ηλιακής ενέργειας στα δημόσια κτήρια σε χώρες της Μεσογείου με τη χρήση καινοτόμων μικρής κλίμακας ηλιακών ενεργειακών τεχνολογιών, οι οποίες δεν χρησιμοποιούνται σήμερα εμπορικά τουλάχιστον σε αξιόλογο βαθμό. Με την εγκατάσταση διαφόρων επιδεικτικών τέτοιων συστημάτων σε διάφορα δημόσια κτήρια χωρών της Μεσογείου θα αποκτηθεί εμπειρία από τη λειτουργία τους και θα αξιολογηθεί η συμπεριφορά τους ούτως ώστε να βελτιωθούν τεχνολογικά στο μέλλον και να γίνει ευκολότερη η αξιοποίησή τους. Στο έργο αυτό, το οποίο υλοποιείται την περίοδο 2012-2016 και τώρα βρίσκεται στο τέλος του, συμμετέχουν δημόσιοι φορείς από την Ισπανία, την Ελλάδα, την Αίγυπτο και την Ιορδανία, μεταξύ των οποίων και το Μ.Α.Ι.Χ. Στόχος του έργου ήταν η εγκατάσταση διαφόρων μικρής κλίμακας καινοτόμων ηλιακών τεχνολογιών σε δημόσια κτήρια των συμμετεχουσών χωρών και η αξιολόγηση της συμπεριφοράς τους. Οι καινοτόμες ηλιακές τεχνολογίες που δοκιμάσθηκαν σύμφωνα με το έργο αυτό ήταν:
1. Ημιδιαφανή κρυσταλλικά φωτοβολταϊκά (Φ/Β) πλαίσια για παραγωγή ηλεκτρισμού
Αυτά μπορούν να εγκατασταθούν σε αίθρια ή παράθυρα κτηρίων και επιτρέπουν μέρος της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας να διέλθει διά μέσου αυτών σε αντίθεση με τα συμβατικά φωτοβολταϊκά τα οποία είναι αδιαφανή. Το κόστος των ημιδιαφανών κρυσταλλικών Φ/Β είναι σήμερα περίπου 3-4 φορές μεγαλύτερο από των συμβατικών Φ/Β.
2. Ημιδιαφανή εύκαμπτα Φ/Β πλαίσια λεπτού υμένα (thin film) για παραγωγή ηλεκτρισμού
Τα Φ/Β αυτά είναι εύκαμπτα και μπορούν να τοποθετηθούν σε καμπύλες επιφάνειες κτηρίων, ενώ επιτρέπουν μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας να διέλθει διά μέσου αυτών. Το κόστος τους είναι αρκετά υψηλότερο από των συμβατικών Φ/Β.
3. Σύστημα μικρού παραβολικού δίσκου με μηχανή Stirling για παραγωγή ηλεκτρισμού
Πρόκειται για μικρά θερμοηλεκτρικά συστήματα παραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητος ισχύος 1-3 KWel και 3-6 KWth. Στα συστήματα αυτά, η προσπίπτουσα ηλιακή ενέργεια στο παραβολικό κάτοπτρο επιτυγχάνει τη θέρμανση ενός ρευστού σε υψηλές θερμοκρασίες και το οποίο στη συνέχεια χρησιμοποιείται για τη παραγωγή ηλεκτρισμού. Τέτοια συστήματα δεν έχουν χρησιμοποιηθεί μέχρι σήμερα στην Ελλάδα.
4. Μικρό σύστημα παραγωγής ηλεκτρισμού με κάτοπτρο σε μορφή παραβολικής λεκάνης
Πρόκειται για μικρά θερμοηλεκτρικά συστήματα παραγωγής ηλεκτρισμού τα οποία όπως και τα προηγούμενα επιτυγχάνουν τη θέρμανση ενός υγρού σε υψηλές θερμοκρασίες, την παραγωγή ατμού και στη συνέχεια την παραγωγή ηλεκτρισμού. Τα συστήματα αυτά λειτουργούν επιτυχώς σε μεγάλη κλίμακα ισχύος πολλών ΜW, αλλά δυστυχώς δεν έχουν αναπτυχθεί ακόμη εμπορικά συστήματα μικρής ισχύος της τάξης των λίγων KW. Έτσι αντίθετα με το τι είχε αρχικά προγραμματισθεί δεν εγκαταστάθηκαν τέτοια συστήματα κατά τη διάρκεια υλοποίησης του έργου αυτού.
5. Σύστημα ηλιακής ψύξης με παραβολικά κάτοπτρα
Πρόκειται για σύστημα ψύξης χώρου με κύκλο απορρόφησης όπου η θερμοκρασία του ρευστού είναι σχετικά υψηλή πάνω από 80-100 οC. Για την επίτευξη υψηλών θερμοκρασιών χρησιμοποιείται σύστημα ηλιακής θέρμανσης με παραβολική λεκάνη. Τα συστήματα αυτά είναι πιο ελκυστικά για εφαρμογές μεγάλης κλίμακας, με μεγάλο ενδιαφέρον για την περιοχή της Μεσογείου, αφού το καλοκαίρι που απαιτείται ψύξη των κτηρίων υπάρχει άφθονη ηλιοφάνεια.
Όπως είναι προφανές, το αρχικό κόστος, οι απαιτήσεις συντήρησης και η πολυπλοκότητα των πέντε προαναφερθέντων συστημάτων είναι διαφορετικές και το κάθε ένα από αυτά παρουσιάζει διάφορα προβλήματα, τα οποία εξαρτώνται από τις κλιματολογικές συνθήκες, αλλά και από τις απαιτήσεις του κτηρίου επί του οποίου εγκαθίσταται. Έτσι σε χώρες της μέσης Ανατολής, ένα σημαντικό πρόβλημα κατά τη λειτουργία των ηλιακών συστημάτων είναι η επικάθηση σκόνης – άμμου επί των επιφανειών απορρόφησης της ηλιακής ενέργειας, η οποία συνδυαζόμενη με την υγρασία τις βραδινές ώρες κάνει δύσκολο τον καθαρισμό τους. Δεδομένου ότι μέχρι σήμερα, η εγκατάσταση των προαναφερθέντων συστημάτων σε δημόσια κτήρια της Μεσογείου είναι μηδαμινή, η εμπειρία από τη λειτουργία τους στα κτίρια που τοποθετήθηκαν θα δώσει χρήσιμες πληροφορίες, οι οποίες στο μέλλον θα οδηγήσουν στην τεχνολογική βελτίωση των ηλιακών αυτών συστημάτων. Ταυτόχρονα, διάφορες μικρομεσαίες εταιρείες στις χώρες που εγκαταστάθηκαν, οι οποίες συμμετείχαν στο έργο αυτό, αποκτούν εμπειρία στην εγκατάσταση τέτοιων συστημάτων, ενώ και οι πολίτες που επισκέπτονται τα δημόσια αυτά κτήρια ενημερώνονται για τα συστήματα αυτά.
Στα πλαίσια υλοποίησης του έργου “DIDSOLIT-PB” εγκαταστάθηκαν στο Μ.Α.Ι.Χ. ημιδιαφανή κρυσταλλικά Φ/Β πλαίσια καθώς και Φ/Β λεπτού υμένα και συγκεκριμένα:
Α) Σύστημα ημιδιαφανών Φ/Β πλαισίων μονοκρυσταλλικού πυριτίου ισχύος 5 KWp σε κατάλληλη πέργολα.
Β) Σύστημα ημιδιαφανών Φ/Β πλαισίων πολυκρυσταλλικού πυριτίου ισχύος 4.8 KWp σε κατάλληλη πέργολα.
Γ) Σύστημα ημιδιαφανών Φ/Β πλαισίων λεπτού υμένα ισχύος 4 KWp στον χώρο του αίθριου του συνεδριακού κέντρου του Μ.Α.Ι.Χ.
Ταυτόχρονα, έχει εγκατασταθεί σε εμφανές σημείο, κατάλληλη οθόνη στην οποία αναγράφονται η στιγμιαία παραγόμενη ισχύς και η συνολικά παραγόμενη ενέργεια από τις τρεις αυτές εγκαταστάσεις. Υπολογίζεται ότι τα φωτοβολταϊκά αυτά συστήματα θα παράγουν συνολικά περί τις 20.000 KWh ετησίως που αντιστοιχούν στο 2-3 % της ετήσιας ενεργειακής κατανάλωσης του Μ.Α.Ι.Χ. Το συνολικό κόστος κατασκευής των συστημάτων ανήλθε σε περίπου 70.000 € και καλύφθηκε από το πρόγραμμα, ενώ εκτελέσθηκε καθ’ ολοκληρία από τοπική εταιρεία – ανάδοχο. Κατά τη διάρκεια των επόμενων ετών, οι εγκαταστάσεις θα μπορούν να χρησιμοποιούνται από το ερευνητικό προσωπικό και τους φοιτητές για την πραγματοποίηση ερευνών και την εξαγωγή συμπερασμάτων δεδομένου ότι μέχρι σήμερα δεν υπάρχουν ανάλογες εγκαταστάσεις αλλού στην Κρήτη. Ταυτόχρονα ανάλογες εγκαταστάσεις μπορούν να εγκατασταθούν σε άλλα δημόσια κτίρια των Χανίων όπως π.χ. στο αίθριο της δημοτικής αγοράς Χανίων.
* Ο κ. Γιάννης Βουρδουμπάς διδάσκει ενεργειακή τεχνολογία στο Τ.Ε.Ι. Κρήτης και είναι επιστημονικός συνεργάτης του Μ.Α.Ι.Χ.
