Φωτοβολταϊκά στα μπαλκόνια: Ναι μεν, αλλά ...

Τα φωτοβολταϊκά συστήματα σε μπαλκόνια αποτελούν μια ενδιαφέρουσα λύση για διαμερίσματα και κατοικίες όπου δεν υπάρχει διαθέσιμος χώρος σε δώμα ή στέγη ή όπου η εγκατάσταση σε κοινόχρηστο χώρο μιας πολυκατοικίας μπορεί να δημιουργήσει πρακτικά και ιδιοκτησιακά προβλήματα.

Η δυνατότητα τοποθέτησης ενός μικρού φωτοβολταϊκού συστήματος στο μπαλκόνι έχει προφανή πλεονεκτήματα: δεν απαιτεί πρόσβαση στην ταράτσα, μπορεί να αφορά αποκλειστικά την ιδιοκτησία του ενδιαφερόμενου και, θεωρητικά, αποτελεί μια απλούστερη και οικονομικότερη λύση.

Θεωρητικά. Γιατί στην πράξη υπάρχουν ορισμένα σημαντικά ζητήματα που πρέπει να εξεταστούν.

1: Η ονομαστική ισχύς δεν είναι η πραγματική παραγωγή

Ας πάρουμε ως παράδειγμα ένα σύστημα με δύο φωτοβολταϊκά πάνελ συνολικής ονομαστικής ισχύος περίπου 900 Wp.

Το «900 Wp» δεν σημαίνει ότι το σύστημα θα παράγει 900 W συνεχώς. Πρόκειται για την ονομαστική ισχύ των πάνελ υπό συγκεκριμένες εργαστηριακές συνθήκες. Η πραγματική παραγωγή εξαρτάται από την ηλιακή ακτινοβολία, τον προσανατολισμό και την κλίση των πάνελ, τη θερμοκρασία, τις σκιάσεις —για παράδειγμα από τέντες, κιγκλιδώματα ή γειτονικά κτίρια—, τη διάρκεια της ημέρας και, φυσικά, την εποχή. Στην περίπτωση ενός πάνελ τοποθετημένου κάθετα σε μπαλκόνι, η γεωμετρία της εγκατάστασης γίνεται ιδιαίτερα σημαντική. Η κάθετη τοποθέτηση δεν αξιοποιεί με τον ίδιο τρόπο την ηλιακή ακτινοβολία που θα δεχόταν ένα πάνελ σε κατάλληλη κλίση, ιδιαίτερα κατά τους χειμερινούς μήνες.

Επομένως, το κρίσιμο μέγεθος για τον καταναλωτή δεν είναι μόνο πόση ενέργεια μπορεί να παράγει το φωτοβολταϊκό, αλλά πόση από αυτή την ενέργεια μπορεί τελικά να αξιοποιήσει.

2: Τι γίνεται με την περίσσεια ενέργεια

Ας υποθέσουμε ότι το φωτοβολταϊκό παράγει, σε μια δεδομένη χρονική στιγμή, 500 W, ενώ το διαμέρισμα καταναλώνει μόλις 150 W. Τα υπόλοιπα περίπου 350 W αποτελούν πλεονάζουσα παραγωγή. Σε ένα σύστημα όπου επιτρέπεται η έγχυση ενέργειας στο ηλεκτρικό δίκτυο, η περίσσεια μπορεί να διοχετευθεί στο δίκτυο, σύμφωνα με το εκάστοτε θεσμικό και οικονομικό πλαίσιο.

Αν όμως απαγορεύεται η έγχυση ενέργειας στο δίκτυο, η συγκεκριμένη περίσσεια δεν μπορεί να διοχετευθεί σε αυτό. Και αυτό δημιουργεί ένα πολύ σημαντικό τεχνικό ζήτημα. Για παράδειγμα, εάν ο ιδιοκτήτης απουσιάζει από το σπίτι κατά τις ώρες της ηλιοφάνειας —δηλαδή ακριβώς τις ώρες που το φωτοβολταϊκό παράγει—, η κατανάλωση μπορεί να είναι ελάχιστη. Η ενέργεια που παράγεται αλλά δεν καταναλώνεται δεν μπορεί να αξιοποιηθεί από τον ιδιοκτήτη και, εφόσον δεν επιτρέπεται η έγχυση, δεν μπορεί να διοχετευθεί στο δίκτυο.

Με απλά λόγια:

παραγωγή χωρίς ταυτόχρονη κατανάλωση = χαμένη παραγωγή.

Αυτό μειώνει σημαντικά την πραγματική οικονομική απόδοση της εγκατάστασης. Μια εναλλακτική λύση είναι, προφανώς, η εγκατάσταση συστήματος αποθήκευσης με μπαταρία. Στην αγορά υπάρχουν πλέον συστήματα αποθήκευσης με ενσωματωμένους ελεγκτές και δυνατότητες παρακολούθησης και διαχείρισης της ενέργειας, τα οποία μπορούν να συνεργάζονται με τον εξοπλισμό του φωτοβολταϊκού και να περιορίζουν την έγχυση προς το δίκτυο.

Με τον τρόπο αυτό, η πλεονάζουσα ενέργεια που παράγεται κατά τις ώρες ηλιοφάνειας μπορεί να αποθηκεύεται και να καταναλώνεται αργότερα, για παράδειγμα κατά τις απογευματινές ή βραδινές ώρες. Η λύση αυτή μπορεί να αυξήσει σημαντικά το ποσοστό αυτοκατανάλωσης και να περιορίσει τις απώλειες της παραγόμενης ενέργειας.

Ωστόσο, η μπαταρία δεν αποτελεί από μόνη της λύση στο συνολικό οικονομικό πρόβλημα. Αποτελεί μια τεχνική λύση στο ζήτημα της διαχείρισης της περίσσειας παραγωγής και του περιορισμού της έγχυσης στο δίκτυο, αλλά ταυτόχρονα προσθέτει κόστος, εξοπλισμό και πολυπλοκότητα στην εγκατάσταση.

3: Γιατί όμως η απαγόρευση έγχυσης μπορεί να αυξήσει το κόστος

Εδώ υπάρχει μια δεύτερη, λιγότερο προφανής συνέπεια. Εάν το σύστημα πρέπει να λειτουργεί με μηδενική έγχυση, δεν αρκεί απλώς να τοποθετηθούν τα πάνελ και ένας μικρομετατροπέας. Απαιτείται κατάλληλος έλεγχος, ώστε το σύστημα να γνωρίζει σε πραγματικό χρόνο πόση ηλεκτρική ενέργεια καταναλώνεται στην εγκατάσταση και να περιορίζει αντίστοιχα την παραγωγή, όταν υπάρχει κίνδυνος να διοχετευθεί περίσσεια ενέργειας προς το δίκτυο.

Αυτό μπορεί να απαιτεί εξοπλισμό μέτρησης και αυτοματισμού, όπως μετρητή ενέργειας ή αισθητήρες, καθώς και κατάλληλο σύστημα ελέγχου ή συμβατό inverter/microinverter, με λειτουργία περιορισμού. Σε συστήματα με αποθήκευση μπορεί επίσης να απαιτείται συμβατός εξοπλισμός διαχείρισης της μπαταρίας και της ροής ενέργειας.

Επομένως, η απαίτηση για μηδενική έγχυση μπορεί να μετατρέψει ένα φαινομενικά απλό σύστημα σε πιο σύνθετη ηλεκτρολογική εγκατάσταση, με πρόσθετο εξοπλισμό και κόστος εγκατάστασης. Ανάλογα, φυσικά, με την αρχιτεκτονική του συστήματος και τον απαιτούμενο εξοπλισμό, τέτοιες λύσεις ελέγχου μπορούν να προσθέσουν μερικές εκατοντάδες ευρώ στο συνολικό κόστος.

Και εδώ δημιουργείται μια σημαντική αντίφαση:

Από τη μία πλευρά, προσπαθούμε να κάνουμε τα μικρά φωτοβολταϊκά προσβάσιμα στον καταναλωτή. Από την άλλη, εάν επιβάλλονται πρόσθετες απαιτήσεις για τον έλεγχο της μη έγχυσης, μπορεί να αυξάνεται το κόστος ενός συστήματος που εξαρχής σχεδιάστηκε ως μικρό, απλό και οικονομικό.

4: Η διαδικασία είναι εξίσου σημαντική με τον εξοπλισμό

Εάν για μια μικρή εγκατάσταση απαιτηθούν πρόσθετες διαδικασίες, όπως νέα ή επικαιροποιημένη ΥΔΕ, καταχώριση σε μητρώα, τεχνικά δικαιολογητικά ή παρεμβάσεις από αδειούχο ηλεκτρολόγο, τότε το συνολικό κόστος δεν περιορίζεται πλέον μόνο στην αγορά των φωτοβολταϊκών πάνελ και του υπόλοιπου εξοπλισμού.

Υπάρχει το κόστος του εξοπλισμού, το κόστος του ηλεκτρολόγου, το κόστος των απαιτούμενων αυτοματισμών και, κυρίως, ο χρόνος που απαιτείται για να ολοκληρωθεί η διαδικασία. Για μια μεγάλη φωτοβολταϊκή εγκατάσταση, αυτά τα κόστη είναι σχετικά μικρά σε σχέση με το συνολικό επενδυτικό κόστος. Για ένα μικρό σύστημα μπαλκονιού, όμως, η εικόνα είναι διαφορετική. Εάν κάποιος επενδύσει σε ένα μικρό σύστημα με περιορισμένη ετήσια παραγωγή και στη συνέχεια χρειαστεί να προσθέσει εκατοντάδες ευρώ σε εξοπλισμό και εργασία, η περίοδος απόσβεσης ενδεχομένως να αυξηθεί σημαντικά.

Το πραγματικό ζητούμενο λοιπόν είναι η αυτοκατανάλωση

Πόση από την ενέργεια που παράγει μπορώ να καταναλώσω τη στιγμή που παράγεται

5: Συμπέρασμα

Τα φωτοβολταϊκά μπαλκονιού μπορούν να αποτελέσουν μια ιδιαίτερα χρήσιμη λύση, κυρίως για διαμερίσματα όπου δεν υπάρχει διαθέσιμος ή προσβάσιμος χώρος σε στέγη ή δώμα. Δεν πρέπει, όμως, να αντιμετωπίζονται ως μια απλή υπόθεση «βάζω δύο πάνελ στο μπαλκόνι και μειώνω τον λογαριασμό».

Η πραγματική οικονομική τους απόδοση εξαρτάται από ολόκληρη την αλυσίδα:

εγκατεστημένη ισχύς → πραγματική παραγωγή → ταυτόχρονη κατανάλωση → περίσσεια παραγωγής → δυνατότητα έγχυσης → απαιτούμενος εξοπλισμός ελέγχου → κόστος εγκατάστασης → διοικητική διαδικασία → χρόνος απόσβεσης.

Εάν, λοιπόν, το νέο πλαίσιο επιβάλει ταυτόχρονα αυξημένες τεχνικές απαιτήσεις, υποχρεωτικά συστήματα περιορισμού της έγχυσης και πρόσθετες διοικητικές διαδικασίες, υπάρχει ο κίνδυνος να ακυρωθεί στην πράξη ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα των φωτοβολταϊκών μπαλκονιού: η απλότητα και το χαμηλό κόστος εγκατάστασης.

Και τελικά, το ζητούμενο δεν θα πρέπει να είναι απλώς να επιτρέπεται πολεοδομικά η εγκατάσταση ενός φωτοβολταϊκού στο μπαλκόνι. Θα πρέπει να δημιουργηθεί ένα πλαίσιο στο οποίο η εγκατάσταση να είναι τεχνικά ασφαλής, απλή, οικονομικά βιώσιμη και πραγματικά χρήσιμη για τον καταναλωτή.

Παράλληλα, κάποια στιγμή —ιδίως σε πόλεις που ήδη αντιμετωπίζουν έντονο πρόβλημα θερμικής επιβάρυνσης, όπως η Αθήνα— θα πρέπει να μελετηθεί και η πιθανή επίδραση της μαζικής εγκατάστασης φωτοβολταϊκών στις αστικές συνθήκες και, ειδικότερα, στο τοπικό μικροκλίμα, συμπεριλαμβανομένου του ενδεχομένου τοπικών μεταβολών της θερμοκρασίας από τις ανακλάσεις της ηλιακής ακτινοβολίας.

Άγγελος Φ. Τσιάνος
Διπλ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός
ΑΤΚΕΝ ΤΕΧΝΙΚΗ