Download - Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

Transcript
Page 1: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

3Ο ΓΕΛ ΛΑΡΙΣΑΣ

ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΘΕΜΑ<ΗΠΙΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ>

ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ 2013-14

Page 2: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

ΟΙ ΜΑΘΗΤΕΣ ΤΗΣ Β΄ ΤΑΞΗΣ ΤΟΥ 3ου ΓΕΛ ΛΑΡΙΣΑΣ ΠΟΥ ΥΛΟΠΟΙΗΣΑΝ ΤΗΝ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕ ΘΕΜΑ <ΗΠΙΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ>

Ο ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (ΣΥΝΤΟΝΙΣΤΗΣ) ΚΟΛΟΚΥΘΑΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ

Α/Α ΕΠΩΝΥΜΟ ΟΝΟΜΑ 1 ΑΝΑΤΟΛΙΩΤΗ ΓΕΩΡΓΙΑ 2 ΓΚΑΡΛΕΜΟΥ ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗ 3 ΓΟΥΓΟΥΛΑ ΘΕΟ∆ΩΡΑ-ΣΤ 4 ∆ΑΛΑΜΑΓΚΑ ΓΕΩΡΓΙΑ 5 ∆ΙΑΜΑΝΤΗΣ ΑΛΕΞΑΝ∆ΡΟΣ 6 ΗΛΙΟΠΟΥΛΟΥ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΑ 7 ΜΠΙΣΙΚΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ 8 ΜΠΙΣΙΚΛΗΣ ΚΥΡΙΑΚΟΣ 9 ΜΠΟΥΣΟΥΛΑΣ ΣΩΤΗΡΙΟΣ 10 ΝΕΥΡΑΣ ΖΑΦΕΙΡΗΣ 11 ΝΙΚΟΛΑΟΥ ΜΑΡΙΑ 12 ΝΙΤΣΑΣ ΧΡΗΣΤΟΣ 13 ΝΤΑΛΑΓΙΩΡΓΟΣ ΑΧΙΛΛΕΑΣ 14 ΝΤΟΡΜΠΑΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ 15 ΠΑΠΑΚΥΠΡΙΑΝΟΥ ΜΑΡΓΑΡΙΤΑ 16 ΠΑΠΑΛΑΓΑΡΑΣ ΣΑΒΒΑΣ

Page 3: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

ΗΠΙΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 1. Παραγωγή και διάδοση ηλιακής ενέργειας 2. Είδη και φύση ηλιακής ακτινοβολίας 3. Φωτοβολταϊκά *Ορολογία φωτοβολταϊκών *Βαθµός απόδοσης – πλεονεκτήµατα *Περιβαλλοντικά πλεονεκτήµατα *∆ιασυνδεδεµένο φωτοβολταϊκό σύστηµα *Ποιες οι προϋποθέσεις που πρέπει να έχει ένα κτίριο για να δεχθεί φωτοβολταϊκά *Απόδοση φωτοβολταϊκών σε διάφορες κλίσεις 4. Αποθήκευση ηλιακής ενέργειας 5. Μετατροπή σε θερµότητα 6. Παθητικά ηλιακά συστήµατα * Εφαρµογή – Παράδειγµα * Παθητικό ηλιακό σύστηµα άµεσου ηλιακού κέρδους * Παθητικό ηλιακό σύστηµα έµµεσου ηλιακού κέρδους * Παθητικό ηλιακό σύστηµα τύπου θερµοκηπίου 7. Ηλιακοί συλλέκτες *Επίπεδος *κενού *Συγκεντρωτικός ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

1. Άνεµος 2. Ιστορική αναδροµή 3. Ανεµογεννήτριες

• Ιστορική αναδροµή • Είδη ανεµογεννητριών • Οριζοντίου άξονα • Καθέτου Άξονα • Βαθµός απόδοσης • Αιολικό πάρκο • Πλεονεκτήµατα Ηλιακής ενέργειας • Μειονεκτήµατα • Ανάπτυξη αιολικών πάρκων στην Ελλάδα Υ∆ΡΑΥΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

1. Ιστορική αναδροµή 2. Σχηµατισµός υδραυλικής ενέργειας 3. Τεχνικά έργα για την ίδρυση υδροηλεκτρικού σταθµού (ΥΗΣ)

Page 4: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

4. Τµήµατα υδροηλεκτρικοί σταθµοί ( ΥΗΣ) 5. Πλεονεκτήµατα – Μειονεκτήµατα ( ΥΗΣ)

ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΒΙΟΜΑΖΑ 1. Εισαγωγή- Ορισµός 2. Βιοµάζα ως πηγή ενέργειας 3. Ελληνικό δυναµικό 4. Ενεργειακή αξιοποίηση της βιοµάζας 5. Ενεργειακές καλλιέργειες 6. Παραγωγή λιπασµάτων από τα κτηνοτροφικά απόβλητα 7. Προοπτικές βιοµάζας συµπεράσµατα

ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠΟ ΤΑ ΚΥΜΑΤΑ ΚΑΙ ΤΗΝ ΠΑΛΙΡΡΟΙΑ 1. Εισαγωγή 2. Ορισµός κύµατος 3. Πλεονεκτήµατα 4. Μειονεκτήµατα 5. Μηχανές εκµετάλλευσης της µηχανικής ενέργειας 6. Παραδείγµατα µηχανών 7. Ενέργεια από την παλίρροια

Page 5: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

¨ΕΝΕΡΓΕΙΑ¨: Μία έννοια, που ο άνθρωπος κατάλαβε την αξία της από την πρώτη κιόλας στιγµή της ύπαρξής του στη Γη .Έτσι στα πρώτα του βήµατα χρειάστηκε ¨Ενέργεια¨ µε µορφή τροφής , για να ζήσει. Χρειάστηκε πάλι ενέργεια µε τη µορφή θερµότητας για να ζεσταθεί ενώ χρησιµοποίησε την ενέργεια άλλων όντων για να κινηθεί ταχύτερα ή να κάνει τις εργασίες του ευκολότερα. Από τη στιγµή που ο άνθρωπος εµφανίστηκε πάνω στη Γη, η ενέργεια ήταν πάντα το µέσο που τον βοήθησε να ζήσει, να δηµιουργήσει και να εξελιχθεί. Καθώς ο άνθρωπος εξελισσόταν, εφεύρε εργαλεία και µηχανισµούς και αξιοποιούσε καλύτερα την Ενέργεια κάθε µορφής. Η καλύτερη εκµετάλλευση της ενέργειας συνέβαλλε σηµαντικά στο εκπληκτικό τεχνολογικό άλµα των τελευταίων αιώνων και συνεπώς στην εξέλιξη του ανθρώπου. Πάνω από όλα όµως, ο άνθρωπος χρησιµοποίησε µε τον καλύτερο τρόπο τη φαντασία και τη δηµιουργικότητα του µυαλού του και έτσι έφτασε στο σηµείο που βρίσκεται σήµερα.

Ενέργεια είναι η ικανότητα παραγωγής έργου Για να προσδιορίσουµε την έννοια του έργου, θα µπορούσαµε να πούµε ότι το έργο σχετίζεται µε τη µεταβολή και την κίνηση. Π.χ έργο παράγεται, όταν ο κινούµενος αέρας (άνεµος) κινεί ένα ιστιοφόρο ή ωθεί τα πτερύγια ενός µύλου. Παραγωγή έργου έχουµε επίσης, όταν καίµε ξύλα στο τζάκι. Η θερµότητα που παράγεται αυξάνει τη θερµοκρασία του χώρου και µας ζεσταίνει. Η ενέργεια που χρησιµοποιούµε µπορεί να προέρχεται από τις ανανεώσιµες πηγές ενέργειας. Ανανεώσιµες πηγές ενέργειας είναι εκείνες που προέρχονται από ενεργειακές καλλιέργειες(καλαµποκιού ηλίανθου κλπ). Αυτά τα φυτά καλλιεργούνται και στη συνέχεια τα χρησιµοποιούµε για την παραγωγή θερµότητας ( ενέργεια βιοµάζας). Επίσης ανανεώσιµες πηγές ενέργειας ονοµάζονται αυτές που από τη φύση τους ανανεώνονται και είναι διαρκώς και ασταµάτητα διαθέσιµες σε άφθονη ποσότητα, δηλαδή είναι ανεξάντλητες. Ο ήλιος για παράδειγµα λάµπει στο ουρανό και να µας προσφέρει τη φωτεινή και θερµική του ενέργεια. Ακόµη σε αυτή συγκαταλέγονται η Αιολική ενέργεια, , η ενέργεια Θαλασσίων Κυµάτων η Υδραυλική (ενέργεια του νερού) κλπ. Οι ανεξάντλητες και ανανεώσιµες µορφές ενέργειας αποτελούν τις παλαιότερες µορφές ενέργειας στον πλανήτη µας και δε ρυπαίνουν το περιβάλλον. Οι αρνητικές επιπτώσεις από τη χρήση των συµβατικών πηγών ενέργειας και η σύγχρονη ενεργειακή κρίση καθιστούν έντονη την ανάγκη της εκµετάλλευσης των ανανεώσιµων και ανεξάντλητων πηγών ενέργειας και κυρίως της ηλιακής της αιολικής και της υδραυλικής. Αυτές µπορούν επίσης να µετατρέπονται άµεσα σε άλλες µορφές, ,που ο άνθρωπος µπορεί να χρησιµοποιήσει, όπως ηλεκτρική ενέργεια ή θερµική ενέργεια. Αυτό γίνεται µέσω ειδικών διατάξεων. Τα φωτοβολταϊκά κύτταρα, µετατρέπουν την Ηλιακή ενέργεια σε Ηλεκτρική ενώ ένας ηλιακός συλλέκτης τη µετατρέπει σε Θερµική. Επίσης µία Ανεµογεννήτρια µετατρέπει την Αιολική ενέργεια σε Ηλεκτρική και ο υδροηλεκτρικός σταθµός την Υδραυλική σε Ηλεκτρική.

Page 6: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ∆ΙΑ∆ΟΣΗ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Ο ήλιος είναι βασική πηγή ενέργειας του πλανήτη µας. Ο ήλιος είναι απλανής

αστέρας µέσου µεγέθους λόγω των µεγάλων θερµοκρασιών των στοιχείων

που τον συνθέτουν, µεταξύ των οποίων και το υδρογόνο τα µόρια αλλά και τα

άτοµα τους βρίσκονται σε µια κατάσταση «νέφους» θετικών ή αρνητικών

φορτίων. Σ’ αυτές τις θερµοκρασίες, µερικών εκατοµµυρίων βαθµών κελσίου η

ταχύτητα κινούµενοι πυρήνες υδρογόνου συσσωµατώνονται, υπερνικώντας

τις µεταξύ τους απωστικές ηλεκτροµαγνητικές δυνάµεις και δηµιουργούν

πυρήνες του στοιχείου ηλίου (He). Η πυρηνική αυτή αντίδραση-σύντηξη

πυρήνων είναι εξώθερµη και χαρακτηρίζεται από τη γνωστή µας έκλυση

τεραστίων ποσοτήτων ενέργειας που ακτινοβολείται προς όλες τις

κατευθύνσεις στο διάστηµα. Αυτό συµβαίνει εδώ και 5 δισεκατοµµύρια χρόνια

περίπου.

Σύντηξη είναι η διαδικασία σύνδεσης δύο ή περισσοτέρων ελαφρών πυρήνων

σε έναν βαρύτερο πυρήνα µε την ταυτόχρονη έκλυση ενέργειας. Ηλεκτρόνια

που κινούνται µε µεγάλες ταχύτητες ξεφεύγουν από τα άτοµα και

προσκολλώνται σε άλλο. Αλλαγή ενεργειακής κατάστασης σηµαίνει εκποµπή

µεγάλων ποσών ενέργειας. Μια τέτοια είδους ενέργεια είναι αυτή που

εκπέµπει ο ήλιος. ηλιακή ακτινοβολία αξιοποιείται για την παραγωγή

θερµότητας και ηλεκτρισµού.

Η ηλιακή ενέργεια που προέκυψε από την σύντηξη στον ήλιο γίνεται

αντιληπτή στη γη ως θερµότητα και φως.

Πρόκειται για ηλεκτρική και µαγνητική ενέργεια. Αυτή µεταδίδεται υπό µορφή

κυµάτων. Χαρακτηριστικό γνώρισµα αυτών των κυµάτων είναι ο ρυθµός(το

πόσο συχνά) φθάνουν στη γη. Αυτό λέγεται συχνότητα. Όσο πιο συχνά

πέφτουν πάνω στη γη τόσο πιο κοντά είναι το ‘ένα από το επόµενο ∆ηλαδή

όσο πιο µεγάλη είναι η συχνότητα τόσο πιο µικρό το µήκος του κάθε κύµατος.

Η ακτινοβολία που εκπέµπει ο ήλιος είναι συνδυασµός ηλεκτροµαγνητικών

κυµάτων που έχουν διαφορετικές συχνότητες. Η κατανοµή της ακτινοβολίας

του ήλιου είναι 5% υπεριώδης ακτινοβολία, 46% ορατό φως και το 49% είναι

Page 7: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

υπέρυθρη. Το ορατό φως αποτελείται από όλα τα χρώµατα που βλέπουµε

στη φύση µε τα µάτια µας. Το κάθε χρώµα έχει την δική του συχνότητα.

Η υπεριώδης ακτινοβολία έχει µεγαλύτερη συχνότητα αντίθετα η υπέρυθρη

ακτινοβολία εκπέµπεται σε µεγαλύτερα µήκη κύµατος άρα έχει µικρότερη

συχνότητα. Η υπεριώδης και υπέρυθρη ακτινοβολία δεν γίνονται αντιληπτές

από τα µάτια µας.

Την ηλιακή ακτινοβολία την χρησιµοποιούµε στις παρακάτω περιπτώσεις

Θερµικές και φωτοβολταϊκές εφαρµογές. Η πρώτη είναι η συλλογή της

ηλιακής ενέργειας για να παραχθεί θερµότητα , κυρίως για τη θέρµανση του

νερού και τη µετατροπή του σε ατµό για την κίνηση τουρµπινών. Στη δεύτερη

εφαρµογή τα φωτοβολταϊκά συστήµατα µετατρέπουν το φως του ηλίου σε

ηλεκτρισµό µε την χρήση φωτοβολταϊκών κυψελών. Αυτή η τεχνολογία

εµφανίστηκε στις αρχές του 1970 στα διαστηµικά προγράµµατα των Η.Π.Α .

ΤΑ ΕΙ∆Η ΚΑΙ Η ΦΥΣΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

Η ηλιακή ακτινοβολία φθάνει µετά από ένα ταξίδι 500 µόλις δευτερολέπτων –

τρέχοντας µε 300.000 χιλ/δευτ –στην ατµόσφαιρα της γης, σχεδόν

αναλλοίωτη σε σχέση µε το πώς έφυγε από τον ήλιο. Από τη στιγµή όµως

που µπαίνει στην Γήινη ατµόσφαιρα συναντά µόρια του αέρα, νέφη και

αιωρούµενα σωµατίδια, τα οποία την ανακλούν ή την σκεδάζουν ανάλογα µε

τις συνθήκες που επικρατούν.

Η προσπίπτουσα (άµεση) ακτινοβολία χαρακτηρίζει το ποσό της ισχύος

ακτινοβολίας που φθάνει στην επιφάνεια της Γης σε µια δεδοµένη στιγµή, ανά

µονάδα επιφάνειας. Εκφράζεται σε Watt/m2. Αποτελεί το 60%-80% της

συνολικής ηλιακής ακτινοβολίας ενώ το υπόλοιπο αυτής ανακλάται και δεν

φθάνει στη γη.

Η διάχυτη (έµµεση) ακτινοβολία είναι η ακτινοβολία που σκεδάζεται

(διασκορπίζεται) από νέφη και αιωρούµενα σωµατίδια. Όλοι έχουµε

παρατηρήσει αραιές νεφώσεις µεγάλου πλάτους που φωτοβολούν µε

οµοιόµορφο τρόπο σε όλη την επιφάνεια τους, ενώ παράλληλα είναι σχεδόν

αδύνατο να βρει κανείς που είναι κρυµµένος ο ήλιος.

Page 8: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

ΗΛΙΟΣ ΚΑΙ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΟΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΙ ΠΟΡΟΙ

Ανανεώσιµες πηγές ενέργειας θεωρούνται εκείνες που από την φύση τους

ανανεώνονται και είναι διαρκώς και ασταµάτητα διαθέσιµες σε άφθονη

ποσότητα και δεν πρόκειται να παύσουν να υπάρχουν (ανεξάντλητες).

Τέτοιες είναι ο ήλιος , ο άνεµος, η υδροδυναµική ενέργεια, η γεωθερµική

ενέργεια, η ενέργεια των κυµάτων, ενέργεια από την παλίρροια κ.α.

Η συνολικά προσπίπτουσα πάνω στη γη ακτινοβολία κατανέµεται µε τον

ακόλουθο περίπου τρόπο:

Το 45% της ακτινοβολίας ζεσταίνει την επιφάνεια της γης την ατµόσφαιρα και

τις θάλασσες. Ένα ποσοστό της τάξης του 23% της ηλιακής ενέργειας που

φθάνει στη γη χρησιµοποιείται για τον υδρολογικό κύκλο. Συντελεί στη

εξάτµιση του νερού των θαλασσών, των λιµνών, των ποταµών, στην

αφυδάτωση των φυτών. Το εξατµισµένο νερό δεν χάνεται, αλλά

συγκεντρώνεται στην ατµόσφαιρα και δηµιουργεί τα σύννεφα. Αυτά µε την

σειρά τους µας δίνουν βροχή, χιόνι και φέρουν το νερό ξανά πίσω στη γη.

Ένα µικρό ποσοστό της τάξης του 1% συµβάλλει στη δηµιουργία και στον

καθορισµό των ανέµων, ενώ αυτοί µε την σειρά τους κινούν τα κύµατα.

Το 30% της ακτινοβολίας δε φθάνει ποτέ στη γη, αλλά ανακλάται και ταξιδεύει

προς το διάστηµα.

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ

Το ηλιακό φως είναι ουσιαστικά µικρά πακέτα ενέργειας που λέγονται

φωτόνια. Τα φωτόνια περιέχουν διαφορετικά ποσά ενέργειας ανάλογα µε το

µήκος κύµατος του ηλιακού φάσµατος. Το γαλάζιο χρώµα ή υπεριώδες π.χ.

έχουν περισσότερη ενέργεια από το κόκκινο ή το υπέρυθρο. Όταν λοιπόν τα

φωτόνια προσκρούσουνε σε ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο, άλλα ανακλώνται,

άλλα το διαπερνούν και άλλα απορροφώνται από το φωτοβολταϊκό. Αυτά τα

τελευταία φωτόνια είναι που προκαλούν το ηλεκτρικό ρεύµα. Τα φωτόνια αυτά

αναγκάζουν τα ηλεκτρόνια του φωτοβολταϊκού να µετακινηθούν σε άλλη θέση

και ως γνωστό ο ηλεκτρισµός δεν είναι τίποτε άλλο παρά κίνηση ηλεκτρονίων.

Page 9: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

Σε αυτή την απλή αρχή της φυσικής λοιπόν βασίζεται µια από τις πιο

εξελιγµένες τεχνολογίες παραγωγής ηλεκτρισµού στις µέρες µας.

Η ΟΡΟΛΟΓΙΑ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ (Φ/Β)

Φωτοβολταϊκό φαινόµενο ονοµάζεται η άµεση µετατροπή της ηλιακής

ακτινοβολίας σε ηλεκτρική τάση.

Φωτοβολταϊκό στοιχείο είναι η ηλεκτρονική διάταξη που παράγει ηλεκτρική

ενέργεια όταν δέχεται ακτινοβολία. Λέγεται ακόµα φωτοβολταϊκό κύτταρο ή

κυψέλη.

Φωτοβολταϊκό πλαίσιο είναι ένα σύνολο φωτοβολταϊκών στοιχείων που

είναι ηλεκτρικά συνδεδεµένα. Αποτελεί την βασική δοµική µονάδα της

φωτοβολταϊκής γεννήτριας.

Φωτοβολταϊκό πάνελ είναι ένα ή περισσότερα φωτοβολταϊκά πλαίσια, που

έχουν προκατασκευαστεί και συναρµολογηθεί σε ενιαία κατασκευή, έτοιµη να

εγκατασταθεί σε µια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση.

Φωτοβολταϊκή γεννήτρια είναι το τµήµα µιας φωτοβολταϊκής εγκατάστασης

που περιέχει φωτοβολταϊκά στοιχεία και παράγει συνεχές ρεύµα.

Αντιστροφέας(inverter) ηλεκτρονική συσκευή που µετατρέπει το συνεχές

ρεύµα σε εναλλασσόµενο.

Ρυθµιστής φόρτισης συσκευή που χρησιµοποιείται σε αυτόνοµα συστήµατα

για να ρυθµίζει τη φόρτιση των συσσωρευτών.

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟ∆ΟΣΗΣ- ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ

Τα φωτοβολταϊκά µετατρέπουν ένα 5-19% της ηλιακής ενέργειας σε

ηλεκτρική.

Το ποσό αυτό εξαρτάται από την τεχνολογία που χρησιµοποιούµε, η οποία

πάντως βελτιώνεται. Υπάρχουν τα λεγόµενα µονοκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά,

τα πολυκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά, τα φωτοβολταϊκά ¨λεπτού υµενίου¨. Η

επιλογή του είδους των φωτοβολταϊκών είναι συνάρτηση των αναγκών, του

διαθέσιµου χώρου και της οικονοµικής ευχέρειας του χρηστή.

Page 10: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ

1.Μηδενική ρύπανση

2.Αθόρυβη λειτουργία

4.Αξιοπιστία και µεγάλη διάρκεια ζωής (φθάνει τα 30 χρόνια)

3.Απεξάρτηση από την τροφοδοσία καυσίµων για τις αποµακρυσµένες

περιοχές

5.∆υνατότητα επέκτασης ανάλογα µε τις ανάγκες

6.Ελάχιστη συντήρηση.

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ

Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήµατα των Φ/Β είναι αδιαµφισβήτητα. Κάθε

κιλοβατώρα που παράγεται από Φ/Β συστήµατα και όχι από συµβατικά

καύσιµα, συνεπάγεται την αποφυγή έκλυσης ενός περίπου κιλού διοξειδίου

του άνθρακα στη ατµόσφαιρα. Ένα τυπικό Φ/Β ενός κιλοβάτ αποτρέπει κάθε

χρόνο την έκλυση 1,3 τόνων διοξειδίου του άνθρακα, όσο δηλαδή θα

απορροφούσαν περίπου δύο στρέµµατα δάσους. Επιπλέον έχουµε λιγότερες

εκποµπές άλλων επικίνδυνων ρύπων (αιωρούµενα µικροσωµατίδια, οξείδια

του αζώτου, ενώσεις του θείου) ΟΙ εκποµπές διοξειδίου του άνθρακα είναι

υπεύθυνές για το φαινόµενο του θερµοκηπίου και αλλάζουν το κλίµα της γης,

ενώ η ατµοσφαιρική ρύπανση έχει σοβαρές επιπτώσεις στην υγεία των

πολιτών.

ΠΙΝΑΚΑΣ Ο ΟΠΟΙΟΣ ∆ΕΙΧΝΕΙ ΤΟΥΣ ΕΚΛΥΟΜΕΝΟΥΣ ΡΥΠΟΥΣ(σε gr)

ΠΟΥ ΑΠΟΦΕΥΓΟΥΜΕ ΑΝΑ ΗΛΙΑΚΗ ΚΙΛΟΒΑΤΩΡΑ

CO2 SO2 NOx µικροσωµατίδια

λιγνίτης 1480 1-1,8 1.1-1.2 1.1

πετρέλαιο 830 3,5 1.5 0.35

Φυσικό αέριο 475 0,017 0,6 -

Τα Φ/Β µπορούν να χρησιµοποιηθούν και ως δοµικά στοιχεία παρέχοντας

την δυνατότητα για καινούργιους αρχιτεκτονικούς σχεδιασµούς καθώς

διατίθενται σε ποικιλία χρωµάτων , µεγεθών και µπορούν να δώσουν ευελιξία

και πλαστικότητα, ενώ δίνουν δυνατότητα διαφορετικής διαπερατότητας του

Page 11: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

φωτός ανάλογα µε τις ανάγκες σχεδιασµού. Αντικαθιστώντας κεραµοσκεπές ή

υαλοστάσια συµβάλλουν στη µείωση του συνολικού κόστους µιας

κατασκευής (σηµαντικότατο για τις ηλιακές προσόψεις στα εµπορικά κτίρια).

Σήµερα διατίθενται και διαφανή Φ/Β µε θερµοµονωτικές ιδιότητες ,τα οποία

µπορούν να χρησιµοποιηθούν σε προσόψεις εµπορικών κέντρων, αυτά

επιτυγχάνουν (εκτός του ότι παράγουν ηλεκτρική ενέργεια) και εξοικονόµηση

ενέργειας 15%-30% σε σχέση µε ένα κτίριο µε συµβατικά απλά υαλοστάσια.

∆ΙΑΣΥΝ∆Ε∆ΕΜΕΝΟ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

Σε περίπτωση διασυνδεδεµένου Φ/Β συστήµατος το σύστηµα αποθήκευσης

είναι το δίκτυο της ∆ΕΗ.

Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τον ήλιο είναι αρκετά προβλέψιµη.

Αυτό που µας ενδιαφέρει, είναι πόσες κιλοβατώρες θα µας δώσει το σύστηµα

σε ετήσια βάση.

Ένα Φ/Β στην Ελλάδα παράγει κατά µέσο όρο ετησίως περίπου 1150 έως

1400 κιλοβατώρες ανά εγκατεστηµένο κιλοβάτ.

Τα τµήµατα από τα οποία αποτελείται ένα διασυνδεδεµένο Φ/Β σύστηµα είναι

1 Πίνακας ελέγχου

2 Φωτοβολταϊκό πλαίσιο

3 Μετρητής ∆ΕΗ

4 Αντιστροφέας(inverter)

ΠΟΙΕΣ ΠΡΟΫΠΟΘΕΣΕΙΣ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΕΧΕΙ ΕΝΑ ΚΤΙΡΙΟ ΓΙΑ ΝΑ ∆ΕΧΘΕΙ

ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ

1. Να υπάρχει επαρκής ελεύθερος και ασκίαστος χώρος. Πρόχειρα µπορούµε

να πούµε πως χρειάζεται περίπου 1-1,5 τετραγωνικά µέτρα για κάθε 100watt

(αν χρησιµοποιήσουµε τα συνηθισµένα κρυσταλλικά Φ/Β του εµπορίου).

Χρειάζεται περίπου 7-10 τ.µ/kw για κεραµοσκεπή. Αν πάλι τοποθετήσουµε

άµορφα φωτοβολταϊκά, το συνολικό κόστος θα είναι περίπου το ίδιο ή

µικρότερο, θα απαιτηθεί όµως περίπου διπλάσια επιφάνεια. Πρέπει να

προσέξουµε ιδιαίτερα ο χώρος εγκατάστασης των φωτοβολταϊκών να είναι

κατά το δυνατόν 100% ασκίαστος καθ’ όλη την διάρκεια της ηµέρας.

∆ιαφορετικά το σύστηµα θα λειτουργεί µε µικρότερη απόδοση. Ένας

Page 12: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

χονδρικός κανόνας για να βεβαιωθείτε ότι το σύστηµα σας δεν θα αποδίδει

λιγότερο λόγω σκιάσεων, είναι ο εξής: η απόσταση από το τυχόν εµπόδιο

πρέπει να είναι διπλάσια από το ύψος του εµποδίου.

2. Τα φωτοβολταϊκά έχουν µέγιστη απόδοση όταν έχουν νότιο

προσανατολισµό. Αποκλίσεις από το Νότο µέχρι 45 µοίρες είναι επιτρεπτές

µειώνουν όµως την απόδοση.

3. Η σωστή κλίση του φωτοβολταϊκού σε σχέση µε το οριζόντιο επίπεδο.

Συνήθως επιλέγεται µια κλίση που να δίνει το καλύτερο αποτέλεσµα καθ’ όλη

τη διάρκεια του έτους. Στην Ελλάδα η βέλτιστη κλίση είναι γύρω στις 30 µοίρες

ΑΠΟ∆ΟΣΗ Φ/Β ΣΕ ∆ΙΑΦΟΡΕΣ ΚΛΙΣΕΙΣ ΚΑΙ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥΣ

Κλίση ως προς το οριζόντιο επίπεδο

ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ 0 (µοίρες) 30(µοίρες) 90(µοίρες)

ΑΝΑΤΟΛΙΚΟΣ

∆ΥΤΙΚΟΣ

90 85 50

ΝΟΤΙΟΑΝΑΤΟΛΙΚΟΣ

ΝΟΤΙΟ∆ΥΤΙΚΟΣ

90 95 60

ΝΟΤΙΟΣ 90 100 60

ΒΟΡΕΙΟΑΝΑΤΟΛΙΚΟΣ

ΒΟΡΕΙΟ∆ΥΤΙΚΟΣ

90 67 30

ΒΟΡΕΙΟΣ 90 60 20

ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Η βασική πηγή ενεργείας του πλανήτη µας αντλείται από τον ήλιο. Η ενέργεια

του απελευθερώνεται στον πυρήνα του από την σύντηξη του υδρογόνου και

Page 13: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

τη µετατροπή του στο στοιχειό Ίλιο, ακτινοβολείται προς όλες τις κατευθύνσεις

στο διάστηµα. Εποµένως, για πολλά εκατοµµύρια χρόνια ακόµη δεν

αναµένεται να υπάρξει µείωση της ενεργείας που ακτινοβολείται από αυτόν. Η

ακτινοβολούµενη από τον ήλιο ισχύς ανέρχεται περίπου 120000000000

MW.Εάν µπορούσαµε να εκµεταλλευτούµε έστω και ένα πολύ µικρό ποσοστό

της ενέργειας αυτής, τότε το ενεργειακό πρόβληµα του πλανήτη µας θα

λυνόταν. .Με τη σηµερινή τεχνολογία όµως το καλύτερο δυνατό που

µπορούµε να πετύχουµε είναι η αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας και η

µετέπειτα χρησιµοποίησή της. Όλα τα συστήµατα ηλιακής ενέργειας που

υπάρχουν σήµερα στηρίζονται στην παγίδευση και συγκράτηση της ενέργειας

µέσα στην ύλη για µια ορισµένη χρονική περίοδο. Γενικά υπάρχουν δυο

τρόποι αποθήκευσης µέρους της ηλιακής ενέργειας:1)Μετατροπή της ηλιακής

ενέργειας σε θερµότητα. Αυτό γίνεται είτε άµεσα µε απευθείας έκθεση στον

ήλιο ενός υλικού είτε µε µεταφορά ζεστού αέρα και θέρµανση του υλικού.2)

Μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Αυτό γίνεται µέσω

φωτοβολταϊκών κυττάρων(όπως είδαµε σε προηγούµενες παραγράφους) και

αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας σε συσσωρευτές (µπαταρίες).

ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΣΕ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ- ΠΑΘΗΤΙΚΑ ΗΛΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Τα Παθητικά Ηλιακά Συστήµατα προσφέρουν µεγάλες δυνατότητες

εξοικονόµησης ενέργειας για τη θέρµανση εσωτερικών χώρων καθώς και για

το φυσικό φωτισµό των χώρων αυτών. Τα παθητικά ηλιακά συστήµατα έχουν

απλές αρχές λειτουργίας. Βασίζονται στην εκµετάλλευση των φυσικών

φαινόµενων µετάδοσης της θερµότητας και του φωτός. Η ηλιακή ενέργεια

απορροφάτε άµεσα από το κτήριο και παγιδεύεται σ αυτό. Έτσι µειώνεται η

ενέργεια που απαιτείται για τη θέρµανση του κτηρίου. Τέτοια συστήµατα

χρησιµοποιούν κυρίως αέρα, αλλά αυτό γίνεται χωρίς την χρήση ανεµιστήρων

ή αντλιών. Το φαινόµενο του θερµοκηπίου είναι το φαινόµενο στο οποίο

στηρίζεται κυρίως η λειτουργία των παθητικών ηλιακών συστηµάτων. Για

παράδειγµα: Όλοι έχουν παρατηρήσει πόσο ζεστός γίνεται ο εσωτερικός

χώρος ενός αυτοκινήτου µε κλειστά τζάµια. Παρόλο που έξω από το

αυτοκίνητο µπορεί να έχει καύσωνα, µέσα είναι αδύνατο να καθίσουµε ή

ακόµα να αναπνεύσουµε αφού η θερµοκρασία µπορεί να φτάσει µέχρι και

τους 70C. Αυτό λέγεται φαινόµενο του θερµοκηπίου στο οποίο στηρίζεται η

λειτουργία των παθητικών ηλιακών συστηµάτων. Η αύξηση της θερµοκρασίας

Page 14: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

οφείλεται στην ιδιότητα του γυαλιού να επιτρέπει την είσοδο της ηλιακής

ακτινοβολίας, αλλά όταν αυτή µετατραπεί σε θερµική µέσα στο αυτοκίνητο, να

µην την αφήνει να βγει! Άρα λοιπόν, αν µπορέσουµε να αποθηκεύσουµε την

πολύ σηµαντική ποσότητα ενέργειας που εισέρχεται και εγκλωβίζεται σε ένα

χώρο, τότε έχουµε φτιάξει ένα παθητικό ηλιακό σύστηµα.

ΕΦΑΡΜΟΓΗ

Με την απορρόφηση της ηλιακής ενέργειας από το δοµικό υλικό του κτιρίου

αυξάνεται η θερµοκρασία της εξωτερικής επιφάνειας του. Παρουσιάζεται µε

αυτόν τον τρόπο µία διαφορά θερµοκρασίας µεταξύ της εξωτερικής και

εσωτερικής πλευράς του υλικού, µε αποτέλεσµα τη µετάδοση της θερµότητας

από την υψηλή θερµοκρασία στη χαµηλή. Η µετάδοση γίνεται µέσο του υλικού

µε αγωγή. Η απόδοση θερµότητας από τον τοίχο προς τον εσωτερικό αέρα

γίνεται µε φυσική µεταφορά θερµότητας. Ο θερµός αέρας, αφού είναι πιο

ελαφρύς, αρχίζει να κινείται προς τα επάνω δηµιουργώντας έτσι µια φυσική

κυκλοφορία του αέρα. Κάθε επιφάνεια, ανάλογα µε τη θερµοκρασία που έχει,

ακτινοβολεί θερµότητα. Όσο µεγαλύτερη είναι η θερµοκρασία της, τόσο

περισσότερη θερµότητα ακτινοβολεί προς κάθε κατεύθυνση.

ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ

Κρεµάµε µία κόλλα χαρτί πάνω από ένα ζεστό καλοριφέρ και θα τη δείτε να

κινείτε. Ο θερµός αέρας αρχίζει να κινείτε προς τα επάνω. Ο κρύος αέρας

τώρα που έρχεται σε επαφή µε την επιφάνεια απάγει πάλι τη διαθέσιµη

θερµότητα και το φαινόµενο της κίνησης επαναλαµβάνεται συνεχώς.

ΠΑΘΗΤΙΚΑ ΗΛΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΜΕΣΟΥ ΗΛΙΑΚΟΥ ΚΕΡ∆ΟΥΣ

Τα απλούστερα και λιγότερο δαπανηρά συστήµατα. Ο θερµαινόµενος

χώρος δέχεται απευθείας την ηλιακή ακτινοβολία διαµέσου µεγάλων

γυάλινων παραθύρων τα οποία είναι προσανατολισµένα προς το Νότο,

ώστε να ο ήλιος να τα βλέπει καθ’ όλη τη διάρκεια της ηµέρας.

Τα υλικά που δέχονται την ηλιακή ακτινοβολία πρέπει να έχουν την

ιδιότητα να αποθηκεύουν τη µεγαλύτερη δυνατή θερµότητα. Τα υλικά αυτά

όταν απορροφήσουν τη θερµική ακτινοβολία από τον ήλιο, θα αρχίσουν να

µεταδίδουν τη θερµότητα προς τον ψυχρότερο αέρα του δωµατίου, όταν

αυτό αρχίσει να ψύχεται. Έτσι θα έχουµε ζεστό δωµάτιο, και όταν ο ήλιος

θα έχει δύσει.

Page 15: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

ΠΑΘΗΤΙΚΟ ΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΜΜΕΣΟΥ ΗΛΙΑΚΟΥ ΚΕΡ∆ΟΥΣ

Η ηλιακή ενέργεια είναι δυνατόν να υποθηκευθεί προσωρινά σε µη ενεργό

χώρο, όπως είναι ένας τοίχος µε Νότιο προσανατολισµό. Πάνω σε αυτόν

τοποθετείτε ένα διαφανές πλαίσιο και χρησιµεύει για τον εγκλωβισµό της

θερµικής ακτινοβολίας ανάµεσα σε αυτό και στον τοίχο, η οποία εν τέλει

εισέρχεται και αποθηκεύεται µέσα στον τοίχο. Κατόπιν ο ‘’υπέρθερµος’’ τοίχος

αποδίδει στον εσωτερικό χώρο τη θερµότητα που συνέλλεξε. Ο ζεστός αέρας

ανέρχεται προς τα επάνω . Μια βελτιωµένη έκδοση είναι ο τοίχος Trombe.

Ένας τέτοιος τοίχος εκτός από το γυάλινο προπέτασµα που τον περιβάλλει,

έχει και κάποια στόµια στο πάνω και στο κάτω µέρος του. Ο εσωτερικός

αέρας που βρίσκεται µεταξύ του γυαλιού και του τοίχου ανέρχεται προς τα

επάνω αφού είναι ελαφρύτερος. Μην έχοντας άλλη επιλογή εισέρχεται δια

µέσου των στοµίων στο εσωτερικό του χώρου και τον θερµαίνει. Εφόσον ο

ζεστός αέρας πιέζει και µπαίνει στον χώρο, σπρώχνει τον υπόλοιπο αέρα του

χώρου τον κρύο δηλαδή να περάσει µέσω των κάτω στοµίων στο εξωτερικό

µέρος του τοίχου. Αυτός τότε θερµαίνεται και η όλη διαδικασία

επαναλαµβάνεται κυκλικά. Το φαινόµενο αυτό λέγεται θερµοσιφωνισµός

ΠΑΘΗΤΙΚΟ ΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΥΠΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ

Ένας χώρος ενός κτηρίου και αυτός προσανατολισµένος στο Νότο, µπορεί

να διαµορφωθεί έτσι ώστε να έχουµε ένα παθητικό ηλιακό σύστηµα τύπου

θερµοκηπίου. Το γυαλί δηµιουργεί ένα µικρό χώρο σαν θερµοκήπιο γύρω

από την πλευρά του κτηρίου και εκεί συλλέγετε η ηλιακή ενέργεια. Ο αέρας

είναι το µέσο µεταφοράς της θερµότητας.

ΗΛΙΑΚΟΙ ΣΥΛΛΕΚΤΕΣ

Ηλιακοί συλλέκτες ονοµάζονται οι συσκευές που συλλέγουν και παγιδεύουν

την ηλιακή ενέργεια. Όπως στα παθητικά ηλιακά συστήµατα χρησιµοποιούµε

το γυαλί το οποίο έχει την ιδιότητα να παγιδεύει την ηλιακή ακτινοβολία.

Page 16: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

Ακριβώς το ίδιο γεγονός εκµεταλλευόµαστε και στους ηλιακούς συλλέκτες.

Υπάρχουν 3 ήδη ηλιακών συλλεκτών :

• Επίπεδοι συλλέκτες

• Συλλέκτες κενού

• Παραβολικοί συλλέκτες

ΕΠΙΠΕ∆ΟΣ ΣΥΛΛΕΚΤΗΣ

Η ηλιακή ακτινοβολία διαπερνά τη γυάλινη επιφάνεια και προσπίπτει στη

σκούρα, τραχιά και απορροφητική επιφάνεια. Η θερµική ακτινοβολία

παγιδεύεται εξαιτίας του γυαλιού. Κάτω από την απορροφητική επιφάνεια

τοποθετούµε σωλήνες µέσα στους οποίους κυλά νερό. Το νερό είναι το

υλικό µε την µεγαλύτερη θερµοχωρητικότητα. Τέλος το σύστηµά µας

θερµοµονώνεται ώστε να µην έχουµε απώλειες.

ΣΥΛΛΕΚΤΗΣ ΚΕΝΟΥ

Αποτελείται από ειδικούς σωλήνες τοποθετηµένους παράλληλα. Ο κάθε

σωλήνας περιέχει µέσα του έναν άλλο, ενώ ανάµεσά τους υπάρχει κενό. Ο

εξωτερικός σωλήνας είναι γυάλινος, ώστε να επιτρέπει τη διέλευση της

ηλιακής ακτινοβολίας. Ο εσωτερικός σωλήνας έχει µαύρη, τραχιά επιφάνεια

και απορροφά την ακτινοβολία. Το κενό ανάµεσά τους προσφέρει πολύτιµες

υπηρεσίες :

• ∆εν υπάρχει µεταφορά θερµότητας λόγο ρευµάτων προς τα έξω, αφού

δεν υπάρχει αέρας

• Λειτουργεί το φαινόµενο του θερµοκηπίου

Η θερµότητα απάγεται και εδώ µε νερό η άλλο ρευστό που ρέει µέσα στον

εσωτερικό σωλήνα. Γενικά πρόκειται για ένα τύπο συλλεκτών µε µεγάλη

απόδοση. Χρησιµοποιείται περισσότερο στη βόρεια Ευρώπη, όπου οι

εξωτερικές θερµοκρασίες είναι χαµηλές. Μπορεί να επιτευχθούν

θερµοκρασίες άνω των 100 0C.

ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΤΙΚΟΙ ΣΥΛΛΕΚΤΕΣ

Συγκεντρώνουν την ηλιακή ακτινοβολία σε ένα µικρό µέρος, το οποίο και

θερµαίνουν σε πολύ µεγάλο βαθµό. Οι συλλέκτες αυτοί έχουν σχήµα

οµπρέλας και επικεντρώνουν τις ακτίνες τους στον άξονα της οµπρέλας,

Page 17: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

όπου και περνά το ρευστό το οποίο θερµαίνεται. Οι συλλέκτες αυτοί έχουν

πολύ µεγάλο βαθµό απόδοσης όταν έχουµε άµεση ακτινοβολία. Για να γίνει

αυτό πρέπει να υπάρχει σύστηµα µε σερβοµηχανισµό που θα στρέφει

συνεχώς το συλλέκτη προς τον ήλιο.

ΕΠΙΠΕ∆ΟΣ ΣΥΛΛΕΚΤΗΣ

Page 18: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΝΕΜΟΣ

Άνεµος είναι η κυκλοφορία του ατµοσφαιρικού αέρα .Η δηµιουργία του

οφείλεται στη διαφορά πίεσης ανάµεσα σε δύο τόπους, η οποία προκαλείται

στις περισσότερες περιπτώσεις από τη διαφορά θερµοκρασίας .Εποµένως, η

κίνηση του ατµοσφαιρικού αέρα έχει την τάση να πηγαίνει από περιοχές

υψηλών σε περιοχές χαµηλών πιέσεων. Ο άνεµος είναι ένα από τα

σπουδαιότερα µετεωρολογικά και κλιµατικά στοιχεία , για αυτό και η

παρατήρησή του πρέπει να γίνεται µε µεγάλη ακρίβεια. Στον άνεµο, µας

ενδιαφέρουν δύο κυρίως στοιχεία : η διεύθυνση του, δηλαδή το σηµείο του

ορίζοντα από το οποίο πνέει ο άνεµος και η έντασή του δηλαδή η ταχύτητα µε

την οποία κινείται ο ατµοσφαιρικός αέρας ή η πίεση την οποία ασκεί στην

επιφάνεια των διαφόρων σωµάτων. Μεταξύ πίεσης και ταχύτητας του ανέµου

υπάρχει απλή σχέση, η πίεση είναι ανάλογη του τετραγώνου της ταχύτητας. Η

κλίµακα µέτρησης της ταχύτητας του ανέµου επινοήθηκε από τον πλοίαρχο

Μποφόρ το 1805 και τροποποιηµένη από τον παγκόσµιο µετεωρολογικό

οργανισµό ισχύει και σήµερα. Η κλίµακα περιλαµβάνει 12 υποδιαιρέσεις ή

βαθµούς , ο κάθε βαθµός αντιπροσωπεύει και ένα φαινόµενο όπως φαίνεται

παρακάτω.

ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΒΑΘΜΟΣ

(ΜΠΟΦΟΡ)

Ο καπνός ανεβαίνει ολόισια 0

Λοξός καπνός 1

Ο ανεµοδείκτης κινείται 2

Κυµατίζουν οι σηµαίες 3

Σηκώνεται σκόνη, παρασύρονται χαρτιά 4

Ο ποδηλάτης νιώθει αντίσταση, κυµατάκια στη

λίµνη

5

Κινούνται µεγάλοι κλώνοι, αναποδογυρίζουν

οµπρέλες

6

Λυγίζουν τα δένδρα, δύσκολο βάδισµα 7

Page 19: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

Σπάζουν κλώνοι, πολύ δύσκολο βάδισµα κόντρα

στον άνεµο

8

Ξεκολλούν καπνοδόχοι και κεραµίδια 9

∆ένδρα σπάζουν ή ξεριζώνονται 10

ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑ∆ΡΟΜΗ

Ο άνεµος είναι µια δύναµη, που ο άνθρωπος χρησιµοποίησε από τα πρώτα

βήµατα της εξέλιξης του πολιτισµού ως φυσική πηγή ενέργειας.

Χρησιµοποιήθηκε από τα αρχαία χρόνια στην ναυσιπλοΐα (ιστιοφόρα) και στη

γεωργία µε τη χρήση ανεµόµυλων, για την άντληση νερού και το άλεσµα των

δηµητριακών.

Η δύναµη του ανέµου δεν ελέγχεται. Σε µια θεοµηνία (τυφώνας) µπορεί να

καταστρέψει τα πάντα. Αντίθετα όµως ορισµένες φορές µπορεί να είναι

ευνοϊκός. Μπορεί δηλαδή να κινεί τον δροµέα µηχανών, που παράγουν

ηλεκτρικό ρεύµα και ονοµάζονται ανεµογεννήτριες.

Η τεχνολογία των ανεµογεννητριών αναπτύχθηκε σε τέτοιο βαθµό τα

τελευταία χρόνια, ώστε το κόστος παραγωγής µιας KWh να είναι

ανταγωνιστικό του αντίστοιχου µιας συµβατικής µονάδας . Με τη σηµερινή

µείωση των αποθεµάτων πετρελαίου, τα περιβαλλοντικά προβλήµατα που

προκαλεί η χρήση του και η σταθερή αύξηση ενεργειακής ζήτησης ,η αιολική

ενέργεια χρησιµοποιείται περισσότερο για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας .

Στην Ευρώπη η αιολική ενέργεια θεωρητικά θα µπορούσε να καλύψει όλες τις

ενεργειακές ανάγκες, επειδή το αιολικό δυναµικό είναι τεράστιο.

Η χρήση της αιολικής ενέργειας ιδιαίτερα τα τελευταία χρόνια οφείλεται σε

ορισµένα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της όπως:

1) Είναι µια ανεξάντλητη µορφή ενέργειας χωρίς κόστος αγοράς καυσίµων.

2) ∆εν µολύνει την ατµόσφαιρα και τα ύδατα.

3) Είναι ενέργεια που περιορίζει την εξάρτηση από τα συµβατικά καύσιµα.

4) Σε αποµακρυσµένες περιοχές και νησιά αποτελεί τον πιο οικονοµικό τρόπο

παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας.

ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ

Page 20: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

Ιστορική αναδροµή

Σύµφωνα µε αρχαιολογικές και ιστορικές απόψεις γύρω στον 7ο αιώνα π.Χ.

στην Περσία χρησιµοποιήθηκαν για πρώτη φορά ανεµοµηχανές.

Στα µέσα του 19ου αιώνα εµφανίζονται οι πρώτοι Αµερικανικοί ανεµόµυλοι

µε πολλά πτερύγια από αλουµίνιο και ξύλο ,που χρησιµοποιήθηκαν ως

αντλητικές µηχανές . Η σχεδίαση τους επέτρεπε την περιστροφή τους µε

χαµηλή ταχύτητα ανέµου . Ο πύργος τους είχε ύψος 6-19 µέτρα

Το 1900 στη ∆ανία κατασκευάζονται οι πρώτες µηχανές που ονοµάστηκαν

ανεµογεννήτριες και χρησίµευαν στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτές

οι ανεµοµηχανές είχαν τέσσερα πτερύγια µήκους 11 µέτρων ,ενώ ο

πύργος είχε 24 µέτρα .Οι µηχανές αυτές απέδιδαν 25kW

Το 1920 στην Αµερική επιτυγχάνεται η πρώτη βιοµηχανική παραγωγή

ανεµογεννητριών , που υποστηρίζουν µικρές καταναλώσεις σε αγροτικές

κυρίως κατοικίες που δεν τις τροφοδοτούσε ηλεκτρικό δίκτυο.

Το 1929 στη Γαλλία εταιρεία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας κατασκεύασε

ανεµογεννήτρια µε δύο πτέρυγες διαµέτρου 20 µέτρων. Η µηχανή

καταστράφηκε σύντοµα από τον άνεµο.

Το 1931 οι Σοβιετικοί έθεσαν σε λειτουργία για δύο χρόνια ανεµογεννήτρια

διαµέτρου πτερυγίων 30 µέτρων

Μετά το Β΄ Παγκόσµιο πόλεµο υλοποιήθηκε η κατασκευή πολλών

πειραµατικών ανεµογεννητριών όπως ήταν η ανεµογεννήτρια ΄΄Best Romani΄΄

µε τρεις πτέρυγες διαµέτρου 30 µέτρων.

ΕΙ∆Η ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ

: Υπάρχουν δύο είδη ανεµογεννητριών. Οριζοντίου και καθέτου άξονα.

Ανεµογεννήτριες οριζόντιου άξονα: τέτοιου είδους είναι οι ανεµογεννήτριες

των οποίων οι έλικες περιστρέφονται γύρω από έναν οριζόντιο άξονα ως

προς το επίπεδο του εδάφους. Το πιο σηµαντικό από τα µέλη µιας

ανεµογεννήτριας οριζόντιου άξονα είναι η γεννήτρια η οποία, παράγει τον

ηλεκτρισµό. Επίσης, όλο το σύστηµα είναι τοποθετηµένο πάνω σ’ έναν

πύργο.

Η µηχανή αποτελείται από τα παρακάτω τµήµατα:

α. Το δροµέα (στρεφόµενο µέρος της µηχανής), το άκρο του οποίου είναι

τύπου έλικας και µπορεί να φέρει µια (µονόπτερος) δύο ή τρεις πτέρυγες.

Στον µονόπτερο τύπο υπάρχει ειδική κατασκευή µε βάρος τοποθετηµένο σε

Page 21: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

θέση εκ διαµέτρου αντίθετη του πτερυγίου για την εξισορρόπηση της

ζυγοστάθµισης του πτερυγίου. Η περιστροφή των πτερυγίων ενός δροµέα

οριζοντίου άξονα οφείλεται στη συνδυασµένη δύναµη της άνωσης και της

πίεσης που ασκείται, όταν οι µάζες του αέρα προσπίπτουν στα πτερύγια. Για

τη µέγιστη αξιοποίηση αυτής της δύναµης απαιτείται κατάλληλος σχεδιασµός,

στη µορφή των πτερυγίων, στη στρέψη τους ως προς τον άξονα στήριξής

τους (κλίση) και στην ελικοειδή διάταξή τους (βήµα). Τα πτερύγια συνήθως

κατασκευάζονται από ενισχυµένο πολυεστέρα.

β. το σύστηµα µετάδοσης της κίνησης, αποτελούµενο από τον κύριο

άξονα, τα έδρανά του και το κιβώτιο πολλαπλασιασµού στροφών, το οποίο

προσαρµόζει την ταχύτητα περιστροφής (ταχύτητα µε συγκεκριµένο αριθµό

στροφών) της ανεµογεννήτριας.

Με το σύστηµα µετάδοσης δίνεται η κίνηση από το δροµέα (χαµηλές

στροφές), στην ηλεκτρογεννήτρια (υψηλές στροφές). Στις Α/Γ οριζοντίου

άξονα η ηλεκτρογεννήτρια και το σύστηµα µετάδοσης της κίνησης,

τοποθετούνται µέσα σε άτρακτο σε µεγάλο ύψος από το έδαφος.

γ. την ηλεκτρογεννήτρια. Είναι σύγχρονος εναλλακτήρας, δηλαδή

µηχανή εναλλασσόµενου ρεύµατος µε 4 ή 6 πόλους. Συνδέεται µε την

έξοδο του κιβωτίου πολλαπλασιασµού των στροφών (κιβώτιο ταχυτήτων)

µέσω ελαστικού ή υδραυλικού συνδέσµου. Η ηλεκτρογεννήτρια µπορεί να

είναι και µηχανή συνεχούς ρεύµατος (DC).

Μικρής ισχύος ανεµογεννήτριες παράγουν συ-

νεχή τάση τροφοδοσίας και χρησιµοποιούνται

για ηλεκτροδότηση σκαφών και µικρών κατοι-

κιών. Σε µεγάλες Α/Γ, που η παραγόµενη από

αυτές τάση πρόκειται να παραλληλιστεί µε το

δίκτυο, η ηλεκτρογεννήτρια είναι µηχανή ενα-

λασσόµενου ρεύµατος (AC).

δ. το δισκόφρενο, το οποίο τοποθετείται στον

κύριο άξονα και αποτελεί το σύστηµα πέδησης

της Α/Γ.

ε. το σύστηµα προσανατολισµού, το οποίο

αναγκάζει συνεχώς τον άξονα περιστροφής

του δροµέα να βρίσκεται παράλληλα µε τη

Page 22: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

διεύθυνση του ανέµου. Το σύστηµα προσανα-

τολισµού βρίσκεται τοποθετηµένο µεταξύ της

ατράκτου και του πύργου στερέωσης.

στ. τον πύργο µέσα στον οποίο στερεώνεται

η ηλεκτροµηχανολογική εγκατάσταση. Ο

πύργος είναι συνήθως µεταλλικός, σωληνωτός

ή δικτυωτός και σπανίως από οπλισµένο σκυρόδεµα (µπετόν), ενώ το ύψος

του είναι τέτοιο, ώστε ο αέρας που προσπίπτει στα πτερύγια της

ανεµογεννήτριας να έχει οµαλή ροή . Έτσι µειώνεται ο θόρυβος στο ελάχιστο.

ζ. τον ηλεκτρικό πίνακα και τον πίνακα ελέγχου που είναι τοποθετηµένοι

στη βάση του πύργου. Ο πίνακας ελέγχου ρυθµίζει όλες τις λειτουργίες της

ανεµογεννήτριας.

Ανεµογεννήτριες καθέτου άξονα: οι ανεµογεννήτριες καθέτου άξονα έχουν

έλικες οι οποίες περιστρέφονται γύρω από έναν άξονα, που είναι κάθετος στο

επίπεδο του εδάφους.

Αυτός ο τύπος έχει να επιδείξει µηχανές περισσότερο ερευνητικού

ενδιαφέροντος παρά εµπορικού ανταγωνισµού.

Σήµερα στην παγκόσµια αγορά έχουν επικρατήσει οι ανεµογεννήτριες

οριζοντίου άξονα σε ποσοστό από 90%.

Και οι δύο προαναφερόµενοι τύποι, εκτός από τον πύργο, τον δροµέα, τα

πτερύγια και τη γεννήτρια διαθέτουν και τις ακόλουθες µονάδες:

• Ρυθµιστή τάσης, µε τον οποίο επιτυγχάνεται η σταθεροποίηση σε

συγκεκριµένα όρια της παραγόµενης τάσης.

• Συσσωρευτές (µπαταρίες) για την αποθήκευση της παραγόµενης

ηλεκτρικής ενέργειας στην περίπτωση που οι γεννήτριες υποστηρίζουν

αυτόνοµα τα φορτία και δεν είναι παραλληλισµένες µε το δίκτυο.

• Μετατροπέα DC-AC, για Α/Γ που παράγουν συνεχή τάση. Είναι

ηλεκτρονική διάταξη, που µετατρέπει τη συνεχή τάση που παράγει η

Α/Γ σε εναλλασσόµενη. Η εναλλασσόµενη τάση κατόπιν οδηγείται σε

µετασχηµατιστή ανύψωσης τάσης, για να αποκτήσει εκείνη την τιµή,

που θα της επιτρέψει να παραλληλιστεί µε το δίκτυο της ∆ΕΗ. Τέλος η

Page 23: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

παραγόµενη από την Α/Γ ηλεκτρική ενέργεια µεταφέρεται µε καλώδια

(γραµµή µεταφοράς).

• Μετατροπέα AC-DC, για Α/Γ που παράγουν εναλλασσόµενη τάση και

η παραγόµενη ηλεκτρική ενέργεια πρόκειται να αποταµιευθεί σε

συσσωρευτές.

ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟ∆ΟΣΗΣ ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Α/Γ

Βαθµός απόδοσης µιας ανεµογεννήτριας είναι ο λόγος της αποδιδόµενης από

τον άξονα της µηχανής ισχύος, προς την ισχύ του ανέµου. Σήµερα ο βαθµός

απόδοσης των ανεµογεννητριών είναι περίπου στο 40%.

Το κόστος κατασκευής των Α/Γ έχει µειωθεί σηµαντικά, µε αποτέλεσµα το

κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται µε την βοήθεια του ανέµου να

είναι αρκετά χαµηλότερο από το αντίστοιχο της πυρηνικής ενέργειας και

περίπου το ίδιο µε εκείνο που παράγεται από το φυσικό αέριο. Προβλέπεται

ότι το κόστος εκµετάλλευσης της αιολικής ενέργειας µπορεί να µειωθεί µέχρι

και 30% την επόµενη δεκαετία.

Ιδιαίτερη σηµασία δίνεται σήµερα στη λειτουργία των ανεµογεννητριών µε

µεταβαλλόµενο αριθµό στροφών. Σε αυτόν τον τύπο βελτιώνεται ο βαθµός

απόδοσης των Α/Γ και µειώνονται οι µηχανικές καταπονήσεις στα διάφορα

υποσυστήµατα τους. Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στα ηλεκτρονικά εξαρτήµατα

ισχύος που µεσολαβούν µεταξύ της εξόδου της Α/Γ και του δικτύου παροχής

ηλεκτρικής ενέργειας

ΑΙΟΛΙΚΟ ΠΑΡΚΟ

Page 24: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

Αιολικό πάρκο µε ηλιοβασίλεµα

Το αιολικό πάρκο είναι µεγάλη περιοχή µε εγκατεστηµένες

πολλές ανεµογεννήτριες που παράγουν ρεύµα περιστρεφόµενες από την

ενέργεια του ανέµου, προκειµένου να τροφοδοτήσουν µία κατοικηµένη

περιοχή, είτε είναι µία πόλη, είτε ένα χωριό.

Η κυριότερη εφαρµογή των Α/Γ είναι η σύνδεση τους µε το ηλεκτρικό δίκτυο.

Η σύνδεση του αιολικού πάρκου µε το ηλεκτρικό δίκτυο γίνεται µε την χρήση

υποσταθµού

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ

• Παράγουν ρεύµα από µία ανεξάντλητη ανανεώσιµη πηγή ενέργειας.

• Τα αιολικά πάρκα δε ρυπαίνουν την ατµόσφαιρα όπως τα εργοστάσια

παραγωγής ηλεκτρισµού τα οποία στηρίζονται στην καύση ορυκτών

καυσίµων, όπως άνθρακα ή φυσικό αέριο.

• ¨Ενα αιολικό πάρκο 50 MW αποτρέπει την έκλυση στην ατµόσφαιρα

περίπου 2300 τόνων το χρόνο διοξειδίου του θείου, 180 τόνων οξειδίου

του αζώτου , 120 τόνων αιωρούµενων σωµατιδίων και 128000 τόνων

διοξειδίου του άνθρακα

Ειδικότερα στην Ελλάδα

• ∆ιαθέτουµε πολύ υψηλό αιολικό δυναµικό , ενδεικτικά στα νησία του

Αρχιπελάγους εµφανίζεται άνεµοι σηµαντικής ταχύτητας και διάρκειας

σχεδόν ολόκληρο το έτος

• Υπάρχουν πολλές αναξιοποίητες θέσεις όπου µπορούν να

εγκατασταθούν αιολικά πάρκα

• Απεξάρτηση της χώρας µας από τα εισαγόµενα καύσιµα και όφελος

από την µη αγορά καυσίµων

Page 25: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

• Η υψηλή σεισµικότητα της χώρας µας εγκυµονεί κινδύνους για τις

θερµοηλεκτρικές και τις πυρηνικές εγκαταστάσεις, µε αποτέλεσµα να

θεωρείται προβληµατική στο άµεσο µέλλον η κατασκευή πυρηνικών

µονάδων στη χώρα µας

• Η τιµή της kWh είναι φθηνότερη όταν παράγεται από την αιολική

ενέργεια παρά από το πετρέλαιο.

ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ

• Κάνουν θόρυβο.

• Μπορεί τα πτερύγια των ανεµογεννητριών να τραυµατίσουν ή

σκοτώσουν πτηνά

• Χρειάζεται µεγάλη έκταση για να κατασκευαστεί ένα αιολικό πάρκο.

• Χρειάζεται άνεµο για να παράγουν ρεύµα και σε µία περιοχή δεν

φυσάει συνέχεια όλο το χρόνο.

• Τα κατάλληλα σηµεία για αιολικά πάρκα συχνά βρίσκονται σε

αποµακρυσµένες περιοχές, µακριά από πόλεις όπου χρειάζεται ο

ηλεκτρισµός.

• Παρεµποδίζουν τις τηλεπικοινωνίες

• Εκλύουν ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία η γεννήτρια και ο

µετασχηµατιστής

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΑΙΟΛΙΚΩΝ ΠΑΡΚΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑ∆Α

Η Ελλάδα είναι χώρα που διαθέτει εξαιρετικά πλούσιο αιολικό δυναµικό στις

παράκτιες περιοχές της ηπειρωτικής χώρας αλλά πολύ περισσότερο στα

νησιά του Αιγαίου, όπου πνέουν ισχυροί άνεµοι όλο το χρόνο. Το 1982 στην

Κύθνο εγκαταστάθηκε το πρώτο αιολικό πάρκο στην Ευρώπη το οποίο είχε 5

Α/Γ των 33kw. Στην Άνδρο λειτουργεί αιολικό πάρκο µε 7 Α/Γ συνολικής

εγκατεστηµένης ισχύος 1,6 MW , επίσης αιολικά πάρκα λειτουργούν στην

Εύβοια µε 5,1 MW, Λήµνος 1,1 MW, Λέσβος 2MW , Χίος 3,5 MW, Κρήτη 3,5

MW.

Page 26: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

Υ∆ΡΑΥΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑ∆ΡΟΜΗ

Μια από τις παλαιότερες µορφές ενέργειας που χρησιµοποίησε ο άνθρωπος

για να βελτιώσει τις συνθήκες ζωής του είναι η ενέργεια που αξιοποίησε

εκµεταλλευόµενος τα υδάτινα ρεύµατα της γης. Σχετικές αναφορές µας

πληροφορούν ότι η χρήση του υδροτροχού ήταν γνωστή από τους αρχαίους

χρόνους. Εξέλιξη του υδροτροχού αποτέλεσε η τοποθέτηση ξύλινου

γραναζιού στον άξονα που προκαλούσε την περιστροφή µυλόπετρας για την

άλεση των δηµητριακών η οποία µέχρι τότε γίνονταν µε τα χέρια. Η χρήση του

υδρόµυλου διαδόθηκε πολύ γρήγορα. Στη Ρωµαϊκή εποχή χρησιµοποιούνταν

επίσης για την διαµόρφωση µετάλλων και την κοπή ξύλων και µαρµάρων. Στα

τέλη του µεσαίωνα ιστορικές πηγές αναφέρουν τη χρήση υδροτροχών στην

υφαντουργία στην ανύψωση υλικών στην εξόρυξη µεταλλευµάτων καθώς

επίσης και τη λειτουργία µηχανικών εργαλείων που λειτουργούσαν από την

ενέργεια του νερού. Μέχρι το 1800 η βασική σχεδίαση του υδροτροχού

παρέµενε ίδια από την εποχή των αρχαίων Ελλήνων µε εξαίρεση την

προσθήκη διαφόρων εξαρτηµάτων. Τους τελευταίους δύο αιώνες εξαιτίας της

ανάγκης παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, αξιοποιείται η δυναµική ενέργεια

του νερού, που µπορεί να έχει λόγω θέσης (υψοµετρική) διαφορά µεταξύ

στάθµης νερού και σηµείου πρόσπτωσης ,µε κατάλληλες µηχανές που

ονοµάζονται υδροστρόβιλοι.

ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΤΗΣ Υ∆ΡΑΥΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Ο ήλιος εκπέµποντας ποσά θερµότητας στη γη, προκαλεί την εξάτµιση των

επιφανειακών νερών τη συµπύκνωση τους στην ατµόσφαιρα και την

επιστροφή τους στην επιφάνεια της γης µε τη µορφή κυρίως βροχής και

χιονιού. Η προαναφερόµενη διαδικασία περιγράφει τον κύκλο του νερού. Με

τα φαινόµενα της εξάτµισης και της συµπύκνωσης πετυχαίνετε η µετακίνηση

του νερού από την επιφάνεια της θάλασσας, όπου έχει µηδενική δυναµική

ενέργεια σε υψηλότερα ενεργειακά επίπεδα.

Page 27: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

Με τον τρόπο αυτό το νερό αποκτά από το πεδίο βαρύτητας τη λεγόµενη

υδροδυναµική ή υδραυλική ενέργεια, που την αποδίδει στο περιβάλλον µέχρι

να καταλήξει ξανά στη θάλασσα.

Η αξιοποίηση της υδροδυναµικής ενέργειας και η παραγωγή έργου από αυτή

γίνεται σε κατάλληλες εγκαταστάσεις που καλούνται Υδροηλεκτρικοί Σταθµοί.

ΤΕΧΝΙΚΑ ΕΡΓΑ ΠΟΥ ΧΡΕΙΑΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΤΗΝ Ι∆ΡΥΣΗ ΥΗΣ

Πριν από οποιοδήποτε έργο η ∆ΕΗ προχωρά σε τεχνικοοικονοµικές µελέτες

όπου υπάρχουν πολλές τεχνικές δυσκολίες. Σπάνια ένας υδροηλεκτρικός

σταθµός (ΥΗΣ) κατασκευάζεται σε οµαλό έδαφος.

Χιλιάδες κυβικά µέτρα µπετόν σκάψιµο σηράγγων κ.λ.π. και όλα αυτά κάτω

από δύσκολές συνθήκες, γιατί συνήθως η τεχνητή λίµνη κατασκευάζεται σε

οροπέδια και µακριά από τις πόλεις. Οι δαπάνες είναι:

Οι απαλλοτριώσεις δεν είναι µεγάλο έξοδο

Κτίρια , λίµνες, φράγµατα, υδαταγωγοί αυτές οι κατασκευές καλύπτουν

πάνω από το 50% Της όλης δαπάνης

Υδροστρόβιλοι-γεννήτριες αποτελούν µία σηµαντική δαπάνη

∆ρόµοι , γέφυρες, σιδηροτροχιές είναι έργα απαραίτητα και επειδή είναι

σε δύσβατες περιοχές κοστίζουν πολύ

Μεταφορά µηχανών , υλικών.

Σε κάθε σηµείο υδροληψίας τοποθετούνται φίλτρα ώστε να γίνεται αποφυγή

των απορριµµάτων ( κλαδιά, σκουπίδια) που θα προκαλούσαν προβλήµατα

στις εγκαταστάσεις τις του υδροηλεκτρικού σταθµού. Ο πύργος ισορροπίας

έχει σαν σκοπό να αποφεύγεται το υδραυλικό πλήγµα. Σε περίπτωση που

χρειαστεί να σταµατήσει η λειτουργία του σταθµού για την καθορισµένη

συντήρηση των εγκαταστάσεων του οι βάνες κλείνουν. Το σταµάτηµα του

νερού θα προκαλούσε πιθανόν σπάσιµο των αγωγών προσαγωγής του

νερού. Εάν έχουµε π.χ. έναν αγωγό µήκους 200 µέτρων και διατοµής 2,5

µέτρα το βάρος του νερού που βρίσκεται σε κίνηση είναι περίπου 1000 τόνοι.

Μια απότοµη διακοπή της ροής του νερού θα δηµιουργούσε τεράστιες

δυνάµεις στους αγωγούς του νερού. Επειδή ο πύργος ισορροπίας επικοινωνεί

Page 28: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

µε την ατµόσφαιρα εκτονώνεται αυτή η τεράστια υπερπίεση. Αυτό σηµαίνει ότι

ο πύργος ισορροπίας δίνει σταθερότητα στη λειτουργία στου σταθµού.

Υπάρχουν και υδροηλεκτρικά έργα που χρειάζονται συνήθως µικρά

φράγµατα άρα και λίγες δαπάνες. Αυτό συµβαίνει σε περιπτώσεις ποταµών

µε µεγάλη παροχή νερού. Επιπλέον όταν συνδυάζεται και η άρδευση χέρσων

χωραφιών η ωφέλεια είναι διπλή. Σήµερα, επειδή η αιχµή του φορτίου σε όλες

τις χώρες είναι πολύ µεγάλη στους υδροηλεκτρικούς σταθµούς γίνεται

άντληση νερού που αποθηκεύεται σε ταµιευτήρες όταν η ζήτηση είναι µικρή.

Ταµιευτήρες ονοµάζουµε τις µικρές λίµνες. Το νερό των ταµιευτήρων

χρησιµοποιείται κατά τη διάρκεια της αιχµής του φορτίου. Επειδή οι ΥΗΣ

χρειάζονται ελάχιστο χρόνο να τεθούν σε λειτουργία χρησιµοποιούνται και

σαν σταθµοί αιχµής.

ΤΜΗΜΑΤΑ Υ∆ΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ

Ο σταθµός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από την υδροηλεκτρική

ενέργεια, λέγεται υδροηλεκτρικός. Τα κυριότερα τµήµατα ενός υδροηλεκτρικού

σταθµού είναι:

1. Το φράγµα συγκράτησης του νερού

2. Οι αγωγοί προσαγωγής του νερού

3. Ο υδροστρόβιλος

4. Οι βοηθητικές εγκαταστάσεις

5. Η ηλεκτρογεννήτρια

Φράγµατα

Φράγµα ή υδροηλεκτρικό φράγµα ονοµάζεται η κατασκευή που έχει για

προορισµό τη διακοπή της ελεύθερης ροής του νερού και της συγκέντρωσης

αυτού σε κατάλληλη αποθήκη για τις ανάγκες ενός υδροηλεκτρικού σταθµού

.Το φράγµα προσφέρει επίσης όλες τις δυνατότητες και τον εξοπλισµό

ασφάλειας και σωστής παροχής νερού στο σταθµό. Ανάλογα µε την πηγή του

νερού την οποία δεσµεύουν τα φράγµατα διακρίνονται:

Α. σε φράγµατα τεχνιτών λιµνών ή λιµναία φράγµατα και

Β. σε φράγµατα µεγάλων ποταµών ή ποτάµια φράγµατα.

Page 29: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

Οι κατηγορίες αυτές των φραγµάτων έχουν διαφορετική αποστολή. Ο πρώτος

τύπος φράγµατος έχει ως αποστολή τη δηµιουργία µεγάλης αποθήκης

νερού(τεχνητή λίµνη)ενώ ο δεύτερος τύπος φράγµατος ανακόπτει τη ροή του

ποτάµιου ρεύµατος για σωστή τροφοδοσία του σταθµού σε νερό. Από την

κατασκευαστική άποψη τα φράγµατα διακρίνονται:

Α. σε κτιστά φράγµατα,

Β. χωµάτινα φράγµατα και

Γ. σε φράγµατα µε κινητά διαφράγµατα

Κτιστά φράγµατα

Τα κτιστά φράγµατα ανάλογα µε τη στατική τους αντοχή διακρίνονται:

Α. σε φράγµατα βαρύτητας(η αντοχή στην πίεση του νερού οφείλεται στο

βάρος τους)Β. σε φράγµατα απλού και πολλαπλού τόξου(η αντοχή του

φράγµατος στην πίεση του νερού οφείλεται στη µορφή και στον τρόπο

στήριξης του στο έδαφος)

Χωµάτινα φράγµατα

Τα χωµάτινα φράγµατα κατασκευάζονται εκεί όπου το έδαφος δεν είναι

κατάλληλο για κατασκευή κτιστών φραγµάτων, ή σε περιοχές όπου ο

εφοδιασµός σε υλικά κατασκευών και η οργάνωση εργοταξίων µε ειδικευµένο

εργατοτεχνικό προσωπικό είναι δύσκολη. Ο τύπος αυτός φράγµατος έχει

περιορισµένο ύψος, το οποίο δεν υπερβαίνει τα 100 µέτρα περίπου. Τα

χωµάτινα φράγµατα συναντώνται αρκετά συχνά. Στη χώρα µας το φράγµα

του Μόρνου είναι του τύπου αυτού. Τα χωµάτινα φράγµατα κατασκευάζονται

µε γαιώδη υλικά(πέτρες, χώµα) και µε διάφορους τεχνικούς τρόπους, χωρίς

όµως να απουσιάζουν το σκυρόδερµα, οι οπλισµοί καθώς και άλλα υλικά.

Φράγµατα µε κινητά διαφράγµατα

Τα φράγµατα του τύπου αυτού αποτελούνται από µια βάση πάνω στην οποία

στηρίζεται και κινείται ένα διάφραγµα.

Αγωγοί προσαγωγής νερού

Οι αγωγοί προσαγωγής νερού από το φράγµα στους στροβίλους αποτελούν

ένα τµήµα ιδιαίτερης σηµασίας για τους υδροηλεκτρικούς σταθµούς. Πράγµατι

οι ποσότητες του νερού οι οποίες περνούν από τους αγωγούς αυτούς είναι

Page 30: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

τεράστιες και οι καταπονήσεις πολύ µεγάλες. Έχουν σαν σκοπό την µεταφορά

του νερού από την τεχνητή λίµνη στον υδροστρόβιλο.

Υδροστρόβιλος

Ο υδροστρόβιλος αποτελεί µια υδροδυναµική ή υδραυλική µηχανή, η οποία

µετατρέπει την ενέργεια του νερού σε περιστροφική κινητική ενέργεια.

Βοηθητικές εγκαταστάσεις

Η οµαλή και ασφαλής λειτουργία των υδροηλεκτρικών σταθµών θέτει µια

σειρά προβληµάτων, που απαιτούν λεπτοµερή ανάλυση και µελέτη στην

πράξη.

Γεννήτρια

Μετατρέπει την κινητική ενέργεια(περιστροφική κίνηση) του υδροστροβίλου σε

ηλεκτρική ενέργεια.

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Υ∆ΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΣΤΑΘΜΩΝ

∆εν ξοδεύουν ορυκτά καύσιµα όπως το πετρέλαιο, άρα έχουµε εξοικονόµηση

συναλλάγµατος

Χρειάζονται λίγο προσωπικό

Η συντήρηση είναι εύκολη και βλάβες σπάνιες

Πολλές φορές συνδυάζεται και η άρδευση µεγάλων εκτάσεων

∆εν ρυπαίνουν το περιβάλλον και είναι ανανεώσιµη πηγή ενέργειας

Οι µονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από το νερό µπορούν να

λειτουργήσουν άµεσα

Οι εναλλακτήρες(γεννήτριες Ε.Ρ.) µπορούν να χρησιµοποιούνται για τη

βελτίωση του συνηµίτονου του συστήµατος όταν δεν παράγει ο σταθµός

ηλεκτρική ενέργεια.

Έχουν µεγάλο βαθµό απόδοσης πάνω από 90%

Στις περισσότερες τεχνητές λίµνες δηµιουργούνται αξιόλογοι υδροβιότοποι

ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Υ∆ΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΣΤΑΘΜΩΝ

Απαιτούν µεγάλες ποσότητες νερού

Εξάρτηση της λειτουργίας των ΥΗΣ από τις καιρικές συνθήκες

Page 31: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

Μεγάλο κόστος αρχικής εγκατάστασης

Αλλαγή αισθητικής του φυσικού περιβάλλοντος

ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΒΙΟΜΑΖΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ-ΟΡΙΣΜΟΣ

Βιοµάζα: ύλη που έχει βιολογική(οργανική) προέλευση .Πρακτικά στον όρο

αυτό εµπεριέχεται οποιοδήποτε υλικό προέρχεται από τον φυτικό κόσµο.

Συγκεκριµένα:

Οι φυτικές ύλες που προέρχονται είτε από φυσικά οικοσυστήµατα

είτε από ενεργειακές καλλιέργειες.(φυτά, δάση, σόργο)

Τα υποπροϊόντα και κατάλοιπα της φυτικής ζωικής δασικής και

αλιευτικής παραγωγής.(άχυρα, βαµβακιές, κλαδιά δένδρων,

κτηνοτροφικά απόβλητα)

Τα υποπροϊόντα που προέρχονται από την µεταποίηση Η

επεξεργασία των υλικών της παραπάνω κατηγορίας

πχ.(υπολείµµατα από εκκοκκισµό βαµβακιού, πριονίδι)

Το βιολογικής προέλευσης µέρος των λυµάτων και σκουπιδιών των

πόλεων.

Η βιοµάζα αποτελεί µια δεσµευµένη και αποθηκευµένη µορφή της

ηλιακής ενέργειας. Είναι αποτέλεσµα της φωτοσύνθεσης των φυτών.

∆ΙΑ∆ΙΚΑΣΙΑ:

H χλωροφύλλη των φυτών έπειτα από µια σειρά εργασιών ,

χρησιµοποιώντας ως βασικές πρώτες ύλες διοξείδιο του άνθρακα και

νερό καθώς και ανόργανα συστατικά από το έδαφος µετασχηµατίζει

την ηλιακή ενέργεια.

ΓΡΑΦΙΚΑ

ΝΕΡΟ + ∆ΙΟΞΕΙ∆ΙΟ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ +ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ+ ΑΝΟΡΓΑΝΑ

ΣΤΟΙΧΕΙΑ= ΒΙΟΜΑΖΑ +ΟΞΥΓΟΝΟ

ΒΙΟΜΑΖΑ ΩΣ ΠΗΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Η βιοµάζα αποτελεί ανεξάντλητοι και φιλική προς το περιβάλλον πηγή

ενέργειας, η οποία συµβάλλει σηµαντικά στην ενεργειακή επάρκεια .Συχνά

Page 32: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

αντικαθιστά τα αποθέµατα ορυκτών καυσίµων τα οποία εξαντλούνται µε τον

χρόνο. Βιοµάζα δεν είναι µια νέα πηγή ενέργειας ,είναι γεγονός πως µέχρι το

τέλος του περασµένου αιώνα κάλυπτε το 97% των ενεργειακών αναγκών της

χώρας, αφού στην βιοµάζα συγκαταλέγονται τα καυσόξυλα και οι

ξυλάνθρακες.

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ∆ΥΝΑΜΙΚΟ

Στην Ελλάδα κάθε χρόνο τα υπολείµµατα (δασικά και γεωργικά)ισοδυναµούν

µε 3-4 εκατοµµύρια τόνους πετρελαίου, ενώ το ενεργειακό δυναµικό τω

ενεργειακών καλλιεργειών µπορεί σήµερα να ξεπεράσει αυτή την απόδοση .

Ένας τόνος βιοµάζας ισοδυναµεί µε 0,4 τόνους πετρελαίου. Έτσι µε τα

σηµερινά δεδοµένα µε την χρήση της βιοµάζας καλύπτεται µόλις το 3% των

ενεργειακών αναγκών.

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ:

Για την παραγωγή θερµότητας στον οικιακό τοµέα.

Για την θέρµανση των θερµοκηπίων

Σε ελαιουργία

Στη βιοµηχανία

Εκτός από τα παραπάνω οι προοπτικές αξιοποίησης της βιοµάζας στη

χώρα µας είναι εξαιρετικές, καθώς υπάρχει ένα σηµαντικό ενεργειακό

δυναµικό το οποίο είναι άµεσα διαθέσιµο. Επίσης η ενέργεια που

παράγεται είναι ανταγωνιστική µε αυτή που παράγεται από άλλες

συµβατικές πηγές ενέργειας.

Το σύνολο της άµεσα διαθέσιµης βιοµάζας της χωράς µας φθάνει τους

7500000 περίπου τόνους υπολειµµάτων γεωργικών

καλλιεργειών(σιτηρών, αραβοσίτου, βαµβακιού, ηλίανθου, κληµατίδων

κλπ) , καθώς και 2700000 τόνους δασικών υπολειµµάτων (κλαδιά,

φλοιοί)δυστυχώς το µεγαλύτερο ποσοστό αυτής παραµένει

αναξιοποίητο και πολλές φορές µάλιστα αποτελεί αιτία δυσάρεστων

καταστάσεων ( π.χ. πυρκαγιές , δυσκολία εκτέλεσης εργασιών κλπ).

Η ποσότητα της βιοµάζας που προέρχεται από τα υπολείµµατα της

δευτερογενής παραγωγής προϊόντων (εκκοκκισµός βαµβακιού ,µεταποίηση

γεωργικών προϊόντων, επεξεργασία ξύλου κλπ) είναι άµεσα διαθέσιµο ,καθώς

δεν παρουσιάζει προβλήµατα µεταφοράς ούτε και φροντίδα συλλογής και

Page 33: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

µπορεί να τροφοδοτήσει απ’ ευθείας τα διάφορα συστήµατα παραγωγής

ενέργειας. Η εκµετάλλευση του δηλαδή είναι οικονοµικά συµφέρουσα.

Εκτός απ’ όλα αυτά είναι δυνατό να ληφθούν σηµαντικές ποσότητες βιοµάζας

και από τις ενεργειακές καλλιέργειες. Συγκριτικά µε τα γεωργικά και δασικά

υπολείµµατα οι καλλιέργειες αυτές µπορούν να θεωρηθούν πιο συµφέρουσες

καθώς έχουν το πλεονέκτηµα της υψηλότερης παραγωγής ανά µονάδα

επιφάνειας αλλά και η συλλογή τους είναι ευκολότερη. Τέλος αξίζει να

αναφέρουµε ότι τα τελευταία χρόνια οι ενεργειακές καλλιέργειες έχουν

σπουδαία σηµασία για τις ανεπτυγµένες χώρες οι οποίες προσπαθούν µέσα

από την διάδοση των καλλιεργειών αυτών να λύσουν τα περιβαλλοντικά και

ενεργειακά τους προβλήµατα καθώς και τα πλεονάσµατα στην γεωργική

παραγωγή.

ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ-ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

Την βιοµάζα µπορούµε να την αξιοποιήσουµε για να καλύψουµε διάφορες

ενεργειακές ανάγκες όπως παραγωγή θερµότητας ,ψύξης ,ηλεκτρισµού κλπ.

Αυτό επιτυγχάνεται είτε µε απ’ ευθείας καύση , είτε µε µετατροπή της σε αέρια

,υγρά ή και στερεά καύσιµα µέσω θερµοχηµικών ή βιοχηµικών διεργασιών.

Τα µειονεκτήµατα τα οποία αντιµετωπίζουµε για την αξιοποίηση της

βιοµάζας είναι 1. της µεγάλης διασποράς 2.του µεγάλου όγκου και 3. την

δυσχέρεια στη συλλογή –µεταποίηση –µεταφορά –αποθήκευση. Για τους

παραπάνω λόγους επιβάλλεται η αξιοποίηση της να γίνεται όσο το δυνατόν

πιο κοντά στον τόπο παραγωγής της .Με αυτόν τον τρόπο ,αυτή µπορεί να

χρησιµοποιηθεί ευκολότερα σε µια πληθώρα εφαρµογών όπως θα δούµε στη

συνέχεια.

1. Κάλυψη αναγκών θέρµανσης/ψύξης/ ηλεκτρισµού στη γεωργία και την

βιοµηχανία. Με τους συµβατικούς τρόπους παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας,

µεγάλες ποσότητες θερµότητας αποβάλλονται στο περιβάλλον µέσω των

ψυκτικών κυκλωµάτων, ή µέσω των καυσαερίων. Με τη συµπαραγωγή

όπως ονοµάζεται η συνδυασµένη παραγωγή θερµικής και ηλεκτρικής

ενέργειας από την ίδια ενεργειακή πηγή ,το µεγαλύτερο µέρος της θερµότητας

αυτής χρησιµοποιείται για την θέρµανση συγκεκριµένων χώρων. Με τον

τρόπο αυτό επιτυγχάνεται σηµαντική εξοικονόµηση ενέργειας αφού αυξάνεται

ο βαθµός ενεργειακής µετατροπής του καυσίµου σε ωφέλιµη ενέργεια, ενώ

Page 34: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

συγχρόνως µειώνονται και οι εκποµπές ρύπων. Επίσης µε την συµπαραγωγή

µειώνονται οι απώλειες κατά τη µεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς τα

συστήµατα συµπαραγωγής είναι συνήθως αποκεντρωµένα και βρίσκονται

πιο κοντά στους καταναλωτές απ’ ότι οι κεντρικοί σταθµοί

ηλεκτροπαραγωγής. Εάν συγκρίνουµε τον βαθµό απόδοσης των

συµβατικών σταθµών θα δούµε ότι παρουσιάζουν βαθµό απόδοσης 15-40%

ενώ στα συστήµατα συµπαραγωγής αυτός φθάνει µέχρι και 75-85%. Η

συµπαραγωγή από βιοµάζα στην Ελλάδα παρουσιάζει σηµαντικό ενδιαφέρον

.Η εξάπλωση της εφαρµογής της πρέπει να εξετασθεί µε βασικό στόχο την

δηµιουργία πολλών µικρών αποκεντρωµένων σταθµών συµπαραγωγής.

Αυτοί θα πρέπει να εγκατασταθούν σε περιοχές της χώρας µε σηµαντικές

ποσότητες διαθέσιµης βιοµάζας, οι οποίες να βρίσκονται συγχρόνως κοντά σε

καταναλωτές θερµότητας, καθώς η µεταφορά της θερµότητας παρουσιάζει

υψηλές απώλειες και αυξηµένο κόστος.

Οι καταναλωτές της παραγόµενης θερµότητας των σταθµών συµπαραγωγής

µπορεί να είναι χωριά πόλεις, τα οποία θερµαίνονται µέσω κάποιας

εγκατάστασης συστήµατος τηλεθέρµανσης επίσης µπορεί να θερµαίνονται

θερµοκήπια και βιοµηχανικές µονάδες.

Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τέτοια συστήµατα συµπαραγωγής

είναι δυνατόν να πωλείται στη ∆ΕΗ.

Ένα παράδειγµα βιοµηχανίας όπου µε την εγκατάσταση µονάδας

συµπαραγωγής υποκαταστάθηκαν , πολύ επιτυχώς ,συµβατικά καύσιµα από

βιοµάζα , είναι ένα εκκοκκιστήριο στην περιοχή της Βοιωτίας. Σ’ αυτό

εκκοκκίζονται ετησίως 40.000 – 50.000 τόνοι βαµβακιού και , από την

παραγωγική αυτή διαδικασία , προκύπτουν ετησίως 4.000-5.000 τόνοι

υπολειµµάτων ,τα οποία στο παρελθόν καίγονταν σε πύργους αποτέφρωσης ,

χωρίς ιδιαίτερο έλεγχο , δηµιουργώντας έτσι κινδύνους αναφλέξεως. Η

απαραίτητη ξήρανση του βαµβακιού πριν τον εκκοκκισµό παλαιότερα γινόταν

µε την καύση πετρελαίου και διοχέτευση των καυσαερίων στο προς ξήρανση

βαµβάκι , µέχρι που εγκαταστάθηκε σύστηµα συµπαραγωγής θερµότητας και

ηλεκτρισµού , το οποίο αξιοποιεί , µέσο καύσης , τα υπολείµµατα του

εκκοκκισµού.

Το έργο που παράγεται , κατά την εκτόνωση του ατµού σε ένα στρόβιλο ,

µετατρέπεται στη γεννήτρια σε ηλεκτρική ενέργεια ισχύος 500 kw. Μετά την

Page 35: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

εκτόνωση του , ο ατµός οδηγείται , µέσω σωληνώσεων , αφ’ ενός σε

εναλλάκτες θερµότητας , όπου θερµαίνεται ο αέρας σε θερµοκρασία 130οC

και στη συνέχεια χρησιµοποιείται για την ξήρανση του βαµβακιού..

2. Στην τηλεθέρµανση ονοµάζεται η εξασφάλιση ζεστού νερού τόσο για την

θέρµανση των χώρων , όσο και για την απευθείας χρήση του σε ένα σύνολο

κτιρίων , έναν οικισµό , ένα χωριό ή µία πόλη , από έναν κεντρικό σταθµό

παραγωγής θερµότητας . Η θερµότητα µεταφέρεται µε δίκτυα αγωγών στα

θερµαινόµενα κτίρια. Η τηλεθέρµανση παρουσιάζει ορισµένα πλεονεκτήµατα

όπως µεγάλο βαθµό απόδοσης , περιορισµός της ρύπανσης , εξοικονόµηση

χρηµάτων από την µη χρησιµοποίηση συµβατικών καυσίµων.

3. Η αξιοποίηση της βιοµάζας σε µονάδες παραγωγής θερµότητας για τη

θέρµανση θερµοκηπίων αποτελεί µια ενδιαφέρουσα και οικονοµικά

συµφέρουσα προοπτική για τους ιδιοκτήτες τους. Ήδη στο 10% περίπου της

συνολικής έκτασης των θερµαινόµενων θερµοκηπίων της χώρας ,

αξιοποιούνται διάφορα είδη βιοµάζας.

4. Η παραγωγή υγρών καυσίµων µε βιοχηµική διεργασία επικεντρώνεται

,κυρίως στην παραγωγή βιοαιθανόλης (οινοπνεύµατος) µε ζύµωση σακχάρων

, αµύλου, κυτταρινών και ηµικυτταρινών που προέρχονται από διάφορα είδη

βιοµάζας .Η βιοαιθανόλη µπορεί να χρησιµοποιηθεί σε µηχανές εσωτερικής

καύσης σε πρόσµιξη µε την βενζίνη.

ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ

Στις ενεργειακές καλλιέργειες περιλαµβάνονται τόσο ορισµένα

καλλιεργούµενα είδη όσο και άγρια φυτά που έχουν σαν σκοπό την

παραγωγή βιοµάζας η οποία στη συνέχεια µπορεί να χρησιµοποιηθεί για

διάφορους ενεργειακούς σκοπούς. Οι σηµαντικότερες παγκοσµίως χρήσεις

της βιοµάζας που προέρχεται από τέτοιου είδους καλλιέργειες σε

αναπτυγµένες χώρες παρουσιάζονται παρακάτω:

Στην Βραζιλία καλλιεργείται το ζαχαροκάλαµο που το µετατρέπουν σε

αλκοόλη και χρησιµεύει ως καύσιµο µεταφοράς. Στη Σουηδία παράγεται ιτιά

µετατρέπεται σε ψιλοτεµαχισµένο ξύλο και χρησιµεύει στις καύσεις. Σε άλλες

χώρες της Ε.Ε. καλλιεργείται ελαιοκρόµβη και ηλίανθος τα µετατρέπουν σε

βιοντήζελ και χρησιµεύει σαν καύσιµο µεταφοράς.

Page 36: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

Ειδικότερα στην Ελλάδα εξ’ αιτίας των ευνοϊκών κλιµατικών συνθηκών,

πολλές καλλιέργειες προσφέρονται για ενεργειακή αξιοποίηση και δίνουν

υψηλές στρεµµατικές αποδόσεις. Οι πιο σηµαντικές από αυτές είναι του

καλαµιού, της αγριαγκινάρας, του σόργου του σακχαρούχου, του µίσχανθου,

του ευκαλύπτου και της ψευδοακακίας, για τις οποίες τα τελευταία χρόνια

γίνεται εντατική µελέτη εφαρµογής στις ελληνικές συνθήκες.

Ενδεικτικά παρουσιάζονται ορισµένα στοιχεία για τα παρακάτω είδη

ενεργειακών καλλιεργειών:

♦ Το καλάµι, είναι φυτό ιθαγενές της Νότιας Ευρώπης .Έχει υψηλές

αποδόσεις και είναι φυτό πολυετές σπέρνεται δηλαδή µια φορά και

κάθε χρόνο γίνεται η συγκοµιδή του. Μετά την πρώτη εγκατάσταση

οι µόνες δαπάνες αφορούν τα έξοδα συγκοµιδής του. Έτσι έχει

χαµηλό ετήσιο κόστος καλλιέργειας. Η παραγόµενη βιοµάζα του

καλαµιού αξιοποιείται σε µονάδες εσωτερικής καύσης για την

παραγωγή θερµότητας και ηλεκτρικού ρεύµατος.

♦ Η αγριαγκινάρα είναι άλλο ένα σηµαντικό φυτό κατάλληλο για

ενεργειακή αξιοποίηση ,προσαρµόζεται θαυµάσια στις ελληνικές

συνθήκες. Είναι φυτό πολυετές µε υψηλές αποδόσεις. Το

σηµαντικότερο πλεονέκτηµα του είναι ότι η ανάπτυξη του είναι από

τον Οκτώβριο έως τον Ιούνιο και συνεπώς αναπτύσσεται µε το νερό

των βροχοπτώσεων. Η παραγόµενη από την αγριαγκινάρα βιοµάζα

χρησιµοποιείται σε εφαρµογές παρόµοιες µε αυτές του καλαµιού.

Βιοαέριο

Το βιοαέριο µπορεί να καλύψει σηµαντικές ενεργειακές ανάγκες µπορεί να

χρησιµοποιηθεί ως καύσιµο σε µηχανές εσωτερικής καύσης για την

παραγωγή θερµότητας και ηλεκτρισµού. Αυτό αποτελείται κυρίως από

µεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα και παράγεται από την χώνευση

κτηνοτροφικών κυρίως αποβλήτων, όπως είναι τα λύµατα των χοιροστασίων,

πτηνοτροφικών και αστικών οργανικών απορριµµάτων. Στην περίπτωση των

κτηνοτροφικών αποβλήτων, η παραγωγή του βιοαερίου γίνεται σε ειδικές

εγκαταστάσεις. Σε αυτές, εκτός από το βιοαέριο, παράγεται και πολύ καλής

ποιότητας οργανικό λίπασµα.

Page 37: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

Στην περίπτωση των αστικών απορριµµάτων, το βιοαέριο παράγεται

στους Χώρους Υγειονοµικής Ταφής Απορριµµάτων(ΧΥΤΑ).Η παραγωγή του

µπορεί να αρχίσει µετά από το δεύτερο ή τρίτο χρόνο της απόθεσης των

απορριµµάτων αυτών και εξαρτάται από την ποσότητά τους. Από την άλλη

πλευρά, η ποσότητα του βιοαερίου που παράγεται εξαρτάται κυρίως από την

περιεκτικότητα των απορριµµάτων που αποθέτουµε σε οργανικά υλικά,

καθώς και από την ποιότητα του υλικού επικάλυψης των στρώσεων. Αυτό θα

πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο στεγανό, ώστε να επιτυγχάνεται η

αναερόβια χώνευση, εµποδίζοντας, συγχρόνως, την έκλυση του

παραγόµενου βιοαερίου στον αέρα.

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΛΙΠΑΣΜΑΤΩΝ ΑΠΟ ΠΤΗΝΟΤΡΟΦΙΚΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ

Σε περιοχή των Μεγάρων ,έχει εγκατασταθεί µονάδα παραγωγής οργανικών

λιπασµάτων από την επεξεργασία των αποβλήτων των πολυαρίθµων

πτηνοτροφείων της περιοχής .Μια τέτοια κατασκευή µονάδας έχει σηµαντικές

ευνοϊκές επιπτώσεις στο περιβάλλον , γιατί µε τον τρόπο αυτό µεγάλες

ποσότητες από πτηνοτροφικά απόβλητα τα οποία θα προκαλούσαν

προβλήµατα στους κατοίκους λόγω της τοξικότητας τους και τους κινδύνους

διάδοσης µολυσµατικών ασθενειών, χρησιµοποιούνται για την παραγωγή

λιπασµάτων.

Επίσης η µονάδα συµβάλλει και στην εξοικονόµηση σηµαντικών ποσοτήτων

συµβατικών καυσίµων , τα οποία σε διαφορετική περίπτωση θα

χρησιµοποιούνταν για την παραγωγή ανόργανων λιπασµάτων. Κατά

συνέπεια εξοικονόµηση χρηµάτων.

ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΤΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Σύµφωνα µε τα διάφορα σενάρια , τα αποθέµατα των συµβατικών πηγών

ενέργειας(πετρελαίου, άνθρακα κ .ά) πλησιάζουν στην εξάντλησή τους, ενώ

και οι διαθέσιµες ποσότητες των πυρηνικών καυσίµων είναι οπωσδήποτε

περιορισµένες, πέραν του ότι η χρήση τους εγκυµονεί τεράστιους κινδύνους.

Στο ενδιάµεσο διάστηµα, µέχρι δηλαδή να εξαντληθούν τα γνωστά αποθέµατα

καυσίµων υλών, προβλέπεται ο διπλασιασµός των κατοίκων του πλανήτη και

ο πολλαπλασιασµός των ενεργειακών τους αναγκών.

Τα κοιτάσµατα ορυκτών καυσίµων, στερεών, υγρών και αέριων, που

προήλθαν από το φυτικό κόσµο, ο οποίος χρειάστηκε πολλές χιλιετίες για να

Page 38: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

δηµιουργηθεί µε τη φωτοσύνθεση, εξορύσσονται µε ξέφρενους ρυθµούς και

καίγονται. Το αποτέλεσµα είναι, µέσα σε διάστηµα δύο µόνο αιώνων, να

κοντεύει να εξαντληθεί το προϊόν του µακροχρόνιου έργου της φύσης, καθώς

επίσης να έχει ήδη επιβαρυνθεί σοβαρά το περιβάλλον. Το τελευταίο αυτό

γεγονός εγκυµονεί τεράστιους κινδύνους για τον πλανήτη(φαινόµενο

θερµοκηπίου, όξινη βροχή κλπ.)

Επιδίωξη της Ευρωπαϊκής Ένωσης (Ε.Ε.) είναι οι εκποµπές CO2 των χωρών

µελών της να µειωθούν κατά 8% σε σχέση µε τα επίπεδα του 1990, την

περίοδο 2008-2012. Υπάρχουν δε σχέδια για την επιβολή φορολογίας CO2, η

οποία θα είναι ανάλογη των εκποµπών ρύπων που προκαλεί η κατανάλωση

ενέργειας από το βιοµηχανικό τοµέα.

Οι ανανεώσιµες πηγές ενέργειας, οι οποίες δεν εµφανίζουν τον κίνδυνο

εξάντλησης τους και είναι φιλικές προς το περιβάλλον, προβάλλουν σήµερα

ως η µόνη ελπίδα, η οποία διαγράφεται στο ζοφερό ενεργειακό και

περιβαλλοντικό ορίζοντα του πλανήτη.

Αξίζει επίσης να αναφερθεί ότι, η συµφωνία της GATT και από αυτήν

απορρέουσα νέα Κοινή Αγροτική Πολιτική (Κ.Α.Π.) της Ε.Ε. θα

δηµιουργήσουν σοβαρότατα προβλήµατα διάθεσης των αγροτικών προϊόντων

που προορίζονται για διατροφή και παραγωγή βιοµηχανικών πρώτων υλών.

Σύµφωνα µε τις προβλέψεις, 150 εκατοµµύρια στρέµµατα γόνιµων και άλλα

τόσα στρέµµατα περιθωριακών εκτάσεων είναι πιθανό να περιέλθουν σε

αγρανάπαυση, εκτός εάν οι εκτάσεις αυτές χρησιµοποιηθούν για την

παραγωγή ενέργειας. Για το λόγο αυτό, η Ε.Ε. δαπανά τεράστια ποσά στην

έρευνα για την αξιοποίηση της βιοµάζας και την ανάπτυξη των βιοκαυσίµων

στις περιθωριοποιούµενες εκτάσεις.

Συνοψίζοντας, η αξιοποίηση της βιοµάζας για την παραγωγή ενέργειας

συµβάλλει:

•Στην εξοικονόµηση συµβατικών καυσίµων, µε αντίστοιχη εξοικονόµηση

συναλλάγµατος.

•Στη µείωση της εξάρτησης της χώρας από ξένες ενεργειακές πηγές.

•Στην προστασία και βελτίωση του περιβάλλοντος, καθώς η βιοµάζα ως

καύσιµο πλεονεκτεί και από περιβαλλοντικής απόψεως έναντι των

συµβατικών καυσίµων.

Page 39: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

Η ανάπτυξη και εξάπλωση της χρήσης της βιοµάζας χρειάζεται τη συµβολή

όλων. Τα οφέλη που µπορούν να αποκοµισθούν είναι σηµαντικά, τόσο από

ενεργειακής-οικονοµικής πλευράς όσο και από την πλευρά της προστασίας

του περιβάλλοντος, αρκεί να καταβληθεί η προσπάθεια που απαιτείται ώστε

να γίνει συστηµατική εκµετάλλευση και στη χώρα µας του πλούσιου

δυναµικού που αυτή διαθέτει

ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠΟ ΤΑ ΚΥΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΠΑΛΙΡΡΟΙΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Όπως όλα σχεδόν τα φυσικά φαινόµενα έτσι και τα κύµατα προκαλούνται

από τον άνεµο Χάρη ,λοιπόν , στον άνεµο έχουµε την ύπαρξη της κυµατικής

ενέργειας , της ενέργειας δηλαδή που προέρχεται από την κυµατική ενέργεια

των κυµάτων. Η κινητική ενέργεια των κυµάτων είναι πολύ χρήσιµη καθώς

µπορεί να περιστρέψει τουρµπίνες ώστε η γεννήτρια να παράγει ρεύµα. Η

παραγόµενη ενέργεια µπορεί να καλύψει τις ανάγκες µιας οικίας και ενός

φάρου. Επιπλέον ,υπάρχουν και άλλοι τρόποι εκµετάλλευσης της θαλάσσιας

ενέργειας όπως είναι το θερµικό δυναµικό µεταξύ ανώτερων και κατώτερων

,ψυχρότερων θαλάσσιων στρωµάτων και οι µεταβολές πυκνότητας σε

θαλάσσια στρώµατα διαφορετικής αλατότητας

ΟΡΙΣΜΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ

Page 40: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

Κύµα ορίζεται µια διαταραχή που µεταδίδεται στο χώρο και στο χρόνο. Όλα τα

κύµατα έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό ότι µεταφέρουν ενέργεια. Όσο

µεγαλύτερα είναι τα κύµατα τόσο µεγαλύτερα ποσά ενέργειας µεταφέρουν

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ

1. η κυµατική ενέργεια είναι µια ανεξάντλητη πηγή ενέργειας

2. υπολογίζεται ότι η αξιοποίηση του1% του κυµατικού δυναµικού του

πλανήτη µας θα κάλυπτε στο τετραπλάσιο την παγκόσµια ενεργειακή ζήτηση.

3. οι εγκαταστάσεις κυµατικής ενέργειας δεν δεσµεύουν τη γη

4. η οπτική και ακουστική όχληση είναι µηδαµινή

5.δεν µολύνουν το περιβάλλον

ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ

1. Η παραγωγή ενέργειας εξαρτάται από τη δύναµη των κυµάτων, όπου άλλες

φορές παίρνουµε µεγάλα πόσα ενέργειας και άλλες φορές µηδενικά.

Αντίστοιχα στη παλίρροια εξαρτάται από την κίνηση των υδάτων

2.Απαιτείται προσεκτική επιλογή της τοποθεσίας εγκατάστασης της µονάδας

καθώς θα πρέπει στη πρώτη περίπτωση να έχουµε δυνατά κύµατα ενώ στη

δεύτερη θα πρέπει να εµφανίζονται τα φαινόµενα της παλίρροιας και της

άµπωτης

3.Πολλές από τις εγκαταστάσεις είναι θορυβώδης

4.Οι εγκαταστάσεις πρέπει να κατασκευάζονται µε ειδικό τρόπο ώστε να

αντέχουν στις δύσκολες καιρικές συνθήκες που θα αντιµετωπίσουν

5.Το κόστος µεταφοράς της παραγόµενης ενέργειας στη στεριά είναι πολύ

υψηλό.

Page 41: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

ΜΗΧΑΝΕΣ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΟΙ περισσότερες κατασκευές που έχουν γίνει για την αξιοποίηση των

κυµάτων θυµίζουν εφευρέσεις και όχι παραγωγικά µοντέλα. Έχουν µεγάλο

όγκο και αντιµετωπίζουν πολλά τεχνικά προβλήµατα όπως η σταθερότητα του

αγκυροβολιού η αντίσταση στην πρόσκρουση των κυµάτων και η χρήση

ειδικών τύπων ηλεκτρικών µηχανών για την παραγωγή ενέργειας και την

µεταφορά της στην ακτή

ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑΤΑ ΜΗΧΑΝΩΝ

1. µια κατασκευή που χρησιµοποιήθηκε ήταν το “ Salter’s duck ” και έχει

σχήµα που θυµίζει πάπια. Η κατασκευή αποτελείται από µια σειρά µήκους

1km µε πολλά πτερύγια τα οποία επιπλέουν και κινούνται από τα κύµατα

πάνω κάτω και τελικά κινούν τον δροµέα της γεννήτριας.

2.Μια άλλη µηχανή είναι η παλλόµενη στήλη ύδατος. Η αρχή λειτουργίας της

στηρίζεται σε ένα θάλαµο αέρα ο οποίος βρίσκεται βυθισµένος κατακόρυφα

στον πυθµένα της θάλασσας. Η κίνηση των κυµάτων οδηγεί σε ρυθµική

συµπίεση – αποσυµπίεση του αέρα µέσα στο θάλαµο ο οποίος

χρησιµοποιείται για την κίνηση του αεροστρόβιλου.

3. µια 3η µηχανή που χρησιµοποιούνται είναι οι πλωτήρες. Είναι το τµήµα της

µηχανής το οποίο είναι σταθερά αγκυροβοληµένο στο βυθό της θάλασσας και

παρακολουθεί την κατακόρυφη κίνηση της επιφάνειας. Ο πλωτήρας εκτελεί

παλινδροµική κίνηση η οποία µεταβιβάζεται µέσω ενός συστήµατος, γίνεται

περιστροφική και κινεί την γεννήτρια παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια

Page 42: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

4. µια 4η µηχανή είναι οι πλωτές δεξαµενές. Είναι συστήµατα τα οποία

συλλέγουν το νερό των κυµάτων και εκµεταλλεύονται τη διαφορά στάθµης και

οδηγούν στη κίνηση ανεµοστροβίλων

ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΠΑΛΙΡΡΟΙΑ Το φαινόµενο της παλίρροιας ,δηλαδή να αποσύρεται η θάλασσα και µετά

από ορισµένες ώρες να επιστρέφει, αποτελεί µορφή έµµεσης ηλιακής

ενέργειας. Οι παλίρροιες οφείλονται σε δυνάµεις βαρύτητας καθώς και

στην περιστροφική κίνηση της Γης. ∆ιαρκούν για συγκεκριµένα χρονικά

διαστήµατα και έχουν ορισµένη κατεύθυνση.

Εδώ και δέκα αιώνες λειτουργούν νερόµυλοι µε την παλίρροια. Σήµερα ,

γίνεται χρήση της ενέργειας από την παλίρροια από πολλές χώρες όπως η

Η.Π.Α., η Γαλλία , η Ιαπωνία, η Αγγλία ,ο Καναδάς, η Κίνα και η Ρωσία, γιατί

έτσι εξοικονοµείται ενέργεια και δεν µολύνεται το περιβάλλον.

Γεγονός αποτελεί ότι , οι εγκαταστάσεις παλιρροϊκής ενέργειας έχουν πολύ

µεγάλο κόστος τοποθέτησης ,ωστόσο το κόστος λειτουργίας και συντήρησης

είναι χαµηλό και δεν χρειάζονται καύσιµα για τη λειτουργία τους, κάτι που στο

µέλλον καλύπτει το κόστος τοποθέτησης.

Page 43: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1) ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ Α΄ ΤΕΛ ΟΕ∆Β 1993 ΜΑΝΩΛΗΣ Γ.

ΜΑΥΡΟΓΙΑΝΝΑΚΗΣ

2) ∆ΙΚΤΥΑ ΣΤΑΘΜΟΙ ΦΙΛΙΠΠΑ ∆ΗΜΟΠΟΥΛΟΥ ΤΣΑΡΑΜΙΑ∆Η

ΠΑΝΑΓΙΩΤΗ ΕΚ∆ΟΣΕΙΣ ΗΒΟΣ

3) ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Β΄ΤΑΞΗ 1ΟΥ ΚΥΚΛΟΥ ΤΕΕ

ΟΕ∆Β 2001 ΒΟΚΑΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ , ΚΟΤΣΑΛΟΣ ΕΥΘΥΜΙΟΣ , ΚΟΥΤΟΥΛΑΚΟΣ

ΧΡΗΣΤΟΣ

4) ΚΕΝΤΡΟ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (ΚΑΠΕ)

5) www.ecocrete.gr

6) ∆.Ε.Η ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

7) ∆.Ε.∆.∆.Η.Ε ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

8) Wikipedia

Page 44: Ήπιες Μορφές Ενέργειας 2

9) www.mirap-viceory.gr

10) ΣΥΝ∆ΕΣΜΟΣ ΕΤΑΙΡΙΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ

11) www.pellets.gr

12) www.biofuels.gr