Πώς λειτουργεί το GPS;

Το GPS είναι μία ομάδα 27 δορυφόρων που τροφοδοτούνται με ηλιακή ενέργεια και κινούνται γύρω από τη Γη σε σχεδόν κυκλική τροχιά σε ύψος περίπου 20000 χιλιομέτρων. Οι τροχιές διατάσσονται κατά τρόπον ώστε να εξασφαλίζεται η δυνατότητα "οπτικής επαφής" με τουλάχιστον τέσσερις από τους 24 επιχειρησιακούς δορυφόρους από οποιοδήποτε σημείο του πλανήτη. 3 από τους επί του παρόντος 27 δορυφόρους σε τροχιά είναι εφεδρικοί, έτοιμοι προς ενεργοποίηση σε περίπτωση βλάβης των άλλων.

Κάθε δορυφόρος μεταδίδει ένα ηλεκτρομαγνητικό σήμα - μία δέσμη μικροκυμάτων - που αναγγέλλει την παρουσία του σε οποιοδήποτε άτομο στη Γη που διαθέτει ένα δέκτη έτοιμο να λάβει το σήμα. Συνεπώς, ένας λήπτης GPS λαμβάνει ανά πάσα στιγμή σήματα από τέσσερις δορυφόρους. Ο ενσωματωμένος ηλεκτρονικός υπολογιστής χρησιμοποιεί αυτά τα σήματα για να υπολογίσει την ακριβή σας απόσταση από καθένα από τους τέσσερις δορυφόρους και στη συνέχεια να υπολογίσει την ακριβή σας θέση επί του πλανήτη με απόκλιση λίγων μέτρων βάσει αυτών των αποστάσεων.

Στην πραγματικότητα απαιτούνται σήματα από τρεις μόνο δορυφόρους για τη διεξαγωγή αυτής της διαδικασίας τριπλευρισμού. Ο υπολογισμός της θέσης σας στη Γη βασίζεται στην απόστασή σας από τρεις δορυφόρους. Το σήμα του τέταρτου δορυφόρου είναι πλεονάζον και χρησιμοποιείται για την επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων του αρχικού υπολογισμού. Εάν η θέση που υπολογίζεται βάσει των αποστάσεων από τους δορυφόρους A-B-Γ δεν ταυτίζεται με τον υπολογισμό βάσει των στοιχείων των δορυφόρων A-B-Δ, τότε ελέγχονται άλλοι συνδυασμοί μέχρι να προκύψει ένα συνεκτικό αποτέλεσμα.

Η διαδικασία της μέτρησης της απόστασης μεταξύ δορυφόρου και δέκτη GPS βασίζεται σε χρονισμένα σήματα. Για παράδειγμα, ακριβώς στις 16:45, οι δορυφόροι μπορεί να αρχίσουν να μεταδίδουν το σήμα τους. Ο δέκτη GPS θα αρχίσει επίσης να επεξεργάζεται την ίδια ακολουθία στις 16:45 τοπική ώρα, αλλά δεν τη μεταδίδει. Όταν ο δέκτη λάβει το σήμα από τους διάφορους δορυφόρους, θα προκύψει μία χρονική υστέρηση, επειδή τα μικροκύματα χρειάζονται ένα κλάσμα του δευτερολέπτου για να διανύσουν με την ταχύτητα του φωτός την απόσταση μεταξύ δορυφόρου και δέκτη. Η χρονική υστέρηση μετατρέπεται εύκολα στην απόσταση προς κάθε δορυφόρο. Οι μικρές διαφορές μεταξύ των σημάτων κάθε δορυφόρου χρησιμοποιούνται στη συνέχεια για τον υπολογισμό της θέσης του δέκτη.

Πώς λειτουργεί η ανεμογεννήτρια

Ο άνεμος περιστρέφει τα πτερύγια μιας ανεμογεννήτριας, τα οποία είναι συνδεδεμένα με ένα περιστρεφόμενο άξονα. Ο άξονας περνάει μέσα σε ένα κιβώτιο μετάδοσης της κίνησης όπου αυξάνεται η ταχύτητα περιστροφής. Το κιβώτιο συνδέεται με έναν άξονα μεγάλης ταχύτητας περιστροφής ο οποίος κινεί μια γεννήτρια παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος. Aν η ένταση του ανέμου ενισχυθεί πάρα πολύ, η τουρμπίνα έχει ένα φρένο που περιορίζει την υπερβολική αύξηση περιστροφής των πτερυγίων για να περιοριστεί η φθορά της και να αποφευχθεί η καταστροφή της. Η ταχύτητα του ανέμου πρέπει να είναι περισσότερο από 15 kph για να μπορέσει η μια κοινή τουρμπίνα να παράγει ηλεκτρισμό. Συνήθως παράγουν 50-300 Kw η κάθε μία. Ένα Kw ηλεκτρικού ρεύματος μπορεί να ανάψει 100 λάμπες των 100w. Καθώς η γεννήτρια περιστρέφεται παράγει ηλεκτρισμό με τάση 25.000 volt. Το ηλεκτρικό ρεύμα περνάει πρώτα από ένα μετεσχηματιστή στην ηλεκτροπαραγωγική μονάδα ο οποίος ανεβάζει την τάση του στα 400.000 volt. Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα διανύει μεγάλες αποστάσεις είναι καλύτερα να έχουμε υψηλή τάση. Τα μεγάλα, χοντρά σύρματα της μεταφοράς του ηλεκτρικού ρεύματος είναι κατασκευασμένα από χαλκό ή αλουμίνιο για να υπάρχει μικρότερη αντίσταση στη μεταφορά του ρεύματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του σύρματος τόσο πιο πολύ θερμαίνεται. Έτσι κάποιο ποσό ηλεκτρικής ενέργειας χάνεται επειδή μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια. Τα σύρματα μεταφοράς ρεύματος καταλήγουν σε ένα υποσταθμό όπου οι μετασχηματιστές του μετατρέπουν την υψηλή τάση σε χαμηλή γαι να μπορέσουν να λειτουργήσουν ηλεκτρικές συσκευές.	Τα μηχανικά μέρη μιας ανεμογεννήτριας
	Μεταφορά ηλεκτρικού ρέυματος

Κυματοδηγός

Ο κυματοδηγός είναι διάταξη μετάδοσης κυμάτων. Συνήθως αναφέρεται για τη μετάδοση ηχητικών ή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Οι κλασσικοί κυματοδηγοί αποτελούνται από κοίλους μεταλλικούς σωλήνες ορθογώνιας, κυκλικής ή ελλειπτικής διατομής μέσα στους οποίους είναι εφικτή η όδευση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, ιδίως UHF και μικροκυμάτων, άνω του 1 GHz. Οι διαστάσεις του κυματοδηγού είναι συγκρίσιμες με το μήκος κύματος. Οι οπτικές ίνες είναι ειδική κατηγορία κυματοδηγών, κατάλληλες για ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στο υπέρυθρο και ορατό μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
Κάθε κυματοδηγός αποτελείται από ένα μακρύ μέσο, το οποίο κατάλληλο για τη μεταφορά των κυμάτων για τα οποία κατασκευάστηκε, ενώ στα όριά του χρειάζεται να ανακλάται το κύμα. Κάθε κυματοδηγός εμφανίζει κάποια αντίσταση, αν θεωρήσουμε ότι η αντίσταση είναι μηδέν, τότε σύμφωνα με τις εξισώσεις που περιγράφουν το φαινόμενο το πλάτος γίνεται άπειρο, που είναι αδύνατο.
Μέσα στον κυματοδηγό κάθε αρμονική συνιστώσα αντιστοιχεί σε μία άλλη ίσης συχνότητας και πλάτους συνιστώσας διαφορετικής κατεύθυνσης. Αυτό συμβαίνει εξ'αιτίας της ανάκλασης της μίας συνιστώσας στα όρια του κυματοδηγού παράγοντας την άλλη συνιστώσα. Οι δύο κατυθύνσεις είναι συμμετρικές ως προς τον άξονα του κυματοδηγού. Οι δύο συνιστώσες μαζί έχουν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός κύματος το οποίο μπορεί να αναλυθεί σε δύο διαφορετικές συνιστώσες, μία κατά τη διεύθυνση του άξονα, και μία κάθετη σε αυτήν. Η τελευταία δημιουργεί στάσιμα κύματα που εγκλωβίζονται σε συγκεκριμένο σημείο μέσα στον αγωγό. Αυτό θέτει περιορισμούς για τη συχνότητα του κύματος που μπορεί να μεταφέρει ο κυματοδηγός. Κάθε κυματοδηγός μπορεί να μεταφέρει μόνο κύματα και κυματικές συνιστώσες συχνότητας μεγαλύτερης από κάποια συγκεκριμένη συχνότητα. Αυτή εξαρτάται από το μέσον που είναι κατασκευασμένος ο κυματοδηγός και τις διαστάσεις του, δηλαδή εξαρτάται μόνο από τον κυματοδηγό και ονομάζεται συχνότητα αποκοπής.

Η νοημοσύνη των ψαριών

Σύμφωνα με μια έρευνα που έγινε από το πανεπιστήμιο του Stanford, οι επιστήμονες βρήκαν ότι τα ψάρια μπορούν να χρησιμοποιούν τη λογική ώστε να αντιληφθούν την κοινωνική ιεραρχία μεταξύ τους (η έρευνα έγινε σε αφρικανικές κιχλίδες από τη λίμνη Tanganyika στην κεντρική Αφρική). Από τα πειράματα που έγιναν αποδείχθηκε ότι τα συγκεκριμένα ψάρια (Astatotilapia burtoni και άλλα 4 είδη κιχλίδων) είχαν τη δυνατότητα να κάνουν συνδυασμούς με βάση τα ερεθίσματα παραστάσεων από τη καθημερινή τους δραστηριότητα και έτσι μπορούσαν να καταλήγουν σε συμπεράσματα, που μετά εφάρμοζαν στη πρακτική τους ανάμεσα στο κοπάδι, σε θέματα ιεραρχίας. Οι παρατηρήσεις βέβαια αυτές, αντιμετωπίσθηκαν και με σκεπτικισμό από την άλλη άποψη που έλεγε ότι όλο αυτό ήταν καθαρά θέμα ενστίκτου και όχι λογικών συνδυασμών των ψαριών, πυροδοτώντας τις σχετικές συζητήσεις. Το ερώτημα λοιπόν είναι:

- Εχουν ευφυία τα ψάρια..?
- Μπορούν να κάνουν λογικούς συνδυασμούς και να καταλήγουν σε κάποια έστω απλά συμπεράσματα..?
- Ή μήπως όλα αυτά είναι απλώς θέμα ενστίκτου..?

Η δική μου γνώμη είναι ότι όχι μόνο νοημοσύνη διαθέτουν - και μάλιστα πολύ περισσότερη από αυτή που νομίζουν πολλοί - αλλά και συναισθήματα! Νοιώθουν, αισθάνονται και αντιδρούν ανάλογα, όπως όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί (και αρκετές φορές μάλιστα, αντίστοιχα του ανθρώπου). Αλλά όλες αυτές οι διαδικασίες γίνονται πολλές φορές σε ένα διαφορετικό επίπεδο από αυτό που έχουμε μάθει να αντιλαμβανόμαστε και να κατανοούμε, με αποτέλεσμα να μην είναι και τόσο ευδιάκριτες στα μάτια μας. Και γι' αυτό το λόγο πολλοί κατατάσσουν τα ψάρια σε χαμηλή θέση στη κλίμακα νοημοσύνης, κάτι που κατά τη γνώμη μου είναι τεράστιο λάθος. Οποιος αφιερώνει αρκετές ώρες στην παρατήρηση των ζωντανών υδρόβιων οργανισμών που φιλοξενεί (και διαθέτει όμως ταυτόχρονα και "ανοικτό μυαλό") σίγουρα θα το έχει διαπιστώσει...

Γι' αυτό το λόγο και πρέπει να προσέχουμε πολύ τα ψαράκια μας... γιατί καταλαβαίνουν και νοιώθουν τα πάντα!

Και όσο για το θέμα του ενστίκτου, φυσικά και υπάρχουν ένστικτα, αλλά η νοημοσύνη είναι διαφορετικό πράγμα. Για να καταλάβετε τουλάχιστον τη δική μου θέση, θα πω το εξής παράδειγμα: Η μάχη για κάποια θέση στην ομάδα, μπορείς να πεις ότι είναι από καθαρό ένστικτο. Ο τρόπος όμως που το κάθε ψάρι προσπαθεί να διεκδικήσει ή να προστατέψει αυτή τη θέση, έχει να κάνει με τη νοημοσύνη του, καθώς και με την αντίληψή του (η οποία μπορεί να είναι διαφορετική από άτομο σε άτομο). Το ίδιο ακριβώς συμβαίνει και με τις σχέσεις των δύο φύλων μεταξύ τους, στις διάφορες εκφάνσεις τους (ανάλογα το είδος βέβαια). Και φυσικά, το μεγάλο κεφάλαιο της σχέσης τους με τον άνθρωπο που τα φροντίζει, όπου εκεί μπορείς να δεις πλέον απίστευτες συμπεριφορές - ανάλογα το είδος πάλι, αλλά και το κάθε άτομο ξεχωριστά - πράγμα που έχει να κάνει με τον εκάστοτε χαρακτήρα του ζωντανού.

- Χαρακτήρα..? Μα, έχουν χαρακτήρα τα ψάρια..?

ΝΑΙ, ΕΧΟΥΝ..! Το βλέπω στους Μονομάχους μου, το βλέπω στις κιχλίδες μου, το βλέπω στα γατόψαρά μου, αλλά το βλέπω και στα γκάππυ μου, όπως και σε όλα τα άλλα είδη που διατηρώ... Είμαι απόλυτα πεπεισμένος για τη νοημοσύνη ΟΛΩΝ των ζωντανών και όχι μόνο των ψαριών (έχουν περάσει αρκετά και διαφόρων ειδών ζώα από τα χέρια μου). Κάθε φορά που παρατηρώ τα ενυδρεία μου, το επιβεβαιώνω... Απλά αυτή η νοημοσύνη είναι διαφορετική από αυτή που έχει συνηθίσει να διακρίνει ο άνθρωπος βασιζόμενος στη δική του, με αποτέλεσμα να είναι πολλές φορές δυσδιάκριτη για την αντίληψή του και ειδικά για άτομα με "στενή" και υπεροπτική άποψη για το ανθρώπινο είδος...

Το κεφάλαιο αυτό είναι πολύ μεγάλο και πολύ ενδιαφέρον! Και είναι από αυτά που εστιάζω πολλές φορές τη προσοχή μου, όταν κολλάω τα μάτια μου στα τζάμια των ενυδρείων μου και παρατηρώντας τα ψάρια, προσπαθώ να ανακαλύψω καινούρια πράγματα για το Μαγικό τους Κόσμο...

Ακόμα και τα ψάρια μπορεί να πάσχουν από αϋπνία

Δεν μπορούν να κλείσουν τα μάτια, δεν μπορούν να ξαπλώσουν, μπορούν όμως να κοιμούνται, ακόμα και να πάσχουν από αϋπνία. Η μελέτη του ψαριού-ζέβρα, ενός συνήθους ένοικου των ενυδρείων, θα μπορούσε να αποκαλύψει μυστικά του ανθρώπινου ύπνου. Ερευνητές του Πανεπιστημίου Στάνφορντ που μελετούν διαταραχές του ύπνου στον άνθρωπο ανακάλυψαν στο ψάρι-ζέβρα ένα μεταλλαγμένο γονίδιο που διαταράσσει τον ύπνο περίπου όπως η αϋπνία στον άνθρωπο. Το ψάρι-ζέβρα χρησιμοποιείται συχνά ως πειραματόζωο για διάφορους λόγους.

Τα ψάρια που έφεραν τη μετάλλαξη κοιμούνταν 30% λιγότερο από το φυσιολογικό, αναφέρει το πρακτορείο Reuters. Από τα μεταλλαγμένα αυτά ψάρια απουσίαζε ένας λειτουργικός υποδοχέας της υποκρετίνης, μιας ουσίας που παράγεται από την περιοχή του εγκεφάλου που ελέγχει την όρεξη, το σεξ και άλλες βασικές λειτουργίες. Η έρευνα, που δημοσιεύεται στη διαδικτυακή επιθεώρηση PLoS Biology, ίσως προσφέρει περισσότερα στοιχεία για τον ύπνο και την εξέλιξή του στο ζωικό βασίλειο.

«Πολλοί άνθρωποι κάνουν τις ερωτήσεις: "Γιατί κοιμόμαστε?" και "Ποια είναι η λειτουργία του ύπνου?"», σχολιάζει ο Εμάνουελ Μινιό, επικεφαλής των ερευνητών. «Πιστεύω ότι είναι πιο σημαντικό να μάθουμε πώς ο εγκέφαλος παράγει και ρυθμίζει τον ύπνο. Αυτό πιθανώς θα μας δώσει σημαντικά στοιχεία για το πώς και το γιατί ο ύπνος επελέγη κατά την εξέλιξη», εξηγεί.

Οι ερευνητές μπορούν να καταλάβουν πότε το ψάρι-ζέβρα κοιμάται επειδή στέκεται ακίνητο κοντά στον πυθμένα, με την ουρά κατεβασμένη, και δεν αντιδρά εύκολα σε ενοχλήσεις που κανονικά θα το έκαναν να κολυμπήσει μακριά.

Έχουν αισθήσεις τα ψάρια ?

Πολλές φορές η ενασχόληση με το χόμπι, μας δημιουργεί ορισμένα απλά ερωτήματα που όμως δεν είμαστε απόλυτα σίγουροι για τις απαντήσεις τους.
Ποιος από εμάς δεν αναρωτήθηκε αν βλέπουν τα ψάρια μας εκτός του ενυδρείου ή αν μας ακούνε ? Αν μπορούν να ξεχωρίσουν τις διαφορετικές γεύσεις και μυρωδιές της τροφής που τους παρέχουμε ή αν κοιμούνται και πως το επιτυγχάνουν με ανοικτά μάτια ? Η πολύωρη παρατήρηση της συμπεριφοράς των ψαριών που φιλοξενούμε μας δίνει ορισμένες απαντήσεις, αλλά το σημαντικότερο μέρος αυτών των πληροφοριών πηγάζει από επιστημονικά πειράματα και χρόνιες μελέτες που πραγματοποιούνται με ειδικό εξοπλισμό σε εργαστηριακές εγκαταστάσεις, που δυστυχώς εμείς οι χομπίστες δε μπορούμε να διαθέσουμε. Τα παρακάτω λοιπόν αποτελούν επιστημονικές αναφορές και συμπεράσματα που υπάρχουν στο internet κι εν μέρει επιφυλάσσομαι για την ακρίβεια τους.

Ακούνε τα ψάρια μας ?
Τα ψάρια ακούνε και μάλιστα πολύ καλά. Θεωρούμε δεδομένο πως ο ήχος ταξιδεύει έως και πέντε φορές γρηγορότερα στο νερό από ότι στον αέρα γι’ αυτό το λόγο ενοχλούνται από δυνατούς θορύβους περισσότερο από εμάς.
- Μα δεν έχουν αυτιά !
Λάθος. Όλα τα ψάρια έχουν αυτιά, απλά βρίσκονται εσωτερικά στη δομή των οστών του κεφαλιού. Σε συνδυασμό με αισθητήρες που διαθέτουν, μπορούν να καταλάβουν και τις δονήσεις του νερού που τα περιβάλλει καθώς και άλλα πολλά στοιχεία.

Μυρίζουν τα ψάρια μας ?
Ορισμένα ήδη έχουν πολύ ανεπτυγμένη την αίσθηση της όσφρησης κι άλλα όχι. Με τα οσφρητικά νεύρα στα ρουθούνια τους μπορούν να εντοπίσουν τις μυρωδιές των τροφών, των αντικειμένων και των άλλων οργανισμών που βρίσκονται κοντά τους, όπως ακριβώς κάνουν τα ζώα της στεριάς. Ορισμένα ήδη χρησιμοποιούν την όσφρηση ώστε να εντοπίζουν τροφή, να προφυλάσσονται από θηρευτές, αλλά και σε ορισμένες περιπτώσεις για να βρίσκουν το μέρος που έχουν εναποθέσει τα αυγά τους ή το μέρος που θεωρούν ασφαλές ώστε να κρύβονται όταν βρίσκονται σε κίνδυνο.

Βλέπουν τα ψάρια το δικό μας κόσμο ?
Τα μάτια των ψαριών είναι με τέτοιο τρόπο ανεπτυγμένα ώστε να βλέπουν υποβρύχια. Οι κυριότερες διαφορές τους με τα ανθρώπινα μάτια είναι ότι δεν διαθέτουν βλέφαρα διότι δεν τα έχουν ανάγκη αφού τα μάτια τους δεν στεγνώνουν. Oύτε έχουν τη δυνατότητα να εστιάζουν σε αντικείμενα ανάλογα της απόστασης με τον τρόπο που το κάνουμε εμείς, αλλά το κάνουν όπως ακριβώς οι φακοί των φωτογραφικών μηχανών, μετακινώντας τον κρυσταλλοειδή χιτώνα τους εμπρός και πίσω. Η όραση διαφέρει αρκετά από είδος σε είδος. Τα περισσότερα είδη βλέπουν μόνο κοντά, ενώ μακριά δε μπορούν να διακρίνουν τίποτα. Aλλα είδη βλέπουν πολύ μακριά και δυσκολεύονται σε κοντινές αποστάσεις. Το σημαντικό όμως στην όραση των ψαριών είναι η γωνία θέασης. Βλέπουν σχεδόν 360 μοίρες με εξαίρεση ένα μικρό σημείο ακριβώς πίσω τους.

Εργαστηριακά πειράματα έχουν δείξει ότι τα ψάρια μπορούν να διακρίνουν χρώματα. Μέχρι σήμερα υπάρχουν αναφορές πως χρώματα όπως το άσπρο, μαύρο, κόκκινο, πράσινο, κίτρινο και μπλε, είναι πλήρως διακριτά κυρίως σε μεγαλόσωμα είδη. Μάλιστα δείχνουν περισσότερη προτίμηση σε ορισμένα χρώματα από ότι σε άλλα, με το κόκκινο να είναι το πιο αρεστό χρώμα αφού συνδυάζεται σχεδόν από την πλειοψηφία με το φαγητό.

Παρόλο που δεν έχουν βλέφαρα, τα ψάρια κοιμούνται. Μπορούν να το πετύχουν επειδή ο εγκέφαλος τους λειτουργεί με διαφορετικό τρόπο από τον δικό μας και δεν χρειάζεται να δίνει εντολή στα βλέφαρα. Πολλοί υποστηρίζουν πως κατά την διάρκεια του ύπνου τους ένα μέρος του εγκεφάλου τους παραμένει ενεργό.

Γεύονται τα ψάρια μας ?
Ορισμένα ήδη, κυρίως ψάρια βυθού, έχουν ανεπτυγμένη την αίσθηση της γεύσης. Στα υπόλοιπα δεν είναι σε τέτοιο βαθμό ανεπτυγμένη συγκριτικά με τις άλλες αισθήσεις τους. Μάλιστα στα γατόψαρα η γεύση αναγνωρίζεται από τα μουστάκια τους και σε ορισμένα άλλα είδη ακόμα και από τη ράχη τους.

Η έκτη αίσθηση των ψαριών μας !
Τα ψάρια έχουν ένα επιπλέον αισθητήριο όργανο που λέγεται πλευρική αίσθηση ή πλευρική γραμμή. Με αυτή την αίσθηση (που συνδυάζει την ακοή και ας πούμε τη δική μας αφή) μπορούν να αναγνωρίσουν κραδασμούς που τυχών υπάρχουν στο περιβάλλον τους, να καταλάβουν το μέγεθος της πηγής τους, την κατεύθυνση της, και αναλόγως της έντασης και της συχνότητας αναγνωρίζουν εάν πρόκειται για απειλή ή όχι. Επίσης η πλευρική γραμμή είναι υπεύθυνη για την αναγνώριση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος, ενώ στα περισσότερα κοπαδόψαρα χρησιμοποιείται για τη συνοχή του κοπαδιού και την ταχύτητα του.

Τι είναι η τεχνολογία Inverter στα κλιματιστικά - air conditions;

Πολύ απλά, είναι μία τεχνολογία, σύμφωνα με την οποία το κλιματιστικό μας στην αρχή λειτουργεί στο φουλ, μέχρι να πλησιάσει την επιθυμητή θερμοκρασία.

Στη συνέχεια, λειτουργεί ελάχιστα και συνεχόμενα, διατηρώντας τα επίπεδα θερμοκρασίας, πολύ κοντά σε αυτά που θέσαμε.


Στα παλιά που δεν είχαν inverter, λειτουργούσαν στο φουλ μέχρι να φτάσουν τη θερμοκρασία που θέλαμε, μετά έκλειναν, μετά ξανάνοιγαν στο φουλ και πάει λέγοντας.

Οπότε με το inverter:

1) Bάσει στατιστικών, ξοδεύουμε λιγότερο κατά 30% ρεύμα μιας και απαιτεί πολύ λιγότερη κατανάλωση για "συνεχόμενη συντήρηση" θερμοκρασίας και συνεχόμενη λειτουργία σε "χαμηλές στροφές", από το να ανοίγει και να κλείνει!

2) Έχουμε ελάχιστα επίπεδα θορύβου (αρκετά πιο αθόρυβα, επειδή λειτουργούν συνεχόμενα και "σε χαμηλές στροφές")!

3) Διατηρείται η θερμοκρασία πιο σταθερή συνεχόμενα (πχ αν έχουμε θέσει 25 βαθμούς C, θα κυμαίνεται συνέχεια μεταξύ 24 - 26)!


Αυτό είναι, απλά μας κάνει τη ζωή καλύτερη (από άποψη θορύβου και θερμοκρασίας) και καταναλώνει λιγότερο ρεύμα!

Βέβαια είναι λίγο πιο ακριβά τα inverter από τα απλά, αλλά η απόσβεση γίνεται πολύ γρήγορα στους λογαριασμούς της ΔΕΗ...

Πως λειτουργεί το κλιματιστικό (air condition);

Οι περισσότεροι άνθρωποι πιστεύουν ότι τα κλιματιστικά βγάζουν κρύο αέρα απλά "διαχωρίζοντας" τον κρύο από τον ζεστό και παρέχοντας μας μόνο τον κρύο. Στην πραγματικότητα όμως, αυτό που συμβαίνει είναι ότι ο ζεστός αέρας ανακυκλώνεται μέσα από το σπίτι και ξαναβγαίνει σαν κρύος. Αυτός ο κύκλος συνεχίζεται μέχρι ο θερμοστάτης να φτάσει την επιθυμητή θερμοκρασία.

Ένα κλιματιστικό air condition, λειτουργεί περίπου όπως ένα ψυγείο. Πιο συγκεκριμένα, ας δούμε τι γίνεται, λυτά και κατανοητά:



Ο αεροκομπρέσσορας συμπιέζει(σημείο Β του διαγράμματος) ένα παγωμένο αέριο που το λένε Freon. Έτσι, το αέριο αυτό γίνεται καυτό και έχει υψηλή πίεση.

Αυτό το καυτό αέριο περνάει μέσα από ένα σετ σωλήνων(στο διάγραμμα αναπαρίσταται ως κόκκινοi σωλήνες) και το φυσάει ουσιαστικά ο εξωτερικός ανεμιστήρας ώστε να το κρυώσει (όσο ζεστός και αν είναι ο εξωτερικό αέρας, είναι πάντα πολύ πιο κρύος από την θερμοκρασία του καυτού αερίου). Αυτό το καυτό αέριο κατά τη φάση αυτή(του "φυσίματος"), μετατρέπεται σταδιακά σε υγρό.

Έτσι, κατά τη διαδρομή που διανύει το καυτό αέριο, μετατρέπεται σιγά σιγά σε υγρό.

Στο τέλος όμως αυτής της διαδρομής(σημείο Α του διαγράμματος), το υγρό αυτό καταλήγει και περνάει από μία βαλβίδα εκτόνωσης, όπου από κει και μετά, βρίσκονται άλλοι σωλήνες(οι μπλε βάσει διαγράμματος). Κατά την εκτόνωση(σκεφτείτε το σαν ψεκαστήρι), το υγρό αυτό εξατμίζεται. Κατα την εξάτμιση, γίνεται κρύο και μετατρέπεται ουσιαστικά ξανά σε παγωμένο αέριο με χαμηλή πίεση, κυκλοφορώντας ουσιαστικά μέσα στους "μπλε" σωλήνες που βρίσκονται μετά την βαλβίδα εκτόνωσης (στο διάγραμμα αναπαρίστανται ως μπλε σωλήνες).

Ετσι, πολύ απλά, ένας ανεμιστήρας φυσάει τους πλέον παγωμένους απο το αέριο σωλήνες(τους μπλε), με αποτέλεσμα να παράγεται κρύος αέρας μέσα στον χώρο μας.

Αυτό το αέριο κάνει συνέχεια τον κύκλο του, με αποτέλεσμα οι "μπλε" σωλήνες να είναι συνέχεια παγωμένοι και να βγάζει το κλιματιστικό συνεχόμενα παγωμένο αέρα! Αυτό σημαίνει ότι όταν κάνει το αέριο την "βόλτα" του μέσα στους "μπλε" σωλήνες, στο τέλος υπάρχει ο αεροκομπρέσσορας που το ξανασυμπιέζει, γίνεται καυτό, περνάει στους "κόκκινους" σωλήνες, κ.ο.κ.

Αλλά υπάρχει αρκετό αέριο ώστε να βρίσκεται παράλληλα σε όλες τις φάσεις, γι'αυτό και οι "μπλε" σωλήνες που φυσάει το κλιματιστικό μας, διατηρούνται συνέχεια παγωμένοι.

LED, LCD, PLASMA: ΜΑΘΕ ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΟΥΝ

PLASMA

Πώς λειτουργούν;

Οι τηλεοράσεις PLASMA αποτελούνται από μικροσκοπικές λάμπες φθορισμού. Κάθε pixel της τηλεόρασης αποτελείται από τρεις τέτοιες μικροσκοπικές «λάμπες» οι οποίες μπορούν να παράγουν ένα από τα τρία χρώματα, κόκκινο, πράσινο ή μπλε. Έτσι συντίθεται η εικόνα, περίπου όπως συμβαίνει σε γιγαντοοθόνες που βρίσκονται σε μεγάλες συναυλίες.

Πού υπερτερούν;

Απόδοση του μαύρου: Από τη στιγμή που κάθε pixel της τηλεόρασης είναι «αυτόφωτο» οι PLASMAτηλεοράσεις μπορούν να αποδώσουν «πραγματικό» μαύρο χρώμα. Απλά, όταν προβάλλεται μια σκούρα εικόνα, όπου δεν υπάρχει χρώμα τα pixels της τηλεόρασης παραμένουν «σβηστά».

Χρόνος απόκρισης: Η εικόνα που προβάλει μια PLASMA τηλεόραση είναι σαν ένα «φωτεινό ψηφιδωτό». Καθώς οι εικόνες εναλλάσσονται τα pixels της τηλεόρασης ανάβουν και σβήνουν ταχύτατα. Έτσι η εναλλαγή των εικόνων γίνεται σχεδόν με ταχύτητα φωτός προσφέροντας εξαιρετικά χαμηλούς χρόνους απόκρισης.

Που υστερούν;

Φωτεινότητα: Παρόλο που πρακτικά αποτελούνται από εκατομμύρια μικροσκοπικές «λάμπες» οι τηλεοράσεις PLASMA δεν φημίζονται για την φωτεινότητά τους για αυτό αποδίδουν καλύτερα σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού.

Κατάλληλες για…

…σινεφίλ, καθώς προσφέρουν το βαθύτερο μαύρο, ενώ η μηδενική τους απόκριση τις κάνει κατάλληλες για όσους βλέπουν αθλητικά γεγονότα ή ασχολούνται με gaming.

LCD

Πώς λειτουργούν;

Εδώ η οθόνη αποτελείται από ένα φάσμα υγρών κρυστάλλων που «φιλτράρει» επιλεκτικά το φως το οποίο προέρχεται από λάμπες φθορισμού που υπάρχουν πίσω από το συγκεκριμένο στρώμα υγρών κρυστάλλων. Το κάθε pixel αποτελείται από τρία «υπο-pixels» τα οποία ανάλογα με την εικόνα επιτρέπουν να περάσει το κόκκινο, το πράσινο ή το μπλε χρώμα συνθέτοντας την εικόνα. Το καλύτερο παράδειγμα για να καταλάβετε το πώς λειτουργούν είναι η τέχνη του… βιτρό. Έχουμε μία πηγή φωτός (ήλιος) η οποία φωτίζει τα διαφορετικού χρώματος τζάμια (pixels) τα οποία στο σύνολό τους δημιουργούν μια εικόνα.

Πού υπερτερούν;

Ποικιλία μεγεθών: Χάρη στο χαμηλό τους κόστος, οι LCD τηλεοράσεις υπάρχουν σε πολλά μεγέθη καλύπτοντας ένα ευρύ φάσμα επιλογών.

Φωτεινότητα: Έχοντας μια λάμπα φθορισμού η οποία «φωτίζει» συνεχώς από πίσω την οθόνη οι LCDτηλεοράσεις έχουν μεγαλύτερη φωτεινότητα από τις PLASMA

Χαμηλή κατανάλωση: Οι LCD τηλεοράσεις έχουν χαμηλή κατανάλωση καθώς το μοναδικό «ενεργοβόρο» χαρακτηριστικό τους είναι η λάμπα φθωρισμού

Πού υστερούν;

Απόδοση μαύρου: Δυστυχώς, ακόμα και όταν οι υγροί κρύσταλλοι παραμένουν «κλειστοί» υπάρχει ένα συνεχές ανεπαίσθητο φως το οποίο προέρχεται από τη λάμπα φθωρισμού που είναι δύσκολο να «αποκλειστεί» ευτελώς. Με αυτό τον τρόπο είναι δύσκολο να επιτευχθεί πραγματικό μαύρο χρώμα. Είναι σαν να έχουμε μια μαύρη κόλα χαρτιού πίσω από την οποία τοποθετήσουμε μία λάμπα.

Κατάλληλες για…

…όλες τις χρήσεις! Είναι ιδανικές για να καλύψουν ένα μεγάλο φάσμα αναγκών

LED

Πώς λειτουργούν;

Πρέπει να γίνει σαφές πως οι LEDτηλεοράσεις έχουν ακριβώς την ίδια φιλοσοφία με τις LCD για αυτό και ο πιο σωστός χαρακτηρισμός τους είναι LED-LCD TV. Εκεί που διαφέρουν είναι στη λάμπα φωτισμού, που αντί για μία «συμβατική» φθορισμού είναι τεχνολογίας LED.

Πού υπερτερούν;

Λεπτό προφίλ: Οι LED τηλεοράσεις είναι εξαιρετικά λεπτές. Μάλιστα έχουν ήδη ανακοινωθεί τηλεοράσεις πάχους 4 χιλιοστών

Φωτεινότητα / Κατανάλωση: Η LED τεχνολογία προσφέρει μεγαλύτερη φωτεινότητα από τις συμβατικές LCD χρησιμοποιώντας μάλιστα και λιγότερη ενέργεια.

Απόδοση χρωμάτων: Οι LED τηλεοράσεις έχουν εξαιρετική ζωντάνια και απόδοση χρωμάτων κατακτώντας και εδώ την πρωτιά

Πού υστερούν;

Κόστος: Οι LED τηλεοράσεις είναι οι πιο ακριβές από όλες τις τεχνολογίες

Απόδοση μαύρου: Παρόλο που η απόδοση του μαύρου χρώματος στις LEDτηλεοράσεις είναι σημαντικά καλύτερη από της LCD, δεν επιτυγχάνεται «πραγματικό μαύρο».

Κατάλληλες για…

…όσους θέλουν να έχουν την καλύτερη ποιότητα εικόνας σε ταινίες, games και HD περιεχόμενο.

Τα μαθηματικά της μετατροπής σε ηλεκτρικό ποδήλατο

Η μετατροπή ποδηλάτου σε ηλεκτρικό από την πλευρά της επιστήμης

Μαθηματικοί τύποι, σχέσεις και ορισμοί που είναι χρήσιμοι σε όσους θέλουν να πειραματιστούν σε βάθος με την μετατροπή απλού ποδηλάτου σε ηλεκτρικό, ή την κατασκευή ενός ηλεκτρικού οχήματος από την αρχή! Για τους υπόλοιπους, αυτές οι πληροφορίες δεν χρειάζονται και μπορούν να μετατρέψουν ένα κανονικό ποδήλατο σε ηλεκτρικό χωρίς αυτές τις τεχνικές πληροφορίες.
1. Μετατροπή μονάδας για χρήσιμα μεγέθη
Foot=0,3048m
Mile=1,61km
Pound, lbs, lb=0,453kg
Ounce, oz=28,35g
Lbs/sf=4,88kg/m2
HP=735,5W
1tesla[T]=104 gauss[G]
2. Διάφοροι χρήσιμοι ορισμοί για τη μετατροπή σε ηλεκτρικό ποδήλατο
m=mass[kg]
n=revolutions per minute [rpm]
v=velocity [m/s]
ω=angular velocity [rad/s]
e=back electromotive force [V]
F=force[N]
T=torque[Nm]
P=power[W]
E=energy[Ws]
Tf=friction torque[Nm]
r=radius[m]
Cr=Rolling resistance[m]
ρ=Air density[kg/m3]
Cw=Drag coefficient[ ]
A=Reference area[m2]
3. Τι ορίζει η επιστήμη της Φυσικής
1kg=9,81N
1calorie=4,1868 joule
v[m/s]=[km/h]/3,60
ω=2 X π X n/60=0,105 X n
ω=v/r=kmh/(1,8 X διάμετρος)
F=m X a
P=E/t[W] ή [Nm/s]
E=0,5 X m X v2
4. Απαιτούμενη ισχύς
Proll=Cr X m X g X v
Pdrag=0,5 X ρ X Cw X A X v3
Pslope=m X g X v X κλίση[%]/100
5. Υπολογισμός ταχύτητας οχήματος
kmh=n X περιφέρεια τροχού X 0,06
6. Ισχύς και ροπή μοτέρ
P=T X ω[Nm/s]
7. Γραμμική συσχέτιση κινητήρων με μόνιμους μαγνήτες
e=k X ω=0,105 X n
T=k X i
Άρα, k=e/ω και επίσης k=T/i[Nm/A]
Οι παραπάνω συλλογή από πολύ χρήσιμους μαθηματικούς τύπους και σχέσεις σχετικά με τη μετατροπή ενός ποδηλάτου (και όχι μόνο) σε ηλεκτρικό είναι από το avdweb.nl.

Ηλιακό ηλεκτρικό ποδήλατο

Το ποδήλατο που δε βαριέσαι ποτέ...

Πριν ξεκινήσω με την περιγραφή της διαδικασίας μετατροπής ενός απλού ποδηλάτου σε ηλεκτρικό ποδήλατο, προτείνω να διαβάσετε και τα παρακάτω δύο άρθρα αν θέλετε να εμβαθύνετε περισσότερο στην μετατροπή ποδηλάτου σε ηλεκτρικό.
Το πρώτο άρθρο είναι καθαρά τεχνικό και είναι μια λίστα μαθηματικών τύπων (που δεν αφορά τον πολύ κόσμο παρά μόνο τους τεχνικούς που θέλουν να πειραματιστούν), ενώ το δεύτερο άρθρο είναι πολύ χρήσιμο σε όσους θέλουν να προμηθευτούν ένα κιτ ή ένα ηλεκτρικό ποδήλατο και χρειάζονται περισσότερες πληροφορίες για το είδος των μπαταριών που πρέπει να επιλέξουν και όχι μόνο.

1. Μαθηματικοί τύποι για ηλεκτρικά ποδήλατα (και άλλα οχήματα)
2. Οι μπαταρίες στα ηλεκτρικά ποδήλατα και η μετατροπή σε ηλεκτρικό

Εδώ λοιπόν θα δούμε πως μετέτρεψα πολύ εύκολα ένα κανονικό ποδήλατο, ώστε να κινείται και ως κανονικό ποδήλατο, αλλά και με ηλεκτρική ενέργεια ως υποβοήθηση!
Ο στόχος μου εξ' αρχής ήταν να μην καταργήσω τα χαρακτηριστικά ενός ποδηλάτου:
Ο ποδηλάτης θα πρέπει να πατά πετάλι, αλλιώς ας πάει να αγοράσει ένα μηχανάκι... Το ηλιακό ποδήλατο θα πρέπει απλώς να υποβοηθά τον ποδηλάτη, ώστε να μπορεί να κάνει μεγαλύτερες διαδρομές και να μη φοβάται τις ανηφόρες.
Ο δεύτερος στόχος μου ήταν να είναι το ηλεκτρικό ποδήλατο ελαφρύ και όμορφο. Νομίζω ότι το πέτυχα και αυτό! Εσύ θα κρίνεις...
Παρακάτω παρουσιάζω την μετατροπή βήμα-προς-βήμα. Ειδικότερες χρήσιμες πληροφορίες για όποιον θέλει να αγοράσει ένα τέτοιο κιτ μετατροπής, έχω σε αυτό το άρθρο για το κιτ μετατροπης σε ηλεκτρικο ποδηλατο.

Η μετατροπή σε ηλεκτρικο ποδήλατο

Η μετατροπή σε ηλιακό ηλεκτρικό ποδήλατο ήταν πολύ εύκολη: Αγόρασα ένα έτοιμο κιτ μετατροπής που περιλαμβάνει ό,τι χρειάζεται:

1. Τον μπροστινό τροχό ο οποίος στο κέντρο του έχει ενσωματωμένο ένα μοτέρ 250W που κινεί τον τροχό με ηλεκτρική ενέργεια (βλ. διπλανή φωτογραφία).
2. Τον ρυθμιστή που ελέγχει την ταχύτητα του μοτέρ, την απομόνωσή του όταν φρενάρουμε κ.ά., τον τοποθέτησα σε ένα μικρό τσαντάκι κάτω από τη σέλα.
3. Τις χειρολαβές στο τιμόνι που αντικαθιστούν αυτές του ποδηλάτου (η δεξιά λειτουργεί όπως το "γκάζι" στα μηχανάκια για να ρυθμίζουμε την ταχύτητα κίνησης).
4. Τις χειρολαβές των φρένων που αντικαθιστούν αυτές του ποδηλάτου: Όταν φρενάρουμε, απομονώνουν το μοτέρ και αυτό σταματά να κινεί το ηλιακο ποδηλατο.

Όπως φαίνεται και στις φωτογραφίες, η τοποθέτηση των παραπάνω είναι πανεύκολη, για κάποιον που "πιάνουν τα χέρια του".
Αλλιώς θα μπορούσε να βοηθήσει ένα ποδηλατάδικο.

1. Ξεβιδώνουμε τον μπροστινό τροχό και βιδώνουμε στη θέση του τον καινούριο τροχό που έχει ενσωματωμένο το μοτέρ.
2. Ξεβιδώνουμε τις χειρολαβές φρένων και βιδώνουμε τις καινούριες.
3. Βρίσκουμε ένα βολικό σημείο για να τοποθετήσουμε το μικρό σε μέγεθος ρυθμιστή (πχ. σε ένα τσαντάκι σέλας ή στην σχάρα).
4. Ενώνουμε όλα τα καλώδια (από το μοτέρ, τα φρένα και το "γκάζι¨) στο ρυθμιστή, ανάλογα με το χρώμα τους (οι γραπτές οδηγίες ήταν σαφείς και εύκολες).

Τέλος, ενώνουμε τα δύο καλώδια, θετικό και αρνητικό (κόκκινο και μαύρο αντίστοιχα), του ρυθμιστή πάνω στους αντίστοιχους πόλους των μπαταριών που τοποθέτησα μέσα σε ένα μικρό κουτί πίσω στη σχάρα.
Οι μπαταρίες αυτές είναι τρεις μολύβδου 12V και 13ΑΗ, κλειστού τύπου, σαν αυτές που έχουν τα μηχανάκια. Μπορούν να επαναφορτίζονται με τον φορτιστή τους από μια απλή ηλεκτρική πρίζα της ΔΕΗ, αλλά και με ηλιακή ενέργεια από φωτοβολταϊκά πάνελ.
Εξασφαλίζουν αυτονομία περίπου 40 χιλιόμετρα, σε φυσιολογικές διαδρομές με λίγες ανηφόρες και με τον ποδηλάτη να βοηθά λίγο με το πετάλι, κυρίως στο ξεκίνημα από στάση (αφού εκεί γίνεται η μεγαλύτερη κατανάλωση ρεύματος).
Θα μπορούσα να χρησιμοποιήσω και μικρότερες και ελαφρύτερες μπαταρίες (π.χ. 7,5 ΑΗ) με το μισό μέγεθος και βάρος.
Ή μια συστοιχία 30 μικρών επαναφορτιζόμενων μπαταριών νικελίου 8ΑΗ.
Σαν αυτές δηλαδή που έχουν τα επαναφορτιζόμενα ηλεκτρικά σκουπάκια ή επαναφορτιζόμενα εργαλεία (είναι καλύτερες αλλά είναι όμως και αρκετά ακριβότερες).

Οι βόλτες με το ηλιακο ποδηλατο

Όποιος κάνει μια φορά βόλτα με ηλεκτρικό ποδήλατο, δεν ξαναγυρνάει ποτέ σε απλό ποδήλατο... Η αίσθηση είναι καταπληκτική! Ενώ συνεχίζεις να κάνεις κανονική ποδηλασία, δεν κουράζεσαι ιδιαίτερα, δεν ιδρώνεις, νιώθεις καθαρός και ξεκούραστος όσα χιλιόμετρα κι αν έκανες.
Δεν είναι σαν μηχανάκι, παραμένει ποδήλατο. Απλά, εκεί που πριν έκανες 5 χιλιόμετρα τώρα κάνεις 15 χωρίς να το σκέφτεσαι, άρα γυμνάζεσαι και περισσότερο. Είναι σα να έχεις μαζί σου έναν αόρατο επαγγελματία αγωνιστικό ποδηλάτη ο οποίος πατά μαζί σου πετάλι! Ειδικά στις ανηφόρες αυτό είναι πολύ σημαντικό.
Επίσης, νιώθεις μεγαλύτερη ενεργητική ασφάλεια. Επιταχύνεις πολύ ταχύτερα από στάση, ενώ αναπτύσεις και μεγαλύτερες ταχύτητες στο δρόμο (έως 35 χιλιόμετρα ανά ώρα σε ευθεία με ελαφρύ πετάλι) ώστε να προσαρμόζεσαι καλύτερα στις απαιτήσεις της κυκλοφορίας.
Και σε κοιτάνε και όλοι έκπληκτοι!
Τέλος, έχεις ένα μέσο σε περίπτωση ανάγκης, ώστε να μετακινηθείς κάπου όταν δεν υπάρχει άλλος τρόπος (π.χ. απροσπέλαστοι δρόμοι, έλλειψη καυσίμων κ.λπ.).

Τα τεχνικά χαρακτηριστικά και το κόστος μετατροπής σε ηλεκτρικό ποδήλατο

Το μοτέρ είναι 36V - 250W και δεν χρειάζεται συντήρηση (είναι με μόνιμους μαγνήτες). Τα 250W είναι η μέση ισχύς που βγάζει ένας επαγγελματίας ποδηλάτης κατά τη διάρκεια ενός αγώνα.
Οι μπαταρίες είναι τρεις 12βολτες συνδεδεμένες σε σειρά (το συν με το πλην εναλλάξ), για να δίνουν τα 36V που θέλει το μοτέρ. Η χωρητικότητα πρέπει να είναι τουλάχιστον 7ΑΗ ώστε να έχουμε μια αυτονομία περίπου 15-20 χιλιόμετρα τη μέρα.
Εγώ έβαλα 13ΑΗ, αλλά έχουν μεγαλύτερο βάρος και όγκο. Με 7ΑΗ, το επιπλέον βάρος στο ποδήλατο είναι περίπου 12 κιλά, δεν τα νιώθεις όμως καθώς κινείσαι. Αν ήταν οι ακριβότερες νικελίου, το βάρος θα ήταν γύρω στα 5 μόλις κιλά. Με φυσιολογική χρήση θα ανέξουν σχεδόν 3 χρόνια πριν χρειαστούν αντικατάσταση.
Το τελικό κόστος ήταν όταν το έφτιαξα 377 Ευρώ για το σετ μετατροπής (σήμερα είναι λίγο φθηνότερο). Οι μπαταρίες κοστίζουν από περίπου 15 Ευρώ (7,5ΑΗ) έως 30 Ευρώ (13ΑΗ) η κάθε μία (χρειάζονται τρεις).

Φόρτιση με ηλιακή ενέργεια (φωτοβολταϊκά)

Στο μπαλκόνι μου έχω τοποθετήσει 3 μικρά φωτοβολταϊκά των 20 Watt/p. Έχω τραβήξει μερικά μέτρα καλώδιο μέχρι το ισόγειο όπου αφήνω το ηλεκτρικό ποδήλατο να φορτίσει αμέσως μετά από κάθε χρήση.
Τα φωτοβολταϊκά πάνελ είναι αρκετά μικρά ώστε να μπορώ να τα πάρω και μαζί μου (χωράνε σε ένα μεγάλο χαρτοφύλακα). Καλύτερα όμως να παίρνω μαζί μου αν θέλω για ασφάλεια το μικρό φορτιστή, παρά ένα μεγάλο χαρτοφύλακα...
Μπορώ να αφαιρέσω το κουτί με τις μπαταρίες και να το πάρω μαζί μου ώστε να φορτίσει και μέσα στο σπίτι από μια πρίζα (ή απο τα φωτοβολταϊκά).
Για να φορτίσουν πλήρως οι μπαταρίες των 7ΑΗ αρκούν 2,5 -3 ώρες στο φορτιστή ρεύματος ή ένα πρωινό (5-6 ώρες) στον ήλιο. Αυτό αν είναι εντελώς άδειες. Αν η βόλτα μας ήταν π.χ. μόνο 7-8 χιλιόμετρα, θα χρειαστεί ο μισός χρόνος για να φορτίσουν ξανά πλήρως.
Το ηλεκτρικό ποδήλατο το ζητήσανε οι διοργανωτές της έκθεσης EnergyRes ως ένα από τα κεντρικά εκθέματα και η αντίδραση των επισκεπτών που το δοκιμάσανε ήταν εντυπωσιακή! Στη φωτογραφία δεξιά, το ηλεκτρικό ποδήλατο δίπλα στο ηλιακό αυτοκίνητο...

Ήταν εύκολη η μετατροπη με το κιτ μετατροπης ηλεκτρικού ποδηλάτου;

Για μένα ήταν πολύ εύκολη, αλλά είμαι και σχετικά εξοικειωμένος με τέτοια project. Για κάποιον άλλο που "πιάνουν τα χέρια του" είμαι σίγουρος ότι θα είναι το ίδιο εύκολο. Για κάποιον που δεν συναρμολόγησε μόνος του ποτέ και τίποτε, θα είναι μια ευχάριστη εμπειρία αρκεί να έχει τη βοήθεια κάποιου φίλου και μια ή δύο ώρες υπομονή (αν και τελευταία έχει κυκλοφορήσει και κιτ μετατροπής που τα έχει σχεδόν όλα προ-συνδεδεμένα).

Ηλιακό αερόθερμο - Θέρμανση χωρίς ρεύμα!

Ηλιοθερμική εφαρμογή θέρμανσης χώρου - Solar Heater

Με την κατασκευή που θα δείξω εδώ, μπορούμε να θερμάνουμε ένα χώρο το χειμώνα (τις ημέρες που μπορεί να κάνει κρύο αλλά έχει ηλιοφάνεια, έστω και μερική). Στο τέλος αυτού του άρθρου συνεχίζω με μια περιγραφή και άλλων τρόπων οικονομικής θέρμανσης.
Τα φωτοβολταϊκά δεν είναι κατάλληλα για τη θέρμανση ενός χώρου, γιατί η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική και στη συνέχεια ξανά μετατροπή από ηλεκτρική ενέργεια σε θερμική σημαίνει τεράστιες απώλειες, καθιστώντας τη λύση των φωτοβολταϊκών μη αποδοτική. Εδώ αντίθετα, θα μετατρέψουμε την ηλιακή ενέργεια κατ' ευθείαν σε θερμική, ζεσταίνοντας τον αέρα.
Το ηλιακό αερόθερμο (solar heater) είναι πάρα πολύ εύκολο στην κατασκευή και πολύ φθηνό! Εμένα μου κόστισε περίπου 30 Ευρώ σε υλικά και 2 ώρες από το χρόνο μου!
Το συγκεκριμένο που θα δούμε εδώ είναι πολύ μικρό και λόγω αυτής της μικρής του επιφάνειας είναι κατάλληλο μόνο για ένα μικρό χώρο όπως μια μικρή αποθήκη ένα μικρό τροχόσπιτο κ.λπ. (αν τοποθετήσουμε δύο τέτοιους συλλέκτες).
Κατασκευάζοντάς το όμως σε μεγαλύτερες διαστάσεις (ή/και τοποθετώντας περισσότερα) μπορεί να θερμάνει και ανάλογα μεγαλύτερους χώρους.

Για παράδειγμα, αυτός εδώ ο συλλέκτης έχει 50cm πλάτος και 100cm ύψος, δηλαδή έχει επιφάνεια 0,5 τ.μ.
Ένα δωμάτιο π.χ. 10 τ.μ. χρειάζεται το 1/5 της επιφάνειάς του σε συλλέκτη, δηλαδή 2 τ.μ. συλλεκτών ηλιακής ενέργειας σαν το αερόθερμο αυτό.
Άρα για ένα χώρο 10 τ.μ. θα φτιάχναμε ένα ηλιακό αερόθερμο (συλλέκτη) με επιφάνεια τέσσερις φορές μεγαλύτερη από τα 0,5 τ.μ., δηλαδή ένα συλλέκτη με διαστάσεις 2 μέτρα ύψος, επί 1 μέτρο πλάτος (2 τ.μ.).
Για ένα χώρο 20 τ.μ. θα φτιάχναμε 2 συλλέκτες με 2 μέτρα ύψος επί 1 μέτρο πλάτος ο κάθε ένας.

Η κατασκευή

Όπως φαίνεται και στην πιο πάνω εικόνα, κατασκευάζουμε (ή παραγγέλνουμε έτοιμο από ένα ξυλουργό) ένα πλαίσιο στις διαστάσεις που θέλουμε ανάλογα με τα τετραγωνικά μέτρα που θέλουμε να θερμάνουμε (βλέπε παραπάνω). Στη μπροστινή πλευρά τοποθετούμε ένα τζάμι (το κολλάμε περιμετρικά με διάφανη σιλικόνη).
Η απόσταση από την ξύλινη πλάτη μέχρι το τζάμι μπροστά, πρέπει να είναι περίπου 7 cm για κάθε 1 μέτρο ύψους του συλλέκτη. Εκεί μέσα θα θερμαίνεται ο αέρας από τον ήλιο. Η αναλογία του ύψους προς το πλάτος του συλλέκτη θα πρέπει να είναι περίπου 2:1.
Στην πλάτη πρέπει να υπάρχουν δύο ανοίγματα, ένα κάτω κι ένα επάνω. Από κάτω θα μπαίνει ο αέρας κρύος και θα βγαίνει από το επάνω άνοιγμα ζεστός (ο ζεστός αέρας είναι ελαφρύτερος από τον κρύο, άρα θα ανεβαίνει και θα βρίσκει έξοδο από το επάνω άνοιγμα).
Στη φωτογραφία δίπλα φαίνονται τα ανοίγματα αυτά. Εγώ τα έκανα στην αρχή κυκλικά για να πειραματιστώ αλλά προτιμότερο είναι να είναι παραλληλόγραμμα όπως στο παρακάτω σχήμα:

Το ύψος των σχισμών εισόδου και εξόδου αέρα να είναι περίπου 6 cm για κάθε μέτρο ύψους του συλλέκτη. Αν για παράδειγμα το ύψος του συλλέκτη είναι 2 μέτρα, τότε η κάθε σχισμή θα πρέπει να έχει ύψος περίπου 12 εκατοστά και πλάτος σχεδόν όσο το πλάτος του συλλέκτη.

Όπως είπαμε, ο ζεστός αέρας θα βγαίνει με πίεση από μόνος του, χωρίς τη χρήση βεντιλατέρ, από την επάνω έξοδο όπως φαίνεται και στην αναπαράσταση με χαρτοπετσέτες που έφτιαξα στην επόμενη εικόνα.

Ο συλλέκτης τοποθετείται έξω από το τοίχωμα του χώρου που θέλουμε να θερμαίνει.

Ανοίγουμε μια τρύπα στο τοίχωμα η οποία θα επικοινωνεί με το κάτω άνοιγμα του συλλέκτη και μονώνουμε τα κενά ώστε να μην υπάρχουν διαρροές.

Ή ενώνουμε με μια σωλήνα δημιουργώντας έτσι έναν αγωγό αέρα. Από εδώ θα μπαίνει ο κρύος αέρας του χώρου.

Το ίδιο κάνουμε και για το επάνω άνοιγμα του συλλέκτη και του τοιχώματος του χώρου μας. Από εκεί θα επιστρέφει ο θερμός πλέον αέρας ξανά στον εσωτερικό χώρο, θερμαίνοντάς τον.

Για να μην γίνεται η αντίστροφη διαδικασία το βράδυ και κρυώνει ο χώρος, κρεμάμε ένα λεπτό πλαστικό φύλλο στην πάνω έξοδο. Επειδή αυτό είναι ελαφρύ, η πίεση του ζεστού αέρα στην έξοδο το σπρώχνει κι έτσι δεν διακόπτεται η πορεία του αέρα. Το βράδυ που δεν υπάρχει κίνηση αέρα, η πλαστική ζελατίνα υποχωρεί και κλείνει την έξοδο.

Υπολόγισα (με αρκετά πολύπλοκους υπολογισμούς που δεν είναι του παρόντος), ότι με αυτή την κατασκευή πετυχαίνουμε σχεδόν 1.000 BTU ανά τετραγωνικό μέτρο επιφάνειας συλλέκτη. Δηλαδή με ένα συλλέκτη επιφάνειας 2 τ.μ. κερδίζουμε κάθε μέρα (από τις 10:00 ως τις 16:00) πάνω από 10.000 BTU σε δωρεάν θέρμανση! Με 4 τ.μ. κερδίζουμε πάνω από 20.000 BTU. Καθόλου άσχημα...

Και μάλιστα το όφελος είναι ακόμη μεγαλύτερο, αν συνυπολογίσουμε ότι όταν φύγει ο ήλιος και ανάψουμε καλοριφέρ, σόμπα ή ηλεκτρική θερμάστρα, αυτά θα πρέπει απλώς να διατηρήσουν ζεστό έναν ήδη ζεστό χώρο και όχι να τον θερμάνουν από τους 13 βαθμούς στους 19 (αυτό συνεπάγεται σημαντική οικονομία καυσίμου ή ηλεκτρικού ρεύματος).

Το ηλιακό αερόθερμο μπορεί να φτάσει ένα χώρο από τους 13-14 βαθμούς Κελσίου σε θερμοκρασία 19-20 βαθμών Κελσίου μέσα σε δύο ώρες.

Η πρώτες δοκιμές

Η πρώτη δοκιμή έγινε τον Ιανουάριο, σε μια μέρα όχι ακριβώς ηλιόλουστη αλλά με αρκετό ήλιο. Η εξωτερική θερμοκρασία ήταν λίγο πάνω από τους 15 βαθμούς Κελσίου (το ψηφιακό θερμόμετρο πίσω από το συλλέκτη δείχνει 18,4 γιατί εκεί ο αέρας επηρεάζεται από τη θερμοκρασία του ίδιου του συλλέκτη).

Άφησα το συλλέκτη για 30 λεπτά στον ήλιο. Με ένα ψηφιακό θερμόμετρο (κι αυτό ιδιοκατασκευή), μέτρησα τη θερμοκρασία στην είσοδο κρύου αέρα κι αυτή ήταν 18,4.

Αμέσως μετά μέτρησα τη θερμοκρασία στην έξοδο θερμού αέρα και ήταν 50,4 βαθμοί Κελσίου!

Το ηλιακό αερόθερμο ανέβασε τη θερμοκρασία του αέρα μέσα του, κατά 32 ολόκληρους βαθμούς μέσα σε ελάχιστα δευτερόλεπτα!

Άρα λειτουργεί και μάλιστα πολύ αποδοτικά. Η απόδοσή του βέβαια ανέβηκε λίγο, αφού κρέμασα και τέντωσα μια μαύρη μεταλλική σήτα (σαν αυτή που βάζουμε στα παράθυρα για τα έντομα), μέσα στο πλαίσιο και στο μισό της απόστασης από την πλάτη ως το τζάμι.

Επειδή είναι μαύρη και μεταλλική, θερμαίνεται πολύ και γρήγορα μεταδίδει τη θερμότητά της στον αέρα που περνά πάνω και δίπλα της, καθώς αυτός ανεβαίνει μέχρι να βρει την επάνω έξοδο του πλαισίου.

Εφαρμογές

Οι εφαρμογές είναι πολλές: Σε μικρή κλίμακα μπορεί να θερμάνει ένα μικρό χώρο όπως ένα τροχόσπιτο, ένα μικρό εργαστήριο ή γκαράζ κ.λπ.
Σε μεγάλη κλίμακα, μπορούμε να φανταστούμε ολόκληρη τη νότια πλευρά ενός σπιτιού "ντυμένη" με τέτοιους συλλέκτες που θα δίνουν 100.000 BTU κάθε μέρα στον εσωτερικό χώρο, θερμαίνοντας την ημέρα και εξοικονομώντας καύσιμα το απόγευμα (αφού όταν μπει σε λειτουργία το καλοριφέρ, ο χώρος θα είναι ήδη σε θερμοκρασία δωματίου).
Επειδή το κόστος κατασκευής είναι χαμηλό, η απόσβεση γίνεται πολύ γρήγορα. Από πλευράς αισθητικής, αν γίνει σωστή δουλειά, το αποτέλεσμα είναι όμορφο. Αυτό που φαίνεται είναι μια μαύρη γυάλινη επιφάνεια, εκεί που αλλιώς θα φαινόταν ο τοίχος που είναι πίσω από τους γυάλινους συλλέκτες.
Υπάρχουν και τρόποι αποθήκευσης της θερμότητας που παρέχει ο ηλιακός συλλέκτης. Προσθέτουν όμως σε πολυπλοκότητα και δεν θα επεκταθώ εδώ. Ενδεικτικά μόνο: Ο θερμός αέρας του αερόθερμου μπορεί να κατευθυνθεί πάνω σε μια στήλη με μεγάλη διάμετρο που περιέχει νερό. Το νερό θα ζεσταθεί πολύ, αλλά θα απελευθερώνει σιγά-σιγά αυτή τη θερμότητα ως αργά το βράδυ, μετά τη δύση του ηλίου.

Ηλιακος φουρνος

Το ηλιακό φουρνάκι που μαγειρεύει τα πάντα!

Εδώ θα δούμε πως κατασκευάζεται ένας ηλιακός φούρνος, δηλαδή μια απλή και πολύ φθηνή κατασκευή η οποία θα μπορεί να μαγειρεύει οποιοδήποτε φαγητό ή να βράζει νερό, μόνο με την ηλιακή ενέργεια και χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα. Το ηλιακό φουρνάκι υπάρχει και σε εμπορική έκδοση στο εξωτερικό, όπου πωλείται προς περίπου 200 Ευρώ. Εμάς θα μας στοιχίσει λιγότερο από 30 Ευρώ!
Ο ηλεκτρικός φούρνος μπορεί να ρυθμιστεί σε θερμοκρασία 200 βαθμών κελσίου για το μαγείρεμα. Το φαγητό όμως θα μπορούσε να ψηθεί και με πολύ μικρότερη θερμοκρασία, απλά στο διπλάσιο χρόνο.
Έχει αποδειχθεί ότι όλα τα τρόφιμα μαγειρεύονται σε θερμοκρασίες πάνω από 100 βαθμούς. Ο ηλιακος φουρνος αναπτύσσει θερμοκρασίες από 110-140 βαθμούς, ανάλογα με την ηλιοφάνεια.

Πως αναπτύσσει τέτοιες θερμοκρασίες ο ηλιακός φούρνος;

Παραλείποντας τις λεπτομέρειες που θα δούμε παρακάτω, μπορούμε να πούμε ότι το ηλιακό φουρνάκι είναι ουσιαστικά ένα μονωμένο κουτί με γυάλινο καπάκι. Η ηλιακή ακτινοβολία διαπερνά το τζάμι και μετατρέπεται σε θερμότητα η οποία παγιδεύεται κατά το μεγαλύτερο μέρος της στο εσωτερικό του κουτιού, αυξάνοντας συνεχώς τη θερμοκρασία (φαινόμενο του θερμοκηπίου).
Σε περίπου 45 λεπτά έχει φθάσει τους 100 βαθμούς, που είναι και το σημείο βρασμού του νερού. Ο ηλιακος φουρνος ΔΕΝ χρειάζεται συνεχή ηλιοφάνεια: Αρκεί ο ήλιος να φαίνεται για 30 λεπτά κάθε ώρα, ας υπάρχει συννεφιά την υπόλοιπη ώρα.
Επίσης, το ηλιακό φουρνάκι δεν χρειάζεται υψηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος. Μπορεί να μαγειρέψει ακόμη και αν έχει στρώσει χιόνι και η θερμοκρασία είναι 2 βαθμοί. Αρκεί να υπάρχει ηλιοφάνεια. Είναι φυσικά λογικό να περιμένουμε ότι τους μήνες Νοέμβριο έως Φεβρουάριο θα είναι λιγότερες οι κατάλληλες ημέρες για τον ηλιακό φούρνο, από ότι τον υπόλοιπο χρόνο.

Πως κατασκευάζεται το ηλιακο φουρνακι

Η κατασκευή είναι πολύ εύκολη, ενώ το κόστος των υλικών δεν ξεπερνά τα 30 Ευρώ. Κάτω από προϋποθέσεις μάλιστα, μπορεί να είναι και μικρότερο των 5 Ευρώ!

1. Πρώτα παραγγέλνουμε από ένα ξυλουργείο δύο έτοιμα ξύλινα κουτιά όπως στην φωτογραφία πάνω αριστερά. Το ένα κουτί πρέπει να είναι λίγο μικρότερο από το άλλο ώστε το μικρό κουτί να χωρά μέσα στο μεγάλο, αφήνοντας περίπου 3 cm κενό από τα πλαϊνά και το κάτω μέρος. Αυτό το κενό θα το γεμίσουμε με τσαλακωμένα κομμάτια εφημερίδας για μόνωση.
2. Από μια βιοτεχνία τζαμιών παραγγέλνουμε ένα κομμάτι τζάμι πάχους 5 mm, με διαστάσεις τέτοιες ώστε να καλύπτουν όλο το πάνω μέρος του μεγάλου εξωτερικού κουτιού (σαν καπάκι).
3. Καλύπτουμε τα εσωτερικά τοιχώματα του μικρού κουτιού με αλουμινόχαρτο, ώστε να αντανακλούν το φως που δεν φθάνει απ' ευθείας στο σκεύος μαγειρέματος, πάνω σε αυτό δια της αντανάκλασης (φωτογραφία πάνω δεξιά). Προσοχή ώστε η κόλλα που θα χρησιμοποιήσουμε να είναι μη τοξική σε υψηλές θερμοκρασίες. Στη βάση του εσωτερικού μικρού κουτιού τοποθετούμε ένα κομμάτι από σκουρόχρωμο μέταλλο ή λαμαρίνα.
4. Τοποθετούμε μια μονωτική ταινία από αφρώδες υλικό (σαν αυτή που χρησιμοποιείται για μόνωση σε παράθυρα), περιμετρικά στην πάνω πλευρά των δύο κουτιών που θα ακουμπά το τζάμι. Προσοχή να μην υπάρχει δυνατότητα διαρροής αέρα έξω από το μικρό κουτί όταν τοποθετείται το τζάμι.
5. Τέλος, φτιάχνουμε (σαν καπάκι) κι έναν ανακλαστήρα από ξύλο και αλουμινόχαρτο, ο οποίος θα αντανακλά ακόμη περισσότερο φως μέσα στον ηλιακό φούρνο, για ακόμη μεγαλύτερη απόδοση.

Μια μικρή κλίση προς τον ήλιο αυξάνει την απόδοση. Το σκεύος πρέπει να έχει καπάκι και να είναι μεταλλικό και σκουρόχρωμο, κατά προτίμηση μαύρο. Επίσης, να μην είναι πολύ μεγάλο (ίσα που να χωράει το φαγητό).
Αν θέλουμε έναν οικονομικότερο και πρόχειρο ηλιακό φούρνο, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε κουτιά από χαρτόνι και αντί για καπάκι από τζάμι, ένα διάφανο πλαστικό φύλλο φούρνου (πωλείται στα Σούπερ Μάρκετ). Η απόδοση και η αντοχή του φούρνου όμως θα είναι πολύ μικρότερη.

Η δοκιμή του ηλιακου φουρνου

Η δοκιμή έγινε Απρίλιο με εξωτερική θερμοκρασία περίπου 23 βαθμούς C και λιακάδα. Το ψηφιακό θερμόμετρο, όπως φαίνεται και στις παρακάτω φωτογραφίες, έδειξε στο εσωτερικό του φούρνου 97 βαθμούς C! Το μπιφτέκι ψήθηκε πολύ καλά μέσα σε περίπου 90 λεπτά, όσο και τα χωριάτικα λουκάνικα που ακολούθησαν!

Γενικά τα χοντρά κομμάτια, οι πατάτες και τα όσπρια θέλουν περισσότερο χρόνο, ενώ τα λεπτά κομμάτια κρέατος, τα ζυμαρικά (ρύζι, μακαρόνια σε λίγο νερό) και τα λαχανικά θέλουν αρκετά λιγότερο χρόνο.

Παρατηρήσεις για τον ηλιακό φούρνο:

Όσο μεγαλύτερη (μέχρι ενός ορίου όμως) η επιφάνεια του τζαμιού από όπου μπαίνει ο ήλιος, τόσο μεγαλύτερη η ισχύς (περίπου 1.000W ανά τ.μ.). Το ιδανικό είναι περίπου 50Χ60cm με εσωτερικό ύψος γύρω στα 25cm. Το τζάμι να έχει πάχος 5-6mm.

Το καλύτερο υλικό για ανακλαστήρας είναι ο καθρέπτης (αντανακλά το 90% ενώ το αλουμινόχαρτο το 40%). Με 3 ανακλαστήρες είναι λίγο καλύτερα, προσθέτει όμως σε δυσκολία γιατί θα πρέπει να επαναπροσανατολίζεις το φούρνο προς τον ήλιο κάθε μισή ώρα περίπου, αλλιώς κάποιος από τους πλαϊνούς ανακλαστήρες θα ρίχνει σκιά μέσα. Οπότε για αρχή προτείνω με έναν ανακλαστήρα και αν μετά από δοκιμή του φούρνου υπάρξει ανάγκη για βελτίωση της απόδοσης, προσθέτεις άλλους δύο.

Ισχυρα ηλιακα φωτιστικα κηπου

Μια απλή και οικονομική κατασκευή για ισχυρά ηλιακα φωτιστικα κηπου με φωτοβολταικα

Εδώ θα δούμε πως μπορούμε με πολύ απλό τρόπο (και πολύ οικονομικά) να φωτίσουμε τον κήπο ή το μπαλκόνι μας με δωρεάν ενέργεια από τον ήλιο! Η λύση αυτή είναι τόσο απλή που κυριολεκτικά μπορεί να την εφαρμόσει ο καθένας...
Ας ξεκινήσουμε από το πρόβλημα: Με τις συνηθισμένες λύσεις του εμπορίου έχουμε τα παρακάτω προβλήματα:

1. Υπάρχουν φθηνά ηλιακα φωτιστικα κηπου, αλλά φωτίζουν λιγότερο κι από ένα ...κεράκι.
2. Υπάρχουν κάποια ηλιακά φωτιστικά που είναι σχετικά ισχυρά αλλά είναι πολύ ακριβά (περίπου 100 ευρώ το ένα) αφού απαιτούν πολλά ισχυρά φωτοβολταικα πανελάκια (ένα σε κάθε φωτιστικό) που είναι ακριβά και πολλές φορές αντιαισθητικά λόγω μεγέθους.
3. Υπάρχει τέλος και η ακριβότερη λύση (πάνω από 1.000 ευρώ) με τα συνηθισμένα φωτιστικά κήπου με λαμπτήρες εξοικονόμησης ενέργειας που αντί να τροφοδοτούνται από το δίκτυο της ΔΕΗ, συνδέονται σε ένα κεντρικό ισχυρό - και ακριβό - φωτοβολταϊκό πάνελ και μεγάλο συσσωρευτή (εξ΄ αιτίας της μεγάλης κατανάλωσης λόγω πολλών λαμπτήρων που μάλιστα λειτουργούν για πολλές ώρες κάθε βράδυ).

Η καλύτερη λύση λοιπόν θα ήταν η 3η από τις παραπάνω, αρκεί να μην απαιτούσε μεγάλα φωτοβολταικα πάνελ και μεγάλο συσσωρευτή (μπαταρία) που είναι πανάκριβα... Άρα πρέπει να μειωθεί η κατανάλωση ρεύματος, χρησιμοποιώντας λαμπτήρα ακόμη χαμηλότερης κατανάλωσης. Στην παρακάτω φωτογραφία βλέπουμε ένα σποτ 12V που φωτίζει με 18 led και έχει κατανάλωση μόλις 1,3 Watt στα 12V (τέσσερις φορές χαμηλότερη από αυτή του μικρότερου λαμπτήρα εξοικονόμησης ενέργειας)!

Προμηθεύτηκα λοιπόν τέσσερα φωτιστικά κήπου από αυτά που κυκλοφορούν στο εμπόριο. Όλα είναι κατάλληλα, δεν έχει σημασία αν είναι ηλιακά φωτιστικά ή από τα συνηθισμένα για το δίκτυο της ΔΕΗ. Απλά αντί για συνηθισμένο λαμπτήρα τοποθέτησα μέσα τους το παραπάνω σποτάκι όπως για παράδειγμα στις παρακάτω φωτογραφίες:

Ετοίμασα έτσι και τα τέσσερα φωτιστικά. Στο τέλος τοποθέτησα σε όλα το πάνω μέρος του φωτιστικού και το τελικό αποτέλεσμα είναι άψογο και επαγγελματικό:

Όπως βλέπουμε στην παραπάνω φωτογραφία, από την ειδική έξοδο στο κάτω μέρος του κάθε φωτιστικού βγαίνουν δύο καλώδια - ένα μαύρο κι ένα κόκκινο (το αρνητικό και το θετικό αντίστοιχα).

Οι συνδέσεις των καλωδίων των φωτιστικών, της μπαταρίας και του φωτοβολταικου στον ρυθμιστή φόρτισης

Όλα τα μαύρα (αρνητικά) καλώδια των φωτιστικών συνδέονται στην αντίστοιχη υποδοχή του ρυθμιστή φόρτισης (σημειώνεται με - πλην). Όλα τα κόκκινα (θετικά) καλώδια συνδέονται στην αντίστοιχη υποδοχή του ρυθμιστή φόρτισης (σημειώνεται με + συν), όπως στην παρακάτω φωτογραφία οι δυο υποδοχές στα δεξιά του ρυθμιστή φόρτισης:

Από τις δύο μεσσαίες υποδοχές του ρυθμιστή φόρτισης (πάλι σημειωμένες με συν και πλην), ξεκινάνε τα καλώδια που καταλήγουν πάνω στους αντίστοιχους πόλους της μπαταρίας όπως θα δούμε και παρακάτω (το θετικό στο θετικό πόλο της μπαταρίας και το αρνητικό στον αρνητικό πόλο της μπαταρίας).

Στίς δύο αριστερές υποδοχές (που πάλι σημειώνονται με συν και πλην πάνω στο ρυθμιστή φόρτισης) συνδέονται τα δύο αντίστοιχα καλώδια του φωτοβολταικου πάνελ που θα φορτίζει τη μπαταρία.

Τα καλώδια πρέπει να μπουν σε ειδικό κανάλι (πχ σπιράλ) για να προστατεύονται από τον καιρό, όπως πρέπει και η μπαταρία με το ρυθμιστή να τοποθετηθούν σε ένα αδιάβροχο κουτί. Το πάχος των καλωδίων δεν χρειάζεται να είναι ιδιαίτερα μεγάλο. Διατομή 2,5mm είναι αρκετή, εκτός κι αν τα φωτιστικά ή η μπαταρία ή το φωτοβολταικο πάνελ είναι σε μεγάλες αποστάσεις μεταξύ τους (πχ πάνω από 10 μέτρα το ένα από το άλλο).

Το τελικό αποτέλεσμα

Ο ρυθμιστής αυτός έχει τη δυνατότητα να ανάβει αυτόματα τα φωτιστικά μόλις βραδιάζει και να τα σβύνει μετά από 2 έως 12 ώρες (ρυθμιζόμενο από εμάς). Ταυτόχρονα φροντίζει για τη σωστή φόριση κι εκφόρτιση της μπαταρίας ώστε να την προστατεύει από πρόωρη φθορά.
Η κατανάλωση του συστήματος αυτού είναι 41,60 Wh (βατώρες) για 8 ώρες λειτουργίας κάθε βράδυ (4 φωτιστικά Χ 1,3 Watt X 8 ώρες). Άρα μας καλύπτει ένα μικρό φωτοβολταικο πάνελ των 10 Wp, το οποίο σε μια μέρα με ηλιοφάνεια παράγει περίπου 50 Wh (βατώρες).

Οπότε και η μπαταρία που απαιτείται δεν χρειάζεται να είναι μεγάλη: Μια μικρή - και φθηνή - 12βολτη μπαταρία μολύβδου με χωρητικότητα 12 ΑΗ (αμπερώρια) μας παρέχει όχι μόνο την κατανάλωση μιας ημέρας, αλλά παρέχει και επιπλέον αυτονομία για δυο-τρεις ημέρες χωρίς ηλιοφάνεια. Στην Ελλάδα έχουμε ηλιοφάνεια περίπου 300 ημέρες το χρόνο!

Στην παρακάτω φωτογραφία φαίνεται και το πραγματικό αποτέλεσμα αυτών των τεσσάρων φωτιστικών:

Αρκετά εντυπωσιακό, ειδικά όταν πρόκειται για πανεύκολη κατασκευή με ελάχιστο κόστος!

Το κόστος

Το φωτοβολταικο πάνελ κοστίζει σήμερα 49 ευρώ, ο ρυθμιστής 45 ευρώ και τα τέσσερα σποτάκια 28 ευρώ (7 ευρώ το ένα). Τα συγκεκριμένα φωτιστικά σώματα κοστίζουν 9 ευρώ το ένα, αλλά όπως είπαμε παραπάνω, όλων των ειδών τα φωτιστικά είναι κατάλληλα. Μια 12βολτη μπαταρία μολύβδου 12 ΑΗ (σαν αυτές που χρησιμοποιούν τα μηχανάκια) κοστίζει 30 ευρώ. Κάνει και μια μικρή μπαταρία αυτοκινήτου.

Για 8 φωτιστικά, διπλασιάζουμε τη χωρητικότητα της μπαταρίας (ή βάζουμε δεύτερη μπαταρία) και παίρνουμε και δεύτερο πάνελ. Ο ρυθμιστής παραμένει ο ίδιος, δεν χρειάζεται άλλος αφού αντέχει μέχρι και 5 φωτοβολταικα πάνελ (δηλαδή μέχρι και 20 φωτιστικά με αυτά τα σποτάκια). Τα ανάλογα ισχύουν για 12, 16 ή 20 φωτιστικά.

Κατασκευη φωτοβολταϊκού πάνελ 90 Watt

Ιδιοκατασκευή φωτοβολταϊκού στο μισό κόστος!

Εδώ θα παρουσιάσουμε την κατασκευή ενός φωτοβολταϊκού πανελ 90 Watt. Ένα τέτοιο φωτοβολταϊκό παράγει περίπου 450 Wh κάθε ημέρα με καλή ηλιοφάνεια.
Θα είναι ικανό να παρέχει την απαιτούμενη ενέργεια κάθε μέρα για φωτισμό με 3 λαμπτήρες επί 4 ώρες, μία τηλεόραση 21" για 3 ώρες, το φορητό υπολογιστή για 3 ώρες, φόρτιση κινητού τηλεφώνου, ραδιόφωνο και άλλες μικροσυσκευές!
Αν το φτιάξουμε μόνοι μας θα κοστίσει περίπου τα μισά χρήματα σε σχέση με ένα έτοιμο εμπορικό πάνελ! Για αρχή ας δούμε αναλυτικά όλα τα υλικά που θα χρειαστούμε για την κατασκευή του φ/β πάνελ.
Στο τέλος αυτού του άρθρου υπάρχει και σύνδεσμος προς τη σελίδα με τα βίντεο της κατασκευής.

Τα φ/β στοιχεία:

Το βασικότερο μέρος ενός φωτοβολταϊκού συλλέκτη (πανελ) είναι φυσικά τα επιμέρους μικρά φωτοβολταϊκά στοιχεία (ή φ/β κυψέλες) που συλλέγουν την ηλιακή ακτινοβολία και τη μετατρέπουν σε ηλεκτρικό ρεύμα. Τα φ/β στοιχεία που θα χρησιμοποιήσουμε εδώ είναι πολυκρυσταλλικά υψηλής απόδοσης (περίπου 15%). Κάθε φωτοβολταϊκό στοιχείο δίνει περίπου 0,6Voc και λίγο πάνω από 2,5 Watt. Στη φωτογραφία απεικονίζεται ένα τέτοιο πολυκρυσταλλικό φ/β στοιχείο.
Ο κανόνας στα ηλιακά πάνελ είναι να έχουν 36 τέτοια στοιχεία, με ελάχιστο τα 32 ή 33 στοιχεία. Άρα, συνδέοντας 36 τέτοιες κυψέλες σε σειρά έχουμε έξοδο 36 Χ 0,6V = 21,6 Volt. Η πάνω πλευρά του φ/β στοιχείου με τις αποχρώσεις του μπλε (η μπροστινή, αυτή που φαίνεται στην εικόνα) είναι το αρνητικό και η κάτω πλευρά (η από πίσω γκρι πλευρά, αυτή που δεν φαίνεται στην εικόνα) το θετικό.
Πάνω στην κάθε κυψέλη υπάρχουν "οδηγοί", δύο λεπτοί διάδρομοι πάνω στους οποίους κολλάμε τα ειδικά καλώδια (πλακέ μεταλλικές ταινίες) διασύνδεσης με ηλεκτρικό κολλητήρι 40 έως 60 Watt. Τα ειδικά καλώδια  είναι ήδη εμποτισμένα και δεν χρειάζονται καλάι.

Πολλοί ρωτούν για ποιό λόγο φτιάχνουμε τα φωτοβολταικα πάνελ με τάση πάνω από 17 ή 18 Volt και όχι με 12 Volt. Ο κυριότερος λόγος είναι ότι οι μπαταρίες των 12 Volt δεν φορτίζουν με 12 Volt αλλά με περίπου 14 Volt (όχι ακριβώς, αλλά ...δεν είναι του παρόντος). Έτσι κι αλλιώς μεταξύ του πάνελ και της μπαταρίας απαιτείται ένας ρυθμιστής φόρτισης ο οποίος θέλει πάνω από 15V για να φορτίσει σωστά τη μπαταρία... Και για να πιάνουμε αυτή την τάση ακόμη και με ελαφριά συννεφιά ή τις πρωινές και απογευματινές ώρες, χρειαζόμαστε λίγο παραπάνω από 15 Volt.

Η καλωδιοταινία διασύνδεσης:

Το καλώδιο που αναφέρθηκε στην προηγούμενη παράγραφο είναι μια ειδική καλωδιοταινία (πλακέ) που είναι ήδη εμποτισμένη και δεν χρειάζεται καλάι για να κολλήσει στην πάνω και την κάτω πλευρά των φωτοβολταϊκών στοιχείων.
Όπως είπαμε, πάνω στην κάθε κυψέλη υπάρχουν δύο λεπτοί διάδρομοι πάνω στους οποίους κολλάμε την καλωδιοταινία με ηλεκτρικό κολλητήρι 40 έως 60 Watt.
Ένα αργό πέρασμα με ελαφρά πίεση αρκεί.

Το φ/β πλαίσιο ή πάνελ:

Δηλαδή η "κορνίζα" μέσα στην οποία θα τοποθετήσουμε (θα κολλήσουμε με λίγη κόλλα) τις σειρές με τις φ/β κυψέλες που περιγράψαμε παραπάνω.
Εδώ θα ακολουθήσουμε τη λύση της ιδιοκατασκευής. Όχι μόνο γιατί είναι φθηνότερη λύση αφού θα κοστίσει περίπου 40 ευρώ, αλλά επειδή η ικανοποίηση του "φτιάξτο μόνος σου" είναι απερίγραπτη (όπως και ο ...θαυμασμός των άλλων που θα δούν το τελικό αποτέλεσμα: "Αποκλείεται να το έφτιαξες μόνος σου")!
Στη φωτογραφία κάτω φαίνεται έτοιμο (μετά τη συναρμολόγηση), το πάνελ που κατασκευάσαμε και στο οποίο θα κολλήσουμε τις φ/β κυψέλες που είδαμε παραπάνω.

Σύνοψη:

Συνοψίζοντας λοιπόν, τα υλικά που θα χρειαστούμε είναι τα εξής:

1. 36 φ/β στοιχεία
2. 20 μέτρα καλωδιοταινία
3. Γυαλί (ή plexiglass με προστασία UV) 5mm για πλάτη πλαισίου και γυαλί πάχους 5mm (ή plexiglass UV πάχους 3mm) για μπροστά. Οι διαστάσεις πρέπει να είναι 122 Χ 58 εκατοστά.
4. Σιλικόνη για περιμετρική μόνωση του πλαισίου.

Το κόστος κατασκευής του φωτοβολταϊκού συλλέκτη

Σήμερα το κόστος είναι περίπου 140 ευρώ για κάθε 36 κυψέλες που χρειάζονται. Τα υπόλοιπα υλικά τα υπολογίζω γύρω στα 30 έως 40 ευρώ. Έτσι, το συνολικό κόστος για το πάνελ βγαίνει περίπου στα 170 ευρώ!

Τα υλικά (φωτοβολταικα στοιχεία και καλωδιοταινίες) μπορείτε να τα βρείτε σε αυτό το κατάστημα για φωτοβολταικα.

Η ικανοποίηση που νιώθεις όμως κατασκευάζοντας ένα τέτοιο φωτοβολταικο δεν αποτιμάται σε χρήματα... Η αίσθηση ελευθερίας και αυτονομίας που νιώθεις παράγοντας το δικό σου ρεύμα με δωρεάν ενέργεια από τον ήλιο είναι απλά απερίγραπτη!

Η ποιότητα κατασκευής του πάνελ

Βέβαια η ποιότητα κατασκευής δεν θα είναι συγκρίσιμη με τα εμπορικά φωτοβολταικα panel, αλλά θα είναι πολύ καλή. Στο κάτω κάτω, στην τιμή του ενός μπορώ να φτιάξω δύο πάνελ!
Εξάλλου η καρδιά του πάνελ, δηλαδή τα φωτοβολταικα στοιχεία, είναι τα ίδια που χρησιμοποιούνται στα επαγγελματικά πάνελ και είναι εγγυημένα για 25 χρόνια.
Στην επόμενη σελίδα ξεκινάει η κατασκευή του φωτοβολταϊκού πάνελ και παρουσιάζονται οι πρώτες φωτογραφίες.

Φωτογραφίες φωτοβολταϊκού

Φ/β πάνελ φθηνότερα κι από μεταχειρισμένα φωτοβολταϊκά!

Μετά τη συγκέντρωση των υλικών για την κατασκευή του μεγάλου σε απόδοση αλλά φθηνού σε κόστος φωτοβολταικου πάνελ, εδώ αρχίζουμε την κατασκευή του. Τα υλικά για το πλαίσιο υπάρχουν σε καταστήματα σαν το Praktiker, αλλά και σε βιοτεχνίες ξύλου, τζαμιών και αλουμινίου.
Φωτοβολταικα στοιχεία κ.λπ. υπάρχουν σε αυτό το κατάστημα: Φωτοβολταικα GreenEnergyParts.com.

Βήμα 1ο: Η κατασκευή του πλαισίου (πάνελ )

Κολλάμε τα φ/β στοιχεία (αφού τα ετοιμάσουμε όπως περιγάφεται στο βήμα 2 παρακάτω) με μια σταγόνα σιλικόνη πάνω σε ένα φύλλο τζάμι (ή πλέξιγκλας) πάχους 5mm. Από πάνω τοποθετούμε άλλο ένα φύλλο τζάμι 5mm (ή πλέξιγκλας 3mm) κολλώντας το περιμετρικά με σιλικόνη. Αν επιλέξουμε πλέξιγλας αντί για τζάμι, θα πρέπει να ζητήσουμε να είναι με προστασία UV, για αντοχή σε μόνιμη έκθεση στον ήλιο! Αν επιλέξουμε τζάμι, να έχουμε ζητήσει να μας το παραδώσουν με έτοιμες τις τρύπες για τα καλώδια εξόδου στην πίσω πλευρά.
Τα δύο καλώδια εξόδου ρεύματος θα βγαίνουν από δύο τρύπες στο πίσω μέρος (το plexiglass μπορούμε να το τρυπήσουμε με τρυπάνι ή καλύτερα να ζητήσουμε να μας το παραδώσει έτοιμο η βιοτεχνία τζαμιών που θα το παραγγείλουμε).
Στην φωτογραφία δίπλα, φαίνεται το πλαίσιο συναρμολογημένο αλλά ακόμη χωρίς τα φ/β στοιχεία. Χάρηκα γιατί η κατασκευή βγήκε πολύ γερή και εμπνέει εμπιστοσύνη για την αντοχή της. Έτσι, προχωράμε παρακάτω στο 2ο βήμα που είναι να κολλήσουμε τα καλώδια πάνω στις ηλιακές κυψέλες...

Βήμα 2ο: Η συγκόλληση των καλωδίων

Πήρα 2 φ/β κυψέλες για δοκιμές και κόλλησα - ξεκόλλησα καλώδια περίπου 10 φορές, μέχρι που συνήθισε το χέρι. Τα μυστικά είναι:

1. Το κολλητήρι να είναι 40 έως 60 watt με επίπεδη μύτη (μικρότερο δεν κάνει). Πρέπει να ζεσταθεί καλά πριν αρχίσουμε (περ. 15 λεπτά). Το κρατάμε αρκετά πλάγια ώστε να πατά όσο το δυνατό μεγαλύτερη επιφάνεια της μύτης πάνω στην καλωδιοταινία.
2. Ξύνουμε πολύ ελαφρά τις γραμμές-οδηγούς πάνω στις ηλιακές κυψέλες με ένα ίσιο κατσαβιδάκι σε όλο το μήκος τους, για να φύγει λίγη από την λευκή επικάλυψη και να κολλήσει ευκολότερα η καλωδιοταινία.
3. Πριν την κόλληση περνάμε λίγo υγρό flux για κολλήσεις (σαν την πάστα-λίπος-σολντερίνη σε υγρή μορφή όμως) πάνω στις γραμμές-οδηγούς του φ/β στοιχείου για ευκολότερη και ισχυρότερη εφαρμογή (πωλείται σε καταστήματα ηλεκτρονικού υλικού).
4. Κρατάμε την καλωδιοταινία με το δείκτη και τον αντίχειρα πάνω στη γραμμή και ξεκινάμε την κόλληση από τη μέση μέχρι κάτω με σταθερό πέρασμα και ελαφρά μόνο πίεση για 2-3 δευτερόλεπτα. Μετά γυρνάμε την φ/β κυψέλη 180 μοίρες και κολλάμε με τον ίδιο τρόπο το υπόλοιπο κομμάτι.

Στη φωτογραφία δίπλα, φαίνεται ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο χωρίς καλώδια,ένα με τα καλώδια κολλημένα στην μπροστινή όψη και ένα φ/β στοιχείο από την πίσω όψη (τα καλώδια που φαίνονται στο 3ο φ/β στοιχείο εξέχουν από την μπροστινή / μπλέ πλευρά: Στην πίσω όψη δεν κολλάμε ακόμη καλώδια. Αυτό θα γίνει αργότερα).
Στην επόμενη φωτογραφία φαίνονται όλα μας τα στοιχεία έτοιμα για τη διασύνδεση μεταξύ τους. Το μήκος κάθε τμήματος καλωδιοταινίας είναι τέτοιο ώστε να φθάνει και για την πίσω πλευρά της επόμενης φ/β κυψέλης που θα κολληθεί, όπως φαίνεται και στις φωτογραφίες.
Στην τελευταία φωτογραφία με φ/β στοιχεία κάτω, φαίνεται ο τρόπος με τον οποίο θα διασυνδεθούν μεταξύ τους:
Τα δύο καλώδια θα πάνε από την πάνω πλευρά της 1ης κυψέλης στην κάτω πλευρά της 2ης. Τα πάνω καλώδια της 2ης κυψέλης στην κάτω πλευρά της 3ης. Τα πάνω καλώδια της 3ης κυψέλης στην κάτω πλευρά της 4ης, κ.ο.κ.
Στη φωτογραφία κάτω έχω συνδέσει 3 κυψέλες σε σειρά κι απλά τις δείχνω από την μπροστινή όψη και άλλη μια φορά από πίσω. Αυτή η στήλη των τρών φ/β στοιχείων βγάζει 3 Χ 0,6 = 1,8 Volt.
Στο τέλος η στήλη θα έχει 6 κυψέλες σε σειρά και θα υπάρχουν 6 τέτοιες στήλες στον φωτοβολταϊκό πάνελ (συνολικά 36 φ/β στοιχεία).

Δοκιμές και μετρήσεις

Το φωτοβολταϊκό πάνελ όπως φαίνεται και στη φωτογραφία παρακάτω είναι έτοιμο. Η κατασκευή βγήκε πολύ καλή και η απόδοσή του ακόμη καλύτερη!
Το δοκίμασα (μέσα Σεπτεμβρίου, ώρα 16:00 το μεσημέρι) και η απόδοσή του ήταν πολύ υψηλή και στο πάνω όριο των προδιαγραφών: 21,6 Voc και 4,9 Α! Δηλαδή 106 Watt! Κάτω από φορτίο η ισχύς θα είναι βέβαια λίγο χαμηλότερη... Το τζάμι που θα χρησιμοποιήσουμε θα προκαλέσει κι αυτό κάποιες μικρές απώλειες, που εξαρτώνται από το πάχος και τον τύπο του.

Όποιος θέλει να το φτιάξει μόνος του ευχαρίστως να βοηθήσω, αν και δεν είναι καθόλου δύσκολο!
Όποιος έχει ήδη προμηθευτεί τις κυψέλες και ετοιμάζεται να ξεκινήσει την κατασκευή, μπορεί να ανοίξει τον αναλυτικό οδηγό με λεπτομερείς πληροφορίες βήμα προς βήμα για το πως κατασκευάζεται ένα πάνελ. Για του υπόλοιπους οι λεπτομέρειες θα είναι κουραστικές αφού δεν έχουν μπροστά τους τα υλικά κατασκευής.

Το φωτοβολταϊκό πάνελ (σελ. 1 από 2)

Η κατασκευή του φωτοβολταικου πανελ βήμα προς βήμα

Η κατασκευή αυτή προϋποθέτει κάποιες βασικές γνώσεις ηλεκτρολογίας και χρήση ενός ηλεκτρικού κολλητηριού οπωσδήποτε 40 ή 60 Watt... Όχι μικρότερο, όχι μεγαλύτερο!
Ο οδηγός αυτός αποτελείται από δύο μέρη και προϋποθέτει ότι έχεις ήδη προμηθευτεί τα φωτοβολταικα στοιχεία (κυψέλες) και την καλωδιοταινία διασύνδεσης και τα έχεις μπροστά σου, έτοιμος να ξεκινήσεις την κατασκευή. Αλλιώς ο οδηγός αυτός θα μοιάζει δυσνόητος, ενώ δεν είναι!

• Μέρος 1ο: Προετοιμασία φωτοβολταϊκών στοιχείων και η διασύνδεσή μεταξύ τους (αυτή η σελίδα).
• Μέρος 2ο: Ολοκλήρωση του φωτοβολταϊκού πάνελ και δυνατές βελτιώσεις ή προσθήκες.

Δείτε εδώ και τα video κατασκευης για φωτοβολταικα πάνελ.

Πολλοί ρωτούν για ποιό λόγο φτιάχνουμε τα φωτοβολταικα πάνελ με τάση πάνω από 17 ή 18 Volt και όχι με 12 Volt. Ο κυριότερος λόγος είναι ότι οι μπαταρίες των 12 Volt δεν φορτίζουν με 12 Volt αλλά με περίπου 14 Volt (όχι ακριβώς, αλλά ...δεν είναι του παρόντος). Έτσι κι αλλιώς μεταξύ του πάνελ και της μπαταρίας απαιτείται ένας ρυθμιστής φόρτισης ο οποίος θέλει πάνω από 15V για να φορτίσει σωστά τη μπαταρία... Και για να πιάνουμε αυτή την τάση ακόμη και με ελαφριά συννεφιά ή τις πρωινές και απογευματινές ώρες, χρειαζόμαστε λίγο παραπάνω από 15 Volt.

ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΩΝ ΚΥΨΕΛΩΝ

1. Με ένα μικρό κατσαβίδι, ξύνουμε πολύ ελαφρά τις δύο λευκές γραμμές-οδηγούς στην μπροστινή πλευρά της κάθε φωτοβολταϊκής κυψέλης, πάνω στις οποίες θα κολλήσουμε τις καλωδιοταινίες. Το ίδιο κάνουμε και στις γραμμές (ή στα μικρά τετράγωνα πλαίσια) στην πίσω πλευρά όλων των κυψελών. Δεν ξύνουμε πολύ, μόνο όσο χρειάζεται για να φύγει λίγο το άσπρο χρώμα και να αποκαλυφθεί λίγο ασημί χρώμα από κάτω.

ΚΟΛΛΗΣΗ ΚΑΛΩΔΙΟΤΑΙΝΙΑΣ ΣΤΙΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΕΣ ΚΥΨΕΛΕΣ

1. Καθαρίζουμε με λίγο υγρό κολλήσεων (υγρό flux, σαν την πάστα-λίπος κολλήσεων αλλά σε υγρή μορφή / πωλείται από καταστήματα ηλεκτρονικού υλικού) την γραμμή πάνω στην οποία θα κολλήσουμε την καλωδιοταινία.
2. Ευθυγραμμίζουμε με το ένα χέρι ένα κομμάτι καλωδιοταινίας πάνω στην αριστερή γραμμή. Κρατάμε την καλωδιοταινία στη θέση της με τα δάκτυλα ή ένα κατσαβιδάκι. Η μισή θα διατρέχει την λευκή γραμμή πάνω στην κυψέλη και η άλλη μισή θα κρέμεται προς τα κάτω ελεύθερα. Ξεκινάμε την κόλληση με το κολλητήρι να ξεκινάει από τη μέση περίπου της κυψέλης ως πάνω και μετά κολλάμε ξεκινώντας από τη μέση ως κάτω. Κάνουμε το ίδιο και στην 2η, δεξιά γραμμή.
3. Με αυτό τον τρόπο θα κολλήσουμε τις καλωδιοταινίες, προς το παρόν ΜΟΝΟ στην μπροστινή (μπλε) πλευρά των κυψελών και στις 36 κυψέλες.
4. Όταν κολλήσουμε από 2 καλωδιοταινίες μόνο στην μπροστινή πλευρά σε ΟΛΕΣ τις κυψέλες, παίρνουμε 4 από αυτές τις κυψέλες, τις γυρνάμε ανάποδα και κολλάμε με τον ίδιο τρόπο άλλες δύο καλωδιοταινίες στην ΠΙΣΩ πλευρά, αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση!
5. Έτσι θα έχουμε στο τέλος 32 κυψέλες με καλωδιοταινίες μόνο στην μπροστινή πλευρά και άλλες 4 κυψέλες με καλωδιοταινίες ΚΑΙ ΜΠΡΟΣΤΑ ΚΑΙ ΠΙΣΩ (βλ. αμέσως επόμενη φωτογραφία, σαν την κυψέλη - που είναι μόνη της- στο πάνω-δεξί τμήμα της φωτογραφίας και έχει καλωδιοταινίες και από την εμπρός και από την πίσω πλευρά).

Στις επόμενες δύο φωτογραφίες φαίνεται ένα καλούπι που έχω φτιάξει από κοντραπλακέ για να κρατά ευθυγραμμισμένες τις κυψέλες και να βοηθά στις κολλήσεις. Αυτό είναι προαιρετικό, απλά μια ιδέα. Οι μικροί σταυροί που φαίνονται χρησιμοποιούνται από τους τεχνίτες που τοποθετούν πλακάκια.

Όταν τελειώσουν οι κολλήσεις, τοποθετώ το πλέξιγκλας της πλάτης από πάνω και με τη βοήθεια ενός δεύτερου ατόμου γυρνάω ανάποδα ώστε οι κυψέλες να βρεθούν στην τελική τους θέση, όπως φαίνεται στην επόμενη φωτογραφία.

ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΤΩΝ ΚΥΨΕΛΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥΣ

Θα φτιάξουμε 4 κάθετες στήλες με 9 κυψέλες στην κάθε στήλη. Προσοχή στην πολικότητα: Η πίσω πλευρά της κάθε κυψέλης είναι το θετικό και η μπροστά πλευρά το αρνητικό!
Όλες οι κυψέλες θα διασυνδεθούν σε σειρά, δηλαδή το αρνητικό της μιας με το θετικό της άλλης εναλλάξ!
Η κάθε στήλη θα αρχίζει με μια κυψέλη από τις 4 που έχουν καλωδιοταινία και μπροστά και πίσω. Θα συνεχίζει με 8 κυψέλες που έχουν καλωδιοταινίες μόνο στην μπροστινή πλευρά.

1. Τοποθετούμε ανάποδα πάνω στο τζάμι που θα χρησιμοποιήσουμε σαν πλάτη, την 1η κυψέλη από αυτές που έχουν καλωδιοταινία μπρος-πίσω, έτσι ώστε να βλέπουμε την πίσω (θετική) πλευρά της κυψέλης. Τα καλώδια της πίσω (θετικής) πλευράς να πηγαίνουν προς τα πάνω και τα καλώδια που είναι κολλημένα στην μπλε (αρνητική) πλευρά να έρχονται προς τα κάτω.
2. Κάτω από τα καλώδια που εξέρχονται από την μπλε (αρνητική) πλευρά, τοποθετούμε πάλι ανάποδα μια από τις άλλες 32 κυψέλες (από αυτές που έχουν καλώδια μόνο στην μπλε πλευρά). Κολλάμε τα καλώδια που έρχονται από την μπλε (αρνητική) πλευρά της 1ης κυψέλης στην θετική πλευρά της 2ης.
3. Συνεχίζουμε έτσι τα βήματα 1 έως 3 έως ότου ολοκληρωθεί η στήλη.

Σπρώχνουμε προσεκτικά τη στήλη στην άκρη και αρχίζουμε πάλι όπως παραπάνω τη 2η στήλη με της 9 κυψέλες, επαναλαμβάνοντας ακριβώς τα παραπάνω βήματα.
Όταν ολοκληρωθούν οι 4 στήλες, τις γυρνάμε ΠΟΛΥ ΠΡΟΣΕΚΤΙΚΑ ανάποδα, ώστε να βλέπουμε τη μπλε πλευρά. Επαναλαμβάνω, πολύ προσεκτικά! Εδώ είναι που μπορεί να σπάσουν μερικές αν δεν προσέξουμε στο αναποδογύρισμα. Βάζουμε τις 4 στήλες στην τελική τους θέση που θα έχουν στο πάνελ.

Το φωτοβολταϊκό πάνελ (σελ. 2 από 2)

Η ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΟΥ ΠΑΝΕΛ

• Μέρος 1ο: Προετοιμασία με τα φωτοβολταικα στοιχεία και η διασύνδεσή μεταξύ τους
• Μέρος 2ο: Ολοκλήρωση του φωτοβολταϊκού πάνελ και δυνατές βελτιώσεις ή προσθήκες (αυτή η σελίδα)

Δείτε εδώ και τα video κατασκευης για φωτοβολταικα πάνελ.
Τώρα μένει μόνο να συνδέσουμε τις 4 στήλες μεταξύ τους ώστε να συνεχίζεται η σύνδεση σε σειρά (αρνητικό με θετικό εναλλάξ) των κυψελών και από στήλη σε στήλη. Αυτό θα γίνει χρησιμοποιώντας κομμάτια 25 εκατοστών από τη χοντρή καλωδιοταινία, όπως στις επόμενες δύο φωτογραφίες.

1. Κολλάμε τα καλώδια που εξέχουν στο κάτω μέρος της 1ης στήλης (να εξέρχονται από την μπλε ΑΡΝΗΤΙΚΗ πλευρά της 9ης κυψέλης), πάνω σε τμήμα μήκους 25 εκατοστών που κόβουμε από τη χοντρή καλωδιοταινία.
2. Στη διπλανή δεύτερη στήλη, τα καλώδια της κάτω 9ης κυψέλης που περισσεύουν προς τα κάτω, θα πρέπει να εξέρχονται από την ΘΕΤΙΚΗ πλευρά της. Περιστρέφουμε δηλαδή τη στήλη αν χρειάζεται. Κολλάμε αυτά τα καλώδια στην χοντρή καλωδιοταινία που συνδέει την 1η με τη 2η στήλη στο κάτω μέρος του πάνελ.

Επαναλαμβάνουμε το ίδιο με ένα δεύτερο κομμάτι χοντρής καλωδιοταινίας μήκους 25 εκατοστών, για να συνεχιστεί το κύκλωμα (αρνητικό-θετικό) από τη 2η στην 3η στήλη, στο πάνω μέρος του πάνελ (συνδέουμε δηλαδή σε σειρά αρνητικό-θετικό τις πάνω κυψέλες της 2ης και 3ης στήλης).
Επαναλαμβάνουμε το ίδιο με ένα τρίτο κομμάτι χοντρής καλωδιοταινίας μήκους 25 εκατοστών, για να συνεχιστεί το κύκλωμα (αρνητικό-θετικό) από την 3η στην 4η και τελευταία στήλη, στο κάτω μέρος του πάνελ (συνδέουμε δηλαδή σε σειρά θετικό-αρνητικό τις κάτω κυψέλες της 3ης και 4ης στήλης).
Τέλος, πάλι με κομμάτια χοντρής καλωδιοταινίας μήκους περίπου 30 εκατοστών, βγάζουμε τις εξόδους + και - του πάνελ.

1. Κολλάμε τα καλώδια που περισσεύουν προς τα πάνω της πρώτης κυψέλης της 1ης στήλης πάνω στη χοντρή καλωδιοταινία, η οποία συνεχίζει μετά έξω από τη μια τρύπα στην πλάτη του πάνελ. Αυτό είναι το θετικό (+).
2. Κολλάμε τα καλώδια που περισσεύουν προς τα πάνω της πάνω κυψέλης της 4ης στήλης, στη χοντρή καλωδιοταινία, η οποία συνεχίζει μετά έξω από την άλλη τρύπα στην πλάτη του πάνελ. Αυτό είναι το αρνητικό (-).

Σηκώνουμε λίγο μερικές κυψέλες στην 1η και 4η στήλη και βάζουμε από κάτω μια μικρή σταγόνα σιλικόνης και τις αφήνουμε για να κολλήσουν πάνω στην πλάτη του πάνελ. Επίσης κολλάμε και τις χοντρές καλωδιοταινίες πάνω στην πλάτη του πάνελ με κάποια εποξική κόλλα ή ισχυρή κόλλα στιγμής. Με προσοχή μην πιέσουμε τις κυψέλες και σπάσουν.

Η ΜΟΝΩΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΟΥ ΠΑΝΕΛ

Τώρα που τελειώσαμε με τις φωτοβολταϊκές κυψέλες, μπορούμε να τοποθετήσουμε το μπροστινό τζάμι.
Για να μην ακουμπήσει το τζάμι από το βάρος του πάνω στις κυψέλες και τις σπάσει, κολλάμε στις 4 γωνίες του 4 μικρές πλαστικές ροδέλες (ή κάτι παρόμοιο) πάχους 2 χιλιοστών (2mm) για να κρατάνε την απαιτούμενη απόσταση όταν τοποθετήσουμε το τζάμι.
Στρώνουμε διάφανη σιλικόνη (στρώση πάχους περίπου μισού εκατοστού) περιμετρικά πάνω στο πλέξιγκλας και τοποθετούμε με πολύ προσοχή το τζάμι από πάνω για να κολλήσει. Το αφήνουμε έτσι για τουλάχιστον 6 ώρες χωρίς να το μετακινήσουμε για να κολλήσει καλά.

ΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΚΑΛΩΔΙΑ

Ανοίγουμε σε ένα πλαστικό αδιάβροχο ηλεκτρολογικό κουτί δύο τρύπες και περνάμε τις δύο χοντρές καλωδιοταινίες που βγαίνουν από το πάνελ εκεί μέσα. Κολλάμε το κουτί αυτό στην πλάτη του πάνελ με μπόλικη σιλικόνη για να μην μπαίνει νερό από πίσω του.
Ανοίγουμε στο κουτί αυτό και δύο τρύπες από κάτω και περνάμε τα καλώδια που θα πηγαίνουν στη μπαταρία. Τα δένουμε κι ένα κόμπο από τη μέσα μεριά του κουτιού ώστε να μην μπορούν να τραβηχτούν έξω από τις τρύπες. Τα συνδέουμε με τις καλωδιοταινίες του πάνελ (τη θετική καλωδιοταινία με το ένα καλώδιο και την αρνητική με το άλλο). Προσέχουμε ώστε να μην υπάρχει ποτέ περίπτωση να ακουμπήσουν οι δύο καλωδιοταινίες του πάνελ μεταξύ τους (βραχυκύκλωμα)! Μονώνουμε το ηλεκτρολογικό κουτί με σιλικόνη από παντού όπου θα μπορούσε να μπει νερό.
Αυτό ήταν. Το φωτοβολταϊκό πάνελ είναι έτοιμο!

ΒΕΛΤΙΩΣΕΙΣ

Επειδή εσωτερικά στο πάνελ υπάρχει παγιδευμένος αέρας, αυτός ενδέχεται να δημιουργεί κάτω από κάποιες καιρικές συνθήκες σταγονίδια υγρασίας που μακροπρόθεσμα μπορεί να σκουριάσουν τις συνδέσεις των κυψελών. Υπάρχουν τρεις διαφορετικές λύσεις, όπως παρακάτω:

1. Όσο μικρότερη η απόσταση μεταξύ πλάτης και μπροστινού τζαμιού, τόσο λιγότερος αέρας, άρα τόσο το καλύτερο. Έτσι λοιπόν, αν αφήσουμε ελάχιστο κενό μεταξύ πίσω πλάτης και μπροστινού τζαμιού (πχ ένα ή δύο χιλιοστά), και ελαχιστοποιούμε έτσι και τη θόλωση που μπορεί να προκύψει κάποιες μέρες.
2. Για να εξαλειφθεί τελείως το πρόβλημα της υγρασίας, υπάρχει ένα υλικό με βάση την σιλικόνη (πωλείται σε μερικά εξειδικευμένα καταστήματα με χημικά είδη, ή την παραγγέλνουμε από το κατάστημα που αναφέρω εδώ). Μπορούμε να τοποθετήσουμε τις κυψέλες στο τζάμι (και όχι να τις κολλήσουμε στην πλάτη του πάνελ) και να περιχύσουμε την πίσω πλευρά (ασημί) των κυψελών με αυτό το παχύρρευστο υγρό, το οποίο μετά από μερικές ώρες σκληραίνει και ουσιαστικά ενθυλακώνει τις κυψέλες και τις προστατεύει έτσι από τον αέρα.
3. Τέλος, μια άλλη πολύ επαγγελματική λύση είναι η εξής: Αφού τοποθετήσουμε τις κυψέλες στο ένα τζάμι, το πηγαίνουμε σε έναν τζαμά και του ζητάμε να μας το κλείσει όπως τα διπλά τζάμια στα παράθυρα με αλουμίνιο περιμετρικά. Στα διπλά παράθυρα βάζουν κι ένα ειδικό υλικό που απορροφά την υγρασία, γι΄ αυτό και δεν θολώνουν τα διπλά παράθυρα στα σπίτια.

Το αλουμίνιο πάντως δεν είναι απαραίτητο. Για αισθητικούς λόγους μπορούμε να κολλήσουμε περιμετρικά ταινία αλουμινίου.

ΠΡΟΣΘΗΚΕΣ

Για να φορτίσει ένα οποιοδήποτε πάνελ μια μπαταρία σωστά χωρίς να την καταστρέψει, απαιτείται οπωσδήποτε ένας ρυθμιστής φόρτισης.
Για να λειτουργήσουμε από τη μπαταρία συσκευές που απαιτούν 230V, απαιτείται ένας inverter 230V, που μετατρέπει τα 12V της μπαταρίας σε 230V. Υπάρχουν ακριβοί inverter που παράγουν ΚΑΘΑΡΟ ημίτονο (σαν το ρεύμα της ΔΕΗ) και inverter ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΟΥ ημίτονου (όχι τόσο "καθαρό" ρεύμα, αλλά ικανοποιητικό για να λειτουργήσουν σωστά οι περισσότερες συσκευές).

Τι είναι τα φωτοβολταικά και πως λειτουργούν

Αναδρομή στην ιστορία για την ανάπτυξης στα φωτοβολταικα pv συστήματα - Solar Photovoltaic System

Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο( pv Solar cell) αφορά τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια. Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο που αφορά τα φωτοβολταικά (photovoltaic) στοιχεία ανακαλύφθηκε το 1839 από τον Μπεκερέλ (Becquerel). Το φωτοβολταικό φαινόμενο αφορά Περιληπτικά την απορρόφηση της ενέργειας του φωτός από τα ηλεκτρόνια των ατόμων των φωτοβολταϊκών στοιχείων και την απόδραση των ηλεκτρονίων αυτών από τις κανονικές τους θέσεις με αποτέλεσμα την δημιουργία ρεύματος. Το ηλεκτρικό πεδίο που προϋπάρχει στα φωτοβολταικα pv στοιχεια οδηγεί το ρεύμα στο φορτίο.

Φωτοβολταϊκό Φαινόμενο-Φωτοβολταϊκά Πληροφορίες

Το ηλιακό φως- ηλιακή ενέργεια είναι ουσιαστικά μικρά πακέτα ενέργειας που ονομάζονται φωτόνια. Τα φωτόνια του ηλιακού φωτός- ενέργειας περιέχουν διαφορετικά ποσά ενέργειας ανάλογα με το μήκος κύματος του ηλιακού ενεργειακού φάσματος. Το γαλάζιο χρώμα ή το υπεριώδες π.χ. έχουν περισσότερη ενέργεια από το κόκκινο ή το υπέρυθρο. Όταν λοιπόν τα φωτόνια προσκρούσουν σε ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο ( φωτοβολταϊκά στοιχεία ) (που είναι ουσιαστικά ένας “ημιαγωγός”), άλλα ανακλώνται, άλλα το διαπερνούν και άλλα απορροφώνται από το φωτοβολταϊκό ή τα φωτοβολταϊκά. Αυτά τα τελευταία φωτόνια είναι που παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα ( ενέργεια ). Τα φωτόνια αυτά αναγκάζουν τα ηλεκτρόνια του φωτοβολταϊκού ή των φωτοβολταϊκών, στοιχείων να μετακινηθούν σε άλλη θέση. Η βασική θεωρία του ηλεκτρισμού είναι η κίνηση των ηλεκτρονίων από το θετικό προς το αρνητικό. Σ’ αυτή την απλή αρχή της φυσικής λοιπόν βασίζεται μια από τις πιο εξελιγμένες τεχνολογίες παραγωγής ηλεκτρισμού στις μέρες μας Ηλιακή Φωτοβολταϊκή Διάταξη πλαισίων, τόξων, πάνελ
Τα φωτοβολταϊκά πλαίσια - φωτοβολταικα pv πάνελ έχουν ως βασικό μέρος το ηλιακό στοιχείο (solar cell) ηλιακά φωτοβολταικα pv στοιχεια 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 ηλιακά φωτοβολταϊκά στοιχεία ομαδοποιούνται κατάλληλα και συγκροτούν τα φωτοβολταϊκά πλαίσια ή ηλιογεννήτριες ( pv module), τυπικής ισχύος από 10W έως 300W. Οι φωτοβολταϊκές γεννήτριες συνδέονται ηλεκτρολογικά μεταξύ τους και δημιουργούνται οι φωτοβολταϊκές συστοιχίες (pv-arrays).

Tεχνολογίες Ηλιακών Φωτοβολταϊκών Στοιχείων-Φωτοβολταικων κυψελων

Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία - πλαίσια χωρίζονται σε δυο βασικές κατηγορίες

1.  φωτοβολταικα pv ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟΥ ΠΥΡΙΤΙΟΥ

α. φωτοβολταικά (photovoltaic) Μονοκρυσταλλικού πυριτίου με αποδόσεις πλαισίων 14,5% έως 21%,
β. φωτοβολταικά (photovoltaic) Πολυκρυσταλλικού πυριτίου με αποδόσεις πλαισίων 13% έως 14,5%.2. 

2. φωτοβολταικα pv ΛΕΠΤΩΝ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ (thin film pv)

α. φωτοβολταικά (photovoltaic) από ’μορφο Πυρίτιο a–Si, ονομαστική απόδοση ~7%. 
β. φωτοβολταικά (photovoltaic) από Χαλκοπυρίτες CIS / CIGS, ονομαστική απόδοση από 7% έως 11%.

Το πυρίτιο (Si) είναι η βάση για το 90% περίπου της παγκόσμιας παραγωγής Φωτοβολτακών. Το πυρίτιο, ανάλογα με την επεξεργασία του, δίνει μονοκρυσταλλικά, πολυκρυσταλλικά ή άμορφα υλικά, από τα οποία παράγονται τα φωτοβολταικά (photovoltaic) στοιχεία. Τα λεπτά υλικά είναι ένας τρόπος να μειωθεί το κόστος των φωτοβολταικών πλαισίων και να αυξηθεί η απόδοσή τους.  Η τεχνολογία φωτοβολταικών πλαισίων thin film βρίσκεται σε αναπτυσσόμενο στάδιο 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 φωτοβολταϊκών πλαισίων.

Ανάλυση δομής ενός φωτοβολταϊκού συστήματος

Το φωτοβολταϊκό σύστημα αποτελείται από τα ακόλουθα τμήματα:

• (α) Τη φωτοβολταϊκή γεννήτρια (φωτοβολταικο πλαισιο) με τη Βάση στήριξης και ίσως (tracker), σύστημα παρακολούθησης της ηλιακής τροχιάς.
• (β) Μπαταρίες - συσσωρευτές φωτοβολταϊκών
• (γ) Ρυθμιστή φόρτισης για τον έλεγχο και προστασία των μπαταριών.
• (δ) Μετατροπέα τάσεως dc (12v/24v/48v) inverter για μετασχηματισμό στα 220V AC.

Τύποι Φωτοβολταικών συστημάτων

Υπάρχουν τρείς κατηγορίες φωτοβολταϊκών συστημάτων, το διασυνδεδεμένο φωτοβολταικό σύστημα (solar-pv) με το δίκτυο της ΔΕΗ και το αυτόνομο φωτοβολταικό σύστημα (solar-pv). Η απλούστερη μορφή του δεύτερου εκ των δυο αποτελείται απλώς από μια φωτοβολταϊκή γεννήτρια φωτοβολταϊκό πλαίσιο, η οποία μόνη της τροφοδοτεί με συνεχές ρεύμα ένα φορτίο οποτεδήποτε υπάρχει επαρκής φωτεινότητα. Αυτού του τύπου το σύστημα είναι κοινό σε εφαρμογές οικιακές ή γεωργικές, άντληση. Σε άλλες περιπτώσεις το φωτοβολταικό σύστημα (solar-pv) παρέχει δυνατότητα αποθήκευση ενέργειας στις μπαταρίες. Συχνά συμπεριλαμβάνεται μετρατροπέας ισχύος της ηλεκτρικής ενέργειας, όπως στην περίπτωση που απαιτείται εναλλασσόμενο ρεύμα να εξέρχεται από το σύστημα. Σε μερικές περιπτώσεις το σύστημα περιέχει μια εφεδρική ηλεκτρογεννήτρια ή ανεμογεννήτρια ( υβριδικό φωτοβολταϊκό σύστημα).
Τα συνδεδεμένα στο δίκτυο φωτοβολταικά (photovoltaic) συστήματα μπορούν να υποδιαιρεθούν σ’ εκείνα στα οποία το δίκτυο ενεργεί απλώς ως μια βοηθητική τροφοδοσία (εφεδρικό δίκτυο) και εκείνα τα οποία ίσως λάβουν επίσης πρόσθετη ισχύ από τη φωτοβολταική γεννήτρια (αλληλοεπιδρώμενο δίκτυο). Μέσα στους φωτοβολταικούς σταθμούς ( φωτοβολταϊκά πάρκα) όλη η παραγόμενη ισχύς τροφοδοτείται στο δίκτυο.

Φωτοβολταϊκές βασικές μονάδες

Συνήθως τα φωτοβολταικα pv ηλιακα στοιχεια σε μια βασική μονάδα συνδέονται μεταξύ τους σε σειρά. Αυτό οφείλεται στα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του κάθε ηλιακού φωτοβολταϊκού στοιχείου. Ένα τυπικό (διαμέτρου 4 ιντσών) ηλιακό στοιχείο κρυσταλλικού πυριτίου ή ένα (10 cm * 10 cm) πολυκρυσταλλικό στοιχείο θα παρέχουν κάτω από κανονικές συνθήκες ισχύ μεταξύ 1 και 1.5 βαττ, εξαρτώμενη από την απόδοση του ηλιακού στοιχείου. Αυτή η ισχύς παρέχεται συνήθως υπό τάση 0.5 ή 0.6 V. Από τη στιγμή που υπάρχουν πολύ λίγες εφαρμογές, οι οποίες εκτελούνται σε αυτή την τάση, η άμεση λύση είναι να συνδεθούν τα ηλιακά στοιχεία σε σειρά.
Ο αριθμός των ηλεκτρικων φωτοβολταικων στοιχειων μέσα σε μια βασική μονάδα ρυθμίζεται από την τάση της βασικής μονάδας. Η ονομαστική τάση λειτουργίας του φωτοβολταϊκού συστήματος συνήθως πρέπει να ταιριάζει με την ονομαστική τάση του υποσυστήματος αποθήκευσης. Οι περισσότερες εκ των φωτοβολταϊκών βασικών μονάδων, που κατασκευάζονται βιομηχανικά έχουν, επομένως, σταθερές διατάξεις, οι οποίες μπορούν να συνεργασθούν ακόμη και με μπαταρίες των 12Volt / 6Volt/ 2Volt. Προβλέποντας πιθανότητα υπέρτασης προκειμένου να φορτισθεί η φωτοβολταική μπαταρία και να αντισταθμιστεί χαμηλότερη έξοδος, κάτω από συνθήκες χαμηλότερες των κανονικών, έχει βρεθεί ότι μια ομάδα των 33 έως 36 ηλιακών στοιχείων σε σειρά συνήθως εξασφαλίζουν αξιόπιστη λειτουργία.
Τα τρία περισσότερο σημαντικά ηλεκτρικά φωτοβολταικα pv χαρακτηριστικα μιας βασικής μονάδας είναι το ρεύμα βραχυκυκλώματος, η τάση ανοικτού κυκλώματος και το σημείο μέγιστης ισχύος σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία και την ακτινοβολία. Αυτές οι χαρακτηριστικές μοιάζουν με τη χαρακτηριστική Ι-V ενός ηλιακού στοιχείου ωστόσο μερικές συγκεκριμένες ιδιομορφίες χρειάζεται να διασαφιστούν.

Χρήσεις

Τα φωτοβολταϊκά είναι διατάξεις που παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα από την ηλιακή ακτινοβολία. Το ηλεκτρικό αυτό ρεύμα χρησιμοποιείται για να δώσει ενέργεια σε μια συσκευή ή για τη φόρτιση μπαταρίας. Η τεχνολογία αυτή χρησιμοποιείται ευρέως σε μικροϋπολογιστές τσέπης που λειτουργούν χωρίς μπαταρία, απλώς με την έκθεσή τους στο φως.
Τα φωτοβολταϊκά χρησιμοποιούνται συχνά σε συστοιχίες για την παραγωγή ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα.

φωτοβολταικα pv ΣΕ ΣΤΕΓΕΣ

Στην Ελλάδα έχουν ξεκινήσει φωτοβολταικά (photovoltaic) προγράμματα επιδότησης των επενδύσεων σε φωτοβολταικα pv ΣΕ ΣΤΕΓΕΣ, τα οποία παράγουν ηλεκτρική ενέργεια που μεταπωλείται και εισάγεται στα δημόσια δίκτυα μεταφοράς δεη. Τα προγράμματα αυτά έχουν στόχο τη διαφοροποίηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και τη σταδιακή απεξάρτησή της από το πετρέλαιο.
Η θερμοκρασία είναι μια σημαντική παράμετρος λειτουργίας ενός φωτοβολταικού συστήματος. Όπως έχουμε δει ο συντελεστής θερμοκρασίας για την τάση ανοικτού κυκλώματος είναι κατά προσέγγιση ίσος με -2.3 mV/◦C για καθένα ηλιακό στοιχείο. Ο συντελεστής τάσης μιας βασικής μονάδας είναι επομένως αρνητικός και πολύ μεγάλος από τη στιγμή που συνδέονται σε σειρά 33 έως 36 ηλιακά στοιχεία. Ο συντελεστής ρεύματος, από την άλλη πλευρά, είναι θετικός και μικρός +6 μΑ/◦C περίπου ανά τετραγωνικό εκατοστό της βασικής μονάδας. Συνεπώς, μόνο η μεταβολή τάσης σε σχέση μ’ αυτή της θερμοκρασίας λαμβάνεται υπόψη για πρακτικούς κυρίως υπολογισμούς ενώ για κάθε βασική μονάδα αποτελούμενη από nc ηλιακά στοιχεία συνδεδεμένα σε σειρά ισούται προς:

Όπως και για καθένα ηλιακό φωτοβολταικό στοιχείο, το ρεύμα βραχυκυκλώματος Isc μιας βασικής μονάδας είναι ανάλογο προς την ακτινοβολία και επομένως θα ποικίλλει κατά τη διάρκεια της ημέρας κατά τον ίδιο τρόπο. Εφόσον η τάση είναι μια λογαριθμική συνάρτηση του ρεύματος, θα εξαρτάται επίσης λογαριθμικά και από την ακτινοβολία. Κατά τη διάρκεια της ημέρας επομένως η τάση θα μεταβάλλεται λιγότερο από ότι το ρεύμα. Στο σχεδιασμό της φωτοβολταικής γεννήτριας (φωτοβολταϊκού πλαισίου) είναι συνηθισμένο να παραμελείτε η μεταβολή της τάσης και να λαμβάνεται το ρεύμα βραχυκυκλώματος ανάλογο προς την ακτινοβολία.
Η λειτουργία μιας βασικής φωτοβολταικης μοναδας θα πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στο σημείο μέγιστης ισχύος. Είναι ένα σημαντικό γνώρισμα της χαρακτηριστικής της βασικής μονάδας, το ότι η τάση του σημείου μεγίστης ισχύος Vm είναι σχεδόν ανεξάρτητη από την ακτινοβολία. Η μέση τιμή αυτής της τάσης κατά τη διάρκεια της ημέρας μπορεί να εκτιμηθεί στο 80% της τάσης ανοικτού κυκλώματος κάτω από κανονικές συνθήκες ακτινοβολίας. Αυτή η ιδιότητα είναι χρήσιμη για τη σχεδίαση της μονάδας ελέγχου της ισχύος της συσκευής.
Η NOCT (συνήθως μεταξύ 42°C και 46 °C) χρησιμοποιείται τότε για να καθορίσει τη θερμοκρασία του ηλιακού ηλεκτρικού φωτοβολταικού στοιχείου Tc κατά τη διάρκεια της λειτουργίας βασικής μονάδας. Συνήθως υποθέτουμε ότι η διαφορά μεταξύ Τc και θερμοκρασίας περιβάλλοντος Ta εξαρτάται γραμμικά από την ακτινοβολία Gr .

Συλλογή του ηλιακής ενέργειας μέσω φωτοβολταικών συστημάτων

Σημαντικό κατά την εγκατάσταση των φωτοβολταϊκών πλαισίων είναι να στερεωθούν οι σταθερές βάσεις με γωνία 30-35 μοίρες και νότιο προσανατολισμό  ή οι προσανατολισμοί των φωτοβολταικών trackers θα ακολουθούν (ιχνηλατούν) την κίνηση του ηλίου.
Στις περισσότερες διατάξεις οι βασικές μονάδες φωτοβολταικών στερεώνονται σ’ ένα σταθερό κεκλιμένο επίπεδο με την πρόσοψη προς τον ισημερινό. Αυτό έχει την αρετή της απλότητας, δηλαδή κανένα κινούμενο τμήμα και χαμηλό κόστος. H άριστη γωνία κλίσης εξαρτάται κυρίως από το γεωγραφικό πλάτος, την αναλογία της διάχυτης ακτινοβολίας στην τοποθεσία και το είδος του φορτίου.

φωτοβολταικα pv ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΤΗΡΙΞΗΣ

Στερεώνοντας τα φωτοβολταϊκά πάνω σε σύστημα με δύο άξονες παρακολούθησης του Ηλίου, μπορεί να συλλεχθεί μέχρι 25% περισσότερη ηλιακή ενέργεια κατά τη διάρκεια ενός έτους, σε σύγκριση με την εγκατάσταση σταθερής κλίσης. Κάτι τέτοιο όμως αυξάνει την πολυπλοκότητα και έχει ως αποτέλεσμα μια χαμηλότερης αξιοπιστίας και υψηλότερου κόστους συντήρηση. Η μονού άξονα παρακολούθηση (ιχνηλάτηση) tracker είναι λιγότερο σύνθετη αλλά παρουσιάζει μικρότερο κέρδος. Ο προσανατολισμός μπορεί να ρυθμίζεται χειροκίνητα, εκεί που η προσφορά εργασίας είναι διαθέσιμη, αυξάνοντας έτσι τις όποιες απολαβές. Έχει υπολογιστεί ότι σε κλίματα με ηλιοφάνεια μια διάταξη επίπεδης κινούμενης πλάκας που έχει κατάλληλη ρύθμιση ώστε να στρέφεται προς τον ήλιο δυο φορές την ημέρα και να παίρνει την κατάλληλη κρίση τέσσερις φορές το χρόνο, μπορεί να συλλαμβάνει το 95% της ενέργειας, που συλλέγετε με ένα σύστημα δυο αξόνων παρακολούθησης πλήρως αυτοματοποιημένο.
Το σύστημα παρακολούθησης είναι ιδιαίτερα σημαντικό στα φωτοβολταικά (photovoltaic) συστήματα, που λειτουργούν κάτω από συγκεντρωμένο ηλιακό φως. Η δομή αυτών των φωτοβολταϊκών συστημάτων εκτείνεται από έναν απλό σχεδιασμό βασισμένο πάνω σε πλευρικούς ενισχυτικούς καθρέπτες μέχρι τα συγκεντρωτικά συστήματα, τα οποία χρησιμοποιούν υπερσύγχρονες οπτικές τεχνικές, για να αυξήσουν την είσοδο φωτός προς τα ηλιακά φωτοβολταϊκά στοιχεία κατά μερικές τάξεις του μεγέθους. Αυτά τα συστήματα πρέπει να προνοούν για ένα σημαντικό γεγονός, ότι δηλαδή συγκεντρώνοντας την ηλιακή ενέργεια ελαττώνουν το γωνιακό άνοιγμα των ακτίνων, που το σύστημα μπορεί να δεχθεί. Η παρακολούθηση γίνεται απαραίτητη από τη στιγμή που ο λόγος συγκέντρωσης υπερβαίνει το 10 περίπου και το σύστημα μπορεί να μετατρέψει μόνο την άμεση συνιστώσα της ηλιακής ακτινοβολίας- ενέργειας.

Κατηγορίες & τύποι φωτοβολταικών Συστημάτων

Σαν κυριότερες κατηγορίες εφαρμογών Φ/Β συστημάτων μπορούν να θεωρηθούν οι εξής:

Καταναλωτικά φωτοβολταικά προϊόντα (1mW–100 Wp )

Τα συστήματα της κατηγορίας αυτής χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές μικρής κλίμακας ισχύος όπως τροχόσπιτα, σκάφη αναψυχής, εξωτερικός φωτισμός κήπων, ψύξη και προϊόντα όπως μικροί φορητοί ηλεκτρονικοί υπολογιστές, φανοί κ.ά.

Αυτόνομα ή μη διασυνδεδεμένα φωτοβολταικά συστήματα (100 Wp –200k Wp )

Στην κατηγορία αυτή συγκαταλέγονται συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για κατοικίες και μικρούς οικισμούς που δεν είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο. Ακόμη χρησιμοποιούνται για:

Ηλεκτροδότηση Ιερών Μονών.

Αφαλάτωση / άντληση / καθαρισμό νερού.

Συστήματα εξωτερικού φωτισμού δρόμων, πάρκων, αεροδρομίων κλπ.

Συστήματα τηλεπικοινωνιών, τηλεμετρήσεων και συναγερμού.

Συστήματα σηματοδότησης οδικής κυκλοφορίας, ναυτιλίας, αεροναυτιλίας κλπ.

Αγροτικές εφαρμογές όπως άντληση νερού, ιχθυοκαλλιέργειες, ψ ύξη αγροτικών προϊόντων, φαρμάκων κλπ.

Μεγάλα Διασυνδεδεμένα στο Δίκτυο Φ/Β Συστήματα

Η κατηγορία αυτή αφορά Φ/Β σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας μεγέθους 50kWp έως μερικά MWp, στους οποίους η παραγόμενη ενέργεια διοχετεύεται απευθείας στο δίκτυο.

Διασυνδεδεμένα Φ/Β Συστήματα – Οικιακός Τομέας

Στην κατηγορία αυτή εμπίπτουν Φ/Β συστήματα τυπικού μεγέθους 1,5kWp έως 20kW, τα οποία έχουν εγκατασταθεί σε στέγες ή προσόψεις κατοικιών και τροφοδοτούν άμεσα τις καταναλώσεις του κτιρίου, η δε πλεονάζουσα ενέργεια διοχετεύεται στο ηλεκτρικό δίκτυο. Όπως προαναφέρθηκε, η κατηγορία αυτή αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της παγκόσμιας αγοράς Φ/Β συστημάτων.

Τα οφέλη που προκύπτουν από την ενσωμάτωση Φ/Β σε κτίρια είναι:

Συγχρονισμός ψυκτικών φορτίων κτιρίων κατά τη θερινή περίοδο με τη μεγίστη παραγόμενη ισχύ από τα Φ/Β.

Αποφυγή χρήσης γης για την εγκατάσταση.

Αποκεντρωμένη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και επιτόπου κατανάλωση της παραγόμενης ενέργειας.

Επίσης, οι Φ/Β συστοιχίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ως δομικά στοιχεία των κτιρίων, εφόσον γίνει σωστός σχεδιασμός. Με τον τρόπο αυτό, αυξάνεται η οικονομική απόδοση του συστήματος, λόγω αποφυγής κόστους συμβατικών οικοδομικών υλικών.

Χαρακτηριστικά Φωτοβολταικών Συστημάτων

Τα βασικά χαρακτηριστικά των Φ/Β συστημάτων, που τα διαφοροποιούν από τις άλλες μορφές ΑΠΕ είναι:

Απευθείας παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, ακόμη και σε πολύ μικρή κλίμακα, π.χ. σε επίπεδο μερικών δεκάδων W ή και mW.

Είναι εύχρηστα. Τα μικρά συστήματα μπορούν να εγκατασταθούν από τους ίδιους τους χρήστες.

Μπορούν να εγκατασταθούν μέσα στις πόλεις, ενσωματωμένα σε κτίρια και δεν προσβάλλουν αισθητικά το περιβάλλον.

Μπορούν να συνδυαστούν με άλλες πηγές ενέργειας (υβριδικά συστήματα).

Είναι βαθμωτά συστήματα, δηλ. μπορούν να επεκταθούν σε μεταγενέστερη φάση για να αντιμετωπίσουν τις αυξημένες ανάγκες των χρηστών, χωρίς μετατροπή του αρχικού συστήματος.

Λειτουργούν αθόρυβα, εκπέμπουν μηδενικούς ρύπους, χωρίς επιπτώσεις στο περιβάλλον.

Οι απαιτήσεις συντήρησης είναι σχεδόν μηδενικές.

Έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής και αξιοπιστία κατά τη λειτουργία. Οι εγγυήσεις που δίνονται από τους κατασκευαστές για τις Φ/Β γεννήτριες είναι περισσότερο από 25 χρόνια καλής λειτουργίας.

Η ενεργειακή ανεξαρτησία του χρήστη είναι το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των Φ/Β συστημάτων. Το κόστος της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας από Φ/Β συστήματα είναι σήμερα συγκρίσιμο με το κόστος αιχμής ισχύος, που χρεώνει η εταιρεία ηλεκτρισμού τους πελάτες της.

Τα φωτοβολταικά συστήματα μπορούν να συμβάλουν σημαντικά στη λεγόμενη «Διάσπαρτη Παραγωγή Ενέργειας» ( Distributed Power Generation), η οποία αποτελεί το νέο μοντέλο ανάπτυξης σύγχρονων ενεργειακών συστημάτων παραγωγής, μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Η διαφοροποίηση στην παραγωγή ενέργειας, που προσφέρεται από τα Φ/Β συστήματα, σε συνδυασμό με την κατά μεγάλο ποσοστό απεξάρτηση από το πετρέλαιο και την αποφυγή περαιτέρω ρύπανσης του περιβάλλοντος, μπορούν να δημιουργήσουν συνθήκες οικονομικής ανάπτυξης σε ένα νέο ενεργειακό τοπίο που αυτή τη στιγμή διαμορφώνεται στις αναπτυγμένες χώρες.