Η Κρήτη διαθέτει ένα από τα υψηλότερα ηλιακά δυναμικά στην Ελλάδα, δημιουργώντας ιδιαίτερα ευνοϊκές συνθήκες για την αξιοποίηση της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας. Πόση ενέργεια όμως παράγουν στην πράξη τα φωτοβολταϊκά που λειτουργούν στο νησί και πόσο μεταβάλλεται η παραγωγή τους μέσα στο έτος και από χρονιά σε χρονιά; Τα πραγματικά δεδομένα από εγκαταστάσεις που λειτουργούν επί σειρά ετών μπορούν να δώσουν μια ιδιαίτερα χρήσιμη εικόνα. Στόχος της παρούσας ανάλυσης είναι να παρουσιαστεί η παραγωγή φωτοβολταϊκών συστημάτων στην Κρήτη και να εξεταστούν η εποχική και χρονική μεταβολή της, καθώς και οι διαφορές μεταξύ συστημάτων σταθερής στήριξης, συστημάτων με ιχνηλάτες και φωτοβολταϊκών του Ειδικού Προγράμματος (ΦΒ σε στέγες). Τα αποτελέσματα μπορούν να αποτελέσουν ένα χρήσιμο σημείο αναφοράς για όσους ενδιαφέρονται για την ενεργειακή παραγωγή τέτοιων συστημάτων.
Η ανάλυση βασίζεται σε διαφορετικές ομάδες δεδομένων της Δημόσιας Επιχείρησης Ηλεκτρισμού (ΔΕΗ), του Διαχειριστή του Ελληνικού Δικτύου Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΔΕΔΔΗΕ) και του Διαχειριστή ΑΠΕ & Εγγυήσεων Προέλευσης (ΔΑΠΕΕΠ) για φωτοβολταϊκά συστήματα εγκατεστημένα στην Κρήτη. Η πρώτη ομάδα καλύπτει την περίοδο από το 2011 έως τον Μάιο του 2022 και περιλαμβάνει τόσο συστήματα σταθερής στήριξης όσο και συστήματα με ιχνηλάτες. Από τον Δεκέμβριο του 2012 αναφέρεται ότι στα συγκεκριμένα στοιχεία δεν περιλαμβάνονται τα φωτοβολταϊκά του Ειδικού Προγράμματος (Στέγες), ενώ από τον Μάρτιο του 2017 δεν περιλαμβάνονται και τα φωτοβολταϊκά του Net-Metering. Η δεύτερη ομάδα δεδομένων καλύπτει την περίοδο 2014–2021 και περιλαμβάνει ετήσια στοιχεία εγκατεστημένης ισχύος και παραγόμενης ενέργειας, με διακριτή καταγραφή των συστημάτων σταθερής στήριξης και των συστημάτων με ιχνηλάτες. Τα δεδομένα αφορούν σε εγκαταστάσεις σε διαφορετικές περιοχές της Κρήτης.
Η ειδική ενεργειακή παραγωγή ή Final Yield (Yf) εκφράζει την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται ανά μονάδα εγκατεστημένης ισχύος και υπολογίζεται από τη σχέση Yf=E/Pp, όπου (E) είναι η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια και Pp, η εγκατεστημένη ονομαστική ισχύς. Η παράμετρος εκφράζεται συνήθως σε kWh/kWp. Ο παρακάτω πίνακας (Πίνακας 1) παρουσιάζει την ετήσια ηλιακή ενέργεια στο οριζόντιο επίπεδο (κλίση=0ο), στη βέλτιστη κλίση, σύμφωνα με την ελεύθερη βάση δεδομένων PVGIS, καθώς και την αναμενόμενη παραγωγή ενέργειας ΦΒ συστήματος σταθερής στήριξης με τη βέλτιστη κλίση, ονομαστικής ισχύος 1 kWp.
Πίνακας 1 Τυπικές τιμές ηλιακής ενέργειας και ΦΒ παραγωγής
| Τοποθεσία | Ετήσια ηλιακή1 ενέργεια (kWh/m2) | Ετήσια ηλιακή2 ενέργεια (kWh/m2) | E (kWh)3 |
| Χανιά | 1835 | 2019 | 1514 |
| Ρέθυμνο | 1803 | 1974 | 1481 |
| Ηράκλειο | 1879 | 2067 | 1550 |
| Σητεία | 1812 | 1977 | 1483 |
| Μοίρες | 1948 | 2165 | 1624 |
| Ιεράπετρα | 1986 | 2216 | 1662 |
| 1Στο οριζόντιο επίπεδο, 2Στη βέλτιστη κλίση, 3Παραγωγή με Pp=1kW και Λόγο Επίδοσης 0.75 | |||
Δεδομένα ΦΒ Συστημάτων κατά την περίοδο 2011-2022
Τα δεδομένα αυτής της περιόδου περιλαμβάνουν μηνιαίες τιμές εγκατεστημένης ισχύος και ενέργειας από ΦΒ συστήματα σταθερής στήριξης καθώς και από συστήματα που αξιοποιούν ιχνηλάτες για την αύξηση της παραγωγής. Το γράφημα αποτυπώνει τη χρονική εξέλιξη των διασυνδεδεμένων ΦΒ συστημάτων στην Κρήτη και όπως φαίνεται, η ισχύς σταθεροποιείται
πρακτικά στα 78,30 MWp από το Σεπτέμβριο του 2013 και εφεξής. Η μέση ημερήσια ειδική ενεργειακή παραγωγή ανέρχεται 4,82 kWh/kWp λαμβάνοντας υπόψη τα δεδομένα από το 2013 έως και τον Μάιο του 2022. Συνεπώς, η ετήσια τιμή της παραμέτρου Yf ανέρχεται σε 1761 kWh/kWp και είναι υψηλότερη, κατά 6%, από αυτή των 1662 kWh/kWp που συναντάμε στα λοιπά Μη Διασυνδεδεμένα Νησιά. Ο λόγος μεταξύ μέγιστης και ελάχιστης μηνιαίας ειδικής ενεργειακής παραγωγής ανέρχεται σε σχεδόν 2,6 (Yf_Ιουλίου/Yf_Δεκεμβρίου). Η σχετική τυπική απόκλιση τους μήνες Φεβρουάριο, Μάρτιο και Νοέμβριο κυμαίνεται μεταξύ 10-14% ενώ τους υπόλοιπους μήνες είναι μικρότερη από 10%.
Ιδιαίτερα, από τον Μάιο έως και τον Αύγουστο η σχετική τυπική απόκλιση είναι μικρότερη από 4%, γεγονός που δείχνει ότι η ειδική ενεργειακή παραγωγή παρουσιάζει σχετικά μικρές μεταβολές κατά τους θερινούς μήνες σε βάθος δεκαετίας.
ΦΒ Συστήματα με σταθερή στήριξη και ιχνηλάτες: Τι δείχνουν τα δεδομένα της περιόδου 2014-2021
Ειδικότερα, για το διάστημα 2014-2021 είναι διαθέσιμα δεδομένα εγκατεστημένης ΦΒ ισχύος και παραγόμενης ενέργειας σε ετήσια βάση με διάκριση μεταξύ συστημάτων σταθερής στήριξης και συστημάτων με ιχνηλάτες. Ο παρακάτω πίνακας (Πίνακας 2) αποτυπώνει τη συμμετοχή των ΦΒ συστημάτων σταθερής στήριξης τόσο στη συνολική εγκατεστημένη ισχύ όσο και στη συνολικά παραγόμενη ενέργεια. Για τα έτη 2011-2013 δεν είναι διαθέσιμα επιμέρους στοιχεία των ΦΒ συστημάτων ανάλογα με τον τρόπο στήριξης. Τα υφιστάμενα δεδομένα δείχνουν ότι το 56% της ΦΒ ισχύος αφορά σε συστήματα σταθερής στήριξης τα οποία παράγουν το 49% της ενέργειας, κατά μέσο όρο σε βάθος οκταετίας. Συνεπώς, τα ΦΒ συστήματα με ιχνηλάτες, αν και λιγότερα σε ισχύ (44%), παράγουν, σχεδόν, το 51% της συνολικής ενέργειας. Η μέση ενεργειακή παραγωγή, από συστήματα σταθερής στήριξης, ανέρχεται σε 68,0 GWh (2014-2020) ενώ η μέση ενεργειακή παραγωγή, από συστήματα με ιχνηλάτες, ανέρχεται σε 69,7 GWh. Η σχετική απόκλιση από τη μέση τιμή κυμαίνεται σε χαμηλά επίπεδα (<2,5%).
Πίνακας 2 Βασικά στοιχεία ΦΒ συστημάτων
| Ετος | Συνολική Ισχύς (MWp) | Συνολική ενέργεια (GWh) | Ποσοστό ισχύος ΦΒ σταθερής στήριξης | Ποσοστό ενέργειας ΦΒ σταθερής στήριξης |
| 2011 | 57,84* | 83,9 | – | – |
| 2012 | 74,08* | 124,8 | – | – |
| 2013 | 78,30* | 145,4 | – | – |
| 2014 | 78,29 | 139,4 | 55,5% | 49,5% |
| 2015 | 78,29 | 137,7 | 55,5% | 49,4% |
| 2016 | 78,29 | 143,2 | 55,5% | 49,4% |
| 2017 | 78,29 | 140,0 | 55,5% | 49,3% |
| 2018 | 78,29 | 134,9 | 55,5% | 49,7% |
| 2019 | 78,29 | 134,8 | 55,5% | 49,2% |
| 2020 | 78,29 | 134,2 | 55,5% | 49,1% |
| 2021 | 78,29 | 134,5 | 55,5% | 49,0% |
| *Τιμές ισχύος κατά το μήνα Δεκέμβριο εκάστου έτους. Δεδομένα 11/2021 και 12/2021 από τον Διαχειριστή ΑΠΕ & Εγγυήσεων Προέλευσης. | ||||
Όπως φαίνεται από τον επόμενο πίνακα (Πίνακας 3), η ειδική ενεργειακή παραγωγή για ΦΒ συστήματα σταθερής στήριξης ανέρχεται σε 1570 kWh/kWp, ενώ για συστήματα με ιχνηλάτες ανέρχεται σε 2000 kWh/kWp. Η μέση τιμή της παραμέτρου Yf και για τους δύο τύπους συστημάτων φτάνει τις 1760 kWh/kWp. Σε όλες τις τιμές, η σχετική τυπική απόκλιση είναι αρκετά μικρή και δεν ξεπερνά το 2,4%. Όπως προκύπτει από τον ίδιο πίνακα, τα ΦΒ συστήματα με ιχνηλάτες παράγουν περί το 27% περισσότερη ενέργεια από τα συστήματα με σταθερή στήριξη. Η διαφορά αυτή αφορά στις συγκεκριμένες ομάδες εγκαταστάσεων και δεν πρέπει να θεωρείται ως γενικό κέρδος συστημάτων με ιχνηλάτες. Η τιμή των 1570 kWh/kWp αποτελεί μια ενδεικτική τιμή για ΦΒ συστήματα με σταθερή στήριξη στην Κρήτη. Όμως για συστήματα με ιχνηλάτες δεν μπορούμε να πούμε κάτι αντίστοιχο αφού στα δεδομένα περιλαμβάνονται συστήματα και μονού και διπλού άξονα. Ενδεικτικά αναφέρουμε ότι το ενεργειακό κέρδος συστημάτων διπλού άξονα σε σχέση με συστήματα σταθερής κλίσης ανέρχεται, περίπου, στο 35% σε περιοχές της Κρήτης (θεωρητικός υπολογισμός).
Πίνακας 3 Ετήσιες τιμές της Ειδικής Ενεργειακής Παραγωγής
| Έτος | Yf
ΦΒ σταθερής στήριξης |
Yf
ΦΒ με ιχνηλάτες |
Yf
Μέση τιμή |
| 2014 | 1590 | 2020 | 1780 |
| 2015 | 1570 | 2000 | 1760 |
| 2016 | 1630 | 2080 | 1830 |
| 2017 | 1590 | 2040 | 1790 |
| 2018 | 1540 | 1950 | 1720 |
| 2019 | 1530 | 1960 | 1720 |
| 2020 | 1520 | 1960 | 1710 |
| Μέση τιμή | 1570 | 2000 | 1760 |
| Σχετική απόκλιση | 2,3% | 2,2% | 2,3% |
| Όλες οι τιμές έχουν στρογγυλοποιηθεί στην πλησιέστερη δεκάδα για λόγους απλότητας. | |||
ΦΒ Συστήματα σε στέγες: Τι δείχνουν τα δεδομένα
Δεδομένα του Ειδικού Προγράμματος (ΦΒ σε στέγες) είναι διαθέσιμα από το 2013, όμως για την Κρήτη το διάστημα περιορίζεται ακόμα περισσότερο από το 2017 έως το 2021. Η μειωμένη παραγωγή το 2021 οφείλεται στο γεγονός ότι η Κρήτη εντάχθηκε στο διασυνδεδεμένο σύστημα από 1 Νοεμβρίου 2021 και συνεπώς, δεν έχουν συνυπολογιστεί τα δεδομένα ισχύος και παραγωγής ενέργειας των μηνών Νοεμβρίου και Δεκεμβρίου 2021. Η μέση τιμή της ειδικής ενεργειακής παραγωγής ανέρχεται σε 1470 kWh/kWp και είναι κατά 6,3% χαμηλότερη από αυτή των ΦΒ με σταθερή στήριξη. Η χαμηλότερη ειδική ενεργειακή παραγωγή των συστημάτων του Ειδικού Προγράμματος δεν μπορεί να αποδοθεί σε έναν συγκεκριμένο παράγοντα με βάση τα διαθέσιμα στοιχεία. Ενδέχεται να σχετίζεται, μεταξύ άλλων, με διαφορετικούς προσανατολισμούς και κλίσεις των φωτοβολταϊκών πλαισίων, με τοπικές σκιάσεις από γειτονικά κτίρια ή άλλες κατασκευές, καθώς και με διαφορετικά χαρακτηριστικά των εγκαταστάσεων. Για τον ακριβή προσδιορισμό των αιτιών θα απαιτούνταν αναλυτικότερα δεδομένα για κάθε εγκατάσταση.
Πίνακας 4 Βασικά στοιχεία ΦΒ ειδικού προγράμματος (Στέγες)
| Ετος | Συνολική Ισχύς (MWp) | Συνολική ενέργεια (GWh) | Ετήσια Yf (kWh/kWp) |
| 2014 | – | – | – |
| 2015 | – | – | – |
| 2016 | – | – | – |
| 2017 | 17,37 | 26,4 | 1517 |
| 2018 | 17,39 | 26,2 | 1507 |
| 2019 | 17,40 | 24,8 | 1427 |
| 2020 | 17,40 | 24,9 | 1434 |
| 2021 | 17,40 | 22,1* | 1270 |
| *Δεν περιλαμβάνονται δεδομένα παραγωγής των μηνών 11/2021 και 12/2021 λόγω ένταξης της Κρήτης στο διασυνδεδεμένο σύστημα από 1/11/2021. | |||
Τι δείχνουν συνολικά τα δεδομένα
Η ανάλυση των πραγματικών στοιχείων παραγωγής αναδεικνύει το υψηλό ενεργειακό δυναμικό των φωτοβολταϊκών στην Κρήτη. Για τα έτη 2014–2020, η μέση ειδική ενεργειακή παραγωγή των φωτοβολταϊκών σταθερής στήριξης διαμορφώνεται περίπου στις 1570 kWh/kWp, ενώ για τα συστήματα με ιχνηλάτες φτάνει περίπου τις 2000 kWh/kWp. Στα διαθέσιμα δεδομένα, επομένως, οι ιχνηλάτες εμφανίζουν κατά μέσο όρο περίπου 27% υψηλότερη παραγωγή ανά εγκατεστημένο kWp. Η διαφορά αυτή δεν πρέπει να ερμηνεύεται ως ένα γενικό και εγγυημένο ενεργειακό όφελος 27% για κάθε εγκατάσταση με ιχνηλάτες. Τα δεδομένα αφορούν σε διαφορετικές ομάδες φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων, οι οποίες βρίσκονται σε διαφορετικές περιοχές της Κρήτης και λειτουργούν υπό διαφορετικές συνθήκες. Επιπλέον, στην κατηγορία των ιχνηλατών περιλαμβάνονται συστήματα διαφορετικών τεχνολογιών. Η σύγκριση αποτυπώνει, επομένως, τη συμπεριφορά των συγκεκριμένων εγκαταστάσεων που περιλαμβάνονται στα διαθέσιμα στοιχεία.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η σχετικά μικρή μεταβολή της ετήσιας ειδικής ενεργειακής παραγωγής από έτος σε έτος. Για την περίοδο 2014–2020 η σχετική τυπική απόκλιση βρίσκεται περίπου στο 2–2,4%, τόσο για τα συστήματα σταθερής στήριξης όσο και για εκείνα με ιχνηλάτες. Παρά τις μεταβολές των μετεωρολογικών συνθηκών μεταξύ των ετών, η συνολική ετήσια παραγωγή ενός μεγάλου αριθμού εγκαταστάσεων εμφανίζεται, επομένως, αρκετά σταθερή σε βάθος χρόνου.
Οι παραπάνω τιμές μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως σημεία αναφοράς για την πραγματική παραγωγή φωτοβολταϊκών στην Κρήτη, όχι όμως ως πρόβλεψη για μια συγκεκριμένη εγκατάσταση. Η παραγωγή ενός φωτοβολταϊκού εξαρτάται από την περιοχή, τη διαθέσιμη ηλιακή ακτινοβολία, τον προσανατολισμό και την κλίση των πλαισίων, τις σκιάσεις, τη θερμοκρασία λειτουργίας, τον χρησιμοποιούμενο εξοπλισμό, τις απώλειες του συστήματος και τη διαθεσιμότητά του. Για ακριβέστερη αξιολόγηση μιας συγκεκριμένης εγκατάστασης απαιτούνται, εκτός από τα δεδομένα παραγωγής, και αντίστοιχα δεδομένα της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας.
Σημείωση για τα δεδομένα: Τα στοιχεία εγκατεστημένης ισχύος και παραγόμενης ενέργειας που χρησιμοποιούνται στην παρούσα ανάλυση προέρχονται από δημοσιευμένα στοιχεία της ΔΕΗ, του ΔΕΔΔΗΕ και του ΔΑΠΕΕΠ. Οι υπολογισμοί, η επεξεργασία και η παρουσίαση των δεδομένων πραγματοποιήθηκαν για τις ανάγκες του παρόντος άρθρου. Τα στοιχεία αφορούν στις συγκεκριμένες χρονικές περιόδους που εξετάζονται και δεν αποτυπώνουν τη σημερινή συνολική εγκατεστημένη φωτοβολταϊκή ισχύ της Κρήτης.
Φώτης Μαυροματάκης
Διευθυντής Εργαστηρίου Ενεργειακών και Φωτοβολταϊκών Συστημάτων
Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Ελληνικό Μεσογειακό Πανεπιστήμιο
https://ece.hmu.gr/
