ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 2 EDITORIAL 3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ι - ΜΑΘΑΜΕ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 4 ΕΚΠΟΜΠΕΣ ΡΥΠΩΝ 5 ΤΙ ΣΥΜΒΑΙΝΕΙ ΣΤΙΣ ΜΕΡΕΣ ΜΑΣ 7

Transcript

1

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 2 EDITORIAL 3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ι - ΜΑΘΑΜΕ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 4 ΕΚΠΟΜΠΕΣ ΡΥΠΩΝ 5 ΤΙ ΣΥΜΒΑΙΝΕΙ ΣΤΙΣ ΜΕΡΕΣ ΜΑΣ 7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΙΙ - Η ΛΥΣΗ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 9 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ 16 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΕΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ 23 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 25 ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ 39 ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ 53 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΙΙΙ - Η ΟΥΛΕΙΑ Ι ΕΑ 62 ΜΕΛΕΤΗ 64 ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ 70 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 76 ΕΠΙΛΟΓΟΣ 78 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΠΙΝΑΚΕΣ ΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ 79 ΣΧΕ ΙΑ 82 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 88 2

3 EDITORIAL Οι εσωτερικές ανάγκες που µας ωθούν να µπαίνουµε σε διαδικασίες όπως αυτή που ξεκινάµε να σας παρουσιάσουµε είναι στα σίγουρα περίπλοκες κι ανεξιχνίαστες. Και η ιδιότητα µου ως µηχανολόγος δεν είναι η κατάλληλη για να τις αναλύσω. Ελπίζω όµως να συνεχίσουν να ανάβουν φλόγες στις καρδιές µας και να καίνε όλο και περισσότερο, όλο και δυνατότερα. Γιατί η εµπειρία που χαρίζει στην ψυχή µας µια δηµιουργική διαδικασία είναι η καλύτερη τροφή για τον άνθρωπο. Τον σκεπτόµενο και ζωντανό. Όµως ας πάρουµε τα πράγµατα µε τη σειρά. Η ανακοίνωση του προγράµµατος ΤΕΧΝΟΜΑΘΕΙΑ µας έδωσε µια ευκαιρία. Την ευκαιρία να συνεργασθούµε, να γνωριστούµε και να βρούµε κοινούς τόπους κι αναφορές. Και να δηµιουργήσουµε. Με τον φίλο και συνάδελφο Γιώργο Μαστροκώστα µας είχε ενώσει ήδη το πάθος για τις εναλλακτικές µορφές ενέργειας και το µέλλον του τεχνολογικού- κόσµου. Και παράλληλα η ανάγκη για να διαχύσουµε την πληροφορία στα παιδιά. Στους µαθητές µας που η σκληρή, καθηµερινή εργασία στο σχολικό περιβάλλον δεν επιτρέπει να µάθουν τι µέλει γενέσθαι σε τοµείς που δεν περιλαµβάνονται στην σχολική ύλη και τα αναλυτικά προγράµµατα. Κι όµως αν κοιτάξετε πιο προσεκτικά στα µάτια τους είναι προφανές. Θέλουν περισσότερα. Συζητήσαµε το θέµα µε τον ιευθυντή µας κο Αναστάσιο Βουρλούµη κι είχαµε από την πρώτη στιγµή την αµέριστη υποστήριξή του. Έτσι λοιπόν στήσαµε την πρότασή µας, σε συνεργασία µε τον Υποδιευθυντή µας κο Ελευθέριο Τότολο, που ανέλαβε µε χαρά Υπεύθυνος του προγράµµατος καθώς είµαστε και οι δύο αναπληρωτές... Κι είχαµε την καλή τύχη µε το µέρος µας και η πρότασή µας προκρίθηκε. Και το ταξίδι άρχισε. Το πιο εντυπωσιακό κοµµάτι της εργασίας και της όλης διαδικασίας ήταν και είναι, τα παιδιά. Αν αναλογιστούµε ότι το 4 ο ΤΕΕ της Σιβιτανιδείου Σχολής έχει κατά κανόνα µαθητές που εργάζονται, παιδιά που το πρωί είναι στις οικοδοµές, στα συνεργεία και το µεσηµέρι στα θρανία, στα εργαστήρια, τότε το εγχείρηµά µας αποκτά άλλη υπόσταση. Από την πρώτη στιγµή ως την τελευταία, τα µάτια τους γυάλιζαν από χαρά, περηφάνια, ικανοποίηση, αγωνία. Αφιέρωσαν ότι πιο σηµαντικό είχαν, το λιγοστό ελεύθερο χρόνο τους, χωρίς πολλά λόγια και σκέψη. ιάβασαν, έγραψαν, έτρεξαν, δούλεψαν, κατασκεύασαν. Είναι το έργο τους και ήθελαν το καλύτερο δυνατό αποτέλεσµα. Και το κατάφεραν. Ευχαριστώντας όλους για την συµµετοχή και την συνεργασία, θα ήθελα να µοιραστούµε µαζί σας τις γνώσεις και τις αναµνήσεις του ταξιδιού µας. Ή µήπως είναι το ίδιο πράγµα; Άγγελος Μακρής 3

4 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τις τελευταίες 10ετιες έχουν δει το φως της δηµοσιότητας πλήθος επιστηµονικά τεκµηριωµένων µελετών, προερχόµενες από διεθνή κέντρα ερευνών, οι οποίες µας κρούουν το κώδωνα του κινδύνου για την συνεχή µείωση των αποθεµάτων πετρελαίου, αλλά και την ανεξέλεγκτη χρήση του µε αποτέλεσµα την άνευ προηγούµενου επιβάρυνση της ατµόσφαιρας και τους κίνδυνους που δηµιουργεί συνολικά για το περιβάλλον. Παράλληλα καλό θα είναι να παρατηρήσουµε ότι µια σειρά από γεγονότα όπως πόλεµοι, πραξικοπήµατα, στρατιωτικές επεµβάσεις, αύξηση του κόστους διαβίωσης, αύξηση της ανεργίας, οικονοµικές καταστροφές, έχουν σαν βασικό αίτιο τους το πετρέλαιο. Η ελάττωση των αποθεµάτων σε συµβατικά καύσιµα και τα προβλήµατα που συνοδεύουν την παραγωγή πυρηνικής ενέργειας, ανάγκασαν τους ειδικούς να στραφούν, µε αυξανόµενο ενδιαφέρον, στη µελέτη όλων των δυνατών τρόπων, που θα βοηθούσαν στην αξιοποίηση των ανανεώσιµων ήπιων µορφών ενέργειας για της καθηµερινές ανάγκες του ανθρώπου. ηλαδή στη χρήση ενέργειας από πηγές καθαρές, ανεξάντλητες και φιλικές προς το περιβάλλον και τους ανθρώπους. Όµως τι συµβαίνει τελικά στο πλανήτη µας; Εκποµπές ρύπων Τα στοιχεία από τις περιβαλλοντικές µελέτες δείχνουν ότι βρισκόµαστε σε κρίσιµο σηµείο καθώς η εξέλιξη του τεχνολογικού µας πολιτισµού µετά την Α Βιοµηχανική Επανάσταση ήταν ραγδαία σε σχέση µε το φυσικό περιβάλλον. Με την εµφάνιση των µηχανών οι εκποµπές άνθρακα στην ατµόσφαιρα παρουσίασαν τραγική 4

5 αύξηση, ανεξέλεγκτη. Στο δύο παρακάτω διαγράµµατα µπορείτε να παρατηρήσετε την απότοµη αυτή αλλαγή η οποία τον τελευταίο αιώνα αυξάνει εκθετικά. Εκποµπές CO 2 σε παγκόσµια κλίµακα, από καύση συµβατικών καυσίµων, παραγωγή τσιµέντου και καύση αερίων από το 1751 έως το Μεταβολή της συγκέντρωσης CO 2 στην ατµόσφαιρα τα τελευταία 130 χρόνια. 5

6 Παράλληλα το κλίµα δείχνει να δέχεται δραµατικές αλλαγές που πέρα από το προφανές που ζούµε κι αντιµετωπίζουµε όλοι µας, έχει και σηµαντικές επιπτώσεις στο αύριο του ανθρώπινου είδους. Στην ιστορία της γης, τα τελευταία χρόνια η αύξηση του CO 2 στην ατµόσφαιρα είχε σαν αποτέλεσµα την απότοµη κλιµατική αλλαγή και την εµφάνιση παγετώνων. Το διάγραµµα που ακολουθεί µας δίνει µια σαφή εικόνα για το φαινόµενο. Η συγκέντρωση CO 2 στην ατµόσφαιρα έχει παράλληλη µεταβολή µε την θερµοκρασία του πλανήτη και είναι προφανές ότι όποτε ξεπερνά τα όρια έχουµε ακραία κλιµατικά φαινόµενα και εµφάνιση παγετώνων. Η Γη αντιδρά και επιβιώνει. Εµείς; Μεταβολές της συγκέντρωσης του CO 2 στην ατµόσφαιρα και της θερµοκρασίας του πλανήτη τα τελευταία χρόνια, από τον παγετώνα του Vostok στην Ανταρκτική. 6

7 Και τι ακριβώς γίνεται στις µέρες µας; Ζούµε σίγουρα ιστορικές ηµέρες. Ότι δεν είχε γίνει εδώ και εκατοντάδες χρόνια το έχουµε καταφέρει µόλις τα τελευταία εξήντα. Αν δούµε το παρακάτω διάγραµµα θα παρατηρήσουµε ότι η θερµοκρασία του πλανήτη από το 1940 έως σήµερα έχει λάβει την ανιούσα, χωρίς επιστροφή. Παράλληλα τα σενάρια για το αύριο δεν είναι διόλου ευοίωνα. Μια ανεξάρτητη µελέτη των Πανεπιστηµίων West Anglia, Cambridge και California, µας δείχνει ότι ο πλανήτης µας έως το 2100 θα έχει µετατραπεί σε φούρνο µικροκυµάτων. Μεταβολή της θερµοκρασίας από το 1850 έως σήµερα και σενάρια για το Παράλληλα για χώρες όπως η Ελλάδα ένας άλλος σοβαρός κίνδυνος καραδοκεί. Το φαινόµενο του θερµοκηπίου και η αύξηση της θερµοκρασίας του πλανήτη λιώνουν µε ταχείς ρυθµούς τους πάγους στους πόλους. Αυτό έχει σαν αποτέλεσµα απότοµες µεταβολές των θαλάσσιων ρευµάτων µε ακραία καιρικά φαινόµενα, πληµµύρες και αύξηση του επίπεδου της στάθµης της θάλασσας. Η 7

8 ίδια µελέτη του Πανεπιστηµίου του Cambridge µας δείχνει σε τρία πιθανά σενάρια, ότι ο πλανήτης µας έως το 2100 θα έχει αύξηση του επίπεδου της θάλασσας από 10 έως 100cm. Η Ελλάδα πιθανά θα έχει εξαφανιστεί Μεταβολή της στάθµης της θάλασσας από το 1880 έως σήµερα και σενάρια για το Και µην ξεχνάµε να σκεφτόµαστε υπερεθνικά κι ας αναλογιστούµε ότι τα τελευταία χρόνια σε χώρες ΝΑ Ασίας, όπως το Μπαγκλαντές για παράδειγµα, όπου περίπου άνθρωποι χάνονται ανά έτος από τις πληµµύρες. Όσο µια Ελλάδα ολόκληρη ΥΠΑΡΧΕΙ ΛΥΣΗ ΣΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ; 8

9 ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Ηλιακή Ενέργεια Η ηλιακή ενέργεια είναι µια ουσιαστικά απεριόριστη πηγή ενέργειας που µένει ανεκµετάλλευτη και ταυτόχρονα είναι µια πηγή ενέργειας φιλική προς το περιβάλλον. Οι πολύ καλές κλιµατολογικές συνθήκες στην χώρα µας µε την αυξηµένη ηλιοφάνεια σε όλη την διάρκεια του έτους η οποία είναι η µεγαλύτερη στην Ευρώπη, σε συνδυασµό µε την τεχνολογική εξέλιξη, µας επιτρέπουν την εκµετάλλευση του ήλιου, όχι µόνο για τη παραδοσιακή πια- θέρµανση του νερού, αλλά και για την λειτουργία ενός συστήµατος ενδοδαπέδιας θέρµανσης αλλά και άλλες εφαρµογές. Ποιοι όµως είναι οι λόγοι που µας εµποδίζουν να την εκµεταλλευτούµε και για άλλες εφαρµογές; Ως πηγή ηλεκτρικής ενέργειας θα µπορούσαµε; Για την ψύξη ενός χώρου; Η απάντηση είναι µπορούµε και αυτό σκοπεύουµε να κάνουµε. ιασπορά των ηλιακών ακτινών 9

10 Η ηλιακή ενέργεια ανήκει στις φυσικές, ανανεώσιµες πηγές ενέργειας. Οι Φυσικές πηγές είναι συγκεκριµένες αλλά η ενέργεια που µας προσφέρουν είναι πρακτικά ατελείωτη. Φυσικές πηγές είναι η αιολική ενέργεια, η ηλιακή ενέργεια, η γεωθερµία, η βιοµάζα, η ενέργεια των κυµάτων. Όλες αυτές οι πηγές είναι σχεδόν ανεκµετάλλευτες, τόσο στον πλανήτη αλλά και στη χώρα µας και οι περισσότεροι γύρω µας δεν τις γνωρίζουν και στο άκουσµά τους απλά αδιαφορούν -ελλείψει πληροφόρησης. Η ηλιακή ενέργεια έχει όπως όλα τα ενεργειακά συστήµατα µειονεκτήµατα και πλεονεκτήµατα. εν ρυπαίνει ούτε µολύνει το περιβάλλον. Πλεονεκτήµατα: Παρέχει απεριόριστη ενέργεια. Έχει ελάχιστο έως µηδενικό λειτουργικό κόστος. Μειονεκτήµατα: Απαιτεί µεγάλες επιφάνειες για την συλλογή της ενέργειας. Παρουσιάζει ασυνεχή παροχή της ενέργειας. Την ηλιακή ενέργεια µπορούµε να την χρησιµοποιήσουµε για: Ηλεκτρική ενέργεια Θέρµανση Θερµοκήπια Ηλιακά οχήµατα Ψύξη Αφαλάτωση νερού Ξήρανση προϊόντων 10

11 Επίσης µπορούµε να συλλέξουµε την ενέργεια σε συσσωρευτές µπαταρίες- και από εκεί να την παρέχουµε στο χώρο που έχουµε επιλέξει, για να επιτύχουµε την λειτουργία συσκευών ή διατάξεων, για οποιαδήποτε χρήση. Μπορούµε τις ανάγκες µας να τις καλύπτουµε µε τη ηλιακή ενέργεια παράλληλα µε και άλλες πηγές ενέργειας υβριδικά συστήµατα- και να εξασφαλίσουµε τη µεγαλύτερη ή και απόλυτη αυτονοµία. Παράλληλα µπορεί να συνδυαστεί µε τις υπάρχουσες πηγές ενέργειας όπως το δίκτυο ηλεκτροδότησης, µια κεντρική θέρµανση κλπ. Για τον κάθε χώρο και την κάθε περίπτωση, πρέπει να γίνεται µια συγκεκριµένη µελέτη έτσι ώστε να λειτουργήσει σωστά η εγκατάσταση. ΑΣ ΜΑΘΟΥΜΕ ΟΜΩΣ ΜΕΡΙΚΑ ΠΡΑΓΜΑΤΑ ΓΙΑ ΤΟΝ ΗΛΙΟ ΚΑΙ ΤΗΝ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΝΑ ΜΑΣ ΟΛΟΚΛΗΡΩΝΕΙ ΜΕ ΤΗΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ Ο Ήλιος Ο ήλιος είναι µια σφαίρα που αποτελείται από καυτή αέρια ύλη και έχει ενεργό θερµοκρασία µέλανος σώµατος ίση µε 5.777ºΚ. Η διάµετρός του είναι 1,39x10 9 m και η µέση απόστασή του από τη γη 1,495x10 11 m. Το εσωτερικό της ηλιακής σφαίρας έχει θερµοκρασία πολλών εκατοµµυρίων βαθµών και µέσω µιας αλληλουχίας θερµοπυρηνικών διαδικασιών, ακτινοβολίας και συναγωγής, η ενέργειά της µεταφέρεται προς την εξωτερική επιφάνειά της, απ όπου και ακτινοβολείται στο διάστηµα. Η ακτινοβολία εκπέµπεται από τον ήλιο µε ρυθµό km ανά δευτερόλεπτο, δηλαδή µε την ταχύτητα του φωτός ή οποιουδήποτε άλλου τύπου ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας. Το χρονικό διάστηµα που χρειάζεται η ηλιακή ακτινοβολία για να φθάσει στη γη είναι περίπου 8 λεπτά. Η ηλιακή σταθερά Gsc αναπαριστά την ένταση της ακτινοβολίας ή, µε άλλα λόγια, την ένταση της ακτινοβολούµενης ενέργειας από τον ήλιο στη µέση απόσταση ήλιου-γης, που µετριέται σε µια επιφάνεια κάθετη στην ευθεία µεταξύ ήλιου και γης, αλλά έξω από την ατµόσφαιρα της γης. Η τιµή της έχει καθοριστεί ως 1.367W/m 2 µε ακρίβεια προσέγγισης ±1,5%. Αυτή η τιµή έχει προκύψει από πολυάριθµες µετρήσεις της ροής της άµεσης ηλιακής ακτινοβολίας που ελήφθησαν µέσα στην ατµόσφαιρα σε διάφορες γωνίες του ηλιακού ζενίθ. Οι 11

12 µετρήσεις έχουν επιβεβαιωθεί από παρατηρήσεις αεροσκαφών που ίπτανται σε µεγάλα ύψη, µετεωρολογικών αερόστατων και αισθητήρων τοποθετηµένων σε διαστηµικούς σταθµούς. Φαινόµενη εξωατµοσφαιρική ακτινοβολία Gon ονοµάζεται η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας στην πραγµατική απόσταση ήλιου-γης που µετράται µε τον ίδιο τρόπο όπως η ηλιακή σταθερά. Αυτή µεταβάλλεται κατά τη διάρκεια του έτους, καθώς η απόσταση ήλιου-γης µεταβάλλεται εποχιακά, και είναι περίπου 3,5% µεγαλύτερη από την Gsc τον Ιανουάριο και 3,5% µικρότερη τον Ιούνιο. Ατµοσφαιρικές επιδράσεις Ένα µεγάλο µέρος της ενέργειας που χάνεται όταν η ηλιακή ακτινοβολία διέρχεται µέσα από την ατµόσφαιρα οφείλεται στην απορρόφηση της υπέρυθρης ακτινοβολίας από το νερό που βρίσκεται διάσπαρτο στην ατµόσφαιρα υπό µορφή ατµού. Όταν η υγρασία είναι υψηλή, η συνολική ακτινοβολία είναι δυνατό να µειωθεί κατά 15% έναντι αυτής της κανονικής ατµόσφαιρας, λόγω της πρόσθετης απορρόφησης των υπέρυθρων περιοχών του φάσµατος. Οι υδρατµοί µειώνουν το ποσοστό της ενέργειας στην υπέρυθρη περιοχή του φάσµατος από την αρχική τιµή της (έξω από την ατµόσφαιρα) που είναι 53%, στο 38% περίπου. Τα ορατά µήκη κύµατος µεταξύ 0,4 και 0,7µm δεν επηρεάζονται σηµαντικά κατά τη διέλευση µέσω της διαυγούς ατµόσφαιρας, µε εξαίρεση τη µοριακή διασπορά του µπλε φωτός, η οποία προκαλεί το γνωστό γαλάζιο ουρανό. Η υπεριώδης ακτινοβολία µε εύρος 0,3 έως 0,4µm υφίσταται σχεδόν όλη διασπορά, µειώνοντας το ποσοστό της στην άµεση ακτινοβολία αρκετά κάτω από το 6,1% αυτής που είναι διαθέσιµη έξω από την ατµόσφαιρα της γης. Η υπέρ-υπεριώδης ακτινοβολία (κάτω από 0,3µm), που 12

13 περιέχει το 1,5% της ενέργειας της ηλιακής ακτινοβολίας, αποκόπτεται εντελώς από το στρώµα του όζοντος στη στρατόσφαιρα. Η ενέργεια της δέσµης της ακτινοβολίας µειώνεται ακόµα περισσότερο από την ατµοσφαιρική ρύπανση, την αλατούχο οµίχλη στις παράκτιες περιοχές και, φυσικά από την οµίχλη και τα σύννεφα καθώς µεταβάλλεται ο καιρός. ιακύµανση της ηλιακής ακτινοβολίας Η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που φθάνει στην επιφάνεια της γης ποικίλλει σε µεγάλο βαθµό εξαιτίας των µεταβαλλόµενων ατµοσφαιρικών συνθηκών και της αλλαγής της θέσης του ηλίου, τόσο κατά τη διάρκεια της ηµέρας όσο και κατά τη διάρκεια του έτους. Τα σύννεφα αποτελούν την κυρίαρχη ατµοσφαιρική παράµετρο που καθορίζει την ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που φθάνει στη γη. Συνεπώς, οι περιοχές της γης µε νεφελώδες κλίµα δέχονται λιγότερη ηλιακή ακτινοβολία από άλλες περιοχές µε κλίµατα όπως της ερήµου, που δεν έχει σχεδόν ποτέ σύννεφα. Σε οποιαδήποτε δεδοµένη τοποθεσία, η ηλιακή ακτινοβολία που φθάνει στην επιφάνεια της γης µειώνεται όσο αυξάνεται η νεφοκάλυψη. Τα τοπικά γεωγραφικά χαρακτηριστικά, όπως τα βουνά, οι ωκεανοί και οι µεγάλες λίµνες, επιδρούν στο σχηµατισµό των σύννεφων και, εποµένως, το ποσό της ηλιακής ακτινοβολίας που παραλαµβάνεται από αυτές τις περιοχές µπορεί να είναι διαφορετικό από αυτό που παραλαµβάνεται από περιοχές παρακείµενες σε πεδιάδες. Για παράδειγµα, τα βουνά µπορεί να λαµβάνουν λιγότερη ακτινοβολία από τους παρακείµενους λόφους και τις πεδιάδες που βρίσκονται σε µικρή απόσταση από αυτά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι άνεµοι που φυσούν στα βουνά εξαναγκάζουν κάποιες ποσότητες αέρα να ανέρχονται και να σχηµατίζουν σύννεφα, καθώς ψύχεται η υγρασία που περιέχεται στον αέρα. Επίσης είναι δυνατό οι ακτές να λαµβάνουν ποσό ηλιακής ακτινοβολίας από περιοχές βαθύτερα στην ενδοχώρα. Εκεί όπου οι αλλαγές στη γεωµορφολογία είναι λιγότερο έντονες, το ποσό της ηλιακής ακτινοβολίας µεταβάλλεται λιγότερο. Η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας µεταβάλλεται επίσης ανάλογα µε την ώρα της ηµέρας και την εποχή. Γενικά, υπάρχει περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία τις µεσηµβρινές ώρες από ότι τις νωρίς το πρωί ή αργά το απόγευµα. Το µεσηµέρι, ο ήλιος βρίσκεται ψηλά στον 13

14 ουρανό και η διαδροµή των ακτινών του µέσω της ατµόσφαιρας της γης είναι µικρότερη. Επίσης, στο βόρειο ηµισφαίριο, οι στραµµένοι προς το νότο συλλέκτες λαµβάνουν περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία κατά τη διάρκεια της µεσηµβρίας, επειδή οι ακτίνες του ηλίου είναι σχεδόν κάθετες στην επιφάνεια των συλλεκτών. Στο βόρειο ηµισφαίριο, επίσης, αναµένεται περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού σε σχέση µε το χειµώνα επειδή το φως της ηµέρας διαρκεί περισσότερο ώρες. ιάφορα ανθρωπογενή, αλλά και διάφορα φυσικά φαινόµενα µπορούν να περιορίσουν την ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια της γης. Η αστική ατµοσφαιρική ρύπανση, ο καπνός από τις δασικές πυρκαγιές και η µεταφερόµενη µε τον αέρα τέφρα, αποτέλεσµα της ηφαιστειακής δραστηριότητας, µειώνουν τους ηλιακούς πόρους µε την αύξηση της διάχυσης και της απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας. Χαρακτηριστικές γωνίες του ήλιου Η θέση του ήλιου στον ουρανό περιγράφεται χρησιµοποιώντας διάφορες γωνίες. Οι πιο χαρακτηριστικές γωνίες είναι οι εξής: Το γεωγραφικό πλάτος (φ) όπου είναι η γωνιακή θέση προς το βορρά ή το νότο από τον ισηµερινό (-90ο φ 90ο) και είναι θετικό για το βόρειο ηµισφαίριο. Η ηλιακή απόκλιση (δ) όπου είναι η γωνιακή θέση του ήλιου κατά την ηλιακή µεσηµβρία ως προς το επίπεδο του ισηµερινού (-23,45ο δ 23,45ο). Η ακόλουθη εµπειρική εξίσωση χρησιµοποιείται συνήθως για τον κατά προσέγγιση υπολογισµό της γωνίας απόκλισης: δ= 23,45 sin (360(284+Ν)) 365 όπου Ν είναι ο αριθµός της ηµέρας στο έτος (Ν=1 αντιστοιχεί στην 1η Ιανουαρίου) Η γωνία του αζιµούθιου της επιφάνειας (γ) όπου είναι η απόκλιση της προβολής σε ένα οριζόντιο επίπεδο της καθέτου στην επιφάνεια από τον τοπικό µεσηµβρινό, µε το µηδέν να συµπίπτει µε την κατεύθυνση του νότου (-180ο γ 180ο). Η γωνία αυτή είναι αρνητική προς τα ανατολικά και θετική προς τα δυτικά. 14

15 Η ωριαία γωνία (ω) όπου είναι η γωνιακή µετατόπιση του ηλίου ανατολικά ή δυτικά του τοπικού µεσηµβρινού, λόγω της περιστροφής της γης γύρω από τον άξονά της κατά15º την ώρα. Υπολογίζεται ως εξής: ω= 360 (AST-12) όπου ο όρος AST αντιπροσωπεύει τη φαινόµενη ηλιακή ώρα 24 Η γωνία του ζενίθ (θz), είναι η γωνία µεταξύ της κατακόρυφου και της ευθείας του ηλίου, ή µε άλλα λόγια, η γωνία πρόσπτωσης της δέσµης της ακτινοβολίας σε µια οριζόντια επιφάνεια. Η γωνία του ηλιακού αζιµούθιου (γs), είναι η γωνιακή µετατόπιση ως προς το νότο της προβολής της διαδροµής της άµεσης ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο, όπου η µετατόπιση ανατολικά ως προς το νότο λαµβάνεται ως αρνητική και δυτικά ως προς το νότο θετική. 15

16 Φωτοβολταϊκά Ποια είναι τα πλεονεκτήµατα των φωτοβολταϊκών; Όταν τα φωτοβολταϊκά εκτεθούν στην ηλιακή ακτινοβολία, µετατρέπουν ένα 5-15% της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Το πόσο ακριβώς είναι αυτό το ποσοστό εξαρτάται από την τεχνολογία που θα χρησιµοποιούµε. Υπάρχουν τα λεγόµενα µονοκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά (τα πιο συνηθισµένα της αγοράς), τα πολυκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά, και τα άµορφα. Τα τελευταία έχουν χαµηλότερη απόδοση είναι όµως σηµαντικά φθηνότερα. Η επιλογή του είδους των φοτοβολταϊκών είναι συνάρτηση των αναγκών, του διαθέσιµου χώρου και της οικονοµικής ευχέρειας. Όλα τα φωτοβολταϊκά πάντως µοιράζονται τα παρακάτω πλεονεκτήµατα: 1. µηδενική ρύπανση 2. αθόρυβη λειτουργία 3. αξιοπιστία και µεγάλη διάρκεια ζωής (που φθάνει τα 30 χρόνια) 4. απεξάρτηση από την τροφοδοσία καυσίµων για τις αποµακρυσµένες περιοχές 5. δυνατότητα επέκτασης ανάλογα µε τις ανάγκες 6. ελάχιστη συντήρηση Τα φωτοβολταϊκά µπορούν να χρησιµοποιηθούν ως δοµικά υλικά παρέχοντας τη δυνατότητα για καινοτόµους αρχιτεκτονικούς σχεδιασµούς, καθώς διατίθενται σε ποικιλία χρωµάτων, µεγεθών, σχηµάτων και µπορούν να παρέχουν ευελιξία και πλαστικότητα στη φόρµα, ενώ δίνουν και δυνατότητα διαφορετικής διαπερατότητας του φωτός ανάλογα µε τις ανάγκες του σχεδιασµού. Αντικαθιστώντας άλλα δοµικά υλικά συµβάλουν στη µείωση του συνολικού κόστους µιας κατασκευής (ιδιαίτερα σηµαντικό στην περίπτωση των ηλιακών προσόψεων σε εµπορικά κτίρια). 16

17 Και τα µειονεκτήµατα; Βασικότερο όλων το σχετικά υψηλό κόστος αγοράς αλλά παράλληλα και η έλλειψη επιδοτήσεων στον οικιακό καταναλωτή (κάτι που ισχύει σήµερα στην Ελλάδα, όχι όµως και σε άλλες χώρες της Ευρώπης και του ανεπτυγµένου κόσµου). Τα φωτοβολταϊκά, όπως άλλωστε και όλες οι ανανεώσιµες πηγές ενέργειας (Α.Π.Ε), έχουν υψηλό κόστος επένδυσης και ασήµαντο λειτουργικό κόστος, αντίθετα µε τις συµβατικές ενέργειας τεχνολογίες που συνήθως έχουν σχετικά µικρότερο αρχικό επενδυτικό κόστος και υψηλό λειτουργικό κόστος. Παρόλα αυτά, ήδη το κλίµα φαίνεται να αλλάζει. Πολλές χώρες έχουν ξεκινήσει τα τελευταία χρόνια σηµαντικά προγράµµατα ενίσχυσης των φωτοβολταϊκών, µε γενναίες επιδοτήσεις τόσο της αγοράς και εγκατάστασης φωτοβολταϊκών, όσο και της παραγόµενης ηλιακής κιλοβατώρας. Αντίστοιχα προγράµµατα δεν έχουν δυστυχώς ξεκινήσει στην Ελλάδα, ιδίως στον οικιακό-τριτογενή τοµέα, τον οποίο αφορούν πρωτίστως τα φωτοβολταϊκά. Έτσι η ελληνική αγορά φωτοβολταϊκών παραµένει µικρή και περιθωριακή και η χώρα µας έχει εγκαταστήσει µόλις το 0,1% των συνολικών φοτοβολταϊκών συστηµάτων παγκοσµίως. Προκειµένου να αλλάξει αυτή η εικόνα, οι σηµαντικότερες ελληνικές εταιρίες που δραστηριοποιούνται στον κλάδο συνασπίστηκαν και δηµιούργησαν τον Σύνδεσµο Εταιριών Φωτοβολταϊκών (Σ.Ε.Φ), προκειµένου να διασφαλιστεί µια υγιής ανάπτυξη της αγοράς φοτοβολταϊκών και στην Ελλάδα. Η διαθέσιµη ενέργεια Ο ήλιος ακτινοβολεί ενέργεια στο περιβάλλον του µε έναν σχεδόν σταθερό ρυθµό (380 πεντάκις-εκατοµµυρίων µεγαβάτ). Η ενέργεια αυτή προέρχεται από θερµοπυρηνικές αντιδράσεις που γίνονται στο εσωτερικό του. Σε αυτές οφείλονται και οι απώλειες της µάζας του, που συντελούνται µε ρυθµό περίπου τεσσάρων εκατοµµυρίων τόνων το δευτερόλεπτο, λέει η αστροφυσική. Η τροχιά της γης γύρω από τον ήλιο είναι ελαφρώς έκκεντρη -η εκκεντρότητα της είναι 3%- και για αυτό οι µεταβολές της εντάσεως της ηλιακής ακτινοβολίας λίγο έξω από τη γήινη ατµόσφαιρα, είναι πολύ µικρές και κυµαίνονται 17

18 από 1399MW ανά τετραγωνικό χιλιόµετρο, όταν ο ήλιος βρίσκεται στο πλησιέστερο σηµείο προς τη γη (στις 3 Ιανουαρίου), µέχρι 1309MW ανά τετραγωνικό χιλιόµετρο, όταν βρίσκεται στο πιο µακρινό (στις 4 Ιουλίου). Η ηλιακή ενέργεια που προσπίπτει στην επιφάνεια της γης θερµαίνει το έδαφος και τα νερά, ενώ εξατµίζει το νερό των ποταµών και των ωκεανών. Μόνο ένα µικρό ποσοστό, µικρότερο από 2% µετατρέπεται σε αιολική ενέργεια και αποθηκεύεται στα φυτά µε την διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Ένα µικρό µέρος αυτής της ενέργειας αξιοποιείται στους ανεµόµυλους, τις ανεµογεννήτριες και σε άλλες τεχνικές µεθόδους της τεχνολογίας ενεργειακής βελτιστοποιήσεως. Η ηλιακή όµως ενέργεια στη πρωτογενή της µορφή δεν έχει µέχρι τώρα χαλιναγωγηθεί από τον άνθρωπο, σε ποσότητες που να προκαλούν αξιόλογο ενδιαφέρον, σε σχέση µε το δυναµικό της. Το ποσό της ενέργειας που δέχεται η γη µέσα σε ένα δεκαπενθήµερο, είναι ισοδύναµο προς το αρχικό παγκόσµιο συνολικό απόθεµα σε άνθρακα, πετρέλαιο και φυσικό αέριο. Επειδή όµως απαιτούνται µεγάλες επιφάνειες από συλλέκτες για τη συλλογή υπολογίσιµων ποσών ηλιακής ενέργειας, γεγονός που σηµαίνει µεγαλύτερο κόστος σε σύγκριση µε το κόστος των συµβατικών καυσίµων το οποίο είναι ακόµη χαµηλό, έχει σαν αποτέλεσµα η ηλιακή ενέργεια να παραµένει προς το παρόν σε περιορισµένη κλίµακα. 18

19 Ηλιακά σπίτια. Ένα µέρος των θερµαντικών και κλιµατιστικών αναγκών ενός οικήµατος µπορεί να αποκτηθεί από την ηλιακή ενέργεια, που προσπίπτει στη στέγη ή τους τοίχους του. Μέχρι σήµερα έχουν προταθεί πολλές κατασκευές και υπάρχουν αρκετές εκατοντάδες πειραµατικά ηλιακά οικήµατα, τα περισσότερα από αυτά στις Η.Π.Α. και την Γερµανία όπως το περίφηµο Ηλιοτρόπιο στην Νοτιοδυτική Γερµανία - όπου η µελέτη της αξιοποιήσεως της ηλιακής ενέργειας έχει εξελιχθεί πάρα πολύ, ιδιαίτερα µετά την ψήφιση του νόµου για την εκµετάλλευση της, το Σεπτέµβριο του Στην Γερµανία κι αρκετές χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης το κράτος επιδοτεί τους ιδιώτες για την ανάπτυξη ανάλογων εφαρµογών και αγοράζει την «καθαρή» ενέργεια σε τιµές υψηλότερες από τις τιµές πώλησης της συµβατικής! Στη χώρα µας συµβαίνει ακριβώς το αντίθετο Ας απαντήσουµε όµως σε µερικά εύλογα ερωτήµατα. Γιατί να στραφώ στην ηλιακή ενέργεια; Για να καλύψουµε δυο τουλάχιστον ανάγκες. Την ανάγκη σε ενέργεια και την ανάγκη να προστατευτεί το περιβάλλον. Κάθε κιλοβατώρα ηλεκτρισµού που προµηθευόµαστε από το δίκτυο της ΕΗ και παράγεται από ορυκτά καύσιµα, επιβαρύνει την ατµόσφαιρα µε ένα τουλάχιστον κιλό διοξειδίου του άνθρακα. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι το σηµαντικότερο αέριο που συµβάλει στο φαινόµενο του θερµοκηπίου και στις επικίνδυνες κλιµατικές αλλαγές. Η στροφή στης καθαρές πηγές ενέργειας όπως η ηλιακή, αποτελεί τη µόνη διέξοδο για την αποτροπή των κλιµατικών αλλαγών που απειλούν σήµερα τον πλανήτη. Επιπλέον η χρήση της ηλιακής ενέργειας συνεπάγεται λιγότερες εκποµπές άλλων επικίνδυνων ρύπων (όπως τα καρκινογόνα µικροσωµατίδια, τα οξέα του αζώτου, οι ενώσεις του θείου, 19

20 κα). Οι ρύποι αυτοί επιφέρουν σοβαρές βλάβες στην υγεία και συνολικά στο περιβάλλον. ιάγραµµα του δυναµικού της ηλιακής ενέργειας σε σχέση µε την εγκατεστηµένη ισχύ, ανά ήπειρο. Την προστιθέµενη αξία των προϊόντων την αναζητά και την εκτιµά σχεδόν πάντα ο καταναλωτής. Επιλέγουµε ένα ακριβό καναπέ η ένα ακριβό αυτοκίνητο σε σχέση µε ένα φθηνότερο που κάνει πρακτικά την ίδια δουλειά, γιατί µας αρέσει περισσότερο, γιατί µας παρέχει περισσότερη ασφάλεια η κύρος, γιατί απλά έχει για µας µια προστιθέµενη αξία. Και όχι µόνο πληρώνουµε αδιαµαρτύρητα το υπερβάλλον κόστος, αλλά ουδέποτε αναρωτιόµαστε αν και ποτέ κάνουµε απόσβεση της επένδυσης µας. Το ίδιο θα έπρεπε να ισχύει και για τα φωτοβολταϊκά. Έτσι δεν είναι; 20

21 Πώς λειτουργεί; Το ηλιακό φως είναι ουσιαστικά µικρά πακέτα ενέργειας που λέγονται φωτόνια. Τα φωτόνια περιέχουν διαφορετικά ποσά ενέργειας ανάλογα µε το µήκος κύµατος του ηλιακού φάσµατος. Το γαλάζιο χρώµα ή το υπεριώδες π. χ. έχουν περισσότερη ενέργεια από το κόκκινο ή το υπέρυθρο. Όταν λοιπόν τα φωτόνια προσκρούσουν σε ένα φωτοβολταïκό στοιχείο, άλλα ανακλώνται, άλλα το διαπερνούν και άλλα απορροφούνται από αυτό. Αυτά τα τελευταία φωτόνια είναι που παράγουν ηλεκτρικό ρεύµα. Τα φωτόνια αυτά αναγκάζουν τα ηλεκτρόνια του φωτοβολταïκού να µετακινηθούν σε άλλη θέση και ως γνωστόν ο ηλεκτρισµός δεν είναι τίποτε άλλο παρά κίνηση ηλεκτρονίων. Σε αυτήν την απλή αρχή της φυσικής λοιπόν βασίζεται µια από τις πιο εξελιγµένες τεχνολογίες παραγωγής ηλεκτρισµού. Αρχή λειτουργίας µιας φωτοβολταϊκής κυψέλης Τι ενεργειακές ανάγκες µπορώ να καλύψω µε ένα φωτοβολταϊκό; Φωτισµός, τηλεπικοινωνίες, ψύξη, ηχητική κάλυψη κτλ, οποιαδήποτε ουσιαστικά ενεργειακή ανάγκη µπορεί να καλυφθεί από ένα κατάλληλα σχεδιασµένο φωτοβολταϊκό σύστηµα. Το πρώτο που πρέπει να ξέρει κανείς για τα φωτοβολταϊκά είναι ότι παράγουν συνεχές ρεύµα -DC. Αυτό σηµαίνει είτε ότι τα χρησιµοποιούµε µε 21

22 συσκευές συνεχούς ρεύµατος είτε µετατρέπουµε αυτό το συνεχές ρεύµα σε εναλλασσόµενο -AC, πχ. 220V (σε ρεύµα ίδιο µε της ΕΗ δηλαδή) µε τη βοήθεια ηλεκτρονικών διατάξεων-συσκευών όπως ένας µετατροπέας ισχύος -inverter. Για λόγους απόδοσης και οικονοµίας πάντως δεν συνιστάται η χρήσει φωτοβολταϊκών συστηµάτων για την τροφοδότηση θερµικών ηλεκτρικών συσκευών, όπως κουζίνες, θερµοσίφωνες, ηλεκτρικά καλοριφέρ η θερµοσυσσωρευτές. Για τις χρήσεις αυτές υπάρχουν πολύ οικονοµικότερες λύσεις που δεν στηρίζονται στην µετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρισµό καθώς οι µετατροπές ενέργειας έχουν µεγάλες απώλειες, αλλά άµεσα, όπως οι ηλιακοί θερµοσίφωνες, ο ηλιακός κλιµατισµός, οι ηλιακές κουζίνες ή τα συστήµατα θέρµανσης φυσικού αερίου, υγραερίου κλπ. Ας πάρουµε το παράδειγµα της θέρµανσης νερού: αν χρησιµοποιήσουµε ηλεκτρικό θερµοσίφωνα µέση ισχύ 3kW- που τροφοδοτείται από ένα φωτοβολταϊκό σύστηµα, το ηλιακό φως µετατρέπεται σε ηλεκτρισµό και κατόπιν από το θερµοσίφωνα ξανά σε θερµότητα, πράγµα ασύµφορο. Μπορούµε λοιπόν απλά να χρησιµοποιήσουµε ένα ηλιακό θερµοσίφωνα! Χρειαζόµαστε ένα ηλιακό συλλέκτη και µια δεξαµενή (boiler) αποθήκευσης. 22

23 Από την άλλη µεριά, ο φωτισµός µε λάµπες εξοικονόµησης και η χρήση ηλεκτρονικών συσκευών -υπολογιστές, ηχητικά συστήµατα, ψυγεία, τηλεοράσεις, τηλεπικοινωνίες κλπ- αποτελούν ανάγκες που µπορούν να καλυφθούν εύκολα και οικονοµικά µε φωτοβολταϊκά. Article I. Οι φωτοβολταϊκές γεννήτριες Για λόγους µηχανικής αντοχής και ευχρηστίας τα στοιχεία αυτά έχουν ενσωµατωµένα στο περίγραµµά τους µεταλλικά ελάσµατα ανωδιωµένου αλουµινίου και για λόγους προστασίας είναι αεροστεγώς και υδατοστεγώς κλεισµένα µέσα σε ειδικό τζάµι και ειδικά µονωτικά πλαστικά. Η συνολική ηλεκτρική ισχύς µιας φωτοβολταϊκής γεννήτριας είναι ίση µε το άθροισµα της ισχύος των φωτοβολταϊκών στοιχείων που την αποτελούν. Σε ορισµένες περιπτώσεις τα φωτοβολταϊκά πλαίσια τοποθετούνται επάνω σε περιστρεφόµενα στηρίγµατα που ακολουθούν την τροχιά του ήλιου και µε τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται η µεγιστοποίηση της προσπίπτουσας στα φωτοβολταϊκά πλαίσια ακτινοβολίας και συνακόλουθα η µεγιστοποίηση της παραγόµενης ηλεκτρικής ενέργειας. Ένα τέτοιο κινητό σύστηµα µπορεί να έχει από 15 έως 25% καλύτερη απόδοση σε σχέση µε τα αντίστοιχα φωτοβολταϊκά πλαίσια όταν είναι τοποθετηµένα σε σταθερά στηρίγµατα. Ένα τυπικό αυτόνοµο φωτοβολταϊκό σύστηµα αποτελείται από τα εξής κύρια υποσυστήµατα. Τις φωτοβολταϊκές γεννήτριες οι οποίες µετατρέπουν την ηλιακή ακτινοβολία κατευθείαν σε ηλεκτρικό ρεύµα συνεχούς τάση. Τη διάταξη αποθήκευσης της παραγόµενης ενέργειας που συνήθως είναι κάποια συστοιχία µπαταριών. Τον ηλεκτρονικό ρυθµιστή φόρτισης ο οποίος προστατεύει τις µπαταρίες τόσο από έντονη φόρτιση όσο και από υπερβολική εκφόρτιση. Τον αντιστροφέα ο οποίος µετατρέπει τη συνεχή τάση του παραγόµενου ρεύµατος σε εναλλασσόµενη, εάν τα ηλεκτρικά φορτία απαιτούν κάτι τέτοιο. 23

24 Section 1.01 ΙΑΓΡΑΜΜΑ ΑΥΤΟΝΟΜΟΥ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Φ/Β ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ (VDC) ΡΥΘΜΙΣΕΙΣ (VDC) ΦΟΡΤΙΑ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΤΑΣΗΣ 12/24 VDC ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ (VDC) ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΕΑΣ (INVERTER) (a) ΦΟΡΤΙΑ ΕΝΑΛ/ΝΗΣ ΤΑΣΗΣ 230 VAC Ο ρόλος του ρυθµιστή φόρτισης στη λειτουργία ενός τέτοιου συστήµατος είναι σηµαντικός. Όταν οι µπαταρίες έχουν φορτιστεί αρκετά καλά ο ρυθµιστής διακόπτει την παροχή ρεύµατος προς αυτές, αποσυνδέοντας τις φωτοβολταϊκές γεννήτριες τις οποίες και επανασυνδέει, όταν οι µπαταρίες εκφορτιστούν κάτω από ένα προκαθορισµένο όριο και δεν υφίσταται πλέον κίνδυνος υπερφόρτωσης τους. Από την άλλη αν οι µπαταρίες εκφορτιστούν πολύ π. χ. σε περιόδους παρατεταµένης συννεφιάς ο ρυθµιστής αποκόπτει από αυτές τα ηλεκτρικά φορτία παρέχοντας τους προστασία από τον κίνδυνο υπερβολικής εκφόρτισης στους. Τα φορτία επανασυνδέονται όταν οι µπαταρίες φορτιστούν πάνω από κάποιο προκαθορισµένο όριο. Κι έτσι απλά λειτουργεί µε την δωρεάν συνδροµή του ήλιου ΚΙ ΑΠΟ ΑΕΡΑ ΤΙ ΚΑΝΟΥΜΕ; 24

25 Αιολική ενέργεια Η αιολική ενέργεια είναι µία µορφή ενέργειας, που δηµιουργείται έµµεσα από την ηλιακή ακτινοβολία. Η ανοµοιόµορφη θέρµανση της επιφάνειας της γης από τον ήλιο προκαλεί τη µετακίνηση µεγάλων µαζών αέρα από τη µία περιοχή στην άλλη, δηµιουργεί δηλαδή τους ανέµους. Ο άνεµος είναι δυνατό να περιστρέφει ανεµοτροχούς, να προωθεί ιστιοφόρα πλοία ή να κινεί αντικείµενα, µπορεί δηλαδή η ενέργειά του να καταστεί εκµεταλλεύσιµη. Η πηγή αυτής της ενέργειας είναι πρακτικά ανεξάντλητη, Εάν υπήρχε η δυνατότητα, µε τη σηµερινή τεχνολογία, να καταστεί εκµεταλλεύσιµο το συνολικό αιολικό δυναµικό της γης, εκτιµάται ότι η παραγόµενη σε ένα χρόνο ηλεκτρική ενέργεια από τον άνεµο θα ήταν υπερδιπλάσια από τις ανάγκες σε ηλεκτρική ενέργεια της ανθρωπότητας στο ίδιο διάστηµα. υστυχώς, µόνο ένα µικρό ποσοστό της τεράστιας αυτής ποσότητας της ενέργειας είναι ουσιαστικά εκµεταλλεύσιµη. Εντούτοις, υπολογίζεται ότι στο 25% της επιφάνειας της γης σε ύψος 10µέτρων πάνω από το έδαφος επικρατούν άνεµοι µέσης ετήσιας ταχύτητας πάνω από 5.1µέτρα το δευτερόλεπτο και το αιολικό δυναµικό του τόπου θεωρείται εκµεταλλεύσιµο. 25