ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΊΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΊΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ιη ι ΜΙ Επιβλέπων Καθηγητής Καρακουλίδης Κωνσταντίνος Σπουδαστές Κολύβας Παρασκευάς ΑΕΜ 2903 Μαυρομάτης Ηρακλής ΑΕΜ 3392 Καβάλα 2009

2 Πρόλογος H παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε κατά την διάρκεια του ακαδημαϊκού έτους από τους φοιτητές, Κολύβα Παρασκευά και Μαυρομάτη Ηρακλή, με επιβλέπων καθηγητή τον κ. Κ. Καρακουλίδη. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η καταγραφή της σημερινής κατάστασης στον Ελλαδικό χώρο σε σχέση με την αιολική ενέργεια και την καταγραφή των τεχνικών στοιχείων των ανεμογεννητριών. Έτσι, λοιπόν, γίνεται αναφορά στην αιολική ενέργεια, τον τρόπο παραγωγής και αποθήκευσης της, το αιολικό δυναμικό της Ελλάδος και τις εταιρίες που δραστηριοποιούνται στον χώρο. 2

3 Πίνακας περιεχομένων Πρόλογος...2 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1Ο Αιολική Ενέργεια Άνεμος, μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας Ιστορική αναδρομή χρήσης Ανεμοκινητήρων στον κόσμο Ιστορική αναδρομή χρήσης Ανεμοκινητήρων στην Ελλάδα Παραδείγματα εφαρμογών Αιολικής Ενέργειας Συστήματα αποθήκευσης αιολικής ενέργειας Ρυθμός ανάπτυξης της Αιολικής Ενέργειας, στην παγκόσμια παραγωγή ενέργειας Ρυθμός ανάπτυξης της Αιολικής Ενέργειας, στην Ελληνική παραγωγή ενέργειας...26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2Ο Αξιολόγηση του Αιολικού Δυναμικού Ανάλυση του Αιολικού Δυναμικού της Ελλάδας κατά Weibull Επιλογή θέσης εγκατάστασης μιας ανεμογεννήτριας Παράμετροι επιλογής τοποθεσίας Αιολικών εγκαταστάσεων Οικονομική Αξία Επιδράσεις στο Περιβάλλον Περιγραφή Διαδικασίας Επιλογής Θέσης Αιολικής Εγκατάστασης...42 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3Ο Η Αιολική ενέργεια στην ελληνική αγορά Ευρωπαϊκό Νομοθετικό-Πολιτικό Πλαίσιο για την αιολική Ενέργεια Η Νομοθεσία για την Αιολική Ενέργεια στη Χώρα μας Κόστος Χρήσεις-Παραγωγής Ενέργειας στη Χώρα μας και Διεθνώς Η Εγχώρια Αιολική Αγορά μέχρι την Ψήφιση του Ν.2244/ Από το Νόμο 1559/85 στο Νόμο 2244/ Προοπτικές Ανάπτυξης της Αιολικής Ενέργειας στην Ελλάδα...59 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4Ο Εταιρίες και τύποι Α/Γ Σύγχρονη Τεχνολογία Ανεμογεννητριών VESTAS NORDEX

4 Ιστορία της Εταιρίας Μοντέλα της Εταιρείας Ι. Ν KW N KW NORDEX N80 - N NORDEX S700/1500KW - NORDEX S77/1500KW NEG MICON ΠΡΟΪΟΝΤΑ ΤΗΣ NEG MICON ΣΤΟΧΟΙ ΤΗΣ NEG MICON ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ ΕΤΟΙΜΗ ΓΙΑ ΜΑΧΗ ΣΤΟΝ ΤΟΜΕΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ ΑΝΑΠΤΥξΙΑΚΑ ΣΧΕΔΙΑ SUZLON ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1Ο 1. Αιολική Ενέργεια 1.1. Άνεμος, μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας Η κινητική ενέργεια του ανέμου αποτελεί μια ενδιαφέρουσα πηγή ενέργειας, η οποία ονομάζεται «αιολική ενέργεια». Η αιολική ενέργεια ανήκει στις ήπιες ή ανανεώσιμες Πηγές ενέργειας, δεδομένου ότι αφενός δε ρυπαίνει το περιβάλλον (ήπια ως προς το περιβάλλον) και αφετέρου είναι θεωρητικά ανεξάντλητη (ανανεώνεται συνεχώς). Η αιολική ενέργεια προέρχεται από μετατροπή ενός μικρού ποσοστού (περίπου 0.2%) της ηλιακής ενέργειας, που φθάνει στην ατμόσφαιρα του πλανήτη μας, σε κινητική ενέργεια του ανέμου. Η ισχύς του ανέμου σε ολόκληρο τον πλανήτη ο εκτιμάται σε 3,6X10 MW ενώ σύμφωνα με εκτιμήσεις του Παγκόσμιου Οργανισμού Μετεωρολογίας, ποσοστό περίπου 5% της αιολικής ενέργειας είναι διαθέσιμο για ενεργειακή αξιοποίηση σε διάφορα μέρη του κόσμου. Εικόνα 1.1 Σειρά ανεμογεννητριών στην Χαβαη Οι πλέον ευνοημένες περιοχές του πλανήτη μας από πλευράς αιολικού δυναμικού είναι οι χώρες της πολικής και εύκρατης ζώνης, ιδιαίτερα κοντά στις 5

6 ακτές. Βέβαια, η αξιοποίηση της «δωρεάν» ενέργειας που προσφέρει η φύση στον άνθρωπο προϋποθέτει την ύπαρξη των κατάλληλων μηχανών για τη δέσμευση της αιολικής ενέργειας και τη μετατροπή της στην επιθυμητή μορφή. Τα τελευταία είκοσι χρόνια, ιδιαίτερα μετά τις διαδοχικές ενεργειακές κρίσεις και σε συνδυασμό με τα οξυμένα περιβαλλοντικά προβλήματα, οι άνθρωποι έδειξαν αυξημένο ενδιαφέρον για την αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας. Αξίζει να σημειώσουμε στο σημείο αυτό ότι τεχνικοοικονομικά η αιολική ενέργεια αποτελεί σήμερα την πλέον συμφέρουσα μη επαρκώς αξιοποιήσιμη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, δεδομένου ότι ήδη το κόστος της παραγόμενης αιολικής συναγωνίζεται το κόστος της συμβατικής χωρίς μάλιστα να συμπεριληφθεί το κοινωνικό και περιβαλλοντικό κόστος από την Παραγωγή ενέργειας. Για το λόγο αυτό τα τελευταία χρόνια γίνονται σοβαρές επενδύσεις στον Τομέα της αιολικής ενέργειας τόσο από δημόσιους όσο και από ιδιωτικούς φορείς, κυρίως στις πιο αναπτυγμένες χώρες του πλανήτη μας. Βέβαια, από την άλλη πλευρά, αντιπαρατίθεται το γεγονός ότι η αιολική ενέργεια δεν είναι ακριβώς προβλέψιμη ούτε και συνεχής, ενώ παράλληλα είναι μια μορφή ενέργειας χαμηλής πυκνότητας («αραιή» μορφή ενέργειας), γεγονός που μας υποχρεώνει σε μεγάλες κατασκευές. Ολοκληρώνοντας, πρέπει να επισημάνουμε ότι αρκετοί επιστήμονες (κυρίως οικονομολόγοι) έχουν υποστηρίξει ότι η κατάλληλη αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας μπορεί να λύσει το παγκόσμιο ενεργειακό πρόβλημα. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα που χρησιμοποιείται αρκετά συχνά είναι το γεγονός ότι σι ενεργειακές ανάγκες των Η.Π.Α. αποτελούν μόλις το ένα δέκατο του αντίστοιχου αιολικού δυναμικού της χώρας αυτής. Οπωσδήποτε οι παραπάνω ισχυρισμοί, ότι η αιολική ενέργεια μπορεί να επιλύσει τα ενεργειακά προβλήματα μιας χώρας, είναι υπερβολικοί, τουλάχιστον με τις σημερινές τεχνολογικές δυνατότητες, δεδομένου ότι ένα πολύ μικρό Τμήμα του αιολικού δυναμικού μιας περιοχής είναι δυνατόν να αξιοποιηθεί τελικά. Είναι όμως τελείως ρεαλιστική η εκτίμηση ότι η σωστή αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας θα βελτιώσει την Παγκόσμια ενεργειακή ισορροπία, ενώ στην περίπτωση της χώρας μας θα ανακουφίσει σημαντικά το πλήρως εξαρτώμενο από εισαγόμενα καύσιμα ενεργειακό ισοζύγιό της χωρίς ταυτόχρονα να επιβαρύνει με πρόσθετους ρύπους το ήδη βεβαρημένο Περιβάλλον μας. 6

7 Τέλος, αν και είναι ευρύτερα αποδεκτό ότι η αιολική ενέργεια μπορεί να αποτελέσει μια καθαρή και οικονομικά ενδιαφέρουσα πηγή ενέργειας, ιδιαίτερα για τη χώρα μας, Προτού διατυπωθούν τελικά συμπεράσματα, πρέπει να λάβουμε υπόψη μας τα βασικά θετικά και αρνητικά στοιχεία, που συνοδεύουν την εγκατάσταση ανεμογεννητριών και την αξιοποίηση του διαθέσιμου αιολικού δυναμικού μιας περιοχής Ιστορική αναδρομή χρήσης Ανεμοκινητήρων στον κόσμο Η αξιοποίηση της κινητικής ενέργειας του ανέμου ξεκίνησε από τα πρώιμα ιστορικά χρόνια και έπαιξε αποφασιστικό ρόλο στην εξέλιξη της ανθρωπότητας με τη χρήση της τόσο στη ναυτιλία όσο και στην άρδευση, καθώς και στις αγροτικές καλλιέργειες. Η αναφορά της ελληνικής μυθολογίας στο Θεό «Αίολο», ο οποίος με τη βοήθεια των οκτώ βοηθών Θεών (των οκτώ πρωτευόντων ανέμων, Βορέα, Καικία, Απηλιώτη, Εύρο, Νότο, Λίψ, Ζέφυρο και Σκίρωνα) θεωρείται ο διαχειριστής των ανέμων (βλ. «... άνοιξε τους ασκούς του Αιόλου»), υπογραμμίζει τη σημασία της αιολικής ενέργειας στην οικονομική και παραγωγική δραστηριότητα εκείνων των χρόνων. Οι αρχαίοι Έλληνες φιλόσοφοι επιχείρησαν από τα πολύ παλαιά χρόνια να θεμελιώσουν τις γνωσωλογικές βάσεις των φυσικών προβλημάτων. Πρώτος ο Αναξιμένης τον 6ο π.χ. αιώνα παρατηρώντας τη φύση υποστήριξε ότι η αρχή των όντων είναι ο αέρας, ο οποίος μετατρέπεται σε πυρ, όταν αραιώνεται, ενώ, όταν συμπυκνώνεται, μετατρέπεται σε νέφη, νερό, γη και λίθους. Αργότερα ο Εμπεδοκλής (5ο π.χ. αιώνα) θεμελίωσε τη στοιχειακή θεωρία, θεωρώντας ότι ο κόσμος αποτελείται από τέσσερα πρωταρχικά στοιχεία, δηλαδή «Πυρ, Αήρ, Ύδωρ και Γη». Ο Πλάτων, απέδωσε στα στοιχεία γεωμετρικές ιδιότητες και θεώρησε ότι τα τέσσερα στοιχεία του Εμπεδοκλή προέρχονται από την ίδια πρωταρχική ουσία, την «ύλη». Σύμφωνα δε με τη διαμόρφωση της επιφάνειάς τους έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: Γη (κύβος), Αήρ (οκτάεδρο), Ύδωρ (είκοσι-τετράεδρο) και Πυρ (τετράεδρο). Ο Αριστοτέλης, τέλος, παραδέχεται ότι δεν υπάρχει διαφορά στη φύση των στοιχείων του Εμπεδοκλή, αλλά τα θεωρεί ενσωματώσεις ιδιοτήτων που συνδυάζονται μεταξύ τους κατά διαφορετικό τρόπο. Οι ιδιότητες θερμό, ξηρό, ψυχρό 7

8 και υγρό συνενώνονται στα στοιχεία, έτσι ώστε τα θεμελιώδη χαρακτηριστικά του αέρα να είναι κατά τον Αριστοτέλη το υγρό και το θερμό. Η αιολική ενέργεια χρησιμοποιήθηκε αρχικά από τον άνθρωπο για την κίνηση των ιστιοφόρων πλοίων. Οι ιστορικές και αρχαιολογικές αναφορές υποστηρίζουν επίσης ότι αιολικές μηχανές (ανεμόμυλοι) χρησιμοποιήθηκαν από τους σημαντικότερους αρχαίους λαούς, τους Κινέζους, τους Πέρσες και τους Αιγυπτίους. Κύριο υλικό κατασκευής τους ήταν το ξύλο, τα πανιά καθώς και ειδικές λιθόκτιστες κατασκευές. Για παράδειγμα, στην Αίγυπτο διατηρούνται οι πέτρινες βάσεις ανεμόμυλων με ηλικία μεγαλύτερη των τριών χιλιάδων ετών, ενώ σύμφωνα με τις ιστορικές μαρτυρίες ήδη τον 7ο π.χ. αιώνα στη Βαβυλωνία ανεμόμυλοι έδιναν την απαραίτητη ενέργεια για την άρδευση της Μεσοποταμίας. Λέγεται μάλιστα ότι ο βασιλιάς Χαμουραμπί της Βαβυλωνίας, ήδη από τον 17ο αιώνα π.χ., είχε συλλάβει κάποιο σχέδιο, προκειμένου να αρδεύει την πεδιάδα της Μεσοποταμίας με τη βοήθεια της αιολικής ενέργειας. Παράλληλα, αρχαιολογικές ανασκαφές στις αρχές του 2Οου αιώνα στο Αφγανιστάν έφεραν στο φως σημαντικό αριθμό από ανεμόμυλους καθέτου άξονα στα Σείστρα και στην περιοχή της Βακτρίας, η οποία αποικίσθηκε κυρίως από Έλληνες της στρατιάς του Μεγάλου Αλεξάνδρου. Σύμφωνα με τις υπάρχουσες ενδείξεις, οι χρησιμοποιούμενοι ανεμόμυλοι τόσο στη Βαβυλωνία (ο ανεμόμυλος των Περσών, σχήμα 1.1), όσο και στην ήταν κατακόρυφου άξονα. Αργότερα, τον 3ο π.χ. αιώνα ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς σχεδίασε τον κατά πάσα πιθανότητα πρώτο ανεμόμυλο οριζοντίου άξονα με Τέσσερα πτερύγια. Η χρήση των ανεμόμυλων για την άλεση των δημητριακών και την άρδευση συνεχίσθηκε στις χώρες της Ανατολής, στη Μικρά Ασία και στο Αιγαίο και κατά τη Βυζαντινή εποχή. Στην Ευρώπη υποστηρίζεται ότι σι ανεμόμυλοι εμφανίσθηκαν Περίπου το 1200 μ.χ. και μετεφέρθηκαν από τους σταυροφόρους κατά την επιστροφή τους από τα Ιεροσόλυμα. Η πρώτη γραπτή αναφορά των ευρωπαϊκών 8

9 ανεμόμυλων οριζόντιου άξονα δίνεται σε ένα Γαλλικό φορολογικό έγγραφο του 1125 μ.χ., ενώ το πρώτο γνωστό σκίτσο ευρωπαϊκού ανεμόμυλου βρίσκεται σε ένα εκκλησιαστικό Ψαλτήριο του 12ου αιώνα. Έτσι, την εποχή του Μεσαίωνα ανεμόμυλοι εμφανίζονται στην Ολλανδία, την Ισπανία (ο θρύλος του Δον Κιχώτη) την Πορτογαλία, τη Γαλλία και την Ιταλία. Στην Ολλανδία μάλιστα γύρω στο 1500 μ.χ. σι ανεμόμυλοι χρησιμοποιήθηκαν για την άντληση των νερών από τις περιοχές που βρίσκονται σε χαμηλότερη στάθμη από αυτήν της θάλασσας. Ο τύπος του ανεμόμυλου που χρησιμοποιήθηκε στην Ευρώπη την εποχή του Μεσαίωνα ήταν ως επί το πλείστον οριζόντιου άξονα με τέσσερα πτερύγια (περιστρεφόμενου κλωβού, περιστρεφόμενης οροφής). Οι κύριες χρήσεις του ήταν το άλεσμα των σιτηρών, το κόψιμο του καπνού, του ξύλου και άλλων γεωργικών προϊόντων, καθώς και η άντληση νερού για άρδευση ή αποξήρανση. Ένας άλλος τύπος ανεμόμυλου, ο οποίος εξαπλώθηκε ιδιαίτερα την εποχή της Αναγέννησης και του αμερικανικού ονείρου, ήταν ο αργός πολύπτερος ανεμόμυλος, ο οποίος χρησιμοποιείται μέχρι σήμερα για την άντληση νερού και ονομάζεται «Αμερικανικός ανεμόμυλος». Για την αποκατάσταση της ιστορικής αλήθειας, ο ανεμόμυλος αυτός προέρχεται από την Ευρώπη και χρησιμοποιήθηκε από τους αποίκους αρχικά στα ανατολικά παράλια της Αμερικής για την κίνηση αντλιών με αποτέλεσμα να παρουσιάσει μεγάλη εξάπλωση. Τα σχέδια του ανεμόμυλου αυτού δημοσιεύθηκαν στη Λειψία το 1724 μ.χ.. Παρ όλα αυτά το Σικάγο γίνεται, την περίοδο 1870 έως 1930, το κέντρο βιομηχανικής παραγωγής ανεμόμυλων, με εκτιμώμενη Παραγωγή έξι εκατομμυρίων (6,000,000) μονάδων την περίοδο που προαναφέραμε. Η χρήση των ανεμόμυλων στις Η.Π.Α. έφθασε στο απόγειό της μεταξύ 1920 και 1930 με την εγκατάσταση περίπου 600,000 μηχανών. Ο συγκεκριμένος τύπος ανεμοκινητήρα, αν και δεν παρουσιάζει ιδιαίτερα υψηλή ενεργειακή απόδοση, εμφανίζει σημαντική ροπή λειτουργίας ακόμα και σε χαμηλές ταχύτητες ανέμου, γεγονός που τον καθιστά ιδιαίτερα αποδοτικό σε γεωργικές και βιοτεχνικές εφαρμογές. Βασικό του μειονέκτημα είναι το σχετικά μεγάλο βάρος, που οφείλεται στον τύπο και στο πλήθος των πτερυγίων που χρησιμοποιεί. Στις αρχές του αιώνα μας πρώτοι οι Δανοί παράγουν ηλεκτρισμό από τον άνεμο, ενώ στην Αμερική ανεμόμυλοι μεταλλικής κατασκευής χρησιμοποιούνται επίσης για ηλεκτροδότηση. Έτσι, το 1891 λειτούργησε στο Askov της Δανίας πειραματικός ανεμοκινητήρας με δυο ηλεκτρικές γεννήτριες (2X9 MW) και διάμετρο 22.8 m, κάτω από την επίβλεψη του καθηγητή Ρ. La Cour. Αντίστοιχα, τη 9

10 δεκαετία του 1930 κατασκευάσθηκε στη Βαλτική μηχανή 100 kw με σχεδιαστική επίβλεψη των Sabanin και Υυιίον.Τέλος, το 1940 κατασκευάζεται στο Vermont των Η.Π.Α. ένας πειραματικός δίπτερος ανεμοκινητήρας σημαντικής ισχύος. Στα χρόνια που ακολούθησαν το δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο η χρήση της ατομικής ενέργειας και οι χαμηλές τιμές του πετρελαίου περιόρισαν δραστικά το ενδιαφέρον για την αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας. Όμως, η ρύπανση του περιβάλλοντος και οι διαδοχικές ενεργειακές κρίσεις υποχρέωσαν ξανά τις τεχνολογικά αναπτυγμένες χώρες να ενδιαφερθούν έντονα γι αυτή την καθαρή και αρχαία ενεργειακή πηγή του πλανήτη μας, τον άνεμο Ιστορική αναδρομή χρήσης Ανεμοκινητήρων στην Ελλάδα Στη χώρα μας η αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας στη ναυσιπλοΐα ήταν καθιερωμένη από αρχαιοτάτων χρόνων, ενώ ιστορικές μαρτυρίες αναφέρουν ότι και οι ανεμόμυλοι ήταν ήδη γνωστοί στα νησιά του Αρχιπελάγους και στην Κρήτη από το 2000 π.χ. Αρκετά χρόνια αργότερα και κυρίως στα ανατολικά τμήματα της ελληνικής επικράτειας, τα οποία είναι ιδιαίτερα ανεμώδη, η άλεση των δημητριακών κατά τη Βυζαντινή εποχή και την Τουρκοκρατία μέχρι τις αρχές του εικοστού αιώνα γινόταν αποκλειστικά με τη χρήση ανεμόμυλων και νερόμυλων. Ο αριθμός των ανεμόμυλων ήταν σημαντικός κυρίως στις Κυκλάδες, στη Ρόδο, στη Χίο, στην Ανατολική Κρήτη αλλά και Εικόνα 1.2 Ελληνικός Ανεμόμυλος γενικότερα στα νησιά του Αιγαίου, στα ανατολικά παράλια της ηπειρωτικής χώρας και στις υψηλές ορεινές περιοχές της ενδοχώρας. 10

11 Στατιστικά στοιχεία εμπεριστατωμένης μελέτης με τίτλο «Ο Ανεμόμυλος στις Κυκλάδες» αναφέρει την ύπαρξη 644 εν λειτουργία ανεμόμυλων στα νησιά των Κυκλάδων περί τα τέλη του 19ου αιώνα. Στην πατρίδα μας αναπτύχθηκε ένας τύπος ανεμόμυλου οριζόντιου άξονα, διαφορετικός από εκείνους άλλων βορειοευρωπαικών χωρών, προσαρμοσμένος στις ανάγκες και στο κλίμα της περιοχής (Μεσογειακός ανεμόμυλος). Οι ανεμόμυλοι αυτοί είναι πέτρινοι με πάνινα (όπως και ο Πορτογαλικός) πτερύγια (βλέπε σχήμα 1.2). Βέβαια, σε ορισμένες περιοχές από τα υπάρχοντα πέτρινα κτίσματα φαίνεται ότι λειτούργησαν και ανεμόμυλοι κατακόρυφου άξονα, πιθανότατα του τύπου «πανεμόνιο». Μάλιστα σε βιβλίο του 1486 περιγράφεται ανεμόμυλος με κατακόρυφο άξονα εγκατεστημένος στην Κρήτη, οι γνωστότεροι ανεμόμυλοι, κυρίως για λόγους τουριστικούς, είναι οι ανεμόμυλοι της Μυκόνου. Η ύπαρξη των ανεμόμυλων στη Μύκονο είναι εξακριβωμένη από τον 15ο αιώνα, με πρώτη αναφορά στον ανεμόμυλο της θέσης «Κάστρο», του οποίου τα θεμέλια διασώζονται μέχρι πρόσφατα. Ιστορικά η λειτουργία των ανεμόμυλων μνημονεύεται αρχικά στο διάταγμα της Βενετίας της 8ης Μαρτίου 1518, όπου μεταξύ των αιτημάτων των Μηκωνίων που γίνονται αποδεκτά περιλαμβάνεται και η άρση της απαγόρευσης άλεσης από τους αλευρόμυλους κατά τις βραδινές ώρες του Σαββάτου και της Κυριακής. Αργότερα ο Tournefort (1700) στο σχεδιάγραμμα του λιμανιού της Μυκόνου σημειώνει δέκα (10) ανεμόμυλους κατά παράταξη στην περιοχή με την τοπωνυμία «Κάτω Μύλοι» ή «Πολλοί Μύλοι». Το 1755 στο κτηματολόγιο της Μυκόνου μνημονεύονται δεκαεπτά (17) ανεμόμυλοι. Η επίσημη δε έκθεση του 1828 αναφέρει εικοσιεννέα (29) ανεμόμυλους. Τέλος, σύμφωνα με προφορικές παραδόσεις, ο μέγιστος αριθμός των ανεμόμυλων του νησιού έφθασε τους σαράντα (40). Η ικανότητα αλέσματος των ανεμόμυλων στις διάφορες θέσεις της χώρας κυμαίνεται από kg σιτηρών την ώρα, ανάλογα με τον προσανατολισμό της πτερύγωσης και την ταχύτητα του ανέμου. Η δυναμικότητα ενός ανεμόμυλου της Μυκόνου εκτιμάται στον ένα τόνο σιταριού σε κάθε εργάσιμο δωδεκάωρο. Επομένως, θεωρώντας τη λειτουργία είκοσι (20) ανεμόμυλων για εξήντα (60) ημέρες ετησίως, η αλεστικότητα της Μυκόνου ανέρχεται σε τέσσερις χιλιάδες (4000) τόνους σιταριού το χρόνο. Επίσης, σύμφωνα με πληροφορίες, στο παρελθόν οι ανεμόμυλοι της Μυκόνου χρησιμοποιήθηκαν και για την άλεση του φλοιού πεύκου και βελανιδιών για χρήση στη βυρσοδεψία. 11

12 Αρκετοί ανεμόμυλοι (επτά) βρίσκονται και σήμερα στη θέση «Κάτω Μύλοι», είναι δε οικοδομημένοι επάνω στο έδαφος του «κοινού των Μηκωνίων» και επομένως ανήκουν στους σημερινούς τους ιδιοκτήτες μόνο κατά το κτίσμα και τις τεχνικές εγκαταστάσεις. Όσοι από αυτούς βρίσκονται σε καλή κατάσταση χρησιμοποιούνται σήμερα ως κατοικίες. Ο μοναδικός ανεμόμυλος της περιοχής που βρίσκεται σε καλή κτιριακή και λειτουργική κατάσταση και είναι σε θέση να λειτουργεί και σήμερα είναι ο γνωστός «Μύλος του Γερώνυμου», όπου «Γερώνυμος» είναι το ψευδώνυμο του παλαιού του ιδιοκτήτη. Ο μύλος αυτός έχει ηλικία περίπου τριακοσίων (300) ετών και δε σταμάτησε να λειτουργεί από της ιδρύσεώς του. Ανατολικά του μύλου αυτού και κοντά στο δρόμο που οδηγεί στην Άνω Μερά βρίσκεται ένας άλλος ανεμόμυλος με την προσωνυμία «Μύλος του Πεντάρα». Και οι δύο αυτοί ανεμόμυλοι δεν παρουσιάζουν αξιόλογες διαφορές, εκτός από το γεγονός ότι ο ανεμοτροχός του «Μύλου του Πεντάρα» έχει δέκα (10) «αντένες» έναντι των δώδεκα (12) του «Μύλου του Γερώνυμου», ο οποίος είναι και ο πλέον καθιερωμένος αριθμός. Τα τελευταία χρόνια σε όλα τα νησιά των Κυκλάδων λιγότεροι από δέκα ανεμόμυλοι συνεχίζουν να εξυπηρετούν τον αρχικό προορισμό τους (Φολέγανδρος, Σίκινος, Δονούσα) ή δουλεύουν εποχικά για κτηνοτροφίες (Τήνος, Νάξος) ή «λειτουργούν» για τουριστικούς λόγους (Μύκονος). Στη χώρα μας σήμερα γίνεται μια φιλότιμη προσπάθεια αξιοποίησης της αιολικής ενέργειας με τη χρήση μεγάλων κυρίως αιολικών μηχανών οριζόντιου άξονα και στόχο την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Όμως, οι τοποθεσίες των παλαιών ανεμόμυλων αποτελούν πάντοτε μια αξιόπιστη ένδειξη περιοχών με αξιόλογο αιολικό δυναμικό, δοκιμασμένων μάλιστα από το πέρασμα πολλών δεκαετιών Μειονεκτήματα - Πλεονεκτήματα Αξιοποίησης της Αιολικής ενέργειας Μειονεκτή ιιατα Όπως προαναφέρθηκε, η αιολική ενέργεια χρησιμοποιήθηκε στο παρελθόν από τον άνθρωπο, τόσο στη ναυτιλία όσο και στην άρδευση και τη γεωργία. Αντικαταστάθηκε όμως από άλλες πηγές ενέργειας για ολόκληρο σχεδόν τον εικοστό αιώνα λόγω των σημαντικών μειονεκτημάτων που παρουσίαζε σε σύγκριση με τις 12

13 υπόλοιπες «πυκνότερες» μορφές ενέργειας. Βέβαια, σήμερα οι χρησιμοποιούμενες μηχανές δεν έχουν καμία σχέση τόσο από αεροδυναμικής σκοπιάς όσο και από κατασκευαστικής αντοχής και ποιότητας με τους θρυλικούς ανεμόμυλους, εμφανίζουν δε αξιοσημείωτη συγκέντρωση ισχύος. Παρ όλα αυτά είναι χρήσιμο να εξετάσουμε τα κυριότερα μειονεκτήματα που αποδίδονται στην αιολική ενέργεια, ώστε να αποκτήσουμε μια πλέον ολοκληρωμένη εικόνα. Για παράδειγμα: Η χαμηλή ροή αξιοποιήσιμης κινητικής ενέργειας του ανέμου κατατάσσει την αιολική ενέργεια στις «αραιές» μορφές ενέργειας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη χρήση είτε μεγάλου αριθμού ανεμογεννητριών είτε μηχανών μεγάλων διαστάσεων, για την παραγωγή της επιθυμητής ποσότητας ενέργειας. Σήμερα καταβάλλονται προσπάθειες αύξησης της συγκέντρωσης ισχύος των αιολικών μηχανών οι οποίες σε επιλεγμένες περιπτώσεις πλησιάζουν ή και υπερβαίνουν τα 600 W/m2. Η αδυναμία ακριβούς πρόβλεψης της ταχύτητας και της διεύθυνσης των ανέμων δε μας δίνει τη δυνατότητα να έχουμε την απαραίτητη αιολική ενέργεια τη στιγμή που τη χρειαζόμαστε. Το γεγονός αυτό μας υποχρεώνει να χρησιμοποιούμε τις αιολικές μηχανές κυρίως σαν εφεδρικές πηγές ενέργειας σε συνδυασμό πάντοτε με κάποια άλλη πηγή ενέργειας (π.χ. σύνδεση με ηλεκτρικό δίκτυο, παράλληλη λειτουργία με μονάδες Diesel κ.λπ.). Σε περιπτώσεις διασύνδεσης της αιολικής εγκατάστασης με το ηλεκτρικό δίκτυο η παραγόμενη ενέργεια δεν πληροί πάντοτε τις τεχνικές απαιτήσεις του δικτύου με αποτέλεσμα να είναι απαραίτητη η τοποθέτηση αυτοματισμών ελέγχου, μηχανημάτων ρύθμισης τάσεως και συχνότητας, καθώς και ελέγχου της άεργης ισχύος. Η εξέλιξη της τεχνολογίας σήμερα έχει δώσει λύσεις στα περισσότερα από τα αναφερόμενα προβλήματα, ιδιαίτερα με την κατασκευή ανεμογεννητριών μεταβλητού βήματος και μεταβλητών στροφών. Παρ όλα αυτά υπάρχει κάποιο αυξημένο κόστος για τη βελτίωση των χαρακτηριστικών της παραγόμενης ενέργειας, το οποίο προστίθεται στο συνολικό κόστος της παραγόμενης kwh. Τέλος, ακόμα και σήμερα εξακολουθούν να μας απασχολούν οι διαδικασίες ζεύξης-απόζευξης αιολικών μηχανών στο ηλεκτρικό δίκτυο λόγω των μεταβατικών φαινομένων που αυτές προκαλούν. Λόγω των τελευταίων προβλημάτων απαγορεύεται η διασύνδεση, πέραν ενός 13

14 ορίου αποδιδόμενης ισχύος, αιολικών μηχανών σε μικρά τοπικά ηλεκτρικά δίκτυα, τα οποία όμως αποτελούν και την πλειοψηφία των δικτύων του ελληνικού Αρχιπελάγους. Αντίστοιχα, σε περιπτώσεις αυτόνομων μονάδων είναι απαραίτητη η ύπαρξη συστημάτων αποθήκευσης της παραγόμενης ενέργειας, σε μια προσπάθεια να έχουμε συγχρονισμό της ζήτησης και της διαθέσιμης ενέργειας. Το γεγονός αυτό συνεπάγεται αυξημένο αρχικό κόστος (λόγω της προσθήκης του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας) και βέβαια επιπλέον απώλειες ενέργειας κατά τις φάσεις μετατροπής και αποθήκευσης, καθώς και αυξημένες υποχρεώσεις συντήρησης για την εξασφάλιση της ομαλής λειτουργίας. Ένα ακόμα μειονέκτημα της αιολικής ενέργειας είναι η περιορισμένη δυνατότητα αξιοποίησης του διαθέσιμου αιολικού δυναμικού. Στην πραγματικότητα αξιοποιούμε μερικώς μόνο την κινητική ενέργεια του ανέμου, η οποία αντιστοιχεί σε ένα περιορισμένο φάσμα ταχύτητας του ανέμου. Πρέπει επίσης να ληφθεί υπ όψιν ότι από το σύνολο της απορροφούμενης από μια ανεμογεννήτρια αιολικής ενέργειας μόνο ένα περιορισμένο μέρος της μετατρέπεται σε ωφέλιμη ενέργεια λόγω των αεροδυναμικών και των μηχανικών απωλειών και των αντίστοιχων περιορισμών. Τέλος, θα πρέπει να επισημάνουμε το σχετικά υψηλό κόστος της αρχικής επένδυσης για την εγκατάσταση μιας ανεμογεννήτριας, ειδικά μάλιστα για μεμονωμένες περιπτώσεις αιολικών μηχανών μικρού μεγέθους. Στο σημείο αυτό Πρέπει να προσθέσουμε ότι η συνεχής εξέλιξη της τεχνολογίας και ο ανταγωνισμός μεταξύ των κατασκευαστών έχει τα τελευταία χρόνια συμπιέσει σημαντικά τις τιμές των ανεμογεννητριών, βελτιώνοντας ταυτόχρονα και την αξιοπιστία τους. Πλεονεκτη ματα Αν και δεν είναι δυνατό να αγνοήσουμε τα μειονεκτήματα που συνοδεύουν την αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας, είναι επίσης σημαντικό να ληφθούν υπ όψιν και οι παρακάτω παράγοντες, ορισμένοι από τους οποίους ισχύουν ιδιαίτερα για τη 14

15 χώρα μας, ώστε να διαμορφώσουμε μια ολοκληρωμένη εικόνα για τις δυνατότητες και τους περιορισμούς αξιοποίησης της αιολικής ενέργειας. Πιο συγκεκριμένα: Η αιολική ενέργεια αποτελεί μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Το γεγονός αυτό σημαίνει ότι η αιολική ενέργεια δεν εξαντλείται σε αντίθεση με το σύνολο των συμβατικών καυσίμων, των οποίων τα βεβαιωμένα αποθέματα του πλανήτη μας αναμένεται να εξαντληθούν σε σύντομο χρονικό διάστημα. Η αιολική ενέργεια αποτελεί μία καθαρή μορφή ενέργειας, ήπια προς το περιβάλλον. Η χρήση της δεν επιβαρύνει τα οικοσυστήματα των περιοχών εγκατάστασης και παράλληλα αντικαθιστά ιδιαίτερα ρυπογόνες πηγές ενέργειας, όπως το κάρβουνο, το πετρέλαιο και η πυρηνική ενέργεια. Τα σημαντικά περιβαλλοντικά προβλήματα των περισσότερων αναπτυγμένων χωρών καθώς και της χώρας μας (π.χ. Αθήνα, Πτολεμαΐδα, Μεγαλόπολη κ.λπ.) καθιστούν την αιολική ενέργεια ιδιαίτερα ελκυστική σε σχέση με την προστασία του περιβάλλοντος. Επιπλέον, ειδικά για τη χώρα μας ισχύουν και τα ακόλουθα στοιχεία: Η χώρα μας και κυρίως τα νησιωτικά συμπλέγματα του Αιγαίου διαθέτουν πολύ υψηλό αιολικό δυναμικό και μάλιστα άριστης ποιότητας. Πράγματι, στα περισσότερα νησιά του Αρχιπελάγους εμφανίζονται άνεμοι υψηλής ταχύτητας και μεγάλης διάρκειας σχεδόν ολόκληρο το έτος. Η περιορισμένη συμβολή των ανανεώσιμων Πηγών ενέργειας στο εθνικό ενεργειακό ισοζύγιο, με αμελητέα μάλιστα τη συμμετοχή της αιολικής ενέργειας καθιστά προφανείς τις σχεδόν απεριόριστες δυνατότητες σύστασης αιολικών εγκαταστάσεων παραγωγής ενέργειας, σε μια αγορά με σημαντικό αριθμό αναξιοποίητων θέσεων εγκατάστασης. Η ισχυρή εξάρτηση της χώρας μας από εισαγόμενα καύσιμα, τα οποία οδηγούν αφενός σε συναλλαγματική αιμορραγία τη χώρα μας, αφετέρου σε εξάρτησή της από χώρες εκτός της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Η χώρα μας εξαρτάται κυρίως από το εισαγόμενο πετρέλαιο, που προέρχεται από χώρες υψηλού πολιτικό-οικονομικού κινδύνου και οι οποίες εμπλέκονται αρκετά συχνά σε πολιτικές και στρατιωτικές κρίσεις. Με τον τρόπο αυτό το 15

16 μεσοπρόθεσμο κόστος παραγωγής ενέργειας, η οποία αποτελεί τον κυριότερο ίσως παραγωγικό συντελεστή για πλήθος βασικών αγαθών, δε μπορεί να προβλεφθεί με λογικά σενάρια, πράγμα που οδηγεί σε υπερβολική αβεβαιότητα τον αντίστοιχο σχεδιασμό της εθνικής οικονομίας. Η υψηλή σεισμικότητα της χώρας μας εγκυμονεί κινδύνους για τις θερμοηλεκτρικές και κυρίως τις πυρηνικές εγκαταστάσεις, με αποτέλεσμα να θεωρείται προβληματική στο άμεσο μέλλον η κατασκευή πυρηνικών μονάδων στη χώρα μας. Προφανώς, με τα σημερινά τεχνολογικά δεδομένα είναι δυνατή η δημιουργία υψηλής ασφάλειας συμβατικών μονάδων, με δυσανάλογη όμως αύξηση του κόστους της παραγόμενης ενέργειας. Η σημαντική διασπορά και ανομοιομορφία του κόστους παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας στα διάφορα τμήματα της χώρας μας έχει ως αποτέλεσμα, ακόμα και στην περίπτωση που η μέση τιμή διάθεσης της ηλεκτρικής ενέργειας στη χώρα μας είναι ελαφρώς κατώτερη του οριακού κόστους της παραγόμενης αιολικής kwh σε αρκετά νησιά το κόστος παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας να είναι πολλαπλάσιο, ενίοτε και υπερδεκαπλάσιο του οριακού κόστους παραγωγής της Δ.Ε.Η.. Την ίδια στιγμή προκύπτει ότι υπάρχουν ΑΣΠ, των οποίων και μόνο η συμμετοχή του καυσίμου στο κόστος παραγωγής υπερβαίνει κατά πολύ το οριακό κόστος παραγωγής της επιχείρησης. Το γεγονός αυτό υποδηλώνει ότι είναι δυνατή η αντικατάσταση των συμβατικών καυσίμων από την αιολική ενέργεια, τουλάχιστον στις παραπάνω νησιωτικές περιοχές δεδομένου μάλιστα ότι αυτές διαθέτουν και το καλύτερο αιολικό δυναμικό. Η δυνατότητα τόνωσης της ελληνικής κατασκευαστικής δραστηριότητας με προϊόντα υψηλής Εγχώριας Προστιθέμενης Αξίας (Ε.Π.Α.) και συγκριτικά χαμηλού επενδυτικού κόστους, όπως θα μπορούσε να αποτελέσει η απόφαση συμπαραγωγής ανεμογεννητριών στη χώρα μας, συνεισφέροντας ταυτόχρονα και στη μείωση της ανεργίας. Η υψηλή Ε.ΠΑ., η οποία συνοδεύει την απόφαση εγχώριας παραγωγής ανεμογεννητριών. Η εκτιμούμενη Ε.Π.Α. μπορεί να φθάσει και να υπερβεί με τη σταδιακή απόκτηση εμπειρίας και στο 90% του συνολικού κόστους μιας ανεμογεννήτριας, ενισχύοντας ταυτόχρονα την εθνική οικονομία. 16

17 Η αξιόλογη εγχώρια ηλεκτρο-μηχανολογική εμπειρία, καθώς και το σημαντικό επιστημονικό-ερευνητικό ενδιαφέρον και δραστηριότητα στη γνωστική περιοχή της αιολικής ενέργειας. Η δυνατότητα αξιοποίησης επενδυτικών προγραμμάτων, που χρηματοδοτούνται εν μέρει από ελληνικούς και κοινοτικούς φορείς, δεδομένων των υψηλών επιχορηγήσεων και του συγκριτικά χαμηλού συνολικού κόστους που συνοδεύουν παρόμοιες επενδύσεις σε τομείς αξιοποίησης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Επιπλέον, είναι δυνατή στην περίπτωση ίδρυσης αιολικών πάρκων η σταδιακή εγκατάσταση των μηχανών, με διαχρονική κατανομή του κόστους επένδυσης σύμφωνα με το σχεδιασμό του επενδυτή. Η έλλειψη ισχυρών ελληνικών οικονομικών συμφερόντων, που έχουν επενδύσει σε άλλες μορφές ενέργειας, όπως, για παράδειγμα, η πυρηνική ενέργεια στη Γαλλία, το πετρέλαιο στις Αραβικές χώρες, και τα οποία θα μπορούσαν να αποθαρρύνουν τυχόν κυβερνητικό ενδιαφέρον για την αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας. Πράγματι, τα τελευταία χρόνια με την ενθάρρυνση της Ευρωπαϊκής Ένωσης, η Πολιτεία έχει δείξει αυξημένο ενδιαφέρον για τη διείσδυση της αιολικής ενέργειας στην εγχώρια ενεργειακή αγορά, με τη θέσπιση νομικού πλαισίου (π.χ. νόμος 2244/94, 2773/99) αλλά και τη χρηματοδότηση αντίστοιχων έργων (π.χ. νόμος 2234/94 ή 2601/98), χωρίς βέβαια να αρθούν πλήρως οι αντιξοότητες που συνοδεύουν τη λειτουργία της κρατικής μηχανής και των αντίστοιχων γραφειοκρατικών μηχανισμών. Αρνητική επίσης εξέλιξη αποτελεί η πολιτική επιλογή της Ελληνικής Πολιτείας υπέρ της αυξημένης διείσδυσης του εισαγόμενου φυσικού αερίου στο εγχώριο ενεργειακό ισοζύγιο. Η δυνατότητα αποκεντρωμένης ανάπτυξης μέσα από αυτόνομα συστήματα παραγωγής ενέργειας γεγονός που μπορεί να ενισχύσει σημαντικά την οικονομική δραστηριότητα των τοπικών κοινωνιών. Η αποκεντρωμένη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, που περιορίζει τις απώλειες και το κόστος μεταφοράς και συνεισφέρει στην υποστήριξη των τοπικών δικτύων με έγχυση ηλεκτρικής ισχύος πλησίον των περιοχών υψηλής κατανάλωσης. 17

18 Συνοψίζοντας τα ανωτέρω, πιστεύουμε ότι τα πλεονεκτήματα που απορρέουν από την αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας είναι ασυγκρίτως περισσότερα και σοβαρότερα από τα υπάρχοντα μειονεκτήματα. Για το λόγω αυτό η στρατηγική απόφαση να αξιοποιηθεί στη χώρα μας το υπάρχον αιολικό δυναμικό, καθώς και να αναπτυχθούν κατασκευαστικές μονάδες παραγωγής ανεμογεννητριών μπορεί κάλλιστα να οδηγήσει σε οικονομικά βιώσιμες αλλά και ελκυστικές επενδύσεις, μη λαμβάνοντας στους ισολογισμούς μας υπόψη τα παράλληλα οφέλη, που αφορούν την προστασία του περιβάλλοντος και την οικονομική ανεξαρτησία της χώρας μας. Επιπλέον, λαμβάνοντας υπόψη την τοπογραφία της χώρας μας και την αφθονία των μικρών νησιών και των απομονωμένων αγροκτημάτων, Πρέπει να ενθαρρύνουμε και την εγκατάσταση ανεμογεννητριών μικρών-μεσαίων διαστάσεων από ιδιώτες. Αξίζει να σημειωθεί ότι, σύμφωνα με τους πιο συντηρητικούς υπολογισμούς της Ε.Ε., υπάρχουν στην Ευρωπαϊκή Ένωση πάνω από πεντακόσιες εξήντα χιλιάδες (560,000) ιδιωτικές απομονωμένες αγροικίες, από τις οποίες περίπου το 10% ανήκει στη χώρα μας. Οι αγροικίες αυτές δεν έχουν πρόσβαση στο ηλεκτρικό δίκτυο, με αποτέλεσμα η πιθανή εγκατάσταση ανεμογεννητριών να συνεισφέρει στην επίλυση των ενεργειακών τους προβλημάτων. Τέλος, στην περίπτωση κατά την οποία θα αποφασισθεί η εγχώρια παραγωγή σημαντικού αριθμού ανεμογεννητριών, οι αντίστοιχες κατασκευαστικές εταιρείες θα έχουν τη δυνατότητα να επωφεληθούν και από τα λεγόμενα «φαινόμενα οικονομίας κλίμακας», τα οποία συνοδεύουν τη μαζική παραγωγή προϊόντων Παραδείγματα εφαρμογών Αιολικής Ενέργειας Οι ανεμογεννήτριες κάθε τύπου μετατρέπουν μέρος της κινητικής ενέργειας του ανέμου σε περιστροφική (μηχανική) ενέργεια του άξονα της μηχανής, η οποία με τη σειρά της μπορεί να χρησιμοποιηθεί με διάφορους τρόπους. Η κυριότερη χρήση των ανεμογεννητριών είναι για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είτε αυτόνομα (με τη βοήθεια συσσωρευτών) είτε σε σύνδεση με το τοπικό ηλεκτρικό δίκτυο. Για αιολική ηλεκτροπαραγωγή ο ανεμοκινητήρας συνδέεται με μια ηλεκτρογεννήτρια, σύγχρονη ή ασύγχρονη ή ακόμα και συνεχούς ρεύματος. Οι γεννήτριες συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιούνται αποκλειστικά σε πολύ μικρές εγκαταστάσεις και σε συνδυασμό πάντοτε με σύστημα αποθήκευσης, κυρίως 18

19 ηλεκτρικούς συσσωρευτές. Το παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα τροφοδοτεί καταναλώσεις συνεχούς, όπως, για παράδειγμα, θερμάστρες, φωτισμό κ.λπ. Ανεμος (Γ Μετατροπή Ενέργειας Αεροδυναμική Διάταξη Μεταφορά Ενέργειας Αποθήκευση Ενέργειας Θ Κατανάλωση Κινητική Ενέργεια Ανέμου Μηχανικό Έργο Πιθανή μετατροπή σε άλλη μορφή ενέργειας Μεταφερόμενη Ενέργεια Αποθηκεμμένη _ Ενέργεια Κατανάλωση Ενέργειας Εικόνα 1.4 Τυπική διάταξη αιολικής ενέργειας Οι συντριπτικά περισσότερες όμως ηλεκτρογεννήτριες είναι εναλλασσομένου ρεύματος, είτε ασύγχρονες είτε σύγχρονες, και οι οποίες κατά κύριο λόγο είναι συνδεδεμένες με το ηλεκτρικό δίκτυο. Οι ασύγχρονες γεννήτριες είναι πλέον οικονομικές και δεν εμφανίζουν σημαντικά προβλήματα διασύνδεσης με το τοπικό δίκτυο. Δεν μπορούν όμως να λειτουργήσουν αυτόνομα, δεδομένου ότι χρειάζονται εξωτερική διέγερση την οποία παίρνουν από το δίκτυο. Αντίστοιχα σι σύγχρονες γεννήτριες μπορούν να λειτουργήσουν Και αυτόνομα, εμφανίζουν όμως κάποια προβλήματα συνεργασίας με το ηλεκτρικό δίκτυο, λόγω της σχετικής ακαμψίας που παρουσιάζουν. Άλλες δυνατές χρήσεις της αιολικής ενέργειας είναι η άντληση νερού και η άρδευση αγροτικών καλλιεργειών. Μια τυπική εφαρμογή της αιολικής ενέργειας είναι η χρήση ανεμοκινητήρων για την άρδευση του οροπεδίου του Λασιθίου, ενώ σήμερα λειτουργούν αιολικά συστήματα άντλησης και άρδευσης αγροτικών εκτάσεων υπό μεγάλη πίεση με τη μορφή τεχνητής βροχής. Υπάρχει δε πάντοτε η δυνατότητα συνεργασίας των ανεμογεννητριών με ηλεκτρικές ή και πετρελαιοκίνητες μονάδες άντλησης με σημαντική εξοικονόμηση συμβατικής ενέργειας. 19

20 Παράλληλα, είναι δυνατή η χρήση της παραγόμενης αιολικής ενέργειας για την απευθείας παραγωγή θερμότητας (τριβή στερεών, αναδευτήρες, κατάθλιψη υγρών), η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε για η θέρμανση χώρων εργασίας, είτε για την αποξήρανση γεωργικών προϊόντων, είτε τέλος για τη θέρμανση θερμοκηπίων. Ανάμεσα στις υπόλοιπες χρήσεις της αιολικής ενέργειας είναι η αφαλάτωση νερού, η ηλεκτρόλυση ύδατος και η παραγωγή καύσιμου υδρογόνου, καθώς και η φόρτιση συσσωρευτών για το εμπόριο. Στην εικόνα 1.3 παρουσιάζεται μια τυπική διάταξη παραγωγής και μετατροπής της αιολικής ενέργειας η οποία αντιστοιχεί κυρίως σε εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Συστήματα αποθήκευσης αιολικής ενέργειας Όπως γνωρίζουμε, το βασικότερο ίσως μειονέκτημα ης αιολικής ενέργειας είναι η ασυνέχεια παραγωγής, καθώς και η αδυναμία παραγωγής ενέργειας κατά βούληση με σκοπό την κάλυψη στη στιγμιαίας ζήτησης. Το γεγονός αυτό δημιουργεί την ανάγκη αποθήκευσης της παραγόμενης ενέργειας ώστε να καλυφθούν οι ενεργειακές μας ανάγκες σε περιόδους άπνοιας ή σε μια προσπάθεια καλύτερης προσαρμογής της ενεργειακής ζήτησης και προσφοράς. Βέβαια, η χρήση συστημάτων αποθήκευσης αυξάνει σημαντικά Το κόστος αρχικής εγκατάστασης, επιβαρύνεται η διαδικασία συντήρησης, ενώ προσθέτει και επιπλέον απώλειες μετατροπής, όπως θα δούμε και σε επόμενο κεφάλαιο. Τα κυριότερα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας είναι: Συστοιχίες συσσωρευτών Αποτελούν την πλέον κατάλληλη μέθοδο για αποθήκευση σχετικά μικρών ποσοτήτων ενέργειας, για μικρούς οικισμούς και μεμονωμένες αγροικίες. Το μέγεθος και η συνδεσμολογία των συσσωρευτών εξαρτάται από την απαιτούμενη επάρκεια ενέργειας και το είδος των καταναλώσεων. Το κόστος των συσσωρευτών είναι αρκετά σημαντικό, ιδιαίτερα για συσσωρευτές μεγάλου επιτρεπόμενου αριθμού φορτίσεων-αποφορτίσεων και απαιτείται προσεκτική συντήρηση της εγκατάστασης. Σε καταναλώσεις εναλλασσόμενου ρεύματος είναι απαραίτητη η ύπαρξη ανορθωτών, μετατροπέων συχνότητας και σταθεροποιητών τάσης και συχνότητας. 20

21 Συστήματα υδροδυναμικής αποθήκευσης ενέργειας Η εφαρμογή αυτή εμφανίζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τη χώρα μας στο άμεσο μέλλον, κύρια στα νησιά του Αιγαίου. Στην περίπτωση αυτή η περίσσεια αιολικής ενέργειας, τις ώρες μικρής ενεργειακής ζήτησης, χρησιμοποιείται για την άντληση νερού προς την πάνω λίμνη μιας υδροηλεκτρικής εγκατάστασης. Στην περίπτωση τώρα χαμηλής αιολικής παραγωγής ή άπνοιας λειτουργεί ο υδροηλεκτρικός σταθμός με την προσαγωγή του αποθηκευμένου ύδατος στον υδροστρόβιλο και την παραγωγή του επιθυμητού ποσού ενέργειας. Για τη λειτουργία του υδροηλεκτρικού έργου μπορεί να χρησιμοποιηθεί γλυκό (π.χ. βρόχινο) νερό αλλά και νερό θάλασσας (προεπεξεργασμένο), πράγμα που ευνοεί αντίστοιχες εγκαταστάσεις σε νησιά. Ο συντελεστής απόδοσης του αποθηκευτικού αυτού συστήματος είναι περίπου 70%, εφόσον οι αιολικές και οι υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις βρίσκονται στην ίδια περιοχή, ώστε να περιορίζονται οι απώλειες μεταφοράς της ενέργειας. Βέβαια, οι δαπάνες επένδυσης είναι αρκετά υψηλές με αποτέλεσμα να απαιτείται οικονομικοτεχνική ανάλυση για την αναζήτηση τη βέλτιστης λύσης. Δεν πρέπει τέλος να ξεχνάμε ότι τα συνδυασμένα αιολικά υδροηλεκτρικά έργα εμφανίζουν τέλεια ρύθμιση του φορτίου, ενώ μπορούν να χρησιμοποιηθούν γενικότερα ως αποθήκες ενέργειας συνεργαζόμενες και με άλλες συμβατικές ή ανανεώσιμες μονάδες παραγωγής ενέργειας. Παρόμοια λειτουργία ακολουθούν, για παράδειγμα, τα αντλησιοταμιευτικά έργα της Σφηκιάς και του Θησαυρού στο διασυνδεδεμένο εθνικό ηλεκτρικό δίκτυο. Στην περίπτωση της πρώτης εγκατάστασης, η οποία λειτουργεί από τις αρχές τις δεκαετίας του 70, προβλέπεται ετησίως παραγωγή ενέργειας ίση με 394 GWh τις ώρες αιχμής, ενώ απορροφούνται περίπου 550 GWh για την άντληση του νερού τις ώρες χαμηλής ζήτησης φορτίου, δίνοντας έτσι ένα συντελεστή ενεργειακής απόδοσης ίσο με Συστήματα παραγωγής υδρογόνου Παράγεται κυρίως με ηλεκτρόλυση θαλασσινού νερού, που αποτελεί κα πρακτικά ανεξάντλητη πρώτη ύλη. Το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε απευθείας σαν καύσιμο αποδίδοντας τριπλάσια ενέργεια από ίση ποσότητα πετρελαίου, χωρίς μάλιστα να ρυπαίνει το περιβάλλον, είτε για άμεση απόληψη ηλεκτρικής ενέργειας μέσο ειδικών κυψελών καυσίμου. 21

22 Τα κυριότερα μειονεκτήματα του εν λόγω τρόπου αποθήκευσης είναι η παραγωγή τεράστιων όγκων υδρογόνου, καθώς και οι κίνδυνοι διατήρησης φιαλών πεπιεσμένου υδρογόνου. Από την άλλη πλευρά, το υδρογόνο θεωρείται από μερικούς σαν το μελλοντικό καύσιμο του πλανήτη μας, δεδομένης της καθαρότητάς του και της υψηλής θερμογόνου δύναμής του. Με τον τρόπο μάλιστα αυτό οι ήπιες μορφές ενέργειας μπορούν να προμηθεύουν καύσιμα για την προώθηση οχημάτων (αυτοκίνητα, αεροπλάνα κ.λπ.). Μερικές από τις λύσεις που έχουν προταθεί για την αποθήκευση του υδρογόνου είναι: α. η υγροποίησή του (με κατανάλωση του 20% περίπου της θερμογόνοι ικανότητας της υγροποιημένης ποσότητας), β. ο σχηματισμός υδρογονούχων ενώσεων (π.χ. αμμωνίας, υδραζίνης) που υγροποιούνται εύκολα, αποθηκεύονται σαν υγρά και ξαναδιασπώνται όταν χρειάζεται για την παραγωγή υδρογόνου και γ. προσρόφηση του υδρογόνου σε διάφορα μέταλλα (σχηματισμός υδριδίων το οποίο επανεκλύεται με θέρμανση των υδριδίων. Υδραυλικοπνευματική αποθήκευση ενέργειας μέσω συμπίεσης αερίων Οι κατασκευές αυτές περιέχουν συμπιεσμένο αέριο, άζωτο ή αέρα και η αποθήκευση ενέργειας γίνεται σε έναν ή περισσότερους υδραυλοπνευματικούς συσσωρευτές. Με τον τρόπο αυτό είναι δυνατό να έχουμε αποθήκευση ενέργειας για σχετικά περιορισμένα χρονικά διαστήματα (της τάξεως ολίγων ωρών) με αποδεκτό κόστος. Βέβαια, σι μονάδες αποθήκευσης του τύπου αυτού είναι περιορισμένου μεγέθους, Πράγμα που απαιτεί την τοποθέτηση αρκετών τέτοιων συσκευών «εν παραλλήλω» για να ικανοποιήσουμε τις ανάγκες μεγαλύτερων συστημάτων. Αρκετά συχνά οι εν λόγω μονάδες αποταμίευσης ενέργειας χρησιμοποιούνται και σε συστήματα συνεργασίας ανεμογεννήτριας και εμβολοφόρων με σημαντική εξοικονόμηση καυσίμου. Εναλλακτικά εξετάζεται η αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων συμπιεσμένου αέρα σε μεγάλων διαστάσεων φυσικά αεριοφυλάκια (π.χ. εγκαταλελειμμένα ορυχεία, υπόγειες κοιλότητες) και η διοχέτευση πεπιεσμένου αέρα κατά βούληση σε ειδικούς αεροστρόβιλους απόδοση. 22

23 Αποθήκευση ενέργειας σε σφόνδυλο Στην περίπτωση αυτή η αποθήκευση της αιολικής ενέργειας γίνεται με τη βοήθεια ενός ή περισσότερων σφονδύλων. Βέβαια, μόνο περιορισμένα ποσά ενέργειας μπορούν να αποθηκευθούν με τον τρόπο αυτό, τα οποία μας παρέχουν αυτονομία μερικών μόνο λεπτών, δεδομένου ότι οι σφόνδυλοι με δυνατότητα αποθήκευσης πολλών kwh θα χρειασθούν μεγάλη προσοχή στη σχεδίαση και στην κατασκευή, ώστε να καταστούν αξιόπιστοι για πολλά χρόνια λειτουργίας. Στην περίπτωση αυτή δεν πρέπει να αγνοήσουμε τις απώλειες του ίδιου του σφονδύλου (π.χ. λόγω τριβών με τον περιβάλλοντα αέρα), τις απώλειες των εδράνων και του κιβωτίου ταχυτήτων. Οι πρακτικές εφαρμογές τέτοιων συστημάτων αναφέρονται σε συστήματα «όπου η παρουσία του σφονδύλου μπορεί να οδηγήσει σε εξοικονόμηση καυσίμου της τάξης του 50%, ενώ παράλληλα μειώνεται σημαντικά ο αριθμός εκκινήσεων του κινητήρα Diesel. Υβριδικά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας Στην περίπτωση αυτή χρησιμοποιούνται συνδυασμοί των παραπάνω αποθηκευτικών μέσων, όπως, για παράδειγμα, συστήματα συσσωρευτών και σφονδύλου, συσσωρευτών και συστήματος wind-diesel σφονδύλου και συστήματος wind-diesel καθώς και συνδυασμός συσσωρευτών, ανεμογεννήτριας και φωτοβολταϊκών στοιχείων. Οι περισσότερες από τις παραπάνω περιπτώσεις λειτουργούν προς το παρόν πειραματικά, οι πρώτες όμως εκτιμήσεις δείχνουν ότι είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν για πρακτικές εφαρμογές αποθήκευσης της αιολικής ενέργειας με αρκετά καλά αποτελέσματα. Συνοψίζοντας, πρέπει να αναφέρουμε ότι η παραγόμενη αιολική ενέργεια στη χώρα μας μπορεί κατά κύριο λόγο να τροφοδοτήσει το διασυνδεδεμένο ή τα επιμέρους νησιωτικά ηλεκτρικά δίκτυα. Επιπλέον, είναι δυνατή η κάλυψη των ηλεκτρικών αναγκών ιδιοπαραγωγών σύμφωνα με τους πρόσφατους ενεργειακούς νόμους, για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ΑΠΕ. Επίσης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε για τη φόρτιση συσσωρευτών και τροφοδοσία πομπών και αναμεταδοτών (π.χ. Ο.Τ.Ε.), είτε για την παροχή ηλεκτρισμού σε απομονωμένους οικισμούς καθώς και για το φωτισμό φάρων. Παράλληλα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί από ξενοδοχεία ή από ενεργοβόρες βιομηχανίες-βιοτεχνίες για τη μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικού ρεύματος, καθώς και τη θέρμανση θερμοκηπίων. Τέλος, 23

24 τυχόν περίσσεια ενέργειας μπορεί να διοχετευθεί σε άντληση νερού ή σε αφαλάτωση θαλασσινού νερού για την κάλυψη των αναγκών των ελληνικών νησιών Ρυθμός ανάπτυξης της Αιολικής Ενέργειας, στην παγκόσμια παραγωγή ενέργειας Η εξέλιξη των σύγχρονων ανεμογεννητριών ξεκίνησε στα μέσα της δεκαετίας του 1970 ως αποτέλεσμα του αυξανόμενου κόστους παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, λόγω των υψηλών τιμών του Πετρελαίου στη διεθνή αγορά. Στα μέσα της δεκαετίας του 90 αναφέρεται ότι υπήρχαν Παγκοσμίως αιολικές εγκαταστάσεις της τάξεως των 7500 Μ, εκ των οποίων τα 2000 ΜΨ βρίσκονταν εγκατεστημένα στις Η.Π.Α., και κυρίως στην Πολιτεία της Καλιφορνία, ενώ περισσότερα από 4000 ΜΨ βρίσκονταν εγκατεστημένα στις χώρες της Ε.Ε. Λιγότερο από δέκα χρόνια μετά η Παγκόσμια εγκατεστημένη αιολική ισχύς ξεπερνά τα 40,000 ΜΨ, ενώ μέσα στο 2003 μόνο εγκαταστάθηκε περισσότερη αιολική ισχύς (8Ι00 ΜΨ) από αυτή που είχε συνολικά εγκατασταθεί έως το τέλος του 1997! Στον Πίνακα 1.1 παρουσιάζεται η διαχρονική εξέλιξη της παγκόσμιας εγκατεστημένης αιολικής ισχύος σε συνδυασμό με τις ετήσιες προσθήκες νέων εγκαταστάσεων. Είναι σημαντικό να επισημανθεί ότι κατά την τελευταία δεκαετία ο ετήσιος ρυθμός αύξησης της εγκατεστημένης αιολικής Πίνακας 1.1 Διαχρονική εξέλιξη παγκόσμιας Αιολικής ενέργειας ισχύος ξεπερνά το 30%, ρυθμός που συντελεί, ώστε η αιολική βιομηχανία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας να εμφανίζει (Πίνακας 1.1) τους ταχύτερους ρυθμούς 24

25 ανάπτυξης από το σύνολο των κλάδων ηλεκτροπαραγωγής, ρυθμοί ανάπτυξης που μόνο με αυτούς του κλάδου των τηλεπικοινωνιών μπορούν να συγκριθούν ΕΤΟΣ Πίνακας 1.2 Ετήσιος ρυθμός αύξησης εγκατεστημένης Αιολικής ενέργειας Στο σημείο αυτό αξίζει να υπογραμμισθεί ότι η ετήσια ηλεκτροπαραγωγή των υφιστάμενων αιολικών εγκαταστάσεων το 2003 ξεπερνά τις 80 TWh, ενέργεια σχεδόν διπλάσια της εθνικής μας παραγωγής, ικανή δηλαδή να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες περίπου 19 εκατομμυρίων τυπικών ευρωπαϊκών νοικοκυριών. Σε αντίθεση με παλαιότερες αναλύσεις η συμμετοχή των ΗΠΑ δεν είναι πλέον κυρίαρχη, δεδομένου ότι η Γερμανική αιολική αγορά κατέχει με διαφορά την πρώτη θέση στην εγκατεστημένη αιολική ισχύ (Περίπου MW στο τέλος του 2003), ενώ η Ισπανία διεκδικεί με περισσότερο δυναμισμό τη δεύτερη θέση από τις ΗΠΑ. Στην τέταρτη θέση βρίσκεται η παραδοσιακή Δανική αγορά, η οποία τα τελευταία χρόνια παρουσιάζει έναν αισθητό κορεσμό, ενώ ελπιδοφόρα χαρακτηρίζεται η ανάκαμψη της αγοράς των Ινδιών, που μετά από παρατεταμένη αδράνεια ξεπέρασε τα 2100 ΜW. Άλλες χώρες, όπου υπάρχει ένα αξιόλογο ενδιαφέρον για τις εφαρμογές της αιολικής ενέργειας, είναι η Αυστρία, η Ιταλία, η Ολλανδία, η Μεγάλη Βρετανία, η Πορτογαλία, η Σουηδία, η Κίνα, η Ιαπωνία και η χώρα μας. Έτσι, η αιολική πραγματικότητα ξεπέρασε τόσο τον αρχικό όσο και τον αναθεωρημένο στόχο της Ευρωπαϊκής Ένωσης Αιολικής Ενέργειας (Ε/ΕΑ) για το 2000, που αντιστοιχούσε σε 4000 WW και 8000 HW εγκατεστημένης αιολικής 25

26 ισχύος, δεδομένου ότι στο τέλος του 2000 στην Ευρώπη λειτουργούσαν αιολικές μηχανές συνολικής ισχύος ΜΨ. Αντίστοιχα, πριν to τέλος του 2005 το όριο των ΜΨ που είχε τεθεί για το 2010 θα έχει συντριβεί, ικανοποιώντας τουλάχιστον πέντε χρόνια νωρίτερα το στόχο που έχει τεθεί από την Ευρωπαϊκή Λευκή Βίβλο για την Ενέργεια Ρυθμός ανάπτυξης της Αιολικής Ενέργειας, στην Ελληνική παραγωγή ενέργειας Χωρίς αμφιβολία, η ταχύρρυθμη ανάπτυξη των ΑΠΕ και η μεγαλύτερη δυνατή συμμετοχή τους στο ενεργειακό γίγνεσθαι αποτελεί σήμερα, μαζί με την εξοικονόμηση ενέργειας, το υπ αριθμόν 1 εργαλείο ενεργειακής και περιβαλλοντικής πολιτικής σε εθνικό, Ευρωπαϊκό και διεθνές επίπεδο, τόσο για την αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση φαινόμενου του των κλιματικών αλλαγών (Πρωτόκολλο του Κιότο), όσο και γενικότερα για την ουσιαστική της στήριξη παγκόσμιας Φυσικό αέριο 4,5% Εικόνα 1.5 Αιολικά 0,2 % Υ/Η 1,5% 1 H Γεωθερμία 0,0% Ηλιακά Βιομάζ 0,4% 3,4% Το ελληνικό ενεργειακό Ισοζύγιο Στερεά καύσιμα προσπάθειας για βιώσιμη ανάπτυξη. Στην Ελλάδα, ο πρωταρχικός αυτός ρόλος των ΑΠΕ στα πλαίσια του Πρωτοκόλλου του Κιότο, αποτυπώνεται χαρακτηριστικά στο «Εθνικό Πρόγραμμα μείωσης εκπομπών αερίων του φαινόμενου του θερμοκηπίου ( )», το οποίο εγκρίθηκε με την Πράξη Υπουργικού Συμβουλίου Νο. 5 της /ΦΕΚ Α' 58/ Σύμφωνα, λοιπόν, με το εγκεκριμένο αυτό Εθνικό Πρόγραμμα, οι ΑΠΕ (ηλεκτροπαραγωγή + θερμικές χρήσεις) καλούνται να συμβάλουν κατά 35,5 % στη συνολική προσπάθεια που πρέπει να καταβληθεί από τη χώρα μας για την υλοποίηση 26

27 των δεσμεύσεων του Πρωτοκόλλου του Κιότο (μείωση εκπομπών, λόγω ΑΠΕ, κατά τόνους ισοδύναμου CO2 /έτος, σε σύνολο μείωσης εκπομπών τόνους ισοδύναμου CO2 /έτος). Για να γίνει αντιληπτό το μέγεθος της προγραμματισμένης συμβολής των ΑΠΕ στην προσπάθεια επίτευξης του εθνικού στόχου του Κιότο, αρκεί να αναφερθεί ότι τυχόν μη υλοποίηση της συμβολής αυτής, λόγω αποτυχίας του προγράμματος ανάπτυξης των ΑΠΕ στη χώρα μας, θα κοστίζει στην Ελλάδα (σε πρόστιμα ή σε αναγκαστική αγορά πρόσθετων δικαιωμάτων εκπομπών CO2 ) πάνω από 70 εκατομμύρια Ευρώ το χρόνο, από το 2010 και μετά. Σύμφωνα πάντα με το Εθνικό Πρόγραμμα, τα 2/3 περίπου της συνολικής συμβολής των ΑΠΕ στην επίτευξη του εθνικού στόχου του Κιότο αφορούν την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ΑΠΕ, το δε υπόλοιπο 1/3 την παραγωγή θερμότητας (π.χ. ηλιακά, γεωθερμία, βιομάζα). Από τις διάφορες μορφές και τεχνολογίες ΑΠΕ, η αιολική ενέργεια είναι εκείνη που καλείται να συνεισφέρει το μεγαλύτερο, ποσοστιαία, μερίδιο στην επίτευξη του εθνικού στόχου του Κιότο. Συγκεκριμένα, τόσο το Εθνικό Πρόγραμμα μείωσης εκπομπών αερίων φαινόμενου θερμοκηπίου, όσο και το Εθνικό Σχέδιο Κατανομής Δικαιωμάτων Εκπομπών CO2, το οποίο κατατέθηκε επίσημα από το Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. για έγκριση στην Ευρωπαϊκή Επιτροπή, στις , προβλέπουν την εγκατάσταση περίπου 1600 MW αιολικών πάρκων συνολικά, μέχρι το H λειτουργία των αιολικών αυτών πάρκων θα συνεισφέρει τόνους 002/έτος στον εθνικό στόχο μείωσης των εκπομπών CO2, στα πλαίσια υλοποίησης των δεσμεύσεων του Πρωτοκόλλου του Κιότο. ΤΥΠΟΣ ΑΠΕ ΔΙΑΣΥΝΔΕΔΕΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ (MW) ΙΔΙΩΤΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΟΙ ΔΕΗ ΜΗ-ΔΙΑΣΥΝΔΕΔΕΜΕΝΑ ΝΗΣΙΑ (MW) ΙΔΙΩΤΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΟΙ ΔΕΗ ΣΥΝΟΛΟ (MW) ΑΙΟΛΙΚΑ ΠΑΡΚΑ 340,56 7,2 111,02 29, Πίνακας 1.3 Εγκατεστημένη ηλεκτρική ισχύς έργων Αιολικών Πάρκων στην Ελλάδα, σε MW (Ιανουάριος 2005) 27

28 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2Ο 2. Αξιολόγηση του Αιολικού Δυναμικού Για τις ανάγκες υπολογισμού του διαθέσιμου αιολικού δυναμικού μιας περιοχής δεν επαρκεί η γνώση της μέσης ταχύτητας του ανέμου της περιοχής, αλλά μας χρειάζονται αναλυτικές πληροφορίες και για την κατανομή της πιθανότητας εμφάνισης των διάφορων τιμών ταχύτητας του ανέμου μέσα στο χρόνο, με έμφαση στην καταγραφή των διαστημάτων νηνεμίας, καθώς και των διαστημάτων εμφάνισης πολύ ισχυρών ανέμων. Για το σκοπό αυτό και πριν να πάρουμε την τελική απόφαση για την εγκατάσταση μιας ανεμογεννήτριας σε μια περιοχή, είναι απαραίτητο να συγκεντρώσουμε τα διαθέσιμα ανεμολογικά στοιχεία της περιοχής, να τα επεξεργαστούμε στατιστικά και να δημιουργήσουμε τα αντίστοιχα διαγράμματα πυκνότητας πιθανότητας και διάρκειας των ανέμων. Επιπλέον, είναι απαραίτητος ο εντοπισμός της συχνότητας και της διάρκειας των περιόδων χαμηλών ταχυτήτων και άπνοιας, οπότε και η ανεμογεννήτρια βρίσκεται εκτός λειτουργίας. Στις χρονικές αυτές περιόδους πρέπει να αναζητήσουμε άλλες πηγές ενέργειας, γεγονός που επηρεάζει ταυτόχρονα την επιλογή και καταπόνηση των συσσωρευτών αποθήκευσης ενέργειας. Όπως είναι κατανοητό, για να καταλήξει κανείς σε ασφαλή αποτελέσματα απαιτούνται μακροχρόνιες και αναλυτικές μετρήσεις. Όμως, το σημαντικό κόστος μετρήσεων αλλά και η αναπόφευκτη καθυστέρηση σε συνδυασμό με την έλλειψη κατά κανόνα μακροχρόνιων μετρήσεων στις συγκεκριμένες «ενδιαφέρουσες» περιοχές, μας υποχρεώνει να καταφύγουμε σε ημιεμπειρικά αναλυτικά μοντέλα, που περιγράφουν το τοπικό αιολικό δυναμικό μιας περιοχής βάσει μικρού αριθμού παραμέτρων. Οι χρησιμοποιούμενες αυτές σχέσεις, πέρα από τα προβλήματα ακρίβειας που παρουσιάζουν, εμφανίζουν και επιπλέον προβλήματα αξιοπιστίας σε τοπικό επίπεδο για μια συγκεκριμένη περιοχή. Οι ευρύτερα χρησιμοποιούμενες αναλυτικές διανομές πυκνότητας πιθανότητας είναι η διανομή «Weibull» και η διανομή «Rayleigh». Η διανομή που προτάθηκε από τον Weibull περιγράφει ικανοποιητικά τα ανεμολογικά χαρακτηριστικά στις περιοχές της εύκρατης ζώνης και για ύψος μέχρι 100 μέτρα από 28

29 το έδαφος. Η εν λόγω διανομή προσδιορίζει την πιθανότητα η ταχύτητα του ανέμου να βρίσκεται σε μια περιοχή της ταχύτητας «V» βάσει δύο μόνο παραμέτρων. Η αναλυτική έκφραση της διανομής δίνεται σαν : 2.1. Ανάλυση του Αιολικού Δυναμικού της Ελλάδας κατά Weibull Η ανάλυση των μετεωρολογικών στοιχείων της χώρας μας οδήγησε τους ερευνητές στη δημιουργία γεωγραφικών χαρτών, που περιγράφουν τη χωρική διανομή των παραμέτρων «Weibull» (βλέπε και εικόνα 2.1 και 2.2). Έτσι, για τη γεωγραφική περιοχή του Αιγαίου οι τιμές της παραμέτρου «C» βρίσκονται μεταξύ του πέντε και του επτά και οι τιμές της παραμέτρου «k» στην Περιοχή (1.3/2.0). Τέλος, για αρκετές μεμονωμένες περιοχές οι τιμές της παραμέτρου «C» πλησιάζουν τα 10 m/sec ενώ η παράμετρος «k» υπερβαίνει την τιμή 2.0, πράγμα που πιστοποιεί την ύπαρξη υψηλού αιολικού δυναμικού πολύ καλής ποιότητας. Εικόνα 2.1 Γεωγραφική διανομή παραμέτρου C 29