Transcript Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας-project - Β ΛΥΛ-ΕΣΠΕΡ-2012-13

ΕΣΠΕΡΙΝΟ ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΔΡΑΜΑΣ
ΣΧΟΛ. ΕΤΟΣ :2012-2013
ΕΡΓΑΣΙΑ PROJECT
ΘΕΜΑ: ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
ΤΑΞΗ :Β΄
ΟΙ ΜΑΘΗΤΕΣ: ΓΕΛΑΔΑΡΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ
ΚΟΤΡΩΝΗΣ ΚΩΝ/ΝΟΣ
ΠΕΝΤΙΚΟΥΣΗ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ
ΣΚΡΙΤΖΟΒΑΛΗΣ ΒΑΣ.
ΤΡΑΧΑΝΙΔΟΥ ΧΡΙΣΤΙΝΑ
ΧΑΤΖΗΒΑΣΙΛΕΙΟΥ ΣΤΑΥΡΟΥΛΑ
ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ
ΤΣΟΛΑΚΙΔΗΣ ΣΥΜΕΩΝ (ΠΕ04(01) )
Στόχος μας είναι :
-Να αντιληφθούν οι μαθητές τη σημασία της ενέργειας και
τις επιπτώσεις της , στη καθημερινή ζωή.
- Να γνωρίσουν τους φυσικούς ενεργειακούς πόρους και
να αντιληφθούν τη σημασία της αλόγιστης χρήσης τους.
- Να κατανοήσουν τη σημασία της χρήσης των
ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και την αξία της
κατάλληλης επιλογής ανάλογα με τις δυνατότητες του
περιβάλλοντος.
- Να ενισχυθεί το ενδιαφέρον τους για τη μελέτη των
ενεργειακών προβλημάτων.
ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ-ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ
•
•
•
Η ραγδαία αύξηση των ενεργειακών απαιτήσεων είχε ως αποτέλεσμα
την αύξηση των εκπομπών, και συνεπακόλουθα και των
συγκεντρώσεων CO2 στην ατμόσφαιρα. Η αύξηση αυτή συνδέεται με το
λεγόμενο «φαινόμενο του θερμοκηπίου» και την επαπειλούμενη
κλιματική αλλαγή. Η κύρια αιτία των παραπάνω εκπομπών είναι η
καύση συμβατικών καυσίμων για την παραγωγή ενεργείας.
Η χώρα μας αναμένεται να αντιμετωπίσει έντονα ενεργειακά
προβλήματα τα επόμενα 50 χρόνια με άμεση σχέση με τις κλιματικές
αλλαγές. Οι πιο ενεργοβόροι μήνες είναι οι καλοκαιρινοί. Την εποχή
αυτή η ζήτηση σε ηλεκτρική ενέργεια αυξάνεται κατακόρυφα με άμεση
συνέπεια την εξάντληση όλων των μονάδων εφεδρείας και την
αναγκαστική αγορά ισχύος από τις γειτνιάζουσες χώρες.
Τα επόμενα χρόνια αναμένεται η αύξηση της ζήτησης σε ενέργεια. Αν
συνεχίσουμε να εξαντλούμε τους φυσικούς πόρους του πλανήτη
οδηγούμαστε σε ένα σενάριο όπου κάποια στιγμή θα εξαντληθούν.
Ακόμη η καταστροφή του περιβάλλοντος θα είναι εντονότατη.
• ΕΡΩΤΗΣΗ
•
Υπάρχουν μορφές ενέργειας που είναι ανεξάντλητες και δεν μολύνουν
το περιβάλλον;
ΑΠΑΝΤΗΣΗ
• Οι ανανεώσιμες μορφές ενέργειας (ΑΠΕ) ή ήπιες μορφές ενέργειας , ή
νέες πηγές ενέργειας, ή πράσινη ενέργεια είναι μορφές
εκμεταλλεύσιμης ενέργειας που προέρχονται από διάφορες φυσικές
διαδικασίες, όπως ο άνεμος, η γεωθερμία, η κυκλοφορία του νερού και
άλλες.
• Ο όρος «ήπιες» αναφέρεται σε δυο βασικά χαρακτηριστικά τους.
Καταρχάς, για την εκμετάλλευσή τους δεν απαιτείται κάποια ενεργητική
παρέμβαση, όπως, άντληση ή καύση, όπως με τις μέχρι τώρα
χρησιμοποιούμενες με εξόρυξη πηγές ενέργειας, αλλά απλώς η
εκμετάλλευση της ήδη υπάρχουσας ροής ενέργειας στη φύση.
• Δεύτερον, πρόκειται για «καθαρές» μορφές ενέργειας, πολύ «φιλικές»
στο περιβάλλον, που δεν αποδεσμεύουν υδρογονάνθρακες, διοξείδιο
του άνθρακα ή τοξικά και ραδιενεργά απόβλητα, όπως οι υπόλοιπες
πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα. Έτσι οι
ΑΠΕ θεωρούνται από πολλούς μία αφετηρία για την επίλυση των
οικολογικών προβλημάτων που αντιμετωπίζει η Γη.
Σημαντικότερες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
Ηλιακή ενέργεια
Η ενέργεια που προέρχεται από τον ήλιο και
χρησιμοποιείται για
θερμικές εφαρμογές και
ηλεκτροπαραγωγή
Υδατοπτώσεις
Είναι η πιο διαδεδομένη
μορφή Α.Π.Ε και
χρησιμοποιείται για
ηλεκτροπαραγωγή,
εκμεταλλευόμενη τις
υδατοπτώσεις
Ενέργεια ωκεανών
2.Κυματική Ενέργεια
Η ενέργεια που εκμεταλλεύεται
την κινητική δύναμη των
κυμάτων
Βιομάζα
Μορφή ενέργειας που
χρησιμοποιεί τους υδατάνθρακες των φυτών
για να αποδεσμεύσει
ενέργεια
Ενέργεια ωκεανών
1.Παλιρροιακή Ενέργεια
Η ενέργεια που εκμεταλλεύεται
τη βαρύτητα Ήλιου και Σελήνης
για ηλεκτροπαραγωγή
Ενέργεια ωκεανών
3. Ενέργεια από τις θερμοκρασιακές διαφορές
του νερού
Η ενέργεια που εκμεταλλεύεται τη διαφορά θερμοκρασίας
στα στρώματα του ωκεανού .
Γεωθερμική ενέργεια
Η ενέργεια που προέρχεται από την παραγόμενη θερμότητα της
απόσύνθεσης πετρωμάτων
Αιολική ενέργεια
Η ενέργεια που
προέρχεται από τον άνεμο
και έχει χρήση σε
μηχανικές εφαρμογές και
στην ηλεκτροπαραγωγή
Ηλιακή ενέργεια
Με το όρο Ηλιακή Ενέργεια χαρακτηρίζουμε το σύνολο των διαφόρων μορφών
ενέργειας που προέρχονται από τον Ήλιο. Το φως και η θερμότητα που ακτινοβολούνται, απορροφούνται από στοιχεία και ενώσεις στη Γη και μετατρέπονται σε
άλλες μορφές ενέργειας. Η τεχνολογία σήμερα αξιοποιεί ένα μηδαμινό ποσοστό
της καταφθάνουσας στην επιφάνεια του πλανήτη μας ηλιακής ενέργειας με τριών
ειδών συστήματα: τα θερμικά ηλιακά, τα παθητικά ηλιακά και τα φωτο-βολταϊκά
συστήματα
Θερμικά Ηλιακά Συστήματα
Η πιο απλή και διαδεδομένη μορφή των θερμικών ηλιακών συστημάτων είναι οι
γνωστοί σε όλους μας ηλιακοί θερμοσίφωνες, οι οποίοι απορροφούν την ηλιακή
ενέργεια και στη συνέχεια, τη μεταφέρουν με τη μορφή θερμότητας σε κάποιο
ρευστό, όπως το νερό για παράδειγμα. Η απορρόφηση της ηλιακής ενέργειας
γίνεται μέσω ηλιακών συλλεκτών, σκουρόχρωμων δηλαδή επιφανειών καλά
προσανατολισμένων στον ήλιο, οι οποίες βρίσκονται σε επαφή με νερό και του
μεταδίδουν μέρος της θερμότητας που παρέλαβαν. Το παραγόμενο ζεστό νερό
χρησιμοποιείται για απλή οικιακή ή πιο σύνθετη βιομηχανική χρήση, τελευταία δε
ακόμη και για τη θέρμανση και ψύξη χώρων μέσω κατάλληλων διατάξεων.
Παθητικά Ηλιακά Συστήματα
Τα παθητικά ηλιακά συστήματα αποτελούνται από δομικά στοιχεία, κατάλληλα
σχεδιασμένα και συνδυασμένα μεταξύ τους, ώστε να υποβοηθούν την εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας για τον φυσικό φωτισμό των κτιρίων ή για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας μέσα σε αυτά. Τα παθητικά ηλιακά συστήματα αποτελούν
την αρχή της Βιοκλιματικής Αρχιτεκτονικής και μπορούν να εφαρμοσθούν σε
όλους σχεδόν τους τύπους κτιρίων.
Φωτοβολταϊκά Συστήματα
Όλοι έχουμε συναντήσει φωτοβολταϊκά συστήματα σε μικρούς υπολογιστές και
ρολόγια. Πρόκειται για συστήματα που μετατρέπουν την ηλιακή ακτινοβολία σε
ηλεκτρική ενέργεια και που, εδώ και πολλά χρόνια, χρησιμοποιούνται για την
ηλεκτροδότηση μη διασυνδεδεμένων στο ηλεκτρικό δίκτυο καταναλώσεων.
Δορυφόροι, φάροι και απομονωμένα σπίτια χρησιμοποιούν παραδοσιακά τα
φωτοβολταϊκά για την ηλεκτροδότησή τους.
Στην Ελλάδα, η προοπτική ανάπτυξης και εφαρμογής των Φ/Β συστημάτων
είναι τεράστια, λόγω του ιδιαίτερα υψηλού δυναμικού ηλιακής ενέργειας. Η
ηλεκτροπαραγωγή από Φωτοβολταϊκά έχει ένα τεράστιο πλεονέκτημα αποδίδει
την μέγιστη ισχύ της κατά τη διάρκεια της ημέρας που παρουσιάζεται η μέγιστη
ζήτηση.
Ανάλογα με τη χρήση του παραγόμενου ρεύματος, τα Φ/Β κατατάσσονται σε:
1. Αυτόνομα συστήματα, η παραγόμενη ενέργεια των οποίων καταναλώνεται
επιτόπου και εξολοκλήρου από την παραγωγή στην κατανάλωση
2. Διασυνδεδεμένα συστήματα, η παραγόμενη ενέργεια των οποίων
διοχετεύεται στο ηλεκτρικό δίκτυο για να μεταφερθεί και να καταναλωθεί
αλλού.
ΥΔΑΤΟΠΤΩΣΕΙΣ
Οι υδατοπτώσεις χρησιμοποιήθηκαν από παλιά σε διάφορες εφαρμογές ,όπως
νερόμυλοι, πριονιστήρια, κ.λ.π. Σήμερα συνιστούν μεγάλες εφαρμογές, τα γνωστά
υδροηλεκτρικά έργα, που στο πεδίο των ήπιων μορφών ενέργειας εξειδικεύονται
τόσο σε μικρές, όσο και σε μεγάλες υδροηλεκτρικές μονάδες. Οι εφαρμογές αυτές
παγκοσμίως αποτελούν την πιο διαδεδομένη μορφή ανανεώσιμης ενέργειας.
Υδατοπτώσεις -ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Οι υδατοπτώσεις προκαλούνται από τη βαρύτητα με τη μεταφορά του ύδατος
από ένα σημείο με μεγαλύτερο υψόμετρο σε ένα με χαμηλότερο. Αυτό το
φαινόμενο είναι μέρος του κύκλου του νερού του οποίου η κινητήριος δύναμη
προέρχεται από τον ήλιο. Η αύξηση της θερμοκρασίας σε θάλασσες και λίμνες,
αναγκάζει το νερό να εξατμιστεί στην ατμόσφαιρα και να μεταφερθεί μέσω των
ανέμων σε περιοχές με μεγαλύτερο υψόμετρο. Σε αυτές τις περιοχές μέσω της
συμπύκνωσης πέφτουν βροχές και χιόνια τα οποία δημιουργούν τους
ποταμούς. Τα ποτάμια είναι η μετατροπή της δυναμικής ενέργειας του νερού σε
κινητική και είναι αυτή η ενέργεια που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος από τα
αρχαία χρόνια για να καλύψει τις ανάγκες του. Η νεροτριβή χρησιμοποιείται
ακόμα και τώρα σε ορεινές περιοχές για το πλύσιμο μεγάλων υφασμάτων, οι
υδραυλικοί τροχοί με απόδοση που μπορεί να φτάσει και το 90% έδωσαν
κίνηση σε νερόμυλους για το άλεσμα του σιταριού, αλλά και για τη κίνηση
διάφορων υδροκίνητων μηχανών όπως πχ. των μπαρουτόμυλων, μηχανών
κλωστοϋφαντουργίας, νεροπρίονων κ.α.
Τα γνωστά σε όλους υδροηλεκτρικά εργοστάσια βασίζονται στην αρχή των υδραυλικών τροχών,
αλλά με τη διαφορά ότι τη θέση του τροχού καταλαμβάνει ο υδροστρόβιλος που μεταφέρει τη
κινητική του ενέργεια στην ηλεκτρογεννήτρια. Ο συγκεκριμένος τρόπος παραγωγής ηλεκτρικής
ενέργειας είναι εκτός από πολύ αποδοτικός, αλλά και καθαρός, διότι έχει μηδενικές εκπομπές
ρύπων αφού δεν εξαρτάται από ορυκτά καύσιμα. Είναι μια αξιόπιστη τεχνολογία με χαμηλά
κόστη συντήρησης, μεγάλη διάρκεια ζωής και ποιοτική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Η ανάγκη της αδιάλειπτης τροφοδοσίας των υδροηλεκτρικών εγκαταστάσεων με νερό, μας
ανάγκασε στη δημιουργία των φραγμάτων. Τα φράγματα είναι ο φυσικός ταμιευτήρας νερού,
κατασκευάζεται σε σημεία που υπάρχουν ποταμοί και η μορφολογία του εδάφους το επιτρέπει.
Επίσης βοηθούν στον έλεγχο των ποταμών με τον έλεγχο της ροής που τα διασχίζει, άρα
μπορούν να αποφευχθούν πλημμύρες σε περιόδους έντονων βροχοπτώσεων.
Ενέργεια ωκεανών
• Οι ωκεανοί μπορούν να μας προσφέρουν
τεράστια ποσά ενέργειας.
Υπάρχουν τρεις βασικοί τρόποι για να
εκμεταλλευτούμε την ενέργεια της
θάλασσας:
•
α) από τις παλίρροιες (μικρές και μεγάλες)
β) από τα κύματα
γ) από τις θερμοκρασιακές διαφορές του
νερού
Παλιρροϊκή ενέργεια
Ο τρόπος παραγωγής ηλεκτρισμού από τις παλίρροιες μοιάζει πολύ με αυτόν της
υδροηλεκτρικής ενέργειας με τη διαφορά ότι το νερό κινείται σε δύο κατευθύνσεις, ένας
σημαντικός παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη στην κατασκευή γεννητριών.
Το πιο απλό σύστημα παραγωγής ενέργειας από παλίρροιες περιλαμβάνει ένα φράγμα
στην εκβολή ενός ποταμού. Κάποιες θύρες στο φράγμα επιτρέπουν την είσοδο
θαλασσινού νερού στη δεξαμενή που σχηματίζεται πίσω από το φράγμα.
Οι παλιρροϊκοί φράχτες μοιάζουν με τεράστιες περιστρεφόμενες πόρτες που μπλοκάρουν
εντελώς την είσοδο ενός καναλιού έτσι ώστε όλο το νερό της παλίρροιας να περνάει
από αυτές.
Η κίνηση του νερού προς τη δεξαμενή κατά την άνοδο της παλίρροιας και από την δεξαμενή
κατά την άμπωτη κινεί τουρμπίνες και γεννήτριες πού παράγουν ηλεκτρισμό.
Πολλά είδη τουρμπίνας χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος από
παλίρροιες. Για παράδειγμα η μονάδα παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος La Rance κοντά
στο St Malo στις ακτές της Βρεττάνης στη Γαλλία χρησιμοποιεί τουρμπίνα όπου το νερό
περνάει γύρω από αυτή κάνοντας την συντήρηση της δύσκολη αφού η πρόσβαση προς
αυτή είναι δύσκολη.
Οι τουρμπίνες όπως αυτή που χρησιμοποιείται στην Annapolis Royal στη Nova Scotia
μειώνουν αυτό το πρόβλημα αφού η γεννήτρια είναι πάνω σε μια ξεχωριστή κατασκευή.
Αρκετά προγράμματα εκμετάλλευσης της παλιρροϊκής ενέργειας στην Μεγάλη Βρετανία
προτείνουν τη χρήση κυλινδρικών τουρμπίνων. Σ αυτές η φτερωτή συνδέεται μέσω ενός
μεγάλου άξονα με κάποια κλίση με τη γεννήτρια έτσι ώστε η πρόσβαση και η συντήρηση
να είναι εύκολη.
•
•
•
•
Ενώ η παλιρροϊκή ενέργεια προσφέρει αρκετά πλεονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένης και της
μεταφοράς της εξαιτίας της οικονομικής και τεχνικής ανάπτυξης κοντά στις εκβολές των
ποταμών καθώς επίσης και μειωμένες εκπομπές αερίων θερμοκηπίου αφού δεν χρησιμοποιούνται στερεά καύσιμα, υπάρχουν ωστόσο σημαντικά περιβαλλοντικά μειονεκτήματα.
Η κατασκευή δεξαμενών στις εκβολές ποταμών μπορεί να αυξήσει το ίζημα και τη θολερότητα
του νερού στη δεξαμενή. Επιπλέον, θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις στη ναυσιπλοΐα και τον
τουρισμό αφού το βάθος της θαλάσσιας περιοχής θα μειωθεί λόγω αύξησης του ιζήματος.
Πιθανόν το μεγαλύτερο πρόβλημα που θα μπορούσε να δημιουργήσει μια τέτοια μονάδα
παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος είναι οι επιπτώσεις στην πανίδα και χλωρίδα της περιοχής.
Προς το παρόν πολύ λίγες μονάδες είναι σε λειτουργία για να μπορέσουμε να κατανοήσουμε
όλες τις συνέπειες που έχουν στο περιβάλλον.
ΚΥΜΑΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Τα συστήματα κυματικής ενέργειας μπορούν να διαχωριστούν σε δύο κατηγορίες,
τα σταθερά και τα πλωτά. Τα σταθερά συστήματα τα οποία τοποθετούνται στις
ακτές ή στα ρηχά νερά έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι των πλωτών
συστημάτων και συγκεκριμένα στον τομέα της συντήρησης.
Οι ταλαντώσεις που συντελούνται στην
στήλη νερού του συστήματος μετατρέπουν
την κυματική ενέργεια σε ηλεκτρική
διαδικασία που ακολουθείται γίνεται σε δύο
στάδια. Καθώς το νερό εισέρχεται στο
εσωτερικό του συστήματος αναγκάζει τον
αέρα που υπάρχει να μετατοπιστεί προς το
επάνω μέρος και να θέσει σε λειτουργία την
τουρμπίνα η οποία μετατρέπει την κινητική
ενέργεια σε ηλεκτρική.
Σχηματική αναπαράσταση
λειτουργίας ενός συστήματος
κυματικής ενέργειας
Ένα σημαντικό σύστημα είναι το λεγόμενο TAPCHAN (Tapered channel systems),
πρόκειται δηλαδή για σύστημα με χρήση βαθμιαίων καναλιών σε δεξαμενή.
Καθώς το νερό εισέρχεται στην δεξαμενή τα κανάλια συμβάλουν στην αύξηση του
ύψους των κυμάτων και στην συνέχεια κινούν έναν άξονα τοποθετημένο
παράλληλα σε αυτά. Η κίνηση του άξονα μετατρέπει την κινητική ενέργεια σε
ηλεκτρική και στην συνέχεια την διοχετεύει σε ηλεκτρικό δίκτυο ή αποθηκεύεται
σε μπαταρίες. Η ιδέα του συστήματος αυτού υιοθετεί αρχές παραδοσιακού
υδροηλεκτρικού συστήματος, συλλέγει νερό, αποθηκεύει νερό και μετατρέπει αυτό
μέσω της κίνησης σε ηλεκτρική ενέργεια.
Τα συστήματα αυτά έχουν χαμηλό κόστος
συντήρησης, μεγάλη αξιοπιστία και
επιπρόσθετα ότι η δεξαμενή έχει την
δυνατότητα να παράγει ενέργεια όταν
απαιτηθεί κάτι που δύσκολα επιτυγχάνεται
με άλλα συστήματα. Δυστυχώς όμως τα
συστήματα τύπου TAPCHAN δεν είναι
κατάλληλα για εφαρμογή σε όλες τις
παράλιες περιοχές.
Ιδανικές περιοχές είναι εκείνες με σταθερό
ρυθμό κυμάτων, με καλό μέσο ποσό
κυματικής ενέργειας και με ύψος κυμάτων
μικρότερο του 1 μέτρου, καθώς και
παράλιες περιοχές με βαθιά νερά και
έκταση για την εγκατάσταση δεξαμενής.
Το Mighty Whale, όπως το όνομα προδίδει
πρόκειται για κινητό σύστημα κυματικής
ενέργειας που εξωτερικά το περίβλημα
θυμίζει μικρή φάλαινα..Το σύστημα Mighty
Whale μετατρέπει την κυματική ενέργεια
σε ηλεκτρική με την χρήση κάθετης στήλης
νερού που περικλείεται στο εσωτερικό του
ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΩΚΕΑΝΩΝ
•Η θερμική ενέργεια των ωκεανών μπορεί επίσης να αξιοποιηθεί με την
εκμετάλλευση της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ του θερμότερου επιφανειακού
νερού και του ψυχρότερου νερού του πυθμένα. Η διαφορά αυτή πρέπει να είναι
τουλάχιστον 3,5 οC.
•Από το 1900 υποστηρίχθηκε η δυνατότητα εκμετάλλευσης της θερμοκρασιακής
διαφοράς του νερού μεταξύ της επιφάνειας και των βαθύτερων στρωμάτων των
ωκεανών .
•Από το 1940 άρχισαν οι πρώτες προσπάθειες από τη Γαλλική κυβέρνηση στην
Ακτή του Ελεφαντόδοντος
Το σύστημα μετατροπής της θερμικής ενέργειας των ωκεανών σε ηλεκτρισμό
(σύστημα Otec ), είναι μια θερμική μηχανή που αποτελείται από έναν εξατμιστή
και ένα συμπυκνωτή
Τα πλεονεκτήματα από τη χρήση της ενέργειας των ωκεανών, εκτός από
"καθαρή" και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, με τα γνωστά ευεργετήματα, είναι το
σχετικά μικρό κόστος κατασκευής των απαιτούμενων εγκαταστάσεων, η μεγάλη
απόδοση (40-70 KW ανά μέτρο μετώπων κύματος) και η δυνατότητα παραγωγής
υδρογόνου με ηλεκτρόλυση από το άφθονο θαλασσινό νερό που μπορεί να
χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο.
Στα μειονεκτήματα αναφέρεται το κόστος μεταφοράς της ενέργειας στη στεριά.
•
•
•
• ΒΙΟΜΑΖΑ
Με τον όρο βιομάζα αποκαλείται οποιοδήποτε υλικό παράγεται από ζωντανούς
οργανισμούς (όπως είναι το ξύλο και άλλα προϊόντα του δάσους, υπολείμματα
καλλιεργειών, κτηνοτροφικά απόβλητα, απόβλητα βιομηχανιών τροφίμων
κ.λπ.) και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για παραγωγή ενέργειας. Το
καύσιμο βιομάζας είναι γνωστό στην Ελλάδα κι ως πέλετ. Η βιομάζα είναι η
πιο παλιά και διαδεδομένη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Ο πρωτόγονος
άνθρωπος, για να ζεσταθεί και να μαγειρέψει, χρησιμοποίησε την ενέργεια
(θερμότητα) που προερχόταν από την καύση των ξύλων, που είναι ένα είδος
βιομάζας. Αλλά και μέχρι σήμερα, κυρίως οι αγροτικοί πληθυσμοί, τόσο της
Αφρικής, της Ινδίας και της Λατινικής Αμερικής, όσο και της Ευρώπης, για να
ζεσταθούν, να μαγειρέψουν και να φωτιστούν χρησιμοποιούν ξύλα, φυτικά
υπολείμματα (άχυρα, πριονίδια, άχρηστους καρπούς ή κουκούτσια κ.ά.) και
ζωικά απόβλητα (κοπριά, λίπος ζώων, άχρηστα αλιεύματα κ.ά.).
Όλα τα παραπάνω υλικά, που άμεσα ή έμμεσα προέρχονται από το φυτικό
κόσμο, αλλά και τα υγρά απόβλητα και το μεγαλύτερο μέρος από τα αστικά
απορρίμματα (υπολείμματα τροφών, χαρτί κ.ά.) των πόλεων και των
βιομηχανιών, μπορούμε να τα μετατρέψουμε σε ενέργεια.
Η ενέργεια της βιομάζας (βιοενέργεια ή πράσινη ενέργεια) είναι δευτερογενής
ηλιακή ενέργεια. Η ηλιακή ενέργεια μετασχηματίζεται από τα φυτά μέσω της
φωτοσύνθεσης. Οι βασικές πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται, είναι το νερό
και το διοξείδιο του άνθρακα, που είναι άφθονα στη φύση.
•
•
•
•
•
•
Πλεονεκτήματα
Η καύση της βιομάζας έχει μηδενικό ισοζύγιο διοξειδίου του άνθρακα (CO2) δεν
συνεισφέρει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου - επειδή οι ποσότητες του
διοξειδίου του άνθρακα (CO2) που απελευθερώνονται κατά την καύση της
βιομάζας δεσμεύονται πάλι από τα φυτά για τη δημιουργία της βιομάζας.
Η μηδαμινή ύπαρξη του θείου στη βιομάζα συμβάλλει σημαντικά στον
περιορισμό των εκπομπών του διοξειδίου του θείου (SO2) που είναι υπεύθυνο
για την όξινη βροχή.
Εφόσον η βιομάζα είναι εγχώρια πηγή ενέργειας, η αξιοποίησή της σε ενέργεια
συμβάλλει σημαντικά στη μείωση της εξάρτησης από εισαγόμενα καύσιμα και
βελτίωση του εμπορικού ισοζυγίου, στην εξασφάλιση του ενεργειακού
εφοδιασμού και στην εξοικονόμηση του συναλλάγματος.
Η ενεργειακή αξιοποίηση της βιομάζας σε μια περιοχή, αυξάνει την
απασχόληση στις αγροτικές περιοχές με τη χρήση εναλλακτικών καλλιεργειών
(διάφορα είδη ελαιοκράμβης, σόργο, καλάμι, κενάφ) τη δημιουργία
εναλλακτικών αγορών για τις παραδοσιακές καλλιέργειες (ηλίανθος κ.ά.), και
τη συγκράτηση του πληθυσμού στις εστίες τους, συμβάλλοντας έτσι στη
κοινωνικο-οικονομική ανάπτυξη της περιοχής. Μελέτες έχουν δείξει ότι η
παραγωγή υγρών βιοκαυσίμων έχει θετικά αποτελέσματα στον τομέα της
απασχόλησης τόσο στον αγροτικό όσο και στο βιομηχανικό χώρο.
Είναι ανανεώσιμη πηγή ενέργειας .
•
•
•
•
•
•
Μειονεκτήματα
Ο αυξημένος όγκος και η μεγάλη περιεκτικότητα σε υγρασία, σε σχέση με τα
ορυκτά καύσιμα δυσχεραίνουν την ενεργειακή αξιοποίηση της βιομάζας.
Η μεγάλη διασπορά και η εποχιακή παραγωγή της βιομάζας δυσκολεύουν την
συνεχή τροφοδοσία με πρώτη ύλη των μονάδων ενεργειακής αξιοποίησης της
βιομάζας.
Βάσει των παραπάνω παρουσιάζονται δυσκολίες κατά τη συλλογή, μεταφορά,
και αποθήκευση της βιομάζας που αυξάνουν το κόστος της ενεργειακής
αξιοποίησης.
Οι σύγχρονες και βελτιωμένες τεχνολογίες μετατροπής της βιομάζας απαιτούν
υψηλό κόστος εξοπλισμού, συγκρινόμενες με αυτό των συμβατικών καυσίμων.
Στην Ελλάδα υπάρχει μεγάλη διαθεσιμότητα pellets βιομάζας καθόσον
λειτουργούν 5 εργοστάσια παραγωγής πελλετών, ενώ εντός του 2010 αρχίσε
παραγωγή και ένα έκτο στο Νευροκόπι που είναι και το μεγαλύτερο στη χώρα.
•
•
•
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. 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.
ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
•
•
•
•
•
•
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). Για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, ζεστό νερό σε
θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 150οC μέχρι και περισσότερο από 370οC μεταφέρεται με γεωτρήσεις
από υπόγειες δεξαμενές σε ειδικές δεξαμενές και με την απελευθέρωση της πίεσης μετατρέπεται σε ατμό. Ο
ατμός διαχωρίζεται από τα ρευστά και τροφοδοτεί τουρμπίνες που κινούν γεννήτριες. Τα ρευστά
διοχετεύονται σε περιφερειακά τμήματα της δεξαμενής, για να βοηθήσουν στη διατήρηση της πίεσης. Αν η
δεξαμενή χρησιμοποιηθεί για άμεση χρήση της θερμότητας τα γεωθερμικά ρευστά τροφοδοτούν έναν
εναλλακτήρα θερμότητας και μετά επιστέφουν στη γη.
Το ζεστό νερό από την έξοδο του εναλλακτήρα χρησιμοποιείται για την θέρμανση κτηρίων, θερμοκηπίων
κ.α. 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.
Η δεύτερη εφαρμογή της γεωθερμικής ενέργειας εκμεταλλεύεται τις θερμές μάζες εδάφους ή υπογείων
υδάτων για να κινήσουν θερμικές αντλίες για εφαρμογές θέρμανση και ψύξης.
Θα μπορούσε να πει κάποιος ότι η γεωθερμική ενέργεια δεν είναι πραγματικά ανανεώσιμη, γιατί με την
πάροδο του χρόνου το εσωτερικό της γης θα κρυώσει και η ραδιενεργή φθορά των στοιχείων που κρατούν
το εσωτερικό της γης θερμό θα μειωθεί. Όμως, επειδή οι δεξαμενές γεωθερμίας είναι τεράστιες σε μέγεθος
συγκριτικά με τις ανάγκες του ανθρώπου, η γεωθερμική ενέργεια είναι πρακτικά ανανεώσιμη.
Η χρήση της γεωθερμικής ενέργειας είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος να μειωθεί η ατμοσφαιρική
ρύπανση. Τα σημερινά γεωθερμικά πεδία παράγουν μόνο το 1/6 CO2 σε σύγκριση με τις γεννήτριες
ηλεκτρικού ρεύματος που λειτουργούν με φυσικό αέριο, και καθόλου νιτρικά (NΟx) και θειϊκά (SOx) αέρια.
Για κάθε 1.000 MW ηλεκτρικού ρεύματος που προέρχεται από γεωθερμικές πηγές εκπέμπονται 1
εκατομμύριο Kg λιγότερα τοξικά αέρια το χρόνο και 4 δισεκατομμύρια Kg λιγότερο CO2, ενώ οι ρύποι αυτοί
θα ήταν πολύ περισσότεροι αν σαν πρώτη ύλη χρησιμοποιούνταν άνθρακας .
•
•
•
•
Η αιολική ενέργεια δημιουργείται έμμεσα από την ηλιακή ακτινοβολία, γιατί η ανομοιόμορφη θέρμανση της
επιφάνειας της γης προκαλεί τη μετακίνηση μεγάλων μαζών αέρα από τη μια περιοχή στην άλλη, δημιουργώντας με τον τρόπο αυτό τους ανέμους. Είναι μια ήπια μορφή ενέργειας, φιλική προς το περιβάλλον,
πρακτικά ανεξάντλητη. Αν υπήρχε η δυνατότητα, με τη σημερινή τεχνολογία, να καταστεί εκμεταλλεύσιμο το
συνολικό αιολικό δυναμικό της γης, εκτιμάται ότι η παραγόμενη σε ένα χρόνο ηλεκτρική ενέργεια θα ήταν
υπερδιπλάσια από τις ανάγκες της ανθρωπότητας στο ίδιο διάστημα .
Σήμερα η εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας γίνεται σχεδόν αποκλειστικά με μηχανές που μετατρέπουν
την ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική και ονομάζονται ανεμογεννήτριες. Κατατάσσονται σε δύο βασικές
κατηγορίες:
τις ανεμογεννήτριες με οριζόντιο άξονα, όπου ο δρομέας είναι τύπου έλικας και ο άξονας μπορεί να
περιστρέφεται συνεχώς παράλληλα προς τον άνεμο και
τις ανεμογεννήτριες με κατακόρυφο άξονα που παραμένει σταθερός.
Αιολική ενέργεια
•
•
•
•
•
Στην παγκόσμια αγορά έχουν επικρατήσει οι ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα σε ποσοστό 90 %. Η ισχύς
τους μπορεί να ξεπερνά τα 500 Kw και μπορούν να συνδεθούν κατευθείαν στο ηλεκτρικό δίκτυο της χώρας.
Έτσι μια συστοιχία πολλών ανεμογεννητριών, που ονομάζεται αιολικό πάρκο, μπορεί να λειτουργήσει σαν
μια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Η συστηματική εκμετάλλευση του πολύ αξιόλογου αιολικού δυναμικού της χώρας μας θα συμβάλει:
στην αύξηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με ταυτόχρονη εξοικονόμηση σημαντικών ποσοτήτων
συμβατικών καυσίμων, που συνεπάγεται συναλλαγματικά οφέλη σε σημαντικό περιορισμό της ρύπανσης
του περιβάλλοντος, αφού έχει υπολογισθεί ότι η παραγωγή ηλεκτρισμού μιας μόνο ανεμογεννήτριας ισχύος
550 kW σε ένα χρόνο , υποκαθιστά την ενέργεια που παράγεται από την καύση 2.700 βαρελιών πετρελαίου,
δηλαδή αποτροπή της εκπομπής 735 περίπου τόνων CO2 ετησίως καθώς και 2 τόνων άλλων ρύπων
στη δημιουργία πολλών νέων θέσεων εργασίας, αφού εκτιμάται ότι για κάθε νέο Μεγαβάτ αιολικής
ενέργειας δημιουργούνται 14 νέες θέσεις εργασίας
Τα ενδεχόμενα προβλήματα από την αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας είναι ο θόρυβος από τη λειτουργία
των ανεμογεννητριών, οι σπάνιες ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές στο ραδιόφωνο, τηλεόραση,
τηλεπικοινωνίες, που επιλύονται όμως με την ανάπτυξη της τεχνολογίας και επίσης πιθανά προβλήματα
αισθητικής.
Μειονεκτήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας
- Έχουν αρκετά μικρό συντελεστή απόδοσης, της τάξης του
30% ή και χαμηλότερο. Συνεπώς απαιτείται αρκετά μεγάλο
αρχικό κόστος εφαρμογής σε μεγάλη επιφάνεια γης. Γι’
αυτό το λόγο μέχρι τώρα χρησιμοποιούνται σαν
συμπληρωματικές πηγές ενέργειας.
• Για τον παραπάνω λόγο προς το παρόν δεν μπορούν να
χρησιμοποιηθούν για την κάλυψη των αναγκών μεγάλων
αστικών κέντρων.
• - Η παροχή και απόδοση της αιολικής, υδροηλεκτρικής και
ηλιακής ενέργειας εξαρτάται από την εποχή του έτους αλλά
και από το γεωγραφικό πλάτος και το κλίμα της περιοχής
στην οποία εγκαθίστανται.
• - Για τις αιολικές μηχανές υπάρχει η άποψη ότι δεν είναι
κομψές από αισθητική άποψη κι ότι προκαλούν θόρυβο και
θανάτους πουλιών. Με την εξέλιξη όμως της τεχνολογίας
τους και την προσεκτικότερη επιλογή χώρων
εγκατάστασης (π.χ. σε πλατφόρμες στην ανοιχτή θάλασσα)
αυτά τα προβλήματα έχουν σχεδόν λυθεί.
• - Για τα υδροηλεκτρικά έργα λέγεται ότι προκα-λούν έκλυση
μεθανίου από την αποσύνθεση των φυτών που βρίσκονται
κάτω απ’ το νερό κι έτσι συντελούν στο φαινόμενο του
θερμοκηπίου.
•
•
•
•
•
•
•
http://www.noesis.edu.gr
http://www.survey.ntua.gr
www.cres.gr
kpe-kastor.kas.sch.gr
www.ee.teihal.gr
www.allaboutenergy.gr
http://www.ener-supply.eu
Ευχαριστούμε για την προσοχή σας