[1]

60 ΓΕΛ ΛΑΜΙΑΣ

ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΤΑΞΗ Α΄ - ΤΜΗΜΑ 30

Σχολ. έτος 2016 – 2017 - Β΄Τετράμηνο

[2]

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Ι. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Πυρηνική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που απελευθερώνεται όταν

μετασχηματίζονται ατομικοί πυρήνες. Είναι δηλαδή η δυναμική ενέργεια που είναι

εγκλωβισμένη στους πυρήνες των ατόμων λόγω της αλληλεπίδρασης των σωματιδίων

που τα συνιστούν. Η πυρηνική ενέργεια απελευθερώνεται κατά

τη σχάση ή σύντηξη των πυρήνων και εφόσον οι πυρηνικές αντιδράσεις είναι

ελεγχόμενες μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καλύψει ενεργειακές ανάγκες.

Πυρηνική ενέργεια για μη στρατιωτικούς σκοπούς:

Σε έναν τυπικό πυρηνικό αντιδραστήρα για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ο

πυρήνας του αντιδραστήρα αποτελείται από 80 με 100 τόνους ουρανίου σε παραπάνω

από 30.000 ράβδους καυσίμων. Οι ράβδοι καυσίμων αποδίδουν τη θερμότητα που

παράγουν στο νερό, σε μια σειρά ατμοπαραγωγών ή άμεσα. Ο ατμός συνεχίζει την

πορεία του για την κίνηση ατμοστροβίλων (τουρμπίνες) που συνδέονται με μια

ηλεκτρική γεννήτρια. Ακολουθεί ψύξη του κορεσμένου ατμού που εξέρχεται από τους

ατμοστροβίλους, ο οποίος συμπυκνώνεται και διοχετεύεται και πάλι στο σύστημα. Ο

διαχωρισμός του νερού ψύξης σε δακτυλίους συμβάλει στην ελαχιστοποίηση του

ρίσκου να φτάσει το μολυσμένο νερό στο περιβάλλον. Οι μεγάλες ποσότητες ατμού

που βλέπουμε να εξέρχονται από τους πύργους ψύξης προέρχονται από κύκλωμα

νερού ψύξης που είναι ανεξάρτητο από το σύστημα ατμοπαραγωγής.

Όταν ο πυρήνας ενός ατόμου ουρανίου βομβαρδίζεται από ένα νετρόνιο, προκαλείται «σχάση» απελευθερώνοντας ενέργεια και δύο νετρόνια που προκαλούν τη σχάση δύο πρόσθετων πυρήνων

ουρανίου

[3]

ΙΙ. Η ΔΙΑΔΟΣΗ ΤΩΝ ΠΥΡΗΝΙΚΩΝ ΣΗΜΕΡΑ

Σήμερα 31 χώρες διαθέτουν συνολικά 439 πυρηνικούς αντιδραστήρες σε λειτουργία παράγοντας το 14% του ηλεκτρισμού του κόσμου. Η Γαλλία, χάρη στους 58 αντιδραστήρες της αναδεικνύεται πρωταθλήτρια στον τομέα (ποσοστό ενεργειακής κάλυψης 78%). Για να τους «κινήσει» καταναλώνει περίπου 10.000 τόνους ουρανίου καυσίμου το χρόνο. Σήμερα σε όλο τον κόσμο κατασκευάζονται γύρω στους 64 αντιδραστήρες, οι 26 εκ των οποίων στην Κίνα, με δεύτερη τη Ρωσία με 10, και τρίτη την Ινδία με 6. Αρκετές ακόμα χώρες διαθέτουν πυρηνικούς αντιδραστήρες μικρής ισχύος για ερευνητικούς σκοπούς. Ανάμεσά τους η Ελλάδα με τον αντιδραστήρα ισχύος 5ΜW στο Κέντρο Έρευνας «Δημόκριτος».

Οι μεγαλύτεροι παραγωγοί πυρηνικής ενέργειας:

Χώρα TWh % παραγωγής

ΗΠΑ 811 29,2

Γαλλία 452 16,3

Ιαπωνία 305 11,0

Γερμανία 163 5,9

Ρωσία 149 5,4

Ν.Κορέα 147 5,3

Καναδάς 92 3,3

Ουκρανία 89 3,2

Μ.Βρετανία 82 3,0

Σουηδία 72 2,6

ΙΙΙ. IΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Έναντι άλλων πηγών ενέργειας, η πυρηνική ενέργεια είναι ένας πολύ νέος τρόπος που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας. Περίπου στη δεκαετία του ’30 οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ο πυρήνας ενός ατόμου αποτελείται από σωματίδια που τα ονόμασαν πρωτόνια και νετρόνια. Μερικά χρόνια αργότερα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ο πυρήνας ενός ατόμου θα μπορούσε να διαχωριστεί με το βομβαρδισμό του από ένα νετρόνιο διαδικασία την οποία ονομάζουμε σχάση. Σύντομα συνειδητοποίησαν ότι τεράστια ποσά ενέργειας θα μπορούσαν να παραχθούν από την πυρηνική σχάση. Κάτω από το σκοτεινό σύννεφο του δεύτερου παγκόσμιου πολέμου η πυρηνική διάσπαση χρησιμοποιήθηκε αρχικά για την κατασκευή βόμβας. Μετά από τον πόλεμο, η πυρηνική διάσπαση χρησιμοποιήθηκε για να παραγάγει ηλεκτρική ενέργεια. Σήμερα χρησιμοποιείται από πολλές χώρες στον κόσμο για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος π.χ. η Γαλλία στηρίζει κατά 78% της παραγωγής της στα πυρηνικά εργοστάσια. Στις 16 Σεπτεμβρίου του 1954 ο Lewis Strauss, ο πρόεδρος της Αμερικάνικης επιτροπής Ατομικής ενέργειας, στάθηκε μπροστά σε ακροατήριο επιστημόνων στη Νέα Υόρκη και με σιγουριά τους διαβεβαίωσε ότι τα παιδιά τους θα απολάμβαναν την

[4]

ηλεκτρική ενέργεια, υπερβολικά φτηνή, με μηδαμινό κόστος. Η πρώτη εργαστηριακή πυρηνική σχάση επιτεύχθηκε από τους φυσικούς Ότο Χαν και Λίζα Μάιτνερ, το 1938 στο Βερολίνο. Οι δυο τους "βομβάρδισαν" ουράνιο με νετρόνια, σε μια προσπάθεια να το μετατρέψουν στο άγνωστο τότε στοιχείο με ατομικό αριθμό 93 (το ουράνιο έχει Α.Α. 92 και η προσθήκη στον πυρήνα του ενός νετρονίου θα έπρεπε, όπως είχε ήδη διαπιστωθεί ότι συνέβαινε με ελαφρύτερα στοιχεία, να το μετασχηματίσει σε ένα νέο στοιχείο με ένα πρωτόνιο παραπάνω). Το παραγόμενο όμως στοιχείο είχε ιδιότητες πολύ διαφορετικές από τις αναμενόμενες (για ένα βαρύ στοιχείο με Α.Α. 93), γεγονός ανεξήγητο για τους δύο επιστήμονες. Εκείνη την περίοδο η Μάιτνερ λόγω της εβραϊκής καταγωγής της υποχρεώθηκε να εγκαταλείψει το Βερολίνο και ο Χαν συνέχισε τα πειράματά του με τον επίσης γερμανό φυσικό Φριτζ Στάεσμαν. Σύντομα οι τρεις (η Μάιτνερ εξόριστη στη Σκανδιναβία) κατέληξαν σε ένα πολύ τολμηρό συμπέρασμα: Το παραγόμενο στοιχείο με τις αναπάντεχες ιδιότητες ήταν βάριο, που έχει Α.Α. μόλις 56. Αυτό σήμαινε ότι με κάποιο τρόπο η προσθήκη νετρονίου στον πυρήνα του ουρανίου προκαλούσε τη "σχάση" του, όπως ονόμασε τη διαδικασία η Μάιτνερ, σε δύο στοιχεία: Το Βάριο που ήδη ήταν γνωστό και ένα ακόμα στοιχείο (το οποίο αργότερα ονομάστηκε τεχνήτιο, ) με Ατομικό Αριθμό (Α.Α) Ζ=43, απελευθερώνοντας μάλιστα τεράστια ποσά ενέργειας. Εκείνο όμως που έκανε ακόμα πιο ενδιαφέρουσα την ανακάλυψη, ήταν η απελευθέρωση (με τη σχάση) δύο νετρονίων, παρέχοντας τη δυνατότητα για μια αλυσιδωτή αντίδραση. Έτσι, τα δύο νετρόνια που απελευθερώνονται κατά τη σχάση του πυρήνα Ουρανίου προκαλούν τη σχάση δύο πρόσθετων πυρήνων Ουρανίου, απελευθερώνοντας 4 νετρόνια που με τη σειρά τους προκαλούν τη σχάση τεσσάρων πυρήνων κοκ. Με τον τρόπο αυτό μια ελάχιστη ποσότητα Ουρανίου μπορεί να απελευθερώσει με την αλυσιδωτή σχάση της ένα γιγαντιαίο ποσό ενέργειας, που -όπως έγινε σύντομα κατανοητό- είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί είτε για ειρηνικούς σκοπούς (την κάλυψη ενεργειακών αναγκών) είτε για την κατασκευή πυρηνικών βομβών. IV. ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ Έναντι άλλων πηγών ενέργειας, η πυρηνική ενέργεια είναι ένας πολύ νέος τρόπος που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας. Η ακτινοβόλος ενέργεια είναι ενέργεια που ταξιδεύει σε κύματα. Το φως είναι ένας τύπος ακτινοβόλου ενέργειας (ραδιενέργειας) που χρησιμοποιούμε συνεχώς. Άλλοι τύποι είναι ισχυρότεροι, όπως οι ακτίνες X και η ακτινοβολία που εκπέμπεται όταν διαχωρίζονται τα άτομα ουράνιου. Οι φυσικές πηγές ραδιενέργειας περιλαμβάνουν τις κοσμικές ακτίνες και τα διάφορα

[5]

στοιχεία. Ραδιενέργεια προκαλούμενη από τον άνθρωπο είναι ο ακτίνες Χ, οι ανιχνευτές καπνού, οι τηλεοπτικοί δέκτες κ.α. Τα πολύ μικρά ποσά ακτινοβολίας όπως αυτά της τηλεόρασης είναι αβλαβή. Οι γιατροί χρησιμοποιούν μερικές φορές τη ραδιενέργεια για να θεραπεύσουν τους ανθρώπους απ’ τον καρκίνο και άλλες ασθένειες. Τα πολύ υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας μπορούν να τραυματίσουν ή να καταστρέψουν τα κύτταρα του σώματος και μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές ασθένειες όπως ο καρκίνος, ή ακόμα και το θάνατο. Πυρηνοκίνητο πλοίο χαρακτηρίζεται το πλοίο εκείνο που χρησιμοποιεί ως μέσον πρόωσης πυρηνική ενέργεια. Αποτελεί την τελευταία εξέλιξη μέσου πρόωσης των μηχανοκινήτων πλοίων. Τα πλοία αυτά σε ειδικό διαμέρισμα μπροστά του μηχανοστασίου φέρουν πυρηνικό αντιδραστήρα τύπου PWR που θέτει σε κίνηση τις ηλεκτρομηχανές (τουρμπίνες). Σχετικές μελέτες εφαρμογής επέκτασης της πυρηνικής ενέργειας ως μέσον πρόωσης εμπορικών πλοίων ξεκίνησαν πολλές Χώρες. Η πειραματική αυτή χρήση στα εμπορικά πλοία δεν πέτυχε όμως και το τελειότερο απ΄ όλα τα παραπάνω, το αμερικανικό "Σαβάννα" αποσύρθηκε από την εκμετάλλευσή του ως "λίαν αντιοικονομικό". Αντίθετα όμως η εφαρμογή της πυρηνικής ενέργειας ως μέσον πρόωσης πολεμικών πλοίων υπήρξε μάλλον επιτυχής πλην ελαχίστων εξαιρέσεων ιδίως σε υποβρύχια και αεροπλανοφόρα για τα οποία η έννοια "ακτίνα δράσης" (δηλαδή μέγιστη απόσταση χωρίς ανεφοδιασμό) παραμένει άγνωστος. Πρώτο πυρηνοκίνητο πλοίο που ναυπηγήθηκε ήταν το αμερικανικό υποβρύχιο.

Πυρηνικό αεροπλανοφόρο Nimitz

[6]

Αυτή τη στιγμή το μεγαλύτερο πολεμικό πλοίο σε δράση στον κόσμο. Ικανό να λειτουργεί για πάνω από 20 χρόνια χωρίς ανεφοδιασμό. Ανέλαβε αποστολή το 1975, αναμένεται φέτος να αντικατασταθεί από το ακόμη μεγαλύτερο αεροπλανοφόρο Gerald R. Ford. Αμερικανικό Ναυτικό. Μήκος: 333 μ. Εκτόπισμα: 100.000 τόνοι Μέγιστη ταχύτητα: 30 κόμβοι Πλήρωμα: 5.000 άτομα Οπλα: 85-90 βομβαρδιστικά/ μαχητικά αεροσκάφη, αμυντικά πυραυλικά συστήματα

Πυρηνικό αεροπλανοφόρο Charles de Gaulle

Είναι το μεγαλύτερο πολεμικό πλοίο στη δυτική Ευρώπη και το μοναδικό πυρηνοκίνητο εκτός ΗΠΑ. Κατασκευάστηκε το 1993 Γαλλικό ναυτικό Μήκος: 261 μ. Εκτόπισμα: 42.000 τόνοι Μέγιστη ταχύτητα: 32 κόμβοι Πλήρωμα: 1.950 άτομα Οπλα: 40 αεροσκάφη, αμυντικά πυραυλικά συστήματα

V. Τα τρία μεγαλύτερα πυρηνικά ατυχήματα στη σύγχρονη ιστορία H ρίψη της ατομικής βόμβας στη Χιροσίμα στις 6 Αυγούστου 1945 και στο Ναγκασάκι, τρεις ημέρες αργότερα, ήταν μόνο η αρχή του πυρηνικού εφιάλτη. Οι φρικιαστικές συνέπειες της διαρροής πυρηνικών, συνεχίζονται μέχρι σήμερα, με τελευταίο παράδειγμα τη διαρροή στο πυρηνικό εργοστάσιο της Φουκουσίμα τον Μάρτιο του 2011. 1.Τσέρνομπιλ (επιπέδου 7) Θεωρείται η χειρότερη πυρηνική τραγωδία στην ιστορία, καθώς σημειώθηκε 400 φορές περισσότερη ραδιενεργός κατακρήμνιση στην ατμόσφαιρα από την ατομική βόμβα στην Χιροσίμα. Τα ξημερώματα της 26ης Απριλίου 1986, οι εργαζόμενοι στον πυρηνικό σταθμό «Βλαντιμίρ Ίλιτς Λένιν», στο

[7]

Τσέρνομπιλ της Ουκρανίας, άρχισαν τις προγραμματισμένες εργασίες για ένα πείραμα, που σκοπό είχε να ελέγξει τα συστήματα ασφαλείας. Στο πλαίσιο του εν λόγω πειράματος, οι τεχνικοί έκλεισαν τα αυτόματα συστήματα ρύθμισης της ισχύος της τέταρτης μονάδας του σταθμού, καθώς και τα συστήματα ασφαλείας, αφήνοντας ωστόσο τον αντιδραστήρα να λειτουργεί με το 7% της ισχύος του. Στη 1:23 το πρωί, η αλυσιδωτή αντίδραση στον τέταρτο αντιδραστήρα προκάλεσε διαδοχικές εκρήξεις, οι οποίες τίναξαν στον αέρα το ατσάλινο κάλυμμα του αντιδραστήρα, βάρους χιλίων τόνων. Τεράστιες ποσότητες ραδιενεργού υλικού σκορπίστηκαν στον αέρα, μέσω του οποίου μεταφέρθηκε στις γύρω περιοχές με ταχείς ρυθμούς. Δύο ημέρες μετά, σουηδικοί σταθμοί παρατήρησης άρχισαν να καταγράφουν υψηλά επίπεδα ραδιενέργειας. Παρότι η σοβιετική κυβέρνηση αποπειράθηκε αρχικώς να συγκαλύψει το γεγονός, αναγκάστηκε να παραδεχθεί ότι υπήρξε ένα «μικρό ατύχημα». Επί δέκα ημέρες, τα φλεγόμενα πυρηνικά καύσιμα απελευθέρωναν στην ατμόσφαιρα εκατομμύρια ραδιενεργά στοιχεία, σε ποσότητα που αντιστοιχεί σε 200 βόμβες σαν αυτή της Χιροσίμα. Ραδιενεργός σκόνη απλώθηκε πάνω από την Ευρώπη και μέχρι το Βόρειο Πόλο. Επισήμως, 31 άνθρωποι έχασαν τη ζωή τους μετά την έκρηξη. Όμως, από το 1986 έως σήμερα έχουν χάσει τη ζωή τους περισσότεροι από 25.000 στρατιώτες και πολίτες από την Ουκρανία, τη Ρωσία, τη Λευκορωσία και άλλες Δημοκρατίες της πρώην Σοβιετικής Ένωσης, οι οποίοι εστάλησαν στις εργασίες αποκατάστασης του σταθμού. Σύμφωνα με τον ΟΗΕ, περίπου 8,4 εκατομμύρια άνθρωποι στις τρεις αυτές χώρες έχουν εκτεθεί στη ραδιενέργεια, από την οποία έχει μολυνθεί έκταση 150.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων, ίση με τη μισή έκταση της Ιταλίας. Τετρακόσιες χιλιάδες άνθρωποι εγκατέλειψαν τις εστίες τους, αλλά περίπου 6 εκατομμύρια εξακολουθούν να ζουν σε μολυσμένες ζώνες. Το μοιραίο εργοστάσιο του Τσερνομπίλ έκλεισε οριστικά το Δεκέμβριο του 2000, ύστερα από διεθνείς πιέσεις που δέχθηκε η κυβέρνηση της Ουκρανίας και υπό το φόβο νέων πιθανών εκρήξεων στους πεπαλαιωμένους αντιδραστήρες του. 2.Windscale,ΜεγάληΒρετανία Το δυστύχημα συνέβη στις 10 Οκτωβρίου 1957 στ πυρηνικό εργοστάσιο της κομητείας Cumberland, στη Βορειοδυτική Αγγλία. Πρόκειται για το πιο σοβαρό πυρηνικό ατύχημα που σημειώθηκε ση χώρα. Η φωτιά που ξέσπασε στον πυρήνα του αντιδραστήρα, οδήγησε σε περιορισμένη απελευθέρωση ραδιενέργειας. Η φωτά έκαιγε ανεξέλεγκτη για 16 ολόκληρες ώρες. Συνεπεία του ατυχήματος, η κυβέρνηση απαγόρευσε για ένα μήνα την πώληση του γάλακτος από γειτονικές

[8]

γεωργικές εκμεταλλεύσεις. Εκείνη την εποχή, η βρετανική κυβέρνηση κυκλοφόρησε μόνο πρόχειρες λεπτομέρειες του ατυχήματος, σε μια προσπάθεια να μειώσει στα μάτια του κόσμου τη σοβαρότητα του. Ο μολυσμένος αντιδραστήρας σφραγίστηκε μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1980, όταν άρχισε η εκκαθάριση.

3. Fukushima, Ιαπωνία, (το επίπεδο δεν έχει ακόμη εκτιμηθεί) O καταστροφικός σεισμός των 8,9 ρίχτερ στις 11 Μαρτίου 2011, προκάλεσε ένα μεγάλο παλιρροϊκό κύμα που έπληξε σφοδρότατα τις ακτές της ανατολικής Ιαπωνίας, επιφέροντας ανυπολόγιστες καταστροφές και σκορπώντας στο θάνατο σε δεκάδες χιλιάδες ανθρώπους. Το τσουνάμι είχε ως αποτέλεσμα την τήξη των τριών εκ των έξι

αντιδραστήρων του πυρηνικού σταθμού Φουκουσίμα‐Νταΐτσι, με αποτέλεσμα την έκλυση τεράστιων ποσοτήτων ραδιενέργειας στο περιβάλλον. Περισσότεροι από 150.000 κάτοικοι αναγκάστηκαν να εγκαταλείψουν τα σπίτια τους, Κανείς δεν ξέρει ακόμα την έκταση της καταστροφής η οποία, εξακολουθεί να υφίσταται μέχρι σήμερα. Αν και το επίπεδο το ατυχήματος θα εκτιμηθεί μετά από αρκετό καιρό, δεν είναι λίγοι εκείνοι που ισχυρίζονται ότι θα αγγίξει το υψηλότερο επίπεδο, όπως δηλαδή και το ατύχημα του Τσερνομπίλ. Πάντως, η Πυρηνική Αρχή της Ιαπωνίας αναφέρει ότι η ποσότητα του ραδιενεργού καισίου που εκλύθηκε στην ατμόσφαιρα, είναι ισοδύναμη με 168 πυρηνικές βόμβες σαν της Χιροσίμα. Κλιματικές αλλαγές Αποτρέπει ή ενισχύει το φαινόμενο του θερμοκηπίου; Η πυρηνική βιομηχανία ισχυρίζεται ότι η πυρηνική ενέργεια πρέπει να αποτελέσει μέρος της λύσης του κλιματικού προβλήματος καθώς κατά την παραγωγή της οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα είναι ελάχιστες. «Πράγματι, οι εκπομπές είναι μικρές. Αυτό δεν σημαίνει ότι δεν συμβάλλει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Ένας πυρηνικός αντιδραστήρας και όλες οι βοηθητικές μονάδες εκπέμπουν μεγαλύτερα ποσά θερμότητας στην ατμόσφαιρα από ό,τι ένα συμβατικό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας ίσης ισχύος» τονίζει ο κ. Γεράνιος. Από την πλευρά τους, οι υποστηρικτές της τονίζουν ότι με δεδομένη την αυξανόμενη ενεργειακή ζήτηση η υλοποίηση του στόχου περιορισμού των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα δεν θα είναι εφικτή χωρίς τη χρήση και της πυρηνικής ενέργειας. Κόστος Ένα από τα βασικά επιχειρήματα του πυρηνικού λόμπι είναι ότι το κόστος παραγωγής της πυρηνικής κιλοβατώρας είναιχαμηλό. «Εξαρτάται τι περιλαμβάνεται στο κόστος, το οποίο μετακυλίεται στην πυρηνική κιλοβατώρα. Δεν

[9]

υπολογίζουν τη διάλυση του παλιού αντιδραστήρα ούτε τη διαχείριση της διάλυσης - αυτά μπορεί να φθάσουν στο 50% του κόστους ενός νέου αντιδραστήρα» σημειώνει ο κ. Γεράνιος προσθέτοντας ότι έπειτα από περίπου 30 χρόνια κάθε αντιδραστήρας πρέπει να διαλυθεί και γίνεται ο ίδιος απόβλητο. Ακόμη δεν συνυπολογίζουν το υπέρογκο ποσό των ασφαλίστρων που καταβάλλονται για τη μεταφορά του φορτίου. «Αυτό το κόστος έχει υποτιμηθεί. Είναι σαν να πληρώνουμε ένα ευρώ το λίτρο της βενζίνης και να δίνουμε άλλο ένα για τη διαχείριση των ρύπων από την κατανάλωσή της» εξηγεί ο κ. Γεράνιος. Η απόσταση Τη στιγμή που ο πυρηνικός κλοιός σφίγγει γύρω από τη χώρα μας - Αλβανία, Τουρκία, Ρουμανία, Τσεχία Σλοβακία, Ουγγαρία, Αίγυπτος, Λιβύη έχουν πυρηνικούς αντιδραστήρες ή προγραμματίζουν την εγκατάστασή τους - στην Ελλάδα ανοίγει η συζήτηση αν πρέπει να μείνουμε εκτός ή να μπούμε κι εμείς στο... παιχνίδι. «Τι να συμβεί ένα ατύχημα στην Αλβανία, τι στην Ελλάδα; Η ραδιενέργεια δεν έχει σύνορα» λένε οι υποστηρικτές της ιδέας κατασκευής ενός πυρηνικού σταθμού. Οι επιπτώσεις σε μια περιοχή πολλαπλασιάζονται ανάλογα με την απόσταση που τη χωρίζει από τον πυρηνικό σταθμό. Σε απόσταση 50 χιλιομέτρων από αυτόν οι επιπτώσεις από ένα ατύχημα είναι τετραπλάσιες σε σύγκριση με μια περιοχή που βρίσκεται στα 100 χιλιόμετρα. Στην απέναντι όχθη, πολλοί υποστηρίζουν ότι η εγκατάσταση πυρηνικών αντιδραστήρων στην Ελλάδα θα διασφάλιζε ενεργειακή αυτονομία και ανεξαρτησία από τις ενεργειακές κρίσεις που εμφανίζονται ολοένα και συχνότερα διεθνώς. Ασφάλεια Η ασφάλεια των αντιδραστήρων τα τελευταία χρόνια, ειδικά μετά το δυστύχημα του Τσερνομπίλ, έχει ενισχυθεί και όσοι χρησιμοποιούν πυρηνικές κιλοβατώρες υποστηρίζουν ότι η παραγωγή τους είναι πλέον ασφαλής. «Αυτό το επικαλούνται γιατί συγκρίνουν τα πυρηνικά με τα συμβατικά ατυχήματα. Δεν είναι λάθος, αλλά δεν μπορεί να γίνει η σύγκριση. Τα συμβατικά είναι καθορισμένα σε διάρκεια, σε έκταση και σε αποτέλεσμα. Τα πυρηνικά δεν είναι, επομένως δεν μπορεί να συγκρίνονται αριθμητικά με τους άλλους κινδύνους» λέει κατηγορηματικά ο κ. Γεράνιος. Εκπομπές Ωστόσο ακόμη και σε κατάσταση ομαλής λειτουργίας, οι αντιδραστήρες μπορεί να εκπέμπουν ραδιενεργά αέρια. Μη κυβερνητικές οργανώσεις έχουν κατά καιρούς διαπιστώσει υψηλά επίπεδα ραδιενέργειας κοντά σε πυρηνικούς αντιδραστήρες. Δεν είναι τυχαίο, όπως λέει ο κ. Γεράνιος, ότι χώρες σαν τη Γερμανία προωθούν την εγκατάσταση νέων αντιδραστήρων σε άλλα κράτη (π.χ. στη Ρουμανία) και όχι στο έδαφός τους, ώστε να μπορούν να αγοράζουν με ασφάλεια φθηνό ρεύμα. Σύμφωνα με τον ίδιο, είναι αποπροσανατολιστικό να μιλούν για πράσινη, καθαρή πυρηνική ενέργεια. «Καθαρή είναι μόνο οπτικά, γιατί δεν φαίνεται. Τα αποτελέσματα από την παρουσία της ραδιενέργειας δυστυχώς φαίνονται πολύ αργά, ύστερα από δεκαετίες».

Τα πυρηνικά απόβλητα Και ένα τελευταίο, αλλά όχι έσχατο, πρόβλημα, που αναζητεί λύση. Καμία χώρα ως σήμερα δεν έχει βρει

[10]

ασφαλή τρόπο και τόπο για την αποθήκευση των ραδιενεργών καταλοίπων, λένε οι ειδικοί. Ό,τι γίνεται, είναι προσωρινό. «Το θάψιμο δεν αποτελεί λύση καθώς δεν μπορεί να εξασφαλιστεί ένα θαμμένο φορτίο για πολλές εκατοντάδες ή και χιλιάδες χρόνια - όσο δηλαδή "ζουν" τα πυρηνικά απόβλητα» υποστηρίζει ο κ. Γεράνιος. ΔΕΗ και κυβέρνηση συζήτηση για την εγκατάσταση πυρηνικών μονάδων στην Ελλάδα είχε ανοίξει πρώτη φορά στα τέλη του Ιανουαρίου. Σε έκθεση της ΔΕΗ αναφερόταν ότι «υποψήφιες θερμοηλεκτρικές μονάδες για την περαιτέρω ανάπτυξη του συστήματος παραγωγής είναι νέες λιγνιτικές μονάδες (Ελασσόνα, Δράμα), μονάδες φυσικού αερίου, ανθρακικές, πετρελαϊκές ή και πυρηνικές μονάδες». Μετά τη δημοσιοποίηση του θέματος η επιχείρηση σε ανακοίνωσή της ανέφερε ότι «σε κανένα απολύτως υπηρεσιακό επίπεδο δεν υπάρχει σχέδιο ή εισήγηση σχετικά με την ανάπτυξη ηλεκτροπαραγωγής με πυρηνική ενέργεια». Δεν αποκλείεται όμως να υπάρχουν σχέδια σε πολιτικό επίπεδο. Σε δημοσιεύματα που ακολούθησαν υπήρχαν πληροφορίες, οι οποίες δεν διαψεύστηκαν, για απόρρητη εισήγηση στην ελληνική κυβέρνηση στην οποία αναφερόταν ότι θα έπρεπε η Ελλάδα να προετοιμαστεί για τη χρήση της πυρηνικής ενέργειας. Αλλωστε και ο ίδιος ο Πρωθυπουργός δεν φαίνεται να είναι αντίθετος με τη χρήση της.

Παράδειγμα υπολογισμού παραγωγής ενέργειας από ποσότητα ουρανίου

Παράδειγμα: 1 νοικοκυριό στη περιοχή της Λαμίας έχει μέσο όρο λογαριασμό 2600

ΚWh. Άρα σε 1 μήνα καταναλώνει 2600 KWh/4=650 ΚWh

H Λαμία έχει περίπου 80.000 κατοίκους άρα 20.000 νοικοκυριά

Σε 1 μήνα η Λαμία ολική κατανάλωση ενέργειας στην Λαμία

Εολ = 650 * 30.000 kwh = 65∙10∙3∙104 = 195∙105 kwh = 195∙105∙103 Wh = 195∙108

(Αλλά 1 Wh = 1W∙1h = 1 Joule/Sec∙3600 sec = 3.600 Joule)

Οπότε η Εολ γίνεται:

Εολ = 195∙108∙36∙102 = 70∙20∙1010 Joule

Άρα Εολ =14∙1012 Joule

Σύμφωνα με την θεωρία της σχετικότητας E=mc2

Άρα ισχύει: Εολ=mουρανίου ∙ mουρανίου c2

mουρανίου = Eoλ / c2

mουρανίου = 14 ∙1012 / 300.000km/sec

[11]

mουρανίου= 14 ∙1012 / 9∙1016 kg

mουρανίου= 0.47 gr και ισχύει ότι ο συντελεστής για την μετατροπή του ορυκτού σε καθαρό ουράνιο είναι 0,23%

mορυκτού ουρανίου ∙ 0,23%= 0,47gr

mορυκτού ουρανίου=0,47∙100/0.23 gr≈204,3gr

VI. Συμπεράσματα Πυρηνική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που απελευθερώνεται όταν

μετασχηματίζονται ατομικοί πυρήνες. Σε έναν τυπικό πυρηνικό αντιδραστήρα για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ο πυρήνας του

αντιδραστήρα αποτελείται από 80 με 100 τόνους ουρανίου σε παραπάνω από 30.000 ράβδους καυσίμων.

Σήμερα 31 χώρες διαθέτουν συνολικά 439 πυρηνικούς αντιδραστήρες σε λειτουργία Έναντι άλλων πηγών ενέργειας, η πυρηνική ενέργεια είναι ένας πολύ νέος τρόπος που

χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας.

Έναντι άλλων πηγών ενέργειας, η πυρηνική ενέργεια είναι ένας πολύ νέος τρόπος που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενέργειας.

Τσέρνομπιλ

Windscale,ΜεγάληΒρετανία Fukushima, Ιαπωνία Τα υπέρ και τα κατά της πυρηνικής ενέργειας Πράσινη, φθηνή, ασφαλή, καθαρή χαρακτηρίζουν πολλοί την πυρηνική ενέργεια. Λένε ότι

είναι το μέλλον, η λύση στην ενεργειακή κρίση, η απάντηση στις κλιματικές αλλαγές. Αυτά ισχυρίζεται με επιχειρήματα το πυρηνικό λόμπι και όσοι το στηρίζουν. Στην απέναντι όχθη περιβαλλοντολόγοι και οικολογικές οργανώσεις αντιτείνουν ότι η πυρηνική ενέργεια «δεν είναι η λύση, αλλά ένα ακόμη πρόβλημα». Ο αναπληρωτής καθηγητής του τομέα Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων του Πανεπιστημίου Αθηνών κ. Θανάσης Γεράνιος παίρνει μέρος στη συζήτηση που έχει ανοίξει για την πυρηνική ενέργεια και απαντά στα επιχειρήματα όσων προωθούν την κατασκευή πυρηνικών σταθμών στην Ελλάδα.

[12]

XHMIKH ΕΝΕΡΓΕΙΑ

ΠΕΤΡΕΛΑΙΟ,ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ,ΓΑΙΑΝΘΡΑΚΕΣ

Ι.ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Χημική

Ενέργεια χαρακτηρίζεται το σύνολο της δυναμικής ενέργειας που απαιτήθηκε για τη

συγκρότηση μορίων χημικών ουσιών από διάφορα άτομα, κάτω από την

αλληλεπίδραση ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων ή που αποθηκεύεται σε χημικές

ενώσεις. Η χημική ενέργεια αποδίδεται συνήθως ως θερμική ενέργεια ή ηλεκτρική

ενέργεια, όταν τα μόρια διασπώνται και πάλι σε άτομα ή μετασχηματίζεται στους

οργανισμούς σε θερμική και κινητική ενέργεια, με βιολογικούς μηχανισμούς, και

ονομάζεται έτσι ζωική ενέργεια. Την ενέργεια που περιέχουν τα ορυκτά καύσιμα και οι

τροφές την ονομάζουμε χημική.

ΙΙ.ΠΕΤΡΕΛΑΙΟ: Το πετρέλαιο (από

τα Ελληνικά πέτρα και έλαιο, «λάδι της πέτρας» /

λατινικά petroleum), που μερικές φορές στην καθημερινή

γλώσσα αποκαλείται και μαύρος χρυσός, είναι παχύρρευστο,

μαύρο ή βαθύ καφετί ή πρασινωπό υγρό πέτρωμα, που αποτελεί

και τη σπουδαιότερη σήμερα φυσική πηγή ενέργειας.

[13]

α)ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ: Τα κοιτάσματα πετρελαίου δημιουργήθηκαν σε παλαιότερες

γεωλογικές περιόδους, καθώς αμέτρητοι μικροοργανισμοί, που αποτελούν το

φυτοπλαγκτόν, πεθαίνοντας έπεφταν στον πυθμένα της θάλασσας όπου ζούσαν. Εκεί

καταπλακώθηκαν από άμμο για εκατομμύρια χρόνια. Από πολλές περιοχές

απομακρύνθηκε η θάλασσα και με τις προσχώσεις που έγιναν, η αρχική οργανική ύλη

βρέθηκε σε μεγάλα βάθη. Λόγω της υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας που

επικρατούσε εκεί, τα μόρια των μικροοργανισμών διασπάστηκαν και δημιουργήθηκαν

νέα, πιο πολύπλοκα μόρια, τα μόρια των χημικών ενώσεων που αποτελούν το

πετρέλαιο. Τα μόρια των χημικών ενώσεων που αποτελούν το πετρέλαιο

αποτελούνται από άτομα άνθρακα και υδρογόνου, γι' αυτό οι χημικές αυτές ενώσεις

ονομάζονται υδρογονάνθρακες (σχετικό βίντεο στο τέλος).

β) ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ: Το αργό (ακατέργαστο) πετρέλαιο είναι υγρό

πέτρωμα, μείγμα υδρογονανθράκων, δηλαδή ουσιών που περιέχουν άνθρακα και

υδρογόνο, κατά ένα μεγάλο μέρος της σειράς των αλκανίων, που όμως περιέχει και

αρκετούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες, καθώς και άλλες οργανικές ενώσεις και το

οποίο βρίσκεται μέσα σε πορώδη πετρώματα στα ανώτερα στρώματα μερικών

περιοχών τού φλοιού της Γης.

γ) ΑΝΤΛΗΣΗ: Τα μεγαλύτερα κοιτάσματα πετρελαίου βρίσκονται στη Μέση Ανατολή,

στην πρώην Σοβιετική Ένωση, στις

Η.Π.Α., στη Λατινική Αμερική και στη

Βόρειο Θάλασσα.

Στην Ελλάδα υπάρχουν μικρά

κοιτάσματα πετρελαίου στη Θάσο.

Για την αναζήτηση κοιτασμάτων

πετρελαίου γίνονται ειδικές μελέτες.

Με τις μελέτες αυτές εντοπίζονται

περιοχές, στις οποίες υπάρχει μεγάλη

πιθανότητα να βρεθεί πετρέλαιο. Στις

περιοχές αυτές γίνονται γεωτρήσεις σε μεγάλο βάθος. Το πετρέλαιο μπορεί να

αναβλύζει από τη γεώτρηση, εφόσον η πίεση είναι μεγάλη, διαφορετικά

χρησιμοποιούνται αντλίες για την άντλησή του. Ιδιαίτερα δύσκολος είναι ο εντοπισμός

κοιτασμάτων πετρελαίου που βρίσκονται κάτω από τη θάλασσα. Στις περιπτώσεις

αυτές κατασκευάζονται ειδικές εξέδρες εξόρυξης. Το κόστος άντλησης είναι τότε πολύ

μεγαλύτερο.

δ) ΧΡΗΣΗ: Χρησιμοποιείται συνήθως για την παραγωγή

καυσίμων για μηχανές εσωτερικής καύσης και για το

[14]

λόγο αυτό είναι μια σημαντική πηγή ενέργειας (στατιστικές παγκόσμιας ενέργειας ΔΟΕ

- Διεθνής Οργανισμός Ενεργείας). Είναι, επίσης, η πρώτη ύλη για πολλά χημικά

προϊόντα, συμπεριλαμβανομένων των διαλυτών, των λιπασμάτων,

των φυτοφαρμάκων, καθώς και στα συνθετικά προϊόντα όπως των πλαστικών και

των απορρυπαντικών ακόμη και ορισμένων εκρηκτικών υλών. Τα προϊόντα που

προέρχονται από το πετρέλαιο λέγονται πετροχημικά (petrochemicals) και ο κλάδος

της Χημείας που ασχολείται με την ανάπτυξή τους Πετροχημεία.

ΙΙΙ.Φυσικό αέριο:

Συνήθως, όπου υπάρχει πετρέλαιο, υπάρχει και φυσικό αέριο. Το φυσικό αέριο

αποτελείται κυρίως από μεθάνιο. Δημιουργήθηκε παρόμοια με το πετρέλαιο.

α) ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ: Το φυσικό αέριο είναι άχρωμο και άοσμο. Η χαρακτηριστική του οσμή

δίνεται τεχνικά ώστε να γίνεται αντιληπτό σε τυχόν διαρροές. Ανήκει στη δεύτερη

οικογένεια των αέριων καυσίμων. Είναι ελαφρύτερο από τον αέρα.

β) ΧΡΗΣΗ:

Αποτελεί βασική πηγή παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Χρησιμοποιείται στην παραγωγή υδρογόνου. Καύσιμο οχημάτων (οικολογικά οχήματα). Το 2005, οι χώρες με τον μεγαλύτερο αριθμό οικολογικών οχημάτων ήταν η Αργεντινή, η Βραζιλία, το Πακιστάν, η Ιταλία, το Ιράν και οι Η.Π.Α. Γίνονται, επίσης, προσπάθειες για χρήση του και στην αεροπορία. Οικιακή χρήση (μαγειρική, θέρμανση κ.α.) Άλλες χρήσεις (παραγωγή γυαλιού, υφασμάτων, ατσαλιού, πλαστικών, ειδών χρωματισμού και άλλων προϊόντων).

γ)ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ:

Το Φυσικό Αέριο είναι αέριο μείγμα κορεσμένων υδρογονανθράκων με μικρό αριθμό

ατόμων άνθρακα . Εξάγεται από υπόγειες κοιλότητες και εξαιτίας των ιδιοτήτων του

θεωρείται οικολογικό καύσιμο. Βασικό συστατικό του

φυσικού αερίου είναι το μεθάνιο, συνυπάρχουν όμως

σε αυτό και σημαντικές

ποσότητες αιθανίου, προπανίου και βουτανίου,

καθώς και διοξείδιο του

άνθρακα, άζωτο, υδρογόνο, ήλιο και υδρόθειο.

δ) ΕΞΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑ

[15]

Το φυσικό αέριο είναι καύσιμο και πρώτη ύλη της χημικής βιομηχανίας. Εξορύσσεται από υπόγειες κοιλότητες στις οποίες βρίσκεται υπό υψηλή πίεση. Σε αυτές τις κοιλότητες το φυσικό αέριο σχηματίστηκε με τρόπο παρόμοιο με τον τρόπο σχηματισμού του πετρελαίου. Μεταφέρεται προς τους τόπους όπου πρόκειται να χρησιμοποιηθεί όπως είναι, χωρίς την ανάγκη περαιτέρω επεξεργασίας.

Τα κοιτάσματα φυσικού αερίου βρίσκονται συνήθως μακριά από τα κύρια κέντρα καταναλώσεως· συνεπώς πρέπει να μεταφερθεί, αν και οι βιομηχανίες χημικής επεξεργασίας είναι συχνά εγκατεστημένες στην περιοχή της παραγωγής. Η μεταφορά του φυσικού αερίου εξαρτάται από την κατάστασή του. Σε αέρια κατάσταση μεταφέρεται με αγωγούς υπό υψηλή πίεση, ενώ σε υγρή κατάσταση μεταφέρεται με πλοία. Οι μεγάλοι αγωγοί υψηλής πίεσης καθιστούν δυνατή τη μεταφορά του αερίου σε απόσταση χιλιάδων χιλιομέτρων. Παραδείγματα τέτοιων αγωγών είναι οι αγωγοί της Βόρειας Αμερικής, που εκτείνονται από το Τέξας και τη Λουιζιάνα μέχρι τη βορειοανατολική ακτή και από την Αλμπέρτα ως τον Ατλαντικό. Αγωγοί επίσης εκτείνονται από τη Σιβηρία μέχρι την Κεντρική και Δυτική Ευρώπη. Οι έρευνες για πετρέλαιο έχουν αποκαλύψει την ύπαρξη μεγάλων κοιτασμάτων αερίου στην Αφρική, Μέση Ανατολή, Αλάσκα και αλλού. Η μεταφορά από τέτοιες περιοχές γίνεται με πλοία. Το αέριο υγροποιείται στους -160 βαθμούς Κελσίου και μεταφέρεται, όπως το πετρέλαιο, με δεξαμενόπλοια ειδικά κατασκευασμένα για τον σκοπό αυτό. Ένα κυβικό μέτρο υγρού φυσικού αερίου αντιστοιχεί σε 600 κυβικά μέτρα αερίου σε ατμοσφαιρική πίεση. Το ειδικό βάρος του υγρού αερίου είναι σχετικά χαμηλό (περίπου 0,55). Η Ελλάδα προμηθεύεται φυσικό αέριο από την Ρωσία και την Αλγερία.

IV.Οι ορυκτοί άνθρακες

Οι ορυκτοί άνθρακες βρίσκονται στο

υπέδαφος. Σχηματίστηκαν εκεί κατά τη

διάρκεια πολλών εκατομμυρίων χρόνων, από

φυτικές ουσίες που θάφτηκαν μετά από

φυσικές καταστροφές. Η χημική ενέργεια

στους γαιάνθρακες προέρχεται, λοιπόν, από

την ενέργεια που τα φυτά είχαν αποθηκεύσει,

καθώς αναπτύσσονταν. Η ενέργεια που είναι

αποθηκευμένη στο γαιάνθρακα ήταν από τις

πρώτες πηγές που αξιοποιήθηκαν από τον άνθρωπο.

α) ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ: Οι γαιάνθρακες δημιουργούνται στο υπέδαφος από πλούσιο

οργανικό υλικό. Προέρχονται από φυτά που απανθρακώθηκαν σε παλαιότερες

[16]

γεωλογικές εποχές, κάτω από την επίδραση της πίεσης και της θερμοκρασίας, χωρίς

όμως (σχετικό βίντεο στο τέλος).

β) ΕΞΟΡΥΞΗ: H εξόρυξη του γαιάνθρακα έγινε στον 13ο αιώνα. Το κακό όμως με το γαιάνθρακα είναι ότι είναι δύσκολη η εξόρυξη του, είναι πολύ ακριβή η μεταφορά του, καθώς και ρυπαίνει το περιβάλλον. Υπάρχουν δύο τρόποι εξόρυξης γαιανθράκων, ανάλογα με το βάθος στο οποίο απαντάται το κοίτασμα:

Επιφανειακή εξόρυξη: Γίνεται με τη βοήθεια κλασικών σκαπτικών μηχανημάτων είτε για να απομακρυνθεί απλά το επιφανειακό λεπτό στρώμα ασύνδετων υλικών που καλύπτουν το κοίτασμα, είτε για την απευθείας εκσκαφή του κοιτάσματος. Είναι οικονομικός τρόπος εξόρυξης, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για επιφανειακά κοιτάσματα.

Ανθρακωρυχεία: Στις περιπτώσεις που το κοίτασμα βρίσκεται σε βάθος, απαιτείται η διάνοιξη στοών για την εξόρυξη των γαιανθράκων, που σχηματίζουν το ανθρακωρυχείο. Αρχικά διανοίγεται ένα κατακόρυφο φρέαρ, από το οποίο ξεκινούν παράλληλες, οριζόντιες στοές, από τις οποίες εξορύσσονται οι γαιάνθρακες. Τα περισσότερα ευρωπαϊκά κοιτάσματα, ιδιαίτερα των λιθανθράκων και των ανθρακιτών, είναι υπόγεια και απαιτούν την κατασκευή ανθρακωρυχείων για την εξόρυξή τους. Η εργασία είναι δαπανηρή αλλά και επικίνδυνη, λόγω διαρροής αερίων (αναφλέξιμων ή δηλητηριωδών) στις στοές. Συχνή είναι, επίσης, η πτώση των τοιχωμάτων των στοών (παρά το ότι κατασκευάζονται κατάλληλα υποστυλώματα), λόγω διαβρώσεων.

γ) ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ: Τα είδη των γαιανθράκων είναι: ο λιγνίτης, ο γραφίτης, ο λιθάνθρακας και η τύρφη.

Λιγνίτης

Ο λιγνίτης, καλούμενος και γαιάνθρακας, είναι οργανικής προελεύσεως πέτρωμα, του οποίου το κύριο στοιχείο είναι ο άνθρακας.

Περιέχει, επίσης, νερό, υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο. Είναι γαιάνθρακας με μεγαλύτερη θερμογόνο δύναμη από την τύρφη και λιγότερη υγρασία. Βρίσκεται επιφανειακά στη γη. Λιθάνθρακας Ο λιθάνθρακας είναι ιζηματογενές πέτρωμα μαύρου χρώματος σκληρής υφής. Σχηματίζεται από την ενανθράκωση φυτικής ύλης μέσα στην Γη. Κύριο συστατικό του είναι ο άνθρακας. Είναι ορυκτό καύσιμο και χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, θερμικής

[17]

ενέργειας και ατσαλιού. Είναι γαιάνθρακας με λιγότερη υγρασία από τον Λιγνίτη και μεγαλύτερη θερμογόνο δύναμη. Τον συναντούμε σε μεγαλύτερα βάθη.

Ανθρακίτης Είναι ο παλαιότερος από τους γαιάνθρακες με ελάχιστη υγρασία και μεγάλη θερμογόνο δύναμη. Βρίσκεται σε σκληρά ιζηματογενή πετρώματα. Χρησιμοποιείται ως ορυκτό καύσιμο και στην παρασκευή διαφόρων οργανικών παραγώγων.

Γραφίτης Περιέχει 96-98% καθαρό άνθρακα. Ανήκει στην κατηγορία των μεταμορφωσιγενούς προελεύσεως ορυκτών, αν και η αρχική του μορφή οφείλει τη γένεσή της στα ίδια αίτια με τους υπόλοιπους. Είναι η μοναδική κρυσταλλική μορφή γαιάνθρακα (εξαγωνικό σύστημα). Είναι μαύρος, μαλακός, με μεταλλική λάμψη. Δεν χρησιμοποιείται ως καύσιμο, αλλά στην παραγωγή μολυβιών, μελανιών, σκόνης τόνερ (μελάνι σε σκόνη για εκτυπωτικές συσκευές λέιζερ (εκτυπωτές, φωτοτυπικά)), σε ανάμιξη με έλαια ως λιπαντικό και ως επιβραδυντής νετρονίων στους ατομικούς αντιδραστήρες.

Τύρφη Περιέχει κάτω από 50% καθαρό άνθρακα. Έχει καφετί χρώμα και η υφή του ξύλου είναι έντονα αποτυπωμένη επάνω της. Δεν χρησιμοποιείται ως καύσιμο, αλλά ως συστατικό εμπλουτισμού καλλιεργήσιμων εδαφών. Μεγάλα κοιτάσματα τύρφης στον Ελλαδικό χώρο υπάρχουν στην Καβάλα.

V.ΤΟ ΥΔΡΟΓΟΝΟ ΩΣ ΚΑΥΣΙΜΟ

α) ΠΑΡΑΓΩΓΗ: Σήμερα το υδρογόνο παράγεται κυρίως από φυσικό αέριο με την

επίδραση υδρατμών, αλλά η πιο φιλική προς το περιβάλλον μέθοδος είναι η παραγωγή

του από ηλεκτρόλυση του νερού. Ιδιαίτερη δε σημασία έχει το γεγονός ότι, εκτός από

τη δυνατότητα καύσης του σε ηλεκτρογεννήτριες, το υδρογόνο μπορεί να

"τροφοδοτήσει" τις κυψέλες καυσίμου, μια από τις σημαντικότερες ενεργειακές πηγές

του μέλλοντος.

Το υδρογόνο που παράγεται με τη βοήθεια ανανεώσιμων ενεργειακών πηγών παρέχει

μια καθαρή και άφθονη πηγή ενέργειας, ικανή για τις περισσότερες από τις

μελλοντικές υψηλές ανάγκες ενέργειας. Όταν το υδρογόνο χρησιμοποιείται ως πηγή

ενέργειας σε μια κυψέλη καυσίμων, η μόνη εκπομπή που

δημιουργείται είναι το νερό, το οποίο μπορεί έπειτα να

[18]

ηλεκτρολυθεί για να κάνει περισσότερο υδρογόνο - τ' απόβλητα δηλαδή προμηθεύουν

περισσότερα καύσιμα.

β)ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΕΝΑΝΤΙ ΣΥΜΒΑΤΙΚΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Το υδρογόνο έχει το υψηλότερο ενεργειακό περιεχόμενο ανά μονάδα βάρους από

οποιοδήποτε άλλο γνωστό καύσιμο, 120,7 kJ/kg, περίπου τρεις φορές μεγαλύτερο

από αυτό της συμβατικής βενζίνης.

Το υδρογόνο κάνει καθαρή καύση. Όταν καίγεται το υδρογόνο με οξυγόνο παράγει

μόνο νερό και θερμότητα. Όταν καίγεται το υδρογόνο με τον ατμοσφαιρικό αέρα, ο

οποίος αποτελείται περίπου από 68% άζωτο, παράγονται επίσης αμελητέες ποσότητες

οξειδίων του αζώτου. Εξαιτίας της καθαρής καύσης του υδρογόνου είναι σημαντικό να

τονίσουμε ότι το καύσιμο αυτό δε συμβάλει στη μόλυνση του περιβάλλοντος. Το

ποσό του νερού που παράγεται κατά τη καύση του υδρογόνου είναι τέτοιο ώστε να

θεωρείται επίσης αμελητέο και μη ικανό να επιφέρει κάποια κλιματολογική αλλαγή

δεδομένης ακόμα και μαζικής χρήσης του υδρογόνου ως καύσιμο που θα μπορούσε

να αντικαταστήσει τα υγρά καύσιμα τα οποία του πήραν την πρώτη θέση στην αρχή

του αιώνα μας, με τις διαστρεβλωμένες πληροφορίες που πήραν το φως της

δημοσιότητας στο αεροπορικό ατύχημα που προαναφέραμε

VI.ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

[19]

Η Χημική Ενέργεια είναι αναγκαία στην σημερινή εποχή, διότι η χρήση της διευκολύνει

τον τρόπο ζωής μας. Συγκεκριμένα, από αυτή προέρχονται αγαθά όπως το πετρέλαιο,

το φυσικό αέριο και τα ορυκτά καύσιμα.

Το πετρέλαιο αποτελεί τη σπουδαιότερη σήμερα φυσική πηγή ενέργειας, γι’ αυτό

αποκαλείτε και μαύρος χρυσός.

Το φυσικό αέριο αποτελεί βασική πηγή παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και είναι

το πιο καθαρό και με τους χαμηλότερους ρύπους σε σχέση με όλα τα

υπόλοιπα συμβατικά καύσιμα.

Τα ορυκτά καύσιμα κατηγοριοποιούνται σε ποικίλες μορφές και είναι υπεύθυνα παρασκευή διαφόρων οργανικών παραγώγων.

Το υδρογόνο ως καύσιμο έχει πολλά πλεονεκτήματα και φαίνεται να είναι το πιο «αθώο» καύσιμο.

*Τα βίντεο που αναφέρθηκαν στο κείμενο:

Δημιουργία πετρελαίου: https://www.youtube.com/watch?v=6Yr8ro0ELR4

Δημιουργία ορυκτών καυσίμων: https://www.youtube.com/watch?v=UeTqR1fxGN4

[20]

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ-ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ

I. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Ηλιακή ενέργεια χαρακτηρίζεται το σύνολο των διαφόρων μορφών ενέργειας που προέρχονται από τον Ήλιο. Τέτοιες είναι το φως ή φωτεινή ενέργεια, η θερμότητα καθώς και διάφορες ακτινοβολίες ή ακτινοβολίας ηλιακή ενέργεια στο σύνολό της είναι πρακτικά ανεξάντλητη, αφού προέρχεται από τον ήλιο, και ως εκ τούτου δεν υπάρχουν περιορισμοί χώρου και χρόνου για την εκμετάλλευσή της. Όσον αφορά την εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας, θα μπορούσαμε να πούμε ότι χωρίζεται σε τρεις κατηγορίες εφαρμογών:

τα παθητικά ηλιακά συστήματα, τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα ή Ηλιοθερμικά συστήματα και τα φωτοβολταϊκά συστήματα. Τα παθητικά και τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα εκμεταλλεύονται τη θερμότητα που εκπέμπεται μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας, ενώ τα φωτοβολταϊκά συστήματα στηρίζονται στη μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του φωτοβολταϊκού φαινομένου.

II. ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Η ηλιακή ενέργεια που προσπίπτει στην επιφάνεια της γης είναι ηλεκτρομαγνητική

ακτινοβολία που παράγεται στον ήλιο. Φτάνει σχεδόν αμετάβλητη στο ανώτατο

στρώμα της ατμόσφαιρας του πλανήτη μας, διαμέσου του διαστήματος, και στη

συνέχεια κατά τη διέλευσή της από την ατμόσφαιρα υπόκειται σε σημαντικές

αλλαγές, που οφείλονται στην σύσταση της ατμόσφαιρας. Η ηλιακή ακτινοβολία

που προσπίπτει σε ένα σημείο στην επιφάνεια της γης μια δεδομένη χρονική

στιγμή χαρακτηρίζεται από την ένταση και την διεύθυνση πρόσπτωσης. Στην

επιφάνεια της γης φτάνει μόνο ένα μέρος της ακτινοβολίας που προέρχεται άμεσα

από τον ήλιο (άμεση ηλιακή ακτινοβολία), ενώ το υπόλοιπο είτε απορροφάται από

τα συστατικά της ατμόσφαιρας είτε ανακλάται πάλι προς το διάστημα ή προς την

επιφάνεια της γης. Η ακτινοβολία που προσπίπτει στην επιφάνεια της γης μετά

από διαδοχικές

ανακλάσεις δεν

έχει

συγκεκριμένη

διεύθυνση και

καλείται διάχυτη

ακτινοβολία.

Η ηλιακή

[21]

ακτινοβολία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για:

1. Την άμεση παραγωγή θερμότητας, με ενεργητικά και παθητικά ηλιακά συστήματα.

Αν η παραγόμενη θερμότητα είναι υψηλής θερμοκρασίας, τότε μπορεί να

χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ατμού και στη συνέχεια μηχανικής ενέργειας (με

ατμοστρόβιλους). Η μηχανική ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρική

ενέργεια. Σε αυτή τη περίπτωση αναφερόμαστε σε θερμική παραγωγή ηλεκτρισμού

από την ηλιακή ενέργεια.

2. Την άμεση παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με δύο τρόπους: θερμικές και

φωτοβολταϊκές εφαρμογές. Η θερμική αξιοποίηση περιλαμβάνει συλλογή της

ηλιακής ενέργειας για να παραχθεί θερμότητα κυρίως για θέρμανση νερού και

μετατροπή του σε ατμό για την κίνηση ατμοστροβίλων. Η δεύτερη εφαρμογή θα

αναλυθεί λεπτομερώς σε επόμενο κεφάλαιο της εργασίας.

Πλεονεκτήματα χρήσης της ηλιακής ενέργειας:

1. Αποτρέπεται η κατανάλωση ενέργειας από ορυκτά καύσιμα και κατά συνέπεια οι

εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2) που προκαλούν τις παγκόσμιες κλιματικές

αλλαγές.

2. Το φως του ήλιου είναι δωρεάν και διαθέσιμο σε όλο τον πλανήτη. Είναι

ανανεώσιμη πηγή και δεν πρόκειται να εξαντληθεί.

3. Η ηλιακή θερμική ενέργεια μπορεί να αποθηκευτεί και να απελευθερώνεται αργά

και σταδιακά.

4. Η τοποθέτηση ενός ηλιακού συστήματος είναι απλή. Η δε συντήρηση που απαιτεί

είναι ελάχιστη9 ενώ η ανθεκτικότητα τους φτάνει τα 25 και άνω έτη λειτουργίας.

[22]

5. Πρόκειται για απλή και συμφέρουσα λύση καθώς με τη πάροδο του χρόνου τα

ηλιακά συστήματα τείνουν να “πληρώνονται μόνα τους” .( μέσος χρόνος

αποπληρωμής 4 ετών)

6. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο σε μηχανήματα μικρής κλίμακας όσο και μεγάλης.

7. Είναι η εναλλακτική ενέργεια που φαίνεται ότι μπορεί να ανταποκριθεί καλύτερα

στις ανάγκες του μέλλοντος.

8. Τα συστήματα ηλιακής ενέργειας είναι γενικώς αθόρυβα.

9. Τα black-out είναι σπάνια.

10. Πλεονάζουσα ενέργεια μπορεί να επανατροφοδοτήσει το δίκτυο ηλεκτρικής

ενέργειας.

11. Το κόστος δε μεταβάλλεται με τη πάροδο του χρόνου όπως συμβαίνει πχ με τα

ορυκτά καύσιμα.

12. Η ηλιακή τεχνολογία είναι μια καθ΄όλα ώριμη, δοκιμασμένη και αξιόπιστη

τεχνολογία.

13. Είναι ιδανική για απομονωμένες περιοχές, μακριά από γεννήτριες.

14. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη παραγωγή ηλεκτρισμού ακόμα κι όταν έχει

συννεφιά.

15. Η ενέργεια δε χάνεται κατά τη μεταφορά από τα κεντρικά σημεία, όταν τα

κατανεμημένα συστήματα βρίσκονται σε λειτουργία.

16. Το πυρίτιο το οποίο χρησιμοποιείται για ημιαγωγούς είναι το δεύτερο σε αφθονία

ορυκτό στο πλανήτη.

III. ΦΩΤΟΒΛΤΑΪΚΑ

Η άμεση μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική πραγματοποιείται με τα

φωτοβολταϊκά κύτταρα των οποίων η λειτουργία βασίζεται στο "φωτοβολταϊκό

φαινόμενο". Η συγκεκριμένη τεχνολογία εμφανίστηκε το 1838 από ένα ζευγάρι

Γάλλων επιστημόνων που εργαζόντουσαν για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος

μέσω χημικών αντιδράσεων. Παρατήρησαν ότι εκθέτοντας την συσκευή που είχαν

κατασκευάσει στο ηλιακό φως, αύξησαν την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Το

1954 τα εργαστήρια Bell ανακοίνωσαν τις εξελίξεις που μετέφεραν τη φωτοβολταϊκή

τεχνολογία από τα εργαστήρια

στην καθημερινή πρακτική

αξιοποίησης, την κατασκευή μίας

μονής φωτοβολταϊκής κυψέλης

από σιλικόνη. Πρώτη φορά

εφαρμόστηκε στις αρχές της

δεκαετίας του 1970 στα

διαστημικά προγράμματα των

[23]

ΗΠΑ. Η εξέλιξή της επέτρεψε τη μείωση του στην παραγωγή ηλεκτρισμού από $300

σε $4 ανά Watt. Λόγω της σχετικά χαμηλής απόδοσής τους και του συνεπαγόμενου

υψηλού συνολικού κόστους, τα φωτοβολταϊκά συστήματα βρίσκουν κυρίως

εφαρμογή ως μονάδες μικρής δυναμικότητας σε αγροτικές και απομακρυσμένες

περιοχές όπου η σύνδεση με το δίκτυο είναι πολύ ακριβή.

Λειτουργία του φωτοβολταϊκού κυττάρου:

Τα φωτοβολταϊκά κύτταρα ή φωτοβολταϊκές κυψέλες είναι κρυσταλλοδίοδοι οι οποίοι

αποτελούνται από ημιαγωγούς. . Το πυρίτιο είναι το πιο συχνό υλικό που

χρησιμοποιείται στη κατασκευή ημιαγωγών για οικονομικούς και τεχνικούς λόγους.

Ένα φωτοβολταϊκό κύτταρο δημιουργείται με την τοποθέτηση ενός λεπτού

στρώματος πυριτίου ενισχυμένου με φώσφορο, σε επαφή με ένα στρώμα από πυρίτιο

ενισχυμένο με Βόριο. Όταν το ηλιακό φως προσπίπτει στο φωτοβολταϊκό κύτταρο,

μέρος της ακτινοβολίας διεγείρει ηλεκτρόνια τα οποία μπορούν να κινούνται σχετικά

ελεύθερα μέσα στον ημιαγωγό. Η εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου υποχρεώνει τα

ελεύθερα ηλεκτρόνια να κινηθούν προς συγκεκριμένη κατεύθυνση, παράγοντας

ηλεκτρικό ρεύμα του οποίου η ισχύς καθορίζεται από τη ροή των ηλεκτρονίων και την

εφαρμοζόμενη τάση στο φωτοβολταϊκό κύτταρο. Κάθε άτομο πυριτίου έχει 14

ηλεκτρόνια κατανεμημένα σε τρεις διαφορετικές στοιβάδες. Οι δύο πρώτες είναι

συμπληρωμένες με 2 και 8 άτομα αντίστοιχα. Η εξωτερική στοιβάδα περιλαμβάνει τα

υπολειπόμενα 4 ηλεκτρόνια που συμμετέχουν σε δεσμούς με τα γειτονικά άτομα

πυριτίου σχηματίζοντας την κρυσταλλική πυραμιδική δομή του καθαρού πυριτίου. Το

καθαρό κρυσταλλικό πυρίτιο είναι κακός αγωγός του ηλεκτρισμού καθώς δεν

υπάρχουν ελεύθερα κινούμενα ηλεκτρόνια όπως στην περίπτωση του μεταλλικού

πλέγματος. Όταν διοχετεύεται ενέργεια στο κρυσταλλικό πυρίτιο, κάποια ηλεκτρόνια

διεγείρονται, σπάζουν τους δεσμούς τους και απομακρύνονται προς γειτονικά τους

άτομα δημιουργώντας διαθέσιμες

θετικά φορτισμένες "οπές" στη δομή

του υλικού. Οι θέσεις αυτές

καταλαμβάνονται από ηλεκτρόνια

γειτονικών ατόμων και με τον τρόπο

αυτό δημιουργείται ροή ηλεκτρονίων

μέσα στο υλικό. Ο αριθμός όμως των

ηλεκτρονίων που μπορούν να

κινηθούν είναι σημαντικά

περιορισμένος για να χρησιμεύσει

στην παραγωγή ηλεκτρισμού. Για το

λόγο αυτό εισάγονται ετεροάτομα

[24]

στην κρυσταλλική δομή, όπως π.χ. φωσφόρου. Η εξωτερική στοιβάδα του φωσφόρου

έχει 5 ηλεκτρόνια εκ των οποίων τα 4 συμμετέχουν σε δεσμούς με τα γειτονικά άτομα

πυριτίου, ενώ το πέμπτο συγκρατείται ηλεκτροστατικά από τα πρωτόνια του πυρήνα.

Το συγκεκριμένο ηλεκτρόνιο απαιτεί σημαντικά χαμηλότερη ενέργεια ενεργοποίησης

για να κινηθεί στο κρυσταλλικό πλέγμα. Σαν αποτέλεσμα τα περισσότερα από αυτά τα

ηλεκτρόνια ελευθερώνονται και γίνονται φορείς ηλεκτρικού ρεύματος που είναι πολύ

περισσότεροι από αυτούς του κρυσταλλικού πυριτίου. Η πρόσμιξη του κρυσταλλικού

πυριτίου με άτομα φωσφόρου δημιουργεί ημιαγωγό τύπου Ν. Όταν προστίθεται στο

κρυσταλλικό πυρίτιο βόριο προκύπτουν ημιαγωγοί τύπου Ρ. Το βόριο έχει στην

εξωτερική του στοιβάδα 3 ηλεκτρόνια που συμμετέχουν σε δεσμούς με άτομα

πυριτίου.

Επειδή σε κάθε άτομο απαιτούνται 8 ηλεκτρόνια για τη συμπλήρωση της εξωτερικής

τους στοιβάδας, στην εξωτερική στοιβάδα του βορίου υπάρχουν διαθέσιμες 2

ελεύθερες θέσεις ηλεκτρονίων, δημιουργώντας αντίστοιχες θετικά φορτισμένες "οπές"

στη δομή του υλικού. Η κατάληψη των οπών από ηλεκτρόνια γειτονικών ατόμων δίνει

την εικόνα διάδοσής τους στο υλικό ή μεταφοράς θετικών φορτίων στην κρυσταλλική

δομή του ημιαγωγού. Φέρνοντας σε επαφή τους ημιαγωγούς τύπου Ν και Ρ

σχηματίζεται ηλεκτρικό πεδίο. Τα ηλεκτρόνια του πυριτίου τύπου Ν κινούνται προς τις

κενές θέσεις του πυριτίου τύπου Ρ για να τις καλύψουν. Στην ένωση των δύο υλικών

επιτυγχάνεται ισορροπία και δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο ανάμεσα στις δύο

πλευρές. Το ηλεκτρικό πεδίο λειτουργεί σαν ηλεκτρόδιο, επιτρέποντας τα ηλεκτρόνια

να περάσουν από το πυρίτιο Ρ στο Ν αλλά όχι αντίστροφα. Όταν φωτόνια της

ηλιακής ακτινοβολίας, κατάλληλου μήκους κύματος, προσπίπτουν σε ένα

φωτοβολταϊκό κύτταρο διεγείρουν ηλεκτρόνια και τα ελευθερώνουν δημιουργώντας

παράλληλα αντίστοιχες οπές. Κάθε φωτόνιο με αρκετή ενέργεια θα ελευθερώσει ένα

ηλεκτρόνιο και θα δημιουργήσει μια οπή. Αν αυτό συμβεί κοντά στο ηλεκτρικό πεδίο

ή αν ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο και μια οπή βρεθούν κοντά στην ένωση Ρ-Ν

ημιαγωγών, το πεδίο θα εξαναγκάσει το ηλεκτρόνιο να πάει στον ημιαγωγό Ν και θα

οδηγήσει την οπή στο πυρίτιο Ρ. Αυτό προκαλεί μεγαλύτερη ανισορροπία στην

ηλεκτρική ουδετερότητα και αν χρησιμοποιηθεί μία εξωτερική αγώγιμη οδός τα

ηλεκτρόνια θα

περάσουν

μέσα από αυτή

για να πάνε στην

αρχική τους

θέση από όπου

το ηλεκτρικό

πεδίο τα

[25]

απομάκρυνε. Η ροή αυτή των ηλεκτρονίων δημιουργεί το ρεύμα, και το ηλεκτρικό

πεδίο δημιουργεί την τάση του ρεύματος. Το μέγιστο θεωρητικό ποσό ενέργειας που

μπορεί να απορροφήσει ένα φωτοβολταϊκό κύτταρο είναι περίπου το 25% της

ενέργειας που δέχεται, αλλά το πιο συνηθισμένο ποσοστό είναι λιγότερο από 15%.

Καθώς η ηλιακή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία δεν είναι μονοχρωματική, αποτελείται

από φάσμα διαφορετικών μηκών κυμάτων, άρα και από φωτόνια διαφορετικών

επιπέδων ενέργειας. Τα φωτόνια χαμηλού ενεργειακού περιεχομένου δεν μπορούν να

διεγείρουν ηλεκτρόνια του ημιαγωγού και απλώς διέρχονται μέσα από το

φωτοβολταϊκό κύτταρο. Μόνο τα φωτόνια που μεταφέρουν μεγαλύτερη ή ίση

ενέργεια από ένα συγκεκριμένο ποσό που εξαρτάται από το υλικό που είναι

κατασκευασμένο το κύτταρο μπορούν να ελευθερώσουν ηλεκτρόνια. Η τεχνολογία

των ημιαγώγιμων υλικών επέτρεψε την αξιοποίηση της ηλιακής ακτινοβολίας στην

παραγωγή ηλεκτρισμού, καθώς ενδεχόμενη χρήση αγώγιμων υλικών, όπως τα

μέταλλα, θα οδηγούσε μεν σε μεγαλύτερη ροή ηλεκτρονίων αλλά θα παρουσίαζε πολύ

χαμηλή τάση πεδίου.

Κατηγορίες Φωτοβολταικών Συστημάτων:

Σαν κυριότερες κατηγορίες εφαρμογών φωτοβολταϊκων συστημάτων μπορούν να

θεωρηθούν οι εξής:

Καταναλωτικά 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 απομονωμένα 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:

1. Ηλεκτροδότηση Ιερών Μονών.

2. Αφαλάτωση / άντληση / καθαρισμό νερού.

3. Συστήματα εξωτερικού φωτισμού δρόμων, πάρκων, αεροδρομίων κλπ.

4. Συστήματα τηλεπικοινωνιών, τηλεμετρήσεων και συναγερμού.

5. Συστήματα σηματοδότησης οδικής κυκλοφορίας, ναυτιλίας, αεροναυτιλίας κλπ.

6. Αγροτικές εφαρμογές όπως άντληση νερού, ιχθυοκαλλιέργειες, ψύξη αγροτικών

προϊόντων, φαρμάκων κλπ.

Μεγάλα Διασυνδεδεμένα στο Δίκτυο Φωτοβολταϊκα Συστήματα: Η

κατηγορία αυτή αφορά φωτοβολταϊκους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας

[26]

μεγέθους 50kWp έως μερικά MWp, στους οποίους η παραγόμενη ενέργεια

διοχετεύεται απευθείας στο δίκτυο.

Διασυνδεδεμένα Φωτοβολταϊκα Συστήματα – Οικιακός Τομέας: Στην

κατηγορία αυτή εμπίπτουν φωτοβολταϊκα 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 φωτοβολταϊκων συστημάτων.

Ποσοστά παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από φωτοβολταϊκά:

Το μέγιστο θεωρητικό ποσό ενέργειας που μπορεί να απορροφήσει ένα φωτοβολταϊκό

κύτταρο είναι περίπου το 25% της ενέργειας που δέχεται, αλλά το πιο συνηθισμένο

ποσοστό είναι λιγότερο από 15%. Καθώς η ηλιακή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία δεν

είναι μονοχρωματική, αποτελείται από φάσμα διαφορετικών μηκών κυμάτων, άρα και

από φωτόνια διαφορετικών επιπέδων ενέργειας. Τα φωτόνια χαμηλού ενεργειακού

περιεχομένου δεν μπορούν να διεγείρουν ηλεκτρόνια του ημιαγωγού και απλώς

διέρχονται μέσα από το φωτοβολταϊκό κύτταρο. Μόνο τα φωτόνια που μεταφέρουν

μεγαλύτερη ή ίση ενέργεια από ένα συγκεκριμένο ποσό που εξαρτάται από το υλικό

που είναι κατασκευασμένο το κύτταρο μπορούν να ελευθερώσουν ηλεκτρόνια. Η

τεχνολογία των ημιαγώγιμων υλικών επέτρεψε την αξιοποίηση της ηλιακής

ακτινοβολίας στην παραγωγή ηλεκτρισμού, καθώς ενδεχόμενη χρήση αγώγιμων

υλικών, όπως τα μέταλλα, θα οδηγούσε μεν σε μεγαλύτερη ροή ηλεκτρονίων αλλά θα

παρουσίαζε πολύ χαμηλή τάση πεδίου. Η μέγιστη πραγματική απόδοση των

[27]

φωτοβολταϊκων στοιχείων, ανάλογα με το υλικό κατασκευής τους, κυμαίνεται από 7%

(ηλιακά στοιχεία άμορφου πυριτίου) έως 12-15% (ηλιακά στοιχεία μονοκρυσταλλικού

πυριτίου). Η απόδοση επίσης εξαρτάται από τη τοποθεσία, το προσανατολισμό και τη

κλίση. Τα φωτοβολταϊκά έχουν τη μέγιστη απόδοση όταν έχουν νότιο

προσανατολισμό.

Μελέτες σε περιοχές με αντίστοιχες κλιματικές συνθήκες με την Ελλάδα έδειξαν ότι

κάθε μεγαβάτ (MW) φωτοβολταϊκών υποκαθιστά έως και 0,8 MW συμβατικών

μονάδων ηλεκτροπαραγωγής τις καλοκαιρινές ώρες αιχμής. O μέσος συντελεστής

εγγυημένης ισχύος (capacity credit) των φωτοβολταϊκων σε ετήσια βάση είναι, για

περιοχές σαν τη δική μας, 64% και ανέρχεται σε 80% τις καλοκαιρινές ώρες αιχμής.

IV. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Παρά το γεγονός ότι τα φωτοβολταϊκά φαίνονται σήμερα μια δαπανηρή επιλογή για

την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε σύγκριση με άλλες πηγές ενέργειας, πολλές

χώρες υποστηρίζουν αυτή την τεχνολογία λόγω των πολλά υποσχόμενων

μελλοντικών δυνατοτήτων της και τα πρόσθετα οφέλη που έχει εκτός από την

παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Τα οφέλη αυτά είναι ήδη αποτελεσματικά και

εμφανή. Στο μέλλον θα πρέπει να αλλάξει το ρυθμιστικό πλαίσιο, έτσι ώστε η

φωτοβολταϊκή τεχνολογία να γίνει ενεργό τμήμα των δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας

των χωρών. Παράλληλα θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν φωτοβολταϊκα και σε κτίρια

λαμβάνοντας υποψιν τον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό ενώ παράλληλα θα προσφέρουν

ενεργειακή επάρκεια σε κάθε κτίριο.

[28]

ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

I. Εισαγωγή

Γεωθερμική ενέργεια ονομάζεται η θερμική ενέργεια που προέρχεται από το

εσωτερικό της γης και εμφανίζεται με τη μορφή θερμού νερού ή ατμού. Η ενέργεια

αυτή σχετίζεται με την ηφαιστειότητα και τις ειδικότερες γεωλογικές και

γεωτεκτονικές συνθήκες της κάθε περιοχής. Είναι μια ήπια και σχετικά ανανεώσιμη

ενεργειακή πηγή, που με τα σημερινά τεχνολογικά δεδομένα μπορεί να καλύψει

σημαντικές ενεργειακές ανάγκες.

II. Θεωρητικό Μέρος

Οι γεωθερμικές περιοχές συχνά εντοπίζονται από τον ατμό που βγαίνει από σχισμές του φλοιού της γης ή από την παρουσία θερμών πηγών. Για να υφίσταται διαθέσιμο θερμό νερό ή ατμό σε μια περιοχή πρέπει να υπάρχει κάποιος υπόγειος ταμιευτήρας αποθήκευσης του κοντά σε ένα θερμικό κέντρο. Στην περίπτωση αυτή, το νερό του ταμιευτήρια που συνήθως είναι βρόχινο νερό που έχει διεισδύσει στους βαθύτερους ορίζοντες της γης, θερμαίνεται και ανεβαίνει προς την επιφάνεια. Τα θερμικά αυτά ρευστά εμφανίζονται στην επιφάνεια είτε με τη μορφή θερμού νερού ή ατμού όπως προαναφέρθηκε είτε αντλούνται με γεώτρηση και αφού χρησιμοποιηθεί η θερμική τους ενέργεια, γίνεται επανέγχυση του ρευστού στο έδαφος με δεύτερη γεώτρηση. Έτσι ενισχύεται η μακροβιότητα του ταμιευτήρια και αποφεύγεται η θερμική ρύπανση του περιβάλλοντος.

Τι είναι η γεωθερμική ενέργεια Είναι μια ανανεώσιμη μορφή ενέργειας που πηγάζει από το εσωτερικό της γης.

Μεταφέρεται στην επιφάνεια με θερμική επαγωγή και με την είσοδο στον φλοιό της

γης λειωμένου μάγματος από τα βαθύτερα στρώματά της. Για την παραγωγή

ηλεκτρικού ρεύματος, ζεστό νερό σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 150οC μέχρι

περισσότερο από 370οC μεταφέρεται σε γεωτρήσεις από υπόγειες δεξαμενές σε

ειδικές δεξαμενές και με την απελευθέρωση της πίεσης μετατρέπεται σε ατμό. Ο

ατμός διαχωρίζεται από τα ρευστά διοχετεύονται σε περιφερειακά τμήματα της

δεξαμενής για να βοηθήσουν να διατηρηθεί η πίεση. Αν η δεξαμενή χρησιμοποιηθεί

για άμεση χρήση της θερμότητας τα γεωθερμικά ρευστά τροφοδοτούν έναν

[29]

εναλλακτήρα θερμότητας και να επιστέψουν στη γη. Το ζεστό νερό από την έξοδο

του εναλλακτήρα χρησιμοποιείται για την θέρμανση κτηρίων, θερμοκηπίων κ.α.

Η Γεωθερμία Στην Ελλάδα

Λόγω κατάλληλων γεωλογικών συνθηκών, ο Ελλαδικός χώρος διαθέτει σημαντικές γεωθερμικές πηγές και των τριών κατηγοριών (υψηλής, μέσης και χαμηλής ενθαλπίας) σε οικονομικά βάθη (100-1500 μ). Σε μερικές περιπτώσεις τα βάθη των γεωθερμικών ταμιευτήρων είναι πολύ μικρά, κάνοντας ιδιαίτερα ελκυστική, από οικονομική άποψη, τη γεωθερμική εκμετάλλευση.

Η έρευνα για την αναζήτηση γεωθερμικής ενέργειας άρχισε ουσιαστικά το 1971 με βασικό φορέα το ΙΓΜΕ και μέχρι το 1979 (πριν από τη δεύτερη ενεργειακή κρίση) αφορούσε μόνο τις περιοχές υψηλής ενθαλπίας. Κατά την εξέλιξη των εργασιών η ΔΕΗ, σαν άμεσα ενδιαφερόμενη για την ηλεκτροπαραγωγή, ανέλαβε τις παραγωγικές γεωτρήσεις υψηλής ενθαλπίας και την ανάπτυξη των πεδίων, χρηματοδοτώντας επιπλέον τις έρευνες στις πιθανές για τέτοια ρευστά γεωθερμικές περιοχές. Συντάχθηκε ο προκαταρκτικός

χάρτης γεωθερμικής ροής του ελληνικού χώρου, όπου φάνηκε ότι η γεωθερμική ροή στην Ελλάδα είναι σε πολλές περιοχές εντονότερη από τη μέση γήινη. Από το 1971 ερευνήθηκαν οι περιοχές: Μήλος, Νίσυρος, Λέσβος, Σουσάκι, Καμένα Βούρλα, Θερμοπύλες, Υπάτη, Αιδηψός, Κίμωλος, Πολύαιγος, Σαντορίνη, Κως, Νότια Θεσσαλία, Αλμωπία, περιοχή Στρυμόνα, περιοχή Ξάνθης, Σαμοθράκη και άλλες. Η χρήση της Γεωθερμία Παγκοσμίως

Η πρώτη βιομηχανική εκμετάλλευση της γεωθερμικής ενέργειας έγινε

στο Λαρνταρέλλο (Lardarello) της Ιταλίας, όπου από τα μέσα του 18ου αιώνα

χρησιμοποιήθηκε ο φυσικός ατμός για να εξατμίσει τα νερά που περιείχαν βορικό οξύ

αλλά και να θερμάνει διάφορα κτήρια. Το 1904 έγινε στο ίδιο μέρος η πρώτη

παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος από τη γεωθερμία (σήμερα παράγονται εκεί 2,5 δισ.

kWh/έτος). Σπουδαία είναι η αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας από την Ισλανδία,

όπου καλύπτεται πολύ μεγάλο μέρος των αναγκών της χώρας σε ηλεκτρική ενέργεια

και θέρμανση.

Κατά το 2005, 72 χώρες έχουν αναπτύξει γεωθερμικές εφαρμογές χαμηλής-μέσης θερμοκρασίας, κάτι που δηλώνει σημαντική πρόοδο σε σχέση με το 1995, όταν είχαν αναφερθεί εφαρμογές μόνο σε 28 χώρες. Η εγκατεστημένη θερμική ισχύς γεωθερμικών μονάδων μέσης και χαμηλής θερμοκρασίας ανήλθε το 2007 στα 28268 MWt, παρουσιάζοντας αύξηση 75% σε σχέση με το 2000, με μέση ετήσια αύξηση 12%. Αντίστοιχα, η χρήση ενέργειας αυξήθηκε κατά 43% σε σχέση με το 2000 και ανήλθε στα 273.372 TJ (75.940 GWh/έτος).

[30]

Παραγωγή ηλεκτρικής ισχύος με γεωθερμική ενέργεια το 2008 γινόταν σε 24 χώρες. Το 2007 η εγκατεστημένη ισχύς των μονάδων παραγωγής ενέργειας στον κόσμο ανήλθε στα 9735 MWe, σημειώνοντας αύξηση περισσότερων από 800 MWe σε σχέση με το 2005.

Μορφές γεωθερμικής ενέργειας

Η γεωθερμική ενέργεια βρίσκεται σε τρεις φυσικές καταστάσεις:

I. Ατμός II. Θερμό νερό

III. Ξηρό πέτρωμα

Προβλήματα και πλεονεκτήματα της Γεωθερμίας Γενικά, η αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας συναντά ορισμένα βασικά

προβλήματα, τα οποία θα πρέπει να λυθούν ικανοποιητικά για την οικονομική εκμετάλλευση της εναλλακτικής αυτής μορφής ενέργειας. Οι τύποι αυτοί των προβλημάτων είναι ο σχηματισμός επικαθίσεων (ή όπως συχνά λέγεται οι καθαλατώσεις ή αποθέσεις) σε κάθε σχεδόν επιφάνεια που έρχεται σε επαφή με το γεωθερμικό ρευστό, η διάβρωση των μεταλλικών επιφανειών, καθώς και ορισμένες περιβαλλοντικές επιβαρύνσεις (διάθεση των ρευστών μετά τη χρήση τους, εκπομπές τοξικών αερίων, ιδίως του υδροθείου). Όλα αυτά τα προβλήματα σχετίζονται άμεσα με την ιδιάζουσα χημική σύσταση των

περισσότερων γεωθερμικών ρευστών. Τα γεωθερμικά ρευστά λόγω της υψηλής θερμοκρασίας και της παραμονής τους σε επαφή με διάφορα πετρώματα περιέχουν κατά κανόνα σημαντικές διαλυμένων αλάτων και αερίων. Η αλλαγή των θερμοδυναμικών χαρακτηριστικών των ρευστών στο στάδιο της εκμετάλλευσης μπορεί να δημιουργήσει συνθήκες ευνοϊκές τόσο για τη χημική προσβολή των μεταλλικών επιφανειών, όσο και για την απόθεση ορισμένων διαλυμένων ή αιωρούμενων στερεών και την απελευθέρωση στο περιβάλλον επιβλαβών ουσιών. Η γεωθερμική ενέργεια θεωρείται ήπια μορφή ενέργειας, σε σύγκριση με τις

συμβατικές μορφές ενέργειας, χωρίς βέβαια οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις από την εκμετάλλευσή της να είναι συχνά αμελητέες. Η υψηλότερη περιεκτικότητα των γεωθερμικών ρευστών υψηλής ενθαλπίας σε διαλυμένα άλατα και αέρια σε σχέση με τα ρευστά χαμηλής ενθαλπίας επιβάλλουν το διαχωρισμό των επιπτώσεων από την αξιοποίηση της γεωθερμίας. Τα προβλήματα από τη διάθεση των νερών που χρησιμοποιούνται για άμεσες χρήσεις είναι κατά κανόνα ηπιότερα (και σχεδόν μηδενικά) από ότι των ρευστών που χρησιμοποιούνται για την παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Επίσης θα πρέπει να τονιστεί από την αρχή ότι στην περίπτωση που εφαρμόζεται η άμεση επανεισαγωγή των γεωθερμικών ρευστών στον ταμιευτήρα, όπως στην περίπτωση των μονάδων με δυαδικό κύκλο, οι επιπτώσεις είναι ελάχιστες. Βεβαίως κατά τη φάση της έρευνας, της ανόρυξης των γεωτρήσεων, των δοκιμών και της κατασκευής της μονάδας μπορούν να υπάρξουν διαρροές και διάθεση γεωθερμικών νερών σε υδάτινους αποδέκτες, καθώς και αυξημένος θόρυβος.

[31]

Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις από την αξιοποίηση των ρευστών υψηλής ενθαλπίας διαφέρουν από περιοχή σε περιοχή και ταξινομούνται σε συνάρτηση της αιτίας όπως τη χρήση γης, εκπομπές αερίων, τη διάθεση υγρών αποβλήτων, θόρυβο, δημιουργία μικροσεισμικότητας και καθιζήσεις. Η έκταση γης που απαιτείται για την αξιοποίηση της γεωθερμίας (π.χ. για την εγκατάσταση της μονάδας, το χώρο για τις γεωτρήσεις, τις σωληνώσεις μεταφοράς και τους δρόμους πρόσβασης) είναι γενικά μικρότερη από την έκταση της γης που απαιτούν άλλες μορφές ενέργειας (ατμοηλεκτρικοί σταθμοί άνθρακα, υδροηλεκτρικοί σταθμοί κτλ.). Η κύρια ανησυχία από την αξιοποίηση της γεωθερμίας υψηλής ενθαλπίας προέρχεται

από τη διάθεση των γεωθερμικών νερών στους υδάτινους αποδέκτες. Λόγω της υψηλής θερμοκρασίας και της περιεκτικότητάς του σε διάφορα χημικά συστατικά, το γεωθερμικό ρευστό προτού διατεθεί σε υδάτινους αποδέκτες θα πρέπει να υποστεί κάποια επεξεργασία και να μειωθεί η θερμοκρασία του. Τονίζεται ξανά ότι η περιβαλλοντικά περισσότερο αποδεκτή μέθοδος διάθεσης των γεωθερμικών ρευστών είναι η επανεισαγωγή τους στον ταμιευτήρα. Το CO2 που εκπέμπεται από γεωθερμικές μονάδες ποικίλλει ανάλογα με τα

χαρακτηριστικά του πεδίου, καθώς και την τεχνολογία παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας, αν και οι εκπομπές του είναι κατά πολύ μικρότερες από τις αντίστοιχες εκπομπές ατμοηλεκτρικών μονάδων και συγκρίνονται ευνοϊκά και με τις εκπομπές (έμμεσες ή άμεσες) από άλλες ΑΠΕ. Το H2S, λόγω της έντονης οσμής του και της σχετικής τοξικότητάς του, είναι υπεύθυνο τις περισσότερες φορές για τη προκατάληψη που εκδηλώνεται κατά της γεωθερμίας. Οι εκπομπές H2S ποικίλλουν από <0,5 g/kWh μέχρι και 7 g/kWh. Οι εκπομπές του H2S μπορούν να ελεγχθούν σχετικά εύκολα και να μειωθούν σε συγκεντρώσεις 1 ppb με μια πληθώρα μεθόδων, όπως με τη διεργασία Stredford, με την καύση και επανεισαγωγή, με την οξειδωτική μέθοδο Dow κτλ. Συγκρινόμενη με τις άλλες Αναλώσιμες Πηγές Ενέργειας, η γεωθερμία δεν υστερεί σε

περιβαλλοντικά οφέλη. Αυτό βέβαια έρχεται σε προφανή αντίθεση με την εντύπωση που κυριαρχεί ότι ορισμένες ΑΠΕ (π.χ. φωτοβολταϊκά, αιολική ενέργεια) δεν επιβαρύνουν το περιβάλλον. Η εντύπωση αυτή μεταβάλλεται όταν κανείς συνυπολογίσει τις επιπτώσεις οποιασδήποτε μορφής ενέργειας σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής μιας τεχνολογίας, αλλά και την επιβάρυνση στο περιβάλλον από την κατασκευή και λειτουργία των μονάδων.

III. Πρακτικό Μέρος Εφαρμογές

Υπάρχουν δυο κύριες εφαρμογές της γεωθερμική ενέργειας. Η πρώτη βασίζεται στη χρήση της θερμότητας της γης για την παραγωγή

ηλεκτρικού ρεύματος και άλλες χρήσεις (θέρμανση κτηρίων, θερμοκηπίων). Αυτή η θερμότητα μπορεί να προέρχεται από γεωθερμικά γκάιζερ που φθάνουν με φυσικό τρόπο ως την επιφάνεια της γης ή γεώτρηση στον φλοιό της γης σε περιοχές που η θερμότητα βρίσκεται αρκετά κοντά στην επιφάνεια. Αυτές οι πηγές είναι συνήθως από μερικές εκατοντάδες μέχρι 3000 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γης.

[32]

Η δεύτερη εφαρμογή της γεωθερμικής ενέργειας εκμεταλλεύεται τις θερμές μάζες εδάφους ή υπογείων υδάτων για να κινήσουν θερμικές αντλίες για εφαρμογές θέρμανση και ψύξης.

Οι

εφαρμογές της γεωθερμικής ενέργειας ποικίλουν ανάλογα με τη θερμοκρασία και περιλαμβάνουν

Ηλεκτροπαραγωγή (θ>90 °C), (παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με δυαδικό κύκλο)

Θέρμανση χώρων (με καλοριφέρ για θ>60 °C, με αερόθερμα για θ>40 °C, με ενδοδαπέδιο σύστημα (θ>25 °C),

Ψύξη και κλιματισμό (με αντλίες θερμότητας απορρόφησης για θ>60 °C, ή με υδρόψυκτες αντλίες θερμότητας για θ<30 °C) Ιχθυοκαλλιέργειες (θ>15 °C) επειδή τα ψάρια χρειάζονται ορισμένη θερμοκρασία

για την ανάπτυξή τους Βιομηχανικές εφαρμογές όπως αφαλάτωση θαλασσινού νερού (θ>60 °C), ξήρανση

αγροτικών προϊόντων, κλπ Θερμά λουτρά για θ = 25-40 °C

Μηχανήματα γεωθερμικών ενεργειών

Τα τελευταία χρόνια ο άνθρωπος κατάφερε να αντλήσει τη θερμότητα που βρίσκεται

στο έδαφος σε βάθος μερικών μέτρων για θέρμανση χώρων μέσω ειδικών

[33]

μηχανημάτων, που ονομάζονται γεωθερμικές αντλίες θερμότητας. Τα μηχανήματα

αυτά χρησιμοποιούνται και για κλιματισμό.

Οι γεωθερμικές περιοχές συχνά εντοπίζονται από τον ατμό που βγαίνει από σχισμές

του φλοιού της γης ή από την παρουσία θερμών πηγών. Για να υφίσταται διαθέσιμο

θερμό νερό ή ατμός σε μια περιοχή, πρέπει να υπάρχει κάποιος υπόγειος ταμιευτήρας

αποθήκευσής του κοντά σε ένα θερμικό κέντρο. Στην περίπτωση αυτή, το νερό του

ταμιευτήρα, που συνήθως είναι βρόχινο νερό που έχει διεισδύσει στους βαθύτερους

ορίζοντες της γης, θερμαίνεται και ανεβαίνει προς την επιφάνεια.

Τα γεωθερμικά αυτά ρευστά εμφανίζονται στην επιφάνεια είτε με τη μορφή θερμού

νερού ή ατμού όπως προαναφέρθηκε είτε

αντλούνται με γεώτρηση και αφού

χρησιμοποιηθεί η θερμική τους ενέργεια,

γίνεται επανέγχυση του ρευστού στο

έδαφος με δεύτερη γεώτρηση. Έτσι

ενισχύεται η μακροβιότητα του

ταμιευτήρα και αποφεύγεται η θερμική

ρύπανση του περιβάλλοντος.

[34]

Αντλίες

θερμότητας

Οι αντλίες θερμότητας είναι μηχανες,,που μπορούν να παίρνουν ενέργεια υπό

μορφή θερμότητας από ένα σημείο και να τη μεταφέρουν αλλού. Χρησιμοποιούν

αέρια ή υγρά που λέγονται ψυχτικα {ρευστά} και ένα ζεύγος ελικοειδών

σωληνώσεων. Με άπλα λογία ,οι αντλίες θερμότητας είναι κλιματιστικά ,που

μπορούν να θερμάνουν ή να ψύξουν κάποιο χώρο. Συχνά συνδέονται με πήγες

θερμοδυναμικής ενέργειας που εκλύουν θερμότητα, με αποτέλεσμα να γίνεται το

περιβάλλον φιλόξενο για να ζήσει κάνεις ή να δουλέψει.

Διατάξεις γεωθερμικής ενέργειας

[35]

IV. Συμπεράσματα Επομένως, μεγάλη σημασία για τον άνθρωπο έχει η αξιοποίηση της γεωθερμικής

ενέργειας για την κάλυψη αναγκών του, καθώς είναι μια πρακτικά ανεξάντλητη

πηγή ενέργειας. Ανάλογα με το θερμοκρασιακό της επίπεδο μπορεί να έχει

διάφορες χρήσεις.

Πηγές

whttp://www.tovima.gr/relatedarticles/article/?aid=188687 http://www.sigmalive.com/news/international/59200/ta-6-megalytera-pyrinika-

atyximata-sti-sygxroni-istoria http://www.iefimerida.gr/news/239794/ta-kamaria-ton-stolon-ta-megalytera-kai-

ishyrotera-aeroplanofora-kai-antitorpilika#ixzz4YYxZTXLm

http://5dim-pyrgou.ilei.sch.gr/energy/html/noanan4.htm#pirin1

[36]

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A0%CF%85%CF%81%CE%B7%CE%BD%CE%BF%CE%BA%CE%AF%CE%BD%CE%B7%CF%84%CE%BF_%CF%80%CE%BB%CE%BF%CE%AF%CE%BF

https://el.wikipedia.org/wiki/Ηλεκτρική_ενέργεια https://el.wikipedia.org/wiki/Φωτοβολταϊκό_σύστημα www.ypeka.gr › ... › ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ & ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ http://www.celsius.gr/1128CC47.el.aspx http://www.allaboutenergy.gr/Paragogi321.html

http://ebooks.edu.gr/modules/ebook/show.php/DSDIM-E107/154/1099,4015/ https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A7%CE%B7%CE%BC%CE%B9%CE%BA%CE

%AE_%CE%B5%CE%BD%CE%AD%CF%81%CE%B3%CE%B5%CE%B9%CE%B http://digitalschool.minedu.gov.gr/modules/ebook/show.php/DSGL101/163/1133 https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A0%CE%B7%CE%B3%CE%AE_%CE%B5%CE

%BD%CE%AD%CF%81%CE%B3%CE%B5%CE%B9%CE%B1%CF%82 http://old.primedu.uoa.gr/sciedu/BIBLIO/files/energy.pdf

http://users.sch.gr/imarinakis/energy.htm http://2epalam.weebly.com/epsiloniotadeltaetakappaalphaupsilonsigmaiotamuomeganu.html

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%93%CE%B1%CE%B9%CE%AC%CE%BD%CE%B8%CF%81%CE%B1%CE%BA%CE%B1%CF%82

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A0%CE%B5%CF%84%CF%81%CE%AD%CE%BB%CE%B1%CE%B9%CE%BF

http://www.slideboom.com/presentations/630118/%CE%A4%CE%9F-%CE%A6%CE%A5%CE%A3%CE%99%CE%9A%CE%9F-%CE%91%CE%95%CE%A1%CE%99%CE%9F-%CE%A9%CE%A3-%CE%A0%CE%97%CE%93%CE%97%CE%95%CE%9D%CE%95%CE%A1%CE%93%CE%95%CE%99%CE%91%CE%A3

http://www.mikres-aggelies.com/ydrogono.php

https://el.wikipedia.org/wiki/Ηλεκτρική_ενέργεια https://el.wikipedia.org/wiki/Φωτοβολταϊκό_σύστημα www.ypeka.gr › ... › ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ & ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ http://www.celsius.gr/1128CC47.el.aspx http://www.allaboutenergy.gr/Paragogi321.html

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%93%CE%B5%CF%89%CE%B8%CE%B5%CF%81%CE%BC%CE%AF%CE%B1

http://kpe-kastor.kas.sch.gr/energy1/alternative/geothermal.htm

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%91%CE%BD%CE%B1%CE%BD%CE%B5%CF%8E%CF%83%CE%B9%CE%BC%CE%B5%CF%82_%CF%80%CE%B7%CE%B3%CE%AD%CF%82_%CE%B5%CE%BD%CE%AD%CF%81%CE%B3%CE%B5%CE%B9%CE%B1%CF%82