Η προστασία του περιβάλλοντος σήμερα απαιτεί να βρούμε τρόπους εξοικονόμησης ενέργειας. Αυτό μπορούμε να το πετύχουμε εάν στραφούμε σε νέες φιλικές προς το περιβάλλον μορφές ενέργειες.
Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) είναι πηγές τα αποθέματα των οποίων ανανεώνονται φυσικά. Στην κατηγορία αυτή, η σημασία της οποίας για τη βιωσιμότητα του πλανήτη είναι μεγάλη, συγκαταλέγονται ο ήλιος, ο άνεμος, τα ποτάμια, οι οργανικές ύλες όπως το ξύλο και τα απορρίμματα οικιακής και γεωργικής προέλευσης.
Αναζητήστε πληροφορίες για την εργασία μας με λέξεις κλειδιά:
- Φυσικό αέριο
- Αιολική ενέργεια
- υδροηλεκτρική ενέργεια
- Βιομάζα
- Γεωθερμική ενέργεια
- Φωτοβολταϊκά στοιχεία
Γράψε σχόλιο στο ιστολόγιο μας (θα δημοσιευθεί) για όλα τα παραπάνω. Ποιά είναι τα βασικά πλεονεκτήματα της χρησιμοποίησης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Περιέγραψε πως είναι η κατάσταση στη χώρα μας σήμερα, πως στον υπόλοιπο κόσμο και πως μπορεί να αλλάξει.
Γράψε την άποψη σου με ποιούς τρόπους μπορούμε να εξοικονομήσουμε ενέργεια στο σπίτι και στο σχολείο.
Περιμένουμε την ενεργή συμμετοχή σου στη περιβαλλοντική μας ομάδα!
Η Διευθύντρια Η καθηγήτρια
Καραβλάχου Αικ. Τυροθρουλάκη Αργ.
ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ, ΦΙΛΙΚΕΣ ΠΡΟΣ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Γιώργος Δουμπιώτης
ΤΜΗΜΑ Β2 2009-2010
Σε μια εποχή που το μέλλον του περιβάλλοντος απασχολεί άμεσα την ανθρωπότητα υπάρχει επιτακτική ανάγκη για την αξιοποίηση της ανανεώσιμης ενέργειας που είναι ανεξάντλητη και ταυτόχρονα δε ρυπαίνει την ατμόσφαιρα.
Με σκοπό την αποτροπή της ενίσχυσης του φαινομένου του θερμοκηπίου, τις τελευταίες δεκαετίες οι κυβερνήσεις των χωρών, οι διεθνείς οργανισμοί και η επιστημονική κοινότητα διερευνούν τρόπους αντικατάστασης των συμβατικών μεθόδων παραγωγής ενέργειας, οι οποίοι οδηγούν στην υπερπαραγωγή CO2, με άλλες πιο ήπιες και πιο φιλικές προς το περιβάλλον. Έτσι, έχουν αρχίσει να αναπτύσσονται οι «ανανεώσιμες» πηγές ενέργειας, οι οποίες αφενός μεν είναι ήπιες, διότι δεν προέρχονται από ενεργητικές παρεμβάσεις (όπως καύση, εξόρυξη κ.α.), αφετέρου δε έχουν το πλεονέκτημα της συνεχούς ανανεώσεως, αφού χρησιμοποιούν παραδοσιακές, ανεξάντλητες πηγές, όπως ο ήλιος και ο άνεμος.
Οι κυριότερες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι η ηλιακή, η αιολική, η βιομάζα, οι υδατοπτώσεις και η ενέργεια εκ των θαλασσών. Οι μορφές αυτές ενέργειας λαμβάνονται πλέον υπόψη στους επίσημους ενεργειακούς σχεδιασμούς των ανεπτυγμένων χωρών και, αν και αποτελούν μικρό ποσοστό της ενεργειακής παραγωγής, προετοιμάζεται περαιτέρω μελλοντική αξιοποίηση τους.
Oι γεωθερμικές αντλίες θερμότητας αποτελούν μια τυποποιημένη, φιλική προς το περιβάλλον και αξιόπιστη τεχνολογία για θέρμανση, ψύξη και παροχή ζεστού νερού χρήσης, η οποία εμφανίζει σημαντικά οικονομικά πλεονεκτήματα και μπορεί να παίξει αποτελεσματικό ρόλο στην ορθολογική χρήση ενέργειας και στην αντιμετώπιση των κλιματικών αλλαγών. Αυτό αναγνωρίζεται όλο και περισσότερο από τους Ευρωπαίους πολίτες, που υιοθετούν την τεχνολογία σε αυξανόμενους αριθμούς.
Οι εναλλακτικές μορφές ενέργειας, πάντως, που παρουσιάζουν το μεγαλύτερο ενδιαφέρον για επιχειρηματική δραστηριοποίηση, είτε για παραγωγή ενέργειας είτε για παροχή τεχνογνωσίας, είναι η ηλιακή/θερμική και αιολική ενέργεια και η παραγωγή ενέργειας από βιομάζα.
Κάποιοι από τους στόχους βρίσκονται κοντά στην πραγματοποίηση άλλοι όμως απέχουν. Η Ευρωπαϊκή Ένωση για να ενθαρρύνει όσο περισσότερο γίνεται την χρήση των ΑΠΕ λόγω της καινούργιας τους φυσιογνωμίας δίνει επιχορηγήσεις για να παροτρύνει τα κράτη μέλη της.
Η χρήση των συμβατικών καυσίμων για την παραγωγή ενέργειας παρουσιάζει δύο κυρίως μειονεκτήματα:
α) την εξάρτηση από εξαντλήσιμες πηγές ενέργειας και
β) τη ρύπανση του περιβάλλοντος.
Έτσι, δόθηκε ώθηση στην έρευνα για τις δυνατότητες εκμετάλλευσης κάποιων εναλλακτικών μορφών ενέργειας, που είναι φιλικές προς το περιβάλλον και, ταυτόχρονα, ανεξάντλητες. Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (Α.Π.Ε.) συνδυάζουν τα δύο παραπάνω χαρακτηριστικά.
«ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ , ΦΙΛΙΚΕΣ ΠΡΟΣ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ»
Ερμείδου Μαρία
ΤΜΗΜΑ Β1 2009-2010
Υπάρχουν διάφορες μορφές ενέργειας που δεν επιβαρύνουν το περιβάλλον. Αυτές είναι οι εξής:
1. Ηλιακή ενέργεια
2. Φυσικό αέριο
3. Αιολική ενέργεια
4. Υδροηλεκτρική ενέργεια
5. Βιομάζα
6. Γεωθερμική ενέργεια
7. Φωτοβολταϊκά στοιχεία
Τα βασικά πλεονεκτήματα τους είναι:
1. Ηλιακή ενέργεια: Η ηλιακή ενέργεια στο σύνολό της είναι πρακτικά ανεξάντλητη, αφού προέρχεται από τον ήλιο, και ως εκ τούτου δεν υπάρχουν περιορισμοί χώρου και χρόνου για την εκμετάλλευσή της.
2. Φυσικό αέριο: Εξάγεται από υπόγειες κοιλότητες και εξαιτίας των ιδιοτήτων του θεωρείται οικολογικό καύσιμο. Είναι ελαφρύτερο από τον αέρα.Η καύση του φυσικού αερίου, σε σχέση με αυτή άλλων καυσίμων όπως ο γαιάνθρακας ή το λάδι, έχει λιγότερο επιβλαβείς συνέπειες για το περιβάλλον. Παράγει, για παράδειγμα, μικρότερες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα για κάθε μονάδα παραγόμενης ενέργειας.
3. Αιολική ενέργεια: Η αιολική ενέργεια αποτελεί σήμερα μια ελκυστική λύση στο πρόβλημα της ηλεκτροπαραγωγής. Το «καύσιμο» είναι άφθονο, αποκεντρωμένο και δωρεάν. Δεν εκλύονται αέρια θερμοκηπίου και άλλοι ρύποι, και οι επιπτώσεις στο περιβάλλον είναι μικρές σε σύγκριση με τα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής από συμβατικά καύσιμα. Επίσης, τα οικονομικά οφέλη μιας περιοχής από την ανάπτυξη της αιολικής βιομηχανίας είναι αξιοσημείωτα.
4. Υδροηλεκτρική ενέργεια: Προέρχεται από την εκμετάλλευση των υδάτων των ποταμών. Η υδροηλεκτρική ενέργεια δεν παράγει βλαβερά αέρια και κατά συνέπεια έχει αισθητά μικρότερη επίδραση στην ατμόσφαιρα.
5. Βιομάζα: Η ενέργεια που είναι δεσμευμένη στις φυτικές ουσίες προέρχεται από τον ήλιο. Με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, τα φυτά μετασχηματίζουν την ηλιακή ενέργεια σε βιομάζα.
6. Γεωθερμική ενέργεια: Η γεωθερμική ενέργεια υψηλής ενθαλπίας χρησιμοποιείται για παραγωγή ηλεκτρισμού σ’ όλο τον κόσμο.
7. Φωτοβολταϊκά στοιχεία:
• Τεχνολογία φιλική στο περιβάλλον: δεν προκαλούνται ρύποι από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας
• Η ηλιακή ενέργεια είναι ανεξάντλητη ενεργειακή πηγή, διατίθεται παντού και δεν στοιχίζει απολύτως τίποτα
• Με την κατάλληλη γεωγραφική κατανομή, κοντά στους αντίστοιχους καταναλωτές ενέργειας, τα Φ/Β συστήματα μπορούν να εγκατασταθούν χωρίς να απαιτείται ενίσχυση του δικτύου διανομής
• Η λειτουργία του συστήματος είναι ολοσχερώς αθόρυβη
• Έχουν σχεδόν μηδενικές απαιτήσεις συντήρησης
• Έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής: οι κατασκευαστές εγγυώνται τα «κρύσταλλα» για 20-30 χρόνια λειτουργίας
• Υπάρχει πάντα η δυνατότητα μελλοντικής επέκτασης, ώστε να ανταποκρίνονται στις αυξανόμενες ανάγκες των χρηστών
• Μπορούν να εγκατασταθούν πάνω σε ήδη υπάρχουσες κατασκευές, όπως είναι π.χ. η στέγη ενός σπιτιού ή η πρόσοψη ενός κτιρίου,
• Διαθέτουν ευελιξία στις εφαρμογές:
Η κατάσταση στη χώρα μας δεν ανταποκρίνεται επαρκώς στο σύστημα που υπαγορεύουν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Και λόγο οικονομικών παραγόντων, και λόγο μη κατάλληλων υποδομών. Όμως παρόλα αυτά γίνονται προσπάθειες για μεγαλύτερη εκμετάλλευση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως με την δημιουργία αιολικών πάρκων, υδροηλεκτρικών εργοστασίων , εγκατάσταση Φωτοβολταϊκών συστημάτων, εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας σε καθημερινή κλίμακα(ηλιακοί θερμοσίφωνες, ηλιακά αυτοκίνητα κ.α.). Όσο για τον υπόλοιπο κόσμο, οι άνθρωποι χρησιμοποιούν περισσότερο τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας κυρίως στη Ρωσία με το φυσικό αέριο και στην Αμερική με τις ανεμογεννήτριες και την ηλιακή ενέργεια.
Πιστεύω ότι το επίπεδο της χρησιμοποίησης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι τόσο όσο και οι δυνατότητες των ανθρώπων. Για την καλυτέρευση της κατάστασης ίσως είναι καλύτερα να βάλουμε ηλιακούς θερμοσίφωνες και να χρησιμοποιούμε ηλιακά αυτοκίνητα έτσι ώστε να μην υπάρχει τόσο καυσαέριο και τόση μόλυνση του περιβάλλοντος.
Για ένα καλύτερο μέλλον ίσως μπορούμε να κάνουμε κάτι και εμείς στο σχολείο και στο σπίτι.
Στο σχολείο:
• Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε φυσικό αέριο και όχι πετρέλαιο.
• Το ηλεκτρικό ρεύμα να παράγεται από ανεμογεννήτριες ή φωτοβολταϊκα συστήματα.
Στο σπίτι μπορούμε να εφαρμόσουμε τις παραπάνω 2 λύσεις, αλλά και να χρησιμοποιήσουμε ηλιακούς θερμοσίφωνες.
ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
ΜΠΑΛΑΠΑΝΙΔΗΣ ΠΑΡΙΣΗΣ ΧΡΗΣΤΟΣ ΝΙΚΗΦΟΡΟΣ
ΤΜΗΜΑ Β3 Ιανουάριος 2010
Σήμερα ένα από τα μεγάλα θέματα για το μέλλον της ανθρωπότητας είναι κα το θέμα του περιβάλλοντος. Οι παρεμβάσεις του ανθρώπου, ιδιαίτερα τους τελευταίους 1-2 αιώνες, δημιούργησαν προβλήματα και καταστροφικές προοπτικές για την ανθρωπότητα.
Μια από τις παρεμβάσεις του ανθρώπου, που δημιουργούν τεράστια προβλήματα για το φυσικό περιβάλλον, είναι οι αναγκαίες σήμερα μεγάλες ποσότητες ενέργειας, που απαιτούνται στη σύγχρονη κοινωνία, θέρμανση, ηλεκτρισμός, μεταφορές είναι αναγκαία σε κάθε νοικοκυριό, ενώ και η παραγωγή αγαθών βασίζεται σήμερα στην ενέργεια (βιομηχανία, βιοτεχνία, γεωργία, ορυκτός πλούτος).
Για να περιοριστεί η ρύπανση του φυσικού περιβάλλοντος από την παραγωγή ενέργειας, γίνονται πολλές προτάσεις, μια από τις οποίες είναι οι ΑΠΕ. Καταρχήν πρέπει να τονίσουμε ότι και οι ΑΠΕ έχουν αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, όμως σε μικρότερο βαθμό από την παραγωγή ενέργειας με καύσιμη πρώτη ύλη.
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα που έχουν οι ΑΠΕ έναντι των καυσίμων είναι ότι δεν έχουν ημερομηνία λήξης, αφού έχουν διαρκή ανανέωση. Αντίθετα τα καύσιμα, που σήμερα καλύπτουν το μεγαλύτερο ποσοστό σε ενέργεια, έχουν εξαντλήσημα αποθέματα. Π.χ. τα υγρά καύσιμα και το φυσικό αέριο προβλέπεται ότι θα εξαντληθούν σε λιγότερο από 1 αιώνα.
Στις ΑΠΕ υπάγονται (α) η ενέργεια του νερού (β) η ηλιακή ενέργεια (γ) η αιολική ενέργεια (δ) η γεωθερμία και (ε) η βιομάζα.
Στη συνέχεια επιγραμματικά θα αναφερθούν οι δυνατότητες συνεισφοράς της γεωθερμικής ενέργειας και οι οικονομικές και περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Γεωθερμική Ενέργεια
Γενικά
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.
Τι είναι η γεωθερμική ενέργεια
Είναι μια ανανεώσιμη μορφή ενέργειας που πηγάζει από το εσωτερικό της γης. Μεταφέρεται στην επιφάνεια με θερμική επαγωγή και με την είσοδο στον φλοιό της γης λειωμένου μάγματος από τα βαθύτερα στρώματά της. Για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, ζεστό νερό σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 150οC μέχρι περισσότερο από 370οC μεταφέρεται σε γεωτρήσεις από υπόγειες δεξαμενές σε ειδικές δεξαμενές και με την απελευθέρωση της πίεσης μετατρέπεται σε ατμό. Ο ατμός διαχωρίζεται από τα ρευστά διοχετεύονται σε περιφερειακά τμήματα της δεξαμενής για να βοηθήσουν να διατηρηθεί η πίεση. Αν η δεξαμενή χρησιμοποιηθεί για άμεση χρήση της θερμότητας τα γεωθερμικά ρευστά τροφοδοτούν έναν εναλλακτήρα θερμότητας και να επιστέψουν στη γη. Το ζεστό νερό από την έξοδο του εναλλακτήρα χρησιμοποιείται για την θέρμανση κτηρίων, θερμοκηπίων κ.α.
Εφαρμογές
Υπάρχουν δυο κύριες εφαρμογές της γεωθερμική ενέργειας.
• Η πρώτη βασίζεται στη χρήση της θερμότητας της γης για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος και άλλες χρήσεις (θέρμανση κτηρίων, θερμοκηπίων). Αυτή η θερμότητα μπορεί να προέρχεται από γεωθερμικά γκάιζερ που φθάνουν με φυσικό τρόπο ως την επιφάνεια της γης ή γεώτρηση στον φλοιό της γης σε περιοχές που η θερμότητα βρίσκεται αρκετά κοντά στην επιφάνεια. Αυτές οι πηγές είναι συνήθως από μερικές εκατοντάδες μέχρι 3000 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γης.
• Η δεύτερη εφαρμογή της γεωθερμικής ενέργειας εκμεταλλεύεται τις θερμές μάζες εδάφους ή υπογείων υδάτων για να κινήσουν θερμικές αντλίες για εφαρμογές θέρμανση και ψύξης.
Θερμικές εφαρμογές
Η κυριότερη θερμική χρήση της γεωθερμικής ενέργειας σήμερα, τόσο στην Ελλάδα όσο και παγκόσμια, αφορά στη θέρμανση θερμοκηπίων. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στις υδατοκαλλιέργειες, δεδομένου ότι πολλά είδη υδροβίων οργανισμών, όπως χέλια, γαρίδες ή φύκια αναπτύσσονται γρηγορότερα σε αυξημένες θερμοκρασίες(25 έως 30οC). Άλλη διαδεδομένη χρήση της γεωθερμίας είναι η θέρμανση οικισμών. Η θερμική ενέργεια που δεσμεύεται από τη γεωθερμική πηγή διοχετεύεται προς τους χρήστες με την βοήθεια ενός δικτύου αγωγών (τηλεθέρμανση). Στις άνυδρες νησιωτικές και παραθαλάσσιες περιοχές, μια άλλη εφαρμογή μπορεί να είναι θερμική αφαλάτωση θαλασσινού νερού, ενώ στις περιπτώσεις γεωθερμικών ρευστών υψηλής θερμοκρασίας (>150οC) μπορεί να γίνει παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος με την εκτόνωση ατμού.
Η Ελλάδα διαθέτει μεγάλο αριθμό επιβεβαιωμένων γεωθερμικών πεδίων που είναι διάσπαρτα σε ολόκληρη σχεδόν τη χώρα, όπως στη Ν.Κεσσάνη Ξάνθης, Νιγρίτα Σερρών, Λαγκαδά, Θεσσαλονίκη, Ελαιοχώρα Χαλκιδικής, Στύψη και Άργεννο Λέσβου, Μήλο, Σαντορίνη και Νίσυρο. Η συστηματική εκμετάλλευση τους μπορεί να επιφέρει στη χώρα μας σημαντικά οφέλη.
Χρησιμότητα γεωθερμικής ενέργειας
Η εκμετάλλευση της γεωθερμίας συμβάλει στην:
1. Εξοικονόμηση συναλλάγματος, με μείωση των εισαγωγών πετρελαίου.
2. Εξοικονόμηση φυσικών πόρων, κυρίως με την ελάττωση κατανάλωσης των εγχώριων αποθεμάτων λιγνίτη.
3. Καθαρότερη ατμόσφαιρα
Κατά τη γνώμη μου στο σχολείο αλλά και στο σπίτι θα πρέπει
• Να χρησιμοποιείται φυσικό αέριο και όχι πετρέλαιο.
• Να μην ξοδεύουμε ρεύμα χωρίς να υπάρχει λόγος (ανοιχτά φώτα και υπολογιστής κτλ)
• Να χρησιμοποιούμε ηλιακούς θερμοσίφωνες
• Να χρησιμοποιούμε οικολογικές λάμπες.
ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ
ΧΥΤΟΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ
ΤΜΗΜΑ Β3 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2010
Ιστορία των Φωτοβολταϊκών
Οι πρώτες συμβατικές φωτοβολταϊκές κυψέλες (όπως ονομάζονται) κατασκευάστηκαν στα τέλη της δεκαετίας του 50 και μέσα στην επόμενη δεκαετία χρησιμοποιήθηκαν στους δορυφόρους τροχιάς. Στη δεκαετία του 70, βελτιώσεις στην κατασκευή, απόδοση και ποιότητα των φωτοβολταϊκών βοήθησαν να μειωθούν τα κόστη και άνοιξαν το δρόμο για τη χρήση τους σε επίγειες εφαρμογές όπως η φόρτιση μπαταριών συστημάτων πλοήγησης, τηλεπικοινωνιακού εξοπλισμού και άλλων συστημάτων με χαμηλές ανάγκες σε ενέργεια.
Στη δεκαετία του 80, τα φωτοβολταϊκά έγιναν μια δημοφιλής ενεργειακή πηγή για ηλεκτρονικές συσκευές του εμπορίου όπως οι υπολογιστές τσέπης, τα ρολόγια, τα ραδιόφωνα και άλλες μικροσυσκευές. Μετά την ενεργειακή κρίση του 70, αυξήθηκαν διεθνώς οι εφαρμογές των φωτοβολταϊκών για την ηλεκτροδότηση επαρχιακών κλινικών, ψυγείων, αντλιών νερού, τηλεπικοινωνιών και κατοικιών εκτός δικτύου ηλεκτροδότησης. Αυτές οι εφαρμογές παραμένουν ένα μεγάλο κομμάτι της σημερινής αγοράς φωτοβολταϊκών. Σήμερα η βιομηχανία φωτοβολταϊκών αυξάνεται κατά 25% το χρόνο και υιοθετείται με γρήγορους ρυθμούς η υλοποίηση φωτοβολταϊκών συστημάτων σε κτίρια
Πως λειτουργεί ένα φωτοβολταϊκό σύστημα
Με απλά λόγια, τα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι παρόμοια με οποιαδήποτε άλλα συστήματα παραγωγής ενέργειας, απλά ο εξοπλισμός διαφέρει. Ωστόσο, οι αρχές λειτουργίας και διασύνδεσης με άλλα ηλεκτρικά συστήματα παραμένουν οι ίδιες. Παρόλο που μια μονάδα PV παράγει ρεύμα όταν εκτίθεται σε ηλιακό φως, μια σειρά από άλλα στοιχεία είναι απαραίτητα ώστε να γίνουν σωστά ο έλεγχος, η μετατροπή, η διανομή και η αποθήκευση της ενέργειας που παράγεται από τη μονάδα. Αναλόγως με τις λειτουργικές απαιτήσεις του συστήματος, τα απαραίτητα συστατικά του μπορεί να περιέχουν μετατροπείς DC-AC (συνεχούς/εναλλασσόμενου), συστοιχία μπαταριών, ρυθμιστές συστήματος και μπαταρίας, βοηθητικές πηγές ενέργειας κ.ο.κ. Επιπλέον μπορεί να είναι απαραίτητες μονάδες για την ασφάλεια του συστήματος όπως ειδική καλωδίωση, προστασία από υπερβολική τάση και άλλος εξοπλισμός επεξεργασίας ρεύματος.
Πλεονεκτήματα
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα έχουν έναν αριθμό από μοναδικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις συμβατικές τεχνολογίες παραγωγής ενέργειας. Τα φωτοβολταϊκά μπορούν να σχεδιαστούν για μια πληθώρα εφαρμογών και λειτουργικών απαιτήσεων, και μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε για κεντρική είτε για κατανεμημένη παραγωγή ισχύος. Τα συστήματα αυτά δεν έχουν κινούμενα μέρη, είναι εύκολα επεκτάσιμα, ακόμη και μεταφέρσιμα σε μερικές περιπτώσεις. Η ενεργειακή ανεξαρτησία και η συμβατότητα με το περιβάλλον είναι δύο από τα ελκυστικότερα χαρακτηριστικά των φωτοβολταϊκών συστημάτων. Το καύσιμο (ηλιακό φως) είναι δωρεάν και δεν παράγεται θόρυβος ή μόλυνση από τη λειτουργία του συστήματος. Γενικά, τα φωτοβολταϊκά συστήματα που είναι καλά σχεδιασμένα και σωστά εγκατεστημένα, απαιτούν ελάχιστη συντήρηση και έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής. Λόγω της διαχυτικής φύσης του ηλιακού φωτός και της ενεργειακής απόδοσης των σημερινών φωτοβολταϊκών, οι απαιτήσεις σε εμβαδό των φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων είναι της τάξης των 8 έως 12 τετραγωνικών μέτρων ανά KW ενέργειας.
Μειονεκτήματα
Ως μειονέκτημα θα μπορούσε να καταλογίσει κανείς στα φωτοβολταϊκά συστήματα το κόστος τους, το οποίο, παρά τις τεχνολογικές εξελίξεις παραμένει ακόμη αρκετά υψηλό. Μια γενική ενδεικτική τιμή είναι 6000 ευρώ ανά εγκατεστημένο κιλοβάτ (kW) ηλεκτρικής ισχύος. Λαμβάνοντας υπόψη ότι μια τυπική οικιακή κατανάλωση απαιτεί από 1,5 έως 3,5 κιλοβάτ, το κόστος της εγκατάστασης δεν είναι αμελητέο. Το ποσό αυτό, ωστόσο, μπορεί να αποσβεστεί σε περίπου 5-6 χρόνια και το Φ/Β σύστημα θα συνεχίσει να παράγει δωρεάν ενέργεια για τουλάχιστον άλλα 25χρόνια. Ωστόσο, τα πλεονεκτήματα είναι πολλά, και το ευρύ κοινό έχει αρχίσει να στρέφεται όλο και πιο πολύ στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και στα φωτοβολταϊκά ειδικότερα, για την κάλυψη ή την συμπλήρωση των ενεργειακών του αναγκών.
ΤΣΟΥΓΑΝΤΖΑΛΗΣ ΝΙΚΟΣ
ΤΜΗΜΑ Β3 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2010
ΒΙΟΜΑΖΑ
Με τον όρο βιομάζα ονομάζουμε 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.
Η ενέργεια που είναι δεσμευμένη στις φυτικές ουσίες προέρχεται από τον ήλιο. Με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, τα φυτά μετασχηματίζουν την ηλιακή ενέργεια σε βιομάζα. Οι ζωικοί οργανισμοί αυτή την ενέργεια την προσλαμβάνουν με την τροφή τους και αποθηκεύουν ένα μέρος της. Αυτή την ενέργεια αποδίδει τελικά η βιομάζα, μετά την επεξεργασία και τη χρήση της. Είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας γιατί στην πραγματικότητα είναι αποθηκευμένη ηλιακή ενέργεια που δεσμεύτηκε από τα φυτά κατά τη φωτοσύνθεση.
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.
Χαρακτηριστικά
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 ο άνθρακας, που είναι άφθονα στη φύση.
Η μόνη φυσικά ευρισκόμενη πηγή ενέργειας με άνθρακα που τα αποθέματά της είναι ικανά ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υποκατάστατο των ορυκτών καυσίμων, είναι η βιομάζα. Αντίθετα από αυτά, η βιομάζα είναι ανανεώσιμη καθώς απαιτείται μόνο μια σύντομη χρονική περίοδος για να αναπληρωθεί ό,τι χρησιμοποιείται ως πηγή ενέργειας. Εν γένει, για τις διάφορες τελικές χρήσεις υιοθετούνται διαφορετικοί όροι. Έτσι, ο όρος “βιοισχύς” περιγράφει τα συστήματα που χρησιμοποιούν πρώτες ύλες βιομάζας αντί των συνήθων ορυκτών καυσίμων (φυσικό αέριο, άνθρακα) για ηλεκτροπαραγωγή, ενώ ως “βιοκαύσιμα” αναφέρονται κυρίως τα υγρά καύσιμα μεταφορών που υποκαθιστούν πετρελαϊκά προϊόντα, π.χ. βενζίνη ή ντίζελ.
Από την άλλη, σαν μορφή ενέργειας η βιομάζα χαρακτηρίζεται από πολυμορφία, χαμηλό ενεργειακό περιεχόμενο, σε σύγκριση με τα ορυκτά καύσιμα, λόγω χαμηλής πυκνότητας και/ή υψηλής περιεκτικότητας σε νερό, εποχικότητα, μεγάλη διασπορά, κλπ. Τα χαρακτηριστικά αυτά συνεπάγονται πρόσθετες, σε σχέση με τα ορυκτά καύσιμα, δυσκολίες στη συλλογή, μεταφορά και αποθήκευσή της. Σαν συνέπεια το κόστος μετατροπής της σε πιο εύχρηστες μορφές ενέργειας παραμένει υψηλό.
Πλεονεκτήματα
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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 σε αγροτικές όσο και σε βιομηχανικές περιοχές.
Μειονεκτήματα
1. Ο αυξημένος όγκος και η μεγάλη περιεκτικότητα σε υγρασία, σε σχέση με τα ορυκτά καύσιμα δυσχεραίνουν την ενεργειακή αξιοποίηση της βιομάζας.
2. Η μεγάλη διασπορά και η εποχιακή παραγωγή της βιομάζας δυσκολεύουν την συνεχή τροφοδοσία με πρώτη ύλη των μονάδων ενεργειακής αξιοποίησης της βιομάζας.
3. Βάση των παραπάνω παρουσιάζονται δυσκολίες κατά τη συλλογή, μεταφορά, και αποθήκευση της βιομάζας που αυξάνουν το κόστος της ενεργειακής αξιοποίησης.
4. Οι σύγχρονες και βελτιωμένες τεχνολογίες μετατροπής της βιομάζας απαιτούν υψηλό κόστος εξοπλισμού, συγκρινόμενες με αυτό των συμβατικών καυσίμων.
ΣΚΑΡΛΑΤΟΥ ΧΡΥΣΑ
ΤΜΗΜΑ Β3 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2010
Τι είναι η γεωθερμική ενέργεια
Είναι μια ανανεώσιμη μορφή ενέργειας που πηγάζει από το εσωτερικό της γης. Μεταφέρεται στην επιφάνεια με θερμική επαγωγή και με την είσοδο στον φλοιό της γης λειωμένου μάγματος από τα βαθύτερα στρώματά της.Για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, ζεστό νερό σε θερμοκρασίες πού κυμαίνονται από 150οC μέχρι περισσότερο από 370ο C 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 γεωθερμικά ρευστά διοχετεύονται σε περιφερειακά τμήματα της δεξαμενής για να βοηθήσουν να διατηρηθεί η πίεση.
Αν η δεξαμενή χρησιμοποιηθεί για άμεση χρήση της θερμότητας τα γεωθερμικά ρευστά τροφοδοτούν έναν εναλλακτήρα θερμότητας πριν επιστρέψουν στη γη. Το ζεστό νερό από την έξοδο του εναλλακτήρα χρησιμοποιείται για τη θέρμανση κτηρίων, θερμοκηπίων κ.α.
Εφαρμογές
Υπάρχουν δύο κύριες εφαρμογές της γεωθερμικής ενέργειας.
– Η πρώτη βασίζεται στη χρήση της θερμότητας της γης για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος και άλλες χρήσεις (θέρμανση κτηρίων, θερμοκηπίων). Αυτή η θερμότητα μπορεί να προέρχεται από γεωθερμικά γκάιζερ πού φθάνουν με φυσικό τρόπο ως την επιφάνεια της γης ή με 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 υπόγειων υδάτων για να κινήσουν θερμικές αντλίες για εφαρμογές θέρμανσης και ψύξης.
Η χρήση γεωθερμικής ενέργειας παράγει παγκοσμίως 8.000 (MWe) ηλεκτρικού ρεύματος και 4.000 (MWt) θερμικής ενέργειας.
Ποιοι τύποι γεωθερμικής ενέργειας θεωρούνται ανανεώσιμοι και γιατί
Όλοι οι τύποι θεωρούνται ανανεώσιμοι εφόσον ο ρυθμός άντλησης της θερμότητας δεν υπερβαίνει το ρυθμό επαναφόρτισης της γεωθερμικής δεξαμενής από τη γη. Για την παραγωγή ηλεκτρισμού μπορεί να χρειαστούν αρκετές εκατοντάδες χρόνια για να επαναφορτιστεί μια γεωθερμική δεξαμενή η οποία έχει αδειάσει τελείως. Τα περιφερειακά συστήματα θέρμανσης μπορεί να πάρουν 100-200 χρόνια για να επαναφορτιστούν ενώ οι γεωθερμικές αντλίες μόνο 30 χρόνια.
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 .
Παραδείγματα εφαρμογών
Το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Όρεγκον θερμαίνεται από το 1964 χρησιμοποιώντας άμεσα τη γεωθερμική ενέργεια . Τρεις γεωτρήσεις παρέχουν όλη τη θερμότητα που χρειάζονται 11 κτήρια εμβαδού 60.400 m2. Επίσης ένα μέρος του πανεπιστημίου χρησιμοποιεί ψύξη από γεωθερμικές πηγές. Ο μηχανισμός λειτουργεί όπως και στα ψυγεία και έχει δυνατότητα ψύξης 540 MW. Το ετήσιο κόστος λειτουργίας του συστήματος είναι $35.000 συμπεριλαμβανομένων της συντήρησης (μισθοί και ανταλλακτικά) και το κόστος άντλησης. Αν χρησιμοποιούνταν φυσικό αέριο το κόστος θα ήταν $250.000 – $300.000.
ΙΣΛΑΝΔΙΑ – Η γεωθερμική ενέργεια χρησιμοποιείται για τη θέρμανση των περισσοτέρων σπιτιών στην Ισλανδία. Υπάρχουν περίπου 30 δημοτικά συστήματα θέρμανσης και 200 ιδιωτικά σε αγροτικές περιοχές που καλύπτουν το 86% της θέρμανσης στη χώρα.
Τι είναι οι γεωθερμικές αντλίες;
Οι γεωθερμικές αντλίες είναι από τις πιο αποδοτικές ενεργητικές (σε αντίθεση με τις παθητικές) τεχνολογίες στον κόσμο για τη θέρμανση και ψύξη των σπιτιών, των σχολείων, των επιχειρήσεων και άλλων κτηρίων. Χρησιμοποιούν τη φυσική θερμοκρασία της γης για τη θέρμανση το χειμώνα κα την ψύξη το καλοκαίρι. Εκμεταλλεύονται το πλεονέκτημα ότι η θερμοκρασία του εδάφους δεν ποικίλει από εποχή σε εποχή όπως ο αέρας. Λειτουργεί όπως ένα ψυγείο. Το χειμώνα μεταφέρει τη φυσική θερμότητα της γης στο κτήριο με νερό που κυκλοφορεί σε κλειστούς πλαστικούς σωλήνες που εισάγονται στο έδαφος. Το καλοκαίρι μεταφέρει τη θερμότητα του κτηρίου στη γη ψύχοντας έτσι το σπίτι. Το ίδιο πλαστικό σύστημα χρησιμοποιείται το καλοκαίρι όπως και το χειμώνα. Απλά αλλάζει η κατεύθυνση κίνησης του νερού.
ΜΟΡΦΕΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
ΓΕΡΑΚΗΣ ΧΡΗΣΤΙΔΗΣ ΓΙΑΝΝΗΣ
ΤΜΗΜΑ Β1 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2010
Οι παρακάτω μορφές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να παράγουμε μέρος της ενέργειας που καταναλώνουμε χωρίς να επιβαρύνουμε το περιβάλλον:
1) Αιολική ενέργεια. Χρησιμοποιήθηκε παλιότερα για την άντληση νερού από πηγάδια καθώς και για μηχανικές εφαρμογές (π.χ. την άλεση στους ανεμόμυλους). Έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται πλατιά για ηλεκτροπαραγωγή.
2) Ηλιακή ενέργεια. Χρησιμοποιείται περισσότερο για θερμικές εφαρμογές (ηλιακοί θερμοσίφωνες και φούρνοι) ενώ η χρήση της για την παραγωγή ηλεκτρισμού έχει αρχίσει να κερδίζει έδαφος, με την βοήθεια της πολιτικής προώθησης των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας από το ελληνικό κράτος και την Ευρωπαϊκή Ένωση
3) Υδατοπτώσεις. Είναι τα γνωστά υδροηλεκτρικά έργα, που στο πεδίο των ήπιων μορφών ενέργειας εξειδικεύονται περισσότερο στα μικρά υδροηλεκτρικά. Είναι η πιο διαδεδομένη μορφή ανανεώσιμης ενέργειας.
4) Βιομάζα. Χρησιμοποιεί τους υδατάνθρακες των φυτών (κυρίως αποβλήτων της βιομηχανίας ξύλου, τροφίμων και ζωοτροφών και της βιομηχανίας ζάχαρης) με σκοπό την αποδέσμευση της ενέργειας που δεσμεύτηκε απ’ το φυτό με τη φωτοσύνθεση. Ακόμα μπορούν να χρησιμοποιηθούν αστικά απόβλητα και απορρίμματα. Μπορεί να δώσει βιοαιθανόλη και βιοαέριο, που είναι καύσιμα πιο φιλικά προς το περιβάλλον από τα παραδοσιακά. Είναι μια πηγή ενέργειας με πολλές δυνατότητες και εφαρμογές που θα χρησιμοποιηθεί πλατιά στο μέλλον.
5) Γεωθερμική ενέργεια. Προέρχεται από τη θερμότητα που παράγεται απ’ τη ραδιενεργό αποσύνθεση των πετρωμάτων της γης. Είναι εκμεταλλεύσιμη εκεί όπου η θερμότητα αυτή ανεβαίνει με φυσικό τρόπο στην επιφάνεια, π.χ. στους θερμοπίδακες ή στις πηγές ζεστού νερού. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε απευθείας για θερμικές εφαρμογές είτε για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Η Ισλανδία καλύπτει το 80-90% των ενεργειακών της αναγκών, όσον αφορά τη θέρμανση, και το 20%, όσον αφορά τον ηλεκτρισμό, με γεωθερμική ενέργεια.
6) Ενέργεια από παλίρροιες. Εκμεταλλεύεται τη βαρύτητα του Ήλιου και της Σελήνης, που προκαλεί ανύψωση της στάθμης του νερού. Το νερό αποθηκεύεται καθώς ανεβαίνει και για να ξανακατέβει αναγκάζεται να περάσει μέσα από μια τουρμπίνα, παράγοντας ηλεκτρισμό. Έχει εφαρμοστεί στην Αγγλία, τη Γαλλία, τη Ρωσία και αλλού.
7) Ενέργεια από κύματα. Εκμεταλλεύεται την κινητική ενέργεια των κυμάτων της θάλασσας.
Ενέργεια από τους ωκεανούς. Εκμεταλλεύεται τη διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στα στρώματα του ωκεανού, κάνοντας χρήση θερμικών κύκλων. Βρίσκεται στο στάδιο της έρευνας.
ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
ΒΑΣΙΛΗΣ ΜΑΝΩΛΑΚΑΣ
ΤΜΗΜΑ:Β2 Σχολικό ετος:2009-2010
Γενικά αιολική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που παράγεται από την εκμετάλλευση του πνέοντος ανέμου. Η ενέργεια αυτή χαρακτηρίζεται “ήπια μορφή ενέργειας” και περιλαμβάνεται στις “καθαρές” πηγές όπως συνηθίζονται να λέγονται οι πηγές ενέργειας που δεν εκπέμπουν ή δεν προκαλούν ρύπους. Η αρχαιότερη μορφή εκμετάλλευσης της αιολικής ενέργειας ήταν τα ιστία (πανιά) των πρώτων ιστιοφόρων πλοίων και πολύ αργότερα οι ανεμόμυλοι στη ξηρά.
Η αιολική ενέργεια αποτελεί σήμερα μια ελκυστική λύση στο πρόβλημα της ηλεκτροπαραγωγής. Το «καύσιμο» είναι άφθονο, αποκεντρωμένο και δωρεάν. Δεν εκλύονται αέρια θερμοκηπίου και άλλοι ρύποι, και οι επιπτώσεις στο περιβάλλον είναι μικρές σε σύγκριση με τα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής από συμβατικά καύσιμα. Επίσης, τα οικονομικά οφέλη μιας περιοχής από την ανάπτυξη της αιολικής βιομηχανίας είναι αξιοσημείωτα.
Αιολικά Πάρκα
Η σημερινή τεχνολογία βασίζεται σε ανεμογεννήτριες οριζοντίου άξονα 2 ή 3 πτερυγίων, με αποδιδόμενη ηλεκτρική ισχύ 200 – 400kW. Όταν εντοπιστεί μια ανεμώδης περιοχή – και εφόσον βέβαια έχουν προηγηθεί οι απαραίτητες μετρήσεις και μελέτες – για την αξιοποίηση του αιολικού της δυναμικού τοποθετούνται μερικές δεκάδες ανεμογεννήτριες, οι οποίες απαρτίζουν ένα «αιολικό πάρκο».
Η εγκατάσταση κάθε ανεμογεννήτριας διαρκεί 1-3 μέρες. Αρχικά ανυψώνεται ο πύργος και τοποθετείται τμηματικά πάνω στα θεμέλια. Μετά ανυψώνεται η άτρακτος στην κορυφή του πύργου. Στη βάση του πύργου συναρμολογείται ο ρήτορας ή δρομέας (οριζοντίου άξονα, πάνω στον οποίο είναι προσαρτημένα τα πτερύγια), ο οποίος αποτελεί το κινητό μέρος της ανεμογεννήτριας. Η άτρακτος περιλαμβάνει το σύστημα μετατροπής της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική. Στη συνέχεια ο ρήτορας ανυψώνεται και συνδέεται στην άτρακτο. Τέλος, γίνονται οι απαραίτητες ηλεκτρικές συνδέσεις.
ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ – ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
ΤΖΑΒΟΥ ΜΑΡΙΑ
ΤΜΗΜΑ Β1 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 2010
Μερικές απο τις μορφές ενέργειας που δεν επιβαρύνουν το περιβάλλον είναι:
1) Ηλιακή ενέργεια: Η ηλιακή ενέργεια είναι καθαρή, ανεξάντλητη, ήπια και ανανεώσιμη. Η ηλιακή ακτινοβολία δεν ελέγχεται από κανέναν και αποτελεί ένα ανεξάντλητο εγχώριο ενεργειακό πόρο, που παρέχει ανεξαρτησία, προβλεψιμότητα και ασφάλεια στην ενεργειακή τροφοδοσία.
Υπάρχουν δύο τρόποι για να αξιοποιήσει κανείς την ηλιακή ενέργεια.
α) Παράγοντας ηλιακό ηλεκτρισμό μέσω των φωτοβολταϊκών συστημάτων.
β) Αξιοποιώντας τη θαλπωρή του ήλιου για θέρμανση, ψύξη και ζεστό νερό με τα ηλιοθερμικά συστήματα.
Εδώ και μια εικοσαετία οι Έλληνες καταναλωτές έχουν εξοικειωθεί με τους ηλιακούς θερμοσίφωνες για την παραγωγή ζεστού νερού. Εκείνο όμως που αγνοεί η πλειοψηφία των καταναλωτών είναι, όχι μόνο οι τεχνολογικές βελτιώσεις των ηλιοθερμικών συστημάτων για ζέσταμα του νερού, αλλά κυρίως οι λοιπές χρήσεις των ηλιοθερμικών τεχνολογιών όπως η θέρμανση χώρων, η τηλεθέρμανση οικισμών, ο ηλιακός κλιματισμός και η ηλιοθερμική παραγωγή ηλεκτρισμού.
2) Αιολική ενέργεια: Η αιολική ενέργεια είναι η ενέργεια του ανέμου που προέρχεται από τη μετακίνηση αερίων μαζών της ατμόσφαιρας. Το συνολικό εκμεταλλεύσιμο αιολικό δυναμικό της Ελλάδας μπορεί να καλύψει ένα μεγάλο μέρος των ηλεκτρικών αναγκών της. Δείτε και τον τρόπο σχηματισμού των ανέμων.
Οι μηχανές με τις οποίες εκμεταλλευόμαστε το φαινόμενο αυτό, ονομάζονται ανεμογεννήτριες (Α/Γ). Διακρίνουμε δύο είδη: τις δίπτερες και τις τρίπτερες. Οι τρίπτερες, με ρότορα μικρότερο των 10 μέτρων, έχουν τη δυνατότητα εκμετάλλευσης ασθενούς αιολικού δυναμικού.
3) Βιομάζα: Με τον όρο βιομάζα ονομάζουμε 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.
Η ενέργεια που είναι δεσμευμένη στις φυτικές ουσίες προέρχεται από τον ήλιο. Με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, τα φυτά μετασχηματίζουν την ηλιακή ενέργεια σε βιομάζα. Οι ζωικοί οργανισμοί αυτή την ενέργεια την προσλαμβάνουν με την τροφή τους και αποθηκεύουν ένα μέρος της. Αυτή την ενέργεια αποδίδει τελικά η βιομάζα, μετά την επεξεργασία και τη χρήση της. Είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας γιατί στην πραγματικότητα είναι αποθηκευμένη ηλιακή ενέργεια που δεσμεύτηκε από τα φυτά κατά τη φωτοσύνθεση.
4) Γεωθερμική Ενέργεια: Η Γεωθερμική Ενέργεια προέρχεται από το εσωτερικό της γης είτε μέσω ηφαιστειακών εκροών είτε μέσω ρηγμάτων του υπεδάφους, που αναβλύζουν ατμούς και θερμό νερό. Ανάλογα με τη θερμοκρασία των ρευστών που ανέρχονται στην επιφάνεια, η γεωθερμική ενέργεια χαρακτηρίζεται ως υψηλής ενθαλπίας (για θερμοκρασίες πάνω από 150 oC), μέσης ενθαλπίας (για θερμοκρασίες 100 – 150 oC), και χαμηλής ενθαλπίας (για θερμοκρασίες μικρότερες από 100 oC). Η γεωθερμική ενέργεια υψηλής ενθαλπίας χρησιμοποιείται για παραγωγή ηλεκτρισμού σ’ όλο τον κόσμο.
5) Φυσικό αέριο: Το Φυσικό Αέριο είναι ένα αέριο μίγμα υδρογονανθράκων. Εξάγεται από υπόγειες κοιλότητες και εξαιτίας των ιδιοτήτων του θεωρείται οικολογικό καύσιμο.
Το φυσικό αέριο που είναι απαλλαγμένο από τους υδρογονάνθρακες πέραν του μεθανίου, δηλαδή το καθαρό μεθάνιο, συχνά αποκαλείται και ξηρό φυσικό αέριο. Αντίστοιχα, το φυσικό αέριο που συμπεριλαμβάνει και άλλους υδρογονάνθρακες εκτός από το μεθάνιο, αποκαλείται και υγρό φυσικό αέριο.
6) Υδροηλεκτρική Ενέργεια: Η ενέργεια που παράγεται από την πτώση του νερού των μικρών ή μεγάλων ποταμών, υδρορευμάτων και πηγών, σε υδροτροχούς, με αποτέλεσμα την περιστροφή τους και την παραγωγή μηχανικού ή ηλεκτρικού ρεύματος. Το μέχρι σήμερα αναξιοποίητο υδροηλεκτρικό δυναμικό της ηπειρωτικής κυρίως Ελλάδος, θα μπορούσε να καλύψει σημαντικό ποσοστό της συνολικής ενεργειακής κατανάλωσης. Πρέπει να σημειωθεί εδώ, ότι ενώ η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται τη στιγμή που απαιτείται από τους καταναλωτές το νερό το οποίο αποταμιεύεται σε ταμιευτήρες για μελλοντική χρήση για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για άρδευση κατά τη διάρκεια ξηρών περιόδων, σαν απόθεμα νερού, εμπλουτισμό λιμνών, αθλητικά γεγονότα, τουρισμό κ.λ.π. Παράλληλα το κύριο κριτήριο για την κατασκευή ή όχι ενός υδροηλεκτρικού εργοστασίου δεν είναι μόνο η δυνατότητα παραγωγής φτηνής και καθαρής για το περιβάλλον ενέργειας αλλά η σωστότερη, οικολογική επέμβαση στη φύση για διατήρηση της φύσης της περιοχής και τη σωστή Περιφερειακή ανάπτυξη της χώρας.
Τρόποι εξοικονόμησης ενέργειας:
Θα μπορούσαμε να εξοικονομούμε ενέργεια καταναλώνοντας λιγότερη. Το κέρδος μας θα είναι οικονομικό αλλά και το διοξείδιο του άνθρακα δεν θα εκλύεται στην ατμόσφαιρα.
Άλλοι τρόποι είναι:
1) Να βγάζουμε από την μπρίζα τις συσκευές όπου δεν χρησιμοποιούμε εκείνη τη στιγμή, διότι και αυτές καταναλώνουν ρεύμα.
2) Να αντικαταστήσουμε τις παλιές λάμπες μας με λάμπες εξοικονόμησης ενέργειας.
3) Να εγκαταστήσουμε ηλιακό θερμοσίφωνα.
4) Να ρυθμίζουμε τον θερμοστάτη μας σε μια λογική θερμοκρασία καθώς η διαφορά ενός μόλις βαθμού κοστίζει.
Εξοικονόμηση ενέργειας στα δημόσια σχολεία.
Του Νίκου Ιωαννίδη και του Γιώργου Δουμπιώτη
ΤΜΗΜΑ Β1
Το ενεργειακό πρόβλημα απασχολεί σε καθημερινή βάση την ανθρωπότητα. Τα τελευταία 25 χρόνια τέθηκε αρκετά έντονα με τις δύο πετρελαϊκές κρίσεις το 1973 και το 1979. Πρόσφατα αναθερμάνθηκε με την κρίση του Κόλπου. Έχει γίνει πλέον φανερό ότι τα παγκόσμια ενεργειακά αποθέματα, και κυρίως το πετρέλαιο, δεν είναι ανεξάντλητα. Οι αισιόδοξοι προβλέπουν επάρκεια μέχρι τα μέσα του επόμενου αιώνα. Στο ίδιο χρονικό διάστημα ο πληθυσμός της γης θα έχει διπλασιαστεί.
Η αλόγιστη χρήση των ενεργειακών πόρων δεν είναι όμως μόνο ένα λογιστικό πρόβλημα παραγωγής και κατανάλωσης. Η ενεργειακή κατανάλωση συνοδεύεται από σημαντική περιβαλλοντική επιβάρυνση με την απελευθέρωση στην ατμόσφαιρα ρύπων όπως το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και το διοξείδιο του θείου (SO2).
Ο κίνδυνος της εξάντλησης των φυσικών πόρων και οι ανυπολόγιστες συνέπειες αυτού του γεγονότος αφύπνισαν και ενεργοποίησαν τις οικονομικές και πολιτικές ηγετικές δυνάμεις της υφηλίου. Τα Ηνωμένα Έθνη, η Ευρωπαϊκή Ένωση και τα αναπτυγμένα κράτη μιλάνε πλέον για «αειφόρο ανάπτυξη».
Στην χώρα μας τα τελευταία χρόνια έχει ενταθεί η προσπάθεια για την εξοικονόμηση ενέργειας και την προώθηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Δυστυχώς η όλη προσπάθεια δεν κινείται με γρήγορους ρυθμούς. Εμπόδια σε αυτό είναι οι ανεπαρκείς δομές υποστήριξης και υλοποίησης μακροπρόθεσμων σχεδιασμών καθώς και ο στρεβλός τρόπος ανάπτυξης μαζί με τον απαρχαιωμένο τεχνολογικό εξοπλισμό της οικονομίας. Με απλά λόγια αφενός υστερούμε τεχνολογικά αφού η κατά κεφαλή κατανάλωση ενέργειας είναι το 65% του μέσου όρου της Ευρωπαϊκής Ένωσης και αφετέρου για αυτά τα λίγα που παράγουμε είμαστε πάρα πολύ σπάταλοι. Ο δείκτης ενεργειακής έντασης είναι μεγαλύτερος κατά 60% του μέσου όρου της Ένωσης. (Ο δείκτης ενεργειακής έντασης ορίζεται σαν η ανά μονάδα ακαθάριστου εθνικού προϊόντος καταναλισκόμενη ενέργεια.)
Η κατάσταση στο ελληνικό σχολείο δεν διαφέρει από την γενική εικόνα της χώρας. Σε όλη την Ελλάδα υπάρχουν περίπου 15.000 δημόσια σχολικά κτίρια όλων των εκπαιδευτικών βαθμίδων με πάνω από 1.600.000 μαθητές. Η συνολική κατανάλωση ενέργειας των σχολικών κτιρίων είναι της τάξης των 270.000 MWh . Η ενέργεια αυτή είναι περίπου ίση με την ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνεται στην Κρήτη σε διάστημα δύο μηνών ή το ένα τρίτο της ετήσιας καταναλισκόμενης ενέργειας του συνόλου της ελληνικής χημικής βιομηχανίας.
Τα στοιχεία που ακολουθούν αποτελούν την ενεργειακή ταυτότητα του ελληνικού σχολείου :
• Η μέση ετήσια κατανάλωση ενέργειας ανά τετραγωνικό μέτρο κτιρίου ανέρχεται σε 92 KWh.
• Το 27% των σχολείων καταναλώνει κάτω από 100 KWh ανά τετραγωνικό μέτρο.
• Το 26% των σχολείων καταναλώνει πάνω από 200 KWh ανά τετραγωνικό μέτρο.
Πρόσφατη μελέτη του ΚΑΠΕ αποδεικνύει ότι μπορεί να επιτευχθεί εξοικονόμηση ενέργειας κατά 30%, ή και περισσότερο, με τον σωστό συνδυασμό επεμβάσεων και ρυθμίσεων. Οι επεμβάσεις αυτές όχι μόνον ελαχιστοποιούν τις ανάγκες κατανάλωσης ενέργειας αλλά και βελτιώνουν την οπτική και θερμική άνεση των κτιρίων. Τα οφέλη όμως τα οποία θα προκύψουν από την εξοικονόμηση ενέργειας στα σχολεία είναι πολλά. Ένα πρώτο θετικό αποτέλεσμα θα είναι η απελευθέρωση οικονομικών πόρων οι οποίοι σήμερα διατίθενται για τις λειτουργικές δαπάνες θέρμανσης, φωτισμού κ.λ.π. των σχολείων. Οι πόροι αυτοί θα μπορούσαν να διατεθούν για την ανέγερση νέων σχολικών κτιρίων ή και για την βελτίωση της υλικοτεχνικής υποδομής των υπαρχόντων. Είναι χαρακτηριστικό ότι αν μόνο το 10% της καταναλισκόμενης ενέργειας εξοικονομηθεί, αντιστοιχεί σε εξοικονόμηση μισού δισεκατομμυρίου δραχμών το χρόνο.
Εξίσου σημαντικό, αν όχι σημαντικότερο, είναι και το περιβαλλοντικό και κοινωνικό όφελος από την μείωση του CO2 και του SO2. Υπάρχει όμως και ένας επιπλέον λόγος για τον οποίο η εξοικονόμηση ενέργειας είναι σημαντική στα κτίρια της δημόσιας σχολικής εκπαίδευσης. Ο λόγος αυτός είναι η ίδια η εκπαιδευτική αποστολή του σχολείου. Δηλαδή η έμπρακτη διαπαιδαγώγηση των αυριανών ενηλίκων στο σεβασμό του περιβάλλοντος και στην συνειδητοποίηση ότι οι φυσικοί πόροι είναι δανεισμένοι από το μέλλον και δεν πρέπει να καταστρέφονται.
Στα πλαίσια αυτά η εφαρμογή ενός σχεδίου δράσης για την εξοικονόμηση ενέργειας σε κάθε σχολείο είναι εφικτή. Δεν χρειάζεται μάλιστα, σε πρώτη φάση, ούτε την συνδρομή της κεντρικής διοίκησης. Η διασφάλιση όμως της σωστής και ορθολογικής λειτουργίας του συστήματος απαιτεί ευρύτερο σχεδιασμό σε επίπεδο χώρας. Οι επιμέρους στόχοι θα πρέπει να εξειδικευτούν για το σύνολο των σχολείων ενός δήμου ή κοινότητας ή ευρύτερης γεωγραφικής περιφέρειας.
Μερικές απλές ενέργειες ενός προγράμματος δράσης για εξοικονόμηση ενέργειας αναφέρονται στην συνέχεια. Μπορούν να εφαρμοσθούν σε κάθε υφιστάμενο κτίριο εκπαίδευσης.
1. Αντικατάσταση υφιστάμενων λαμπτήρων πυράκτωσης από νέους συμπαγείς λαμπτήρες φθορισμού χαμηλής κατανάλωσης και μεγάλης διάρκειας ζωής.
2. Ελεγχόμενος εξαερισμός με δύο ανεμιστήρες σε κάθε αίθουσα διδασκαλίας.
3. Σφράγισμα των αρμών των εξωτερικών κουφωμάτων. Πρέπει να σημειωθεί ότι η ανεξέλεγκτη είσοδος ψυχρού αέρα στο εσωτερικό των σχολείων δημιουργεί τα αντιφατικά φαινόμενα της λειτουργίας των εγκαταστάσεων θέρμανσης στο μέγιστο και ταυτόχρονα οι μαθητές και οι εκπαιδευτικοί να κρυώνουν.
4. Περιοδικός έλεγχος της κατάστασης του εξοπλισμού του λεβητοστασίου και του δικτύου διανομής θερμού νερού.
5. Ετήσια συντήρηση και ρύθμιση του συγκροτήματος καυστήρα και λέβητα.
6. Θερμομόνωση του λέβητα και των τμημάτων του δικτύου διανομής θερμού νερού που διέρχονται από μη θερμαινόμενους χώρους.
Οι παραπάνω συστάσεις αποτελούν απλές ενέργειες τις οποίες η κάθε σχολική μονάδα μπορεί, σε μικρότερο ή μεγαλύτερο βαθμό, να υλοποιήσει. Η αποδοτικότητα των παραπάνω απλών μέτρων εκτιμάται σε εξοικονόμηση ενέργειας της τάξης του 50 μέχρι 60%. Μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας είναι δυνατή αλλά οι αναγκαίες ενέργειες δεν είναι τόσο απλές και απαιτούν εξειδικευμένη τεχνική και οικονομική υποστήριξη.
ΗΠΙΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ – ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ στην Ελλάδα
ΚΑΡΙΟΥ ΕΛΕΝΗ
ΤΑΞΗ Β’ ΜΑΡΤΙΟΣ 2010
Οι ήπιες μορφές ενέργειας (ή ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ), 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 εξόρυξη, άντληση ή καύση, όπως με τις μέχρι τώρα χρησιμοποιούμενες 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.
ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ στην Ελλάδα
Λόγω κατάλληλων γεωλογικών συνθηκών, ο Ελλαδικός χώρος διαθέτει σημαντικές γεωθερμικές πηγές και των τριών κατηγοριών (υψηλής, μέσης και χαμηλής ενθαλπίας) σε οικονομικά βάθη (100-1500 μ). Σε μερικές περιπτώσεις τα βάθη των γεωθερμικών ταμιευτήρων είναι πολύ μικρά, κάνοντας ιδιαίτερα ελκυστική, από οικονομική άποψη, τη γεωθερμική εκμετάλλευση.
Η έρευνα για την αναζήτηση γεωθερμικής ενέργειας άρχισε ουσιαστικά το 1971 με βασικό φορέα το ΙΓΜΕ και μέχρι το 1979 (πριν από τη δεύτερη ενεργειακή κρίση) αφορούσε μόνο τις περιοχές υψηλής ενθαλπίας. Κατά την εξέλιξη των εργασιών η ΔΕΗ, σαν άμεσα ενδιαφερόμενη για την ηλεκτροπαραγωγή, ανέλαβε τις παραγωγικές γεωτρήσεις υψηλής ενθαλπίας και την ανάπτυξη των πεδίων, χρηματοδοτώντας επιπλέον τις έρευνες στις πιθανές για τέτοια ρευστά γεωθερμικές περιοχές. Συντάχθηκε ο προκαταρκτικός χάρτης γεωθερμικής ροής του ελληνικού χώρου, όπου φάνηκε ότι η γεωθερμική ροή στην Ελλάδα είναι σε πολλές περιοχές εντονότερη από τη μέση γήινη. Από το 1971 ερευνήθηκαν οι περιοχές: Μήλος, Νίσυρος, Λέσβος, Μέθανα, Σουσάκι Κορινθίας, Καμένα Βούρλα, Θερμοπύλες, Υπάτη, Αιδηψός, Κίμωλος, Πολύαιγος, Σαντορίνη, Κως, Νότια Θεσσαλία, Αλμωπία, περιοχή Στρυμόνα, περιοχή Ξάνθης, Σαμοθράκη και άλλες.
Η αυξημένη ροή θερμότητας, λόγω της έντονης τεκτονικής και μαγματικής δραστηριότητας, δημιούργησε εκτεταμένες θερμικές ανωμαλίες, με μέγιστες τιμές γεωθερμικής βαθμίδας που πολλές φορές ξεπερνούν του 100° C/km. Σε κατάλληλες γεωλογικές συνθήκες, η ενέργεια αυτή θερμαίνει «ρηχούς» υπόγειους ταμιευτήρες ρευστών σε θερμοκρασίες μέχρι 100°C. Τα γεωθερμικά πεδία χαμηλής ενθαλπίας είναι διάσπαρτα στη νησιωτική και ηπειρωτική Ελλάδα. Η συμβολή τους στο ενεργειακό ισοζύγιο μπορεί να γίνει σημαντική, καθόσον αποτελούν ενεργειακό πόρο φιλικό στο περιβάλλον, κοινωνικά αποδεκτό και παρουσιάζουν σημαντικό οικονομικό και αναπτυξιακό ενδιαφέρον.
Στην Μήλο και Νίσυρο έχουν ανακαλυφθεί σπουδαία γεωθερμικά πεδία και έχουν γίνει γεωτρήσεις παραγωγής (5 και 2 αντίστοιχα). Στην Μήλο μετρήθηκαν θερμοκρασίες μέχρι 325°C σε βάθος 1000 m. και στην Νίσυρο 350° C σε βάθος 1500 m. Οι γεωτρήσεις αυτές θα μπορούσαν να στηρίξουν μονάδες ηλεκτροπαραγωγής 20 και 5 ΜW, ενώ το πιθανό συνολικό δυναμικό υπολογίζεται να είναι την τάξης των 200 και 50 MW αντίστοιχα.
Στην Βόρεια Ελλάδα η γεωθερμία προσφέρεται για θέρμανση, θερμοκήπια, ιχθυοκαλλιέργειες κ.λ.π. Στην λεκάνη του Στρυμόνα έχουν εντοπισθεί τα πολύ σημαντικά πεδία Θερμών-Νιγρίτας, Λιθότροπου-Ηράκλειας, Θερμοπηγής-Σιδηρόκαστρου και Αγγίστρου. Πολλές γεωτρήσεις παράγουν νερά μέχρι 75°C, συνήθως αρτεσιανά και πολύ καλής ποιότητας και παροχής. Μεγάλα και μικρότερα γεωθερμικά θερμοκήπια λειτουργούν στην Νιγρίτα και το Σιδηρόκαστρο.
Στην πεδινή περιοχή του Δέλτα Νέστου έχουν εντοπισθεί δύο πολύ σημαντικά γεωθερμικά πεδία, στο Ερατεινό Χρυσούπολης και στο Ν. Εράσμιο Μαγγάνων Ξάνθης. Νερά άριστης ποιότητας μέχρι 70°C και σε πολύ οικονομικά βάθη παράγονται από γεωτρήσεις στις εύφορες αυτές πεδινές περιοχές. Στην Ν. Κεσσάνη και στο Πόρτο Λάγος Ξάνθης, σε μεγάλης έκτασης γεωθερμικά πεδία, παράγονται νερά θερμοκρασίας μέχρι 82°C.
Στην λεκάνη των λιμνών Βόλβης και Λαγκαδά έχουν εντοπισθεί τρία πολύ ρηχά πεδία με θερμοκρασίες μέχρι 56°C. Στην Σαμοθράκη υπάρχουν ενθαρρυντικά στοιχεία καθώς γεωτρήσεις βάθους μέχρι 100 μ. συνάντησαν νερά της τάξης των 100° C.
ΑΠΕ
ΓΚΑΪΤΑΤΖΗ ΔΑΝΑΗ
ΤΜΗΜΑ Β1
Υπάρχουν πολλές μορφές ενέργειας που δεν επιβαρύνουν το περιβάλλον. Αυτές είναι κυρίως ανανεώσιμες, όπως:
1. Ηλιακή ενέργεια
2. Αιολική ενέργεια
3. Φυσικό αέριο
4. Υδροηλεκτρική ενέργεια
5. Βιομάζα
6. Γεωθερμική ενέργεια
7. Φωτοβολταϊκά στοιχεία
Τα πλεονεκτήματα των οποίων είναι τα εξής:
1. Ηλιακή ενέργεια: ο ήλιος εκπέμπει τεράστια ποσότητα ενέργειας ημερησίως. Η ηλιακή ακτινοβολία αξιοποιείται με δύο τρόπους: α) με τη συλλογή ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή θερμότητας, κυρίως για τη θέρμανση του νερού και τη μετατροπή του σε ατμό και β) με τα φωτοβολταϊκά συστήματα που μετατρέπουν το φως του ήλιου σε ηλεκτρισμό.
2. Αιολική ενέργεια: η ενέργεια αυτή που δεν μολύνει το περιβάλλον παράγεται με τη χρήση ανεμογεννητριών, για την παραγωγή ηλεκτρισμού.
3. Φυσικό αέριο: Εξάγεται από υπόγειες κοιλότητες στις οποίες βρίσκεται υπό υψηλή πίεση. Η καύση του δεν είναι επιβλαβής για το περιβάλλον. Είναι βασική πηγή παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και από αυτό παράγεται το υδρογόνο.
4. Υδροηλεκτρική ενέργεια: Παράγεται από την εκμετάλλευση των υδάτων των ποταμών. Από αυτήν δεν παράγονται βλαβερά αέρια και έχει μικρότερη επίδραση στην ατμόσφαιρα.
5. Βιομάζα: Είναι μια ενέργεια που προέρχεται από τον ήλιο. Τα φυτά κατά την διαδικασία της φωτοσύνθεσης μετασχηματίζουν την ενέργεια του ήλιου σε βιομάζα.
6. Γεωθερμική ενέργεια: Γεωθερμική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που προέρχεται από το εσωτερικό της γης και εμφανίζεται με τη μορφή θερμού νερού ή ατμού. Υπάρχουν δυο κύριες εφαρμογές της γεωθερμική ενέργειας: α) η χρήση της θερμότητας της γης για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος και άλλες χρήσεις (θέρμανση κτηρίων), β) εκμετάλλευση των θερμών μαζών εδάφους ή υπογείων υδάτων για να κινήσουν θερμικές αντλίες για εφαρμογές θέρμανσης και ψύξης.
7. Φωτοβολταϊκά στοιχεία: • Η ηλιακή ενέργεια είναι καθαρή και ανανεώσιμη μορφή ενέργειας από τον ήλιο.
• Είναι διαθέσιμη στον καθένα, χωρίς κόστος και πρακτικά ανεξάντλητη.
• Χρησιμοποιούνται για την μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλιακή ενέργεια.
• Υπάρχουν δύο κατηγορίες συστημάτων αξιοποίησης της ηλεκτρικής ενέργειας: τα παθητικά και τα ενεργητικά φωτοβολταϊκά συστήματα.
Η παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως οι παραπάνω έχουν ελάχιστη βλαβερή επίδραση στο περιβάλλον. Οι φιλικές προς το περιβάλλον μορφές ενέργειας δίνουν στους ανθρώπους έναν εναλλακτικό τρόπο παραγωγής ενέργειας. Στις μέρες μας οι μονάδες παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος που λειτουργούν με άνθρακα παράγουν το μεγαλύτερο ποσοστό ηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο. Όμως προκαλούν και τη μεγαλύτερη καταστροφή στο περιβάλλον, με την εκπομπή τοξικών αερίων. Αυτά τα τοξικά αέρια όπως το διοξείδιο του θείου και τα οξείδια του αζώτου συμβάλλουν στην αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη.
Στη χώρα μας γίνονται προσπάθειες για την καλύτερη χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Έχουν αρχίσει να γίνονται εργασίες για την κατασκευή αιολικών πάρκων, υδροηλεκτρικών εργοστασίων και εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας σε καθημερινή βάση.
Όσον αφορά τον υπόλοιπο κόσμο γίνεται πιο ουσιαστική χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως το φυσικό αέριο.
Κατά τη γνώμη μου κάθε πολίτης έχει δικαίωμα να ζει σ’ ένα καθαρό περιβάλλον χωρίς καυσαέρια και μόλυνση. Όμως έχει και την υποχρέωση να κρατάει το περιβάλλον και την ατμόσφαιρα όσο το δυνατόν πιο καθαρά. Όμως και εμείς μπορούμε να βοηθήσουμε στην εξοικονόμηση ενέργειας και στη μείωση της μόλυνσης του περιβάλλοντος, από το σπίτι ή και το σχολείο:
Α) Στο σχολείο:
• Χρησιμοποιούμε το φυσικού αέριο αντί για το πετρέλαιο.
• Χρησιμοποιούμε για θέρμανση τα φωτοβολταϊκά συστήματα.
Β) Στο σπίτι:
• Αντικαθιστούμε τις παλιές λάμπες με οικολογικές.
• Σβήνουμε τα φώτα
• Δεν αφήνουμε τις ηλεκτρικές συσκευές σε κατάσταση αναμονής
• Χρησιμοποιούμε τα φωτοβολταϊκά συστήματα για θέρμανση
ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ
ΑΡΜΟΥΤΛΗΣ ΝΙΚΟΣ
ΤΜΗΜΑ Β1
Το Φυσικό Αέριο είναι ένα αέριο μίγμα υδρογονανθράκων. Εξάγεται από υπόγειες κοιλότητες και εξαιτίας των ιδιοτήτων του θεωρείται οικολογικό καύσιμο.
Βασικό συστατικό του φυσικού αερίου είναι το μεθάνιο, συνυπάρχουν όμως σε αυτό και σημαντικές ποσότητες αιθανίου, προπανίου και βουτανίου, καθώς και διοξείδιο του άνθρακα, άζωτο, ήλιο και υδρόθειο.
Το φυσικό αέριο είναι άχρωμο και άοσμο. Η χαρακτηριστική του οσμή δίνεται τεχνικά ώστε να γίνεται αντιληπτό σε τυχόν διαρροές. Ανήκει στη δεύτερη οικογένεια των αέριων καυσίμων. Είναι ελαφρύτερο από τον αέρα: έχει ειδικό βάρος ίσο με 0,59.
Η καύση του φυσικού αερίου, σε σχέση με αυτή άλλων καυσίμων όπως ο γαιάνθρακας ή το λάδι, έχει λιγότερο επιβλαβείς συνέπειες για το περιβάλλον. Παράγει, για παράδειγμα, μικρότερες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα για κάθε μονάδα παραγόμενης ενέργειας
Το φυσικό αέριο είναι καύσιμο και πρώτη ύλη της χημικής βιομηχανίας. Eξάγεται από υπόγειες κοιλότητες στις οποίες βρίσκεται υπό υψηλή πίεση. Σε αυτές τις κοιλότητες το φυσικό αέριο σχηματίστηκε με τρόπο παρόμοιο με τον τρόπο σχηματισμού του πετρελαίου. Μεταφέρεται προς τους τόπους όπου πρόκειται να χρησιμοποιηθεί όπως είναι, χωρίς την ανάγκη περαιτέρω επεξεργασίας.
Τα κοιτάσματα φυσικού αερίου βρίσκονται συνήθως μακριά από τα κύρια κέντρα καταναλώσεως, συνεπώς πρέπει να μεταφερθεί, αν και οι βιομηχανίες χημικής επεξεργασίας είναι συχνα εγκατεστημένες στην περιοχή της παραγωγής
Η μεταφορά του φυσικού αερίου εξαρτάται από την κατάστασή του. Σε αέρια κατάσταση μεταφέρεται με αγωγούς υπό υψηλή πίεση, ενώ σε υγρή κατάσταση μεταφέρεται με πλοία.
Οι μεγάλοι αγωγοί υψηλής πίεσης καθιστούν δυνατή τη μεταφορά του αερίου σε απόσταση χιλιάδων χιλιομέτρων.
Επιπλέον το αέριο υγροποιείται στους -160 βαθμούς Κελσίου και μεταφέρεται, όπως το πετρέλαιο, με δεξαμενόπλοια ειδικά κατασκευασμένα για τον σκοπό αυτό. Ένα κυβικό μέτρο υγρού φυσικού αερίου αντιστοιχεί σε 600 κυβικά μέτρα αερίου σε ατμοσφαιρική πίεση.
Το φυσικό αέριο στον βιομηχανικό τομέα
Τα χαρακτηριστικά του φυσικού αερίου που ευνοούν τη χρήση του στον βιομηχανικό τομέα είναι κυρίως τα εξής:
– Είναι εφικτή η συνεχής παροχή καυσίμου. Κάτι τέτοιο εξασφαλίζει απρόσκοπτη λειτουργία και αποδεσμεύει κεφάλαια που σε άλλες περιπτώσεις απαιτούνται για τη διατήρηση αποθεμάτων και αποθηκευτικών χώρων
– Έχει μειωμένες, σε σχέση με άλλα καύσιμα, εκπομπές ρύπων
Χρήσεις
Το φυσικό αέριο χρησιμοποιείται με αρκετούς τρόπους:
– Αποτελεί βασική πηγή παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
– Χρησιμοποιείται στην παραγωγή υδρογόνου.
– Ως καύσιμο οχημάτων (οικολογικά οχήματα). Το 2005, οι χώρες με τον μεγαλύτερο αριθμό οικολογικών οχημάτων ήταν η Αργεντινή, η Βραζιλία, το Πακιστάν, η Ιταλία, το Ιράν και οι Η.Π.Α.. Γίνονται, επίσης, προσπάθειες για χρήση του και στην αεροπορία.
– Οικιακή χρήση (μαγειρική, θέρμανση κ.α.)
– Άλλες χρήσεις (παραγωγή γυαλιού, υφασμάτων, ατσαλιού, πλαστικών, ειδών χρωματισμού και άλλων προϊόντω
ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
ΓΙΑΓΤΖΗΣ ΣΤΕΛΙΟΣ
ΤΜΗΜΑ Β1
Ηλιακή ενέργεια χαρακτηρίζεται το σύνολο των διαφόρων μορφών ενέργειας που προέρχονται από τον Ήλιο. Τέτοιες είναι το φως ή φωτεινή ενέργεια, η θερμότητα ή θερμική ενέργεια καθώς και διάφορες ακτινοβολίες ή ενέργεια ακτινοβολίας.
Η ηλιακή ενέργεια στο σύνολό της είναι πρακτικά ανεξάντλητη, αφού προέρχεται από τον ήλιο, και ως εκ τούτου δεν υπάρχουν περιορισμοί χώρου και χρόνου για την εκμετάλλευσή της.
Όσον αφορά την εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας, θα μπορούσαμε να πούμε ότι χωρίζεται σε τρεις κατηγορίες εφαρμογών:
τα παθητικά ηλιακά συστήματα,
τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα,
και τα φωτοβολταϊκά συστήματα.
Τα παθητικά και τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα εκμεταλλεύονται τη θερμότητα που εκπέμπεται μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας, ενώ τα φωτοβολταϊκά συστήματα στηρίζονται στη μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του φωτοβολταϊκού φαινομένου
Τα φωτοβολταϊκά (ή Φ/Β) συστήματα αποτελούν μια από τις εφαρμογές των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, με τεράστιο ενδιαφέρον για την Ελλάδα. Εκμεταλλευόμενο το φωτοβολταϊκό φαινόμενο, το φωτοβολταϊκό σύστημα παράγει ηλεκτρική ενέργεια από την ηλιακή ενέργεια.
Ένα φωτοβολταϊκό σύστημα αποτελείται από ένα ή περισσότερα πάνελ (ή πλαίσια, ή όπως λέγονται συχνά στο εμπόριο, «κρύσταλλα») φωτοβολταϊκών στοιχείων (ή «κυψελών», ή «κυττάρων»), μαζί με τις απαραίτητες συσκευές και διατάξεις για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται στην επιθυμητή μορφή.
Το φωτοβολταϊκό στοιχείο είναι συνήθως τετράγωνο, με πλευρά 120-160mm. Δυο τύποι πυριτίου χρησιμοποιούνται για την δημιουργία φωτοβολταϊκών στοιχείων: το άμορφο και το κρυσταλλικό πυρίτιο, ενώ το κρυσταλλικό πυρίτιο διακρίνεται σε μονοκρυσταλλικό ή πολυκρυσταλλικό. Το άμορφο και το κρυσταλλικό πυρίτιο παρουσιάζουν τόσο πλεονεκτήματα, όσο και μειονεκτήματα, και κατά τη μελέτη του φωτοβολταϊκού συστήματος γίνεται η αξιολόγηση των ειδικών συνθηκών της εφαρμογής (κατεύθυνση και διάρκεια της ηλιοφάνειας, τυχόν σκιάσεις κλπ.) ώστε να επιλεγεί η κατάλληλη τεχνολογία.
Στο εμπόριο διατίθενται φωτοβολταϊκά πάνελ – τα οποία δεν είναι παρά πολλά φωτοβολταϊκά στοιχεία συνδεδεμένα μεταξύ τους, επικαλυμμένα με ειδικές μεμβράνες και εγκιβωτισμένα σε γυαλί με πλαίσιο από αλουμίνιο – σε διάφορες τιμές ονομαστικής ισχύος, ανάλογα με την τεχνολογία και τον αριθμό των φωτοβολταϊκών κυψελών που τα αποτελούν. Έτσι, ένα πάνελ 36 κυψελών μπορεί να έχει ονομαστική ισχύ 70-85 W, ενώ μεγαλύτερα πάνελ μπορεί να φτάσουν και τα 200 W ή και παραπάνω.
Η κατασκευή μιας γεννήτριας κρυσταλλικού πυριτίου μπορεί να γίνει και από ερασιτέχνες, μετά από την προμήθεια των στοιχείων. Το κόστος είναι άπίθανο να είναι χαμηλότερο από την αγορά έτοιμης γεννήτριας, καθώε η προμήθεια ποιοτικών στοιχείων είναι πολύ δύσκολη. Εκτός από το πυρίτιο χρησιμοποιούνται και άλλα υλικά για την κατασκευή των φωτοβολταϊκών στοιχείων, όπως το Κάδμιο – Τελλούριο (CdTe) και ο ινδοδισεληνιούχος χαλκός. Σε αυτές τις κατασκευές, η μορφή του στοιχείου διαφέρει σημαντικά από αυτή του κρυσταλλικού πυριτίου, και έχει συνήθως τη μορφή λωρίδας πλάτους μερικών χιλιοστών και μήκους αρκετών εκατοστών. Τα πάνελ συνδέονται μεταξύ τους και δημιουργούν τη φωτοβολταϊκή συστοιχία, η οποία μπορεί να περιλαμβάνει από 2 έως και αρκετές εκατοντάδες φωτοβολταϊκές γεννήτριες.
Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από μια Φ/Β συστοιχία είναι συνεχούς ρεύματος (DC), και για το λόγο αυτό οι πρώτες χρήσεις των φωτοβολταϊκών αφορούσαν εφαρμογές DC τάσης: κλασικά παραδείγματα είναι ο υπολογιστής τσέπης («κομπιουτεράκι») και οι δορυφόροι. Με την προοδευτική αύξηση όμως του βαθμού απόδοσης, δημιουργήθηκαν ειδικές συσκευές – οι αναστροφείς (inverters) – που σκοπό έχουν να μετατρέψουν την έξοδο συνεχούς τάσης της Φ/Β συστοιχίας σε εναλλασσόμενη τάση. Με τον τρόπο αυτό, το Φ/Β σύστημα είναι σε θέση να τροφοδοτήσει μια σύγχρονη εγκατάσταση (κατοικία, θερμοκήπιο, μονάδα παραγωγής κλπ.) που χρησιμοποιεί κατά κανόνα συσκευές εναλλασσόμενου ρεύματος(AC).
ΜΕΡΙΚΕΣ ΙΔΕΕΣ ΓΙΑ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
ΑΝΥΦΑΝΤΑΚΗΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ
ΤΜΗΜΑ Β1
Μερικές προτάσεις για την καθημερινή μας ζωή:
1. Χρησιμοποίηση φυσικού αερίου. Το φυσικό αέριο δεν βγάζει καυσαέριο άρα δεν ρυπαίνει την ατμόσφαιρα.
2. Δεν αφήνουμε τις ηλεκτρικές συσκευές σε αναμονή αλλά τις βγάζουμε από την πρίζα ή τις κλείνουμε από τον κεντρικό διακόπτη.
3. Χρησιμοποιούμε λάμπες εξοικονόμησης ενέργειας, οι οποίες παράγουν περισσότερο φώς παρά θερμότητα.
4. Χρήση ηλιακού θερμοσίφωνα, ο οποίος παίρνει ενέργεια από τον ήλιο και δεν χρειάζεται να καταλάνουμε ηλεκτρικό ρεύμα.
5. ‘Οταν βουρτσίζουμε τα δόντια μας και πλένουμε τα πιάτα δεν πρέπει να σπαταλάμε άσκοπα (ζεστό) νερό.
ΤΡΟΠΟΙ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟ ΣΧΟΛΕΙΟ ΚΑΙ ΤΟ ΣΠΙΤΙ
ΑΤΑΝΕΛΙΣΒΙΛΙ ΙΑ
ΤΜΗΜΑ Β1
Για να εξοικονομήσουμε ενέργεια στο σπίτι πρέπει:
1. να αλλάξουμε τις λάμπες μας σε οικολογικές
2. να κλείνουμε το φως όταν δεν το χρειαζόμαστε
3. όταν ανοίγουμε το ψυγείο να το κλείνουμε γρήγορα
4. όταν κοιμόμαστε να μην έχουμε ανοιχτή την τηλεόραση
5. όταν καθόμαστε σε ένα δωμάτιο δεν χρειάζεται να έχουμε στο υπόλοιπο σπίτι ανοιχτά τα φώτα
6. να μην έχουμε ανοιχτό για πολύ ώρα το θερμοσίφωνο
7. όταν λουζόμαστε να μην έχουμε ανοιχτό το νερό
8. όταν πλένουμε τα πιάτα με ζεστό νερό να το κλείνουμε όταν τα σαπουνίζουμε
Στο σχολείο μπορούμε να εξοικονομήσουμε ενέργεια:
1. αλλάζοντας τις λάμπες σε οικολογικές
2. σβήνοντας τα φώτα φεύγοντας από την τάξη
3. μη αφήνοντας ανοικτούς τους υπολογιστές του εργαστηρίου ή οποιαδήποτε άλλη συσκευή που δε την λειτουργούμε άμεσα
Αυτά πιστεύω πως βοηθάνε για να εξοικονομήσουμε ενέργεια στο σπίτι και στο σχολείο.