ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Σ τα θμ ός Π αραγω γής Η /χκ τρικ ή ς Ενέργειας Σ τη Ν ήσο Λ έσβο Electrical Energy Production in Lesvos Island

Transcript

1 ΡΛΟΠΚΟ B m A M E Ym O ΙΔΡΥΜΑ [CMOI^ME ΚΑΙ 8ΡΑΚΒΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Σ τα θμ ός Π αραγω γής Η /χκ τρικ ή ς Ενέργειας Σ τη Ν ήσο Λ έσβο Electrical Energy Production in Lesvos Island Τμήμα Η/χκτρολόγων Μηχανικών Εισηγητής ; Κόγιας Παναγιώτης Σπουδαστής: Βογιατζής Ιγνάτιος Α.Ε.Μ : Καβάλα 2014

2 Τ.Ε.Ι. ΚΑΒΑΛΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΑΒΚΤΡΟΑΟΓΙΑΧ Αρι6μ.Πρ(οτ. 1 0 ^ 3 - Η ΐΓρη ΐην(π 1 ^ ^ 6-1^ ΠαρΕλήφβη: Π ΙΝ Α Κ Α Σ Π Ε Ρ ΙΕ Χ Ο Μ Ε Ν Ω Ν ΠΡΟΛΟΓΟΣ... 3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ...4 Abstract...5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...6 Κ Ε Φ Α Λ Α ΙΟ Π α ρ α γ ω γ ή Η λ ε κ τ ρ ικ ή ς Ε ν έ ρ γ ε ια ς 1.1 Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας Μεταφορά-Διανομή- Εκμετάλλευση Ηλεκτρικής Ενέργειας Σταθμοί Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας Ατμολεκτρικοί Σταθμοί Θερμικοί Σταθμοί με ΜΕΚ Θερμικοί Σταθμοί με Αεροστροβίλους Υδροηλεκτρικοί Σταθμοί Ηλιακά Πάρκα Αιολικά Πάρκα Γεωθερμικοί σταθμοί Σταθμοί βιομάζας και βιοαερίου Πυρηνικοί σταθμοί Κ Ε Φ Α Λ Α ΙΟ Σ τα θ μ ο ί Π α ρ α γ ω γ ή ς Μ ε Ν τ ιζ ε λ ο κ ιν η τ ή ρ ε ς 2.1 Θέση και Μέγεθος Σταθμών Παραγωγής Σελίδα 1

3 2.2 Κινητήρας Diesel Παραγωγή Με DIESEL Πλεονεκτήματα του Κινητήρα Diesel Περιβαλλοντολογικες Επιτπώσεις Και Επιπτώσεις Στην Υγεία Το διοξείδιο του άνθρακα ( C 0 2 ) Το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) Τα οξείδια του αζώτου (ΝΟχ) Το Διοξείδιο του Θείου ( S02 ) Μόλυνση Υδάτων Ρύπανση Εδάφους...52 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Αυτόνομος Σταθμός Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας Στη Νήσο Λέσβου 3.1 Το Δίκτυο Διανομής Ενέργειας Οι Πηγές Ενέργειες Τα χαρακτηριστικά των αυτόνομων ενεργειακών συστημάτων Η Λειτουργία του Εργοστασίου Αριθμητικά στοιχεία του εργοστασίου Συμπεράσματα και Προοπτικές...86 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Σελίδα 2

4 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα πτυχιακή εργασία αποτελεί το τελευταίο και παράλληλα πιο δημιουργικό στάδιο της φοίτησης μου στη σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανολόγων του Τεχνολογικού Εκπαιδευτικού Ιδρύματος Ανατολικής Μακεδονίας & Θράκης. Η πορεία μου στη σχολή φτάνει στο τέλος της έχοντας αποκτήσει μέσα από αυτή πλήθος γνώσεων και εμπειριών οι οποίες θα με ακολουθούν και καθοδηγούν για τα επόμενα χρόνια. Η συγγραφή της παρούσας πτυχιακής θα ήταν αδύνατη χωρίς τη βοήθεια και καθοδήγηση ορισμένων ανθρώπων στους οποίους οφείλω να αποδώσω ευχαριστίες. Πρωτίστως οφείλω να ευχαριστήσω θερμά τον Καθηγητή κύριο Παναγιώτη Κόγια αφενός για τις πολύτιμες γνώσεις που μου παρείχε μέσα από τη διδασκαλία του, αφετέρου για τη δυνατότητα που μου έδωσε να ασχοληθώ με το αντικείμενο αυτό αλλά και για την πολύτιμη βοήθεια και καθοδήγηση του κατά τη διεκπεραίωση της πτυχιακής μου εργασίας. Θέλω επίσης να ευχαριστήσω τους συνεργάτες-συναδέλφους του εργοστασίου της Δ.Ε.Η Λέσβου που με μεγάλη ευχαρίστηση και προθυμία μου παρείχαν όλα τα απαραίτητα στοιχεία αλλά και γνώσεις που απαιτούνταν για την εκπόνηση αυτής της πτυχιακής εργασίας. Από τις ευχαριστίες δε θα μπορούσε να λείπει η οικογένεια μου η οποία ήταν πάντα παρούσα για να με καθοδηγήσει και να συμπαρασταθεί σε όλες τις χαρούμενες και δύσκολες στιγμές της ζωής μου όλα αυτά τα χρόνια. ΤΜΗΜΑ ΗΑΕΚΤΡΟΑΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΟΝ Σελίδα 3

5 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σκοπός της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι να δούμε πως ένα νησί και συγκεκριμένα η νήσος Λέσβος μπορεί να ηλεκτροδοτηθεί αυτόνομα χωρίς να είναι διασυνδεδεμένο με το εθνικό δίκτυο. Για την κατανόηση όμως του εν λόγου θέματος θα μας βοηθήσει η κατανομή της πτυχιακής στα εξής τρία κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο αναφερόμαστε γενικά για την παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας,στα είδη και στους τρόπους παραγωγής της. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύουμε τους κινητήρες "DIESEL, τη λειτουργία τους, το τρόπο παραγωγής της ενέργειας με κινητήρες diesel, τις επιπτώσεις τους στο περιβάλλον και στην υγεία του ανθρώπου και γενικά για σταθμούς παραγωγής που λειτουργούν με κινητήρες diesel & αναφορά σε πλεονεκτήματα-μειονεκτήματα. Τέλος στο τρίτο κεφάλαιο αναφερόμαστε ειδικά για το εργοστάσιο της νήσου Λέσβου. Στον τρόπο λειτουργίας του, στην ημερήσια, στην μηνιαία καθώς και στην ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ακόμα γίνεται αναφορά στην κατανάλωση των καυσίμων (diesel - μαζούτ), καθώς επίσης και στο δίκτυο μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας του νησιού. Σελίδα 4

6 Abstract The purpose of this thesis is to see how an island and in particular the Lesvos Island can be electrified autonomously without being interconnected to the national network. For an understanding however of speech topic will help us the breakdown of thesis the following three chapters. In the first chapter we refer generally to the production of electrical energy, types and modes of production. In the second chapter we analyze engines " DIESEL", their function, the production of energy for diesel, their impact on the environment and human health in general and for power plants operate with engines diesel and reference to benefits - disadvantages. Finally, in the third chapter is specific to the plant of the island of Lesvos. In its operation, the daily, the monthly and the annual electricity production. Also referring to the consumption of fuel (diesel - fuel oil ), as well as the electricity grid of the island TEI AN. ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ & ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Σελίδα 5

7 Εισαγωγή Η ενέργεια αποτελεί μία ιδιαιτέρως κρίσιμη και στρατηγικής σημασίας παράμετρο του συνόλου όχι μόνο της οικονομικής δραστηριότητας αλλά και της κοινωνικής εν γένει ζωής των βιομηχανικών κρατών, όχι μόνο ως προς την αναγκαιότητα της παραγωγής ενέργειας καθ εαυτή, αλλά και ως προς το στοιχείο του κόστους παραγωγής ενέργειας: σε σχέση με τη συγκεκριμένη διάσταση του ζητήματος παρατηρείται ειδικότερα (Μούσης, 2011 ) ότι το ενεργειακό κόστος δεν αφορά μόνο στις βιομηχανίες εκείνες οι οποίες αποτελούν και τις μεγάλες καταναλώτριες ενέργειας, αλλά και το σύνολο της βιομηχανικής παραγωγής και ακόμη περαιτέρω και το κόστος ζωής των πολιτών μίας χώρας, λαμβάνοντας ιδίως υπόψη την επίδραση την οποία έχει το συγκεκριμένο κόστος στο μεταφορικό κόστος αλλά και στο απαιτούμενο για τη θέρμανση του πληθυσμού. Όπως για το σύνολο των χωρών, έτσι και για την Ελλάδα η σημασία της ενέργειας, τόσο υπό την εκδοχή της παραγωγής της όσο και του απαιτούμενου προς τούτο κόστους, είναι ιδιαιτέρως μεγάλης σημασίας. Ειδικότερα για την Ελλάδα, ιδίως σε σύγκριση με τις άλλες ευρωπαϊκές χώρες όμως θα πρέπει να επισημανθεί μία σημαντική ιδιαιτερότητα: η γεωμορφολογία του ελλαδικού χώρου. Λόγω της ανωτέρω αναφερόμενης ιδιαιτερότητας του ελλαδικού χώρου, σημειώνεται [13] ότι λειτουργούν σήμερα 38 αυτόνομα συστήματα, από τα οποία και καλύπτονται οι ανάγκες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για 50 ελληνικά νησιά. [22] Σελίδα 6

8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 1.1 Η παοανωνή nacktpikhc εvέpv ιαc Το σημερινό σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας της ΔΕΗ αποτελείται από το διασυνδεδεμένο σύστημα της ηπειρωτικής χώρας, δηλαδή τους θερμοηλεκτρικούς και υδροηλεκτρικούς σταθμούς και τα αυτόνομα συστήματα παραγωγής των νησιών. Σήμερα η ΔΕΗ έχει καταφέρει να προέρχονται το 70% περίπου της συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από λιγνιτικούς θερμοηλεκτρικούς σταθμούς και το 10% από υδροηλεκτρικούς. Τα καύσιμα που χρησιμοποιούνται στους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς είναι λιγνίτης, πετρέλαιο ντήζελ ή μαζούτ και φυσικό αέριο. Παρακάτω, στο Σχήμα 1.1 εμφαίνεται ο χάρτης του ηλεκτρικού δικτύου της ελληνικής επικράτειας ως είναι στις ημέρες μας. [18] ΤΜΗΜΑ ΗΑΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Σελίδα 7

9 Περαιτέρω, στο επόμενο Σχήμαΐ. 2 εμφαίνεται ο χάρτης των εγκαταστάσεων και του δικτύου μεταφοράς πετρελαίου/ φυσικού αερίου στον ελλαδικό χώρο. Σχήμαΐ. 2: Χάρτης εγκαταστάσεων και δικτύου μεταφοράς πετρελαίου/ φυσικού αερίου [2] Όσον αφορά στο βασικό ενεργειακό πόρο της Ελλάδας, αυτός είναι επί του παρόντος ο λιγνίτης, ο οποίος μαζί με το πετρέλαιο καλύπτουν ποσοστό περίπου 85% της συνολικής διάθεσης ενέργειας, αν και από το έτος 1995 και εντεύθεν έχει λάβει χώρα μία μικρή μεταβολή του συγκεκριμένου στοιχείου, δεδομένου αναφορικά με την παραγωγή χρησιμοποιείται τόσο το φυσικό αέριο όσο και άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας σε κάποιο βαθμό πλέον. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από θερμοηλεκτρικούς σταθμούς του διασυνδεδεμένου συστήματος παρουσιάζεται στον Πίνακα 1.1 Σελίδα 8

10 ΚΑΘΑΡΗ ΕΓΚΑΤΕΣΤΙΜΕΝΗΚΑΘ ΣΤΑΘΜΟΙ/ΜΟΝΑΔΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΤΥΠΟΣ ΕΤΟΣ ΙΣΧΥΣ (MW) ΚΑΥΣΙΜΟΥΕΝΤΑΞΗΣ (GWb) Αγ. ΓΕΩΡΓΙΟΓΛΤίΠ 160 ό5 216 Φ. ΑΕΡΙΟ 1997* ύ ίβ Ε Ρ Ι Ι,ΙΙ 2x ΜΑΖΟΥΤ 1953 ΙΗΙΒΕΡΙ III ΜΑΖΟΥΤ 1968 ΑΛΙΒΕΡΙ IV ΜΑΖΟΥΤ to 1878 ΠΤΟΛΕΜΑΙΔΑ I ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1959 ΙΙΓΟΛΕΜΑΙΔΑ II ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1962 ΠΤΟΛΕΜΑΙΔΑ III ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1965 ΠΤΟΛΕΜΑΙΔΑ IV ΛΙΓΝΙΤΗΣ ΚΑΡΔΙΑ I ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1975 ΚΑΡΔΙΑ II ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1975 Μ ^ Ι Α III ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1980 ΚΑΡΔΙΑ IV ΛΙΓΝΙΤΗΣ γ. ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ I ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1984 Ιγ. ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ II ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1984 γ. ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ III ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1985 Ιΐγ. ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ IV ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1986 fcy. ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ V ΛΙΓΝΙΤΗΣ «ΕΓΑΛΟΠΟΛΗ I ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1970 ΜΕΓΑΛΟΠΟΛΗ II ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1970 νιεγαλοπολη III ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1975 νεγαλοπολη Β ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1991 j 850 m 4640 ΛΑΥΡΙΟ I 150 f ΜΑΖΟΥΤ ΛΑΥΡΙΟ II ΜΑΖΟΥΤ Σ. Κ. ΛΑΥΡΙΟΥ ΜΑΖΟΥΤ ή Φ. ΑΕΡΙΟ ί ΑΙΠΤΟΛΙ 10 ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1959 ΑΙΠΤΟΛΙΙ 33 ΛΙΓΝΙΤΗΣ i,244 ΑΜΥΝΤΑΙΟ I ΛΙΓΝΙΤΗΣ 1987 ΐΜ ή ^Α ΙΟ II 300 Η 2061 ΛΙΓΝΙΤΗΣ m 3480 ΖΑΚΥΝΘΟΣ 15 5 ΝΤΗΖΕΛ 1995 ΑΡΓΟΣΤΟΛΙ 12 2 ΝΤΗΖΕΛ ΣΥΝΟΛΟ Πίνακας 1.1: Θερμοηλεκτρικοί σταθμοί διασυνδεμένου συστήματος Πηγή: Δ.Ε.Η. Σελίδα 9

11 Η ΔΕΗ διεξάγει επιπλέον έρευνες για τον εντοπισμό νέων κοιτασμάτων λιγνίτη σε διάφορες περιοχές της χώρας. Έτσι στην περιοχή της Πτολεμαΐδας θα αναπτυχθεί η εκμετάλλευση του Δυτικού Πεδίου μαζί με το κοίτασμα της περιοχής Καρδιάς όπου περιλαμβάνονται αποθέματα 550 εκατομμυρίων τόνων. Επίσης στη λεκάνη της Φλώρινας υπάρχουν εκμεταλλεύσιμα αποθέματα γύρω στα 350 εκατομμύρια τόνους, ενώ στη λεκάνη της Δράμας υπάρχουν αποθέματα λιγνίτη γύρω στο 1 δισεκατομμύριο τόνους. Κοιτασματολογικές έρευνες συνεχίζονται και στην υπόλοιπη Ελλάδα. Παράλληλα με την ανάπτυξη των θερμικών σταθμών έγινε εντατική εκμετάλλευση και του υδάτινου δυναμικού της χώρας μας με την κατασκευή μεγάλων φραγμάτων και την εγκατάσταση υδροηλεκτρικών μονάδων. Ο Πίνακας 1.2 δείχνει τις υδροηλεκτρικές μονάδες και την χρονολογία ένταξής τους στο διασυνδεδεμένο δίκτυο.[16] Σελίδα 10

12 ΑΙΑ ΜΟΝΑΔΕΣ ΙΣΧΥΣ ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΑ ΕΝΤΑΞΗΣ 1 ΠΟΥΡΝΑΡΙ 1, ΣΜΟΚΟΒΟ 10, ΠΛΑΤΑΝΟΒΡΥΣΗ ΠΛΑΤΑΝΟΒΡΥΣΗ II ΤΕΜΕΝΟΣ 19, ΜΕΤΣΟΒΙΤΙΚΟΣ ΜΕΣΟΧΩΡΑ 161, ΣΥΝΟΛΟ 318,1 Πίνακας 1.2: Υδροηλεκτρικές μονάδες Εκτός από τις μονάδες παραγωγής του διασυνδεδεμένου ηλεκτρικού συστήματος, υπάρχουν ανεξάρτητες μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στην Κρήτη, στη Ρόδο και σε άλλα νησιά. Στην Κρήτη η εγκατεστημένη ισχύς των μονάδων είναι 410,2 MW, που χρησιμοποιείται ως καύσιμο μαζούτ και ντήζελ, ενώ 7,8 MW παράγονται από ανεμογεννήτριες και μικρά υδροηλεκτρικά. Ειδικά στην περίπτωση της Κρήτης προβλέπεται ότι την περίοδο ο μέσος ετήσιος ρυθμός αύξησης της μέγιστης ισχύος θα είναι 5,7%, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1.3 Χρονική εξέλιξη της εγκατεστημένης ηλεκτρικής ισχύος στη Κρήτη. ΕΤΟΣ ΜΕΓΙΣΤΗ ΙΣΧΥΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑ (MW) (GWh) Πίνακας 1.3;Χρονική εξέλιξη της εγκατεστημένης ηλεκτρικής ισχύος στη Κρήτη Σελίδα 11

13 1.2 Μεταφορά - Διανουή E v E p v E ia c Εκυετάλλευση HAEKTOiKhc Παράλληλα με την ανάπτυξη των σταθμών παραγωγής άρχισε και η ανάπτυξη των γραμμών μεταφοράς του διασυνδεδεμένου συστήματος. Οι γραμμές μεταφοράς χρησιμοποιούν υψηλή τάση 66KV, 150KV και 400KV για λόγους μείωσης των απωλειών μεταφοράς. Το συνολικό μήκος των γραμμών μεταφοράς ανά τάση φαίνεται στον Πίνακα 1.4. Γραμμές Μεταφοράς (Κπι) 400KV 150KV 66KV ΣΥΝΟΛΟ Εναέριες Υπόγειες Υποβρύχιες ΣΥΝΟΛΟ Πίνακας 1.4: Συνολικό μήκος των γραμμών μεταφοράς ανά τάση Είναι γνωστό ότι δεν υπάρχει τρόπος αποθήκευσης της ηλεκτρικής ενέργειας όταν παράγεται σε μεγάλες ποσότητες. Επομένως απαιτείται η συνεχής διατήρηση του ισοζυγίου μεταξύ παραγωγής και κατανάλωσης. Η ρύθμιση των φορτίων ανά περιοχή της χώρας και χρονική περίοδο γίνεται αυτόματα με ηλεκτρονικούς υπολογιστές μέσω των κέντρων ελέγχου ενέργειας. Το Εθνικό Κέντρο Ελέγχου Ενέργειας ξεκίνησε τη λειτουργία του το 1996 και συνδέεται με τους σταθμούς παραγωγής ρεύματος και με όλους τους υποσταθμούς μεταφοράς, με σκοπό την εξασφάλιση της συνεχούς ροής ηλεκτρικής ενέργειας στην ηπειρωτική Ελλάδα. Αποτελείται από δύο περιφερειακά κέντρα, ένα στην Πτολεμάίδα και ένα στον Άγιο Στέφανο Απικής. Με το σύστημα ελέγχου ενέργειας αφενός μειώνονται οι πιθανότητες εμφάνισης μεγάλων διαταραχών στο δίκτυο μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας και αφετέρου υποβοηθάται η σωστή ενεργειακή διαχείριση.[16,17] Σελίδα 12

14 * uis i, *^ J Εικόνα 1.1: Σύστημα διανομής Το σύστημα διανομής προς τους καταναλωτές περιλαμβάνει γραμμές μέσης τάσης (22KV, 20KV, 15KV και 6,6KV) και χαμηλής τάσης 380V/220V. Στον Πίνακα 1.5 παρουσιάζεται το μήκος γραμμών διανομής ανά είδος τάσης και στο διάγραμμα που ακολουθεί παρουσιάζονται πελάτες - καταναλωτές ανά είδος χρήσης και τάσης. Μέση Τάση fynoi Ινσέρ/ες Υπόγειες Χαμηλή Τάση 22 kv 20 kv 15 kv 6,6 kv 380/220 Volts 29, , ,0 262, ,^^ ,7 368, 1 β041,5 1243,0 7663,6 f a f y i ' f... i 879,0 0,5 1869,5 397, , , ,8 Πίνακας 1.5: Γραμμές Διανομής (Km) μέσης και χαμηλής τάσης Σελίδα 13

15 Μέση Τάση Χαμηλή Τάση I Οικιακή I Βιομιιχαχική Εμπορική Αγροτική.Iom/c ΓΜ AtH Διάγραμμα 1.1: Πελάτες ανά είδος χρήσης και τάσης Οι αιχμές φορτίου στο διασυνδεδεμένο σύστημα της χώρας μας την περίοδο του χειμώνα και του καλοκαιριού σε ημερήσια βάση φαίνονται στο διάγραμμα 1.2 Μ Ι Ι Λ Ι Ο Ν IW7 4Φ65 <Ι«ΜΠ )U< W51 41» )ΜΤ ΜΜ im 5i;s MM 4SM 4Μ MS WW Μη 4«I4 I»; 577 5t77 5<««5«l«5m U» 47«l (III iw 5«7 i»5 TEI AN. ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ & ΘΡΑΚΗΣ Σελίδα 14

16 To ενεργειακό ισοζύγιο της ΔΕΗ για το έτος 1997 φαίνεται στην Εικόνα 1.2. Από την αριστερή πλευρά της εικόνας φαίνεται η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από διάφορα είδη μονάδων (λιγνιτικές, υδροηλεκτρικές κ.λπ.).ακόμα, στο μέσο της εικόνας απεικονίζονται οι εισαγωγές ηλεκτρικής ενέργειας και οι αγορές ηλεκτρικής ενέργειας από αυτοπαραγωγούς. Στη δεξιά πλευρά της εικόνας απεικονίζεται η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας ανά είδος τάσης (υψηλή, μέση, χαμηλή) και ανά είδος χρήσης (οικιακή, βιομηχανική, εμπορική κ.λπ.). ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΙΣΟΖΥΠΟ ΔΕΗ ΕΤΟΣ: 1997 CHh Εικόνα 1.2: Ενεργειακό Ισοζύγιο ΔΕΗ Α) η εξέλιξη της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας θα επηρεαστεί και από το ρυθμό αύξησης των φορτίων κλιματισμού καθώς και από τον βαθμό διείσδυσης του φυσικού ΤΜΗΜΑ ΗΑΕΚΤΡΟΑΟΓίΙΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Σελίδα 15

17 αερίου στο ενεργειακό ισοζύγιο της χώρας. Στον Πίνακα 1.6 παρουσιάζονται τρία εναλλακτικά σενάρια ζήτησης ενέργειας και ισχύος. Στο βασικό σενάριο εξέλιξης εκτιμάται μέση αύξηση 3,5% ετησίως. ΜΕΓΙΣΤΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΙΣΧΥΣ ΙΣΧΥΣ (MW) (GWh) (MW) ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ I E N E P r a ^ ΙΣΧΥΣ (MW) ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ II ΕΝΕΡΓΕΙΑ (GWh) Β Πίνακας 1.6: Σενάρια ζήτησης ενέργειας στην Ελλάδα ( ) Σελίδα 16

18 To ενεργειακό σύστημα της χώρας μας είναι διασυνδεδεμένο επίσης με τα δίκτυα ενέργειας της Αλβανίας, της πρώην Γιουγκοσλαβίας και της Βουλγαρίας. Η ανταλλαγή ηλεκτρικής ενέργειας λόγω αυτής της διασύνδεσης φαίνεται στον Πίνακα 1.7[16] ΕΙΣΑΓΩΓΕΣ GWh ΕΞΑΓΩΓΕΣ GWh ΚΑΘΑΡΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΕΣ GWh Αλβανία Πρώην Γιουγκοσλαβία Βουλγαρία ΣΥΝΟΛΟ Πίνακας 1.7: Ανταλλαγή ηλεκτρικής ενέργειας με γειτονικές χώρες Σελίδα 17

19 Η Δ.Ε.Η. στα πλαίσια της διαρκούς ανάπτυξής της προετοιμάζει την ένταξη στο δίκτυο της μετά το τέλος του 1999 νέων ηλεκτροπαραγωγών σταθμών ισχύος 1034 MW. Παράλληλα βελτιώνει διαρκώς το σύστημα μεταφοράς με την κατασκευή τμημάτων νέων γραμμών, τη διασύνδεση των Β. Κυκλάδων και τη διασύνδεση του συστήματος της χώρας με υποθαλάσσιο αγωγό με το διασυνδεδεμένο σύστημα της Ιταλίας. Παράλληλα διαθέτει σημαντικά ποσά για την προστασία και αναβάθμιση του περιβάλλοντος στις περιοχές των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Το επικείμενο άνοιγμα της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας στην Ελλάδα και ο ανταγωνισμός που συνεπάγεται αυτό θα επιβάλλουν αναθεώρηση του προγράμματος ανάπτυξης της ΔΕΗ για την περίοδο μετά το Η ανάπτυξη αυτή θα αποτελεί τμήμα του προγραμματισμού της ενεργειακής πολιτικής της χώρας και θα βασίζεται κυρίως σε οικονομικά κριτήρια. Στόχος θα είναι η ελαχιστοποίηση του κόστους ανάπτυξης και η αύξηση της αξιοπιστίας και της επάρκειας του συνολικού συστήματος. Ακόμα πρέπει να ληφθούν υπόψη δύο σοβαρές παράμετροι: 1. Η υποχρέωση της Ελλάδας βάσει Κοινοτικής οδηγίας να καταργήσει το μονοπώλιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από το 2001 και μετά. 2. Ο περιορισμός των εκπομπών των αερίων του φαινομένου του θερμοκηπίου. Σελίδα 18

20 1.3 Σταθυοί Παοανωνή HAektoikhc Evέpv iαc Οι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας διακρίνονται σε κατηγορίες, ανάλογα με το είδος της πρωτογενούς ενέργειας που μετατρέπεται σε ηλεκτρική, το είδος του καυσίμου και την τεχνολογία. Έτσι υπάρχουν: 1. Οι Ατμοηλεκτρικοί σταθμοί 2. Οι θερμικοί σταθμοί με μηχανές εσωτερικής καύσης 3. Οι θερμικοί σταθμοί με αεριοστροβίλους 4. Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί 5. Τα ηλιακά πάρκα 6. Τα αιολικά πάρκα 7. Γεωθερμικοί Σταθμοί 8. Σταθμοί Βιομάζας 9. Οι πυρηνικοί σταθμοί Στους παρακάτω Πίνακες και φαίνονται οι ατμοηλεκτρικοί και οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί του ελληνικού συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας με την εγκατεστημένη τους ισχύ και την περιοχή στην οποία βρίσκονται.[9] ΤΜΗΜΑ ΗΑΕΚΤΡΟΑΟΓΠΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Σελίδα 19

21 Όνομα ΑΗΣ Αρ. Μονάδων Εγκατ. Ισχύς Περιοχή Αγ. Γεωργίου Αττική Αγίου Δημητρίου ,5 Δ. Μακεδονία Αλιβερίου Εύβοια Αμυνταίου Φλώρινας Δ.Μακεδονία Καρδιάς Δ. Μακεδονία Λαυρίου Αττική Λινοπεραμάτων Κρήτη Μεγαλόπολης Πελοπόννησος Πτολεμαΐδας Δ.Μακεδονία Ρόδου ,5 Ρόδος Χανίων Κρήτη Άγρα 3 69 Μακεδονία Ασωμάτων Μακεδονία Γ κιώνα 1 8,5 Κεν. Ελλάδα Γλαύκου 2 3,6 Πελοπόννησος Θησαυρού Μακεδονία Κρεμαστών Κεν. Ελλάδα Καστρακίου Κεν. Ελλάδα Λάδωνα 2 70 Πελοπόννησος Πίνακας 1.8:Ατμοηλεκτρικοί Σταθμοί Παραγωγής [3] Σελίδα 20

22 Όνομα ΥΗΣ Αρ. Μονάδων Εγκατ. Ισχύς Περιοχή Άγρα 3 69 Μακεδονία Ασωμάτων Μακεδονία Γ κιώνα 1 8,5 Κεν. Ελλάδα Γλαύκου 2 3,6 Πελοπόννησος Θησαυρού Μακεδονία Καστρακίου Κεντρ. Ελλάδα Κρεμαστών Κεντρ. Ελλάδα Λάδωνα 2 70 Πελοπόννησος Λούρου 3 10,3 Ήπειρος Μακρυχώρι Μακεδονία Ν. Πλαστήρα 3 10,8 Κεντρ. Ελλάδα Πηγές Αώου Ήπειρος Πολύφητου Κεντρ. Ελλάδα Πουρναριού Ήπειρος Στρατού Μακεδονία Πίνακας 1.9:Υδροηλεκτρικοί Σταθμοί Παραγωγής ΓΕΙ ΑΝ. ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ & ΘΡΑΚΗΣ

23 1.3.1 Ατυολεκτοικοί Σταθυοί Οι ατμοηλεκτρικοί σταθμοί παραγωγής είναι οι πιό οικονομικές μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες ποσότητες. Η λετουργία ενός ατμοηλεκτρικού σταθμού σε πολύ γενικές γραμμές μπορεί να περιγράφει με τον εξής τρόπο: Σε έναν πολύ μεγάλο λέβητα θερμαίνεται νερό με την θερμότητα που παράγεται από την καύση του καυσίμου (ττχ. λιγνίτης) και ατμοποιείται. Ο παραγόμενος ατμός οδηγείται στον ατμοστρόβιλο και τον αναγκάζει να περιστραφεί. Στον άξονα του στροβίλου συνδέεται ο άξονας της ηλεκτρικής γεννήτριας που περιστρέφεται και παράγει ηλεκτρική ενέργεια.το καύσιμο (λιγνίτης χαμηλής θερμογόνου δύναμης), οδηγείται με ταινιοδρόμους στο σιλό των μύλων, απ' όπου με ειδικό εξοπλισμό (τροφοδότες) καταλήγει στους μύλους όπου αλέθεται. Ο λιγνίτης υπό μορφή σκόνης οδηγείται για καύση σε ειδικούς καυστήρες οι οποίοι θερμαίνουν τους ατμολέβητες για ατμοποίηση του νερού. Ο ατμολέβητας που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατμού ύδατος λειτουργεί σε 540 βαθμούς Κελσίου και πίεσης 170 ατμοσφαιρών (υπέρθερμος ατμός). Ο ατμός αυτός οδηγείται με ατμαγωγούς στο στρόβιλο τον οποίο και στρέφει με στροφές το λεπτό. Ο ατμός μετά την εκτόνωσή του στο στρόβιλο, συμπυκνώνεται στο συμπυκνωτή και μέσω προθερμαντών νερού οδηγείται ξανά στο λέβητα για να συνεχίσει την ίδια διαδικασία. Ο ατμοστρόβιλος στρέφει τη γεννήτρια, η οποία παράγει ηλεκτρικό ρεύμα.η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια, μέσω του μετασχηματιστή ανύψωσης 20 kv/400 kv, καταλήγει στο Εθνικό Δίκτυο διαμέσου των Κέντρων Υπερυψηλής Τάσης (ΚΥΤ).[5,9] ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΑΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

24 1.3.2 Θεουικοί Σταθυοί με ΜΕΚ Οι αυτόνομοι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιούν μηχανές εσωτερικής καύσης Diesel και βρίσκονται συνήθως σε πολλά νησιά της χώρας μας. Οι μηχανές εσωτερικής καύσης χρησιμοποιούνται διότι οι αεριοστρόβιλοι είναι ασύμφοροι για μικρές ισχύς ττχ της τάξης των μερικών MW. Οι ΜΕΚ ονομάζονται έτσι διότι η καύση του καυσίμου γίνεται μέσα σε αυτές ενώ στους ατμοστρόβιλους γίνεται έξω από αυτούς (στον λέβητα). Τα βασικά πλεονεκτήματα των μηχανών Diesel ως προς τις ατμοκίνητες είναι: 1. Οι ΜΕΚ είναι ελαφρότερες για την ίδια ισχύ 2. Μπαίνουν σε λειτουργία και φορτίζονται αμέσως 3. Δεν έχουν πολύπλοκεςεγκαταστάσεις 4. Έχουν καλύτερο βαθμό απόδοσης σε μικρές και μέσες ισχύς (ως 5 MW) 5. Χρειάζονται λιγότερο χώρο για τις εγκαταστάσεις 6. Λειτουργούν με λίγο προσωπικό Τα βασικά μειονεκτήματα είναι: 1. Χρειάζονται συχνά συντήρηση και ειδικευμένο προσωπικό 2. Παθαίνουν συχνά βλάβες ΓΕΙ ΑΝ. ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ & ΘΡΑΚΗΣ

25 PuiKoi σταθυοί u AfoogTOoBiAouc Οι αεριοστρόβιλοι είναι περιστροφικές μηχανές όπως οι ατμοστρόβιλοι και ανήκουν στις ΜΕΚ. Το καύσιμο που χρησιμοποιείται είναι ελαφρύ πετρέλαιο με απόσταξη αν και μπορεί να χρησιμοποιηθεί βαρύτερο πετρέλαιο όσο και φυσικό αέριο. Υπάρχουν διάφορες κατηγορίες αεριοστροβίλων (ανοικτού, κλειστού, μικτού κυκλώματος) αλλά σήμερα χρησιμοποιούνται σχεδόν αποκλειστικά οι αεριοστρόβιλοι ανοικτού κυκλώματος. Τα βασικά πλεονεκτήματα των αεριοστροβίλων σε σχέση με τους ατμοστρόβιλους είναι: 1. Οι ατμοστρόβιλοι είναι απλούστερες μηχανές οπότε χρειάζονται λιγότερο και λιγότερο ειδικευμένο προσωπικό και απλούστερη συντήρηση. 2. Δεν χρειάζονται νερό τροφοδοσίας. 3. Ξεκινούν εύκολα και γρήγορα φτάνουν στην πλήρη φόρτιση με αποτέλεσμα να μπορούν να εξυπηρετήσουν αιχμές φορτίου. 4. Έχουν χαμηλές πιέσεις λειτουργίας. ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΑΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

26 Τα βασικά μειονεκτήματα των αεριοστροβίλων σε σχέση με τους ατμοστρόβιλους είναι: 1. Τα καύσιμά τους είναι ακριβά 2. Έχουν μικρότερο βαθμό απόδοσης Σε σύγκριση με τις μηχανές Diesel ο αεριοστρόβιλος έχει τα εξής πλεονεκτήματα: 1. Δεν έχει τμήματα που εκτελεί παλινδρομικές κινήσεις με αποτέλεσμα απλούστερη κατασκευή και ελάχιστες μηχανικές απώλειες 2. Δεν παρουσιάζονται προβλήματα ζυγοστάθμισης 3. Η συντήρηση είναι απλούστερη και φθηνότερη 4. Δεν χρειάζεται νερό ψύξης 5. Δεν υπάρχουν μεγάλες πιέσεις 6. Η λειτουργία είναι πιό ομαλή και αθόρυβη Υπάρχουν όμως και ένα σοβαρό μειονέκτημα που είναι ο μικρός βαθμός απόδοσης της τάξης του 20% που μπορεί να αυξηθεί στο 35% με πρόσθετες βελτιώσεις που όμως αυξάνουν σοβαρά την πολυπλοκότητα και τις απαιτήσεις. [5] ΓΕΙ ΑΝ. ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ & ΘΡΑΚΗΣ

27 1.3.4 Υδροηλεκτρικοί Σταθυοί Το αρχικό κόστος ενός υδροηλεκτρικού σταθμού είναι μεγάλο και οι τεχνικές δυσκολίες πάρα πολλές. Οι βασικές δαπάνες είναι οι εξής; 1. Οι απαλλοτριώσεις που συνήθως δεν είναι μεγάλο ποσό 2. Τα κτίρια, οι λίμνες, τα φράγματα και οι υδαταγωγοί με κόστος πάνω από το 50% του συνολικού 3. Οι υδροστρόβιλοι και οι γεννήτριες αποτελούν σημαντική δαπάνη 4. Οι δρόμοι, γέφυρες, σιδηροτροχιές μεγάλου κόστους λόγω συνήθως δύσβατων περιοχών 5. Μεταφορά μηχανών και υλικών Τα φράγματα μπορεί να είναι χωμάτινα, λίθινα και με οπλισμένο σκυρόδεμα. Στα σημεία υδροληψίας υπάρχουν φίλτρα για να παίρνεται καθαρό νερό. Ο πύργος ισορροπίας δίνει σταθερότητα στη λειτουργία του σταθμού εκτονώνοντας τις πιέσεις σε περιπτώσεις απότομων μεταβολών. Μετά την συμπλήρωση του έργου (σε 2 ως 5 χρόνια) το κόστος λειτουργίας είναι ασήμαντο και συνήθως η λειτουργία του σταθμού συνδυάζεται και με άρδευση αγροτικών εκτάσεων. Σε ορισμένες περιπτώσεις το νερό αντλείται για να ξαναχρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις κάλυψης μεγάλων αιχμών φορτίου.

28 Για την μετατροπή της κινητικής ενέργειας του νερού σε ηλεκτρική χρησιμοποιούνται οι υδροστρόβιλοι που διακρίνονται σε δύο κατηγορίεςτους υδροστρόβιλους δράσης (ή Pelton) και αντίδρασης (Francis ή Kaplan). Στους υδροστρόβιλους δράσης το νερό οδηγείται σε σταθερά πτερύγια ή ακροφύσια όπου μετατρέπεται όλη η ενέργειά του σε κινητική. Στη συνέχεια το νερό χτυπά πάνω στα κινητά πτερύγια που είναι τοποθετημένα στην περιφέρεια ενός τροχού ο οποίος έτσι περιστρέφεται. Οι υδροστρόβιλοι τύπου Pelton χρησιμοποιούνται όταν υπάρχει μεγάλο ύψος πτώσης (πάνω από 100 μέτρα) και μικρή παροχή νερού. Ο βαθμός απόδοσης κυμαίνεται από 80 ως 90% για μικρές και μεγάλες ισχύς αντίστοιχα.

29 1.3.5 Ηλιακά Πάρκα Τα ηλιακά πάρκα αποτελούνται από συστοιχίες ηλιακών συλλεκτών με φωτοβολταϊκά στοιχεία, όπως αυτές του Σχήματος 1.12, οι οποίες παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα με την μορφή συνεχούς τάσης. Κατά κανόνα το παραγόμενο ρεύμα φορτίζει συσσωρευτές η τάση των οποίων μέσω αντιστροφέα μετατρέπεται σε εναλλασσόμενη για να χρησιμοποιηθεί είτε τοπικά ή να διανεμηθεί μέσω δικτύου διανομής. Συνήθως παράλληλα με το ηλιακό πάρκο υπάρχουν και άλλες συμβατικές πηγές ηλεκτρικής ενέργειας όπως οι σταθμοί παραγωγής με γεννήτριες που κινούνται από μηχανές εσωτερικής καύσεως ή αεριοστροβίλους. Ένα γενικό διάγραμμα ενός τυπικού μικτού ηλεκτρικού συστήματος με φωτοβολταϊκά στοιχεία φαίνεται στο Σχήμα 1.4. [10]

30 ^^Η.9.1'3 :Φωτοβολταϊκό^άρκο ο ο ο ο ύ Σχήμα 1.4 :Σχηματική παράσταση μικτού ηλεκτρικού συστήματος

31 Εικόνα 1 5:Φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις στη Λέσβο Εικόνα 1.6;Φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις στη Λέσβο

32 Υπάρχουν πάνω από 550 KWp εγκατεστημένων Φ/Β συστημάτων σε όλη τη χώρα. Τα μεγαλύτερα συστήματα έχουν εγκατασταθεί από τη ΔΕΗ. Οι εφαρμογές αυτές αφορούν την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας για το δίκτυο των νησιών και την ηλεκτροδότηση μικρών χωριών. Μεγαλύτερο πλήθος συστημάτων, πάνω από 350 άλλά μικρότερης ισχύος, έχει εγκαταστήσει η Υπηρεσία Φάρωντου Πολεμικού Ναυτικού. Ένα ακόμα μεγαλύτερο πλήθος έχει εγκατασταθεί από ιδιώτες για ηλεκτροδότηση εξοχικών κατοικιών, μικρών ξενοδοχειακών μονάδων, μοναστηριών κ.λπ. Οι εγκαταστάσεις αυτές έχουν γίνει χωρίς καμία οικονομική ενίσχυση από την Πολιτεία. Τέλος, το Πρόγραμμα Επιδεικτικών Έργων (Π.ΕΠ.ΕΡ) της Γ.Γ.Ε.Τ, που προκηρύχτηκε πρόσφατα στα πλαίσια του ΕΠΕΤ II, περιλαμβάνει τα Φ/Β συστήματα σαν ιδιαίτερη περιοχή εφαρμογών και αναμένεται, στο βαθμό που εξασφαλιστεί η απαιτούμενη χρηματοδότηση (50%) από ιδιωτικούς φορείς, να συμβάλει στην περαιτέρω ανάπτυξη Φ/Β εφαρμογών στη χώρα. [ 12] ΤΟΠΟΘΕΣΙΑ ΐΔΐϋΚΓΗΤΗΣ ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΕΙ Κ/ΝΗ ΙΣΧΥΣ (KWp) ΚΥΘΝΟΣ ΔΕΗ 100 ΑΡΚΟΙ ΔΕΗ 37,5 ΑΝΤΙΚΥΘΗΡΑ ΔΕΗ 25 ΑΝΤΙΚΥΘΗΡΑ ΟΤΕ 20 ΓΑΥΔΟΣ ΔΕΗ 20 ΑΓ. ΟΡΟΣ Ι.Μ. ΣΙΜΩΝΟΣ ΠΕΤΡΑΣ 45 ΣΙΦΝΟΣ ΔΕΗ 60 ΣΥΝΟΛΟ 307,5 Πίνακας 1.10: Εγκατεστημένη ισχύς Φ/Β σταθμών ΓΕ1 ΑΝ. ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ & ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΑΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

33 1.3.6 Αιολικά Πάρκα Τα αιολικά πάρκα αποτελούνται από πολλές συστοιχίες ανεμογεννητριών που εκμεταλλεύονται την αιολική ενέργεια που υπάρχει σε αρκετές περιοχές με ικανοποιητικές ταχύτητες ανέμου. Η ανεμογεννήτρια παράγει ηλεκτρική ενέργεια αλλά ούτε η τιμή της παραγόμενης τάσης ούτε η συχνότητα είναι σταθερές διότι εξαρτώνται από την ταχύτητα του ανέμου. Έτσι, ενδιάμεσο βήμα είναι η μετατροπή της παραγόμενης τάσης σε συνεχή μέσω ανορθωτή και η φόρτιση συσσωρευτών σε αυτόνομα συστήματα ή η μετατροπή της συνεχούς τάσης σε εναλλασσόμενη τάση μέσω αντιστροφέα και η σύνδεσή της με το υπάρχον δίκτυο καταναλωτών ή η χρήση ασύγχρονης γεννήτριας και η άμεση σύζευξή της με το δίκτυο. [15] ΙΣΧΥΣ/Α/Γ (KW) ΣΥΝΟΛΙΚΗ ETKffJH ΙΣΧΥΣ ΚΑΤΑΒΙΑ, ΡΟΔΟΣ ΑΝΩΓΙΑ, ΚΡΗΤΗ ΝΕΟΦΥΤΟΥ ΚΕΡΑΜΙΚΑ ΚΑΛΛΙΘΕΑSUNΓΕΝΙΚΗΤΕΧΝΙΚΗΑ.Ε. ΕΥΡΥΤΑΝΙΑ ΓΕΝΙΚΗΤΕΧΝΙΚΗΑ.Ε. ΤΜΗΜΑ ΗΑΕΚΤΡΟΑΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΏΝ

34 ΒΡΟΝΤΑδΟΣ, ΧΙΟΣ ΕΥΡΥΤΑΝΙΑΠΡΟΜΗΘΕΥΤΙΚΗ μυτι/^ινη 1 ΑΙΟΛΙΚΗΔΗΜΟΤΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΗ ΜΥΤΙΛΗΝΗΣ 3 300x2, ΕΓΓΑ^Σ, ΝΑΞΟΣ ΕΝΩΣΗΑΓΡΟΤΙΚΩΝΣΥΝ/ΣΜΩΝΝΑΞΟΥ α 2ΗΡ0 ^, ΚΡΗΤΗ ΣΗΤΕΙΑ, ΔΗΜΟΤΙΚΗΕΠΙΧΕΙΡΗΣΗ ΑΝΩ^ΡΟΣ ΔΗΜΟΣ ΑΝΩΣΥΡΟΥ ΡΟΚΑΣ Α.Ε ΠΛΑΚΟΚΕΡΑΤΙΑ, ΚΡΗΤΜ ENERCONΕ.Π,Ε ΑΓΙΟ^ΥΣΤΡΑΤΙΟΣ ΔΗΜΟΤΙΚΗΕΠΙΧΕΙΡΗΣΗΑΓΙΟΥ ΕΥΣΤΡΑΤΙΟΥ MAPMy^PI, ΕΥΒΟΙΑ ENERCONΕ.Π,Ε , KOYTkOYNOPAXH, ΑΙΟΛΙΚΑΠΑΡΚΑ ΚΥΚΛΑΔΩΝΑ.Ε MHAC λ ΧΑΝΔΡΑΣ, ΚΡΗΤΗ AEOLOS Α.Ε "ΜΕΓΑΔΗΒΡΥΣΗ, ΚΡΗΤΗ IWECOΜΕΓΑΛΗΒΡΥΣΗΗΡΑΚΛΕΙΟΥΑ.Ε.Β.Ε ΜΑΡΑΒΟΚΑΜΠΟΣ, ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣΑΜΟΥ Α.Ε , ΣΑΜΟΣ α ΣΗΤρβ, ΚΡΗΤΗ ΑΙΟΛΙΚΑ ΠΑΡΚΑΑΧΛΑΔΙΩΝΑ.Ε ΣΗΤΕ^, ΚΡΗΤΗ ΑΝΕΜΟΕΣΣΑ ΑΙΟΛΙΚΑΠΑΡΚΑΑ.Ε ΣΗΤΕ^Ι, ΚΡΗΤΗ ΑΙΟΛΙΚΑΠΑΡΚΑΚΡΥΩΝΑ.Ε ηολυίιοταμοσ, EYBOW ΕΝΤΕΚΑΑΙΟΛΙΚΑ ΠΑΡΚΑΑ.Ε ΜΟΜΙ«Ι, ΕΥΒΟΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΔΙΚΤΥΟ ΕΠΕ ΜΑΚΡ^ΡΡΑΧΗ, ΕΥΒΟΙΑ ΡΟΚΑΣ ΑΙΟΛΙΚΗΕΥΒΟΙΑΑ.Β.Ε.Ε α ΑΓ. τ ΡΟΚΑΣ ΑΙΟΛΙΚΗΕΥΒΟΙΑ Α.Β.Ε.Ε ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ/ΜΕΓΑΛΗ ΡΑΧΗ V Πίνακας 1.11 Αιολικά Πάρκα ανεξάρτητων παραγωγών ΓΕΙ ΑΝ. ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ & ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΑΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

35 ΤΟΠΟΘΕΣΙΑ ΑΡΙΘΜΟΣ ΙΣΧΥΣ/Α/Γ ---ΣΥΝΟΛΙΚΗbl Κ7ΝΗ ΙΣΧΥΣ (kw) NV (Κ\ΛΛ ΚΑΛΙΒΑΡΙ, ΑΝΔΡΟΣ ΠΥΘΑΓΟΡΕΙΟ, ΣΑΜΟΣ ΜΕΛΑΝΙΟΣ, ΧΙΟΣ ΠΡΟΦΗΤΗΣ ΗΛΙΑΣ, ΨΑΡΑ ΣΙΓΡΙ, ΛΕΣΒΟΣ ΜΟΝΗΤΟΠΛΟΥ, ΚΡΗΤΗ ΜΑΡΜΑΡΙ, ΕΥΒΟΙΑ ΣΑΜΟΘΡΑΚΗ ΠΕΡΔΙΚΙ, ΙΚΑΡΙΑ ΑΓΙΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ, ΚΑΡΠΑΘΟΣ ΒΙΓΛΑ, ΛΗΜΝΟΣ ΒΟΥΝΑΡΟΣ, ΛΗΜΝΟΣ ΜΑΡΑΘΟΚΑΜΠΟΣ, ΣΑΜΟΣ ΠΟΤΑΜΙΑ, ΧΙΟΣ ΚΥΘΝΟΣ ΜΟΝΗΤΟΠΛΟΥ, ΚΡΗΤΗ ΚΟΥΚΟΥΒΑΓΙΑ,ΚΥΘΝΟΣ Πίνακας 1.12: Αιολικά Πάρκα ΔΕΗ Σελίδα 34

36 1.3.7 ΓεωθΕουικοί σταθυοί Οι γεωθερμικοί σταθμοί αξιοποιούν το γεωθερμικό δυναμικό της γης και συγκεκριμένα θερμός ατμός ή θερμό νερό που βρίσκεται στο υπέδαφος αντλείται και χρησιμοποιείται για την κίνηση τουρμπίνας που κινεί την γεννήτρια και παράγει ηλεκτρική ενέργεια Σταθυοί Bioudgac και βιοαερίου Οι σταθμοί πραγματοποιούν καύση της βιομάζας ή του βιοαερίου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με μειωμένες ατμοσφαιρικές εκπομπές. Στην Ελλάδα υπάρχουν ελάχιστοι σταθμοί αυτού του τύπου και συνήθως καλύπτουν μικρές ενεργειακές ανάγκες σε ΧΥΤΑ ή σε μονάδες πλησίον σε των σταθμών παραγωγής. ΤΜΗΜΑ ΗΑΕΚΤΡΟΑΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΗΝ Σελίδα 35

37 1.3.9 Πυρηνικοί σταθυοί Οι πυρηνικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην παγκόσμια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας καθώς υπάρχουν πάνω από 400 πυρηνικοί αντιδραστήρες, που παράγουν το 17% της ηλεκτρικής ενέργειας παγκοσμίως.η παραγωγή βασίζεται στο φαινόμενο σχάσης του πυρήνα. Για τη παραγωγή ενέργειας δημιουργούνται ειδικές ράβδοι καυσίμων ουρανίου που αποδίδουν τη θερμότητα που παράγουν στο νερό, σε μια σειρά ατμοπαραγωγών (μπόιλερ). Ο ατμός συνεχίζει τη πορεία του για κίνηση ατμοστροβίλων (τουρμπίνες ) που συνδέονται με μια ηλεκτρική γεννήτρια. Ακολουθεί ψύξη του κορεσμένου ατμού που εξέρχεται από τους ατμοστρόβιλους, ο οποίος συμπυκνώνεται και διοχετεύεται και πάλι στο σύστημα. Ο διαχωρισμός του νερού ψύξης σε δακτυλίους συμβάλλει στην ελαχιστοποίηση του ρίσκου να φτάσει το μολυσμένο νερό στο περιβάλλον.[9] Σελίδα 36

38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΣΤΑΘΜΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΜΕ ΝΤΙΖΕΛΟΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΓΕΝΙΚΑ Όπως αναφέραμε και στο προηγούμενο κεφάλαιο ένας τρόπος παραγωγής ενέργειας είναι και με χρήση κινητήρων diesel.οι κινητήρες αυτοί ανήκουν στους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς. Το καύσιμο καταναλώνεται μέσα στη μηχανή που μετατρέπει την ενέργεια των καυσαερίων σε κινητική και προκαλεί τη περιστροφή του άξονα. Η μηχανή diesel είναι όπως είπαμε η γνωστή μηχανή εσωτερικής καύσης και είναι η δεύτερη κατηγορία των σταθμών αυτών. 2.1 Θέση Και MevcBoc Σταθυών Παoαvωvήc Πρόκειται για μικρούς σταθμούς, όπου δεν υπάρχει πρόβλημα ενόχλησης των περιοίκων από τη λειτουργία τους, η εκλογή της θέσης εξαρτάται από τις θέσεις των καταναλωτών που θα εξυπηρετηθούν. Δηλαδή ο σταθμός κατασκευάζεται σε τέτοια θέση, ώστε να παρουσιάζει το ελάχιστο συνολικό μήκος των γραμμών μεταφοράς της ενέργειας. Είναι φανερό πως για ένα τέτοιο μικρό σταθμό το πρόβλημα μεταφοράς καυσίμων δεν είναι ιδιαίτερα σημαντικός. Αν όμως πρόκειται για σταθμούς μεγάλου μεγέθους θα πρέπει να ληφθούν υπόψη και άλλοι σοβαροί παράγοντες όπως : ΤΜΗΜΑ ΗΑΕΚΤΡΟΑΟΓΠΝ ΜΗΧΑΝΙΚΟΝ Σελίδα 37

39 Οι θέσεις προμήθειας των καυσίμων και οι επιβαρύνσεις με έξοδα μεταφοράς μέχρι τη θέση του σταθμού. Επειδή τα έξοδα μεταφοράς του καυσίμου είναι σημαντικά συνήθως οι σταθμοί χτίζονται κοντά σε θέσεις παραγωγής Η ύπαρξη κατάλληλου χώρου για την αποθήκευση αρκετής ποσότητας καυσίμου. Πρέπει η αποθήκευση χώρου να μην δημιουργεί κινδύνους αυτανάφλεξης των καυσίμων, δηλαδή να μην είναι υπερβολικά μεγάλη και άσχημα διαρρυθμισμένη. Συγχρόνως πρέπει να μπορεί να εξυπηρετεί τις ανάγκες του εργοστασίου για αρκετό χρονικό διάστημα. Η ύπαρξη της αναγκαίας ποσότητας και ποιότητας νερού και οι δαπάνες για τη μεταφορά του. Το νερό χρειάζεται τόσο για τη λειτουργία του λέβητα και του ατμοστρόβιλου υπό μορφή ατμού, όσο για την ψύξη των ψυγείων των μηχανών παραγωγής. Όσο για την ποιότητα, δεν πρέπει να περιέχει άλατα σε μεγάλες ποσότητες για να μην προκαλούνται βλάβες στις σωληνώσεις και στα δοχεία. Πολλές φορές, χρειάζεται να υποβληθεί σε ειδική κατεργασία ακριβώς για να απαλλαγεί από αυτά τα άλατα που λέγεται αποσκλήρυνση. Η ύπαρξη αρκετού χώρου για μελλοντική επέκταση. Χρειάζεται να υπάρχει πάντοτε διαθέσιμος χώρος δίπλα στις εγκαταστάσεις του σταθμού, ώστε να μπορεί να επεκταθεί όταν αυξηθούν οι ανάγκες της κατανάλωσης και να μην αντιμετωπισθεί από την αρχή η ανάγκη δημιουργίας νέου σταθμού. Η αποφυγή ενόχλησης των περιοίκων. Είναι σκόπιμο να αποφεύγεται η γειτνίαση του σταθμού σε πυκνοκατοικημένες περιοχές, γιατί με την λειτουργία του ενοχλεί με καπνιές, θορύβους κ.λπ. [13] Σελίδα 38

40 2.2 KivriThoac Diesel Οι εμβολοφόρες μηχανές διακρίνονται σε δυο μεγάλες κατηγορίες, τους κινητήρες Otto και τους κινητήρες Diesel. Η διάκριση αυτή έχει να κάνει με την αρχή λειτουργίας τους και βασίζεται στον τρόπο αναφλέξεως της κάθε μηχανής. Έτσι στους κινητήρες Otto υπάρχει πάντα ανάφλεξη με τη βοήθεια ενός εξωτερικού μέσου, συνήθως ενός ηλεκτρικού σπινθήρα, σε αντίθεση με τους κινητήρες Diesel στους οποίους υπάρχει πάντα αυτανάφλεξη ύστερα από την κατάλληλη εισαγωγή του καυσίμου εντός του κυλίνδρου. Εικόνα 2.1: Κινητήρας Diesel εργοστασίου Μυτιλήνης [1] Η κάθε μηχανή λειτουργεί με βάση τον αντίστοιχο θερμικό κύκλο λειτουργίας, τον κύκλο Otto ή τον κύκλο Diesel. Ο κινητήρας Diesel αναρροφά συνήθως ατμοσφαιρικό αέρα ενώ σαν καύσιμα χρησιμοποιεί τα βαρύτερα της βενζίνης υγρά καύσιμα της κατηγορίας των πετρελαίων. Σε αντίθεση με τους Σελίδα 39

41 κινητήρες Otto, στους οποίους έχουμε την εισαγωγή ομογενούς μείγματος αέρα καυσίμου εντός του κυλίνδρου, στους κινητήρες Diesel ο σχηματισμός του καυσίμου μείγματος γίνεται με κατάλληλη έγχυση του πετρελαίου στον κύλινδρο, διασκορπιζόμενο στον ήδη συμπιεσμένο αέρα με βοήθεια μηχανικής εγχύσεως υπό την επίδραση ισχυρής πίεσης που δημιουργείται από το σύστημα αντλίας καυσίμου, το οποίο αποτελείται από την αντλία καυσίμου, τον εγχυτήρα και το σωλήνα καταθλίψεως που συνδέει τα δύο πρώτα. Η έναυση και ο ρυθμός καύσης ελέγχονται από τη στιγμή της εγχύσεως του καυσίμου και το ρυθμό εγχύσεως του καυσίμου, σε συνδυασμό κυρίως με το επίπεδο τύρβης του συμπιεσμένου αέρα, παρ ότι επηρεάζονται και από την πίεση και από τη θερμοκρασία. Επειδή ο διατιθέμενος χρόνος για το σχηματισμό του μείγματος είναι σχετικά μικρός, είναι πάντοτε αναγκαία η ύπαρξη μιας περίσσειας αέρα (ελάχιστος λόγος μαζών αέρα καυσίμου 18:1 έως 25:1) για την επίτευξη της τέλειας καύσης, πράγμα όμως που οδηγεί σε μειωμένη συγκέντρωση ισχύος. Στους σύγχρονους κινητήρες Diesel το πρόβλημα αυτό ξεπερνιέται με τη χρήση της υπερπλήρωσης. [6 19] Σελίδα 40

42 2.3 Παοανωνή Με DIESEL Όπως αναφέραμε και παραπάνω οι σταθμοί εγκαθίστανται σε περιοχές που συνδυάζουν την τροφοδότηση του συστήματος, τη μεταφορά του καυσίμου και την εξασφάλιση νερού για ψύξη. Για τον λόγο αυτό κατά κανόνα επιλέγονται οι παράλιες περιοχές για εγκατάσταση. Οι μονάδες diesel έχουν ψηλότερο βαθμό απόδοσης (45%) και είναι κατάλληλες για μικρά συστήματα, όπως τα νησιωτικά.άρα ντηζελοηλεκτρικοί σταθμοί χρησιμοποιούνται για την τροφοδότηση μικρών, απομονωμένων νησιών, αυτόματων δικτύων (νησίδες). Ντίζελ χρησιμοποιείται όταν η ζητούμενη ισχύς είναι πολύ μικρή και δεν δικαιολογεί αεριοστροβιλικές εγκαταστάσεις. [20,21] Στη χώρα μας υπάρχουν κυρίως στα νησιά ή αλλιώς στους αυτόνομους σταθμούς παραγωγής του νησιωτικού συστήματος. Οι μηχανές DIESEL έχουν καλό βαθμό απόδοσης όταν λειτουργούν στα 75 έως 80% της ονομαστικής ισχύος αλλά αυτός μειώνεται πολύ όταν λειτουργούν κάτω από το 50% της ονομαστικής τους ισχύος. Οι σταθμοί με ΜΕΚ συνήθως παράγουν ενέργεια με εναλλασσόμενο ρεύμα χαμηλής τάσης 220/380V και σπάνια σε τάση 15KV.[7] Σελίδα 41

43 Από της Διεύθυνση Παραγωγής Νησιών πήραμε τη πληροφορία πως υπάρχουν σύνολο 32 σταθμοί. 13 αυτόνομοι σταθμοί παραγωγής, 12 σε λειτουργία και 1 σε εφεδρεία (Ανδρος) 19 μικρότεροι τοπικοί σταθμοί παραγωγής Το Μάιο του 2010 η Συνολική Εγκατεστημένη Ισχύς ήταν 673,7 MW. Το 2009 παρήχθησαν συνολικά 1779,58 GMW από τις οποίες οι 1756,77 GMW από τους σταθμούς παραγωγής και οι 22,81 GMW από τις ΑΠΕ της ΔΕΗ. ΤΡΟΦΟΔΟΤΟΥ ΜΕΝΑ ΝΗΣΙΑ ΑΥΤΟΝΟΜΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΕΓΚΑΤ/Ν Η ΙΣΧΥΣ (KW ) ΜΕΓΙΣΤ Η ΖΗΤΗΣ Η (KW ) ΕΤΗΣΙΑ ΖΗΤΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Σ (MWh) ΚΡΗΤΗ ΛΙΝΟΠΕΡΑΜΑΤ Α- ΧΑΝΙΑ Σύνολο ΡΟΔΟΣ ΣΟΡΩΝΗ ΑΓΑΘΟΝΗΣΙ ΑΓΑΘΟΝΗΣΙ ΑΓ.ΕΥΣΤΡΑΤΙΟΣ ΑΓ. ΕΥΣΤΡΑΤΙΟ Σ ΑΜΟΡΓΟΣ ΑΜΟΡΓΟΣ ΑΝΑΦΗ ΑΝΑΦΗ ΑΝΤΙΚΥΘΗΡΑ ΑΝΤΙΚΥΘΗΡΑ ΑΣΤΥΠΑΛΑΙΑ ΑΣΤΥΠΑΛΑΙΑ ΔΟΝΟΥΣΑ ΔΟΝΟΥΣΑ ΕΡΕΙΚΟΥΣΑ ΕΡΕΙΚΟΥΣΑ ΙΚΑΡΙΑ ΙΚΑΡΙΑ ΚΕΑΣ*** ΚΕΑΣ*** ΚΥΘΝΟΣ ΚΥΘΝΟΣ ΛΕΣΒΟΣ ΛΕΣΒΟΣ ΛΗΜΝΟΣ ΛΗΜΝΟΣ ΤΜΗΜΑ ΗΑΕΚΤΡΟΑΟΓΠΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Σελίδα 42

44 ΜΕΓΙΣΤΗ ΜΕΓΙΣΤΗ ΜΥΚΟΝΟΣ ΜΥΚΟΝΟΣ ΟΘΩΝΟΙ ΟΘΩΝΟΙ ΠΑΤΜΟΣ ΠΑΤΜΟΣ ΣΑΜΟΘΡΑΚΗ ΣΑΜΟΘΡΑΚΗ ΣΕΡΙΦΟΣ ΣΕΡΙΦΟΣ ΣΙΦΝΟΣ ΣΙΦΝΟΣ ΣΚΥΡΟΣ ΣΚΥΡΟΣ ΣΑΜΟΣ-ΦΟΥΡΝΟΙ ΣΑΜΟΣ ΧΙΟΣ-ΨΑΡΑ ΧΙΟΣ ΨΑΡΑ* 345 ΑΝΔΡΟΣ-ΤΗΝΟΣ ΑΝΔΡΟΣ ΘΗΡΑ-ΘΗΡΑΣΙΑ ΘΗΡΑ Σ-ΣΙΚΙΝ0Σ- ΙΟΣ-ΣΙΚΙΝΟΣ ΛΕΡΟΣ-ΛΕΙΨΟΙ- ΚΑΛΥΜΝΟΣ- ΤΕΛΕΝΔΟΣ- ΨΕΡΙΜΟΣ-ΚΩΣ- ΝΙΣΗΡΟΣ-ΤΗΛΟΣ- ΓΎΑΛΙ ΚΑΛΥΜΝΟΣ- ΚΩΣ ΚΩΣ** ΝΙΣΥΡΟΣ* ΚΑΡΠΑΘΟΣ-ΚΑΣΟΣ ΚΑΡΠΑΘΟΣ ΚΑΣΟΣ ΜΗΛΟΣ-ΚΙΜΩΛΟΣ ΜΗΛΟΣ ΠΑΡΟΣ-ΝΑΞΟΣ- ΑΝΤΙΠΑΡΟΣ- ΗΡΑΚΛΕΙΑ- ΣΧΟΙΝΟΥΣΑ- ΚΟΥΦΟΝΗΣΙΑ ΠΑΡΟΣ Πίνακας 2.1: Νησιωτικό Σύστημα Ό σταθμός έπαυσε τη λειτουργία του και παραμένει σε εφεδρεία **0 σταθμός λειτουργεί παράλληλα με τον ΑΣΠ Καλύμνου **Ό σταθμός έπαυσε τη λειτουργία του και αποξηλώθηκε Πηγή:ΔΕΗ 2001 Σελίδα 43

45 2.4 Π λεονεκτήυατα του Κ ινητήρα Diesel. ο κινητήρας Diesel παρουσιάζει αρκετά σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι του Otto και γγ αυτό το λόγο άλλωστε η χρήση του έχει επικρατήσει σχεδόν ολοκληρωτικά σε εφαρμογές όπου απαιτούνται βαρείς τύποι κινητήρων. Παρακάτω αναφέρονται μερικά από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα: Ο κινητήρας Diesel παρουσιάζει μεγάλο βαθμό συμπίεσης σε αντίθεση με τον Otto, που δεν μπορεί λόγω του κινδύνου εμψανίσεως κρουστικής καύσης. Είναι γνωστό, όμως, πως όσο μεγαλύτερος λόγος συμπίεσης επιτυγχάνεται τόσο βελτιώνεται ο βαθμός απόδοσης του κινητήρα και μειώνεται η ειδική κατανάλωση καυσίμου. Ο βαθμός απόδοσης του κινητήρα Diesel εξαρτάται ελαφρά από το φορτίο στο οποίο λειτουργεί, με αποτέλεσμα να παρουσιάζει καλούς βαθμούς απόδοσης σε όλα σχεδόν τα φορτία. Αντίθετα στον κινητήρα Otto ο βαθμός απόδοσης εξαρτάται σε μεγαλύτερο βαθμό από το φορτίο και είναι αρκετά χαμηλός όταν λειτουργεί σε χαμηλά φορτία. Όσον αφορά τη περιβαλλοντική ρύπανση ο κινητήρας Diesel υστερεί ως προς τον Otto στις εκπομπές αιθάλης ενώ οι εκπομπές ΝΟχ είναι παρόμοιες για τους δύο κινητήρες. Επίσης, ως πλεονέκτημα μπορεί να αναφερθεί πως οι εκπομπές CO στον κινητήρα Diesel είναι αισθητά χαμηλότερες από τις εκπομπές στον Otto, και αυτό οφείλεται στην μεγάλη περίσσεια αέρα στην οποία εργάζεται. [21,23] Τέλος, ο κινητήρας Diesel χρησιμοποιεί καύσιμο λιγότερο πτητικό της βενζίνης το όποιο είναι σχετικά φθηνότερο, όπως επίσης μπορεί να ΤΕ1 ΑΝ. ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ & ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΑΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Σελίδα 44

46 χρησιμοποιεί και σχετικά βαριά καύσιμα που έχουν χαμηλό κόστος. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με τον καλύτερο βαθμό απόδοσης του κινητήρα Diesel τον καθιστά και αρκετά οικονομικότερο έναντι του Otto. 2.5 Π Piβαvτoλλovικέc Eπιπτώσειc Και Eπιπτώσειc Στην Υνεία Περισσότερο από το 90% της ενέργειας που χρησιμοποιείται σήμερα προέρχεται από την καύση των υδρογονανθράκων ( πετρέλαιο, γαιάνθρακες, φυσικό αέριο), με ένα σχετικά μικρό ποσοστό από την καύση της βιομάζας (ξύλα, κλπ.). Οι σημαντικότερες εξαιρέσεις στην καύση αποτελούν η πυρηνική σχάση και η υδροηλεκτρική ενέργεια. Αυτή η ενεργειακή μετατροπή έχει σημαντικές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Οι επιπτώσεις μπορεί να κατηγοριοποιηθούν σε: αέρια ρύπανση κοντά στο έδαφος όξινη βροχή αλλαγή κλίματος μείωση του στρατοσφαιρικού όζοντος. Σελίδα 45

47 Εικόνα 2.2: Εργοστάσιο Μυτιλήνης [1] Το διοξείδιο του άνθρακα Ι C02) Το C02, αν και όχι άμεσα ταξικό, αποτελεί ένα τεχνολογικό εκτεταμένης κλίμακας,απόβλητο με έμμεσες επιδράσεις στην εξέλιξη της ζωής στον πλανήτη και ως εκ τούτου κατατάσσεται στους αέριους ρύπους. Τα αποτελέσματα της εκπομπής C02 είναι μακροπρόθεσμα. Η εκπομπή C02 προέρχεται είτε από φυσικές πηγές (διεργασίες βιολογικής αποσύνθεσης που έχουν ως αρχή την παραγωγή μεθανίου) είτε από ανθρωπογενείς Σελίδα 46

48 δραστηριότητες (κυρίως 92 καύσης άνθρακα και ττετρελαίου για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας). Έτσι τα τελευταία χρόνια παρατηρείται μια σταθερή αύξηση του C02 της ατμόσφαιρας που παράγεται από τις ποικίλες διεργασίες καύσης. Σύμφωνα με μερικούς επιστήμονες, το C02 της ατμόσφαιρας μπορεί και να διπλασιαστεί στο άμεσο μέλλον. Το προβλεπόμενο αποτέλεσμα της αύξησης αυτής είναι η ενίσχυση του φαινόμενου του θερμοκηπίου. Το φαινόμενο αυτό συνεπάγεται μια σταδιακή αύξηση της μέσης θερμοκρασίας της γης που θα προκαλέσει ευρείας κλίμακας κλιματικές αλλαγές με πιθανό λιώσιμο των πάγων, πλημμυρίζοντας παράκτιες περιοχές και γενικότερα μεταβάλλοντας την ισορροπία στον πλανήτη. Πρέπει να αναφερθεί και ένα άλλο ένα φαινόμενο που είναι επίσης συνέπεια της καύσης των στερεών καυσίμων και το οποίο δημιουργεί αντίθετα αποτελέσματα από αυτά του θερμοκηπίου. Η ατμοσφαιρική καττνομίχλη και η σωματιδιακή ύλη, προϊόντα καύσης και αυτά, μπορούν να προκαλέσουν ελαφρά ψύξη της ατμόσφαιρας λόγω παρεμπόδισης της ηλιακής ακτινοβολίας προς τη γη. [9] Από την άλλη πλευρά είναι γνωστή η σημασία του C02 για τη ζωή σε αυτόν τον πλανήτη. Τα φυτά χρειάζονται C02 για τη φωτοσύνθεση. Με άλλα λόγια ολόκληρη η τροφική αλυσίδα, από την οποία εξαρτάται ο άνθρωπος, βασίζεται σε αυτό. Σελίδα 47

49 2.5.2 To υονο^είδιο του άνθρακα (CO) To μονοξείδιο του άνθρακα είναι ένα άχρωμο και άοσμο αέριο, ελάχιστα διαλυτό στο νερό και αναφλέξιμο. Είναι ένας από τους μαζικότερα παραγόμενους ρύπους. Γενικά στις αστικές περιοχές η κύρια ποσότητα CO προέρχεται από την ατελή καύση των υδρογονανθράκων που χρησιμοποιούνται ως καύσιμα. Αυτή η ατελής καύση συμβαίνει όταν υπάρχει ανεπαρκής ποσότητα οξυγόνου η χρόνου για την πλήρη μετατροπή των υδρογονανθράκων και ανθράκων σε C02 (πλήρης καύση ). Η τοξική δράση του CO σχετίζεται με το αναττνευστικό σύστημα. Ανταγωνίζεται έντονα την δέσμευση του οξυγόνου από την αιμοσφαιρίνη του αίματος, τον μεταφορέα δηλαδή του οξυγόνου στους ιστούς ενός οργανισμού παράγοντας καρβοξυαιμοσφαιρίνη, ένα μόριο που δεν έχει πλέον την ικανότητα δέσμευσης και μεταφοράς οξυγόνου. Όταν η αιμοσφαιρίνη έλθει σε επαφή με οξυγόνο σχηματίζει οξυαιμοσφαιρίνη, η οποία μεταφέρει το 02 στους ιστούς για τις ανάγκες καύσεις του οργανισμού. Η χημική συγγένεια του C0 με την ενεργή θέση της αιμοσφαιρίνης για τη δέσμευση του 02 είναι 210 φορές μεγαλύτερη από αυτήν του 02 με αποτέλεσμα να αρκούν αρκετά μερικές μικρές πιέσεις C 0 για να δεσμεύσουν ισχυρά σημαντική ποσότητα αιμοσφαιρίνης σχηματίζοντας καρβοξυαιμοσφαιρίνη(ηόοο). Έτσι παρεμποδίζεται η μεταφορά οξυγόνου από τους ττνεύμονες στους ιστούς. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τη μείωση της φυσικής και ττνευματικής ικανότητας του ανθρώπου καθώς και οι σοβαρές επιπτώσεις στα διάφορα λειτουργικά όργανα και κυρίως στον εγκέφαλο.[9] Σελίδα 48

50 2.5.3 Τα οξείδια του α ώτου fnox) Η μεγάλη μάζα των οξειδίων του αζώτου (ΝΟχ) ττροέρχεται από καύσεις σε υψηλές θερμοκρασίες. Η παραγωγή του NO κατά τις καύσεις ευνοείται από την αύξηση της θερμοκρασίας, γγ αυτό και μια από τις σπουδαιότερες πηγές του είναι οι θερμικοί σταθμοί. Από την άλλη, μια σύγκριση της ανά μονάδα βάρους παραγόμενης ποσότητας NO από διάφορα συνηθισμένα καύσιμα, τα κατατάσσει με την ακόλουθη φθίνουσα σειρά δυναμικότητας παραγωγής NO : άνθρακας >πετρέλαιο>φυσικό αέριο. Η παρουσία τους στην ατμόσφαιρα είναι συνδυασμένη με μια μεγάλη ποικιλία αναττνευστικών προβλημάτων και είναι υπεύθυνα για τη δημιουργία των φωτοχημικών οξειδωτικών. Υπάρχουν σοβαρές αρνητικές επιδράσεις των NO στην υγεία, με σημαντικότερη τη σοβαρή συμμετοχή τους στην εμφάνιση οξείας βρογχίτιδας σε νήπια και παιδιά προσχολικής ηλικίας. Τέτοια φαινόμενα έχουν παρατηρηθεί όταν τα επίπεδα του Ν02 κυμαίνονται σε 24ωρη βάση, από 118 έως 156 mg/m3 (0,063 έως 0,083 ppm ) και για μια περίοδο έκθεσης άνω των 6 μηνών. Έχουν επίσης αναφερθεί αρνητικές επιδράσεις στα φυτά, π.χ. Πτώση των φύλλων, μείωση της παραγωγής των πορτοκαλιών, κτλ όταν τα επίπεδα Ν02 ήταν κοντά στα 470 mg/m3 (0,25 ppm) για μια περίοδο διάρκειας άνω των 8 μηνών. Ακόμα σχετίζονται και με εκτεταμένη διάβρωση υλικών και κατασκευών. Το Ν02 εμπλέκεται και σε αντιδράσεις σχηματισμού ΗΝ03 με την συνεισφορά του τελευταίου στο φαινόμενο της όξινης βροχής. [14,21] Σελίδα 49

51 2.5.4 To Διοξείδιο του Θείου ( S02 ) Η πιο επικύνδινη και καταστροφική ομάδα ατμοσφαιρικών ρυπών σχετίζεται με το άτομο του θείου. Το διοξείδιο του θείου είναι η πλέον συνηθισμένη πρωτογενής εκπομπή από αυτή την ομάδα. Πρωτεύοντα ρόλο στην εκπομπή S02 παίζει η καύση άνθρακα στις μονάδες 95 παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Το θείο υπάρχει στον άνθρακα και στο πετρέλαιο, συνήθως σε ποσότητες 0-6% κ.β υπό μορφή οργανικών μορίων που όταν καίγονται παράγουν S02. Στην ατμόσφαιρα το S02 αντιδρά για να σχηματίσει S03 το οποίο εμφανίζει έντονη δραστικότητα με υδρατμούς σχηματίζοντας ομίχλη (αεροζόλ) θειικού οξέος. Είναι προφανής η διαβρωτική ικανότητα του θειικού οξέος στα υλικά και στις ανθρώπινες κατασκευές. Έχει επίσης ταξικές ιδιότητες που εξαρτώνται άμεσα από το μέγεθος των σωματιδίων αυτής της ομίχλης. Εμφανίζει επίσης σημαντική δραστικότητα με άλλη σωματιδιακού τύπου ύλη που πλανάται στην ατμόσφαιρα. Το θείο με τη μορφή των διαφόρων ενώσεων του, εκπέμπεται και από φυσικές πηγές, όπως λόγου χάρη ηφαίστεια, θερμές πηγές κτλ., κάποιες άλλες πηγές το επαναφέρουν στη Γη για να κλείσει ο κύκλος. Στην ατμόσφαιρα, το S02 μπορεί να αντιδράσει φωτοχημικά και καταλυτικά με οξυγόνο για να σχηματίσει S03, το οποίο είναι έντονα υγροσκοπικό μόριο που θα απορροφήσει αμέσως την υγρασία για να σχηματίσει θειικό οξύ υπό την μορφή μικροσκοπικών σταγόνων (αεροζόλ Οι ανθρώπινες δραστηριότητες υφίστανται επίσης τη συνδυασμένη καταστροφή από το S02 και το θειικό οξύ. Ατσάλινες κατασκευές, καλώδια, Σελίδα 50

52 υφάσματα, ασβεστόλιθος, οικοδομικές πέτρες, τσιμέντο και μπογιά, καταστρέφονται βαθμιαία από τους ρύπους. Η καταστροφή είναι ανεπανόρθωτη στα αναντικατάστατα αρχαία έργα τέχνης, όπως αγάλματα, μνημεία, ναούς, τα οποία έχουν επιβιώσει για εκατοντάδες ή χιλιάδες χρόνια. Ο μέσος όρος ζωής του θείου ( υπό μορφή διαφόρων ενώσεων) στην ατμόσφαιρα κυμαίνεται 3-7 μέρες. Καθιζάνει τελικά στη Γη υπό μορφή θειικού οξέος και θειικών αλάτων. [14] 2.6 Μόλυνση Υδάτων Δυστυχώς οι ανθρώπινες δραστηριότητες δεν άφησαν ανέπαφο και το νερό, που αποτελεί πηγή ζωής για όλους τους ζώντες οργανισμούς. Ένα από τα μεγαλύτερα περιβαλλοντικά προβλήματα είναι η μόλυνση των υδάτων σαν αποτέλεσμα κυρίως της βιομηχανικής δράσης. Η μόλυνση αυτή συντελείται με διάφορους τρόπους, ανάλογους με την μορφή των διαφόρων αποβλήτων. Από την ηλεκτροπαραγωγή προκαλείται ρύπανση των υδάτων μέσω των καυσαερίων που μεταφέρονται από τον αέρα και την βροχή. Η όξινη βροχή που αναφέραμε πιο πάνω καταλήγει στα ποτάμια και τις θάλασσες. Είναι γνωστό ότι τα θερμοηλεκτρικά και πυρηνικά εργοστάσια κατασκευάζονται σε μέρη όπου υπάρχουν μεγάλες ποσότητες νερού για να το χρησιμοποιήσουν σαν ψυκτικό μέσο. Αποτέλεσμα αυτού είναι η αύξηση της θερμοκρασίας των ποταμών ή λιμνών που χρησιμοποιούνται με αυτό τον τρόπο. Αυτό προκαλεί διατάραξη της οικολογικής ισορροπίας του υδρότοπου, με την εξαφάνιση πολλών οργανισμών που δεν κατορθώνουν να επιβιώσουν στην απότομη αλλαγή. Σαν χρήστης και τελικός αποδέκτης του πετρελαίου, η ΤΜΗΜΑ ΗΑΕΚΤΡΟΑΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΗΝ Σελίδα 51

53 ηλεκτροπαραγωγή πρέπει να χρεωθεί και με το τμήμα που της αναλογεί από την ρύπανση των θαλασσών από τις διαρροές του στα ατυχήματα που συμβαίνουν κατά την μεταφορά του. 2.7 Ρύπανση E50(POUC Το έδαφος αποτελεί τον ενδιάμεσο αποδέκτη ανάμεσα στην ατμόσφαιρα και το υδάτινο περιβάλλον. Συνεπώς, η ρύπανση που αναφέρθηκε προηγουμένως για τους δύο αυτούς τομείς έχει την επίπτωση της και στο έδαφος. Οι ρύποι που διοχετεύονται σε αέρια κατάσταση στην ατμόσφαιρα μεταφέρονται πολλά χιλιόμετρα μακριά από τον τόπο παραγωγής τους με τους ανέμους και την βροχή και κατακάθονται στο έδαφος. Επίσης τα μολυσμένα νερά από τα ποτάμια ή τις λίμνες που τροφοδοτούσαν με θρεπτικές ουσίες τα εδάφη με τα οποία συνορεύουν καταλήγουν να τα δηλητηριάζουν. Σαν αποτέλεσμα έχουμε την αισθητή μείωση και εξαφάνιση πολλών ειδών. Σε πολλές περιπτώσεις έχει γίνει το έδαφος τόσο φτωχό, που είναι αδύνατο να καλλιεργηθεί, και σε άλλες πάλι η συσσώρευση σ αυτό ταξικών αποβλήτων και βαρέων μετάλλων καθιστούν επικίνδυνη την καλλιέργειά του για φυτά της τροφικής αλυσίδας. Η καύση των ορυκτών καυσίμων προϋποθέτει κατ αρχήν την εξόρυξή τους. Η διαδικασία της εξόρυξης είναι διαφορετική ανάλογα με το βάθος και τον τύπο του κάθε ορυκτού. Η επιβάρυνση όμως του γύρω περιβάλλοντος είναι βέβαιη. [9,21,1] Σελίδα 52