Δμίζνπ ζεξκά ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηε ζπκθνηηήηξηα κνπ Η. Μηκεγηαλλε γηα ηελ πνιχηηκε βνήζεηα ηεο ζηε δηακφξθσζε ηεο εξγαζίαο.

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΣΟΒΙΟ ΠΟΛΤΣΕΧΝΕΙΟ ΔΙΕΠΙΣΗΜΟΝΙΚΟ ΔΙΑΣΜΗΜΑΣΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΣΑΠΣΤΧΙΑΚΩΝ ΠΟΤΔΩΝ «ΕΠΙΣΗΜΗ & ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΔΑΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ» ΜΕΣΑΠΣΤΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΙΑ ΔΙΕΡΕΤΝΗΗ ΔΤΝΑΣΟΣΗΣΑ ΕΓΚΑΣΑΣΑΗ ΤΣΗΜΑΣΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΛΕΙΣΟΤΡΓΙΑ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΟΤ ΣΑΘΜΟΤ ΣΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΗ ΜΕΘΩΝΗ Παπαντωνίου Παναγιϊτθσ Επιβλζπουςα Ε. Καλκάνθ, Κακ. ΕΜΠ Ακινα, Οκτϊβριοσ 2009

2 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΣΟΒΙΟ ΠΟΛΤΣΕΧΝΕΙΟ ΔΙΕΠΙΣΗΜΟΝΙΚΟ ΔΙΑΣΜΗΜΑΣΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΣΑΠΣΤΧΙΑΚΩΝ ΠΟΤΔΩΝ «ΕΠΙΣΗΜΗ & ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΔΑΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ» ΜΕΣΑΠΣΤΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΙΑ ΔΙΕΡΕΤΝΗΗ ΔΤΝΑΣΟΣΗΣΑ ΕΓΚΑΣΑΣΑΗ ΤΣΗΜΑΣΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΛΕΙΣΟΤΡΓΙΑ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΟΤ ΣΑΘΜΟΤ ΣΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΗ ΜΕΘΩΝΗ Παπαντωνίου Παναγιϊτθσ Επιβλζπουςα Ε. Καλκάνθ, Κακ. ΕΜΠ Ακινα, Οκτϊβριοσ 2009

3 Θα ήζεια λα επραξηζηήζσ ζεξκά ηελ θ. Δπθξνζχλε Καιθάλε, Καζεγήηξηα ηεο ρνιήο Πνιηηηθψλ Μεραληθψλ ΔΜΠ, γηα ηελ αλάζεζε ηεο παξνχζαο Γηπισκαηηθήο Δξγαζίαο θαη ηελ εμαηξεηηθή θαζνδήγεζή ηεο ζε φια ηα ζηάδηα εθπφλεζήο ηεο κειέηεο. Πνιχηηκεο θαη θαζνξηζηηθέο γηα ηα απνηειέζκαηα ηεο αλάιπζεο απνδείρζεθαλ θαη νη παξαηεξήζεηο ηνπ θ. Νηθφιανπ Μακάζε, Λέθηνξα ηεο ρνιήο Πνιηηηθψλ Μεραληθψλ ΔΜΠ θαη ηνλ επραξηζηψ γηα απηέο. εκαληηθή ήηαλ ε ζπκβνιή ηνπ ζπκθνηηεηή κνπ Α. Βαζηιαθφπνπινπ, νη γλψζεηο ηνπ νπνίνπ θπξίσο ζηα κεραλνινγηθά ζέκαηα ηεο κειέηεο ζπλέβαιαλ ηα κέγηζηα γηα ηελ νινθιήξσζε ηεο εξγαζίαο. Δμίζνπ ζεξκά ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηε ζπκθνηηήηξηα κνπ Η. Μηκεγηαλλε γηα ηελ πνιχηηκε βνήζεηα ηεο ζηε δηακφξθσζε ηεο εξγαζίαο. Σέινο ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ θαη ηνλ Γ. Παπαλησλίνπ θνηηεηή ηεο ρνιήο Μεραληθψλ Παξαγσγήο θαη Γηνίθεζεο, ε ζπκβνιή ηνπ νπνίνπ ζηελ εχξεζε ηνπ ζεσξεηηθνχ ππφβαζξνπ ηεο Γηπισκαηηθήο ήηαλ θαζνξηζηηθή. Αζήλα, Οθηψβξηνο 2009 Παπαλησλίνπ Παλαγηψηεο

4 Περίλθψθ Ζ ζπλεηδεηνπνίεζε ηεο αλάγθεο γηα βηψζηκε αλάπηπμε ηφζν γηα νηθνλνκηθνχο, φζν θαη γηα πεξηβαιινληηθνχο ιφγνπο, έπαημε θαζνξηζηηθφ ξφιν ζηε ζηξνθή πξνο ηηο Αλαλεψζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο θαη επνκέλσο ζηελ αμηνπνίεζε ησλ εγρψξησλ πφξσλ. Αληηθείκελν ηεο εξγαζίαο απνηειεί ε δηεξεχλεζε ηεο ιεηηνπξγίαο κηαο αλεκνγελλήηξηαο γηα ηελ εμππεξέηεζε ελφο πδξνειεθηξηθνχ ζηαζκνχ. Πξφθεηηαη γηα ην ιεγφκελν πβξηδηθό πδξνειεθηξηθό έξγν, ην νπνίν ζπλδπάδεη ηελ αηνιηθή ελέξγεηα κε ηελ πδξνειεθηξηθή. Απνηειεί κηα θαηλνηφκα κέζνδν παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, ε νπνία κπνξεί είηε λα ιεηηνπξγήζεη αλεμάξηεηα, είηε λα ζπλδεζεί ζην ειεθηξηθφ ζχζηεκα. Βαζίδεηαη εμ νινθιήξνπ ζηηο αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο, ζπγθεθξηκέλα ζηνλ άλεκν θαη ην λεξφ. Ζ εθαξκνγή έγηλε ζηελ πεξηνρή ηεο Μεζψλεο, κε αλεκνινγηθά δεδνκέλα ηα νπνία δφζεθαλ απφ ηελ ΔΜΤ γηα ηα έηε Σα δεδνκέλα έηπραλ ζηαηηζηηθήο επεμεξγαζίαο, βάζε ηεο νπνίαο πξνέθπςαλ ρξήζηκα ζπκπεξάζκαηα γηα ηελ πινπνίεζε ηνπ πβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο. ηελ επξχηεξε πεξηνρή ηεο Μεζψλεο επηθξαηεί αηνιηθφ δπλακηθφ φρη ηδηαίηεξα πςειφ, αιιά ηθαλφ γηα λα ρξεζηκνπνηεζεί σο πεγή ελέξγεηαο γηα ην παξφλ ζχζηεκα, ηα βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ νπνίνπ ζα είλαη ηα εμήο: Αηνιηθφ πάξθν : 1 αλεκνγελλήηξηα ηχπνπ Vestas 850kW Αληιηνζηάζην ζπλνιηθήο ηζρχνο 680kW, κε 3 δηαθνξεηηθά δεχγε αληιηψλ ησλ 75kW, 125kW θαη 140kW Τδξνειεθηξηθφο ζηαζκφο : 1 πδξνζηξφβηινο Pelton 220kW 2 δεμακελέο ζπλνιηθήο ρσξεηηθφηεηαο ,6 m³. Σν πξνηεηλφκελν πβξηδηθφ ζχζηεκα απνηειεί κηα εθηθηή θαη νηθνλνκηθά πξνζνδνθφξα ιχζε γηα ηελ πεξηνρή ηεο Μεζψλεο, φπνπ ην ππάξρνλ αηνιηθφ δπλακηθφ παξακέλεη ηειείσο αλαμηνπνίεην. Δπηπξφζζεηα φιε ε ελέξγεηα πνπ παξάγεηαη είλαη εγγπεκέλε θαη ζηαζεξή. Λέμεηο θιεηδηά : Αλαλεψζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο, αλεκνγελλήηξηα, πβξηδηθφ πδξνειεθηξηθφ έξγν, Αηνιηθή ελέξγεηα, πδξνζηξφβηινο i

5 Abstract The need for a viable development for economic as well as environmental factors, plays a crucial role in turning to Renewable Power Sources and thus in exploiting domestic resources; a fact that has been pointed out since the past times. The topic of the current study is the operation of a wind generator which will provide energy to a hydro-electric station. This is referred to as hybrid hydroelectric undertaking which combines Wind with hydroelectric energy. It constitutes an innovative method of electric power production that can either function independently or connect to electric system. It is exclusively based on renewable energy sources, on wind and water in particular. The application was made in Methoni area, alongside compass card data obtained by Greek Meteorological Service (EMY) for the years Data went under statistical analysis, through which useful conclusions were drawn with regards to the realization of the hybrid system. In the greater area of Methoni there is Wind potential, which, albeit not very high, is capable of being used as a power source for the present system. The basic attributes of the system in question are the following: Aeolic park : 1 wind generator, 850kW Pump station of total power 680kW, with 3 different pairs of pumps of 75kW, 125kW and 140kW Hydroelectric station : 1 water turbine 220kW 2 cisterns of ,6 m³ total capacity. The suggested hybrid system is a feasible and profitable solution for Methoni area, where the existing Wind potential remains thoroughly unexploited. In addition, all the power produced is guaranteed and fixed. Key words : Renewable Power Sources, wind generator, hybrid hydroelectric undertaking, wind energy, water turbine ii

6 Περιεχόμενα 1 ΕΙΑΓΩΓΗ Αληηθείκελν κειέηεο Γηάξζξσζε ηεο εξγαζίαο Οξηζκνί θαη βαζηθέο έλλνηεο 3 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Γεληθά Μνξθέο αλαλεώζηκσλ πεγώλ ελέξγεηαο Ηλιακι ενζργεια Αιολικι ενζργεια Τδατοπτϊςεισ Βιομάηα Γεωκερμικι ενζργεια Παλιρροιακι ενζργεια Ενζργεια από κφματα Γεληθά πεξί αλαλεώζηκσλ πεγώλ ελέξγεηαο ζηνλ θόζκν Παγθόζκηα αμηνπνίεζε ησλ ΑΠΔ Γεωκερμία Βιομάηα Τδραυλικι ενζργεια Αιολικι ενζργεια Θεζκηθό θαη λνκηθό πιαίζην Αρμόδιοι φορείσ του ελλθνικοφ κράτουσ για τισ ΑΠΕ Η πολιτικι τθσ Ευρωπαϊκισ Ζνωςθσ για τισ ΑΠΕ Σο Πρωτόκολλο του Κιότο 19 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Άνεμοσ, μια ανανεώςιμη πηγή ενζργειασ Μειονεκτιματα αιολικισ ενζργειασ Πλεονεκτιματα αιολικισ ενζργειασ Τπάξρνπζα θαηάζηαζε Θεμελιώδεισ ζννοιεσ αιολικών ςυςτημάτων Ειςαγωγι Η ταχφτθτα του ανζμου Η καμπφλθ ιςχφοσ Σοπολογία αιολικοφ πάρκου Υαξαθηεξηζηηθά αλεκνγελλεηξηώλ Είδθ ανεμογεννθτριϊν Περιγραφι ανεμογεννιτριασ Σο εςωτερικό τθσ ανεμογεννιτριασ 48 iii

7 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Τδξαπιηθή Δλέξγεηα Ιζηνξηθή αλαδξνκή ηεο Τδξνειεθηξηθήο Δλέξγεηαο Παξνπζίαζε ελόο Τδξνειεθηξηθνύ Έξγνπ Αρχι λειτουργίασ Σεχνικά ζργα υδρολθψίασ Σο ςφςτθμα προςαγωγισ Ο ςτακμόσ παραγωγισ Πλεονεκτιματα των ΑΠΕ ΤΗΕ Σφποι Τδροςτρόβιλων 62 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Λεηηνπξγία πβξηδηθώλ πδξνειεθηξηθώλ έξγσλ Πιενλεθηήκαηα θαη Μεηνλεθηήκαηα πβξηδηθώλ πδξνειεθηξηθώλ έξγσλ Πλεονεκτιματα υβριδικϊν υδροθλεκτρικϊν ζργων Μειονεκτιματα υβριδικϊν υδροθλεκτρικϊν ζργων Τθηζηάκελα πβξηδηθά πδξνειεθηξηθά έξγα Σο Τβριδικό φςτθμα τθσ Ικαρίασ Τβριδικό υδροθλεκτρικό ζργο ςτθν Κριτθ Πξνηεηλόκελα πβξηδηθά πδξνειεθηξηθά έξγα Τβριδικό ςφςτθμα ςτθ νιςο ζριφο Τβριδικό ςφςτθμα ςτθ νιςο Κο 81 6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΒΡΙΔΙΚΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ ΣΗΝ ΜΕΘΩΝΗ Πεξηνρή κειέηεο Ιςτορικά ςτοιχεία Μεκϊνθσ Κλιματικά μορφολογικά ςτοιχεία Πξνζνκνίσζε ηεο αλεκνγελλήηξηαο Αρχικά δεδομζνα Σαχφτθτεσ υχνότθτα εμφάνιςθσ Ωριαία διακφμανςθ Τπολογιςμόσ τθσ ενζργειασ τθσ ανεμογεννιτριασ Γηαδηθαζία κειέηεο ηνπ πδξνειεθηξηθνύ ζηαζκνύ Επιλογισ κζςθσ υδροθλεκτρικοφ Ενζργεια του υβριδικοφ υδροθλεκτρικοφ ζργου ΤΜΠΕΡΑΜΑΣΑ ΠΡΟΣΑΕΙ ύλνςε απνηειεζκάησλ πκπεξάζκαηα 106 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 107 ΠΑΡΑΡΣΗΜΑ A Π.1 ΠΑΡΑΡΣΗΜΑ Β Π.13 iv

8 Πινάκασ Γραφθμάτων Γράφθμα 1: Η εξζλιξθ τθσ εγκατεςτθμζνθσ ιςχφοσ ανεμογεννθτριϊν ςτον 27 Γράφθμα 2: Η Weibull ςυνάρτθςθ πυκνότθτασ πικανότθτασ τθσ ταχφτθτασ του ανζμου για το αιολικό πάρκο Klim. 31 Γράφθμα 3: Μζτρθςεισ τθσ ταχφτθτασ του ανζμου. 32 Γράφθμα 4: Παράδειγμα καμπφλθσ ιςχφοσ ανεμογεννιτριασ 34 Γράφθμα 5: υντελεςτισ ςυςχζτιςθσ τθσ μεταβλθτότθτασ τθσ αιολικισ ιςχφοσ ςε διάφορα πάρκα ςε ςχζςθ με τθν απόςταςθ μεταξφ των πάρκων αλλά και τθν περίοδο ςτθν οποία υπολογίηονται οι μζςοι όροι. 37 Γράφθμα 10: Κατανομι φορτίου και ανακφκλωςθ του νεροφ ςτισ δυο λιμνοδεξαμενζσ 6000m 3 για το ζτοσ Γράφθμα 11: φνκεςθ παραγωγισ και διακφμανςθ του όγκου νεροφ των ταμιευτιρων κατά τθ διάρκεια του ζτουσ 2004, όπωσ προκφπτει από τθν προςομοίωςθ του Τβριδικοφ υςτιματοσ. 79 Γράφθμα 12: φνκεςθ παραγωγισ και διακφμανςθ του όγκου νεροφ των ταμιευτιρων από 1θ μζχρι 31θ Αυγοφςτου 2004, όπου και εμφανίηεται θ δυςμενζςτερθ περίπτωςθ λόγω αιχμισ του ςυςτιματοσ. 80 Γράφθμα 13: Ετιςια καμπφλθ κατανομισ περιόδου Γράφθμα 14: υγκεντρωτικι καμπφλθ κατανομισ ταχυτιτων περιόδου Γράφθμα 15: Μζςθ ετιςια καμπφλθ κατανομισ περιόδου Γράφθμα 16: Καμπφλθ ενζργειασ ωσ προσ τθν ταχφτθτα του ανζμου 97 Γράφθμα 17: Ακροιςτικζσ καμπφλεσ για τον υπολογιςμό του όγκου τθσ δεξαμενισ 102 Γράφθμα 18: Καμπφλεσ διάρκειασ τιμϊν ιςχφοσ 104 Γράφθμα Π. 1 : Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Ιανουάριοσ Π.1 Γράφθμα Π. 2 : Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Φεβρουάριοσ Π.2 Γράφθμα Π. 3 : Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Μάρτιοσ Π.3 v

9 Γράφθμα Π. 4 : Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Απρίλιοσ Π.4 Γράφθμα Π. 5 : Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Μάιοσ Π.5 Γράφθμα Π. 6 : Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Ιοφνιοσ Π.6 Γράφθμα Π. 7 : Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Ιοφλιοσ Π.7 Γράφθμα Π. 8 : Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Αφγουςτοσ Π.8 Γράφθμα Π. 9 : Κατανομι ταχυτιτων ανζμου επτζμβριοσ Π.9 Γράφθμα Π. 10 : Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Οκτϊβριοσ Π.10 Γράφθμα Π. 11 : Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Νοζμβριοσ Π.11 Γράφθμα Π. 12 : Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Δεκζμβριοσ Π.12 Γράφθμα Π. 13 : Χρονολογικι διακφμανςθ ταχφτθτασ ανζμου - Ιανουάριοσ Π.13 Γράφθμα Π. 14 : Χρονολογικι διακφμανςθ ταχφτθτασ ανζμου - Φεβρουάριοσ Π.13 Γράφθμα Π. 15 : Χρονολογικι διακφμανςθ ταχφτθτασ ανζμου - Μάρτιοσ Π.14 Γράφθμα Π. 16 : Χρονολογικι διακφμανςθ ταχφτθτασ ανζμου - Απρίλιοσ Π.14 Γράφθμα Π. 17 : Χρονολογικι διακφμανςθ ταχφτθτασ ανζμου - Μάιοσ Π.15 Γράφθμα Π. 18 : Χρονολογικι διακφμανςθ ταχφτθτασ ανζμου - Ιοφνιοσ Π.15 Γράφθμα Π. 19 : Χρονολογικι διακφμανςθ ταχφτθτασ ανζμου - Ιοφλιοσ Π.16 Γράφθμα Π. 20 : Χρονολογικι διακφμανςθ ταχφτθτασ ανζμου - Αφγουςτοσ Π.16 Γράφθμα Π. 21 : Χρονολογικι διακφμανςθ ταχφτθτασ ανζμου - επτζμβριοσ _ Π.17 Γράφθμα Π. 22 : Χρονολογικι διακφμανςθ ταχφτθτασ ανζμου - Οκτϊβριοσ Π.17 Γράφθμα Π. 23 : Χρονολογικι διακφμανςθ ταχφτθτασ ανζμου - Νοζμβριοσ Π.18 Γράφθμα Π. 24: Χρονολογικι διακφμανςθ ταχφτθτασ ανζμου - Δεκζμβριοσ Π.18 Πίνακασ Εικόνων Εικόνα 2.1: Σεχνολογικζσ εφαρμογζσ θλιακισ ενζργειασ... 6 Εικόνα 3.2: Αιολικι ενζργεια (MW) που παράγεται ςτθν Ευρϊπθ ςτα τζλθ του Εικόνα 3.3: Ανεμογεννιτρια κατακόρυφου άξονα (αριςτερά) και οριηοντίου άξονα (δεξιά) Εικόνα 3.4: Διάκριςθ ανεμογεννθτριϊν ςφμφωνα με τον αρικμό πτερυγίων vi

10 Εικόνα 3.5: Συπικι ανεμογεννιτρια οριηοντίου άξονα Εικόνα 4.1: Καταρράκτθσ του Νιαγάρα, ΗΠΑ Εικόνα 4.2: Διάγραμμα μετατροπισ ενζργειασ των ΜΤΗΕ Εικόνα 4.3:Συπικό ςκαρίφθμα γενικισ διάταξθσ ζργων που ςυνκζτουν ζνα ΤΗΕ. 54 Εικόνα 4.4: Συπικι τομι υδρολθψίασ ορεινοφ τφπου (αριςτερά) Εικόνα 4.5: Συπικι κατά μικοσ τομι δεξαμενισ κακίηθςθσ Εικόνα 4.6: Διάγραμμα καταλλθλότθτασ ςτροβίλου Εικόνα 4.7: Διαχωριςμόσ τφπου υδροςτρόβιλου Εικόνα 4.8: Διατομι υδροςτρόβιλου Pelton Εικόνα 4.9: Διατομι υδροςτρόβιλου Francis Εικόνα 4.10: Διατομι υδροςτρόβιλου Kaplan Εικόνα 5.1: Λειτουργία Αντλθτικϊν ι υβριδικϊν υδροθλεκτρικϊν ζργων Εικόνα 5.2: Διάταξθ ςτοιχειϊν υβριδικοφ ςυςτιματοσ ςτθ νιςο Κο Εικόνα 6.1: Χάρτθσ αιολικοφ δυναμικοφ ςτθν περιοχι τθσ Μεκϊνθσ Εικόνα 6.2: Καμπφλθ ιςχφοσ για 8 διαφορετικζσ ανεμογεννιτριεσ Εικόνα 6.3: Καμπφλθ ιςχφοσ ανεμογεννιτριασ Εικόνα 6.4: Καμπφλθ παραγόμενθσ Ενζργειασ ςφμφωνα με τα δεδομζνα τθσ περιόδου Εικόνα 6.5: Σοποκεςία ταμιευτιρα και ανεμογεννιτριασ Εικόνα 6.6: Χάρτθσ ιςοχψϊν νοτιοδυτικισ Πελοποννιςου Κατάλογοσ Πινάκων Πίνακασ 2.1: φγκριςθ εκπομπϊν διοξειδίου (CO2) ανά πθγι ενζργειασ 11 Πίνακασ 2.2: Κατανομι Τποχρεϊςεων ςφμφωνα με το Πρωτόκολλου του Κιότο _ 20 Πίνακασ 3.1: Δθμιουργοφμενεσ κζςεισ εργαςίασ από εκμετάλλευςθ αιολικισ 26 Πίνακασ 6.1: Μετερεωλογικά δεδομζνα από ΕΜΤ για τθν περιοχι τθσ Μεκϊνθσ 87 Πίνακασ 6.2: Διεφκυνςθ και μζςθ ταχφτθτα ανζμου για το μινα Ιανουάριο 88 Πίνακασ 6.3: Μονάδεσ ταχφτθτασ ανζμου 89 Πίνακασ 6.4: Κατανομι ταχυτιτων για τθν περίοδο ανά μινα 90 Πίνακασ 6.5: τατιςτικά χαρακτθριςτικά δείγματοσ 93 vii

11 Πίνακασ 6.6: Πίνακασ ταχυτιτων - κατανομισ 93 Πίνακασ 6.7: Σιμζσ ενζργειασ 97 Πίνακασ 6.8: τοιχεία υπολογιςμοφ όγκου δεξαμενισ 102 Πίνακασ 6.9: Τπολογιςμόσ όγκου δεξαμενισ 103 Πίνακασ Π.1: Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Ιανουάριοσ Π.1 Πίνακασ Π.2: Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Φεβρουάριοσ Π.2 Πίνακασ Π.3: Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Μάρτιοσ Π.3 Πίνακασ Π.4: Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Απρίλιοσ Π.4 Πίνακασ Π.5: Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Μάιοσ Π.5 Πίνακασ Π.6: Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Ιοφνιοσ Π.6 Πίνακασ Π.7: Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Ιοφλιοσ Π.7 Πίνακασ Π.8: Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Αφγουςτοσ Π.8 Πίνακασ Π.9: Κατανομι ταχυτιτων ανζμου επτζμβριοσ Π.9 Πίνακασ Π.10: Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Οκτϊβριοσ Π.10 Πίνακασ Π.11: Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Νοζμβριοσ Π.11 Πίνακασ Π.12: Κατανομι ταχυτιτων ανζμου Δεκζμβριοσ Π.12 viii

12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΑΓΩΓΗ 1 ΕΙΑΓΩΓΗ 1.1 Αληηθείκελν κειέηεο Αληηθείκελν ηεο εξγαζίαο απνηειεί ε δηεξεχλεζε ζπλεξγαζίαο κηαο αλεκνγελλήηξηαο γηα ηελ εμππεξέηεζε ελφο πδξνειεθηξηθνχ ζηαζκνχ. Πξφθεηηαη γηα ην ιεγφκελν πβξηδηθό πδξνειεθηξηθό έξγν, ην νπνίν ζπλδπάδεη ηελ αηνιηθή ελέξγεηα κε ηελ πδξνειεθηξηθή. Απνηειεί κηα θαηλνηφκα κέζνδνο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, ε νπνία κπνξεί είηε λα ιεηηνπξγήζεη αλεμάξηεηα, είηε λα ζπλδεζεί ζην ειεθηξηθφ ζχζηεκα. Βαζίδεηαη εμ νινθιήξνπ ζηηο αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο, ζπγθεθξηκέλα ζηνλ άλεκν θαη ην λεξφ. Γηα ηνπο παξαπάλσ ιφγνπο, παξνπζηάδεη ηδηαίηεξν ελδηαθέξνλ ζηελ εμέιημε παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Κεληξηθφο ζηφρνο είλαη ε κειέηε ελφο πβξηδηθνχ πδξνειεθηξηθνχ έξγνπ ζηελ πεξηνρή ηεο Μεζώλεο. Απνδεηθλχεηαη ε κεγάιε ζπλεηζθνξά ελφο ηέηνηνπ έξγνπ, ζηηο ηνπξηζηηθέο ηδίσο πεξηνρέο ηεο ρψξαο καο, νη νπνίεο παξνπζηάδνπλ απμεκέλεο αλάγθεο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο, επί ην πιείζηνλ ην θαινθαίξη, δελ είλαη δηαζπλδεδεκέλεο κε ην ειεθηξηθφ ζχζηεκα ηεο ρψξαο θαη αληηκεησπίδνπλ εκθαλή πξνβιήκαηα ζηελ ειεθηξνδφηεζε. ην πξψην κέξνο γίλεηαη αλαθνξά γηα ηηο ελεξγεηαθέο πνιηηηθέο πνπ έρνπλ ζεζπηζηεί απφ ηελ Δ.Δ., κέινο ηεο νπνίαο απνηειεί θαη ε Διιάδα θαη ηεθκεξηψλεηαη ε αλαγθαηφηεηα ζπλεηδεηνπνίεζεο ηνπ πξνβιήκαηνο ηνπ πεξηβάιινληνο. ηε ζπλέρεηα αλαπηχζζεηαη ν ηξφπνο ιεηηνπξγίαο ησλ αληιεηηθψλ ή πβξηδηθψλ πδξνειεθηξηθψλ έξγσλ θαη αλαιχνληαη ηα επί κέξνπο θαηαζθεπαζηηθά ηκήκαηα, απφ ηα νπνία απνηειείηαη ην έξγν. Σν δεχηεξν κέξνο επηθεληξψλεηαη ζηε κειέηε ελφο πβξηδηθνχ πδξνειεθηξηθνχ έξγνπ ζηελ πεξηνρή ηεο Μεζψλεο. Αλαπηχζζεηαη ην ηερληθφ ζθέινο ηεο εξγαζίαο πνπ εθπνλείηαη. Γηεξεπλψληαη νη κεζνδνινγίεο ζρεδηαζκνχ θαη παξαηίζεηαη ε δηαδηθαζία πινπνίεζεο ηνπ έξγνπ. 1

13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΑΓΩΓΗ Απψηεξνο ζθνπφο ηεο εξγαζίαο είλαη ε αλάδεημε ηεο ζπνπδαηφηεηαο ηεο ρξήζεο ησλ αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο θαη ε ζπκβνιή ζε κηα νινθιεξσκέλε κειέηε ελφο πβξηδηθνχ πδξνειεθηξηθνχ έξγνπ. Δπηδίσμε κηα νινθιεξσκέλε πιεξνθφξεζε γηα θάζε ελδηαθεξφκελν. 1.2 Γηάξζξσζε ηεο εξγαζίαο Ζ εξγαζία απνηειείηαη απφ επηά θεθάιαηα. ην Κεθάιαην 1 παξνπζηάδνληαη ην αληηθείκελν κειέηεο θαη ε δηάξζξσζε ηεο εξγαζίαο. Έπεηηα επεμεγνχληαη νη νξηζκνί θαη νη βαζηθέο έλλνηεο, πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηε ζπλέρεηα ηνπ θεηκέλνπ. ην Κεθάιαην 2 παξνπζηάδεηαη ζπλνπηηθά ην πεξηβαιινληηθφ πξφβιεκα πνπ νδήγεζε ζηελ ζπλεηδεηνπνίεζε ηεο αλαγθαηφηεηαο ησλ ΑΠΔ. Πεξηγξάθνληαη ζπλνπηηθά φιεο νη κνξθέο καδί κε ηα πιενλεθηήκαηα θαη κεηνλεθηήκαηα πνπ παξνπζηάδεη θάζε κία. ηε ζπλέρεηα, πάλσ ζην επξχηεξν ζεζκηθφ θαη λνκηθφ πιαίζην, αλαθέξνληαη νη αξκφδηνη θνξείο ηνπ Διιεληθνχ θξάηνπο, ε πνιηηηθή πνπ αθνινπζείηαη απφ ηελ Δπξσπατθή Έλσζε, ελψ γίλεηαη θαη αλαθνξά ζην πξσηφθνιιν ηνπ Κηφην. Σν Κεθάιαην 3 αλαιχεη ηε ρξήζε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο. Απνθξπζηαιιψλεηαη ε δεκηνπξγία ηνπ αλέκνπ θαη δίλεηαη ε εμέιημή ηεο θαηά ηελ πάξνδν ηνπ ρξφλνπ. Πεξηγξάθνληαη ηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο αλεκνγελλήηξηαο θαη ηα πιενλεθηήκαηα θαη κεηνλεθηήκαηα ηεο αηνιηθήο ρξήζεο. Αλαθέξεηαη ε δηαδηθαζία θαηαζθεπήο ελφο αηνιηθνύ πάξθνπ θαη πξνζδηνξίδεηαη ε θαηάζηαζε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο ζηελ Διιάδα θαη παγθνζκίσο. Σν Κεθάιαην 4 αζρνιείηαη κε ηελ πδξνειεθηξηθή ελέξγεηα. Αλαιχεηαη ε ρξήζε ηεο πδξαπιηθήο ελέξγεηαο θαη δίλεηαη ε ηζηνξηθή αλαδξνκή ηεο. Αλαπηχζζεηαη ε αξρή ιεηηνπξγίαο ελφο πδξνειεθηξηθνχ έξγνπ, ηα ηερληθά έξγα πδξνιεςίαο ην ζχζηεκα πξνζαγσγήο θαη ν ζηαζκφο παξαγσγήο. Παξνπζηάδνληαη ηα πιενλεθηήκαηα θαη ηα κεηνλεθηήκαηα ησλ ΤΖΔ ελψ παξνπζηάδνληαη θαη νη βαζηθνί ηχπνπ πδξνζηξνβίισλ. 2

14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΑΓΩΓΗ ην Κεθάιαην 5 παξνπζηάδεηαη ε κνλαδηθή ηερλνινγία πνπ έρεη ηε δπλαηφηεηα «απνζήθεπζεο» ηεο παξαγφκελεο ελέξγεηαο ζε κεγάιε θιίκαθα, ηα πβξηδηθά πδξνειεθηξηθά έξγα, ηα νπνία ζπλδπάδνπλ ηελ αηνιηθή ελέξγεηα κε ηελ πδξνειεθηξηθή. Αθνχ απνηππσζνχλ ηφζν ηα πιενλεθηήκαηα φζν θαη ηα κεηνλεθηήκαηα πνπ παξνπζηάδνπλ, πξνζδηνξίδεηαη ν ηξφπνο ιεηηνπξγίαο ηνπο θαη αλαθέξνληαη παξαδείγκαηα ζηνλ Διιαδηθφ ρψξν. ην Κεθάιαην 6 επηιέγεηαη ε ηνπνζεζία πξαγκαηνπνίεζεο ηνπ πβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο ζηε Μεζψλε Μεζζελίαο. Πξαγκαηνπνηείηαη ζηαηηζηηθή επεμεξγαζία ησλ αλεκνινγηθψλ δεδνκέλσλ απφ ηελ ΔΜΤ θαη παξνπζηάδνληαη φια ηα ηερληθά ζηνηρεία πνπ απαηηνχληαη γηα ηελ πινπνίεζε ηεο κειέηεο. ην Κεθάιαην 7 ζπλνςίδνληαη ηα ζπκπεξάζκαηα πνπ πξνέθπςαλ απφ ηε παξαπάλσ κειέηε θαη ηίζεληαη θάπνηεο πξνηάζεηο γηα πεξαηηέξσ έξεπλα. 1.3 Οξηζκνί θαη βαζηθέο έλλνηεο ε απηφ ην ζεκείν παξαηίζεληαη νξηζκνί θαη βαζηθέο έλλνηεο, πνπ αλαθέξνληαη ζην θείκελν. Βαζηθέο έλλνηεο: Δ.Δ. : Δπξσπατθή Έλσζε ΑΠΔ : Αλαλεψζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο Α/Γ : Αλεκνγελλήηξηα ΤΖΔ : Τδξνειεθηξηθφ έξγν Ζ/Δ : Ζιεθηξηθή ελέξγεηα ΔΞΔ : Δμνηθνλφκεζε ελέξγεηαο ΑΚΔ : Αθαζάξηζηε θαηαλάισζε ελέξγεηαο ΟΥΔ : Οξζνινγηθή ρξήζε ελέξγεηαο 3

15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΑΓΩΓΗ Διιεληθνί Οξγαληζκνί: ΡΑΔ : Ρπζκηζηηθή Αξρή Δλέξγεηαο ΚΑΠΔ : Κέληξν Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο ΟΣΑ : Οξγαληζκνί Σνπηθήο Απηνδηνίθεζεο Ννκαξρίεο θαη Γήκνη ΤΠΑΝ : Τπνπξγείν Αλάπηπμεο ΓΔΜΖΔ : Γηαρεηξηζηήο Διιεληθνχ πζηήκαηνο Μεηαθνξάο Ζιεθηξηθήο Δλέξγεηαο Γηεζλείο Οξγαληζκνί: EREC : European Renewable Energy Council Δπξσπατθφ πκβνχιην Αλαλεψζηκεο Δλέξγεηαο ΗΔΑ : International Energy Agency Γηεζλήο Τπεξεζία Δλέξγεηαο IPCC : International Panel on Climate Change Γηεζλήο Δπηηξνπή γηα ηελ θιηκαηηθή αιιαγή 4

16 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 2.1 Γεληθά Αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο ή ήπηεο κνξθέο ελέξγεηαο είλαη κνξθέο εθκεηάιιεπζεο ελέξγεηαο πνπ πξνέξρνληαη απφ δηάθνξεο θπζηθέο δηαδηθαζίεο πνπ γίλνληαη ζην πεξηβάιινλ. Ο νξηζκφο ήπηεο κνξθέο ελέξγεηαο δφζεθε ζπγθεθξηκέλα γηα θάπνηα βαζηθά ηνπο ραξαθηεξηζηηθά. Πξψηνλ γηαηί γηα ηελ εθκεηάιιεπζε ηνπο δελ ρξεηάδεηαη θάπνηα ελεξγεηηθή πξνζπάζεηα φπσο εμφξπμε, άληιεζε φπσο εθκεηαιιεπφκαζηαλ κέρξη ηψξα ηηο ρξεζηκνπνηνχκελεο πεγέο ελέξγεηαο. πσο είλαη ην πεηξέιαην ην νπνίν ρξεηάδεηαη κηα επίπνλε δηαδηθαζία γηα ηελ απφθηεζή ηνπ. Γεχηεξν βαζηθφ ραξαθηεξηζηηθφ ηνπ είλαη φηη πξφθεηηαη γηα «θαζαξέο» κνξθέο ελέξγεηαο, δειαδή πνιχ θηιηθέο ζην πεξηβάιινλ πνπ δελ απνδεζκεχνπλ ξππνγφλεο νπζίεο ζην πεξηβάιινλ φπσο νη πδξνγνλάλζξαθεο, δηνμείδην ηνπ άλζξαθα θ.α. ζνλ αθνξά ηνλ φξν αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο αλαθέξεηαη ζηελ ηδηφηεηα ηνπο λα αλαλεψλνληαη θαηά ην πέξαζκα ηνπ ρξφλνπ θαη λα κελ ππάξρεη θίλδπλνο λα εθιείςνπλ κε ηε ρξήζε ηνπο φπσο γίλεηαη κε ηηο παξαδνζηαθέο ρξεζηκνπνηνχκελεο κνξθέο ελέξγεηαο πνπ είλαη ην πεηξέιαην ή ν άλζξαθαο. Γεληθά νη αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο βαζίδνληαη ζηελ ειηαθή αθηηλνβνιία κε εμαίξεζε ηελ ελέξγεηα απφ ηηο παιίξξνηεο πνπ εθκεηαιιεχεηαη ε βαξχηεηα. ηελ νπζία ε ειηαθή ελέξγεηα είλαη «ζπζθεπαζκέλε». Γηα παξάδεηγκα ε βηνκάδα είλαη ειηαθή ελέξγεηα δεζκεπκέλε ζηνπο ηζηνχο ησλ θπηψλ κέζσ ηεο θσηνζχλζεζεο. Ζ αηνιηθή εθκεηαιιεχεηαη ηνπο άλεκνπο πνπ πξνθαινχληαη απφ ηε ζέξκαλζε ηνπ αέξα, ελψ νη πεγέο ελέξγεηαο πνπ βαζίδνληαη ζην λεξφ εθκεηαιιεχνληαη ηνλ θχθιν εμάηκηζεο-ζπκπχθλσζεο ηνπ λεξνχ θαη ηελ θπθινθνξία ηνπ. [1] 5

17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 2.2 Μνξθέο αλαλεώζηκσλ πεγώλ ελέξγεηαο Ηιηαθή ελέξγεηα Ζιηαθή ελέξγεηα ραξαθηεξίδεηαη ην ζχλνιν ησλ δηαθφξσλ κνξθψλ ελέξγεηαο πνπ πξνέξρνληαη απφ ηνλ ήιην. Σέηνηεο είλαη ην θσο, ε θσηεηλή ελέξγεηα, ε ζεξκφηεηα, ε ζεξκηθή ελέξγεηα θαη νη δηάθνξεο αθηηλνβνιίεο (ελέξγεηα αθηηλνβνιίαο) Υξεζηκνπνηείηαη πεξηζζφηεξν γηα ζεξκηθέο εθαξκνγέο ελψ ε ρξήζε ηεο ηα ηειεπηαία ρξφληα έρεη αξρίζεη λα θεξδίδεη έδαθνο. Ζ εθκεηάιιεπζε ηεο ρσξίδεηαη ζηηο εμήο ηξεηο θαηεγνξίεο: 1. Σα παζεηηθά ειηαθά ζπζηήκαηα, 2. Σα ελεξγεηηθά ειηαθά ζπζηήκαηα 3. Σα θσηνβνιηατθά ζπζηήκαηα Σα παζεηηθά θαη ηα ελεξγεηηθά ειηαθά ζπζηήκαηα εθκεηαιιεχνληαη ηε ζεξκφηεηα πνπ εθπέκπεηαη κέζσ ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο, ελψ ηα θσηνβνιηατθά ζπζηήκαηα ζηεξίδνληαη ζηε κεηαηξνπή ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο ζε ειεθηξηζκφ. Δηθόλα 2.1: Σερλνινγηθέο εθαξκνγέο ειηαθήο ελέξγεηαο 6

18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ είλαη ηα εμήο: Κάπνηα απφ ηα πιενλεθηήκαηα πνπ καο πξνζθέξεη ε ειηαθή ελέξγεηα Δίλαη δηαζέζηκε γηα πάληα θαη πξνζθέξεηαη δσξεάλ, είλαη απφιπηα θηιηθή πξνο ην πεξηβάιινλ δειαδή ε εθκεηάιιεπζε ηεο δελ είλαη ξππνγφλα, ε κεηαηξνπή ηεο ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα γίλεηαη κε κεδεληθή ξχπαλζε, αζφξπβα θαη αμηφπηζηα. Δπίζεο ππάξρνπλ πνιινί ηξφπνη αμηνπνίεζεο ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο είηε παζεηηθά γηα παξάδεηγκα ν ζρεδηαζκφο θηηξίσλ, είηε ελεξγεηηθά κέζσ ησλ ειηαθψλ ζεξκνζηθψλσλ θαη ηέινο κέζσ ησλ θσηνβνιηατθψλ. [1] Αηνιηθή ελέξγεηα Ζ αηνιηθή ελέξγεηα ζηεξίδεηαη ζηνλ άλεκν, ν άλεκνο κε ηελ ζεηξά ηνπ δεκηνπξγείηαη ιφγσ ηεο δηαθνξάο ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ αέξνο πνπ δεκηνπξγεί, δηαθνξέο βαξνκεηξηθήο πίεζεο κεηαμχ παξαθείκελσλ ηνπσλ. Αλ δπν ζπλερφκελεο πεξηνρέο παξαηεξεζεί λα κελ έρνπλ απηήλ ηελ ζεξκνθξαζία ηφηε ε αηκνζθαηξηθή πίεζε ηεο πεξηζζφηεξεο ςπρξήο ζα είλαη κεγαιχηεξε ηεο άιιεο (ηεο ζεξκφηεξεο) κε απνηέιεζκα λα θηλεζεί αέξηα κάδα απφ ηελ ςπρξφηεξε ζηε ζεξκφηεξε πεξηνρή. [1] Ζ αηνιηθή ελέξγεηα έρεη αξρίζεη λα ρξεζηκνπνηείηαη πιαηηά γηα ειεθηξνπαξαγσγή. Γεληθά νη ρξήζεηο ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο πεξηιακβάλνπλ εθηφο απφ ηελ ειεθηξνπαξαγσγή θαη άληιεζε λεξνχ. Σα κεραλήκαηα πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη είλαη νη αλεκνγελλήηξηεο νη νπνίεο ρξεζηκνπνηνχληαη θπξίσο γηα ηα γλσζηά αηνιηθά πάξθα. [2] Κάπνηα απφ ηα πιενλεθηήκαηα ηεο ρξήζεο ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο είλαη: ε αηνιηθή ελέξγεηα είλαη «άθζνλε», απνζπγθεληξσκέλε θαη δσξεάλ. Με ηε ρξήζε ηεο δελ εθιχνληαη αέξηα ζεξκνθεπίνπ θαη άιινη ξχπνη θαη νη επηπηψζεηο ζην πεξηβάιινλ είλαη κηθξέο ζε ζχγθξηζε κε ηα εξγνζηάζηα ειεθηξνπαξαγσγήο, ε αηνιηθή ελέξγεηα είλαη ζήκεξα ε πην θζελή απφ φιεο ηηο ππάξρνπζεο ήπηεο κνξθέο. Με ηε ρξήζε ηεο κπνξεί λα επηηεπρζεί ε ελεξγεηαθή απηάξθεηα κηθξψλ θαη αλαπηπζζφκελσλ ρσξψλ θαζψο επίζεο κπνξεί λα απνηειέζεη ελαιιαθηηθή ιχζε γηα ηελ εμνηθνλφκεζε πεηξειαίνπ, ν 7

19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ εμνπιηζκφο είλαη απιφο ζηελ θαηαζθεπή θαη ηε ζπληήξεζε θαη έρεη κεγάιν ρξφλν δσήο, εληζρχεη ηελ ελεξγεηαθή αλεμαξηεζία θαη αζθάιεηα. [3] Τδαηνπηώζεηο Δίλαη ε πην δηαδεδνκέλε κνξθή παξαγσγήο ελέξγεηαο ζε παγθφζκην επίπεδν. Ζ πδξαπιηθή ελέξγεηα πνπ απνηειεί θιάδν ησλ πδαηνπηψζεσλ ζπκβάιιεη ζηελ αληηκεηψπηζε ηεο παγθφζκηαο δήηεζεο ελέξγεηαο ζην 6% θαη ζην 19% ζηελ παγθφζκηα δήηεζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. [1] Ζ κεηαηξνπή ελέξγεηαο ησλ πδαηνπηψζεσλ κε ηε ρξήζε πδξαπιηθψλ ηνπξκπίλσλ παξάγεη ηελ πδξνειεθηξηθή ελέξγεηα, ε νπνία ηαμηλνκείηαη ζε κεγάιεο θαη κηθξήο θιίκαθαο. Ζ κηθξήο θιίκαθαο πδξνειεθηξηθή ελέξγεηα δελ επηθέξεη ηφζν κεγάιεο επηπηψζεηο ζην πεξηβάιινλ φζν ε κεγάιεο θιίκαθα. Οη κεγάιεο θιίκαθαο πδξνειεθηξηθέο κνλάδεο απαηηνχλ ηε δεκηνπξγία θξαγκάησλ θαη ηεξάζηησλ δεμακελψλ κε αξλεηηθέο επηπηψζεηο ζην πεξηβάιινλ. Σα κηθξήο θιίκαθαο ζπζηήκαηα ηνπνζεηνχληαη δίπια ζε πνηάκηα θαη θαλάιηα θαη έρνπλ ιηγφηεξεο επηπηψζεηο ζην πεξηβάιινλ. [4] Οη πδαηνπηψζεηο (πδξαπιηθή ελέξγεηα) κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζνχλ ζε λεξφκπινπο, πδξνηξηβεία, πξηνληζηήξηα, θισζηνυθαληνπξγεία θαη ην ζεκαληηθφηεξν γηα παξαγσγή ξεχκαηνο γηα θάιπςε πξνζσπηθψλ αλαγθψλ ή γηα πψιεζε ζε άιινπο θαηαλαισηέο. [5] Πιενλεθηήκαηα ηεο είλαη ε κεγάιε απφδνζε 80-85% ζε ζρέζε κε ηηο παξαδνζηαθέο πεγέο πνπ έρνπλ 30-35% απφδνζε. Οη πδξνειεθηξηθνί ζηαζκνί είλαη δπλαηφ λα ηεζνχλ ζε ιεηηνπξγία ακέζσο κφιηο δεηεζεί επηπιένλ ειεθηξηθή ελέξγεηα, ζε αληίζεζε κε ηνπο ζεξκηθνχο ζηαζκνχο (γαηαλζξάθσλ, πεηξειαίνπ), πνπ απαηηνχλ ρξφλν πξνεηνηκαζίαο. Δίλαη κία "θαζαξή" θαη αλαλεψζηκε πεγή ελέξγεηαο. Μέζσ ησλ πδξνηακηεπηήξσλ δίλεηαη ε δπλαηφηεηα λα ηθαλνπνηεζνχλ θαη άιιεο αλάγθεο, φπσο χδξεπζε, άξδεπζε, αλάζρεζε ρεηκάξξσλ, δεκηνπξγία πγξνηφπσλ, αλαςπρή, αζιεηηζκφο. [6] 8

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Βηνκάδα Ζ βηνκάδα ρξεζηκνπνηεί ηνπο πδαηάλζξαθεο ησλ θπηψλ (θπξίσο απνβιήησλ ηεο βηνκεραλίαο, μχινπ, αζηηθά απφβιεηα, ηξνθίκσλ θαη δσνηξνθψλ ηεο βηνκεραλίαο) κε ζθνπφ λα απνδεζκεχζεη ηελ ελέξγεηα πνπ δεζκεχηεθε απφ ην θπηφ θαηά ηελ θσηνζχλζεζε. Ζ βηνκάδα είλαη κηα αλαλεψζηκε πεγή ελέξγεηαο πνπ αλαλεψλεηαη ζπλερψο ιφγσ ηεο θσηνζχλζεζεο. Καηά ηελ θαχζε ηεο βηνκάδαο ε δεζκεπκέλε ειηαθή ελέξγεηα κεηαηξέπεηαη ζε ζεξκηθή. Σα αλφξγαλα ζηνηρεία πνπ πεξηέρνληαη ζηελ ηέθξα εκπινπηίδνπλ ην έδαθνο κε ζξεπηηθά ζηνηρεία. [7] Ζ βηνκάδα κπνξεί λα δηαρσξηζηεί ζε δπν θαηεγνξίεο: ην πξψην κέξνο είλαη ε παξαδνζηαθή πνπ πεξηνξίδεηαη ζε κηθξή θιίκαθα θαη πεξηιακβάλεη ηα θαπζφμπια, ην θάξβνπλν γηα νηθηαθή ρξήζε, ηελ ήξα ηνπ ξπδηνχ άιια θπηηθά ππνιείκκαηα επίζεο θαη ηελ θνπξηά ησλ δψσλ. Σν δεχηεξν κέξνο είλαη ε ζύγρξνλε βηνκάδα πνπ «απεπζχλεηαη» ζε κεγάιεο θιίκαθαο ρξήζεηο θαη ε ρξεζηκνπνίεζε ηεο έρεη σο ζθνπφ ηελ ππνθαηάζηαζε ησλ ζπκβαηηθψλ πεγψλ ελέξγεηαο. Πεξηιακβάλεη μεξά θιαδηά απφ ην δάζνο, γεσξγηθά ππνιείκκαηα, αζηηθά απφβιεηα, ην βηναέξην θαη βηνθαχζηκα απφ ελεξγεηαθέο θαιιηέξγεηεο φπσο είλαη ηα έιαηα απφ ηα θπηά ή θαη θπηά πνπ πεξηέρνπλ άκπιν θαη ζάθραξν. [8] Μέζνδνη επεμεξγαζίαο ηεο βηνκάδαο είλαη ε θαύζε πνπ σο πξντφλ ηεο έρεη ηελ παξαγσγή ζεξκφηεηαο, ε ππξόιπζε ε νπνία είλαη κηα ζεξκηθή δηαδηθαζία( βαζκνχο Κειζίνπ) φπνπ γίλεηαη ε απνηθνδφκεζε ηεο βηνκάδαο κε απνπζία ηνπ νμπγφλνπ. ηελ ππξφιπζε παξάγνληαη ην βηνέιαην 70% ην βηναέξην 15% θαη ν μπιάλζξαθαο 15%. Τπάξρεη επίζεο θαη ε δηαδηθαζία ηεο αεξηνπνίεζεο ηεο βηνκάδαο φπνπ γίλεηαη ε ζεξκηθή ηεο απνηθνδφκεζε ζηνπο βαζκνχο Κειζίνπ θαηά ηελ απνπζία νμπγφλνπ. Σα παξαγφκελα πξντφληα είλαη ην βηναέξην, ε πίζζα θαη ν μπιάλζξαθαο. ζνλ αθνξά ηα πγξά βηνθαχζηκα πνπ πξνέξρνληαη απφ ηελ επεμεξγαζία ηεο βηνκάδαο είλαη ην βηνληίδει θαη ε βηναηζαλφιε. Σν βηνληίδει παξάγεηαη απφ θπηηθά έιαηα θπξίσο κε κεηεζηεξενπνίεζε. Ζ βηναηζαλφιε παξάγεηαη θπξίσο απφ ηελ δχκσζε ησλ ακπινχρσλ θαη ζαθραξνχρσλ ζπζηαηηθψλ. [9],[10] 9

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Σα πιενλεθηήκαηα ηα νπνία ραξαθηεξίδνπλ ηελ βηνκάδα σο αλαλεψζηκε πεγή ελέξγεηαο είλαη ε ζεηηθή ζπλεηζθνξά ζρεηηθά κε ην θαηλφκελν ηνπ ζεξκνθεπίνπ θαη ηελ φμηλε βξνρή εθφζνλ κε ηελ εθκεηάιιεπζε ηεο δελ παξάγνληαη ξππνγφλα αέξηα, ε πξνζηαζία έλαληη ηεο δηάβξσζεο ηνπ εδάθνπο, νη ρακειέο εηζξνέο ζε ιηπάζκαηα, ε κείσζε ηεο ρξήζεο ησλ θπηνθαξκάθσλ θαη ε εθκεηάιιεπζε εδαθψλ ρακειήο γνληκφηεηαο. Σα ηξία ηειεπηαία ζπλδπάδνληαη εθφζνλ εάλ γηα παξάδεηγκα ζέινπκε ηελ παξαγσγή θάπνησλ θπηψλ ηα νπνία πξννξίδνληαη γηα βηνκάδα ηεξνχλ ηα ηξία παξαπάλσ. [10] Γεσζεξκηθή ελέξγεηα Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα είλαη ε ζεξκφηεηα πνπ πεξηέρεηαη ζην εζσηεξηθφ ηεο γεο ε νπνία πξνθαιεί δηάθνξα γεσινγηθά θαηλφκελα ζε παγθφζκηα θιίκαθα. Ζ ζεξκφηεηα απηή παξάγεηαη απφ ηελ ξαδηελεξγφ απνζχλζεζε ησλ πεηξσκάησλ ηεο γεο. Ζ εθκεηάιιεπζε ηεο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο κπνξεί λα γίλεη άκεζα ρξεζηκνπνηψληαο ην δεζηφ λεξφ γηα ηελ ζέξκαλζε θηηξίσλ. πγθεθξηκέλα ην δεζηφ λεξφ πνπ βξίζθεηαη θνληά ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο νδεγείηαη κέζσ ζσιήλσλ ζηα θηίξηα θαη ηηο επηρεηξήζεηο γηα παξνρή ζεξκφηεηαο. Δπίζεο ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα ρξεζηκνπνηείηε γηα παξαγσγή ειεθηξηζκνχ. [11] Πιενλεθηήκαηα πνπ πξνζθέξεη ε ρξήζε γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο είλαη ε ρακειή παξαγσγή δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα πνπ έρεη σο απνηέιεζκα ηελ «απνθπγή» ζηελ ζπλεηζθνξά ηεο ζηελ δεκηνπξγία φμηλεο βξνρήο θαζψο θαη ζηελ αιιαγή ηνπ θιίκαηνο. Σα ζεκεξηλά γεσζεξκηθά πεδία παξάγνπλ κφλν ην 1/6 CO2 ζε ζχγθξηζε κε ηηο γελλήηξηεο ειεθηξηζκνχ θαη δελ παξάγνληαη θαζφινπ ληηξηθά (NOx) θαη ζεηηθά (Sox) αέξηα. Δπίζεο ε εθκεηάιιεπζε ηεο απαηηεί ηε ρξήζε κηαο κηθξήο έθηαζεο γεο ρσξίο λα επηβαξχλεη ην πεξηβάιινλ κε ηελ εθκεηάιιεπζε πεξηνρψλ πνπ ζα ππνβάζκηδαλ ηελ πνηφηεηα ηνπ πεξηβάιινληνο. [11],[13] 10

22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα έρεη ηηο πην κηθξέο εθπνκπέο δηνμεηδίνπ, κεδακηλέο ζε ζρέζε κε ην θπζηθφ αέξην, ην πεηξέιαην θαη ηνλ άλζξαθα. Πίλαθαο 2.1: χγθξηζε εθπνκπψλ δηνμεηδίνπ (CO2) αλά πεγή ελέξγεηαο [11] ΠΗΓΗ ΔΝΔΡΓΔΙΑ ΔΚΠΟΜΠΔ C02 ΓΔΩΘΔΡΜΗΚΖ 0.2 ΦΤΗΚΟ ΑΔΡΗΟ ΠΔΣΡΔΛΑΗΟ ΑΝΘΡΑΚΑ Παιηξξνηαθή ελέξγεηα Αθφκα έλα είδνο αλαλεψζηκεο πεγήο ελέξγεηαο είλαη ε ελέξγεηα απφ ηηο παιίξξνηεο ησλ σθεαλψλ. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε εθκεηαιιεπφκαζηε ηελ βαξχηεηα ηεο ζειήλεο θαη ηνπ ήιηνπ πνπ πξνθαιεί αλχςσζε ηεο ζηάζκεο ηνπ λεξνχ. Υξεζηκνπνηψληαο εηδηθέο θαηαζθεπέο γίλεηαη παξαγσγή ειεθηξηζκνχ. [1] Σα πιενλεθηήκαηα είλαη φηη γηα ηελ παξαγσγή ελέξγεηαο δελ ρξεζηκνπνηνχληαη ζπκβαηηθέο κνξθέο ελέξγεηαο αξά δελ επηβαξχλεηαη ην πεξηβάιινλ κε εθπνκπή αεξίσλ πνπ ζπλεηζθέξνπλ ζην θαηλφκελν ηνπ ζεξκνθεπίνπ θαη επίζεο ζεσξείηαη κηα πνιχ αμηφπηζηε πεγή ελέξγεηαο ιφγσ ηεο πξνβιεςηκφηεηαο ηεο ζε ζχγθξηζε γηα παξάδεηγκα κε ηελ ειηαθή θαη αηνιηθή πνπ εμαξηψληαη απφ ηελ επνρή θαη ηηο θαηξηθέο ζπλζήθεο. [8] 11

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Δλέξγεηα από θύκαηα Ζ ελέξγεηα απφ θχκαηα αλαθέξεηαη ζηελ ελέξγεηα ησλ θπκάησλ ζηελ επηθάλεηα ηνπ σθεαλνχ. Δίλαη απνδεδεηγκέλν φηη ππάξρνπλ κεγάια ελεξγεηαθά ξεχκαηα ζηελ αλνηθηή ζάιαζζα. Με ηελ εθκεηάιιεπζε ηνπο έρνπκε παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, desalination. [1],[15] Τπάξρνπλ δηάθνξεο κέζνδνη γηα εθκεηάιιεπζε ησλ θπκάησλ. Ζ ελέξγεηα ησλ θπκάησλ αλνηθηήο ζάιαζζαο δηαηίζεηαη κε ηελ κνξθή ελαιιαζζφκελσλ αλνδηθψλ θαη θαζνδηθψλ θηλήζεσλ ηνπ λεξνχ. Απφ ηα θχκαηα θνληά ζηελ αθηή εθκεηαιιεπφκαζηε ηελ πξνσζηηθή δχλακε ηνπ κεηψπνπ ηνπ θχκαηνο γηα ηελ θίλεζε ζηξνβηινθηλεηήξσλ λεξνχ ή αέξα. Κχκαηα πνπ ζπάδνπλ ζηελ αθηή ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ πιήξσζε θξαγκάησλ γηα λα παξαρζεί ζηε ζπλέρεηα πδξνειεθηξηθή ελέξγεηα. ιεο νη κέζνδνη είλαη θηιηθέο πξνο ην πεξηβάιινλ δελ ζπληείλνπλ ζηελ παξαγσγή ελέξγεηαο γηα ηελ εθπιήξσζε ησλ αλαγθψλ καο αιιά ηαπηφρξνλα δελ επηβαξχλνπλ ην πεξηβάιινλ. [15] Δπίζεο νη σθεαλνί κπνξνχλ λα εθκεηαιιεπζνχλ γηα παξαγσγή ελέξγεηαο φρη κφλν γηα ηηο παιίξξνηεο θαη ηελ ελέξγεηα ησλ θπκάησλ αιιά θαη ιφγσ ησλ ζεξκνθξαζηαθψλ δηαθνξψλ κεηαμχ ηνπ ζεξκφηεξνπ επηθαλεηαθνχ λεξνχ θαη ηνπ ςπρξφηεξνπ λεξνχ ηνπ ππζκέλα κέζνδνο ε πνία θαη πάιη είλαη θηιηθή πξνο ην πεξηβάιινλ. [13] 2.3 Γεληθά πεξί αλαλεώζηκσλ πεγώλ ελέξγεηαο ζηνλ θόζκν Οη ΑΠΔ ζπλεηζθέξνπλ ζήκεξα ζε επίπεδν πεξίπνπ 18% ηεο παγθφζκηαο παξαγσγήο ελέξγεηαο. Σν 18% απνηειείηε 15% απφ κεγάινπο πδξνειεθηξηθνχο ζηαζκνχο θαη ην 3,4% πξνέξρεηαη απφ ηηο λέεο ΑΠΔ νη νπνίεο είλαη ε κηθξή πδξνειεθηξηθή, ε βηνκάδα, ε ειηαθή, αηνιηθή, γεσζεξκηθή θαη ηα βηνθαχζηκα. [8] 12

24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Οη ΑΠΔ ζε παγθφζκηα θιίκαθα αληηθαζηζηνχλ ηα ζπκβαηηθά θαχζηκα ζηνπο εμήο ηέζζεξηο ηνκείο: 1) Γπλακηθή παξαγσγή, 2) Θέξκαλζε ηνπ λεξνχ, 3) Θέξκαλζε ηνπ ρψξνπ, 4) Καχζηκα κεηαθνξψλ. ηελ δπλακηθή παξαγσγή νη ΑΠΔ ζπλεηζθέξνπλ πεξίπνπ ην 5% παγθφζκηα θαη πξνκεζεχνπλ πεξίπνπ 3.4% ηεο παγθφζκηαο παξαγσγήο ειεθηξηζκνχ (εμαηξνπκέλνπ ηεο κεγάιεο πδξνδχλακεο). Ζ ζέξκαλζε ηνπ λεξνχ θαη ησλ εζσηεξηθψλ ρψξσλ γηα δέθα εθαηνκκχξηα θηίξηα παξέρεηαη απφ ηελ ειηαθή ελέξγεηα ηελ βηνκάδα θαη ηελ γεσζεξκηθή ελέξγεηα. Ζ ρξήζε γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο παξάγεη παγθνζκίσο 8000 (MWe) ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο θαη 4.000(MWt) ζεξκηθήο ελέξγεηαο. Οη ειηαθνί ζεξκνζίθσλεο ππνινγίδεηαη φηη έρνπλ εγθαηαζηαζεί ζε πελήληα εθαηνκκχξηα λνηθνθπξηά παγθνζκίσο απφ ηνπο νπνίνπο νη πεξηζζφηεξνη αλήθνπλ ζηελ Κίλα. Δπίζεο ε βηνκάδα καδί κε ηε γεσζεξκηθή ελέξγεηα παξέρνπλ ζέξκαλζε ζε βηνκεραλίεο, λνηθνθπξηά θαη ζηελ γεσξγία. Σα βηνθαχζηκα κε ηελ ζεηξά ηνπο έρνπλ έλα κηθξφ πνζνζηφ ζπκκεηνρήο ζην ζχλνιν αιιά ζε θάπνηεο ρψξεο ε ζπκκεηνρή ηνπο είλαη κεγάιε. Υαξαθηεξηζηηθφ παξάδεηγκα είλαη ε Βξαδηιία φπνπ ε αηζαλφιε αληηθαζηζηά πεξηζζφηεξν απφ 40% ηελ θαηαλάισζε βελδίλεο. Γεληθά βιέπνπκε φηη κε αξγνχο ξπζκνχο αληηθαζίζηαληαη ηα ζπκβαηηθά θαχζηκα κε ηηο αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο. ηηο αλαπηπζζφκελεο ρψξεο πεξηζζφηεξα απφ 500 εθαηνκκχξηα λνηθνθπξηά ρξεζηκνπνηνχλ παξαδνζηαθή βηνκάδα γηα καγείξεκα θαη ζέξκαλζε. Δπίζεο 25 εθαηνκκχξηα λνηθνθπξηά έρνπλ αληηθαηαζηήζεη ηελ θεξνδίλε θαη άιια θαχζηκα ηα νπνία ρξεζηκνπνηνχληαη γηα καγείξεκα κε βηναέξην. εκαληηθφ είλαη φηη 3 εθαηνκκχξηα λνηθνθπξηά ρξεζηκνπνηνχλ ειηαθά θσηνβνιηατθά γηα ηνλ θσηηζκφ ηνπ ρψξνπ ηνπο. Καη ηέινο έλαο κηθξφο αιιά απμαλφκελνο αξηζκφο κηθξνχ κεγέζνπο βηνκεραληψλ, ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ θαη ηεο γεσξγίαο ρξεζηκνπνηνχλ κηθξήο θιίκαθαο επεμεξγαζηέο βηνκάδαο γηα ζέξκαλζε θαη θηλεηηθή ελέξγεηα. [8] 13

25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 2.4 Παγθόζκηα αμηνπνίεζε ησλ ΑΠΔ Γεσζεξκία Ζ γεσζεξκηθή ελέξγεηα αλαπηχζζεηαη κε ξπζκνχο 2-3% ην ρξφλν ζε αξθεηέο ρψξεο φπσο ζηελ Ηηαιία, Ηλδνλεζία, Ηαπσλία, Μεμηθφ, Νέα Εειαλδία, Φηιηππίλεο, ΖΠΑ θαη Ηζιαλδία. Ζ Ηζιαλδία παξάγεη έλα κεγάιν πνζνζηφ ηεο ελέξγεηαο ηεο απφ ηελ γεσζεξκία. Υξεζηκνπνηείηε γηα ηελ ζέξκαλζε ησλ πεξηζζφηεξσλ ζπηηηψλ θαη ππάξρνπλ 30 δεκνηηθά θαη 200 ηδησηηθά ζπζηήκαηα ζέξκαλζεο πνπ θαιχπηνπλ ην 86% ηεο ζέξκαλζεο ηεο ρψξαο θαη γεληθά θαιχπηεη ηηο ελεξγεηαθέο ηηο αλάγθεο θαηά 39% κέζσ ηεο γεσζεξκίαο. [15] Βηνκάδα Ζ βηνκάδα είλαη αθφκα κηα αλαπηπζζφκελε θαη ππνζρφκελε αλαλεψζηκε πεγή ελέξγεηαο. Θα κπνξνχζε λα απνδψζεη ην 9% ηεο παγθφζκηαο πξσηνγελνχο ελέξγεηαο θαη ην 24% ησλ ελεξγεηαθψλ αλαγθψλ κέρξη ην χκθσλα κε ην Γεξκαληθφ ηκήκα ηεο WWF ε βηνελέξγεηα ζε παγθφζκην επίπεδν κπνξεί λα θαιχςεη ην δηπιάζην ησλ ελεξγεηαθψλ καο αλαγθψλ κε ηελ ζσζηή εθκεηάιιεπζε ζην απψηεξν κέιινλ. ηελ Βξαδηιία ε βηναηζαλφιε ην νπνίν είλαη βηνθαχζηκν πνπ πξνέξρεηαη απφ ηελ επεμεξγαζία δαραξνθάιακσλ αληηθαηέζηεζε ηελ θαηαλάισζε βελδίλεο πάλσ απφ 40%. Πξνβιέπεηαη επίζεο φηη ε παξαγσγή ηεο ζηελ Βξαδηιία κέρξη ην 2015 ζα θηάζεη ηα 20 εθαηνκκχξηα ηφλνπο πνζνζηφ ην νπνίν ζα έρεη απμεζεί 60% απφ ηελ ησξηλή παξαγσγή. ηνλ αληίπνδα ε Δ.Δ είλαη ν κεγαιχηεξνο παξαγσγφο βηνληίδει κε ηελ Γεξκαλία λα θαιχπηεη απφ κφλε ηεο ην 50% ηεο παξαγσγήο. Πξσηνπφξνη ζηνλ ηνκέα ησλ βηνθαπζίκσλ 2εο γεληάο φπσο ζα ηα ραξαθηεξίδακε είλαη ε Βξαδηιία νη ΖΠΑ λα ηελ αθνινπζνχλ ε νπεδία θαη ν Καλαδάο. [2] 14

26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Τδξαπιηθή ελέξγεηα Ζ κεγάιε πδξνδχλακε αλαπηχρζεθε θαηά ηελ πεξίνδν ησλ ηειεπηαίσλ 5 ρξφλσλ θαηά 3% θάζε ρξφλν ζε παγθφζκην επίπεδν. Ζ εθκεηάιιεπζε ηεο πδξνδχλακεο ζε κεγάια πνζνζηά πξαγκαηνπνηείηε ζηελ Ηαπσλία ζην 84%, ζηηο ΖΠΑ ζην 82%, ζηελ Γαιιία ζην 80%, ζηελ Γεξκαλία ζην 73% θαη ζηελ Κίλα γχξσ ζην 70%. Κίλα γλψξηζε ηελ κεγαιχηεξε αλάπηπμε ζε πνζνζηφ κεγαιχηεξν ηνπ 8% θάζε ρξφλν θαηά ηελ πεξίνδν ηνπ [3] Αηνιηθή ελέξγεηα Ζ αηνιηθή ελέξγεηα θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ 2007 αλαπηχρζεθε φζν θακία άιιε αλαλεψζηκε πεγή ελέξγεηαο ην ζπγθεθξηκέλν ρξνληθφ δηάζηεκα. Τπήξμε κηα αχμεζε ηνπ 27% (21 GW) ζε ζρέζε κε ην 2006.Δπίζεο ε αηνιηθή ελέξγεηα έρεη εγθαηαζηαζεί κέζσ ησλ ηερλνινγηθψλ εθαξκνγψλ ζε πεξηζζφηεξεο απφ 70 ρψξεο. Παξφιν φκσο πνπ έρεη δηαδνζεί ζε έλα ηέηνην αξηζκφ ρσξψλ ηα 2/3 ηεο παγθφζκηαο παξαγσγήο (15GW) θαηά ην 2006 ήηαλ καδεκέλε ζε 5 ρψξεο. Απηέο είλαη θαηά ζεηξά νη ΖΠΑ κε παξαγσγή 2.5 GW, αθνινπζεί ε Γεξκαλία κε 2.2 GW, κεηά ε Ηλδία κε 1.8 GW, ε Ηζπαλία κε παξαγσγή 1.6 GW θαη ε Κίλα κε 1.4 GW. [16] 2.5 Θεζκηθό θαη λνκηθό πιαίζην Αξκόδηνη θνξείο ηνπ ειιεληθνύ θξάηνπο γηα ηηο ΑΠΔ Ο θαζ χιε αξκφδηνο θνξέαο ηνπ ειιεληθνχ θξάηνπο γηα ην ζρεδηαζκφ θαη ηελ άζθεζε ηεο ελεξγεηαθήο πνιηηηθήο θαη ηελ ηήξεζε ησλ εζληθψλ δεζκεχζεσλ είλαη ην Τπνπξγείν Αλάπηπμεο (ΤΠΑΝ). Ζ αξκφδηα ππεξεζία ηνπ Τπνπξγείνπ γηα ηηο ΑΠΔ είλαη ε Γηεχζπλζε Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ θαη Δμνηθνλφκεζεο Δλέξγεηαο, πνπ ππάγεηαη ζηε Γεληθή Γηεχζπλζε Δλέξγεηαο ηνπ ηνκέα Δλέξγεηαο θαη Φπζηθψλ Πφξσλ. ηε ζπλέρεηα παξνπζηάδνληαη νη ζεκαληηθφηεξνη θνξείο, πνπ εκπιέθνληαη ζηελ πνξεία αλάπηπμεο, πινπνίεζεο 15

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ θαη ιεηηνπξγίαο ησλ αηνιηθψλ πάξθσλ, ησλ πδξνειεθηξηθψλ έξγσλ θαη ησλ ΑΠΔ γεληθφηεξα. ΡΑΔ Ζ Ρπζκηζηηθή Αξρή Δλέξγεηαο (ΡΑΔ) ηδξχζεθε ζχκθσλα κε ην άξζξν 4 ηνπ Ν.2773/99, σο αλεμάξηεηε δηνηθεηηθή αξρή επηθνξηηζκέλε κε ηελ παξαθνινχζεζε θαη ηνλ έιεγρν ηεο ιεηηνπξγίαο ηεο αγνξάο ελέξγεηαο θαη ηε δηαηχπσζε εηζεγήζεσλ γηα ηελ ηήξεζε ησλ θαλφλσλ ηνπ αληαγσληζκνχ θαη ηελ πξνζηαζία ησλ θαηαλαισηψλ. Ζ ΡΑΔ δηαηππψλεη γλσκνδνηήζεηο πξνο ηνλ Τπνπξγφ Αλάπηπμεο γηα ηελ αδεηνδφηεζε εγθαηαζηάζεσλ κνλάδσλ ΑΠΔ θαη κεηά ηελ έθδνζε ησλ αδεηψλ παξαθνινπζεί ηελ πνξεία πινπνίεζεο ησλ έξγσλ κέζσ ηξηκεληαίσλ δειηίσλ θαη εηζεγείηαη ηελ εθθαζάξηζε ηνπ ρψξνπ απφ επελδπηέο, αλ επηδεηθλχνπλ αδηθαηνιφγεηε βξαδχηεηα. Δπίζεο εηζεγείηαη λνκνζεηηθέο παξεκβάζεηο γηα πεξαηηέξσ απειεπζέξσζε ηεο αγνξάο Ζ/Δ ζηα πιαίζηα ηεο νπνίαο κπνξνχλ λα βξνπλ ζέζε νπζηψδεηο ξπζκίζεηο γηα ηηο ΑΠΔ. Ζ ΡΑΔ ηεξεί θαη δεκνζηεχεη αξρείν ησλ αηηήζεσλ γηα άδεηα παξαγσγήο θαη πξνκήζεηαο Ζ/Δ, ελψ δεκνζηεχεη ζε εηήζηα βάζε Έθζεζε Πεπξαγκέλσλ ζηελ νπνία αλαιχνληαη νη ηξέρνπζεο ζπλζήθεο ζηελ εζσηεξηθή αγνξά ελέξγεηαο θαη δηαηππψλνληαη πξνηάζεηο γηα ηελ άξζε ησλ εκπνδίσλ, πνπ δηαπηζηψλνληαη ζηελ επίηεπμε ησλ εζληθψλ ζηφρσλ. πλνπηηθά, ν ξφινο ηεο ΡΑΔ έγθεηηαη ζηα εμήο: Αζθάιεηα θαη αμηνπηζηία ελεξγεηαθνχ ζπζηήκαηνο ηεο ρψξαο. Πξνζηαζία ηνπ πεξηβάιινληνο ζηα πιαίζηα ησλ δηεζλψλ ππνρξεψζεσλ. Πξνζηαζία ησλ ζπκθεξφλησλ ηνπ θαηαλαισηή ελέξγεηαο θαη ηνπ δεκνζίνπ ζπκθέξνληνο. Δπίβιεςε ηεο ιεηηνπξγίαο ησλ ζπζηεκάησλ πξνκήζεηαο ελέξγεηαο. πκκεηνρή ζηε δηακφξθσζε ηεο εζληθήο ελεξγεηαθήο ζηξαηεγηθήο θαη πιεξνθφξεζε ηνπ θνηλνχ. Καιιηέξγεηα δηεζλψλ ζρέζεσλ θαη ζπλεξγαζηψλ.[10] 16

28 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΓΔΜΗΔ Ο Γηαρεηξηζηήο Διιεληθνχ πζηήκαηνο Μεηαθνξάο Ζιεθηξηθήο Δλέξγεηαο (ΓΔΜΖΔ) ηδξχζεθε κε ην ΠΓ 328/2000 (ΦΔΚ Α 268), ζχκθσλα κε ηηο δηαηάμεηο ηνπ άξζξνπ 14 ηνπ Ν 2773/99. Πξφθεηηαη γηα Αλψλπκε Δηαηξεία, πνπ αλήθεη ζε πνζνζηφ 51% ζην Διιεληθφ Γεκφζην θαη 49% ζηηο εηαηξίεο παξαγσγήο Ζ/Δ. Ο ξφινο ηνπ ΓΔΜΖΔ είλαη δηπιφο: αθελφο δηαρεηξίδεηαη ηε ιεηηνπξγία ηνπ πζηήκαηνο Μεηαθνξάο θαη αθεηέξνπ έρεη ηελ επζχλε εθθαζάξηζεο ηεο αγνξάο, ηεο θαηαγξαθήο δειαδή ησλ νηθνλνκηθψλ ππνρξεψζεσλ κεηαμχ παξαγσγψλ πειαηψλ θαηαλαισηψλ, βάζεη ησλ αληίζηνηρσλ παξνρψλ ελεξγεηαθνχ πξντφληνο. Οη αξκνδηφηεηεο ηνπ ΓΔΜΖΔ ζπλνςίδνληαη ζηα εμήο: Αμηνπηζηία θαη αθξηβήο θαηακέηξεζε ησλ δηαθηλνχκελσλ πνζνηήησλ ελέξγεηαο. Καηαλνκή θνξηίνπ κεηαμχ κνλάδσλ παξαγσγήο. πληήξεζε θαη αλάπηπμε ηνπ πζηήκαηνο Μεηαθνξάο, ψζηε λα εμαζθαιίδεηαη ε επάξθεηα θαη ε αμηνπηζηία. Σήξεζε ινγαξηαζκψλ γηα εθθαζάξηζε ηεο αγνξάο. πκκεηνρή ζηε δηακφξθσζε ησλ θαλφλσλ ιεηηνπξγίαο θαη ππνζηήξημε ηεο ελεξγεηαθήο αγνξάο κε εθπφλεζε κειεηψλ γηα ηηο αλάγθεο ηνπ ζπζηήκαηνο, δηαηχπσζε πξνηάζεσλ θαη ελεκέξσζε ησλ ελδηαθεξνκέλσλ. ΚΑΠΔ Σν Κέληξν Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο (ΚΑΠΔ) ηδξχζεθε κε ην ΠΓ 375/87 σο Ννκηθφ Πξφζσπν Ηδησηηθνχ Γηθαίνπ, ππφ ηελ επνπηεία ηνπ ΤΠΑΝ Γεληθή Γξακκαηεία Έξεπλαο θαη Σερλνινγίαο, κε δηνηθεηηθή θαη νηθνλνκηθή απηνηέιεηα. Με ην Ν 2244/94 θαη ην Ν 2702/99 ην ΚΑΠΔ νξίζηεθε σο ην Δζληθφ πληνληζηηθφ Κέληξν ζηνπο ηνκείο ησλ ΑΠΔ, ΔΞΔ θαη ΟΥΔ. 17

29 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ο ξφινο ηνπ ΚΑΠΔ είλαη δηπιφο: σο εξεπλεηηθφ θαη Σερλνινγηθφ Κέληξν αλαπηχζζεη ηελ εθαξκνζκέλε έξεπλα θαη ππνζηεξίδεη ηερληθά ηελ αγνξά γηα ηε δηείζδπζε θαη εθαξκνγή λέσλ ηερλνινγηψλ ΑΠΔ θαη ΔΞΔ θαη, σο Δζληθφ Κέληξν Δλέξγεηαο κειεηά ζέκαηα ελεξγεηαθνχ ζρεδηαζκνχ θαη αλαπηχζζεη ηελ απαξαίηεηε ππνδνκή γηα ηελ ππνζηήξημε ηεο πινπνίεζεο επελδπηηθψλ πξνγξακκάησλ ΑΠΔ θαη ΔΞΔ. ηα πιαίζηα ηεο απνζηνιήο ηνπ ην ΚΑΠΔ έρεη επσκηζηεί ηηο αθφινπζεο αξκνδηφηεηεο: Δίλαη ν επίζεκνο ζχκβνπινο ηεο πνιηηείαο ζε ζέκαηα εζληθήο πνιηηηθήο θαη πξνγξακκαηηζκνχ ησλ ΑΠΔ, ΔΞΔ θαη ΟΥΔ. Δθηειεί εθαξκνζκέλε έξεπλα θαη αλαπηχζζεη λέεο, πεξηβαιινληηθά θηιηθέο ηερλνινγίεο. Οξγαλψλεη θαη εθηειεί επηδεηθηηθά θαη πηινηηθά πξνγξάκκαηα. Τινπνηεί εθαξκνγέο ΑΠΔ, ΔΞΔ θαη ΟΥΔ ζε έξγα ηδησηηθνχ ηνκέα, ΟΣΑ θ.ι.π. Παξέρεη ππεξεζίεο ηερληθνχ ζπκβνχινπ κε ηε κνξθή εμεηδηθεπκέλεο ηερλνγλσζίαο θαη πιεξνθφξεζεο. Πξνβαίλεη ζε δξάζεηο δηάδνζεο ηεο ηερλνινγίαο, νξγαλψλεη/ζπκκεηέρεη ζε ηερληθά θαη εθπαηδεπηηθά ζεκηλάξηα θ.ι.π. Δηδηθά φζνλ αθνξά ηα ΤΖΔ ην ΚΑΠΔ δηαζέηεη ζεκαληηθή ηερλνγλσζία, εκπεηξία θαη ππνδνκή θαη παξέρεη επ ακνηβή ηηο εμήο ππεξεζίεο: Δθηίκεζε πδξνδπλακηθνχ πεξηνρήο θαη επηινγή ζέζεσλ εγθαηάζηαζεο ΤΖΔ Μειέηεο ζθνπηκφηεηαο θαη ηερλν-νηθνλνκηθέο κειέηεο αλάπηπμεο ΤΖΔ Μεηξήζεηο απφδνζεο ΤΖΔ ζρεδηαζκφο βέιηηζηεο ιεηηνπξγίαο Μειέηε δπλακηθήο ζπκπεξηθνξάο ζηξνβίισλ [9] 18

30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Η πνιηηηθή ηεο Δπξσπατθήο Έλσζεο γηα ηηο ΑΠΔ Ζ πνιηηηθή ηεο ΔΔ γηα ηελ πξνψζεζε ησλ ΑΠΔ δηακνξθψζεθε ζε κεγάιν βαζκφ ζχκθσλα κε ηηο ππνρξεψζεηο κείσζεο ησλ εθπνκπψλ αεξίσλ ζεξκνθεπίνπ, πνπ αλέιαβε ζηα πιαίζηα ηεο ππνγξαθήο ηνπ Πξσηνθφιινπ ηνπ Κηφην. Ζ πεξηβαιινληηθή επαηζζεηνπνίεζε σζηφζν, δελ ππήξμε ν κφλνο παξάγνληαο πνπ ζπληέιεζε ζηε ζηξνθή πξνο ηηο ΑΠΔ. Ζ ζπλεηδεηνπνίεζε ηεο αλάγθεο γηα νηθνλνκηθά, φζν θαη πεξηβαιινληηθά, βηψζηκεο αλάπηπμεο έπαημε θαζνξηζηηθφ ξφιν ζην λα επαλαπξνζδηνξηζηεί ε ελεξγεηαθή πνιηηηθή, κε έκθαζε ζηελ αμηνπνίεζε ησλ εγρψξησλ πφξσλ. Ζ δηαπίζησζε πνπ δηαηππψζεθε ζηελ «Πξάζηλε Βίβιν» (Ννέκβξηνο 2000) φηη ην 50% ηεο ΑΚΔ ησλ θξαηψλ κειψλ θαιχπηεηαη απφ εηζαγσγέο, ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ πξφβιεςε φηη ην πνζνζηφ ζα αλέιζεη ζε 70% ηε δεθαεηία , έθξνπζαλ ηνλ θψδσλα ηνπ θηλδχλνπ γηα ηελ ελεξγεηαθή εμάξηεζε ηεο ελσκέλεο Δπξψπεο. Παξάιιεια, ε δηαξθψο απμαλφκελε ηηκή ησλ πεηξειαηνεηδψλ θαη ε ζπλεπαγφκελε πνιηηηθή αζηάζεηα επέηεηλαλ ηελ αλαγθαηφηεηα γηα εμεχξεζε ελαιιαθηηθψλ κνξθψλ ελέξγεηαο. Με γλψκνλα ηελ αλαζηξνθή ηεο θιηκαηηθήο αιιαγήο, αιιά θαη ηελ ελεξγεηαθή απηνλφκεζε εμαζθάιηζε κε ηε δεκηνπξγία κηαο νξγαλσκέλεο εζσηεξηθήο αγνξάο ελέξγεηαο, ηα φξγαλα ηεο ΔΔ πξνέβεζαλ θαηά ηελ ηειεπηαία δεθαεηία ζε κία ζεηξά δξάζεσλ γηα ηελ πξνψζεζε ησλ ΑΠΔ Σν Πξσηόθνιιν ηνπ Κηόην Αθφκα θαη αλ ε θιηκαηηθή αιιαγή δελ είρε γίλεη αθφκα πιήξσο απνδεθηή, ήδε απφ ηε δεθαεηία ηνπ 60 είρε επηζεκαλζεί ε ξαγδαία αχμεζε ησλ επηπέδσλ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα ζηελ αηκφζθαηξα, πνπ εθηηκήζεθε φηη επζχλεηαη θαηά 60% γηα ηελ ελίζρπζε ηνπ θαηλφκελνπ ηνπ ζεξκνθεπίνπ. Σν 1988 ηδξχζεθε ε «Γηαθπβεξλεηηθή Δπηηξνπή γηα ηελ Κιηκαηηθή αιιαγή» (IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Chance), ε νπνία εμέδσζε ην 1990 ηελ πξψηε έθζεζε πνπ πεξηείρε ηηο απφςεηο 400 επηζηεκφλσλ θαη ζηελ 19

31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ νπνία θαηαδείθλπαλ ηελ θιηκαηηθή αιιαγή σο πξαγκαηηθφηεηα θαη παξφηξπλαλ ηε δηεζλή θνηλφηεηα λα θηλεηνπνηεζεί. Σα επξήκαηα ηεο IPCC νδήγεζαλ ζηελ ππνγξαθή ηεο «πλζήθεο- Πιαίζην ησλ Ζλσκέλσλ Δζλψλ γηα ηελ Κιηκαηηθή Αιιαγή» (United Nations Framework Convention on Climate Change) ζην Ρίν ληε Σδαλέξν ην 1992 θαη ελ ζπλερεία ηνπ «Πξσηφθνιινπ ηνπ Κηφην», πνπ ππεγξάθε ζην Κηφην ηεο Ηαπσλίαο ην 1997, νκφθσλα απφ ηηο βηνκεραληθά αλεπηπγκέλεο ρψξεο. Οη φξνη ηνπ Πξσηνθφιινπ, πνπ έρνπλ δεζκεπηηθφ ραξαθηήξα γηα ηηο ρψξεο πνπ ζπκκεηέρνπλ, ηέζεθαλ ζε ηζρχ απφ ηελ 16/2/2005 κε ηηο ΖΠΑ θαη ηελ Απζηξαιία λα έρνπλ απνρσξήζεη παξά ηελ αξρηθή ηνπο ζπκθσλία. Ζ δηαθνξά ηνπ «Πξσηφθνιινπ ηνπ Κηφην» απφ ηε «πλζήθε-πιαίζην ησλ Ζλσκέλσλ Δζλψλ γηα ηελ Κιηκαηηθή Αιιαγή» ηνπ 1992 είλαη φηη έζεζε ζπγθεθξηκέλνπο ζηφρνπο θαη ρξνλνδηαγξάκκαηα θαη έρεη λνκηθά δεζκεπηηθφ ραξαθηήξα γηα ηα ππφρξεα θξάηε. Ο θεληξηθφο ζηφρνο πνπ ηέζεθε ήηαλ ε κείσζε ησλ αεξίσλ ζεξκνθεπίνπ παγθνζκίσο θαηά 5% εληφο ηεο πεξηφδνπ ζε ζρέζε κε ην έηνο - βάζε ηνλ Πίλαθα 2.2 θαίλεηαη ε θαηαλνκή ησλ δεζκεχζεσλ ησλ ρσξψλ πνπ ππέγξαςαλ γηα έιεγρν ησλ εθπνκπψλ. Πίλαθαο 2.2: Καηαλνκή Τπνρξεψζεσλ ζχκθσλα κε ην Πξσηφθνιινπ ηνπ Κηφην (World Energy Council) 20

32 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΝΕΩΙΜΕ ΠΗΓΕ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Σα αέξηα πνπ ζπκπεξηιεθζήθαλ ζην Πξσηφθνιιν είλαη ην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα ( CO2 ), ην κεζάλην ( CH4 ), ην κνλνμείδην ηνπ αδψηνπ ( N2O ), νη πδξνθζνξάλζξαθεο ( HFCs ), νη ππεξθζνξάλζξαθεο ( PFCs ) θαη ην εμαθζνξίδην ηνπ ζείνπ ( SF6 ). Ζ ππνρξέσζε ηεο Διιάδαο γηα ζπγθξάηεζε ηεο αχμεζεο εθπνκπήο απηψλ ησλ ξχπσλ είλαη +25%. Σν πξσηφθνιιν πξνηείλεη κεραληζκνχο γηα ηελ επίηεπμε ησλ ζηφρσλ θαη αθήλεη ζηα ππφρξεα θξάηε ηελ επρέξεηα λα επηιέμνπλ πνηνπο ζα ρξεζηκνπνηήζνπλ. Αλάκεζα ζηηο πξνηεηλφκελεο κεζφδνπο είλαη ε πξνψζεζε ησλ ΑΠΔ, ε ΔΞΔ, ε βειηίσζε ηεο Δλεξγεηαθήο Απνδνηηθφηεηαο, ε εκπνξία δηθαησκάησλ εθπνκπήο ξχπσλ θαη ε ελίζρπζε ησλ ΑΠΔ ζηηο αλαπηπζζφκελεο ρψξεο. Δθφζνλ θάπνηα ρψξα δελ επηηχρεη ην ζηφρν πνπ ηεο έρεη αλαηεζεί ζα πξέπεη λα αλαπιεξψζεη θαηά ηε δεχηεξε πξνγξακκαηηθή πεξίνδν, κε επηβάξπλζε 30% επί ηνπ αξρηθνχ ζηφρνπ, ελψ ζηεξείηαη ηεο ελαιιαθηηθήο ηεο αγνξάο δηθαησκάησλ εθπνκπήο. Ο θαλνληζκφο εθαξκνγήο ηνπ Πξσηνθφιινπ πξνβιέπεη ιεπηνκεξείο δηαδηθαζίεο γηα ελδερφκελεο πεξηπηψζεηο κε πξνζαξκνγήο ζηηο αλεηιεκκέλεο ππνρξεψζεηο.[31] 21

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 3.1 Άνεμοσ, μια ανανεώςιμη πηγή ενέργειασ Ζ αηνιηθή ελέξγεηα πξνέξρεηαη απφ κεηαηξνπή ελφο κηθξνχ πνζνζηνχ (πεξίπνπ 0,2%) ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο πνπ θηάλεη ζην έδαθνο ηνπ πιαλήηε καο, ζε θηλεηηθή ελέξγεηα ηνπ αλέκνπ. Ζ ηζρχο ηνπ αλέκνπ, ζε νιφθιεξν ηνλ πιαλήηε καο, εθηηκάηαη ζε 3,6x109 MW [20], ελψ, ζχκθσλα κε εθηηκήζεηο ηνπ Παγθφζκηνπ Οξγαληζκνχ Μεηεσξνινγίαο, πνζνζηφ πεξίπνπ 1% ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο, είλαη δηαζέζηκφ γηα ελεξγεηαθή αμηνπνίεζε ζε δηάθνξα κέξε ηνπ θφζκνπ. Οη πιένλ επλνεκέλεο πεξηνρέο ηνπ πιαλήηε καο, απφ πιεπξάο αηνιηθνχ δπλακηθνχ, είλαη νη ρψξεο ηεο πνιηθήο θαη εχθξαηεο δψλεο, ηδηαίηεξα θνληά ζηηο αθηέο. Βέβαηα, ε αμηνπνίεζε ηεο δσξεάλ ελέξγεηαο πνπ πξνζθέξεη ε θχζε ζηνλ άλζξσπν, πξνυπνζέηεη ηελ χπαξμε θαηάιιεισλ κεραλψλ γηα ηε δέζκεπζε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο θαη ηε κεηαηξνπή ηεο ζηελ επηζπκεηή κνξθή ελέξγεηαο. [36] Μεηνλεθηήκαηα αηνιηθήο ελέξγεηαο πσο πξναλαθέξζεθε, ε αηνιηθή ελέξγεηα ρξεζηκνπνηήζεθε ζην παξειζφλ απφ ηνλ άλζξσπν ζε αξθεηέο πεξηπηψζεηο. κσο, αληηθαηαζηάζεθε απφ άιιεο πεγέο ελέξγεηαο γηα νιφθιεξν, ζρεδφλ, ηνλ εηθνζηφ αηψλα, ιφγσ ησλ ζεκαληηθψλ κεηνλεθηεκάησλ πνπ παξνπζίαδε ζε ζχγθξηζε κε ηηο ππφινηπεο κνξθέο ελέξγεηαο. Βέβαηα, ζήκεξα νη ρξεζηκνπνηνχκελεο κεραλέο δελ έρνπλ θακία ζρέζε ηφζν απφ αεξνδπλακηθήο ζθνπηάο φζν θαη απφ θαηαζθεπαζηηθήο αληνρήο θαη πνηφηεηαο κε ηνπο ζξπιηθνχο αλεκφκπινπο, εκθαλίδνπλ δε αμηνζεκείσηε ζπγθέληξσζε ηζρχνο. Παξφια απηά, είλαη ρξήζηκν λα εμεηάζνπκε ηα 22

34 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ θπξηφηεξα κεηνλεθηήκαηα πνπ απνδίδνληαη ζηελ αηνιηθή ελέξγεηα, ψζηε λα απνθηήζνπκε κηα πην νινθιεξσκέλε εηθφλα. 1. Ζ ρακειή ξνή αμηνπνηήζηκεο θηλεηηθήο ηζρχνο ηνπ αλέκνπ (Watt/m2) θαηαηάζζεη ηελ αηνιηθή ελέξγεηα ζηηο «αξαηέο» κνξθέο ελέξγεηαο. Σππηθέο ηηκέο ξνήο ηεο αμηνπνηνχκελεο αηνιηθήο ηζρχνο θπκαίλνληαη κεηαμχ 200 W/m2 θαη 400 W/m2. Απηφ έρεη σο απνηέιεζκα ηε ρξήζε είηε κεγάινπ αξηζκνχ αλεκνγελλεηξηψλ, είηε ηε ρξήζε κεραλψλ κεγάισλ δηαζηάζεσλ γηα ηελ παξαγσγή ηεο επηζπκεηήο πνζφηεηαο ελέξγεηαο. ήκεξα θαηαβάιινληαη πξνζπάζεηεο αχμεζεο ζπγθέληξσζεο ηζρχνο ησλ αηνιηθψλ κεραλψλ, νη νπνίεο ζε επηιεγκέλεο πεξηπηψζεηο πιεζηάδνπλ ή θαη ππεξβαίλνπλ ηα 500 W/m2 2. Ζ αδπλακία αθξηβνχο πξφβιεςεο ηεο ηαρχηεηαο θαη ηεο δηεχζπλζεο ησλ αλέκσλ δελ καο δίλεη ηε δπλαηφηεηα λα έρνπκε πιήξε θάιπςε ηνπ θνξηίνπ ζε θάζε ρξνληθή ζηηγκή. Σν γεγνλφο απηφ καο ππνρξεψλεη λα ρξεζηκνπνηνχκε ηηο αηνιηθέο κεραλέο, θπξίσο, ζαλ εθεδξηθέο πεγέο ελέξγεηαο, ζε ζπλδπαζκφ πάληνηε κε θάπνηα άιιε πεγή ελέξγεηαο (ζχλδεζε κε ειεθηξηθφ δίθηπν, παξάιιειε ιεηηνπξγία κε κνλάδεο Diesel). 3. ε πεξηπηψζεηο δηαζχλδεζεο ηεο αηνιηθήο εγθαηάζηαζεο κε ην ειεθηξηθφ δίθηπν, ε παξαγφκελε ελέξγεηα δελ πιεξνί πάληνηε ηηο ηερληθέο απαηηήζεηο ηνπ δηθηχνπ, κε απνηέιεζκα λα είλαη απαξαίηεηε ε ηνπνζέηεζε απηνκαηηζκψλ ειέγρνπ, ζπζθεπψλ ξχζκηζεο ηάζεσο θαη ζπρλφηεηαο, θαζψο θαη ειέγρνπ ηεο άεξγνπ ηζρχνο. Ζ εμέιημε ηεο ηερλνινγίαο, ζήκεξα, έρεη δψζεη ιχζεηο ζηα πεξηζζφηεξα, απφ ηα αλαθεξζέληα, πξνβιήκαηα, ηδηαίηεξα κε ηελ θαηαζθεπή αλεκνγελλεηξηψλ κεηαβιεηνχ βήκαηνο θαη κεηαβιεηψλ ζηξνθψλ. Παξφια απηά, ππάξρεη θάπνην απμεκέλν θφζηνο γηα ηε βειηίσζε ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηεο παξαγφκελεο ελέξγεηαο, ην νπνίν πξνζηίζεηαη ζην ζπλνιηθφ θφζηνο ηεο. Σέινο, αθφκα θαη ζήκεξα, εμαθνινπζνχλ λα καο απαζρνινχλ νη δηαδηθαζίεο δεχμεο απφδεπμεο αηνιηθψλ κεραλψλ ζην ειεθηξηθφ δίθηπν, ιφγσ ησλ κεηαβαηηθψλ θαηλνκέλσλ πνπ απηέο πξνθαινχλ. Λφγσ ησλ ηειεπηαίσλ πξνβιεκάησλ, απαγνξεχεηαη ε δηαζχλδεζε, πέξαλ ελφο νξίνπ παξαγφκελεο 23

35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ηζρχνο, αηνιηθψλ κεραλψλ ζε κηθξά ηνπηθά ειεθηξηθά δίθηπα, ηα νπνία, φκσο, απνηεινχλ θαη ηελ πιεηνλφηεηα ησλ δηθηχσλ ηνπ ειιεληθνχ αξρηπειάγνπο. 4. Αληίζηνηρα, ζε πεξηπηψζεηο απηφλνκσλ κνλάδσλ, είλαη απαξαίηεηε ε χπαξμε ζπζηεκάησλ απνζήθεπζεο ηεο παξαγφκελεο ελέξγεηαο, ζε κηα πξνζπάζεηα λα έρνπκε ζπγρξνληζκφ ηεο δήηεζεο θαη ηεο δηαζέζηκεο ελέξγεηαο. Σν γεγνλφο απηφ ζπλεπάγεηαη απμεκέλν αξρηθφ θφζηνο (ιφγσ ηεο πξνζζήθεο ηνπ ζπζηήκαηνο απνζήθεπζεο ελέξγεηαο) θαη βέβαηα επηπιένλ απψιεηεο ελέξγεηαο θαηά ηηο θάζεηο κεηαηξνπήο θαη απνζήθεπζεο, θαζψο θαη απμεκέλεο ππνρξεψζεηο ζπληήξεζεο θαη εμαζθάιηζεο ηεο νκαιήο ιεηηνπξγίαο. 5. Έλα αθφκα κεηνλέθηεκα ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο είλαη ε πεξηνξηζκέλε δπλαηφηεηα αμηνπνίεζεο ηνπ δηαζέζηκνπ αηνιηθνχ δπλακηθνχ. ηελ πξαγκαηηθφηεηα, αμηνπνηνχκε κεξηθψο κφλν ηελ θηλεηηθή ελέξγεηα, ε νπνία αληηζηνηρεί ζε έλα πεξηνξηζκέλν θάζκα ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ. 6. Σέινο, ζα πξέπεη λα επηζεκάλνπκε ην ζρεηηθά πςειφ θφζηνο ηεο αξρηθήο επέλδπζεο γηα ηελ εγθαηάζηαζε κηαο αλεκνγελλήηξηαο, εηδηθά κάιηζηα γηα κεκνλσκέλεο πεξηπηψζεηο αηνιηθψλ κεραλψλ κηθξνχ κεγέζνπο. ην ζεκείν απηφ, πξέπεη λα πξνζζέζνπκε φηη ε ζπλερήο εμέιημε ηεο ηερλνινγίαο θαη ν αληαγσληζκφο κεηαμχ ησλ θαηαζθεπαζηψλ έρεη, ηα ηειεπηαία ρξφληα, ζπκπηέζεη ζεκαληηθά ηηο ηηκέο ησλ κεραλψλ.[36] Πιενλεθηήκαηα αηνιηθήο ελέξγεηαο Αλ θαη δελ είλαη δπλαηφ λα αγλνήζνπκε ηα κεηνλεθηήκαηα πνπ ζπλνδεχνπλ ηελ αμηνπνίεζε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο, είλαη, επίζεο, ζεκαληηθφ λα ιεθζνχλ ππφςε θαη νη παξαθάησ παξάγνληεο, νξηζκέλνη απφ ηνπο νπνίνπο ηζρχνπλ ηδηαίηεξα ζηε ρψξα καο, ψζηε λα δηακνξθψζνπκε κηα νινθιεξσκέλε εηθφλα γηα ηηο δπλαηφηεηεο θαη ηνπο πεξηνξηζκνχο αμηνπνίεζεο ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο. Πην ζπγθεθξηκέλα: 24

36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 1. Ζ αηνιηθή ελέξγεηα απνηειεί κηα αλαλεψζηκε πεγή ελέξγεηαο. Σν γεγνλφο απηφ ζεκαίλεη φηη, ε αηνιηθή ελέξγεηα δελ εμαληιείηαη, ζε αληίζεζε κε ην ζχλνιν ησλ ζπκβαηηθψλ θαπζίκσλ, ησλ νπνίσλ ηα βεβαησκέλα απνζέκαηα ηνπ πιαλήηε καο αλακέλεηαη λα εμαληιεζνχλ ζε ζχληνκν ρξνληθφ δηάζηεκα. 2. Ζ αηνιηθή ελέξγεηα απνηειεί κηα θαζαξή κνξθή ελέξγεηαο, ήπηα πξνο ην πεξηβάιινλ. Ζ ρξήζε ηεο δελ επηβαξχλεη ηα νηθνζπζηήκαηα ησλ πεξηνρψλ εγθαηάζηαζεο θαη, παξάιιεια, αληηθαζηζηά ηδηαίηεξα ξππνγφλνπο πεγέο ελέξγεηαο, φπσο ην θάξβνπλν θαη ην πεηξέιαην. Σα ζεκαληηθά απηά πεξηβαιινληηθά πξνβιήκαηα ησλ πεξηζζνηέξσλ αλεπηπγκέλσλ ρσξψλ θαζψο θαη ηεο ρψξαο καο (Αζήλα, Πηνιεκαΐδα, Μεγαιφπνιε), θαζηζηνχλ ηελ αηνιηθή ελέξγεηα ηδηαίηεξα ειθπζηηθή ζε ζρέζε κε ηελ πξνζηαζία ηνπ πεξηβάιινληνο. Κάζε εγθαηεζηεκέλν κεγαβάη αηνιηθήο ελέξγεηαο ζηελ ρψξα καο, απνζνβεί ηελ έθιπζε 3-3,5 ρηιηάδσλ ηφλσλ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα εηεζίσο [22]. Ζ ιεηηνπξγία ελφο ηππηθνχ αηνιηθνχ πάξθνπ, ηζρχνο 10 MW, πξνζθέξεη εηήζηα ηελ ειεθηξηθή ελέξγεηα πνπ ρξεηάδνληαη νηθνγέλεηεο θαη εμνηθνλνκεί πεξίπνπ ηφλνπο πεηξειαίνπ. Καηά κέζν φξν, θάζε θηινβαηψξα πνπ παξάγεηαη θαίγνληαο άλζξαθα ή πεηξέιαην, εθιχεη ζηελ αηκφζθαηξα έλα, πεξίπνπ, θηιφ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα, γξακκάξηα δηνμεηδίνπ ηνπ ζείνπ, 1,5-15 γξακκάξηα νμεηδίσλ ηνπ αδψηνπ, 1-5 γξακκάξηα κηθξνζσκαηηδίσλ θαη πνιινχο αθφκα επηθίλδπλνπο αέξηνπο ξχπνπο. 3. Απφ ηα δηαζέζηκα ζηνηρεία, ελψ ην νξηαθφ θφζηνο παξαγσγήο ηεο Γ.Δ.Ζ. θπκαίλεηαη κεηαμχ ησλ 13,86 θαη 17,68 δξρ./kwh, γηα ηα έηε 1990 θαη 1992, ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ θαη ηνπ θφζηνπο κεηαθνξάο, ην αληίζηνηρν κέζν θφζηνο παξαγσγήο ησλ απηφλνκσλ ζηαζκψλ παξαγσγήο θπκαίλεηαη, ζην ίδην δηάζηεκα, κεηαμχ 22,87 θαη 27,82 δξρ./kwh. Σελ ίδηα ζηηγκή, πξνθχπηεη φηη, ππάξρνπλ απηφλνκνη ζηαζκνί, ησλ νπνίσλ θαη κφλν ε ζπκκεηνρή ηνπ θαπζίκνπ ζην θφζηνο παξαγσγήο, ππεξβαίλεη θαηά πνιχ ην νξηαθφ θφζηνο παξαγσγήο ηεο επηρείξεζεο. Σν γεγνλφο απηφ ζεκαίλεη φηη είλαη δπλαηή ε αληηθαηάζηαζε ησλ ζπκβαηηθψλ θαπζίκσλ απφ ηελ αηνιηθή ελέξγεηα, ηνπιάρηζηνλ ζηηο λεζησηηθέο πεξηνρέο, δεδνκέλνπ κάιηζηα φηη απηέο δηαζέηνπλ θαη ην θαιχηεξν αηνιηθφ δπλακηθφ. Μηα δπλαηφηεηα ηφλσζεο ηεο Διιεληθήο θαηαζθεπαζηηθήο δξαζηεξηφηεηαο κε 25

37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ πξντφληα πςειήο Δγρψξηαο Πξνζηηζέκελεο Αμίαο (Δ.Π.Α.) θαη ζπγθξηηηθά ρακεινχ επελδπηηθνχ θφζηνπο, ζα κπνξνχζε λα απνηειέζεη ε απφθαζε ζπκπαξαγσγήο αλεκνγελλεηξηψλ ζηε ρψξα καο, ζπλεηζθέξνληαο ηαπηφρξνλα θαη ζηε κείσζε ηεο αλεξγίαο. Υαξαθηεξηζηηθά είλαη ηα ζηνηρεία απφ ηελ EWEA (Δπξσπατθφ Κέληξν Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο) γηα ηηο ζέζεηο εξγαζίαο πνπ δεκηνπξγνχληαη απφ ηε ιεηηνπξγία αηνιηθψλ πάξθσλ θαη γεληθά απφ ηε ρξήζε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο (Πίλαθαο 3.1). Έλα κεγαβάη πνπ πξνέξρεηαη απφ εθκεηάιιεπζε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο δεκηνπξγεί ζέζεηο εξγαζίαο, εθ ησλ νπνίσλ 0,5-1 είλαη κφληκεο θαη αθνξνχλ ηε ιεηηνπξγία θαη δηαρείξηζε ηνπ αηνιηθνχ πάξθνπ. Γηα ζχγθξηζε αλαθέξνπκε φηη, γηα θάζε κεγαβάη εγθαηεζηεκέλεο ηζρχνο ζε έλαλ αλζξαθηθφ ζηαζκφ, δεκηνπξγνχληαη 0,2 κφληκεο ζέζεηο εξγαζίαο, δειαδή έσο θαη 5 θνξέο ιηγφηεξεο ησλ αηνιηθψλ. Πίλαθαο 3.1: Γεκηνπξγνχκελεο ζέζεηο εξγαζίαο απφ εθκεηάιιεπζε αηνιηθήο ελέξγεηαο (παγθνζκίσο) [21]. Χρόνοσ Εγκατεςτθμζνθ Ιςχφσ (MW) Θζςεισ εργαςίασ Ζ εθηηκνχκελε Δ.Π.Α. κπνξεί λα θηάζεη θαη λα ππεξβεί κε ηε ζηαδηαθή απφθηεζεο εκπεηξίαο θαη ην 90% ηνπ ζπλνιηθνχ θφζηνπο κηαο Α/Γ, εληζρχνληαο ηαπηφρξνλα ηελ εζληθή νηθνλνκία. 4. Ζ αμηφινγε εγρψξηα ειεθηξν-κεραλνινγηθή εκπεηξία, θαζψο θαη ην ζεκαληηθφ επηζηεκνληθφ-εξεπλεηηθφ ελδηαθέξνλ θαη δξαζηεξηφηεηα ζηε γλσζηηθή πεξηνρή ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο. 26

38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 5. Ζ δπλαηφηεηα απνθεληξσκέλεο αλάπηπμεο κέζα απφ απηφλνκα ζπζηήκαηα παξαγσγήο ελέξγεηαο, γεγνλφο πνπ κπνξεί λα εληζρχζεη ζεκαληηθά ηελ νηθνλνκηθή δξαζηεξηφηεηα ησλ ηνπηθψλ θνηλσληψλ. πλνςίδνληαο ηα παξαπάλσ, πηζηεχνπκε φηη ηα πιενλεθηήκαηα πνπ απνξξένπλ απφ ηελ αμηνπνίεζε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο είλαη πνιχ ζεκαληηθά παξά ηελ χπαξμε αξθεηψλ κεηνλεθηεκάησλ. Γηα ην ιφγν απηφ, ε ζηξαηεγηθή απφθαζε λα αμηνπνηεζεί ζηε ρψξα καο ην ππάξρνλ αηνιηθφ δπλακηθφ, θαζψο θαη λα αλαπηπρζνχλ θαηαζθεπαζηηθέο κνλάδεο παξαγσγήο αλεκνγελλεηξηψλ, κπνξεί θάιιηζηα λα νδεγήζεη ζε νηθνλνκηθά βηψζηκεο αιιά θαη ειθπζηηθέο επελδχζεηο, κε ιακβάλνληαο ππφςε ζηνπο ηζνινγηζκνχο καο ηα παξάιιεια νθέιε, πνπ αθνξνχλ ηελ πξνζηαζία ηνπ πεξηβάιινληνο θαη ηελ ελεξγεηαθή απεμάξηεζε ηεο ρψξαο καο. [36] 3.2 Τπάξρνπζα θαηάζηαζε ην γξάθεκα 1 θαίλεηαη ε εμέιημε ηεο εγθαηεζηεκέλεο ηζρχνο αλεκνγελλεηξηψλ ζηνλ ειιεληθφ ρψξν. Γξάθεκα 1: Ζ εμέιημε ηεο εγθαηεζηεκέλεο ηζρχνο αλεκνγελλεηξηψλ ζηνλ ειιεληθφ ρψξν [19] 27

39 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ πσο θαίλεηαη θαη ζηελ εηθφλα 3.2 ζρεδφλ φιεο νη ρψξεο ηηο Δπξσπατθήο έλσζεο δηαζέηνπλ αηνιηθά πάξθα θαη παξάγνπλ κε απηφλ ηνλ ηξφπν ειεθηξηθή ελέξγεηα. Ζ Γαλία είλαη ε πξσηνπφξνο ρψξα απφ άπνςε ηερλνινγίαο. Ζ Γεξκαλία θαη ε Ηζπαλία φκσο (ιφγσ έθηαζεο) δηαζέηνπλ ηελ κεγαιχηεξε εγθαηεζηεκέλε ηζρχ. Δηθόλα 3.1: Αηνιηθή ελέξγεηα (MW) πνπ παξάγεηαη ζηελ Δπξψπε ζηα ηέιε ηνπ 2002 [15] Ο ζηφρνο πνπ είρε ζέζεη ε EWEA (Δπξσπατθφ θέληξν αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο) είλαη ε αηνιηθή ελέξγεηα λα θαιχπηεη ην 12% ησλ ελεξγεηαθψλ αλαγθψλ ηεο Δ.Δ. κέρξη ην Με βάζε ηα ππάξρνληα ζηνηρεία απηφ είλαη εθηθηφ. 28

40 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 3.3 Θεμελιώδεισ έννοιεσ αιολικών ςυςτημάτων Δηζαγσγή Άλεκνο νλνκάδεηαη ν αηκνζθαηξηθφο αέξαο ν νπνίνο βξίζθεηαη ζε θίλεζε. Γηα ηνλ θαζνξηζκφ ηνπ δηαλχζκαηνο ηεο ηαρχηεηαο ηνπ απαηηείηαη ε γλψζε ηεο ηαρχηεηαο θαη ηεο δηεχζπλζεο ηνπ αλέκνπ. Ζ δηεχζπλζε θαη ε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ εμαξηψληαη ηφζν απφ εηδηθνχο παξάγνληεο (γεληθή αηκνζθαηξηθή θπθινθνξία, πεδίν πίεζεο), φζν θαη απφ ηνπο ηνπηθνχο παξάγνληεο (αλάγιπθν ηεο πεξηνρήο, χπαξμε ζάιαζζαο). Ζ γεληθή αηκνζθαηξηθή θπθινθνξία νθείιεηαη ζε ηξεηο ιφγνπο: ηε δηαθνξεηηθή ζεξκνθξαζία κεηαμχ ηνπ ηζεκεξηλνχ θαη ησλ πφισλ ηε πεξηζηξνθή ηεο γεο γχξσ απφ ηνλ άμνλα ηεο ηελ αλνκνηνκνξθία ηεο ζεξκηθήο ζπκπεξηθνξάο ζάιαζζαο θαη μεξάο. Απφ ην ζχλνιν ησλ θηλήζεσλ ηνπ αλέκνπ ε ζπνπδαηφηεξε, ζε ζρέζε κε ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηνπ αηνιηθνχ δπλακηθνχ κηαο πεξηνρήο, είλαη ε νξηδφληηα ζπληζηψζα ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ. Γηα ηελ επηινγή ηεο θαηάιιειεο ζέζεο εγθαηάζηαζεο κηαο αλεκνγελλήηξηαο (Α/Γ) απαηηείηαη ε γλψζε ηεο ηαρχηεηαο θαη ηεο δηεχζπλζεο ηνπ αλέκνπ, ε θαηαγξαθή ησλ επηθξαηέζηεξσλ δηεπζχλζεσλ ζηελ πεξηνρή, αλαηαξάμεηο, ν ζηξνβηιηζκφο θαη ε ηχξβε ηνπ αλέκνπ, θαζψο θαη ε κεηαβνιή ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ ζπλαξηήζεη ηνπ χςνπο απφ ην έδαθνο. ην θεθάιαην απηφ πεξηγξάθεηαη ε βαζηθή ζεσξία ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο ζηελ νπνία βαζίδεηαη ε θαηαζθεπή θαη ιεηηνπξγία ησλ αλεκνθηλεηήξσλ. Γίλνληαη νη νξηζκνί πνπ ζα ρξεηαζζνχλ γηα ηελ επηινγή θαη αλαπαξάζηαζε ησλ δηαθφξσλ ηκεκάησλ ηεο αλεκνγελλήηξηαο.[36] 29

41 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Η ηαρύηεηα ηνπ αλέκνπ Ζ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ δηαξθψο αιιάδεη. Γη απηφ είλαη απαξαίηεην λα ρξεζηκνπνηεζνχλ ζηαηηζηηθά εξγαιεία γηα λα πεξηγξάςνπλ απηή ηε κε ζηαηηθή δηαδηθαζία. Γηα λα κνληεινπνηήζνπκε ηηο θαηαλνκέο ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ, ρξεζηκνπνηνχκε γεληθά ηελ θαηαλνκή Weibull κε δχν παξακέηξνπο, ηνλ ζπληειεζηή θιίκαθαο c w θαη ηνλ ζπληειεζηή κνξθήο k w. Γεληθά ε θαηαλνκή Weibull είλαη αζχκκεηξε θαη πεξηγξάθεηαη κε δχν παξακέηξνπο ηεο θαίλεηαη ζηελ αθφινπζε ζρέζε: k 1 kw w k w u u f( u) exp cw c w c w (1) Τπάξρνπλ δηάθνξεο κέζνδνη κε ηεο νπνίνπο ππνινγίδνληαη νη δχν απηνί παξάκεηξνη ηεο ε κέζνδνο ησλ νξκψλ ή ε κέζνδνο ηεο κέγηζηεο πηζαλνθάλεηαο. Μπνξεί ηεο εχθνια λα ππνινγηζηεί κεηαζρεκαηίδνληαο ηελ αζξνηζηηθή ζπλάξηεζε πηζαλφηεηαο F(u) ινγαξηζκίδνληαο ηα δχν κέιε ηεο δχν θνξέο. ln ln 1 F( u) kw ln( u) kw ln cw (2) ηχπν: πνπ F(u) ε αζξνηζηηθή ζπλάξηεζε πηζαλφηεηαο πνπ νξίδεηαη απφ ηνλ k w u Fu ( ) 1 exp cw (3) ln ln 1 Fu ( ) Αλαπαξηζηψληαο γξαθηθά ην ln(u) κε ην ηεο εμίζσζεο 2, ε θιίζε ηεο επζείαο πνπ πξνθχπηεη είλαη ν ζπληειεζηήο ζρήκαηνο k w ηεο θαηαλνκήο θαη ην ζεκείν ηνκήο κε ηνλ άμνλα y ηζνχηαη κε ηνλ παξάγνληα ηεο εμίζσζεο 2 k ln c w w. Γεληθά, γηα ηελ εθηίκεζε ησλ παξακέηξσλ k w θαη c w ρξεηάδνληαη δεδνκέλα ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ πνπ λα θαιχπηνπλ πεξίνδν αξθεηψλ ρξφλσλ. Παξαθάησ παξνπζηάδεηαη ε θαηαλνκή Weibull ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ ηεο έρεη εθηηκεζεί κε ηελ ρξνλνζεηξά ησλ κεηξήζεσλ 30

42 f(u) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ηεο ηαρχηεηαο πνπ αληηζηνηρεί ζην αηνιηθφ πάξθν Klim. Ζ ρξνλνζεηξά θαιχπηεη ηε πεξίνδν ηεζζάξσλ ρξφλσλ θαη νη παξάκεηξνη ηεο θαηαλνκήο ππνινγίζηεθαλ κε ηελ παξαπάλσ γξακκηθή κέζνδν (k w =6.13, c w =1.94). Σεο θαίλεηαη ζην ζρήκα ε ζπλάξηεζε ππθλφηεηαο πηζαλφηεηαο Weibull είλαη αζχκκεηξε απφ ηελ δεμηά πιεπξά, θάηη πνπ δείρλεη φηη νη ηζρπξνί άλεκνη είλαη πην ζπάληνη απφ ηεο κέηξηνπο θαη αζζελείο αλέκνπο. Σεο ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ αλέκνπ αιιάδνπλ ρξφλν κε ηνλ ρξφλν κε απνηέιεζκα λα ππάξρνπλ ζεκαληηθέο κεηαβνιέο ηεο παξακέηξνπο ησλ θαηαλνκήο. ιε ε πιεξνθνξία ηεο ζπκπεξηθνξάο ηνπ αλέκνπ ζπγθεληξψλεηαη παξέρνληαο ηεο δχν παξακέηξνπο ηεο ζπλάξηεζεο Weibull ζε ζπλάξηεζε κε ηελ δηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ. Ζ θαηαλνκή ηεο δηεχζπλζεο ηνπ αλέκνπ έρεη ζπλήζσο δχν θέληξα θαη ζρεηίδεηαη απνθιεηζηηθά κε ηελ κνξθνινγία ηνπ εδάθνπο ηεο πεξηνρήο. Απηφ ζεκαίλεη φηη ζπλήζσο ν άλεκνο έξρεηαη απφ δχν θαζνξηζκέλεο θαηεπζχλζεηο. Με βάζε ηελ θαηαλνκή ηεο δηεχζπλζεο ηνπ αλέκνπ κπνξνχκε λα εθηηκήζνπκε πνηνη άλεκνη είλαη εθείλνη πνπ ηεο δίλνπλ κεγάιε παξαγσγή εθφζνλ νη ηζρπξνί άλεκνη πξνέξρνληαη απφ ζπγθεθξηκέλεο δηεπζχλζεηο. [36] u (m/sec) Γξάθεκα 2: Ζ Weibull ζπλάξηεζε ππθλφηεηαο πηζαλφηεηαο ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ γηα ην αηνιηθφ πάξθν Klim. 31

43 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ζ ζηαηηζηηθή αλάιπζε ηνπ αλέκνπ θαη πην ζπγθεθξηκέλα ν θαζνξηζκφο ησλ παξακέηξσλ ηεο ζπλάξηεζεο ππθλφηεηαο πηζαλφηεηαο Weibull ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ είλαη ν θαηαιιειφηεξνο ηξφπνο γηα ηελ κειέηε ηνπ αηνιηθνχ δπλακηθνχ ηεο πεξηνρήο πνπ πξφθεηηαη λα εγθαηαζηαζεί έλα αηνιηθφ πάξθν. [26] Ζ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ πάλσ απφ αξθεηά κεγάιν χςνο απφ ηελ επηθάλεηα ηεο γεο (πάλσ απφ 3 km) είλαη ζηαζεξή γηα αξθεηφ ρξνληθφ δηάζηεκα ελψ θνληά ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο ε ηαρχηεηα κεηαβάιιεηαη πνιχ γξήγνξα αλάινγα κε ηα εκπφδηα πνπ ζπλαληάεη θαη ηελ πθή ηνπ εδάθνπο. Έηζη, ε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ απμάλεηαη κε ην χςνο απφ ηελ επηθάλεηα ηεο γεο. Ζ κέηξεζε ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ γίλεηαη κε ηα αλεκφκεηξα. Απηά απνηεινχληαη απφ δχν ή ηξία εκηζθαηξηθά θχπειια ηα νπνία ζπλδένληαη θαηαθφξπθα ζε έλαλ άμνλα πεξηζηξνθήο. Σα αλεκφκεηξα κεηξνχλ ηε κέζε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ ζε κία νξηζκέλε πεξίνδν (0.3 sec). Μηα ηππηθή θαηαγξαθή αλεκφκεηξνπ ζε χςνο 10 m απφ ηελ επηθάλεηα ηεο γεο θαίλεηαη ζην ζρήκα: Γξάθεκα 3: Μέηξεζεηο ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ. πσο θαίλεηαη ζην γξάθεκα 3 ππάξρνπλ έληνλεο δηαθπκάλζεηο ηεο ηαρχηεηαο ζ έλα επξχ θάζκα ζπρλνηήησλ. Σέηνηεο δηαθπκάλζεηο ζπλήζσο νθείινληαη ζηελ ηπξβψδε θίλεζε ηνπ αέξα θνληά ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο θαη ζηε ζπλερψο κεηαβαιιφκελε έληαζε ηνπ αέξα. ε κεγαιχηεξεο απνζηάζεηο ε 32

44 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ επηξξνή ηεο ηξηβήο κε ηε γε θαη ησλ εκπνδίσλ πνπ ζπλαληάεη ν αέξαο κεηψλεηαη κε απνηέιεζκα ε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ λα απμάλεηαη αλάινγα κε ην χςνο. Αλ ζ έλα χςνο Ζ πξαγκαηνπνηεζεί κε αλεκφκεηξν κέηξεζε ηεο ηαρχηεηαο U(H), ηφηε ε ηαρχηεηα U(Z) ζε χςνο Z ζα είλαη: U( Z) ln( Z U( H) ln( H Zo) Z ) o πνπ ην Z o είλαη κηα παξάκεηξνο πνπ εμαξηάηαη απφ ηε ηξαρχηεηα ηνπ εδάθνπο θαη κεηξηέηαη ζε κέηξα. [26] Σα αηνιηθά πάξθα απνηεινχληαη απφ κεξηθέο δεθάδεο αλεκνγελλήηξηεο νη νπνίεο είλαη δηεζπαξκέλεο ζε κηα εθηεηακέλε πεξηνρή. Οη αλεκνγελλήηξηεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζήκεξα, είλαη νξηδφληηνπ δξνκέα θαη απνηεινχληαη απφ ηελ έιηθα θαη ηελ πιήκλε ηεο, ηνλ πνιιαπιαζηαζηή ζηξνθψλ, ην ζχζηεκα ειέγρνπ, ηε γελλήηξηα θαη ηνλ πχξγν. Μέζσ ηεο έιηθαο, ε αλεκνγελλήηξηα ιακβάλεη ηελ θηλεηηθή ελέξγεηα ηνπ αλέκνπ θαη ηε κεηαηξέπεη ζε ειεθηξηθή. Οπφηε ε παξαγφκελε ειεθηξηθή ελέξγεηα απφ κία αλεκνγελλήηξηα θαη θαηά ζπλέπεηα απφ έλα αηνιηθφ πάξθν εμαξηάηαη άκεζα απφ ηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ. Δπίζεο ε δηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ επεξεάδεη ην θαηά πφζν κπνξεί ε αλεκνγελλήηξηα λα απνξξνθήζεη ηελ θηλεηηθή ελέξγεηα ηνπ αλέκνπ θαη λα ηε κεηαηξέςεη ζε ειεθηξηθή. Ζ κέγηζηε απνξξφθεζε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο απφ ηελ αλεκνγελλήηξηα πξνθχπηεη φηαλ ε δηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ είλαη θάζεηε ζην επίπεδν ηεο έιηθαο. Ζ αλεκνγελλήηξηα φκσο δηαζέηεη ζχζηεκα πξνζαλαηνιηζκνχ ηεο έιηθαο (pitch control) ε νπνία λα πξνζαξκφδεηαη θάζεηα ζηνλ άλεκν έηζη ψζηε ε έμνδνο ηεο λα κελ επεξεάδεηαη ηφζν απφ ηελ δηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ. [25] Η θακπύιε ηζρύνο Ζ δηαδηθαζία ηεο ελεξγεηαθήο κεηαηξνπήο, πνπ αλαθέξζεθε παξαπάλσ, ζε κηα αλεκνγελλήηξηα πεξηγξάθεηαη απφ ηε ραξαθηεξηζηηθή θακπχιε, πνπ νλνκάδεηαη θακπχιε ηζρχνο ηεο αλεκνγελλήηξηαο. Οη ραξαθηεξηζηηθέο απηέο θακπχιεο έρνπλ ζρεδφλ ηελ ίδηα κνξθή νπνηνζδήπνηε 33

45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ θη αλ είλαη ν θαηαζθεπαζηή ή ην είδνο ηεο αλεκνγελλήηξηαο. Ζ παξαγσγή ηζρχνο είλαη κεδέλ θάησ απφ ην φξην έλαξμεο ιεηηνπξγίαο ηεο αλεκνγελλήηξηαο (2-4 m/s) θαη απμάλεηαη απφηνκα κέρξη λα θηάζεη ηηο ηαρχηεηεο ησλ m/s. ε απηέο ηηο ηαρχηεηεο θηάλεη ζε έλα επίπεδν παξαγσγήο πνπ είλαη πνιχ θνληά ζην νλνκαζηηθφ ηεο. Ζ παξαγσγή ηζρχνο είλαη ζρεδφλ ζηαζεξή αλάκεζα ζηηο ηαρχηεηεο απηέο θαη 25-30m/s, πνπ είλαη θαη ε ηαρχηεηα δηαθνπήο ιεηηνπξγίαο ηεο αλεκνγελλήηξηαο γηα ιφγνπο αζθαιείαο. Μπνξεί λα ππάξρεη κηα δηαθνξά αλάκεζα ζηε κέγηζηε παξαγφκελε ηζρχ θαη ηελ νλνκαζηηθή ηεο ηάμεο ηνπ 10-20%. Ζ νλνκαζηηθή ηζρχο Pn ρξεζηκεχεη ζαλ ελδεηθηηθή ηηκή γηα λα δείρλεη ηε νλνκαζηηθή ηζρχ ηεο αλεκνγελλήηξηαο θαη γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηεο αλακελφκελεο παξαγσγήο ηζρχνο κε βάζε, πάληα, ηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο ηνπνζεζίαο ηνπ αηνιηθνχ πάξθνπ. Παξαθάησ αθνινπζεί ε θακπχιε ηζρχνο κηαο αλεκνγελλήηξηαο πνπ αληαπνθξίλεηαη ζηνπο παξαπάλσ πεξηνξηζκνχο: power [% of Pn] rated speed cut out speed cut in speed Wind speed (m/s) Γξάθεκα 4: Παξάδεηγκα θακπχιεο ηζρχνο αλεκνγελλήηξηαο 34

46 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ζ απφηνκε αχμεζε ηεο ραξαθηεξηζηηθήο θακπχιεο ζηηο ρακειέο ηαρχηεηεο εμεγείηαη απφ ην γεγνλφο φηη ε ηζρχο είλαη αλάινγε ηεο 3 εο δχλακεο ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ: P= *ξ air A r u 3 φπνπ A r είλαη ε επηθάλεηα πνπ θαιχπηεη ν ξφηνξαο θαη είλαη εθηεζεηκέλε ζηνλ άλεκν θαη ξ air ε ππθλφηεηα ηνπ αέξα. Ζ παξαπαλσ ζρέζε δίλεη κφλν ζεσξεηηθά ηε δηαζέζηκε ηζρχ απφ ηνλ άλεκν. ηελ πξάμε, ιφγσ κεξηθψλ παξαγφλησλ, φπσο ην φξην Betz (πνπ ιέεη ε κέγηζηε ζεσξεηηθή πνζφηεηα ηεο ελέξγεηαο πνπ κπνξεί λα δψζεη έλα αηνιηθφ πάξθν είλαη πεξίπνπ ην 59% ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο), ε απνηειεζκαηηθφηεηα ηνπ θηβσηίνπ ηαρπηήησλ θαη ηεο γελλήηξηαο, θαζψο θαη άιιεο απψιεηεο, ππνινγίδεηαη φηη είλαη δπλαηφλ λα απνδνζεί ελέξγεηα πεξίπνπ ζην 20-30% ηεο αξρηθήο δηαζέζηκεο αηνιηθήο ελέξγεηαο θαη δίλεηαη απφ ηνλ ηχπν: P= *ξ air A r u 3 C p n t φπνπ n t είλαη ε απνδνηηθφηεηα ηεο αλεκνγελλήηξηαο (γχξσ ζην 0.8) θαη ην C p είλαη αεξνδπλακηθφο ζπληειεζηήο ηεο ηζρχνο ηεο αλεκνγελλήηξηαο πνπ εμαξηάηαη απφ ηε γσλία βήκαηνο ηεο έιηθαο θαη απφ ην ιφγν ηεο ηαρχηεηαο ηνπ άθξνπ ηεο έιηθαο πξνο ηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ. Σν C p είλαη ζπλήζσο γχξσ ζην 0.35 γηα κηα θαιά ζρεδηαζκέλε γελλήηξηα. Δπεηδή νη ρακειέο ηαρχηεηεο αλέκνπ είλαη πην ζπρλέο απφ ηηο πςειέο, κπνξνχκε λα θαηαιάβνπκε γηαηί νη αλεκνγελλήηξηεο ιεηηνπξγνχλ ζηα ρακειά ζεκεία ηεο θακπχιεο ηζρχνο. Σα ζεκεία απηά απνηεινχλ κηα δψλε, φπνπ κηθξέο κεηαβιεηφηεηεο ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ πξνθαινχλ κεγάιεο κεηαβιεηφηεηεο ζηελ παξαγφκελε ηζρχ. Ζ κεηαβιεηφηεηα ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ νδεγεί ζε κηα δπλακηθή ζπκπεξηθνξά ηεο παξαγσγήο αηνιηθήο ηζρχνο. ηελ πξαγκαηηθφηεηα, πνιχ ζπάληα νη αλεκνγελλήηξηεο παξάγνπλ ηελ νλνκαζηηθή ηνπο ηζρχ, κε απνηέιεζκα θαη ε απφδνζε ηνπο λα κελ είλαη t θνξέο ε νλνκαζηηθή ηζρχο, φπνπ t ν ρξφλνο ιεηηνπξγίαο ηνπο. Γηα ην ιφγν απηφ, δεκηνπξγήζεθε ν ζπληειεζηήο δπλακηθφηεηαο ελφο αηνιηθνχ πάξθνπ πνπ νξίδεηαη σο ν ιφγνο ηεο ηζρχνο πνπ παξάγεηαη απφ ην αηνιηθφ πάξθν πξνο ηελ ηζρχ πνπ ζα παξήγαγε ην αηνιηθφ πάξθν αλ δνχιεπε ηελ ίδηα ψξα 35

47 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ζηε κέγηζηε ηζρχ. Ο ζπληειεζηήο απηφο κπνξεί λα ζεσξεζεί ζαλ έλαο δείθηεο ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ αηνιηθνχ πάξθνπ, πνπ ζα πεξηγξάθεη ην θέξδνο ελφο project. Γηα πάξθα θνληά ζηελ αθηή, ν δείηεο θπκαίλεηαη απφ 25 κέρξη 40%, ελψ γηα πέξα απφ ηελ αθηή ζε 45-60%. Ο ζπληειεζηήο αληηπξνζσπεχεη ηε κέζε παξαγσγή αιιά δελ πεξηγξάθεη ηηο κεγάιεο κεηαβιεηφηεηεο γχξσ απφ ηε κέζε απηή ηηκή. Ζ δηαρείξεζε απηή ηεο αηνιηθήο ηζρχνο απφ κέξα ζε κέξα, ιφγσ απηψλ ησλ κεηαβνιψλ, επεξεάδεη πάξα πνιχ ην θέξδνο απφ έλα πάξθν. Δπηπιένλ, νη κεηαβνιέο απηέο θαζηζηνχλ αλαγθαία ηε ζπληήξεζε θαη ηελ θξνληίδα γηα ηελ αζθάιεηα ηνπ ζπζηήκαηνο ηζρχνο. ια ηα παξαπάλσ πεξηγξάθνπλ ηε δηαθνπηφκελε θχζε ηνπ αλέκνπ, ε νπνία είλαη θαη ν ζεκαληηθφηεξνο παξάγνληαο πνπ δπζθνιεχεη ηελ πξφβιεςε ηεο παξαγσγήο αηνιηθήο ηζρχνο.[26] Οη κεηαβνιέο απηέο ζηηο ηηκέο ηνπ αλέκνπ ηπγράλνπλ, πιένλ, κεγάινπ ελδηαθέξνληνο θαη ε ελαιιαζζφκελε κνξθή ηνπ εμεηάδεηαη ζε δηάθνξεο ρξνληθέο θιίκαθεο. Πξψηνλ, ε παξαγσγή αηνιηθήο ηζρχνο εμαξηάηαη απφ ηελ επνρή. Γηα παξάδεηγκα, ζηε Β.Δπξψπε ην ρεηκψλα είλαη πςειφηεξε ιφγσ ησλ ρακειήο πίεζεο κεησξνινγηθψλ ζπζηεκάησλ, ελψ ζηε Μεζφγεην είλαη πςειφηεξε ην θαινθαίξη ιφγσ ησλ δπλαηψλ θαινθαηξηλψλ ξεπκάησλ αέξα. Τπάξρνπλ, επίζεο, εκεξήζηνη θχθινη πνπ επεξεάδνπλ ηελ πξφβιεςε ιφγσ ησλ επηπηψζεσλ ηεο ζεξκνθξαζίαο. Δπίζεο, κεηαβνιέο παξαηεξνχληαη θαη ζε βξαρππξφζεζκε θιίκαθα (ζε επίπεδν ιεπηψλ ή δεπηεξνιέπησλ). Οη κεηαβιεηφηεηεο δελ είλαη νη ίδηεο γηα φιεο ηηο ρξνληθέο θιίκαθεο. Δπηπιένλ, έρεη δηαπηζησζεί φηη ε κεηαβιεηφηεηα ηνπ αλέκνπ θαη θαηά ζπλέπεηα θαη ε κεηαβιεηφηεηα ηεο πξφβιεςεο αηνιηθήο ηζρχνο - εμαξηάηαη θαη απφ ην κέγεζνο ηνπ ρψξνπ ζηνλ νπνίν γίλεηαη ε έξεπλα. Ζ θαηαλνκή ηεο εγθαηεζηεκέλεο αηνιηθήο ηζρχνο ζε κηα κεγάιε πεξηνρή (κε δηαθνξεηηθέο θαηαζηάζεηο αλέκσλ) βνεζά ζηε κείσζε ηεο κεηαβιεηφηεηαο ηεο ζπλνιηθήο αηνιηθήο ηζρχνο πνπ παξάγεηαη. Οη δηαθπκάλζεηο ζηελ απφδνζε κηα αλεκνγελλήηξηαο είλαη πνιχ κεγαιχηεξεο απφ απηέο κηαο νκάδαο αλεκνγελλεηξηψλ, γηαηί νη κεηαβιεηφηεηεο ηεο θαζεκηάο θαιχπηνληαη θαη εμνκαιχλνληαη απφ ην κέζν φξν. Σν ίδην απνηέιεζκα ζα έρνπκε εάλ εξεπλήζνπκε ηελ έμνδν ηζρχνο απφ έλα αηνιηθφ πάξθν θαη απφ κηα επξχηεξε πεξηνρή κε πεξηζζφηεξα αηνιηθά πάξθα. To θαηλφκελν απηφ είλαη γλσζηφ ζαλ 36

48 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ θαηλφκελν εμνκάιπλζεο ιφγσ γεσγξαθηθήο δηαζπνξάο. Ο Giebel εξεχλεζε ηα πιενλεθηήκαηα πνπ πξνθχπηνπλ απφ ηελ θαηαλνκή ηεο εγθαηεζηεκέλεο αηνιηθήο ηζρχνο ζε φιε ηελ Δπξψπε. Έδεημε φηη έρνληαο κηα παγθφζκηα εηθφλα ηεο παξαγσγήο αηνιηθήο ηζρχνο, ζα θαηαλαιψλνληαλ ιηγφηεξα θαχζηκα θαη ζα επλννχληαλ αθφκα πεξηζζφηεξν ε παξαγσγή αηνιηθήο ηζρχνο. πλεπψο, ε ζθέςε ηεο θαηαλνκήο ηεο παξαγσγήο αηνιηθήο ηζρχνο ζε πεξηζζφηεξα απφ έλα αηνιηθά πάξθα ζα είρε ζαλ απνηέιεζκα ηε κείσζε ηεο κεηαβιεηφηεηαο ηνπ αλέκνπ θαη ζα δηεπθφιπλε ηελ θαιχηεξε δηεμαγσγή πξνβιέςεσλ. [4] Σν παξαθάησ ζρήκα δείρλεη ηα απνηειέζκαηα ζε κία έξεπλα ζηε Γεξκαλία, πνπ εμέηαζε ηεο κεηαβιεηφηεηεο ηεο αηνιηθήο ηζρχνο ζε κηθξφ ρξνληθφ νξίδνληα πξφβιεςεο: Γξάθεκα 5: πληειεζηήο ζπζρέηηζεο ηεο κεηαβιεηφηεηαο ηεο αηνιηθήο ηζρχνο ζε δηάθνξα πάξθα ζε ζρέζε κε ηελ απφζηαζε κεηαμχ ησλ πάξθσλ αιιά θαη ηελ πεξίνδν ζηελ νπνία ππνινγίδνληαη νη κέζνη φξνη. Σν δηάγξακκα δείρλεη φηη νη κεηαβιεηφηεηεο ζηελ παξαγσγή αηνιηθήο ηζρχνο δελ παξνπζηάδνπλ θακία ζπζρέηηζε φηαλ ηα αηνιηθά πάξθα βξίζθνληαη αξθεηά καθξηά ην έλα απφ ην άιιν, γηα παξάδεηγκα νη κεηαβιεηφηεηεο θάζε 37

49 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ψξαο δε ζα έρνπλ ζπζρέηηζε γηα απνζηάζεηο πεξίπνπ 80 ρηιηνκέηξσλ θαη γηα θάζε δχν ψξεο γηα απνζηάζεηο πεξίπνπ 200 ρηιηνκέηξσλ. Απηφ δείρλεη φηη ηα δεδνκέλα ζα πξέπεη λα εμεηάδνληαη ζε επίπεδν αηνιηθψλ πάξθσλ πνπ αληηπξνζσπεχνπλ ηελ θαηαλνκή ηεο παξαγσγήο αηνιηθήο ηζρχνο θαη φρη ζε επίπεδν αλεκνγελλεηξηψλ πνπ βξίζθνληαη κέζα ζε έλα αηνιηθφ πάξθν ζε κηα ζπγθεθξηκέλε ηνπνζεζία. [36] Απηφ, βέβαηα, έξρεηαη ελάληηα ζηε ζθέςε γηα ζπγθέληξσζε κεγάισλ εγθαηαζηάζεσλ παξαγσγήο αηνιηθήο ηζρχνο καθξηά απφ ηελ αθηή. ηηο πεξηπηψζεηο απηέο, νη κεηαβνιέο ζα παξακείλνπλ ζε κεγάιν επίπεδν θαη ε θαηάζηαζε ηνπ ζπζηήκαηνο κεηαθνξέο ζα παίμεη ζεκαληηθφ ξφιν. Παξαπάλσ δφζεθε ε θακπχιε ηζρχνο κηα θιαζηθήο αλεκνγελλήηξηαο. κσο, απηή ε θακπχιε είλαη κφλν ζεσξεηηθή. ηαλ πνιιέο αλεκνγελλήηξηεο ζπγθεληξψλνληαη ζε έλα αηνιηθφ πάξθν, θάζε κία μερσξηζηά δελ ππεξεηεί αθξηβψο ην κνληέιν κεηαηξνπήο ελέξγεηαο πνπ πεξηγξάθηεθε παξαπάλσ. Δίλαη, θαηά ζπλέπεηα, απαξαίηεην λα βξεζεί έλαο ηξφπνο ππνινγηζκνχ ηεο θακπχιεο ηζρχνο ηνπ αηνιηθνχ πάξθνπ πνπ ζα ιακβάλεη ππφςε φια ηα ζηνηρεία πνπ ιακβάλνληαη ππφςε θαη ζηε δεκηνπξγία ηεο θακπχιεο ηζρχνο ηεο κηαο αλεκνγελλήηξηαο. Σν πξψην ζέκα είλαη φηη έλα αηνιηθφ πάξθν κπνξεί λα απνηειείηαη απφ πνιιέο αλεκνγελλήηξηεο δηαθνξεηηθνχ ηχπνπ θαη κε δηαθνξεηηθέο θακπχιεο ηζρχνο. Έλα απιφ άζξνηζκα φισλ ησλ θακππιψλ ηζρχνο θαληάδεη ζαλ κηα θαιή ιχζε αξρηθά. Αο κελ μερλάκε εδψ φηη θαη ε ηνπνζεζία ηνπ αηνιηθνχ πάξθνπ αιιά θαη ε ηνπνζέηεζε θάζε αλεκνγελλήηξηαο μερσξηζηά είλαη απνηέιεζκα κειεηψλ πνπ εμαζθαιίδνπλ ηελ θαιχηεξε απφδνζε ελέξγεηαο. Απηφ γίλεηαη κε ηε κειέηε ηεο θαηεχζπλζεο θαη ηεο εληάζεσο ησλ αλέκσλ πνπ ζπλέβαηλαλ θαη ζα ζπκβνχλ ζε απηή ηελ πεξηνρή, βαζηδφκελνη ζηελ θαηαλνκή Weibull. Έπεηηα, αθνχ ε αλεκνγελλήηξηα ρξεζηκνπνηεί ηελ αηνιηθή ελέξγεηα γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο, είλαη πξνθαλέο φηη ν άλεκνο πνπ θεχγεη απφ απηήλ ζα έρεη ιηγφηεξε ελέξγεηα απφ ηνλ άλεκν πνπ κπήθε. Απηφ ην θαηλφκελν νλνκάδεηαη ζθίαζε. Ζ ζθίαζε εθθξάδεη ηελ ηδέα φηη πίζσ απφ κηα αλεκνγελλήηξηα ππάξρεη κία δψλε κε ηαξαρψδε θαη ρακειφηεξν άλεκν. Τπάξρνπλ δηάθνξεο κέζνδνη ππνινγηζκνχ ηεο κείσζεο ηεο ηαρχηεηαο ηνπ 38

50 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ αλέκνπ ζαλ ζπλάξηεζε ηνπ κεγέζνπο ηνπ ξφηνξα θαη άιισλ παξακέηξσλ. Δίλαη, πάλησο, βέβαην πσο ην θαηλφκελν ηεο ζθίαζεο επεξεάδεη ζεκαληηθά ηελ θακπχιε ηζρχνο ελφο αηνιηθνχ πάξθνπ. Έηζη, είλαη ινγηθφ λα επεξεάδεη θαη ηηο κειέηεο γηα ηελ ηνπνζέηεζε ησλ αλεκνγελλεηξηψλ ζε έλα πάξθν. Οη ηειεπηαίεο ζπλήζσο δηαρσξίδνληαη απφ κία απφζηαζε πεξίπνπ 5 θνξέο ηε δηάκεηξν ηνπ ξφηνξα ζηε δηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ θαη 3 θνξέο ηε δηάκεηξν ηνπ ξφηνξα θάζεηα ζηε δηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ. Θα πξέπεη λα ιακβάλεηαη επηπξφζζεηα, φηη ην θφζηνο γηα ηε ζχλδεζε κηαο αλεκνγελλήηξηαο ζην δίθηπν επεξεάδεη ηηο παξαπάλσ απνζηάζεηο, θαζψο θαη ε κνξθνινγία ηνπ εδάθνπο (πρ ζε κηα θνξπθή βνπλνχ). Γηα έλα αηνιηθφ πάξθν, ε ζπλάξηεζε πνπ ζα δίλεη ηελ έμνδν ηζρχνο απφ απηφ ζε ζπλάξηεζε κε ηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ δε ζα είλαη πνηέ ε ίδηα, ιφγσ ηνπ θαηλνκέλνπ ζθίαζεο. Έηζη, ε θακπχιε ηζρχνο ηνπ αηνιηθνχ πάξθνπ δε ζα πξέπεη λα ζεσξείηαη κφλν ζαλ κηα ζπλάξηεζε ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ, αιιά θαη ηεο δηεχζπλζεο. Δπίζεο, θαη άιιεο παξάκεηξνη παίδνπλ ζεκαληηθφ ξφιν φηαλ ππνινγίδεηαη ε θακπχιε ηζρχνο ελφο αηνιηθνχ πάξθνπ, φπσο ε ππθλφηεηα ηνπ αλέκνπ θαη εληάζεηο ησλ δηαηαξαρψλ ηνπ. Σν πεξηβάιινλ ελφο αηνιηθνχ πάξθνπ κεηαιιάζζεηαη πνιχ κε ην πέξαζκα ησλ εηψλ. Ζ ζπληήξεζε ή ε δηαθνπή ηεο ιεηηνπξγίαο ησλ αλεκνγελλεηξηψλ, θαζψο θαη νη επεθηάζεηο ηνπ αηνιηθνχ πάξθνπ είλαη παξάγνληεο πνπ επεξεάδνπλ ζεκαληηθά ηελ θακπχιε ηζρχνο ηνπ αηνιηθνχ πάξθνπ. Άιινη παξάγνληεο, φπσο ε γήξαλζε ησλ αλεκνγελλεηξηψλ, ε αιιαγή ηνπ πεξηβάιινληνο ηνπ αηνιηθνχ πάξθνπ (ηα δηάθνξα θπηά πνπ αλαπηχζζνληαη αλάινγα κε ηελ επνρή), εθηηκάηαη φηη επεξεάδνπλ ηελ θακπχιε ηζρχνο, αιιά ζε κηθξφηεξν βαζκφ, νπφηε πξέπεη θαη απηά λα ιακβάλνληαη ππφςε. [32] Σνπνινγία αηνιηθνύ πάξθνπ Αλαθέξζεθε φηη ν άλεκνο θνληά ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο επεξεάδεηαη ζεκαληηθά απφ ηε θχζε ηνπ εδάθνπο. Ζ ιεπηνκεξήο πεξηγξαθή ηεο 39

51 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ επηθάλεηαο ηνπ εδάθνπο νλνκάδεηαη ηνπνινγία. Γηα ηελ πξφβιεςε, ινηπφλ, ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ θαη θαη επέθηαζε ηεο παξαγφκελεο αηνιηθήο ηζρχνο, είλαη απαξαίηεηε ε γλψζε ηεο ηνπνινγίαο ηεο πεξηνρήο πνπ είλαη εγθαηεζηεκέλν ην ππφ κειέηε αηνιηθφ πάξθν. Αλάινγα κε ηελ ηνπνινγία ηνπ εδάθνπο ηα αηνιηθά πάξθα δηαθξίλνληαη ζε πάξθα κε πνιχπινθν έδαθνο (complex terrain), κε εκη-πνιχπινθν έδαθνο (semi-complex terrain) θαη κε απιφ έδαθνο (simple terrain). Δπίζεο ηα πάξθα δηαθξίλνληαη ζε κέζα απφ ηελ αθηή (onshore), θνληά ζηελ αθηή (near shore) θαη πέξα απφ ηελ αθηή (offshore) απφ ην αλ είλαη ηνπνζεηεκέλα ελδνρψξηα, παξαζαιάζζηα ή πάλσ ζε ζαιάζζην ρψξν αληίζηνηρα. Ζ ηνπνινγία ηνπ εδάθνπο κπνξεί λα ρσξηζηεί ζε ηξεηο θαηεγνξίεο: ηελ ηξαρχηεηα, ηα εκπφδηα θαη ηελ νξενγξαθία. Ωο ηξαρχηεηα αλαθέξεηαη ην ζπλνιηθφ απνηέιεζκα ηεο επηθάλεηαο ηνπ εδάθνπο θαη ησλ ζηνηρείσλ ηξαρχηεηαο ηεο πνπ νδεγεί ζε κία γεληθή επηβξάδπλζε ηνπ αλέκνπ θνληά ζηελ γε. Ζ εθηίκεζε ηεο ηξαρχηεηαο κηαο πεξηνρήο γίλεηαη κε κηα παξάκεηξν πνπ κεηξηέηαη ζε κνλάδεο κήθνπο, θαη νλνκάδεηαη κήθνο ηξαρχηεηαο. Αλ θαη ε ηξαρχηεηα θαζνξίδεηαη απφ ην κέγεζνο θαη ηελ θαηαλνκή ησλ ζηνηρείσλ ηξαρχηεηαο ηεο πεξηνρήο φπσο ηε βιάζηεζε, ηνπο νηθηζκνχο θηι, ην κήθνο ηεο ηξαρχηεηαο δελ είλαη ζηαζεξφ, αιιά αιιάδεη γηα δηάθνξνπο ιφγνπο φπσο κε ην κέγεζνο ηεο βιάζηεζεο, ηελ επηθάιπςε ηνπ εδάθνπο απφ ρηφλη, ηελ θαηάζηαζε ηεο ζάιαζζαο αλ κηιάκε γηα offshore πάξθν θαη νχησ θαζ εμήο. Οη παξαπάλσ παξάκεηξνη κπνξνχλ λα θαζνξηζηνχλ ζηηγκηαία κέζσ αεξνθσηνγξαθηψλ, ηνπνγξαθηθνχο ράξηεο, εηθφλεο απφ δνξπθφξν θηι αιιά δελ κπνξνχλ λα δψζνπλ κηα γεληθή εηθφλα. Μηα αθξηβήο πεξηγξαθή ησλ κεγεζψλ θαη ησλ αιιαγψλ ηεο ηξαρχηεηαο επηηπγράλεηαη κε ην ράξηε ηξαρχηεηαο πνπ πεξηέρεη φιεο ηηο πιεξνθνξίεο ζρεηηθά κε ην έδαθνο. Έλα πιενλέθηεκα ηεο ρξήζεο ηνπ ράξηε ηξαρχηεηαο είλαη φηη κπνξεί εχθνια λα δηαβαζηεί απφ κεηεσξνινγηθά θαη θπζηθά κνληέια πξφβιεςεο απηφκαηα. Μεγάιν ελδηαθέξνλ παξνπζηάδεη ε κειέηε ηεο ηξαρχηεηαο ζε παξαζαιάζζηεο θαη ζαιάζζηεο πεξηνρέο φπνπ ην κήθνο ηεο ηξαρχηεηαο ζηελ επηθάλεηα ηεο ζάιαζζαο κεηαβάιιεηαη ζπλερψο. Γεληθά, νη offshore ζπλζήθεο δηαθέξνπλ θαηά πνιχ απφ ηνπο παξάγνληεο πνπ επεξεάδνπλ ηελ ηξαρχηεηα ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο. Σν κήθνο ηεο ηξαρχηεηαο ηεο επηθάλεηαο ηεο 40

52 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ζάιαζζαο απμάλεηαη θαηαθφξπθα κε ηελ αχμεζε ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ ελψ ζε κέηξηνπο αλέκνπο παξακέλεη πνιχ κηθξή εηδηθά φηαλ θαζνδεγνχληαη κε κηθξέο θάζεηεο θιίζεηο. Δπίζεο, απμάλεηαη φζν κηθξαίλεη ε απφζηαζε απφ ηελ αθηή θαη φζν βαζχηεξν είλαη ην λεξφ. Αθφκα πην πνιχπινθνο είλαη ν πξνζδηνξηζκφο ηεο ηξαρχηεηαο ζε πεξηνρέο πνιχ θνληά ζηελ αθηή είηε πάλσ ζηελ ζάιαζζα είηε ζηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο θαη θαη επέθηαζε ν πξνζδηνξηζκφο θαη ε πξφβιεςε ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ ηνπηθά. Κνληά ζηελ αθηή ην κήθνο ηεο ηξαρχηεηαο πνηθίιεη ιφγσ ησλ κεηαβνιψλ ησλ θπκάησλ θαη ηεο κεγάιεο κεηαβνιήο ηεο ηξαρχηεηαο κεηαμχ ηεο γεο θαη ηεο ζάιαζζαο. Γηα ηελ πξφβιεςε ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ ιακβάλεηαη ππφςηλ ην γεγνλφο φηη ζε πνιχ ηζρπξνχο αλέκνπο ε ηξαρχηεηα ηεο επηθάλεηαο ηεο ζάιαζζαο πιεζηάδεη απηήλ πνπ έρεη κία νκαιή επηθάλεηα γεο. Σν δεχηεξν ζηνηρείν πνπ πξέπεη λα πεξηγξαθεί, θαηά ηε κειέηε ηεο ηνπνινγίαο κηαο πεξηνρήο θαη γηα ην ραξαθηεξηζκφ ηεο αλάινγα κε ηελ πνιππινθφηεηα ηνπ εδάθνπο, είλαη ηα εκπφδηα ηα νπνία ζπλαληάεη ν άλεκνο κε απνηέιεζκα λα κεηψλεηαη ε ηαρχηεηα ηνπ. Πξέπεη ινηπφλ λα εμεηαζζεί ηη εκπφδηα ππάξρνπλ ζηελ πεξηνρή είηε κε αεξνθσηνγξαθίεο είηε κε επίζθεςε ηεο πεξηνρήο έηζη ψζηε λα θαζνξηζηνχλ ε ζέζε, νη δηαζηάζεηο θαη ην πψο επεξεάδεηαη ν άλεκνο θνληά ζε θάζε εκπφδην. Σν ηειεπηαίν γίλεηαη κε ηε βνήζεηα αλεκνκέηξνπ πνπ ηνπνζεηείηαη θνληά ζην εκπφδην. Μεηά απφ ηηο κεηξήζεηο θαζνξίδεηαη αλάινγα θαη ε ηνπνζέηεζε ησλ αλεκνγελλεηξηψλ, γηα λα εμαζθαιηζηεί ε κέγηζηε δπλαηή απφδνζή ηνπο. Σέινο, απαξαίηεηε γηα ηελ εθηίκεζε ηεο κειινληηθήο ηαρχηεηαο ηνπ άλεκνπ είλαη ε νξενγξαθία. Ζ νξενγξαθία πεξηγξάθεηαη κε ράξηεο φπνπ ζρεδηάδνληαη νη πςνκεηξηθέο θακπχιεο ηνπ εδάθνπο κηαο πεξηνρήο. Οη πςνκεηξηθέο κεηαβνιέο ηνπ εδάθνπο (κε ζεκείν αλαθνξάο ησλ κεηξήζεσλ ηελ επηθάλεηα ηεο ζάιαζζαο) κπνξνχλ λα απνηππσζνχλ ςεθηαθά ζηνπο δηαλπζκαηηθνχο ράξηεο πνπ πεξηέρνπλ ηηο (x,y)-ζπληεηαγκέλεο θαη ην πςφκεηξν ησλ πςνκεηξηθψλ θακπχισλ. Γηα ηελ πεξηγξαθή ησλ επηδξάζεσλ ηεο νξενγξαθίαο ζηε πξφβιεςε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο, δηαθξίλνπκε ηηο πεξηνρέο αλάινγα κε ηελ κνξθνινγία ηνπ εδάθνπο ζε ηξεηο θαηεγνξίεο: ζε επίπεδεο, κε ιφθνπο θαη πεξηνρέο κε βνπλά. 41

53 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ηηο επίπεδεο πεξηνρέο θαη ζε πεξηνρέο καθξηά απφ βνπλά, νη νξενγξαθηθέο επηδξάζεηο ζηνλ άλεκν είλαη ακειεηέεο θαη ην θχξην ραξαθηεξηζηηθφ ησλ πεξηνρψλ απηψλ είλαη ε ηξαρχηεηα ηνπ εδάθνπο. ηηο πεξηνρέο κε επίπεδν έδαθνο θπξίσο βξίζθνληαη ηα πάξθα κε απιφ έδαθνο (simple terrain) θαη ε πξφβιεςε ηεο παξαγσγήο ησλ είλαη ζπλήζσο πην εχθνιε. ε πεξηνρή κε ιφθνπο, ε θιίζε ηνπ εδάθνπο είλαη ιηγφηεξν απφηνκε απφ 0.3 θαη ε νξηδφληηεο δηαζηάζεηο ησλ βνπλψλ είλαη κέρξη ιίγα ρηιηφκεηξα. ηε πεξίπησζε απηή είλαη εχθνιν λα πξνζεγγηζηεί ν άλεκνο ηνπηθά αιιά είλαη πνιχ δχζθνιν λα εθηηκεζεί ε ζπκπεξηθνξά ηνπ αλέκνπ ζπλνιηθά ζηε πεξηνρή. ζν ε θιίζε ηνπ εδάθνπο απμάλεηαη θαη νη δηαζηάζεηο ησλ βνπλψλ κεγαιψλνπλ, ηφζν πην δχζθνιε είλαη ε εθηίκεζε ηνπ αλέκνπ. Μηα παξάκεηξνο πνπ νξίδεη ην πφζν απφηνκε είλαη ε θιίζε ηνπ εδάθνπο θαη γεληθά ηελ νξενγξαθία ηεο πεξηνρήο είλαη ν δείθηεο αλσκαιίαο ηνπ εδάθνπο RIX (ruggedness index). Ο RIX κηαο πεξηνρήο ηζνχηαη κε ηε κέζε επί ηνηο εθαηφ επηπιένλ θιίζε απφ κηα πξνθαζνξηζκέλε θιίζε σο ηηκή αλαθνξάο ζπλήζσο 30%. Ζ εθηίκεζε ηεο αηνιηθήο παξαγσγήο ηζρχνο είλαη πην δχζθνιε φηαλ ε πεξηνρή πνπ ην πάξθν είλαη εγθαηεζηεκέλν πεξηέρεη κε νκαιφ έδαθνο (complex terrain). ηε πεξίπησζε απηή νη κεηξήζεηο ηεο ηαρχηεηαο δελ είλαη αλάινγεο κε ηελ παξαγφκελε ηζρχ εμαηηίαο ηεο έληνλεο ηξαρχηεηαο ηνπ εδάθνπο θαη ηεο δηαθνξάο χςνπο ησλ αλεκφκεηξσλ θαη ησλ αλεκνγελλεηξηψλ (φηαλ είλαη εγθαηεζηεκέλεο ζε βνπλά). Σν αηνιηθφ πάξθν ζηε πεξηνρή Alaiz ηεο Ηζπαλίαο είλαη εγθαηεζηεκέλν ζηηο θνξπθέο ησλ Ππξελαίσλ θαη ραξαθηεξίδεηαη απφ ηελ έληνλε αλνκνηνκνξθία ηνπ εδάθνπο. ηα παξαθάησ ζρήκαηα παξνπζηάδνληαη κεξηθέο κεηξήζεηο ηεο ηαρχηεηαο θαη ε αληίζηνηρε παξαγσγή ηνπ πάξθνπ: [18] 42

54 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Γξάθεκα 3.10: Tαρχηεηα ηνπ αλέκνπ θαη ε αληίζηνηρε παξαγσγή αηνιηθήο ηζρχνο Απφ ηα παξαπάλσ ζρήκαηα δηαπηζηψλεηαη φηη ελψ ε θαηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ είλαη πεξίπνπ ζηαζεξή γχξσ ζηηο 330 ν, γηα κεξηθέο κεηξήζεηο ηεο ηαρχηεηαο ε αληίζηνηρε κέηξεζε ηεο παξαγσγήο ηζρχνο είλαη πνιχ κηθξφηεξε απφ ηελ αληίζηνηρε ζεσξεηηθή. Έλα παξφκνην πξφβιεκα πνπ δπζρεξαίλεη ηελ πξφβιεςε παξαγσγήο αηνιηθήο ελέξγεηαο είλαη ην γεγνλφο φηη ν δηαρεηξηζηήο ηνπ δηθηχνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κπνξεί λα δηαθφςεη ηε ιεηηνπξγία ελφο αξηζκνχ αλεκνγελλεηξηψλ ηνπ πάξθνπ γηα ιφγνπο πνπ έρνπλ αλαθεξζεί ζε πξνεγνχκελν θεθάιαην κε απνηέιεζκα ε παξαγφκελε ηζρχο λα κελ είλαη αλάινγε κε ηελ κεηξνχκελε ηαρχηεηα. πλήζσο, νη ελέξγεηεο ηνπ δηαρεηξηζηή δελ ζπκπεξηιακβάλνληαη ζηηο ρξνλνζεηξέο ησλ δεδνκέλσλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ πξφβιεςε αηνιηθήο ηζρχνο. Με απνηέιεζκα, ην κνληέιν πξφβιεςεο λα κελ κπνξεί λα αλαγλσξίζεη αλ ε απφθιηζε νθείιεηαη ζε ιαλζαζκέλε κέηξεζε ή ζε θάπνηα ελέξγεηα ηνπ δηαρεηξηζηή. Έρεη αλαθεξζεί θαη παξαπάλσ φηη ε θίλεζε ησλ αέξησλ καδψλ πνπ απνηειεί ηνλ άλεκν, πξνθαιείηαη απφ ηηο δηαθνξέο ζεξκνθξαζηψλ θαη ησλ αληίζηνηρσλ πηέζεσλ ησλ δηάθνξσλ ζηξσκάησλ ηεο αηκφζθαηξαο. Καηά ζπλέπεηα, γηα ηε ζσζηή εθηίκεζε ηεο κειινληηθήο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ, ρξεζηκνπνηνχληαη εθηφο απφ ην ζχλνιν ησλ κεηξήζεσλ απφ ηα αλεκφκεηξα, 43

55 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ κεηξήζεηο πνπ αθνξνχλ ηελ πίεζε θαη ηε ζεξκνθξαζία ζε δηάθνξα ζηξψκαηα ηεο αηκφζθαηξαο, ηελ ειηαθή έθζεζε ηεο πεξηνρήο, θαζψο θαη ηελ νξενγξαθία θαη ηελ ηξαρχηεηα ηεο πεξηνρήο. Δίλαη ινγηθφ, ινηπφλ, ιφγσ ηεο κεηαβνιήο ησλ ζεξκνθξαζηψλ θαη άιισλ παξακέηξσλ ηεο αηκφζθαηξαο θαηά ηε δηάξθεηα ηεο εκέξαο, ε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ λα αιιάδεη, γεγνλφο πνπ θαζηζηά πνιχ ζεκαληηθή, γηα ηελ πξφβιεςε ηεο αηνιηθήο ηζρχνο, ηελ ψξα γηα ηελ νπνία γίλεηαη ε πξφβιεςε. Αο κελ μερλάκε εδψ θαη ηε ζεκαζία ηεο δηεχζπλζεο ηνπ αλέκνπ γηα ηελ πξφβιεςε ηεο παξαγσγήο αηνιηθήο ηζρχνο. Βέβαηα, ζαλ παξάγνληαο πξφβιεςεο δελ έρεη ηφζν κεγάιε ζεκαζία φζν ε ηαρχηεηα. Γηα ηζρπξνχο αλέκνπο ε παξαγσγή ηζρχνο είλαη ε ίδηα γηαηί ζπλήζσο έξρνληαη απφ ζπγθεθξηκέλεο δηεπζχλζεηο, αιιά γηα αζζελείο αλέκνπο φπνπ πξνέξρνληαη απφ νπνηαδήπνηε θαηεχζπλζε ε επηξξνή ηεο δηεχζπλζεο είλαη ζεκαληηθή. Δδψ παίδεη, επίζεο, ζεκαληηθφ ξφιν ε κνξθνινγία θαη ε ηξαρχηεηα ηνπ εδάθνπο, αθνχ ηα δηάθνξα εκπφδηα (βνπλά, δέληξα θηι) πνπ ζπλαληά ν άλεκνο κεηαβάιινπλ ηφζν ηε δηεχζπλζε φζν θαη ηελ ηαρχηεηά ηνπ. 3.4 Υαξαθηεξηζηηθά αλεκνγελλεηξηώλ Δίδε αλεκνγελλεηξηώλ ηνπο: Οη αλεκνγελλήηξηεο ρσξίδνληαη ζχκθσλα κε θάπνηα ραξαθηεξηζηηθά I. ύκθσλα κε ηνλ άμνλα ησλ πηεξπγίσλ ε απηή ηελ θαηεγνξία γίλεηαη ε δηάθξηζε αλάινγα κε ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηνπ άμνλα ησλ πηεξπγίσλ. Γηαθξίλνπκε: Οξηδνληίνπ άμνλα, ησλ νπνίσλ ν δξνκέαο είλαη ηχπνπ έιηθα θαη βξίζθεηαη ζπλερψο παξάιιεινο κε ηελ θαηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ θαη ηνπ εδάθνπο. 44

56 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Καηαθφξπθνπ άμνλα, ν νπνίνο παξακέλεη ζηαζεξφο θαη είλαη θάζεηνο πξνο ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο. Απηέο πνπ είλαη πιένλ δηαδεδνκέλεο είλαη νη αλεκνγελλήηξηεο νξηδφληηνπ άμνλα. [36] Δηθόλα 3.2: Αλεκνγελλήηξηα θαηαθφξπθνπ άμνλα (αξηζηεξά) θαη νξηδνληίνπ άμνλα (δεμηά) II. ύκθσλα κε ηνλ αξηζκό ησλ πηεξπγίσλ Οη αλεκνγελλήηξηεο απνηεινχληαη απφ 1,2 ή 3 πηεξχγηα, φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 3.4. Απηέο κε 1 ή 2 ρξεηάδνληαη κεγαιχηεξε ηαρχηεηα πεξηζηξνθήο γηα λα δψζνπλ ην ίδην ελεξγεηαθφ απνηέιεζκα, αιιά παξάγνπλ πεξηζζφηεξν ζφξπβν θαη θζνξέο κε κφλν πιενλέθηεκα ην θφζηνο θαηαζθεπήο. ήκεξα νη ηχπνη Α/Γ πνπ έρνπλ επηθξαηήζεη είλαη κε 3 πηεξχγηα. 45

57 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Δηθόλα 3.3: Γηάθξηζε αλεκνγελλεηξηψλ ζχκθσλα κε ηνλ αξηζκφ πηεξπγίσλ [36] Πεξηγξαθή αλεκνγελλήηξηαο Μηα ηππηθή αλεκνγελλήηξηα νξηδνληίνπ άμνλα, φπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα 3.13, απνηειείηαη απφ ηα εμήο κέξε : ην δξνκέα, πνπ απνηειείηαη απφ δχν ή ηξία πηεξχγηα απφ εληζρπκέλν πνιπεζηέξα. Σα πηεξχγηα πξνζδέλνληαη πάλσ ζε κηα πιήκλε είηε ζηαζεξά, είηε κε ηε δπλαηφηεηα λα πεξηζηξέθνληαη γχξσ απφ ην δηακήθε άμνλα ηνπο κεηαβάιινληαο ην βήκα. ην ζχζηεκα κεηάδνζεο ηεο θίλεζεο, απνηεινχκελν απφ ηνλ θχξην άμνλα, ηα έδξαλα ηνπ θαη ην θηβψηην πνιιαπιαζηαζκνχ ζηξνθψλ, ην νπνίν πξνζαξκφδεη ηελ ηαρχηεηα πεξηζηξνθήο ηνπ δξνκέα ζηε ζχγρξνλε ηαρχηεηα ηεο ειεθηξνγελλήηξηαο. Ζ ηαρχηεηα πεξηζηξνθήο παξακέλεη ζηαζεξή θαηά ηελ θαλνληθή ιεηηνπξγία ηεο κεραλήο. ηελ ειεθηξηθή γελλήηξηα, ζχγρξνλε ή επαγσγηθή κε 4 ή 6 πφινπο ε νπνία ζπλδέεηαη κε ηελ έμνδν ηνπ πνιιαπιαζηαζηή κέζσ ελφο ειαζηηθνχ ή πδξαπιηθνχ ζπλδέζκνπ θαη κεηαηξέπεη ηε κεραληθή ελέξγεηα ζε ειεθηξηθή θαη βξίζθεηαη ζπλήζσο πάλσ ζηνλ πχξγν ηεο αλεκνγελλήηξηαο. Τπάξρεη θαη ην ζχζηεκα πέδεο ην νπνίν είλαη έλα 46

58 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ζπλεζηζκέλν δηζθφθξελν πνπ ηνπνζεηείηαη ζηνλ θχξην άμνλα ή ζηνλ άμνλα ηεο γελλήηξηαο. ην ζχζηεκα πξνζαλαηνιηζκνχ, αλαγθάδεη ζπλερψο ηνλ άμνλα πεξηζηξνθήο ηνπ δξνκέα λα βξίζθεηαη παξάιιεια κε ηε δηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ. ηνλ πχξγν, ν νπνίνο ζηεξίδεη φιε ηελ παξαπάλσ ειεθηξνκεραλνινγηθή εγθαηάζηαζε. Ο πχξγνο είλαη ζπλήζσο ζσιελσηφο ή δηθηπσηφο θαη ζπαλίσο απφ νπιηζκέλν ζθπξφδεκα. ηνλ ειεθηξνληθφ πίλαθα θαη ηνλ πίλαθα ειέγρνπ, νη νπνίνη είλαη ηνπνζεηεκέλνη ζηε βάζε ηνπ πχξγνπ. Σν ζχζηεκα ειέγρνπ παξαθνινπζεί, ζπληνλίδεη θαη ειέγρεη φιεο ηηο ιεηηνπξγίεο ηεο αλεκνγελλήηξηαο, θξνληίδνληαο γηα ηελ απξφζθνπηε ιεηηνπξγία ηεο. Δηθόλα 3.4: Σππηθή αλεκνγελλήηξηα νξηδνληίνπ άμνλα 47

59 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Σν εζσηεξηθό ηεο αλεκνγελλήηξηαο Ζ αλεκνγελλήηξηα ζην εζσηεξηθφ ηεο, απνηειείηαη απφ ηα εμήο κέξε: Αλεκνκεηξεηήο (Anemometer): Μεηξά ηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ θαη κεηαθέξεη δεδνκέλα γηα ηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ ζηνλ ειεγθηή. Πηεξχγηα (Blades): Οη πεξηζζφηεξεο αλεκνγελλήηξηεο έρνπλ δχν ή ηξεηο ιεπίδεο. Ο άλεκνο θπζψληαο πάλσ ζηηο ιεπίδεο ηηο πξνθαιεί λα «ζεθσζνχλ» θαη λα πεξηζηξαθνχλ. Φξέλν (Brake): Έλαο δίζθνο θξέλνπ, ν νπνίνο κπνξεί λα εθαξκνζηεί θαηά ηξφπν κεραληθφ, ειεθηξηθφ ή πδξαπιηθφ, ψζηε λα ζηακαηά ν ξφηνξαο (ειεθηξηθφο θηλεηήξαο) ζε πεξηπηψζεηο επείγνπζαο αλάγθεο. Διεγθηήο (Controller): Ο ειεγθηήο εθθηλά ηε κεραλή γηα ηαρχηεηεο αλέκνπ κεγαιχηεξεο απφ 8 κε 16 mph θαη ηελ θιείλεη φηαλ θηάζνπλ ζηα 55 mph πεξίπνπ. Οη ηνπξκπίλεο δελ ιεηηνπξγνχλ γηα ηαρχηεηεο αλέκνπ κεγαιχηεξεο ησλ 55 mph γηαηί θηλδπλεχνπλ λα θαηαζηξαθνχλ Κηβψηην Σαρπηήησλ (Gear box): Σα γξαλάδηα ζπλδένπλ ηνλ άμνλα ρακειήο ηαρχηεηαο κε ηνλ άμνλα πςειήο ηαρχηεηαο θαη απμάλνπλ ηηο ηαρχηεηεο πεξηζηξνθήο απφ πεξίπνπ 30 έσο 60 πεξηζηξνθέο ην ιεπηφ (rpm = πεξηζηξνθή αλά ιεπηφ) ζε 1000 έσο 1800 πεξηζηξνθέο ην ιεπηφ, πνπ είλαη ε ηαρχηεηα πεξηζηξνθήο πνπ νη πεξηζζφηεξεο αλεκνγελλήηξηεο απαηηνχλ ψζηε λα παξαγάγνπλ ειεθηξηζκφ. Σν θηβψηην ηαρπηήησλ είλαη αθξηβφ (θαη βαξχ) εμάξηεκα ηεο αλεκνγελλήηξηαο θαη νη κεραληθνί εξεπλνχλ πξνο ηελ θαηεχζπλζε αλεκνγελλεηξηψλ «άκεζεο ψζεζεο» ( direct-drive ) νη νπνίεο ιεηηνπξγνχλ ζε ρακειφηεξεο ηαρχηεηεο πεξηζηξνθήο θαη δελ ρξεηάδνληαη θηβψηην ηαρπηήησλ. 48

60 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Γελλήηξηα (Generator): πλήζσο κηα γελλήηξηα εηζαγσγήο πνπ εχθνια βξίζθεη θαλείο ζην εκπφξην θαη παξάγεη ειεθηξηζκφ 60-cycle AC. Άμνλαο πςειήο ηαρχηεηαο (High-speed shaft): Θέηεη ηε γελλήηξηα ζε θίλεζε. Άμνλαο ρακειήο ηαρχηεηαο (Low-speed shaft): Ο ξφηνξαο (rotor, ειεθηξηθφο θηλεηήξαο) ζηξέθεη ηνλ άμνλα ρακειήο ηαρχηεηαο ζε πεξίπνπ 30 έσο 60 πεξηζηξνθέο ην ιεπηφ. Αηξαθηίδην (Nacelle) : Σν αηξαθηίδην βξίζθεηαη ζηελ θνξπθή ηνπ πχξγνπ θαη πεξηέρεη ην θηβψηην ηαρπηήησλ, ηνπο άμνλεο ρακειήο θαη πςειήο ηαρχηεηαο, ηε γελλήηξηα, ηνλ ειεγθηή θαη ην θξέλν. Μεξηθά αηξαθηίδηα είλαη ηφζν κεγάια, ψζηε αθφκε θαη έλα ειηθφπηεξν κπνξεί λα πξνζγεησζεί πάλσ ηνπο. ηξνθή Πηεξπγίσλ (Pitch): Οη ιεπίδεο ζηξέθνληαη, ή ζηξίβνπλ γχξσ απφ ηνλ άμνλά ηνπο, αλεμάξηεηα απφ ηνλ άλεκν, ψζηε λα ειέγρνπλ ηελ ηαρχηεηα ηνπ ξφηνξα (ειεθηξηθνχ θηλεηήξα) θαη λα εκπνδίδνπλ ην ξφηνξα απφ ην λα ζηξίβεη ζε αλέκνπο νη νπνίνη είλαη ππεξβνιηθά ηζρπξνί ή ππεξβνιηθά αζζελείο γηα λα παξαγάγνπλ ειεθηξηζκφ. Ζιεθηξηθφο Κηλεηήξαο / Ρφηνξαο (Rotor): Οη ιεπίδεο θαη ε πιήκλε (ην θέληξν ηνπ άμνλα) καδί νλνκάδνληαη ξφηνξαο. Ππιψλαο / Πχξγνο (Tower): Οη πχξγνη θαηαζθεπάδνληαη απφ αηζάιη ζε ζσιελνεηδή κνξθή, ηζηκέλην, ή απφ αηζάιη ζε θαθαζσηή κνξθή, ζαλ πιέγκα. Δπεηδή ε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ απμάλεη κε ην χςνο, νη ςειφηεξνη πχξγνη δίλνπλ ηε δπλαηφηεηα 49

61 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ζηηο ηνπξκπίλεο λα «αηρκαισηίζνπλ» πεξηζζφηεξε ελέξγεηα θαη λα παξαγάγνπλ πεξηζζφηεξν ειεθηξηζκφ. Καηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ (Wind direction): Απηή είλαη κηα αλεκνγελλήηξηα κε πλνή αλέκνπ πξνο ηα πάλσ "upwind", έηζη νλνκαδφκελε δηφηη ιεηηνπξγεί ζηξακκέλε πξνο ηνλ άλεκν. Άιιεο αλεκνγελλήηξηεο είλαη ζρεδηαζκέλεο λα ιεηηνπξγνχλ κε πλνή αλέκνπ πξνο ηα θάησ, "downwind", ζηξακκέλεο καθξηά απφ ηνλ άλεκν. Αλεκνδείθηεο (Wind vane): Μεηξά ηελ θαηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ θαη επηθνηλσλεί κε ην yaw drive γηα λα πξνζαλαηνιίζεη ηελ αλεκνγελλήηξηα ζσζηά, φζνλ αθνξά ζηνλ άλεκν. Οδεγφο γηα ηελ Απνθπγή Δθηξνπήο (Yaw drive): Οη αλεκνγελλήηξηεο πνπ ιεηηνπξγνχλ κε πλνή αλέκνπ πξνο ηα πάλσ, "upwind", είλαη ζηξακκέλεο πξνο ηνλ άλεκν. Σν yaw drive ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα εμαζθαιίζεη φηη ν ξφηνξαο ζα είλαη ζηξακκέλνο πξνο ηνλ άλεκν θαζψο ν άλεκνο αιιάδεη θαηεχζπλζε. Οη αλεκνγελλήηξηεο πνπ είλαη ζρεδηαζκέλεο λα ιεηηνπξγνχλ κε πλνή αλέκνπ πξνο ηα θάησ, "downwind", δελ ρξεηάδνληαη yaw drive, δηφηη ν άλεκνο θπζά θαη ζηξέθεη ηνλ ξφηνξα πξνο ηα θάησ. Κηλεηήξαο ηνπ Οδεγνχ γηα ηελ Απνθπγή Δθηξνπήο (Yaw motor): Γίλεη ελέξγεηα ζην yaw drive. [31] 50

62 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 4.1 Τδξαπιηθή Δλέξγεηα Σν λεξφ θάλνληαο ηνλ "πδξνινγηθφ θχθιν ηνπ" ζηε θχζε έρεη δπλακηθή ελέξγεηα, φηαλ βξίζθεηαη ζε πεξηνρέο κε κεγάιν πςφκεηξν, ε νπνία κεηαηξέπεηαη ζε θηλεηηθή, φηαλ ην λεξφ ξέεη πξνο ρακειφηεξεο πεξηνρέο. Με ηα πδξνειεθηξηθά έξγα (πδξνηακηεπηήξαο, θξάγκα, θιεηζηφο αγσγφο πηψζεσο, πδξνζηξφβηινο, ειεθηξνγελλήηξηα, δηψξπγα θπγήο) εθκεηαιιεπφκαζηε ηελ ελέξγεηα ηνπ λεξνχ γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο ην νπνίν δηνρεηεχεηαη ζηελ θαηαλάισζε κε ην ειεθηξηθφ δίθηπν. Φπζηθά, κφλν ζε πεξηνρέο κε ζεκαληηθέο πδαηνπηψζεηο, πινχζηεο πεγέο θαη θαηάιιειε γεσινγηθή δηακφξθσζε είλαη δπλαηφλ λα θαηαζθεπαζζνχλ πδαηνηακηεπηήξεο. πλήζσο ε ελέξγεηα πνπ ηειηθψο παξάγεηαη, ρξεζηκνπνηείηαη κφλν ζπκπιεξσκαηηθά κε άιιεο ζπκβαηηθέο πεγέο ελέξγεηαο, ζε ψξεο αηρκήο. ηε ρψξα καο ε πδξνειεθηξηθή ελέξγεηα ηθαλνπνηεί ην 10% ησλ ελεξγεηαθψλ καο αλαγθψλ. ηελ εηθφλα 4.1 θαίλεηαη ε θαηαζηξνθή ηεο πδξαπιηθήο ελέξγεηαο ζηνλ θαηαξξάθηε ηνπ Νηαγάξα, ΖΠΑ.[33] Δηθόλα 4.1: Καηαξξάθηεο ηνπ Νηαγάξα, ΖΠΑ 51

63 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 4.2 Ιζηνξηθή αλαδξνκή ηεο Τδξνειεθηξηθήο Δλέξγεηαο Ζ ελέξγεηα απφ πδαηφπησζε θαηέρεη ηδηαίηεξα ζεκαληηθφ ηζηνξηθφ ξφιν ζηνλ ηνκέα ηεο παξνρήο κεραληθήο ελέξγεηαο πνπ ρξεζηκνπνηνχζαλ νη άλζξσπνη ζηηο θαζεκεξηλέο ηνπο δξαζηεξηφηεηεο. πγθεθξηκέλα, νη λεξφκπινη ρξεζηκνπνηνχληαλ ζηελ Μεζνπνηακία απφ ηηο αξρέο ηνπ 3000 πυ θαη έθηνηε έρνπλ ηηζαζεχζεη ηελ ελέξγεηα ηνπ λεξνχ ζρεδφλ παληνχ ζηνλ πιαλήηε, φπνπ ππάξρνπλ πνηάκηα ή ξέκαηα. Οηηδήπνηε πιεζίαδε ηε δχλακε ηνπ αιφγνπ ην νπνίν δελ ρξεηαδφηαλ λα ηατζηεί ή λα θνπξαζηεί ήηαλ ηδηαίηεξα πνιχηηκν. Οη πξψηεο ρξήζεηο ήηαλ θαηά θχξην ιφγσ ζηηο αγξνηηθέο θαιιηέξγεηεο, γηα παξάδεηγκα ζηελ άληιεζε λεξνχ θαη ζην παξαδνζηαθφ κχιν γηα ην άιεζκα θαιακπνθηνχ. ηνλ Μεζαίσλα, ην εκπφξην άλζηζε φπνπ ππήξρε ελέξγεηα παξαγφκελε απφ ην λεξφ θαη ζε εθείλα ηα ζεκεία ζεκεησλφηαλ θαη ζεκαληηθή άλζηζε ησλ πφιεσλ. Καηά ηε δηάξθεηα ηνπ 18νπ αηψλα ε εθαξκνγή λεξφκπισλ επεθηάζεθε επηπιένλ ζηε βηνκεραλία, νδεγψληαο έλα επξχ θάζκα κεραλψλ γηα δηάθνξεο ρξήζεηο, νη νπνίεο εληνπίδνληαλ θπξίσο ζηε βηνκεραλία ηεο πθαληνπξγίαο. Έλαλ αηψλα αξγφηεξα, ππήξραλ πάλσ απφ 20,000 λεξφκπινη ζε ιεηηνπξγία ζηελ Αγγιία θαη κφλν. Ζ εκθάληζε ηνπ αηκνχ, θαηλνκεληθά πξνζέθεξε ηε δπλαηφηεηα παξαγσγήο αλεμάληιεηεο πνζφηεηαο ελέξγεηαο ζε ζρεδφλ νπνηαδήπνηε ηνπνζεζία θαη ζχληνκα θπξηάξρεζε ζην πξνζθήλην. ηνλ αλεπηπγκέλν θφζκν ζήκεξα, παξφιν πνπ νη λεξφκπινη νπζηαζηηθά δε ρξεζηκνπνηνχληαη πιένλ, παξακέλεη έλα πινχζην θιεξνδφηεκα θαη κεραλνινγηθφ έξγν ζηηο πεξηνρέο κε αλεκφκπινπο. Έρνπκε ηελ επθαηξία λα ρξεζηκνπνηνχκε ηηο εμειίμεηο ησλ κεραλψλ απηψλ θαη κάιηζηα, ηελ πην απνδνηηθή γελλήηξηα πδαηφπησζεο γηα παξαγσγή ειεθηξηζκνχ πνπ απνηειεί ηελ πην εχζηξνθε κνξθή ελέξγεηαο ηνπ θφζκνπ.[35] 52

64 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 4.3 Παξνπζίαζε ελόο Τδξνειεθηξηθνύ Έξγνπ Αξρή ιεηηνπξγίαο Ζ αξρή ιεηηνπξγίαο ησλ ΜΤΖΔ βαζίδεηαη ζηελ εθκεηάιιεπζε ηεο δπλακηθήο ελέξγεηαο ησλ επηθαλεηαθψλ λεξψλ, κε κεηαηξνπή ηεο αξρηθά ζε θηλεηηθή θαη ελ ζπλερεία ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα, ζχκθσλα κε ηνπο λφκνπο ησλ ειεθηξνκαγλεηηθψλ πεδίσλ. ηελ εηθφλα 4.2 παξνπζηάδεηαη ελδεηθηηθά ε δηαδηθαζία κεηαηξνπήο ηεο πδξαπιηθήο ελέξγεηαο ζε κεραληθή (πεξηζηξνθηθή θίλεζε), κέζσ ηνπ ζηξνβίινπ θαη ζε ειεθηξηθή, κέζσ ηεο γελλήηξηαο. Ζ ηζρχο ιεηηνπξγίαο, δειαδή ν ξπζκφο παξαγσγήο ελέξγεηαο, ηεο εγθαηάζηαζεο ππνινγίδεηαη απφ ηε ζρέζε : P= n ξ g Q H net φπνπ : P Ζ ηζρχο ιεηηνπξγίαο (kw) n Ο βαζκφο απφδνζεο (n=n ζηξνβίινπ n γελλήηξηαο n κεηαζρεκαηηζηή ) ξ Ζ ππθλφηεηα ηνπ λεξνχ ( 1.0 t/m 3 ) g Ζ επηηάρπλζε ηεο βαξχηεηαο ( 9.81 m/s 2 ) Q Ζ δηεξρφκελε εθ ηνπ ζηξνβίινπ παξνρή (m 3 /s) H net Σν θαζαξφ χςνο πηψζεο, αθνχ αθαηξεζνχλ νη γξακκηθέο θαη ηνπηθέο απψιεηεο (m) Δηθόλα 4.2: Γηάγξακκα κεηαηξνπήο ελέξγεηαο ησλ ΜΤΖΔ 53

65 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ζ παξαγφκελε ελέξγεηα ζε ρξνληθφ δηάζηεκα Γt ππνινγίδεηαη κε ρξνληθή νινθιήξσζε ηεο ηζρχνο ιεηηνπξγίαο, ζχκθσλα κε ηε ζρέζε : E = (P*dt) φπνπ : Δ Ζ παξαγφκελε ελέξγεηα ζε ρξνληθφ δηάζηεκα Γt (kwh) P Ζ ηζρχο ιεηηνπξγίαο γηα θάζε ζηνηρεηψδεο ρξνληθφ δηάζηεκα dt (kw) dt ηνηρεηψδεο ρξνληθφ δηάζηεκα, γηα ην νπνίν ε ηζρχο ζεσξείηαη ζηαζεξή (h) Ζ εγθαηάζηαζε ελφο ΤΖΔ αμηνπνηεί ηε θπζηθή πηψζε ησλ επηθαλεηαθψλ πδάησλ, κέζσ ελφο ππφ πίεζε πδξαπιηθνχ ζπζηήκαηνο πνπ δηνρεηεχεη ην λεξφ ζην ζηξφβηιν. ηελ εηθφλα 4.3 απεηθνλίδεηαη ζθαξηθεκαηηθά ε ηππηθή γεληθή δηάηαμε ελφο ΤΖΔ. Σα βαζηθά επηκέξνπο ηερληθά έξγα, πνπ παξνπζηάδνληαη ζηε ζπλέρεηα είλαη ε πδξνιεςία (intake), ην ζχζηεκα πξνζαγσγήο θαη ν ζηαζκφο παξαγσγήο (power house). [21] Δηθόλα 4.3:Σππηθφ ζθαξίθεκα γεληθήο δηάηαμεο ησλ έξγσ πνπ ζπλζέηνπλ έλα ΤΖΔ 54

66 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Σερληθά έξγα πδξνιεςίαο Σν πξψην ελ ζεηξά, απφ αλάληε, έξγν είλαη ην ηερληθφ πδξνιεςίαο κε ην νπνίν απνζπάηαη ε ελεξγεηαθά εθκεηαιιεχζηκε παξνρή απφ ην θπζηθφ πδαηφξεπκα ή, γεληθφηεξα απφ ηελ πεγή χδαηνο. Οη θχξηνη ηχπνη πδξνιεςίαο είλαη ε νξεηλή (tyrolean intake), ε πιεπξηθή (side intake) θαη ε πδξνιεςία ηχπνπ ζίθσλα (siphon intake). Οη δχν πξψηνη ηχπνη εθαξκφδνληαη ζπλήζσο φηαλ ην λεξφ πξνέξρεηαη απφ θπζηθφ πδαηφξεπκα, ελψ ν ηξίηνο εθαξκφδεηαη ζε πεξηπηψζεηο αμηνπνίεζεο λεξνχ απφ πθηζηάκελν ηακηεπηήξα ή θαλάιη. ηελ εηθφλα 4.4 παξνπζηάδνληαη κία ηππηθή ηνκή πδξνιεςίαο νξεηλνχ ηχπνπ θαη ηχπνπ ζίθσλα. Μία ζεκαληηθή εηδνπνηφο δηαθνξά ησλ ΜΤΖΔ απφ ηα κεγάια πδξνειεθηξηθά έξγα, εθηφο ηνπ ηππηθνχ νξίνπ ησλ 10 MW εγθαηεζηεκέλεο ηζρχνο, έγθεηηαη ζηνλ ηξφπν ιεηηνπξγίαο ηεο πδξνιεςίαο. Ο αλαβαζκφο πνπ θαηαζθεπάδεηαη ζηηο πδξνιεςίεο ησλ ΜΤΖΔ έρεη πνιχ κηθξφ χςνο θαη δε ζηνρεχεη ζηελ αλαξξχζκηζε ηεο θπζηθήο απνξξνήο κε ηε δεκηνπξγία ηακηεπηήξα, αιιά ζηε δηακφξθσζε θαηάιιεισλ ζπλζεθψλ γηα ηε δηνρέηεπζε ηεο απαηηνχκελεο παξνρήο ζην ζχζηεκα πξνζαγσγήο. Δηθόλα 4.4: Σππηθή ηνκή πδξνιεςίαο νξεηλνχ ηχπνπ (αξηζηεξά) θαη ηχπνπ ζίθσλα (δεμηά) Ζ πδξνιεςία είλαη ζρεδηαζκέλε ψζηε έλα κέξνο ηεο παξνρήο (νηθνινγηθή παξνρή) λα απνδίδεηαη απεπζείαο ζην θπζηθφ πδαηφξεπκα, πξνθεηκέλνπ λα δηαηεξνχληαη ηθαλέο ζπλζήθεο επηβίσζεο γηα ην παξφρζην νηθνζχζηεκα. πνπ απαηηείηαη θαηαζθεπάδεηαη εηδηθφ ηερληθφ γηα ηε δηεπθφιπλζε ηεο κεηαθίλεζεο 55

67 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ησλ ςαξηψλ θαηά κήθνο ηεο θνίηεο (ηρζπφζθαια, fish ladder). ηηο πιεπξηθέο πδξνιεςίεο πξνβιέπεηαη ε ελζσκάησζε ζπξνθξαγκάησλ ζηνλ αλαβαζκφ γηα ηελ εθθέλσζε ησλ θεξηψλ, ψζηε ζε θάζε πεξίπησζε λα κε παξεκπνδίδεηαη ε ζηεξενκεηαθνξά θαηά κήθνο ηεο θνίηεο. Αθνχ απνζπαζηεί απφ ηελ θνίηε ην λεξφ δηνρεηεχεηαη κε ειεχζεξε ξνή ζηε δεμακελή θαζίδεζεο ή εμακκσηή (desilter), κε εμαίξεζε ηηο πδξνιεςίεο ηχπνπ ζίθσλα, φπνπ δελ απαηηείηαη ηερληθφ εμάκκσζεο. Ζ δεμακελή θαζίδεζεο έρεη θαηάιιειεο δηαζηάζεηο ψζηε λα εμαζθαιίδεηαη ε θαηαθξάηεζε ηεο ειάρηζηεο δηάζηαζεο θφθθνπ θεξηψλ, ε νπνία θαζνξίδεηαη απφ ηηο πξνδηαγξαθέο ηνπ ζηξνβίινπ. ηελ εηθφλα 4.5 θαίλεηαη κία ηππηθή θαηά κήθνο ηνκή δεμακελήο θαζίδεζεο. [35] Δηθόλα 4.5: Σππηθή θαηά κήθνο ηνκή δεμακελήο θαζίδεζεο [35] ε ζπλέρεηα ηνπ εμακκσηή βξίζθεηαη ε δεμακελή θφξηηζεο (forebay), ε νπνία ζρεδηάδεηαη ψζηε λα εμαζθαιίδνληαη νη θαηάιιειεο πδξαπιηθέο ζπλζήθεο εηζφδνπ ζηνλ ππφ πίεζε αγσγφ πξνζαγσγήο. Βαζηθφ θξηηήξην γηα ην ζρεδηαζκφ ηεο δεμακελήο θφξηηζεο είλαη ε κε εηζξνή αέξα ζηνλ αγσγφ πξνζαγσγήο, πνπ κπνξεί λα δεκηνπξγήζεη πξνβιήκαηα ζπειαίσζεο Σν ζύζηεκα πξνζαγσγήο Σν βαζηθφ ηερληθφ έξγν ηνπ ζπζηήκαηνο πξνζαγσγήο είλαη ν αγσγφο, κέζσ ηνπ νπνίνπ κεηαθέξεηαη ε παξνρή ζην ζηξφβηιν. Σν πιηθφ θαηαζθεπήο θαη νη δηαζηάζεηο ηνπ αγσγνχ επηιέγνληαη κε ηερλννηθνλνκηθά θξηηήξηα, επηδηψθεηαη δειαδή ε βέιηηζηε νηθνλνκηθά ιχζε πνπ πιεξνί ζπγθεθξηκέλα ηερληθά θξηηήξηα ζρεδηαζκνχ. Ζ φδεπζε ηνπ αγσγνχ εμαξηάηαη απφ ηε ζέζε ηεο δεμακελήο θφξηηζεο θαη ηνπ ζηαζκνχ παξαγσγήο, ηελ πθηζηάκελε 56

68 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ηνπνγξαθία θαη ηηο γεσινγηθέο ζπλζήθεο ηεο πεξηνρήο. Σν κήθνο ηνπ κπνξεί λα είλαη απφ κεξηθέο εθαηνληάδεο κέηξα έσο κεξηθά ρηιηφκεηξα. Σα ζπλήζε πιηθά πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη είλαη ν ράιπβαο, ζπλζεηηθά πιηθά (PVC, GRP1), νπιηζκέλν ή άνπιν ζθπξφδεκα (ζήξαγγεο) θαη, ζπαληφηεξα, μχιν. Ζ επηινγή ηνπ θαηάιιεινπ πιηθνχ ζρεηίδεηαη κε ηηο επηηφπνπ ζπλζήθεο εγθαηάζηαζεο, ηηο αλακελφκελεο θαηαπνλήζεηο θαη ηα δηαηηζέκελα κέζα θαη θαηαζθεπαζηηθέο δπλαηφηεηεο. Βαζηθά θξηηήξηα γηα ηελ επηινγή δηακέηξνπ είλαη ν πεξηνξηζκφο ησλ πδξαπιηθψλ απσιεηψλ θαη ηνπ θφζηνπο, θαζψο θαη ε δηαηήξεζε ηεο ηαρχηεηαο ζε ζπγθεθξηκέλα επίπεδα1 (1~5 m/s). Πξνθεηκέλνπ λα κεησζεί ην θφζηνο κεηαθνξάο ζπρλά επηιέγνληαη δχν ή ηξεηο δηαθνξεηηθέο θαηεγνξίεο δηακέηξνπ θαη νη κηθξφηεξνη ζσιήλεο ηνπνζεηνχληαη κέζα ζηνπο κεγαιχηεξνπο θαηά ηε κεηαθνξά (nesting). Ζ εγθαηάζηαζε ηνπ αγσγνχ κπνξεί λα είλαη ππφγεηα ή επηθαλεηαθή, κε πην ζπλεζηζκέλε ηελ πξψηε. Ο αγσγφο ηνπνζεηείηαη ζπλήζσο ζε ζθάκκα θαη επαλεπηρψλεηαη, ηφζν γηα πεξηβαιινληηθνχο ιφγνπο, φζν θαη γηα πξνζηαζία απφ θπζηθή ή αλζξσπνγελή θζνξά. Παξάιιεια ζηνλ αγσγφ πξνζαγσγήο ηνπνζεηνχληαη θαη νη απαξαίηεηεο θαισδηψζεηο γηα ηνλ ηειε-έιεγρν ησλ ζπξνθξαγκάησλ ηεο πδξνιεςίαο απφ ην ζηαζκφ παξαγσγήο. Απαξαίηεηα ζπλνδεπηηθά ηερληθά έξγα ηνπ αγσγνχ είλαη νη εμαεξηζηηθέο βαιβίδεο θαη νη βαιβίδεο εθθέλσζεο θεξηψλ, ζηα ςειά θαη ρακειά ζεκεία ηεο ράξαμεο αληίζηνηρα θαη ην ζχζηεκα αληηπιεγκαηηθήο πξνζηαζίαο, εθφζνλ είλαη απαξαίηεην. ε ζπλζήθεο απφηνκεο εθθίλεζεο ή παχζεο ηεο ιεηηνπξγίαο (απφξξηςε θνξηίνπ) κπνξεί λα αλαπηπρζνχλ ζηνλ αγσγφ ππνπηέζεηο ή ππεξπηέζεηο πνιιαπιάζηεο ηεο ζηαηηθήο, ιφγσ κεηαβαηηθψλ δπλακηθψλ θαηλνκέλσλ πνπ ζπλνςίδνληαη ζηνλ φξν πδξαπιηθφ πιήγκα. Ζ έληαζε ηνπ πιήγκαηνο, πνπ κπνξεί λα είλαη θαηαζηξεπηηθφ, εμαξηάηαη απφ ηνλ ηχπν ζηξνβίινπ, ην κήθνο, ηε δηαηνκή θαη ην πιηθφ ηνπ αγσγνχ θαη ηηο ζπλζήθεο εθθίλεζεο θαη παχζεο. Οη ζπλήζεηο θαηαζθεπέο πεξηνξηζκνχ ηνπ πιήγκαηνο είλαη νη βαιβίδεο αλαθνχθηζεο, νη δεμακελέο θαη νη πχξγνη αλάπιαζεο. 57

69 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Οη κεγάιεο πηέζεηο πνπ αλαπηχζζνληαη ζηνλ αγσγφ, ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ ησλ ππεξπηέζεσλ ιφγσ πιήγκαηνο, έρνπλ ζαλ απνηέιεζκα ηελ αλάπηπμε ζεκαληηθψλ σζηηθψλ δπλάκεσλ (thrust forces) ζηηο ζέζεηο φπνπ ππάξρνπλ γσλίεο ή αιιαγέο δηακέηξνπ. Πξνθεηκέλνπ λα εμαζθαιηζηεί ε επζηάζεηα ηνπ αγσγνχ θαη, εθφζνλ είλαη απηνθεξφκελνο, λα πεξηνξηζηνχλ νη ηάζεηο ζηα ηνηρψκαηα, θαηαζθεπάδνληαη ζψκαηα αγθχξσζεο (thrust blocks) απφ ζθπξφδεκα κε ηα νπνία κεηαθέξνληαη νη σζήζεηο ζην έδαθνο. Οη δηαζηάζεηο ησλ ζσκάησλ αγθχξσζεο εμαξηψληαη απφ ηελ εζσηεξηθή πίεζε ζρεδηαζκνχ, ηε δηάκεηξν ηνπ αγσγνχ θαη ηηο πθηζηάκελεο εδαθηθέο ζπλζήθεο. [21] Ο ζηαζκόο παξαγσγήο Ο ζηαζκφο παξαγσγήο είλαη ν ρψξνο φπνπ ηεξκαηίδεη ην ζχζηεκα πξνζαγσγήο θαη εγθαζίζηαηαη ν ειεθηξνκεραλνινγηθφο (Ζ/Μ) εμνπιηζκφο, δειαδή νη ζηξφβηινη, νη γελλήηξηεο, νη κεηαζρεκαηηζηέο θαη ν εμνπιηζκφο παξαθνινχζεζεο θαη ειέγρνπ ηνπ έξγνπ. Ο ηχπνο θαη ην πιήζνο ησλ ζηξνβίισλ επηιέγεηαη αλάινγα κε ηα κεγέζε ζρεδηαζκνχ (παξνρή, χςνο πηψζεο) θαη ην βέιηηζην ζελάξην ιεηηνπξγίαο ηνπ ζηαζκνχ. Οη πην ζπλεζηζκέλνη ηχπνη ζηξνβίισλ είλαη νη Francis, Kaplan, Pelton θαη Turgo. Απφ απηνχο νη δχν πξψηνη ρξεζηκνπνηνχληαη θπξίσο γηα κηθξά θαη κεζαία χςε πηψζεο θαη κεγάιεο παξνρέο, ελψ νη δχν ηειεπηαίνη γηα κεγάια χςε πηψζεο θαη έρνπλ κεγάιν εχξνο παξνρψλ ιεηηνπξγίαο. ηελ εηθφλα 4.6 παξνπζηάδεηαη δηάγξακκα πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ επηινγή ηνπ θαηάιιεινπ ζηξνβίινπ. Δηθόλα 4.6: Γηάγξακκα θαηαιιειφηεηαο ζηξνβίινπ 58

70 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ζ δηάηαμε ηνπ ζηαζκνχ παξαγσγήο εμαξηάηαη: απφ ηελ πθηζηάκελε ηνπνγξαθία ηηο ζπλζήθεο ξνήο ηνπ θπζηθνχ πδαηνξεχκαηνο ηνλ ηχπν ηνπ Ζ/Μ εμνπιηζκνχ. Ζ ρσξνζέηεζε ηνπ εμνπιηζκνχ είλαη δηαθνξεηηθή γηα ζηξφβηιν νξηδνληίνπ, θαηαθνξχθνπ θαη δηαγσλίνπ άμνλα. Ο ζηαζκφο παξαγσγήο κπνξεί λα είλαη ππφγεηνο ή επηθαλεηαθφο. ηε δεχηεξε πεξίπησζε ν φγθνο θαη ε ρσξνζέηεζε ηνπ ζηαζκνχ ππφθεηληαη ζηνπο φξνπο δφκεζεο ηεο πεξηνρήο θαη πξέπεη λα ηεξνχληαη ζπγθεθξηκέλεο απνζηάζεηο απφ ηα φξηα ηνπ νηθνπέδνπ θαη ηελ νξηνγξακκή ηνπ πδαηνξεχκαηνο. Μεηά ηελ έμνδν απφ ην ζηξφβηιν ην λεξφ απνδίδεηαη ζηε θπζηθή ξνή ηνπ πδαηνξεχκαηνο κέζσ ηεο δηψξπγαο θπγήο (outlet channel). H δηψξπγα θπγήο είλαη ζρεδηαζκέλε ψζηε λα δηαηεξνχληαη νκαιέο ζπλζήθεο ειεχζεξεο ξνήο θαη λα απνθεχγεηαη ην θαηλφκελν ηεο ζπειαίσζεο, φηαλ πξφθεηηαη γηα ζηξνβίινπο αληίδξαζεο (Kaplan, Francis). [21] Πιενλεθηήκαηα ησλ ΑΠΔ ΤΗΔ Οη βαζηθνί ιφγνη πνπ ζπληεινχλ ζηελ πξνψζεζε ησλ ΜΤΖΔ ζηελ Διιάδα θαη ηελ Δπξψπε ηαπηίδνληαη κε ηα πιενλεθηήκαηα πνπ παξνπζηάδνπλ νη ΑΠΔ γεληθφηεξα θαη ζπλνςίδνληαη ζηα αθφινπζα : ε ζρέζε κε ηηο ππφινηπεο ΑΠΔ ηα ΤΖΔ παξνπζηάδνπλ πςειφ βαζκφ ελεξγεηαθήο απφδνζεο, δειαδή ε παξαγφκελε ελέξγεηα ζηε δηάξθεηα δσήο ηνπο είλαη πνιχ κεγαιχηεξε απφ ηελ ελέξγεηα πνπ απαηηείηαη γηα ηελ θαηαζθεπή, ζπληήξεζε θαη ιεηηνπξγία ηνπο. πγθεθξηκέλα ν βαζκφο ελεξγεηαθήο απφδνζεο γηα ηα ΤΖΔ θπκαίλεηαη ζην δηάζηεκα 30~67, ελψ νη αληίζηνηρεο ηηκέο γηα ηελ αηνιηθή ελέξγεηα, ηε βηνκάδα θαη ηα θσηνβνιηατθά είλαη 5~39, 3~27 θαη 1~4 αληίζηνηρα (ESHA, 2005, ζ. 6). 59

71 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Λφγσ ηνπ φηη θαηαζθεπάδνληαη ζε απνκνλσκέλεο νξεηλέο πεξηνρέο, νη νριήζεηο πνπ πξνθαινχληαη απφ ηα ΤΖΔ είλαη ειάρηζηεο. Ο αγσγφο κεηαθνξάο είλαη ζπλήζσο ππφγεηνο, ην θηίξην ηνπ ζηαζκνχ κπνξεί λα πξνζαξκνζηεί ζηελ ηνπηθή αξρηηεθηνληθή θπζηνγλσκία, ε ζχγρξνλε ηερλνινγία ζηξνβίισλ εμαζθαιίδεη κεησκέλε ερεηηθή φριεζε θαη δελ ππάξρεη αλάγθε απνζήθεπζεο λεξνχ. Σν απνηέιεζκα είλαη φρη κφλν λα κελ αιινηψλεηαη, αιιά ζπρλά λα βειηηψλεηαη ην εηθαζηηθφ πεξηβάιινλ ηεο πεξηνρήο. Ζ θαηαζθεπή ελφο ΤΖΔ επηβαξχλεη ειάρηζηα ην εγγχο θπζηθφ νηθνζχζηεκα, εθφζνλ γίλεη ζσζηφο πεξηβαιινληηθφο ζρεδηαζκφο. Τπάξρνπλ ηερλνινγίεο γηα ηε δηεπθφιπλζε κεηαθίλεζεο ησλ ςαξηψλ θαηά κήθνο ησλ πνηακψλ, ελψ ε πξφβιεςε ειάρηζηεο νηθνινγηθήο παξνρήο εμαζθαιίδεη ηελ επηβίσζε ηεο παξφρζηαο παλίδαο θαη ρισξίδαο. Ζ πνηφηεηα ησλ πδάησλ δελ ππνβαζκίδεηαη θαζφινπ κε ηε δηέιεπζε απφ ην ζηξφβηιν θαη κπνξεί λα είλαη θαηάιιεια αθφκα θαη γηα πφζε, κεηά απφ ηελ ηππηθή επεμεξγαζία. Αληίζεηα, νη εγθαηαζηάζεηο επεμεξγαζίαο ελφο ΤΖΔ κπνξνχλ λα απνδψζνπλ ην λεξφ αθφκα πην θαζαξφ ζην θπζηθφ πδαηφξεπκα, ζηελ πεξίπησζε πνπ κεηαθέξεη κε ρεκηθνχο ξχπνπο. Σα ΤΖΔ κπνξνχλ εχθνια λα ζπλδπαζηνχλ κε παξάιιειεο ρξήζεηο φπσο χδξεπζε θαη άξδεπζε, ζπληειψληαο ζηε κεγηζηνπνίεζε ηεο αμηνπνίεζεο ησλ πδαηηθψλ πφξσλ. Δλφςεη ησλ ππνρξεψζεσλ ηεο ρψξαο έλαληη ηεο Οδεγίαο- Πιαίζην 2000/60 γηα ηε δηαρείξηζε ησλ πδαηηθψλ πφξσλ (ζχληαμε ρεδίσλ Γηαρείξηζεο Λεθάλεο Απνξξνήο Πνηακνχ έσο ην 2009) θαη δεδνκέλεο ηεο ειιηπνχο νξγάλσζεο δηθηχνπ κεηξήζεσλ ζηελ πιεηνλφηεηα ησλ ιεθαλψλ ηεο ρψξαο, ε ηαρεία εμάπισζε ησλ ΜΤΖΔ ζε απνκαθξπζκέλεο θαη ζπρλά αλαμηνπνίεηεο ιεθάλεο, κπνξεί λα είλαη κνλαδηθή επθαηξία γηα άληιεζε πνζνηηθψλ πδξνινγηθψλ δεδνκέλσλ. Παξά ηα ζεκαληηθά ηνπο πιενλεθηήκαηα, ηα ΤΖΔ εκθαλίδνπλ θαη νξηζκέλα κεηνλεθηήκαηα πνπ ζα πξέπεη λα ιεθζνχλ ππφςε, πξνθείκελνπ λα κεγηζηνπνηεζνχλ ηα νθέιε απφ ηελ εθαξκνγή ηεο ζπγθεθξηκέλεο ηερλνινγίαο. 60

72 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ πσο φιεο νη ηερλνινγίεο ΑΠΔ, ηα ΤΖΔ έρνπλ ζεκαληηθά ρακειφηεξε ελεξγεηαθή απφδνζε απφ ηηο ζπκβαηηθέο πεγέο ελέξγεηαο. Απηφ ζε φξνπο ηεο ελεξγεηαθήο αγνξάο ζεκαίλεη φηη παξάγνπλ αθξηβή ελέξγεηα, εθφζνλ εμαθνινπζεί λα ππάξρεη επάξθεηα νξπθηψλ θαπζίκσλ. ήκεξα ε πξνψζεζε ησλ ΜΤΖΔ εμαξηάηαη νπζηαζηηθά απφ ηηο θξαηηθέο επηδνηήζεηο θαη ηελ πςειή ηηκή αγνξάο ηεο αλαλεψζηκεο ελέξγεηαο απφ ηε ΓΔΖ. Γεδνκέλνπ φηη ε θξαηηθή ελίζρπζε κέζσ ησλ θνηλνηηθψλ θνλδπιίσλ δελ είλαη απεξηφξηζηε, ζα πξέπεη λα αλαδεηεζνχλ θαηλνηφκεο ηερλνινγηθέο ιχζεηο, ψζηε λα κεησζεί ην θφζηνο ηεο ελέξγεηαο πνπ παξάγεηαη απφ ΤΖΔ. Σα ΤΖΔ ζε αληίζεζε κε ηα κεγάια δελ έρνπλ ηε δπλαηφηεηα απνζήθεπζεο λεξνχ ζε ηακηεπηήξα. Απηφ ην ραξαθηεξηζηηθφ, πνπ απνηειεί πιενλέθηεκα φζνλ αθνξά ην κέγεζνο ηεο πεξηβαιινληηθήο επηβάξπλζεο, ζπλεπάγεηαη κεδεληθή επειημία ζηε δηαρείξηζε ηεο ελέξγεηαο ζην χζηεκα Μεηαθνξάο, αθνχ ε παξαγφκελε ελέξγεηα ζα πξέπεη λα θαηαλαιψλεηαη άκεζα. Γηα ην ιφγν απηφ ε ελέξγεηα πνπ παξάγεηαη απφ ΜΤΖΔ δε ρξεζηκνπνηείηαη ζαλ ελέξγεηα αηρκήο, αιιά απνξξνθάηαη θαηά πξνηεξαηφηεηα απφ ην χζηεκα. Δμάιινπ ηα ΤΖΔ εκθαλίδνπλ ηε κέγηζηε παξαγσγή θαηά ηνπο ρεηκεξηλνχο κήλεο, ελψ αληίζεηα ε αηρκή ηεο δήηεζεο ζεκεηψλεηαη θαηά ηνπο ζεξηλνχο. H ρσξηθή δηαζπνξά ησλ ΤΖΔ πνπ είλαη επλντθή γηα ηελ απνθέληξσζε ηνπ πζηήκαηνο Μεηαθνξάο, κεηαθξάδεηαη ζε αληίζηνηρε δηαζπνξά ηεο αλζξψπηλεο επέκβαζεο ζην θπζηθφ πεξηβάιινλ. ε ζπλδπαζκφ κε ην κεγάιν πιήζνο ησλ έξγσλ,πνπ δηαρεηξίδεηαη θπξίσο ν ηδησηηθφο ηνκέαο θαη ησλ εκπιεθνκέλσλ ππεξεζηψλ πνπ είλαη αξκφδηεο γηα ηελ παξαθνινχζεζε ησλ έξγσλ, ν έιεγρνο ηήξεζεο ησλ πεξηβαιινληηθψλ φξσλ επέκβαζεο είλαη ηδηαίηεξα δχζθνινο. Ζ δηακφξθσζε ζεζκψλ θαη εξγαιείσλ γηα ηελ εθαξκνγή ηεο ζρεηηθήο λνκνζεζίαο είλαη θξίζηκε παξάκεηξνο, πνπ πξέπεη λα ιεθζεί ππφςε γηα ηελ πξνψζεζε ησλ ΜΤΖΔ κε βέιηηζηνπο ηερληθν-νηθνλνκηθνχο φξνπο. Οη δπζθνιίεο πνπ παξνπζηάδνπλ ηα ΤΖΔ ζε θακία πεξίπησζε δελ πξέπεη λα ζεσξεζεί αλαζηαιηηθφο παξάγνληαο γηα ηελ πξνψζεζή ηνπο. Ζ εμαζθάιηζε ηεο ελεξγεηαθήο επάξθεηαο θαη ε πξνζηαζία ηνπ πεξηβάιινληνο 61

73 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ επηβάιινπλ ηελ αμηνπνίεζε θάζε νηθνλνκηθά θαη πεξηβαιινληηθά βηψζηκεο πεγήο ελέξγεηαο. Δμαξηάηαη απφ ηηο κεζφδνπο θαη ηε θηινζνθία πνπ ζα εθαξκνζηνχλ αλ ε έληαμε ησλ ΤΖΔ ζην ελεξγεηαθφ ζχζηεκα ζα γίλεη κε νξζνινγηθφ θαη απνδνηηθφ ηξφπν. [35] Σύπνη Τδξνζηξόβηισλ Τπάξρνπλ ηξεηο βαζηθνί ηχπνη πδξνζηξνβίισλ: Οη πδξνζηξφβηινη Pelton, Francis θαη Kaplan. Απηφο ν δηαρσξηζκφο έρεη γίλεη βάζεη ηεο πεξηνρήο ιεηηνπξγίαο θάζε ζηξνβίινπ, φπσο θαίλεηαη ζηελ θάησζη εηθφλα 4.7: Δηθόλα 4.7: Γηαρσξηζκφο ηχπνπ πδξνζηξφβηινπ [35] Ο ζηξόβηινο PELTON Ο ηξνρφο Pelton ρξεζηκνπνηείηαη φπνπ κηα κηθξή ξνή λεξνχ κε κεγάιε πδξνζηαηηθή πίεζε είλαη δηαζέζηκε. Μνηάδεη κε ηνπο πδξν-ηξνρνχο πνπ 62

74 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ρξεζηκνπνηνχληαλ ζην παξειζφλ ζηνπο πδξφκπινπο, φπσο θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 4.8. Ο ηξνρφο Pelton έρεη γχξσ απφ ην πιαίζηφ ηεο κηθξνχο "θάδνπο" πνπ ηξνθνδνηνχληαη κέζσ ησλ αθξνθχζησλ κε λεξφ απφ ην θξάγκα. Λφγσ ηεο πνιχ πςειήο ηαρχηεηαο πνπ ρηππά ην λεξφ ηνπο "θάδνπο", ν ηξνρφο πεξηζηξέθεηαη θαη θηλεί ηνλ θηλεηήξα πνπ κεηαηξέπεη ηελ ελέξγεηα. πγθεθξηκέλα έρεη ηηο εμήο δπλαηφηεηεο: Γπλαηφο ζρεδηαζκφο, ρακειή επέλδπζε Μηθξή βαζηθή πεξηνρή γηα ηελ απνζήθεπζε ηνπ ζηξνβίινπ κε εχθνιν ζρεδηαζκφ, ιφγσ ηνπ ινγηθνχ θφζηνπο θαηαζθεπήο Οκαιή πνξεία απνδνηηθφηεηαο, ν ζηξφβηινο Pelton είλαη θαηάιιεινο γηα κεηαβιεηή ξνή [35] Δηθόλα 4.8: Γηαηνκή πδξνζηξφβηινπ Pelton Ο ζηξόβηινο FRANCIS Ο ζηξφβηινο Francis, πνπ θαίλεηαη ζηελ εηθφλα 4.9, ρξεζηκνπνηείηαη φηαλ ζέινπκε λα εθκεηαιιεπηνχκε κηα κεγάιε ξνή λεξνχ κε κεγάιε ή κεζαία πδξνζηαηηθή πίεζε. Δίλαη επίζεο παξφκνηνο κε έλαλ πδξνηξνρφ δεδνκέλνπ φηη 63

75 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ κνηάδεη κε έλα πεξηζηξεθφκελν ηξνρφ κε ζηαζεξέο πηέξπγεο κεηαμχ δχν πιαηζίσλ. Απηφο ν ηξνρφο θαιείηαη "δξνκέαο". Έλαο δαθηχιηνο θαζνδεγνχκελσλ πηεξπγίσλ πεξηβάιιεη ην δξνκέα θαη ειέγρεη ην πνζφ χδαηνο πνπ ηνλ θηλεί. Σν λεξφ ηξνθνδνηείηαη ζην δξνκέα απφ φιεο ηηο πιεπξέο απφ απηά ηα πηεξχγηα αλαγθάδνληαο ηνλ λα πεξηζηξαθεί. πγθεθξηκέλα έρεη ηηο εμήο δπλαηφηεηεο: Γπλαηφο ζρεδηαζκφο, κηθξφο ρψξνο ζηξνβίινπ. Πνιιέο ζηξνθέο (ηαρχηεηα κεραλήο) ην ιεπηφ, θπξίσο άκεζε ζχδεπμε κε ην ζηξφβηιν.[35] Δηθόλα 4.9: Γηαηνκή πδξνζηξφβηινπ Francis Ο ζηξόβηινο KAPLAN Οη ζηξφβηινη ηχπνπ Kaplan ζρεδηάζηεθαλ γηα λα ιεηηνπξγήζνπλ φπνπ ππάξρνπλ κηθξέο πδξνζηαηηθέο πηέζεηο. Απηνί νη ζηξφβηινη κνηάδνπλ κε ηηο πξνπέιεο ελφο ζθάθνπο. Δληνχηνηο, ζε κεξηθνχο απφ απηνχο (εηθφλα 4.10) 64

76 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ κπνξεί θαη αιιάδεη ε γσλία ησλ πηεξπγίσλ γηα λα ηαηξηάδνπλ ζηε ξνή ηνπ λεξνχ. Σν ραξαθηεξηζηηθφ γλψξηζκα ησλ κεηαβαιιφκελσλ γσληψλ ζηα πηεξχγηα επηηξέπεη ζηνλ θηλεηήξα λα ιεηηνπξγεί απνηειεζκαηηθά κε δηαθνξεηηθέο πδξνζηαηηθέο πηέζεηο, πνπ πξνθαινχλ νη επνρηαθέο αιιαγέο ηεο ζηάζκεο ηνπ λεξνχ ζηα θξάγκαηα. πγθεθξηκέλα έρεη ηηο εμήο δπλαηφηεηεο: Καηάιιειε γηα πςειέο παξνρέο. Μηθξή επαηζζεζία θαηά ηνπ πάγνπ, δεκηψλ θαη πιχζεο - μεξάο ζπαζκέλσλ βξάρσλ. [35] Δηθόλα 4.10: Γηαηνκή πδξνζηξφβηινπ Kaplan Ηιεθηξηθά θαη άιινο εμνπιηζκόο Γελλήηξηα Ζ γελλήηξηα ή ειεθηξνγελλήηξηα, (generator), είλαη κεραλή πνπ βαζίδεηαη ζηνπο λφκνπο ηεο ειεθηξνθπζηθήο θαη ηνπ θαηλνκέλνπ ηεο ειεθηξνκαγλεηηθήο επαγσγήο πνπ αλαθάιπςε ν δηάζεκνο Άγγινο θπζηθφο 65

77 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Μηραήι Φαξαληέυ, ην 1831, θαη πνπ αθνξά ηελ ελέξγεηα θαη ηε κεηαηξνπή ηεο απφ ηε κηα κνξθή ζε κηα άιιε. πγθεθξηκέλα ε γελλήηξηα κεηαηξέπεη ηε κεραληθή ελέξγεηα ζε ειεθηξηθή, ζχκθσλα κε θαηλφκελν ηεο θπζηθήο θαηά ην νπνίν αλ έλα πελίν ζηξαθεί κέζα ζ' έλα καγλεηηθφ πεδίν, ηφηε ζηηο άθξεο ηνπ πελίνπ παξέρεηαη ειεθηξηθφ ξεχκα. Ζ γελλήηξηα απνηειείηαη απφ δχν κέξε: ην αθίλεην κέξνο ηεο πνπ ιέγεηαη ζηάηνξαο, ή ζηαηφλ, ή επαγσγέαο ή πφινη ηεο κεραλήο, ζην νπνίν ππάξρνπλ καγλήηεο (ζπγθεθξηκέλα ειεθηξνκαγλήηεο) θαη ην θηλεηφ κέξνο ηεο πνπ ιέγεηαη επαγψγηκν, ή ζηξεπηφλ ή ξφηνξαο (εθ ηνπ αγγιηθνχ rotor), ζην νπνίν ππάξρνπλ πελία. Γπξίδνληαο ην ξφηνξα κέζα ζην ζηάηνξα παξάγεηαη ειεθηξηθφ ξεχκα. Ζ πεξηζηξνθή ηνπ ξφηνξα γίλεηαη κε αηκνκεραλή, κε πδξνζηξφβηιν θιπ. Γηαθξίλνπκε ηνπο εμήο δπν ηχπνπο: Δπαγσγηθή Πξέπεη λα είλαη ζπλδεκέλε κε άιιεο γελλήηξηεο Υξεζηκνπνηείηαη γηα λα ηξνθνδνηεί κεγάια δίθηπα χγρξνλε Μπνξεί λα ιεηηνπξγήζεη απνκνλσκέλε απφ άιιεο γελλήηξηεο Γηα απηφλνκεο θαη απνκαθξπζκέλεο εθαξκνγέο Άιινο εμνπιηζκόο Πνιιαπιαζηαζηήο ηαρχηεηαο γηα ζπγρξνληζκφ ζηξνβίινπ-γελλήηξηαο Βάλεο, ειεθηξνληθφο έιεγρνο, πξνζηαηεπηηθφο εμνπιηζκφο Μεηαζρεκαηηζηέο Καζνξηζηηθή είλαη ε χπαξμε ησλ κεηαζρεκαηηζηψλ ζηελ αλχςσζε θαη ζηνλ ππνβηβαζκφ ηεο ηάζεο ζηα πζηήκαηα Μεηαθνξάο θαη Γηαλνκήο Ζιεθηξηθήο Δλέξγεηαο, ηα νπνία σο γλσζηψλ είλαη εμαηξεηηθά εθηεηακέλα θαη θαιχπηνπλ ηα Κέληξα Καηαλάισζεο ηνπ εζληθνχ ειεθηξηθνχ δηθηχνπ δηαλνκήο. 66

78 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ H ειεθηξηθή ελέξγεηα παξάγεηαη ζε πδξνειεθηξηθνχο ζηαζκνχο πνπ θαηαζθεπάδνληαη ζε πεξηνρέο κε ηδηαίηεξε γεσγξαθηθή δηακφξθσζε ηθαλή λα αμηνπνηήζεη ηνπο πιεζίνλ απηήο επξηζθφκελνπο πδάηηλνπο πφξνπο. Ζ ελέξγεηα πνπ παξάγεηαη ρξεηάδεηαη λα κεηαθεξζεί ζε θφκβνπο ηνπ δηθηχνπ δηαλνκήο πνπ βξίζθνληαη είηε πιεζίνλ αζηηθψλ θέληξσλ, είηε πιεζίνλ βηνκεραληθψλ πεξηνρψλ. Δίλαη πξνθαλέο φηη απηνί νη θφκβνη είλαη πηζαλφ λα βξίζθνληαη δεθάδεο ή αθφκα θαη εθαηνληάδεο ρηιηφκεηξα καθξηά απφ ηνπο ζηαζκνχο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Απηφ έρεη ζαλ ζπλέπεηα νη γξακκέο κεηαθνξάο λα έρνπλ αληηζηνίρνπ κεγέζνπο κήθε. Απφ ην βαζηθφ φκσο λφκν ηεο ειεθηξνηερλίαο πνπ δηέπεη ηα ειεθηξηθά δίθηπα, δειαδή ην λφκν ηνπ Ohm είλαη γλσζηφ πσο ε απψιεηα ελέξγεηαο ζε έλαλ αγσγφ δηαξξεφκελν απφ ξεχκα είλαη αλάινγε ηεο αληίζηαζεο ηνπ αγσγνχ, ε νπνία κε ηε ζεηξά ηεο είλαη αλάινγε ηνπ κήθνπο ηνπ αγσγνχ. Έηζη ινηπφλ βιέπνπκε πσο ε ειεθηξηθή ελέξγεηα κεηαθεξφκελε απφ ηνπο ζηαζκνχο παξαγσγήο πξνο ηνπο επξηζθφκελνπο ζε απφζηαζε εθαηνληάδσλ ρηιηνκέηξσλ θφκβνπο δηαλνκήο έρεη πνιχ κεγάιεο απψιεηεο. Με δεδνκέλν ην κήθνο κηαο γξακκήο κεηαθνξάο ε κείσζε ησλ απσιεηψλ κπνξεί λα γίλεη κφλν κε ηελ αχμεζε ηεο δηαηνκήο ησλ αγσγψλ κεηαθνξάο. Απηφ ζα είρε ζαλ ζπλέπεηα πνιχ κεγάιν θφζηνο θαηαζθεπήο ησλ γξακκψλ κεηαθνξάο, αιιά θαη ζεκαληηθή δπζθνιία ζηελ εγθαηάζηαζή ηνπο θαζψο ην βάξνο ηεο θάζε γξακκήο ζα απμαλφηαλ πνιχ. Οη κεηαζρεκαηηζηέο έδσζαλ ηε ιχζε ζην πξφβιεκα. Απηνί επηηπγράλνπλ λα αθήζνπλ ακεηάβιεηε ηε κεηαθεξφκελε ειεθηξηθή ελέξγεηα, ειαηηψλνπλ ηελ έληαζε ηνπ ξεχκαηνο θαη απμάλνπλ ηελ ηάζε ηνπ κε ζπλέπεηα νη ζεξκηθέο απψιεηεο πάλσ ζηε γξακκή, νη νπνίεο είλαη αλάινγεο κε ην ηεηξάγσλν ηεο έληαζεο ηνπ ξεχκαηνο λα κεηψλνληαη πάξα πνιχ. Οη κεηαζρεκαηηζηέο ηζρχνο είλαη κεραλήκαηα πνιχ ζεκαληηθά γηα ηα ειεθηξηθά δίθηπα ηφζν ιφγσ ηεο κεγάιεο ηζρχνο ηνπο, φζν θαη ιφγσ ησλ πςειψλ ηάζεσλ ιεηηνπξγίαο ηνπο. [35] 67

79 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 5.1 Λεηηνπξγία πβξηδηθώλ πδξνειεθηξηθώλ έξγσλ ήκεξα ε κνλαδηθή ηερλνινγία πνπ έρεη ηε δπλαηφηεηα «απνζήθεπζεο» ηεο παξαγφκελεο ελέξγεηαο ζε κεγάιε θιίκαθα είλαη ηα ιεγφκελα «πβξηδηθά πδξνειεθηξηθά έξγα». Σα έξγα απηά ιεηηνπξγνχλ σο εμήο: ε ελέξγεηα πνπ παξάγεηαη απφ έλα αηνιηθφ πάξθν κεηαθέξεηαη κέζσ ηνπ ζπζηήκαηνο ζηελ αληιία ηνπ πδξνειεθηξηθνχ έξγνπ. Με ηε ζεηξά ηεο ε αληιία θηλεηνπνηείηαη θαη κεηαθέξεη λεξφ απφ έλαλ ηακηεπηήξα ρακεινχ πςνκέηξνπ ζε έλαλ πςειφηεξνπ πςνκέηξνπ, φπνπ θαη «απνζεθεχεηαη» σο δπλακηθή πιένλ ελέξγεηα. ηαλ ρξεηαζηεί ε ελέξγεηα απηή λα κεηαηξαπεί μαλά ζε ειεθηξηθή γηα λα θαιχςεη ηπρφλ αλάγθεο ηνπ ζπζηήκαηνο ηφηε αθνινπζεί ηελ αληίζηξνθή δηαδξνκή: δειαδή ην λεξφ κεηαθέξεηαη απφ ηνλ επάλσ ζηνλ θάησ ηακηεπηήξα. Δθεί έλαο πδξνζηξφβηινο κεηαηξέπεη ηελ θίλεζε ηνπ λεξνχ ζε ειεθηξηθή θαη ηε δηνρεηεχεη πάιη πίζσ ζην ζχζηεκα. ε κέγεζνο νη ηακηεπηήξεο απηνί πξνβιέπεηαη λα είλαη κηθξφηεξνη απφ ηνπο ζεκεξηλνχο ηεο ΓΔΖ, δηφηη ην λεξφ ζα αλαθπθιψλεηαη επνκέλσο δελ ζα ππάξρεη αλάγθε γηα κεγάιεο ιεθάλεο. Ο ηξφπνο ιεηηνπξγίαο ηνπο απεηθνλίδεηαη ζηελ εηθφλα 5.1. Ήδε ε ΓΔΖ δηαζέηεη δχν θξάγκαηα πνπ ιεηηνπξγνχλ κε απηφλ ηνλ ηξφπν (θπθηά, Θεζαπξφο), κε ηε δηαθνξά φηη ην βξάδπ αληί γηα αηνιηθή ελέξγεηα ηξνθνδνηνχληαη κε ιηγληηηθή παξαγσγή απφ γεηηνληθνχο ζηαζκνχο, ηελ νπνία θαη «απνζεθεχνπλ» γηα ψξα αλάγθεο, ψζηε λα ππνθαηαζηήζνπλ ηε ιεηηνπξγία αθξηβψλ κνλάδσλ ηελ εκέξα. Ίζσο ηα δχν απηά θξάγκαηα κειινληηθά λα ζπλδεζνχλ κε αηνιηθνχο ζηαζκνχο. [35] 68

80 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Δηθόλα 5.1: Λεηηνπξγία Αληιεηηθψλ ή πβξηδηθψλ πδξνειεθηξηθψλ έξγσλ 5.2 Πιενλεθηήκαηα θαη Μεηνλεθηήκαηα πβξηδηθώλ πδξνειεθηξηθώλ έξγσλ Πιενλεθηήκαηα πβξηδηθώλ πδξνειεθηξηθώλ έξγσλ Σα πιενλεθηήκαηα απφ ηελ θαηαζθεπή αηνιηθψλ πνπ ζα ππνζηεξίδνληαη απφ πδξνειεθηξηθά είλαη πνιιαπιά: Γεδνκέλνπ φηη ε ηηκή ησλ θαπζίκσλ θαη ε νξηαθή ηηκή ηνπ ζπζηήκαηνο απμάλνληαη ζπλερψο, ε ιεηηνπξγία ηνπο ζα είλαη αληαγσληζηηθή. ζν ζα απμάλεηαη ε παξαγφκελε ελέξγεηα απφ αηνιηθά, ηφζν ζα κεηψλεηαη ην ζχλνιν ησλ εθπνκπψλ CΟ2 ηεο ρψξαο, άξα θαη ην θφζηνο γηα ηε ΓΔΖ θαη ηνπο ηδηψηεο παξαγσγνχο, ην νπνίν πξνθαλψο ζα θαηαιήγεη ζηνλ θαηαλαισηή. Απμάλεηαη πάξα πνιχ ε εγρψξηα παξαγσγή θαη κεηψλεηαη έηζη ε εμάξηεζε απφ εηζαγσγέο. 69

81 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ζν κεγαιχηεξε θαηαθξάηεζε λεξνχ έρνπκε ηφζν ζα εμαζθαιίδεηαη θαη ε απνηειεζκαηηθφηεξε χδξεπζε πεξηνρψλ αιιά θαη ε άξδεπζε θαιιηεξγήζηκεο γεο Μεηνλεθηήκαηα πβξηδηθώλ πδξνειεθηξηθώλ έξγσλ Σν κφλν κεηνλέθηεκα ελφο πδξνειεθηξηθνχ είλαη ην θφζηνο θαηαζθεπήο ηνπ. Σν θφζηνο αλά κεγαβάη ελφο πδξνειεθηξηθνχ θπκαίλεηαη ζηα 2-3 εθαη. επξψ, έλαληη 1,3 εθαη. επξψ γηα κηα κνλάδα ιηζάλζξαθα θαη επξψ γηα κηα κνλάδα ζπλδπαζκέλνπ θχθινπ (θπζηθφ αέξην). Αλ θαη αθξηβά ζηελ θαηαζθεπή ηνπο, είλαη σζηφζν πνιχ πην θζελά ζηε ιεηηνπξγία ηνπο ζπγθξηηηθά κε ηηο ζπκβαηηθέο κνλάδεο, δεδνκέλεο ηεο ζπλερνχο ηα ηειεπηαία ρξφληα αχμεζεο ησλ ηηκψλ ησλ θαπζίκσλ. [35] 5.3 Τθηζηάκελα πβξηδηθά πδξνειεθηξηθά έξγα Σν Τβξηδηθό ύζηεκα ηεο Ιθαξίαο Ζ θαηαζθεπή πξν εμαεηίαο πεξίπνπ κηαο ιηκλνδεμακελήο ζην λεζί απφ ην Τπνπξγείν Γεσξγίαο ρσξεηηθφηεηαο 1x10 6 m 3 ζε πςφκεηξν κάιηζηα 720 κέηξσλ θαη ην πςειφ θφζηνο ηεο παξερφκελεο απφ ζπκβαηηθά θαχζηκα Ζ/Δ ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ ζπλνιηθή θαηαλάισζε ηνπ λεζηνχ ήηαλ νη βαζηθνί παξάγνληεο πνπ ζπληέιεζαλ ζηελ επηινγή ηεο Ηθαξίαο γηα κειέηε θαη εγθαηάζηαζε ηνπ πξψηνπ πβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο κε θχξην ραξαθηεξηζηηθφ ηε κεζνπξφζεζκε (γηα κεξηθά 24σξα) απνζήθεπζε Ζ/E ππφ κνξθή δπλακηθήο ελέξγεηαο ηνπ λεξνχ. Οη αλάγθεο Ζ/Δ ηνπ λεζηνχ θαιχπηνληαη ζήκεξα απφ ηνλ ΑΠ ζπλνιηθήο ηζρχνο kw θαη απφ ην Α/Π ζπλνιηθήο ηζρχνο 385 kw (7 Α/Γ ησλ 55 kw ε θαζεκία). Με ζηνηρεία ηνλ 1999 ε κέγηζηε αηρκή ηεο δήηεζεο ήηαλ ην θαινθαίξη kw ελψ ην ρεηκψλα ε ειάρηζηε θαηαλάισζε έπεζε ζηα 540 kw 70

82 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ πεξίπνπ θαη ε εηήζηα θαηαλάισζε ηνπ λεζηνχ ήηαλ MWh. Παξά ην γεγνλφο φηη ε εγθαηεζηεκέλε ηζρχο ησλ Α/Γ είλαη κηθξή, (θάησ απφ ην 7% ηνπ κέγηζηνπ θνξηίνπ) ηηο λπρηεξηλέο ψξεο ηεο ρεηκεξηλήο πεξηφδνπ ε απνξξφθεζε ηεο ζπλνιηθήο ηζρχνο ησλ Α/Γ δεκηνπξγεί πξνβιήκαηα ζηηο πεηξειατθέο κνλάδεο ηνπ ΑΠ κε απνηέιεζκα κέξνο ησλ Α/Γ λα ηίζεηαη εθηφο ιεηηνπξγίαο. Έηζη ε δηείζδπζε ηεο Αηνιηθήο Δλέξγεηαο ζην ζεκεξηλφ ζχζηεκα ηεο Ηθαξίαο δελ μεπεξλά ην 8%. Απφ πξνθαηαξθηηθέο κειέηεο πνπ έγηλαλ θαηά θαηξνχο απφ ην 1994 θαη κεηά, ηα θχξηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ πξνηεηλφκελνπ πβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο ηεο Ηθαξίαο έρνπλ σο εμήο : πλνιηθή ηζρχο Α/Π πθηζηακέλνπ + λένπ ( ) ζε kw : Ηζρχο πδξνζηξνβίισλ (1 x x 1.400) ζε kw : Ηζρχο αληιηνζηαζίνπ 10 αληιίεο ησλ 160 kva ε θάζε κία : Υσξεηηθφηεηα πθηζηάκελεο ιηκλνδεμακελήο ζε m 3 x 10 3 : Υσξεηηθφηεηα δχν πξφζζεησλ ιηκλνδεμακελψλ ζε m 3 x 10 3 ε θάζε κία : 60 πλνιηθέο δαπάλεο επέλδπζεο πβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο ζε εθ. δξρ. : Δπηδφηεζε 40% ζε εθ δξρ. : Αλακελφκελε δήηεζε Ζ/Δ ελεξγεηαθνχ ζπζηήκαηνο Ηθαξίαο γηα ην έηνο 2002 ζε ΜWh : Δηήζηα αλακελφκελε σθέιηκε κεηαηξνπή Ζ/Δ Α/Π ζε ΜWh : Πνζνζηφ δηείζδπζεο ΑΠΔ (Αηνιηθήο θαη πδξαπιηθήο) επί ηεο % : 88 πλνιηθφ θφζηνο ελέξγεηαο πβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο Ηθαξίαο ζε δξρ./kwh : 17,1 71

83 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Κφζηνο θαπζίκνπ πθηζηάκελνπ πεηξειατθνχ ζηαζκνχ έηνπο 1999 ζε δξρ./kwh: 29,0 Δηήζην φθεινο απφ ηελ ιεηηνπξγία ηνπ πβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο Ηθαξίαο ην έηνο 2002 ζε εθ. δξρ. : 262 Δηήζην φθεινο απφ ηελ ιεηηνπξγία ηνπ πβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο Ηθαξίαο ην έηνο 2010 ζε εθ. δξρ. : 392 Με ηα αλεκνινγηθά ζηνηρεία ηνπ 1995, ηα θνξηία ηνπ λεζηνχ ην 1998 θαη ηελ αλακελφκελε αχμεζε ηεο δήηεζεο ηνπ 2002 δηακνξθψλεηαη ε εηήζηα θαηαλνκή θνξηίσλ πνπ παξνπζηάδεηαη ζην γξάθεκα 10. ην ίδην δηάγξακκα παξνπζηάδεηαη θαη ε αλαθχθισζε ηνπ λεξνχ κεηαμχ ησλ δπν πξνζζέησλ ιηκλνδεμακελψλ. ε αληίζεζε κε κεκνλσκέλεο Α/Γ πνπ ιεηηνπξγνχλ ζε απηφλνκα δίθηπα ην πβξηδηθφ ζχζηεκα ηεο Ηθαξίαο, κέζνπ ησλ ιηκλνδεμακελψλ ελδηάκεζεο απνζήθεπζεο ελέξγεηαο πξνζθέξεη εγγπεκέλε ηζρύ. Απηφ ζεκαίλεη φηη είλαη δπλαηφ λα θαηαζηεί πεξηηηή ε εγθαηάζηαζε κηαο εθ ησλ δπν πεηξειατθψλ κνλάδσλ ηζρχνο 4-5,5 MW θαη πξνυπνινγηδφκελεο δαπάλεο 1,25 δηο δξρ. ε θάζε κηα. ηελ πεξίπησζε απηή εμνηθνλνκνχληαη ζεκαληηθέο δαπάλεο επέλδπζεο θαη κεηψλεηαη ην θφζηνο παξαγσγήο Ζ/Δ γηα ην 2002 απφ ην πβξηδηθφ ζχζηεκα απφ 17,1 δξρ/kwh ζηηο 11,5 δξρ/kwh. Σν εηήζην φθεινο ζηελ πεξίπησζε απηή ζα είλαη 397 εθ. δξρ. γηα ην 2002 θαη 501εθ. δξρ. γηα ην Γηεπθξηλίδεηαη φηη γηα ιφγνπο νηθνλνκηθφηεξεο ιεηηνπξγίαο ηνπ ζπζηήκαηνο ζην έξγν ζπκπεξηιακβάλνληαη ηξεηο ιηκλνδεμακελέο ήηνη: ε ππάξρνπζα ζπλ δπν πξφζζεηεο ( m 3 ε θάζε κηα). [20] 72

84 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Γξάθεκα 6: Καηαλνκή θνξηίνπ θαη αλαθχθισζε ηνπ λεξνχ ζηηο δπν ιηκλνδεμακελέο 6000m 3 γηα ην έηνο 2002 [20] Τβξηδηθό πδξνειεθηξηθό έξγν ζηελ Κξήηε ηελ Κξήηε αλακέλεηαη ε έθδνζε ηεο άδεηαο παξαγσγήο ελφο επίζεο εξγνζηαζίνπ παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, κε ηε ρξήζε Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο. Σν ζχζηεκα απνηειείηαη απφ έλα ζηαζκφ αλάζηξνθεο άληιεζεο ζην Ννκφ Ζξαθιείνπ θαη απφ 3 Αηνιηθά πάξθα ζηνπο λνκνχο Ρεζχκλνπ θαη Υαλίσλ. Σν αλάζηξνθν αληιεηηθφ ζχζηεκα ζπλνιηθήο ηζρχνο 63MW επεθηάζηκν ζε πάλσ απφ 100MW, απνηειείηαη απφ δπν ιηκλνδεμακελέο κε πςνκεηξηθή δηαθνξά 340κ., έλα πδξνειεθηξηθφ ζηαζκφ παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη έλα ππνζηαζκφ. Οξηζκέλεο βαζηθέο παξάκεηξνη ηνπ Τβξηδηθνχ ηαζκνχ θαη αληίζηνηρα εθηηκήζεηο γηα ην ζχζηεκα ηεο Κξήηεο κε έηνο αλαθνξάο ην 2010 φηαλ αλακέλεηαη λα ιεηηνπξγεί πιήξσο ην πβξηδηθφ ζχζηεκα είλαη νη εμήο: Ηζρχο αληιεηηθνχ 63MW επεθηάζηκν ζε πάλσ απφ 100MW. Μέγηζην θνξηίν ην 2010 πεξί ηα 735MW

85 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ πλνιηθή εηήζηα παξαγσγή εγγπεκέλεο ελέξγεηαο αληιεηηθνχ ζπζηήκαηνο 115GWh, δειαδή πεξίπνπ ην 5% ηεο ζπλνιηθήο θαηαλάισζεο ηεο Κξήηεο. πλνιηθή θαηαλάισζε ηεο Κξήηεο ην GWh, ην GWh. πλνιηθή εηήζηα παξαγσγή αηνιηθήο ελέξγεηαο πβξηδηθνχ ζηαζκνχ πεξίπνπ 190GWh. Υαξαθηεξηζηηθά αλαθέξεηαη ε πεξίπησζε ηεο Κξήηεο φπνπ ζε έλα θαηάιιεια ζρεδηαζκέλν Τ/Ζ έξγν κε αληιηζηνηακηεπηήξεο ζα κπνξνχζε λα απνζεθεχεηαη ε πεξηθνπηψκελε ζήκεξα Ζ/Δ ησλ Α/Γ ηεο ηάμεο ησλ MWh/ρξφλν θαη λα ρξεζηκνπνηείηαη ηηο ψξεο αηρκήο ζηε δήηεζε αληί λα ζπαηαιάηαη πεηξέιαην ζηνπο αεξνζηξφβηινπο θαζψο επίζεο θαη ε πεξίπησζε ηνπ Τβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο ηεο Ηθαξίαο. Σνλίδεηαη επίζεο, φηη αλ ζηελ Ηθαξία δελ εγθαηαζηαζεί απφ ηελ αξρή ε ειάρηζηε απαηηνύκελε ηζρύο Α/Γ, πνπ κε ηα ζεκεξηλά δεδνκέλα αλέξρεηαη ζε 5,5 κε 6,0 MW ηφηε ην έξγν ζα είλαη ιεηηνπξγηθά αζχκθνξν, δηφηη απιά ε ελέξγεηα ησλ Α/Γ δελ ζα θηάλεη λα ιεηηνπξγεί ην αληιεηηθφ ζπγθξφηεκα θαη θπξίσο δελ ζα επαξθεί λα θαιχπηεη 100% ηηο αλάγθεο ηνπ λεζηνχ γηα λα ζβήλεη ν πεηξειατθφο ζηαζκφο. [29] 5.4 Πξνηεηλόκελα πβξηδηθά πδξνειεθηξηθά έξγα Τβξηδηθό ζύζηεκα ζηε λήζν έξηθν Ζ έξηθνο αλήθεη ζηνλ ζχκπιεγκα ησλ Κπθιάδσλ θαη βξίζθεηαη 74 λαπηηθά κίιηα λνηηναλαηνιηθά ηνπ Πεηξαηά. Σν λεζί δελ είλαη δηαζπλδεδεκέλν ζην επεηξσηηθφ δίθηπν θαη δηαηεξεί έλα πεηξειατθφ Σνπηθφ ηαζκφ Παξαγσγήο (ΣΠ) ηεο ΓΔΖ ΑΔ πξνο θάιπςε ησλ αλαγθψλ ηνπ ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα. Σν θφζηνο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο είλαη πνιχ πςειφ ζπγθξηλφκελν κε ην επεηξσηηθφ, θαζηζηψληαο έηζη ηε ιεηηνπξγία ηνπ ζπκβαηηθνχ πεηξειατθνχ ΣΠ νηθνλνκηθά, αιιά θαη πεξηβαιινληηθά δεκηνγφλα. ηελ παξαπάλσ δπζκελή θαηάζηαζε πξνζηίζεηαη θαη ε έληνλε επνρηθή 74

86 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ηνπξηζηηθή δξαζηεξηφηεηα ε νπνία απμάλεη δξακαηηθά ηε δήηεζε ελέξγεηαο θαη λεξνχ θπξίσο θαηά ηνπο θαινθαηξηλνχο κήλεο.[29] Λεηηνπξγηθά ζπζηήκαηα Σν Τβξηδηθφ χζηεκα ηεο εξίθνπ απνηειείηαη απφ ηα παξαθάησ ππνζπζηήκαηα: Σν αηνιηθφ πάξθν (Α/Π) Σνλ άλσ θαη ηνλ θάησ ηακηεπηήξα Σν αληιηνζηάζην θαη ην ζηαζκφ ηνπ ζηξνβίινπ Σνλ ππάξρνληα ΣΠ Κεληξηθή Μνλάδα επνπηηθνχ Διέγρνπ (ΚΜΔ) Ζ ζπλεξγαζία φισλ ησλ παξαπάλσ ππνζπζηεκάησλ ζηνρεχεη ζηελ κείσζε ηνπ θφζηνπο παξαγφκελεο ελέξγεηαο (kwh) απφ ην λέν ζχζηεκα, ζπγθξηλφκελε πάληα κε ην ήδε ππάξρνλ, ελψ ηαπηφρξνλα ζηελ αλαβάζκηζε ηνπ δηθηχνπ θαη ηεο πνηφηεηαο παξερφκελεο ηζρχνο. Κάησζη πεξηγξάθνληαη αλαιπηηθφηεξα φια ηα επηκέξνπο ππνζπζηήκαηα θαη ηα κεγέζε ηνπο. Κάησ Σακηεπηήξαο Σν Τπνπξγείν Γεσξγίαο έρεη θαηαζθεπάζεη θξάγκα κε ηε ρξήζε ζθπξνδέκαηνο δεκηνπξγψληαο κία ηερλεηή ιηκλνδεμακελή κε ζπλνιηθή εθηηκψκελε ρσξεηηθφηεηα m 3. Ζ ιηκλνδεμακελή βξίζθεηαη ζηελ πεξηνρή Ληβάδη, 2,5km απφ ηελ πξσηεχνπζα ηνπ λεζηνχ Υψξα, θαη ζε χςνο +100m απφ ηελ επηθάλεηα ηεο ζάιαζζαο. Τπνινγίδεηαη λα ζπιιέγεη ην βξφρηλν λεξφ ηεο ιεθάλεο απνξξνήο ηνπ ξέκαηνο ηελφ, αξδεχνληαο αιιά θαη πδξεχνληαο ην λεζί θπξίσο θαηά ηνπο ζεξηλνχο κήλεο. Ζ κειέηε ηεο ιηκλνδεμακελήο απφ ην Τπ.Γεσξγίαο εθηηκά ζε εηήζηα κεληαία βάζε ηα δηαζέζηκα απνζέκαηα λεξνχ ζε απηή, ην κέγηζην φγθν επηηξεπφκελεο απφιεςεο απφ ηνπο ρξήζηεο θαη ηε κέγηζηε εμάηκηζε. Σν Τβξηδηθφ χζηεκα εθ ζρεδηαζκνχ, ζα αλαθπθιψλεη θάπνηα πνζφηεηα λεξνχ κεηαμχ ησλ δχν 75

87 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ηακηεπηήξσλ θαη σο εθ ηνχηνπ δελ ππφθεηηαη ζε θαλέλα πεξηνξηζκφ κέγηζηεο επηηξεπφκελεο απφιεςεο λεξνχ. Άλσ Σακηεπηήξαο Ο άλσ ηακηεπηήξαο ζρεδηάδεηαη λα θαηαζθεπαζηεί ζηελ θνξπθή ηνπ φξνπο Πεηξηάο, βνξεηνδπηηθά ηεο Υψξαο θαη ζε πςφκεηξν +520m απφ ηελ επηθάλεηα ηεο ζάιαζζαο. Ο παξαπάλσ ηακηεπηήξαο ζα θαηαζθεπαζηεί απφ εληζρπκέλν ζθπξφδεκα ζε ζρήκα αλάζηξνθεο θφινπξεο ππξακίδαο κε θιίζε ηνηρψκαηνο 2:1 ζρεηηθά κε ην νξηδφληην επίπεδν. To βάζνο εθζθαθήο ππνινγίδεηαη ζηα 5m, ελψ ην πιηθφ εθζθαθήο ζα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηελ πιεπξηθή ζηήξημε ηεο ππέξγεηαο θαηαζθεπήο απφ ζθπξφδεκα, απμάλνληαο έηζη ην ζπλνιηθφ βάζνο ηνπ ηακηεπηήξα ζηα 10m θαη κεηψλνληαο παξάιιεια ην ζπλνιηθφ θφζηνο θαηαζθεπήο. Οη δηαζηάζεηο ηνπ ηακηεπηήξα ζα είλαη: 40x140m, ελψ πξέπεη λα ηνληζηεί πσο ζηελ ελ ιφγσ ζέζε, ε ζχλζεηε ηνπνγξαθία, ιφγσ απφηνκσλ θιίζεσλ, ζέηεη πεξηνξηζκφ σο πξνο απηέο. Σέινο, ε ρσξεηηθφηεηά ηνπ ζα είλαη m 3, φπσο πξνέθπςε απφ ηε βειηηζηνπνίεζε πνπ αθνινπζεί, ελψ νη βέιηηζηεο δηαζηάζεηο ηνπ ηακηεπηήξα είλαη θαη νη κέγηζηεο επηηξεπφκελεο. Αηνιηθό Πάξθν Σν αηνιηθφ πάξθν πξνηείλεηαη λα εγθαηαζηαζεί ην φξνο Σξνχινο, βφξεηα ηεο Υψξαο θαη ζε απφζηαζε πεξίπνπ 3km απφ απηή. Ζ πεξηνρή απηή πξνζθέξεη πςειφ αηνιηθφ δπλακηθφ, γεηηληάδεη ζε κία θχξηα γξακκή κεηαθνξάο ειεθηξηζκνχ θαη δηεπθνιχλεη ηελ εγθαηάζηαζε κεγάινπ αξηζκνχ αλεκνγελλεηξηψλ ζε θάζεηε δηάηαμε ζηελ ηνπηθή επηθξαηνχζα δηεχζπλζε αλέκνπ. Σν βέιηηζην κέγεζνο ηνπ Α/Π ππνινγίδεηαη λα έρεη 3000kW εγθαηεζηεκέλεο ηζρχνο θαη λα απαξηίδεηαη απφ 5 Α/Γ (κεηαβιεηψλ ζηξνθψλ κεηαβιεηνχ βήκαηνο ζχγρξνλεο γελλήηξηαο) νλνκαζηηθήο ηζρχνο 600kW έθαζηε. Ωο γλσζηφλ νη Α/Γ απηέο έρνπλ ηελ δπλαηφηεηα ξχζκηζεο ελεξγνχ θαη άεξγνπ ηζρχνο, γεγνλφο πνπ ηηο θαζηζηά ηδηαίηεξα θηιηθέο ζηε ζπλεξγαζία ηνπο κε ηα απηφλνκα δίθηπα θαη γη απηφ επηιέγεθαλ. 76

88 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Αληιηνζηάζην - ηξόβηινη Ο ζηαζκφο ησλ ζηξνβίισλ απνηειείηαη απφ δχν ζηξνβίινπο Pelton νλνκαζηηθήο ηζρχνο 600kW έθαζηνο κε νλνκαζηηθφ χςνο ιεηηνπξγίαο 460m, θαη ζα θαηαζθεπαζηεί ζην επίπεδν ηνπ θάησ ηακηεπηήξα. Σν αληιηνζηάζην ππνινγίδεηαη λα απνηειείηαη απφ 10 πνιπβάζκηεο αληιίεο νλνκαζηηθήο ηζρχνο 130kW έθαζηε. Οη αληιίεο ζα ζπλδεζνχλ παξάιιεια θαη ζα ιεηηνπξγνχλ ππφ κεηαβιεηέο ζηξνθέο κε ηε ρξήζε θαηάιιεινπ κεηαηξνπέα. Ζ αλαθχθισζε ηνπ λεξνχ ζα γίλεηαη κεηαμχ ησλ δχν ηακηεπηήξσλ κε ρξήζε ραιχβδηλεο ζσιήλσζεο θπκαηλφκελεο δηαηνκήο κε κήθνο πεξίπνπ 2.5km. πκβαηηθόο Σνπηθόο ηαζκόο Παξαγσγήο (ΣΠ) Ζ κέγηζηε σξηαία δήηεζε ηνπ λεζηνχ αθνινπζεί απμεηηθή πνξεία θαη ελδεηθηηθά αλαθέξεηαη πσο ηα παξειζφληα έηε απμαλφηαλ κε ξπζκνχο 8-10%. χκθσλα κε πξνβιέςεηο, ε αηρκή ηνπ θνξηίνπ ηνπ λεζηνχ ζα ζπλερηζηεί κε ηελ ίδηα απμεηηθή ηάζε θαη ηα επφκελα ρξφληα αλαγθάδνληαο έηζη ζε πξνκήζεηα λέσλ κεραλψλ πξνο θάιπςε ηεο νινέλα δηνγθνχκελεο δήηεζεο. ε αληίζεζε κε ηα παξαπάλσ αλαγθαία ζρέδηα επέθηαζεο ηνπ ΣΠ, ε ιχζε ηνπ Τβξηδηθνχ πζηήκαηνο δελ πξνβιέπεη θακία κεηαβνιή ζηνλ ΣΠ ζηα επφκελα έηε, εμνηθνλνκψληαο έηζη πνζά ηα νπνία ζα επελδπζνχλ ζηελ πινπνίεζή ηνπ. [29] Καηαζηάζεηο ιεηηνπξγίαο Ζ θηινζνθία ηνπ Τβξηδηθνχ πζηήκαηνο είλαη λα δίλεη πάληα πξνηεξαηφηεηα ζηηο Αλαλεψζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο (ΑΠΔ) θαη δεπηεξεπφλησο ζην ζπκβαηηθφ ζηαζκφ, ν νπνίνο πιένλ ζα ρξεζηκνπνηείηαη εθεδξηθά. Έηζη, ην ζχζηεκα ζέηεη σο θχξην ζηφρν ηε κέγηζηε αμηνπνίεζε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο ζηελ θαηαλάισζε, δεπηεξεπφλησο ηε ρξήζε ηεο πδαηφπησζεο ζε ζπλεξγαζία κε ηηο Α/Γ ή φρη ψζηε λα θαιχπηεηαη ε δήηεζε θαη ηέινο, φηαλ ε παξαγσγή απφ ΑΠΔ ζπλνιηθά δελ επαξθεί, λα γίλεηαη ρξήζε ηνπ ζπκβαηηθνχ ζηαζκνχ. Καηάζηαζε Λεηηνπξγίαο Αλεκνγελλεηξηώλ (Α/Γ) ε απηή ηελ θαηάζηαζε ιεηηνπξγίαο φιεο νη πεηξειατθέο κνλάδεο βξίζθνληαη εθηφο ιεηηνπξγίαο θαη νη Α/Γ θαιχπηνπλ ηε δήηεζε ηνπ λεζηνχ. Οη 77

89 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Α/Γ κεηαβιεηψλ ζηξνθψλ κεηαβιεηνχ βήκαηνο κε ζχγρξνλε γελλήηξηα κε ηε βνήζεηα ειεθηξνληθψλ ηζρχνο θαη κε ρξήζε ζθνλδχινπ ή κπαηαξηψλ δχλαληαη λα ζηεξίμνπλ ην δίθηπν θαηά ηε ιεηηνπξγία απηή, ελψ ε πνηφηεηα ηζρχνο πνπ παξάγεηαη είλαη γεληθά απνδεθηή. Ζ ζχλδεζε ησλ παξαπάλσ Α/Γ ζην δίθηπν γίλεηαη κέζσ ελφο κεηαηξνπέα (converter), εμαζθαιίδνληαο ηε ζηαζεξφηεηα ηεο ζπρλφηεηαο, ελψ νη ζχγρξνλεο γελλήηξηεο ζα παξέρνπλ ηελ απαηηνχκελε άεξγν ηζρχ ζην δίθηπν. Ζ πεξίζζεηα αηνιηθήο ελέξγεηαο ρξεζηκνπνηείηαη πξνο άληιεζε, ελψ φηη ππνιείπεηαη ζα δηαηίζεηαη δσξεάλ γηα άιινπο, ρξνληθά αλεμάξηεηνπο, ζθνπνχο φπσο αθαιάησζε, παξαγσγή πδξνγφλνπ θιπ.. Οη Α/Γ ζα ιεηηνπξγνχλ κε πεξηνξηζκφ ηζρχνο 10% σο πξνο ηελ νλνκαζηηθή ηνπο ηζρχ γηα θάζε ηηκή αλέκνπ, θαζφζνλ έηζη ζα είλαη εθηθηφ λα απμήζνπλ ηελ παξαγσγή ηνπο κέρξη ηελ νλνκαζηηθή ηεο ηηκή γηα ηε δεδνκέλε ηαρχηεηα αλέκνπ ζε ηπραία αχμεζε ηεο θαηαλάισζεο ηνπ λεζηνχ, ελψ ζα κπνξνχλ λα δηαηεξήζνπλ γηα ιίγν ρξφλν πεξίπνπ ζηαζεξή παξαγσγή ζε πεξίπησζε κείσζεο ηνπ αλέκνπ, κέρξη θάπνην άιιν ππνζχζηεκα αλαιάβεη κεξηθψο ή νιηθψο ηα θνξηία. Καηάζηαζε Λεηηνπξγίαο Α/Γ θαη Τδξνζηξνβίισλ Λφγσ έιιεηςεο ρξήζεο θάπνηνπ αιγνξίζκνπ βξαρπρξφληαο πξφβιεςεο ηαρχηεηαο αλέκνπ, ε Κεληξηθή Μνλάδα Διέγρνπ (ΚΜΔ) ζπγθξίλεη ηηο ηαρχηεηεο αλέκνπ ησλ πξνεγνχκελσλ ρξνληθψλ ζηηγκψλ ιεηηνπξγίαο ηνπ θαη εάλ απηέο είλαη κεηνχκελεο θηάλνληαο ζε θάπνην θξίζηκν θαηψθιη, ηφηε ην ζχζηεκα εμεηάδεη αλ ηα ππνζπζηήκαηα παξαγσγήο ελέξγεηαο είλαη ζε ζέζε λα ιεηηνπξγήζνπλ θαη απηνκάησο επηιέγεη θάπνην, θαηά πξνηεξαηφηεηα ην Τδξνειεθηξηθφ, θαη ην ζέηεη ζε θαηάζηαζε αλακνλήο. Δάλ ππάξρεη ε επάξθεηα λεξνχ ζηνλ άλσ ηακηεπηήξα, ην ζχζηεκα ζέηεη ην ζηξφβηιν ζε ιεηηνπξγία ππφ θελφ θνξηίν ψζηε λα είλαη έηνηκνο λα αλαιάβεη θνξηία άκεζα ζε πεξίπησζε ειιείκκαηνο αηνιηθήο ελέξγεηαο. Οη ζηξφβηινη Pelton είλαη ηδαληθνί γηα ηέηνηα ρξήζε αθνχ είλαη ζηξφβηινη δξάζεσο θαη κπνξνχλ λα ιάβνπλ θνξηία άκεζα, ιεηηνπξγψληαο ππφ θελφ θνξηίν. Καηάζηαζε Λεηηνπξγίαο Α/Γ θαη ζπκβαηηθώλ κεραλώλ ηνπ ΣΠ ηε δπζκελή θαηάζηαζε κεησκέλνπ αηνιηθνχ δπλακηθνχ θαη έιιεηςεο λεξνχ ζηνλ άλσ ηακηεπηήξα ή πξνβιήκαηνο ζηε ζσιήλσζε, ε ΚΜΔ ζέηεη ζε 78

90 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ θαηάζηαζε αλακνλήο ηνπο πεηξειαηνθηλεηήξεο ηνπ ΣΠ ψζηε λα πξνζεξκαλζνχλ θαη λα είλαη έηνηκνη λα αλαιάβνπλ θνξηία φηαλ ε αηνιηθή ελέξγεηα εκθαλίδεη έιιεηκκα σο πξνο ηε δήηεζε. Μεηά ην ζπγρξνληζκφ νη πεηξειαηνθηλεηήξεο αλαιακβάλνπλ θνξηία ελψ νη Α/Γ πεξηνξίδνπλ ηελ ηζρχ ηνπο ψζηε νη πξψηνη λα ιεηηνπξγνχλ ζην βέιηηζην ζεκείν ιεηηνπξγίαο ηνπο φπσο ππνδεηθλχεηαη απφ ηελ θακπχιε ηζρχνο-εηδηθήο θαηαλαιψζεσο. Ο αξηζκφο θαη ε ζχλζεζε ησλ πεηξειαηνθηλεηήξσλ πνπ ζπλδένληαη ζην δίθηπν, κε πξψηεο ηηο κηθξέο θαη επέιηθηεο κνλάδεο θαη θαηφπηλ ηηο κεγαιχηεξεο, ξπζκίδεηαη απφ ηελ αηνιηθή παξαγσγή. Ο ΣΠ αλαιακβάλεη πιήξσο ηα θνξηία ηνπ λεζηνχ κφλν ζηε δπζκελέζηαηε πεξίπησζε άπλνηαο θαη έιιεηςεο λεξνχ ζηνλ άλσ ηακηεπηήξα. Γξάθεκα 7: χλζεζε παξαγσγήο θαη δηαθχκαλζε ηνπ φγθνπ λεξνχ ησλ ηακηεπηήξσλ θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ έηνπο 2004, φπσο πξνθχπηεη απφ ηελ πξνζνκνίσζε ηνπ Τβξηδηθνχ πζηήκαηνο. [29] 79

91 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Γξάθεκα 8: χλζεζε παξαγσγήο θαη δηαθχκαλζε ηνπ φγθνπ λεξνχ ησλ ηακηεπηήξσλ απφ 1ε κέρξη 31ε Απγνχζηνπ 2004, φπνπ θαη εκθαλίδεηαη ε δπζκελέζηεξε πεξίπησζε ιφγσ αηρκήο ηνπ ζπζηήκαηνο. [29] Οηθνλνκηθή απνηίκεζε θαη αλάιπζε επαηζζεζίαο Σα θέξδε απφ ηε ιεηηνπξγία ηνπ Τβξηδηθνχ πζηήκαηνο ππνινγίδνληαη ζπγθξηλφκελα κε ην ππάξρνλ θφζηνο παξαγφκελεο ελέξγεηαο ζην λεζί πνπ είλαη αξθεηά κεγάιν. Ζ ζχγθξηζε ηνπ θφζηνπο παξαγφκελεο ελέξγεηαο ηνπ Τβξηδηθνχ πζηήκαηνο ζε ζρέζε κε ην ππάξρνλ γίλεηαη αγλνψληαο φια ηα άιια θφζηε (θφζηνο κηζζνδνζίαο, απνζβέζεσλ εμνπιηζκνχ, γεληθέο δαπάλεο δηνίθεζεο θαη δηάθνξα θφζηε) εθηφο απφ θφζηνο θαπζίκνπ, ηα νπνία παξακέλνπλ πεξίπνπ ηα ίδηα αλεμαξηήησο ηεο θαηαζθεπήο ηνπ Τβξηδηθνχ πζηήκαηνο. ην δηάγξακκα 5 θαίλεηαη ε ζχγθξηζε ηνπ θφζηνπο θαπζίκνπ θαη ιηπαληηθψλ ηνπ ζπκβαηηθνχ ζπζηήκαηνο κε ηα θφζηε επηβάξπλζεο επέλδπζεο, θαπζίκνπ θαη ιηπαληηθψλ θαη ιεηηνπξγίαο θαη ζπληήξεζεο ηνπ πξνηεηλφκελνπ Τβξηδηθνχ πζηήκαηνο. Δθεί, εκθαλίδεηαη θαζαξά έλα αξθεηά κεγάιν ζρεηηθφ θέξδνο απφ ηε ιεηηνπξγία ηνπ Τβξηδηθνχ πζηήκαηνο θαη ζπγθεθξηκέλα γηα ην 80

92 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ πξψην έηνο ιεηηνπξγίαο ηνπ Τβξηδηθνχ (2004) ην θφζηνο παξαγφκελεο kwh είλαη 0,082 /kwh, ελψ κφλν ην θφζηνο θαπζίκνπ ηνπ ζπκβαηηθνχ ζηαζκνχ γηα ην έηνο 2001 ήηαλ 0,133 /kwh. Σν εηήζην θέξδνο ππνινγίδεηαη πεξίπνπ γηα ην έηνο βειηηζηνπνίεζεο 2007 θαη ζχκθσλα κε ηε πξφβιεςε θνξηίνπ ζα αγγίμεη ηα ην έηνο Έηζη, ν ρξφλνο απνπιεξσκήο ηνπ έξγνπ εθηηκάηαη πεξίπνπ ζηα 7 ρξφληα. Ζ αλάιπζε επαηζζεζίαο πνπ αθνινπζεί απνδεηθλχεη πσο ην ζρεηηθφ θέξδνο αλά kwh ηνπ Τβξηδηθνχ πζηήκαηνο εμαξηάηαη θπξίσο απφ ηε κειινληηθή ηηκή ηνπ πεηξειαίνπ ελψ, νη άιινη παξάγνληεο φπσο ην επηηφθην, ην κειινληηθφ θνξηίν ηνπ λεζηνχ, ην θφζηνο ιεηηνπξγίαο θαη ζπληήξεζεο, ε δηείζδπζε αηνιηθήο ελέξγεηαο θαη αξρηθφ θεθάιαην επέλδπζεο δελ έρνπλ ηδηαίηεξα βαξχλνπζα ζεκαζία. πσο θαίλεηαη ζην δηάγξακκα 6, ε άλνδνο ηεο ηηκήο θαπζίκνπ ζπληείλεη ζηελ αχμεζε ηνπ ζρεηηθνχ θέξδνπο αλά kwh, γεγνλφο πνιχ επλντθφ γλσξίδνληαο ηε καθξνρξφληα αλνδηθή ηάζε ζηηο ηηκέο ηνπ πεηξειαίνπ. πκπεξάζκαηα Σν πξνηεηλφκελν Τβξηδηθφ χζηεκα κε ρξήζε αληιηνηακίεπζεο απνδεηθλχεηαη πσο είλαη κηα εθηθηή θαη νηθνλνκηθά πξνζνδνθφξα ιχζε γηα ηα απηφλνκα λεζησηηθά δίθηπα, φπνπ ην θφζηνο παξαγφκελεο ελέξγεηαο είλαη αξθεηά πςειφ, ελψ ην πςειφ αηνιηθφ δπλακηθφ, ιφγσ ηερληθψλ θαη άιισλ πεξηνξηζκψλ, παξακέλεη κεξηθψο ή ηειείσο αλαμηνπνίεην. Ζ πινπνίεζε ηνπ Τβξηδηθνχ πζηήκαηνο ηνπ λεζηνχ ηεο εξίθνπ απνηειεί κία πηινηηθή πξσηνβνπιία πνπ εθηφο απφ ηα θαζαξά νηθνλνκηθά ηεο νθέιε πξνζθέξεη πεξηθεξεηαθή αλάπηπμε, αλάπηπμε νηθνινγηθήο ζπλείδεζεο θαη επαηζζεζίαο, αλάπηπμε νηθν-ηνπξηζκνχ, παγθφζκηα αλαγλψξηζε θαη πξνβνιή ηνπ λεζηνχ θαη ηέινο απεμάξηεζε απφ ηελ εηζαγσγή θαπζίκσλ πιψλ. [29] Τβξηδηθό ζύζηεκα ζηε λήζν Ίν To Τβξηδηθφ χζηεκα ηεο Ίνπ ζα εθκεηαιιεχεηαη ην πινχζην αηνιηθφ δπλακηθφ ηεο λήζνπ κε ηελ εγθαηάζηαζε εθεί ελφο Αηνιηθνχ Πάξθνπ, ελψ 81

93 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ επίζεο ζα ρξεζηκνπνηεί θαη ηελ πθηζηάκελε ιηκλνδεμακελή ζηε ζέζε «Μπινπφηαο» νλνκαζηηθήο ρσξεηηθφηεηαο m3 κφλν γηα αλαθχθισζε ησλ πδάησλ πξνο απνζήθεπζε ηεο ελέξγεηαο. Ο πξνηεηλφκελνο έηεξνο ηακηεπηήξαο πξέπεη λα θαηαζθεπαζηεί ζε επηιεγκέλε ζέζε φπνπ ζα πξνζθέξεη ηθαλνπνηεηηθή πςνκεηξηθή δηαθνξά κεηαμχ ηεο πθηζηάκελεο ιηκλνδεμακελήο ελψ παξάιιεια ζα επξίζθεηαη ζε κηθξή απφζηαζε απφ απηή. Λφγσ ηνπ ρακεινχ πςνκέηξνπ ηεο πθηζηάκελεο ιηκλνδεμακελήο ζηελ απνξξνή ησλ βξφρηλσλ πδάησλ, απηή ζα απνηειέζεη ηνλ θάησ ηακηεπηήξα φπνπ ζα ιακβάλεη ρψξα ε αλαθχθισζε ησλ πδάησλ. Ο άλσ ηακηεπηήξαο ζα θαηαζθεπαζηεί ζε ζέζε πνπ πξνζθέξεη πςνκεηξηθή δηαθνξά πεξίπνπ 460m ζε απφζηαζε L=2200m απφ ηελ πθηζηάκελε ιηκλνδεμακελή. Απαηηείηαη ε θαηαζθεπή δηπιήο ζσιήλσζεο πνπ ζα ζπλδέεη ηελ άλσ δεμακελή κε ην θηήξην ηνπ αληιηνζηαζίνπ θαη ησλ πδξνζηξνβίισλ αληίζηνηρα.[30] Πεξηγξαθή ππνζπζηεκάησλ Ο Τβξηδηθφο ηαζκφο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κε ρξήζε αληιεζηνηακίεπζεο πνπ πξνηείλεηαη λα θαηαζθεπαζηεί ζην λεζί ηεο Ίνπ πεξηιακβάλεη ηα αθφινπζα ππνζπζηήκαηα: ην Αηνιηθφ Πάξθν (Α/Π), φπνπ ζα απαξηίδεηαη απφ αλεκνγελλήηξηεο ζχγρξνλεο γελλήηξηαο κεηαβιεηψλ ζηξνθψλ θαη κεηαβαιιφκελνπ βήκαηνο πηεξπγίσλ. Σν Α/Π ηνπ Τβξηδηθνχ ηαζκνχ ζα απνηειεί ηε κε ειεγρφκελε κνλάδα παξαγσγήο ΖΔ (ειεθηξηθήο ελέξγεηαο) απφ ΑΠΔ. ην ζχζηεκα απνζήθεπζεο ελέξγεηαο, δειαδή ην αληιηνζηάζην, νη δχν αγσγνί αλαξξφθεζεο θαη πξνζαγσγήο, θαη νη ηακηεπηήξεο κε ηελ θαηάιιειε πςνκεηξηθή δηαθνξά κεηαμχ ηνπο. ην ζχζηεκα ησλ πδξνζηξνβίισλ πνπ ζα απνηειεί ηελ ειεγρφκελε κνλάδα παξαγσγήο ΖΔ ηνπ ζπζηήκαηνο. ηα ζπζηήκαηα ειέγρνπ. ηα ζπζηήκαηα κεηαθνξάο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. 82

94 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΤΝΔΙΑΜΟ ΑΙΟΛΙΚΗ ΚΑΙ ΤΔΡΟΗΛΕΚΣΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ To παξαπάλσ ζχζηεκα εκπίπηεη ζηνλ νξηζκφ ηνπ Τβξηδηθνχ ηαζκνχ παξαγσγήο ΖΔ απφ ΑΠΔ ζχκθσλα κε ην λ.3468/2006 «Παξαγσγή Ζιεθηξηθήο Δλέξγεηαο απφ Αλαλεψζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο θαη πκπαξαγσγή Ζιεθηξηζκνχ θαη Θεξκφηεηαο Τςειήο Απφδνζεο θαη ινηπέο δηαηάμεηο», φπσο αλαθέξεηαη ζην άξζξν 2 παξάγξαθνο 25. [30] Δηθόλα 5.2: Γηάηαμε ζηνηρεηψλ πβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο ζηε λήζν Ίν [30] 83

95 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΒΡΙΔΙΚΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ ΣΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΗ ΜΕΘΩΝΗ 6 ΕΥΑΡΜΟΓΗ ΤΒΡΙΔΙΚΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ ΣΗΝ ΜΕΘΩΝΗ Αληηθείκελν ηεο εξγαζίαο απνηειεί ε δηεξεχλεζε ζπλεξγαζίαο κηαο αλεκνγελλήηξηαο γηα ηελ εμππεξέηεζε ελφο πδξνειεθηξηθνχ ζηαζκνχ. Πξφθεηηαη γηα ην ιεγφκελν πβξηδηθό πδξνειεθηξηθό έξγν, ην νπνίν ζπλδπάδεη ηελ αηνιηθή ελέξγεηα κε ηελ πδξνειεθηξηθή. Ζ εθαξκνγή ιακβάλεη ρψξα ζηελ πεξηνρή ηεο Μεζψλεο Μεζζελίαο. Αξρηθά δίλνληαη θάπνηα βαζηθά ζηνηρεία ηεο πεξηνρήο θαη ζηε ζπλέρεηα παξνπζηάδεηαη αλαιπηηθά ε εθπφλεζε ηεο κειέηεο. 6.1 Πεξηνρή κειέηεο Ιζηνξηθά ζηνηρεία Μεζώλεο Μεζώλε είλαη θσκφπνιε ηνπ λνκνχ Μεζζελίαο. Δίλαη έδξα ηνπ νκψλπκνπ Γήκνπ, θαη θαηά ηελ απνγξαθή ηνπ 2001 είρε θαηνίθνπο. Λέγεηαη θαη Μνζώλε (απφ ηε κπζηθή πέηξα Μφζσλα). ηα νκεξηθά ρξφληα ιεγφηαλ Πήδαζζνο. Έρεη ζπνπδαία ηζηνξηθή ζεκαζία, γηαηί, εμαηηίαο ηεο ζηξαηεγηθήο ζέζεο πνπ βξηζθφηαλ, έγηλε ην κήιν ηεο Έξηδνο γηα ηνπο θάζε θνξά δπλαηνχο ησλ επνρψλ πνπ πξνζπάζεζαλ λα ηελ θάλνπλ ιηκάλη ηνπο. ηα ηέιε ηνπ 8νπ π.υ. αη. θαηαιήθζεθε απφ ηνπο παξηηάηεο. Απέθηεζε ηελ ειεπζεξία ηεο ην 370 π.υ. Σν 191 π.υ. κπήθε ζηελ Αρατθή πκπνιηηεία νπφηε θαη απέθηεζε αξθεηή δχλακε. Ο Ρσκαίνο Απηνθξάηνξαο Σξαταλφο ηεο ράξηζε ηελ απηνλνκία ηεο. Άθκαζε ηελ επνρή ηεο Βπδαληηλήο Απηνθξαηνξίαο αιιά ηδηαίηεξα ην κεζαίσλα. Απηήλ ηελ επνρή ε Πεινπφλλεζνο νλνκάζηεθε «νηζί ηηρ Μεθώνηρ», ηφζε ήηαλ ε δφμα ηεο. ηνλ θαηξφ ηεο Φξαγθνθξαηίαο έγηλε ζπνπδαίν εκπνξηθφ θέληξν κε ην φλνκα Modon. Σν 1500 έπεζε ζηα ρέξηα ησλ Σνχξθσλ πνπ θαηάζθαμαλ ζρεδφλ φιν ηνλ πιεζπζκφ ηεο. Σν 16ν αηψλα βξέζεθε ζηα ρέξηα ησλ ηππνηψλ 84

96 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΒΡΙΔΙΚΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ ΣΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΗ ΜΕΘΩΝΗ ηεο Μάιηαο. Καηά ηνλ 17ν- 18ν αηψλα ήηαλ ε πξσηεχνπζα ηεο Πεινπνλλήζνπ. Μεηά, ην 1715, ηελ μαλαπήξαλ νη Σνχξθνη. Μεηά ηελ απειεπζέξσζή ηεο, ην 1828, ηδξχζεθε απφ ηνλ Καπνδίζηξηα ζηε Μεζψλε ην Καπνδηζηξηαθφ ζρνιείν. Ζ πφιε ζήκεξα είλαη πινχζηα ζε αξραία κλεκεία, θαζψο θαη βπδαληηλά, βελεηζηάληθα θαη ηνχξθηθα: εθθιεζίεο, ηδακηά, νρπξψζεηο. πνπδαίν είλαη ην θάζηξν ηεο, πνπ θηηάρηεθε απφ ηνπο Δλεηνχο θαη είλαη πεξηηξηγπξηζκέλν απφ ηε ζάιαζζα.[1] Κιηκαηηθά κνξθνινγηθά ζηνηρεία ην δπηηθφ ηκήκα ηνπ λνκνχ Μεζζελίαο πςψλνληαη ηα ρακειά φξε ηεο Κππαξηζζίαο (Αγία Βαξβάξα, κ.), νη ρακειφηεξεο πξνεθηάζεηο ησλ νπνίσλ πξνζεγγίδνπλ ην λνηηφηαην αθξσηήξην Αθξίηαο. ην δπηηθφ άθξν ηνπ κπρνχ βξίζθεηαη ν φξκνο ηνπ Πεηαιηδηνχ, κεηά ηνλ νπνίν ε αθηή ζπλερίδεηαη ζηα λφηηα, ρακειή θαη αιίκελε, ζρεκαηίδεη ην αθξσηήξην ηεο Κνξψλεο θαη θζάλεη ζην λνηηφηεξν ζεκείν, ζην αθξσηήξην Αθξίηαο. Μεηά ηνλ Αθξίηα ε αθηή, ζην Ηφλην πηα, παξνπζηάδεη έληνλν δηακειηζκφ κέρξη ηε Μεζψλε, ελψ φρη καθξηά ηεο βξίζθνληαη ηα λεζάθηα Βελέηηθν, απέλαληη απφ ηνλ Αθξίηα, ρίδα, Αγία Μαξηαλή θαη απηέληδα αλάκεζα ζηε απηέληδα θαη ζηελ απέλαληη αθηή ζρεκαηίδεηαη ην ζηελφ ηεο Μεζψλεο. Βνξεηφηεξα ζρεκαηίδεηαη ν ηζηνξηθφο φξκνο ηνπ Ναβαξίλνπ, κε ηε ζηελφκαθξε λεζίδα θαθηεξία, ε ιηκλνζάιαζζα Γηβάξη θαη κεηά ε αθηή ζπλερίδεηαη ζηα βφξεηα, ρακειή θαη αιίκελε, κε ην λεζάθη Πξψηε απέλαληη απφ ηελ αθηή ησλ Γαξγαιηάλσλ, γηα λα θαηαιήμεη ζηνλ Κππαξηζζηαθφ θφιπν. Ζ δπηηθή παξάθηηα ισξίδα θαη ηα παξάθηηα ηκήκαηα ζηα δπηηθά ηνπ Μεζζεληαθνχ θφιπνπ παξνπζηάδνπλ ζεξκνθξαζίεο κεγαιχηεξεο ησλ 18 0 C, ελψ ζην εζσηεξηθφ απηήο ηεο πεξηνρήο νη ζεξκνθξαζίεο θπκαίλνληαη κεηαμχ 16 0 C θαη 20 0 C. ηα νξεηλά θαη, φπνπ δελ αζθείηαη ε επίδξαζε ηεο ζάιαζζαο, νη κέζεο εηήζηεο ζεξκνθξαζίεο δελ ππεξβαίλνπλ ηνπο 16 0 C Οη άλεκνη ζηα δπηηθά παξάθηηα ηκήκαηα ηεο Μεζζελίαο παξνπζηάδνπλ, θαηά ηνλ Ηαλνπάξην, ζρεηηθά κηθξέο εληάζεηο, εθηφο ηεο πεξηνρήο ηεο Μεζψλεο, φπνπ παξαηεξείηαη 85

97 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΒΡΙΔΙΚΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ ΣΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΗ ΜΕΘΩΝΗ αχμεζε ηεο ζπρλφηεηαο ησλ ηζρπξψλ αλέκσλ. ηνλ παξαθάησ ράξηε θαίλεηαη ε χπαξμε αμηφινγνπ αηνιηθνχ δπλακηθνχ ζηελ πεξηνρή κειέηεο. Δηθόλα 6.1: Υάξηεο αηνιηθνχ δπλακηθνχ ζηελ πεξηνρή ηεο Μεζψλεο (πεγή ΚΑΠΔ) 6.2 Πξνζνκνίσζε ηεο αλεκνγελλήηξηαο Αξρηθά δεδνκέλα Ζ κειέηε μεθίλεζε κε ηελ αλαδήηεζε ησλ αλεκνινγηθψλ ζηνηρείσλ ηεο Μεζψλεο απφ ηελ ΔΜΤ ( Δζληθή Μεηεσξνινγηθή Τπεξεζία ), κε ζηφρν λα γίλεη ε απνηίκεζε ηνπ αηνιηθνχ δπλακηθνχ, θαη θαηφπηλ ζηε δηεξεχλεζε ηεο 86

98 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΒΡΙΔΙΚΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ ΣΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΗ ΜΕΘΩΝΗ δπλαηφηεηαο εγθαηάζηαζεο ηνπ πβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο. Σα δεδνκέλα πνπ δφζεθαλ ήηαλ : Σαρχηεηα θαη δηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ πνπ παξαηεξήζεθαλ θαζφιε δηάξθεηα ηνπ έηνπο 2008 θαηαγεγξακκέλεο αλά 3h. station code Πίλαθαο 6.1: Μεηεξεσινγηθά δεδνκέλα απφ ΔΜΤ γηα ηελ πεξηνρή ηεο Μεζψλεο m30 year m30 month m30 day UTC hour wind force knot wind dir πσο θαίλεηαη ζηνλ παξαπάλσ πίλαθα ηα δεδνκέλα πνπ δφζεθαλ ήηαλ: Ο θσδηθφο ηνπ κεηεσξνινγηθνχ ζηαζκνχ ηεο Μεζψλεο Σν έηνο, ν κήλαο, ε κέξα θαη ε ψξα κέηξεζεο Ζ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ ζε θφκβνπο Ζ δηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ Ζ ξηπή αλέκνπ θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ ηξίσξνπ (ζηνηρείν φκσο πνπ δε ρξεζηκνπνηήζεθε ζηελ έξεπλα γηαπηφ δελ παξνπζηάδεηαη ζηνλ πίλαθα 6.1) 87

99 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΒΡΙΔΙΚΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ ΣΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΗ ΜΕΘΩΝΗ νη κέζεο ηαρχηεηεο αλά κήλα ζε θιίκαθα Beaufort, κε ηε ζπρλφηεηα εκθάληζεο ηνπο γηα ηελ πεξίνδν φπσο θαίλεηαη ελδεηθηηθά γηα ηνλ κήλα Ηαλνπάξην ζηνπο παξαθάησ πίλαθεο: Πίλαθαο 6.2: Γηεχζπλζε θαη κέζε ηαρχηεηα αλέκνπ γηα ην κήλα Ηαλνπάξην BEAUF N NE E SE S SW W NW CALM SUM ,522 2, ,344 0,710 0,129 0,151 0,097 0,151 0,140 0,054-1, ,484 12,473 2,914 1,935 0,882 1,333 2,097 2,280-29, ,409 9,667 2,828 2,151 1,075 1,387 2,968 4,032-29, ,871 2,398 2,914 2,226 0,828 1,882 3,473 4,828-20, ,301 0,086 1,204 0,796 0,366 1,366 2,129 1,774-8, ,054 0,043 0,720 0,495 0,140 1,032 1,624 1,151-5, ,151 0,118 0,043 0,484 0,978 0,441-2, , ,022 0,247 0,355 0,129-0, , , ,000 > ,000 SUM 13,463 25,377 10,935 7,872 3,453 7,882 13,807 14,689 2, πσο θαίλεηαη παξαπάλσ δίδνληαη: Ζ κέζε ηαρχηεηα ζε θιίκαθα Beaufort Ζ ζπρλφηεηα εκθάληζεο Ζ δηεχζπλζε Αθνινχζεζε ε κεηαηξνπή ησλ κνλάδσλ ζχκθσλα κε ηνλ Πίλαθα 6.3 θαη φιεο νη κνλάδεο κεηαηξάπεθαλ ζε m/sec. Θα πξέπεη λα αλαθεξζεί, φηη ε θιίκαθα Beaufort δελ απνηειεί αληηθεηκεληθή κέηξεζε ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ αιιά είλαη πεξηζζφηεξν ε εθηίκεζε γηα ηελ επίδξαζε ηνπ αλέκνπ ζην πεξηβάιινλ 88

100 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΒΡΙΔΙΚΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ ΣΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΗ ΜΕΘΩΝΗ Πίλαθαο 6.3: Μνλάδεο ηαρχηεηαο αλέκνπ ( πεγή: ΔΜΤ ) Σαρύηεηεο πρλόηεηα εκθάληζεο Ωξηαία δηαθύκαλζε ε απηφ ην ζεκείν μεθίλεζε ε επεμεξγαζία ησλ ζηνηρείσλ. ηνλ Πίλαθα 6.4 θαίλεηαη ε θαηαλνκή ηαρπηήησλ γηα ηελ πεξίνδν αλά κήλα, ελψ ζην γξάθεκα 13 ε εηήζηα θακπχιε θαηαλνκήο πεξηφδνπ Δπίζεο ζην γξάθεκα 14 δίλεηαη ε ζπγθεληξσηηθή θακπχιε θαηαλνκήο ηαρπηήησλ πεξηφδνπ Παξαηεξνχκε φηη ζπρλφηεξε εκθάληζε έρνπλ νη ηαρχηεηεο απφ 2-7 m/s, ελψ ηαρχηεηεο 12 m/s θαη άλσ είλαη ζρεδφλ κεδεληθέο. 89

101 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΒΡΙΔΙΚΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ ΣΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΗ ΜΕΘΩΝΗ Πίλαθαο 6.4: Καηαλνκή ηαρπηήησλ γηα ηελ πεξίνδν αλά κήλα ταχφτητα ανζμου Κατανομή ( % ) ανά μήνα Μζςη ετήςια κατανομή BEAUF m/sec % 0 0-0,2 2,522 2,314 3,577 6,255 7,082 5,926 6,111 7,505 6,482 3,583 2,613 3,059 4, ,3-1,5 1,776 1,746 2,808 3,155 3,345 3,378 2,5 3,42 3,645 3,088 2,467 1,83 2, ,6-3,3 29,398 26,11 27,259 23,528 24,315 21,07 18,541 21,207 29,588 34,78 32,2 28,589 26, ,4-5,4 29,517 28,258 25,636 24,295 25,895 26,905 27,563 27,165 25,565 31,41 29,599 28,943 27, ,5-7,9 20,42 22,774 22,806 24,594 26,649 28,208 29,934 25,971 24,975 18,627 18,295 20,773 23, ,7 8,022 10,519 10,338 11,12 9,195 10,735 11,642 10,484 7,558 6,047 8,813 8,74 9, ,8-13,8 5,259 5,413 5,111 5,865 3,034 3,445 3,428 3,947 1,843 1,861 4,214 5,354 4, ,9-17,1 2,215 2,206 1,561 1,022 0,463 0,333 0,281 0,301 0,244 0,538 1,221 1,936 1, ,2-20,7 0,828 0,613 0,861 0,166 0, ,1 0,044 0,512 0,732 0, ,8-24,4 0,043 0,047 0, ,022 0,066 0,022 0, ,5-28, ,022 0,002 > 11 24,5-28,

102 Συχνότητα εμφάνιςησ ( % ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΒΡΙΔΙΚΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ ΣΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΗ ΜΕΘΩΝΗ Καμπφλη κατανομών περιόδου ,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0-5, Ταχφτητα ανζμου ( m/sec ) Γξάθεκα 9: Δηήζηα θακπχιε θαηαλνκήο πεξηφδνπ

103 Συχνότητα εμφάνιςησ ( % ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΒΡΙΔΙΚΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ ΣΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΗ ΜΕΘΩΝΗ Συγκεντρωτική Καμπφλη Κατανομήσ Ανζμων περιοχή Μεθώνησ Ιανουάριοσ Φεβρουάριο σ Μάρτιοσ Απρίλιοσ Μάϊοσ Ιοφνιοσ Ιοφλιοσ ,2 0,3-1,5 1,6-3,3 3,4-5,4 5,5-7,9 8-10,7 10,8-13,8 13,9-17,1 17,2-20,7 20,8-24,4 24,5-28,4 24,5-28,4 Ταχφτητα ανζμου ( m/sec ) Γξάθεκα 10: πγθεληξσηηθή θακπχιε θαηαλνκήο ηαρπηήησλ πεξηφδνπ

104 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΒΡΙΔΙΚΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ ΣΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΗ ΜΕΘΩΝΗ ηε ζπλέρεηα πξαγκαηνπνηείηαη ε ζηαηηζηηθή επεμεξγαζία ησλ ηαρπηήησλ θαη ηεο θαηαλνκήο θαη πξνθχπηνπλ ηα εμήο ζηαηηζηηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ δείγκαηνο, πνπ θαίλνληαη ζηνλ Πίλαθα 6.5 Πίλαθαο 6.5: ηαηηζηηθά ραξαθηεξηζηηθά δείγκαηνο τατιςτικά Χαρακτθριςτικά Δείγματοσ Μζςθ τιμι Σαχφτθτασ 6,65 Συπικι απόκλιςθ Δείγματοσ 2,46 Έπεηηα πξαγκαηνπνηείηαη κεηαηξνπή ηεο ζπρλφηεηαο εκθάληζεο ησλ ηαρπηήησλ ζε ψξεο ην έηνο θαη πξνθχπηεη ε εμέιημε ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ έηνπο. ηνλ Πίλαθα 6.6 δίλεηαη ε παξαπάλσ δηαδηθαζία, ελψ ζηα Γξάθεκα 15 θαίλεηαη ε κέζε εηήζηα θακπχιε θαηαλνκήο πεξηφδνπ Πίλαθαο 6.6: Πίλαθαο ηαρπηήησλ - θαηαλνκήο Ταχφτητεσ ςτα 10m ( m/sec ) Ταχφτητεσ ςτα 60m ( m/sec ) Εμπειρικζσ κατανομζσ Ώρεσ/ ζτοσ Συνολικόσ χρόνοσ Κάτω όριο Πάνω όριο Μζςη τιμή Μζςη τιμή fi ( % ) Fi ( % ) hr hr 0 0,2 0,1 0,131 4,752 4, ,3 1,5 0,9 1,179 2,763 7, ,6 3,3 2,45 3, ,382 33, ,4 5,4 4,4 5,764 27,563 61, ,5 7,9 6,7 8,777 23,669 85, ,7 9,35 12,2485 9,434 94, ,8 13,8 12,3 16,113 4,065 98, ,9 17,1 15,5 20,305 1,027 99, ,2 20,7 18,95 24,8245 0,323 99, ,8 24,4 22,6 29,606 0, , ,5 28,4 26,45 34,6495 0, , ,5 32,6 30,55 40,0205 0, ,

105 Συχνότητα εμφάνιςησ ( % ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΒΡΙΔΙΚΟΤ ΤΣΗΜΑΣΟ ΣΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΗ ΜΕΘΩΝΗ Καμπφλη κατανομών περιόδου ,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0-5, Ταχφτητα ανζμου ( m/sec ) Γξάθεκα 11: Μέζε εηήζηα θακπχιε θαηαλνκήο πεξηφδνπ Τπνινγηζκόο ηεο ελέξγεηαο ηεο αλεκνγελλήηξηαο Σν επφκελν βήκα είλαη ε επηινγή ηεο αλεκνγελλήηξηαο. Δπηιέρζεθε κηα αλεκνγελλήηξηα Vestas 850/54-850kW, Γαλέδηθεο θαηαζθεπήο, κε δηάκεηξν 52m θαη χςνο πχξγνπ 60m ε νπνία εθκεηαιιεχεηαη θαη απνδίδεη ζηνλ θαιχηεξν δπλαηφ ηξφπν φιν ην εχξνο ησλ ηηκψλ ησλ ηαρπηήησλ ηνπ αλέκνπ (εηθφλα 6.2). Οη ηηκέο ησλ ηαρπηήησλ πνπ δφζεθαλ απφ ηελ ΔΜΤ αλαθέξνληαη ζε χςνο 10m απφ ην έδαθνο, δηφηη ζε απηφ ην χςνο είλαη ηνπνζεηεκέλν ην αλεκφκεηξν. Οπφηε γηα ηελ επεμεξγαζία ηνπο έπξεπε λα γίλεη ε αλαγσγή ηεο ηαρχηεηαο απφ ηα 10m ζηα 60m πνπ είλαη ην θέληξν ηνπ ξφηνξα ηεο αλεκνγελλήηξηαο, ζχκθσλα κε ηε ζρέζε : u ln z 2 2 z = 0 u 1 ln z 1 z 0 φπνπ: u 1, u 2 ε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ ζε χςε z 1 θαη z 2 αληίζηνηρα. z 0 ε παξάκεηξνο ηξαρχηεηαο. Γηα ηελ πεξηνρή κειέηεο ζεσξήζεθε z 0 = 1, καθθία βιάζηεζε) 94