Ο Ηλιοστάτης Ptolemeo

Ο Ηλιοστάτης Ptolemeo και η σωστή εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας

Η γωνία πρόσπτωσης των ηλιακών ακτίνων στα φωτοβολταϊκά στοιχεία είναι πολύ σημαντική παράμετρος για την μεγιστοποίηση της απόδοσης. Η μέγιστη απόδοση επιτυγχάνεται για κάθετη πρόσπτωση. Προφανώς αυτό δεν είναι δυνατόν για στοιχεία που είναι τοποθετημένα σε σταθερή βάση. Απαιτείται λοιπόν κινητή βάση η οποία παρακολουθεί την κίνηση του Ήλιου καθ’ όλη τη διάρκεια της ημέρας και για όλες τις εποχές του έτους. Μια τέτοια συσκευή ονομάζεται ηλιοστάτης και μπορεί να είναι είτε ενός, είτε δύο αξόνων.

Οι ηλιοστάτες ενός άξονα παρακολουθούν την ημερήσια (αζιμουθιακή) κίνηση του ήλιου, έχοντας σταθερή κλίση ως προς το εποχικό ύψος του ήλιου. Με τον τρόπο αυτό βελτιώνεται αισθητά η απόδοση σε σχέση με σταθερή τοποθέτηση των φωτοβολταϊκών στοιχείων.

Οι ηλιοστάτες δύο αξόνων μεταβάλλουν όχι μόνο την αζιμουθιακή, αλλά και την γωνία ανύψωσης παρακολουθώντας με ακρίβεια την κίνηση του ήλιου και πετυχαίνοντας την μέγιστη δυνατή απόδοση.

Για τα Ελληνικά δεδομένα η λύση με ηλιοστάτες έχει σαφή πλεονεκτήματα σε σχέση με τη σταθερή στήριξη και πρέπει οπωσδήποτε να επιλέγεται, αρκεί να υπάρχει ο διαθέσιμος χώρος. Π.χ. για πάρκο 100 kW είναι επαρκή 3 στρέμματα για σταθερή στήριξη, αλλά απαιτούνται 6 περίπου στρέμματα για λύση με ηλιοστάτες δύο αξόνων όπως οι Ptolemeo.

Η PTOLEMEO ΑΕ, πρώτη στην Ελλάδα, ανέπτυξε έναν ηλιοστάτη δύο αξόνων για χρήση σε φωτοβολταϊκά πάρκα μεσαίας και μεγάλης κλίμακας, εισάγοντας καινοτόμες σε παγκόσμιο επίπεδο ιδέες, όπως τη χρήση χωροδικτυώματος για την στήριξη των ΦΒ στοιχείων, που προσδίδει εξαιρετικά αυξημένες σε σχέση με τον ανταγωνισμό αντοχές. Παραμένει και σήμερα ο μόνος ηλιοστάτης με χωροδικτύωμα (το κόστος είναι σημαντικό και δεν ευνοεί τις αντιγραφές). Η υδραυλική ανύψωση γίνεται με δύο έμβολα, ενώ ο ανταγωνισμός υλοποιεί την πολύ χαμηλών αντοχών λύση με ένα έμβολο. Αυτό έχει αποδειχθεί σε θέσεις όπου ενώ οι ηλιοστάτες Ptolemeo παρέμεναν σε κανονική λειτουργία, οι ηλιοστάτες του ανταγωνισμού υπέστησαν καταστροφές.

Ο ηλιοστάτης Ptolemeo εδράζεται σε ειδικά σχεδιασμένη βάση χωροδικτυώματος, που αναπτύχθηκε για τις ανάγκες της συγκεκριμένης εφαρμογής και εξασφαλίζει υψηλή αντοχή και αξιοπιστία, ακόμη και υπό ακραίες συνθήκες. Χάρη στην ακαμψία του χωροδικτυώματος, τα φωτοβολταϊκά πάνελ δεν δέχονται την παραμικρή παραμόρφωση. Το σύστημα έχει σχεδιασθεί για εφαρμογές που μπορούν να φέρουν φωτοβολταϊκά στοιχεία που καλύπτουν επιφάνεια που προσεγγίζει και ξεπερνά τα 60 ή και 80 τετραγωνικά μέτρα και αποδίδουν ισχύ της τάξεως των 7-12 κιλοβάτ. Η βελτίωση της απόδοσης με ένα τέτοιο σύστημα, σε σχέση με σταθερά τοποθετημένα στοιχεία, ξεπερνά το 30% και σαφώς υπερκαλύπτει το κόστος.

Η αυτόματη κίνηση της βάσης εξασφαλίζεται με σύστημα λογισμικού ανάλογο με αυτό που χρησιμοποιείται στα τηλεσκόπια και όχι με αισθητήρες που ακολουθούν το μέγιστο της ηλιακής ισχύος. Με τον τρόπο αυτό αποφεύγεται η εξαπάτηση του συστήματος από τις καιρικές συνθήκες (νέφωση κλπ) ή άλλους εξωγενείς παράγοντες (τεχνητούς φωτισμούς κλπ).

Στην έκδοση PV50-80 ο ηλιοστάτης Ptolemeo φέρει περι τα 80 τετραγωνικά μέτρα φωτοβολταϊκών στοιχείων. Για ένα πάρκο 20 kW επαρκούν 2 ηλιοστάτες PV50-80. Για τα πάρκα των 80 kW που είναι τα εγκεκριμένα έργα για την Κρήτη, η εταιρία έχει σχεδιάσει εξαιρετικά λειτουργική λύση με 9 ηλιοστάτες και 9 μονοφασικούς inverters, η οποία έχει υλοποιηθεί και λειτουργεί από το 2009 στην Κοζάνη. Με τους νέους τριφασικούς inverter που είναι πλέον διαθέσιμοι, η εταιρεία προτείνει λύση και με 8 ηλιοστάτες για τα 80kW,  ενώ υλοποιεί τα 100kW με 9 ηλιοστάτες. Είναι δεδομένο ότι όταν υπάρχει ο απαραίτητος χώρος η λύση με ηλιοστάτες είναι πολύ πιο συμφέρουσα από τη σταθερή στήριξη. Με τους ηλιοστάτες Ptolemeo έχουμε μια σημαντική αύξηση της απόδοσης της επένδυσης με ελάχιστο κόστος.

Ηλιοστάτες Ptolemeo ως μονάδες υπάρχουν εγκατεστημένοι σε Δράμα (από το 2006), Ιωάννινα και Ξάνθη (φωτογραφία). Έχουν ήδη υλοποιηθεί και υλοποιούνται δεκάδες πάρκα με τεχνολογία Ptolemeo συνεχώς σε όλη την Ελλάδα.