Θέμα Αυτόνομες ενεργειακές κατοικίες

Transcript

1 Γενικό Λύκειο Αρκαλοχωρίου Σχ. Ετος: Ερευνητική Εργασία Project Θέμα Αυτόνομες ενεργειακές κατοικίες Τίτλος υποθέματος Τεχνολογία και Εξοικονόμηση ενέργειας Ομάδα υλοποίησης Λόκκοι Τμήμα: Α1 Εισηγητής Θέματος Κάββαλος Στυλιανός Εκπαιδευτικός Πληροφορικής Μαθητές Αναπολιωτάκη Στέλλα Βολυράκη Χαρά Γιανοπουλάκη Βάλια Ιωαννίδης Γιάννης Καλογεράκη Ελένη Μπορμπαντωνάκη Χριστίνα Επιβλέποντας Καββαλος Στυλιανός Πληροφορικής Η εργασία είναι διαθέσιμη και στον δικτυακό τόπο της σχολικής μονάδας

2 Κατάλογος περιεχομένων 1.ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΙΣ ΜΕΡΕΣ ΜΑΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΊΑ Τεχνολογία και οικονομία...5 ΤΡΟΠΟΙ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Η σημασία της εξοικονόμησης ενεργείας Τρόποι εξοικονόμησης ενέργειας Αιολική Ενέργεια Αιολικό πάρκο Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Θαλάσσια αιολικά πάρκα Φωτοβολταϊκά Ιστορία της ηλιακής ενέργειας Συνδεσμολογία Συστοιχία φωτοβολταϊκών Απόδοση των φωτοβολταικων Διαθέσιμη ηλιακή ενέργεια για τα φωτοβολταικα Φ/Β πλαίσιο Το μέλλον των φωτοβολταϊκών Φωτοβολταϊκό φαινόμενο Παθητικά ηλιακά συστήματα Τι είναι τα φωτοβολταϊκά και πως λειτουργούν Φωτοβολταικά συστήματα με μπαταρίες Πλεονεκτήματα Άνθρωπος και Περιβάλλον...25

3 1.ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΙΣ ΜΕΡΕΣ ΜΑΣ Τεχνολογία είναι η μεθοδολογία εφαρμογής των κανόνων, των επιστήμων, στη σύγχρονη ζωή. Η τεχνολογία μπορεί να αναφερθεί σε υλικά αντικείμενα που βοηθάνε τον άνθρωπο όπως μηχανές ή σκευές αλλά μπορεί να περιλαμβάνει ευρύτερα θέματα όπως συστήματα, μέθοδοι οργάνωσης και τεχνικές. Η χρήση της τεχνολογίας ανακαλύφθηκε από τον άνθρωπο και ξεκίνησε με την μετατροπή φυσικών πρώτων υλών σε απλά καθημερινά εργαλεία. Τα τελευταία χρόνια έχουν ανακαλυφθεί διάφορα τεχνολογικά επιτεύγματα όπως είναι τα φωτοβολταϊκά που έχουν βοηθήσει τον άνθρωπο στην εξοικονόμηση ηλεκτρικού ρεύματος. Στις μέρες μας όλοι οι άνθρωποι χρειάζονται την τεχνολογία γιατί τον βοηθάει να συλλέγει πληροφορίες και να επικοινωνεί με άλλους ανθρώπους με πιο εύκολο τρόπο. Υπάρχουν κύριοι τομείς στην τεχνολογία οι οποίοι είναι: Πληροφορία και Επικοινωνία: Η τεχνολογία έχει βοηθήσει αρκετά στις πληροφορίες παρέχοντας ηλεκτρονικούς υπολογιστές και internet που δίνουν με ένα εύκολο τρόπο χρήσιμες πληροφορίες για διάφορα θέματα. Βιομηχανία: Με την χρήση της τεχνολογίας στην βιομηχανία έχουν εξελιχθεί τα εργοστάσια παράγοντας διάφορα υλικά αγαθά. Στρατιωτική τεχνολογία Οικιακή τεχνολογία: Το κάθε σπίτι με την βοήθεια της τεχνολογίας μπορεί να έχει φωτοβολταϊκά, ενδοδαπέδιου καλοριφέρ, ενεργειακό τζάκι κ.α. Μεταφορές : Στο πέρασμα των χρόνων με την βοήθεια της τεχνολογίας ανακαλύφθηκαν διάφορα μέσα μεταφοράς (όπως αυτοκίνητα, μηχανές, ποδήλατα κ.α.) που βοηθούν στην μεταφορά των ανθρώπων από το ένα μέρος στο άλλο. Υγεία και Ασφάλεια: Η τεχνολογία έχει παίξει σημαντικό ρόλο στην υγεία παρέχοντας ασθενοφόρα για την γρηγορότερη μεταφορά ασθενών. Επίσης έχει βοηθήσει στην ασφάλεια των ανθρώπων χρησιμοποιώντας συναγερμούς και κάμερες.

4 1.1 ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΊΑ Η χρήση της τεχνολογίας προς το περιβάλλον μπορεί να αποβεί άχρηστη και βλαβερή αλλά μπορεί και να το βοηθήσει. Με το να χρησιμοποιούμε την τεχνολογία στο περιβάλλον πολύ συχνά μπορούν να δημιουργηθούν πολλά σοβαρά προβλήματα όπως: H μείωση του στρατοσφαιρικού όζοντος Η όξινη βροχή Η ρύπανση της ατμόσφαιρας Η καταστροφή των οικοσυστημάτων Η αύξηση του όγκου των απορριμάτων Ο ευτροφισμός των νερών Οι πετρελαιοκηλίδες Το φαινόμενο του θερμοκηπίου Η υπερκατανάλωση του νερού Το ενεργειακό πρόβλημα Η αισθητική υποβάθμιση του τοπίου Η τεχνολογία σε σχέση με τα προϊόντα που εισάγει έχει γίνει μέρος της καθημερινότητάς μας. Καθημερινά γίνονται διάφορες αλλαγές στην τεχνολογία με μεγάλη ταχύτητα,που κανείς δεν ξέρει πως θα εξελιχθεί ο κόσμος μετά από λίγα χρόνια. Αρκετοί άνθρωποι και ιδιαίτερα οι έφηβοι παρασύρονται πολύ εύκολα από τα προϊόντα της τεχνολογίας όπως: τα κινητά τηλέφωνα,το internet,το Facebook,το msn. Στον τομέα της τεχνολογίας υπάρχουν και τα εργοστάσια τα οποία παρέχουν εξελιγμένα μηχανήματα τα οποία βγάζουν αέρια με αποτέλεσμα τη μόλυνση του περιβάλλοντος. Το ανθρώπινο γένος ευτύχισε να βρεθεί μέσα σε τόσο αφιλόξενο αλλά και μαζί φιλόξενο και ελπιδοφόρο φυσικό περιβάλλον,που ήταν διατεθειμένο να του εξασφαλίσει τους όρους διαβίωσης,αν συμφωνούσε μαζί του και αποφάσιζε να το αναμορφώσει να το σεβαστεί και να το προστατεύσει,έως φυσικά το βαθμό που μπορεί. Δεν είναι τυχαίο που το ανθρώπινο γένος όπως το γνωρίζουμε σήμερα αλλά και όπως το αποκαλύπτει η ιστορία του αναδύθηκε μέσα από το περιβάλλον. Άνθρωπος και φύση λοιπόν συνιστούν μια αδιάσπαστη ενότητα. Ο άνθρωπος αποκομίζει απ αυτήν το πρωτογενές υλικό για την εξέλιξη του, ενώ η φύση μέσω αυτού εκλογικεύει και αποδεσμεύει τις βαθύτερες δομές και δυνάμεις της. Στη σχέση αλληλεξάρτησης και αλληλεπίδρασης που αναπτύσσεται ανάμεσα τους μέχρι τώρα κυριαρχούσε η πρόσφορα και η συμβολή του φυσικού περιβάλλοντος στην εξέλιξη της ανθρωπότητας. Η σημασία του φυσικού περιβάλλοντος στη διασφάλιση των όρων που προαπαιτεί η επιβίωση του ανθρώπου είναι καθοριστική.τα απαραίτητα συστατικά που έχει ο άνθρωπος, ο αέρας, το νερό, τα θρεπτικά στοιχεία, που συμβάλλουν στην ομοιόσταση και την απόκτηση της απαιτούμενης ενέργειας για της οποίες δραστηριότητες,βρίσκονται μέσα στο φυσικό περιβάλλον. Σήμερα χάρη στις τεράστιες δυνάμεις της τεχνολογίας η ζωή μας και το περιβάλλον αλλάζουν με τόση ταχύτητα που κανείς δεν μπορεί να προβλέψει πως θα είναι ο κόσμος το Στην πραγματικότητα, μοιάζουμε με μικρά αδύναμα πλάσματα παρασυρμένα απ' αυτές τις δυνάμεις. Αυτές οι δυνάμεις που δημιουργούνται από χιλιάδες επιστήμονες και ειδικούς βρίσκονται στα χέρια πανίσχυρων εταιρειών ή κυβερνήσεων που τις χρησιμοποιούν για να επιβάλλουν τις θελήσεις τους οικονομικές στρατιωτικές ή πολιτικές. Αυτός είναι και ένας από τους βασικούς σκοπούς της τεχνολογίας, Είναι ο νέος τρόπος για τη δημιουργία κατακτήσεων και αποικιών.

5 Και είναι εδώ ακριβώς που επισημαίνουμε μια από τις αποτυχίες της. Είναι ανήθικο να χρησιμοποιείται η τεχνολογία για κατακτητικούς και «απελευθερωτικούς σκοπούς και είναι εντελώς απαράδεκτο κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας να καταστρέφεται το περιβάλλον. 1.2 Τεχνολογία και οικονομία Το σύνολο των στοιχείων της οικονομικής ανάλυσης, που είναι απαραίτητα για την αποτελεσματική διαχείριση και εκμετάλλευση των παραγωγικών πόρων στην κατασκευή, λειτουργία και συντήρηση των τεχνικών έργων αναφέρεται ως τεχνολογική οικονομική. Η Τεχνολογική Οικονομική ασχολείται με τη σύγκριση και αξιολόγηση εναλλακτικών λύσεων και με την εφαρμογή συγκεκριμένων αρχών της οικονομίας στο πρόβλημα των τεχνολογικών κυρίως επενδύσεων. Ο άνθρωπος, από την πρώτη στιγμή της εμφάνισής του στη γη, προσπάθησε να προστατευθεί από το κρύο και από τη ζέστη, από τον αέρα και τη βροχή. Με άλλα λόγια προσπάθησε να θέσει το περιβάλλον κάτω από τον έλεγχό του. Έφτιαξε καλύβες και εργαλεία για να ψαρεύει, να κυνηγά και να καλλιεργεί τη γη. Έφτιαξε πράγματα που έκαναν τη ζωή πιο εύκολη και πιο ευχάριστη. Έτσι ξεκίνησε η τεχνολογία. Η τεχνολογία ήταν μέχρι σήμερα και θα συνεχίσει να είναι και στο μέλλον το αποτέλεσμα ατομικών και συλλογικών προσπαθειών. Και ο μόνος τρόπος ν' αυξήσουμε την ευαισθητοποίηση και να ευρύνουμε την κοινωνική αποδοχή για τη σύγχρονη τεχνολογία είναι ν' αυξήσουμε το ενδιαφέρον, στον τομέα αυτόν, όλων των κοινωνικών ομάδων και να πείσουμε τους ανθρώπους ότι η τεχνολογία μπορεί να παίξει ένα σημαντικό ρόλο στην επίλυση των κοινωνικών προβλημάτων. Η συνειδητοποίηση του σημαντικού ρόλου της τεχνολογίας προχωρεί με αργό ρυθμό και στη χώρα μας. Όχι μόνο στο χώρο της παραγωγικής διαδικασίας, όπου ήταν μέχρι σήμερα γνωστή, περιορισμένη και απομονωμένη, αλλά στην κοινωνία γενικά, ως πρωταρχικού παράγοντα για την οικονομική ανάπτυξη και επιβίωση στη μεταβιομηχανική κοινωνία στην οποία ζούμε. Ζούμε σ' ένα κόσμο τον οποίο διαμορφώνει ο άνθρωπος. Τα τεχνολογικά επιτεύγματα τα τελευταία χρόνια καλύπτουν τόσο ευρύ φάσμα τομέων και συνεχίζουν να δημιουργούν τόσο σημαντικές αλλαγές στην κοινωνία και το περιβάλλον, ώστε να μιλάμε για τη μεταβιομηχανική, "τεχνολογική" κοινωνία. Ο τρόπος της ζωής σήμερα, τα ρούχα μας, η τροφή, τα μέσα συγκοινωνίας και επικοινωνίας, οι συνθήκες στον εργασιακό χώρο, το μέγεθος και ο τρόπος χρησιμοποίησης του ελεύθερου χρόνου, είναι απίστευτα διαφορετικά απ' ότι ήταν πριν από 50 ή και 25 χρόνια. Και η αλλαγή συνεχίζεται με αυξανόμενο ρυθμό.

6 ΤΡΟΠΟΙ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 2.1 Η σημασία της εξοικονόμησης ενεργείας Η εξοικονόμηση ενέργειας αποτελεί τον βασικότερο τρόπο της κάθε χώρας αφού θεωρείται ως μια από τις πλέον αξιόλογες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Για την Κύπρο η εξοικονόμηση ενέργειας έχει ιδιαίτερη σημασία αφού η χώρα μας εξαρτάται σχεδόν αποκλειστικά από εισαγωγές είδη πετρελαίου το κόστος των οποίων είναι πολύ μεγάλο και επηρεάζει αρνητικά το ισοζύγιο πληρωμών. Είναι φανερό ότι για κάθε ποσότητα ενέργειας που καταφέρνουμε να εξοικονομήσουμε θα υπάρχει αντίστοιχη μείωση στις εισαγωγές μας σε είδη πετρελαίων με όλα τα καλά αποτελέσματα τόσο για την οικονομία του τόπου όσο και για το περιβάλλον. Η αξιοποίηση της εξοικονόμησης ενέργειας προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα αφού εκτός από το γεγονός ότι βοηθά στην απεξάρτηση του ενεργειακού μας συστήματος από ακριβή ξένη ενέργεια μεγάλες τις προσπάθειες για την επιτυχία του στόχου της αύξησης της ασφάλειας του εφοδιασμού και μειώνει τις εκπομπές των αερίων θερμοκηπίου προς το περιβάλλον. Ο τομέας των κτηρίων και των μεταφορών αποτελούν τους μεγαλύτερους καταναλωτές ενέργειας στη χώρα. Τα κτήρια στην Ελλάδα ευθύνονται περίπου για το 36% της συνολικής ενεργειακής κατανάλωσης ενώ κατά την περίοδο αύξησαν την ενεργειακή τους κατανάλωση κατά περίπου 24% μία από τις μεγαλύτερες αυξήσεις στην Ευρώπη. Ένας από τους βασικούς λόγους για τους οποίους τα ελληνικά κτήρια είναι ιδιαιτέρως ενεργοβόρα είναι η παλαιότητά τους και η μη ενσωμάτωση σύγχρονης τεχνολογίας σε αυτά, λόγω έλλειψης σχετικής νομοθεσίας τα τελευταία 30 χρόνια. Περισσότερα από αυτά τα κτήρια αντιμετωπίζουν θέματα όπως μερική ή παντελή έλλειψη θερμομόνωσης, παλαιάς τεχνολογίας κουφώματα ελλιπή ηλιοπροστασίας των νότιων και δυτικών όψεών τους, μη επαρκή αξιοποίηση του υψηλού ηλιακού δυναμικού της χώρας, ανεπαρκή συντήρηση των συστημάτων θέρμανσης με αποτέλεσμα χαμηλή απόδοση.

7 2.2 Τρόποι εξοικονόμησης ενέργειας Η εξοικονόμηση ενέργειας μπορεί να επιτευχθεί με διάφορους τρόπους μερικοί από τους οποίους περιγράφονται πιο κάτω: Καθαρισμός νερού Καθαρισμός νερού : Η όλη ιδέα / έννοια του έχουν βρωμιά / φύτρο / ρύπανση δωρεάν νερό που ρέει σε όλο το περιβάλλον. Πολλά άλλα φαινόμενα οδηγούν από αυτή την έννοια του καθαρισμού του νερού. Η ρύπανση των υδάτων είναι ο κύριος εχθρός της έννοιας αυτής, καθώς και οι διάφορες εκστρατείες και ακτιβιστές έχουν οργανωθεί σε όλο τον κόσμο για να βοηθήσει καθαρίζει το νερό. Φυσικό αέριο Το φυσικό αέριο είναι η καθαρότερη πηγή πρωτογενούς ενέργειας, μετά τις ανανεώσιμες μορφές. Τα μεγέθη των εκπεμπόμενων ρύπων είναι σαφώς μικρότερα σε σχέση με τα συμβατικά καύσιμα, ενώ η βελτίωση του βαθμού απόδοσης μειώνει τη συνολική κατανάλωση καυσίμου και συνεπώς περιορίζει την ατμοσφαιρική ρύπανση. Αιολική ενέργεια Η εκμετάλλευση της ενέργειας του ανέμου υπήρξε από την αρχαιότητα μια λύση για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών του ανθρώπου: ιστιοφόρα, ανεμόμυλοι κ.λ.π. Για την αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας χρησιμοποιούμε σήμερα τις ανεμογεννήτριες, οι οποίες μετατρέπουν την κινητική ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική. Οι νησιωτικές περιοχές της Ελλάδας είναι από τις ευνοϊκότερες γεωγραφικές θέσεις παγκοσμίως για την εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας. Εξοικονόμηση στα κτίρια Σημαντική παράμετρος, επίσης, που καθορίζει την ενεργειακή απόδοση ενός κτηρίου είναι η συμπεριφορά των ενοίκων. Η ελλιπής ενημέρωση των χρηστών-κατοίκων σε θέματα ορθολογικής χρήσης και διαχείρισης της ενέργειας, οδηγεί συχνά σε σπάταλες συμπεριφορές όπως η εγκατάσταση μεμονωμένων κλιματιστικών συστημάτων χωρίς μελέτη, η χρήση συσκευών χαμηλής απόδοσης, ή μη συντήρηση του συστήματος θέρμανσης, κ.α.

8 Φωτοβολταϊκά Με τον γενικό όρο φωτοβολταϊκά χαρακτηρίζονται οι βιομηχανικές διατάξεις μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Στην ουσία πρόκειται για ηλεκτρογεννήτριες που συγκροτούνται από πολλά φωτοβολταϊκά στοιχεία σε επίπεδη διάταξη που έχουν ως βάση λειτουργίας το φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Τα φωτοβολταϊκά ανήκουν στη κατηγορία των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική, λύνοντας έτσι το πρόβλημα της ηλεκτροδότησης περιοχών που είναι δύσκολο να πάρουν ρεύμα από το ηλεκτρικό δίκτυο. 'Ένα από τα μειονεκτήματα των φωτοβολταϊκών είναι ότι δεν παράγουν ενέργεια το βράδυ παρόλα αυτά η ενέργεια που παράγουν καθ όλη την διάρκεια της ημέρας είναι αρκετή για να ικανοποιήσει τις ανάγκες του νοικοκυριού. Τα φωτοβολταϊκά επιτρέπονται παγκοσμίως καθώς οι πολίτες επιτρέπονται να πουλούν την ενέργεια που παράγουν. Το γεγονός ότι τα φωτοβολταϊκά σε πρώτη όψη είναι αντιαισθητικά όμως αξίζει να σημειωθεί πως καθώς όλο και περισσότεροι πολίτες χρησιμοποιούν τα φωτοβολταϊκά δίνεται περισσότερη βαρύτητα στην εμφάνιση και στον σχεδιασμό τους. Η διατήρηση τους δεν είναι αρκετά δύσκολη, αφού τα περισσότερα έχουν 25 χρόνια εγγύηση και το μόνο που χρειάζονται για να μείνουν καλοδιατηρημένα είναι ο συχνός καθαρισμός σε αραία χρονικά διαστήματα, καθώς δεν φθείρονται από χιόνι ή βροχή. Τα φωτοβολταϊκά δείχνουν να λειτουργούν και σε ψυχρά κλίματα.

9 3.Αιολική Ενέργεια Η αιολική ενέργεια δημιουργείται έμμεσα από την ηλιακή ακτινοβολία, γιατί η ανομοιόμορφη θέρμανση της επιφάνειας της γης προκαλεί τη μετακίνηση μεγάλων μαζών αέρα από τη μια περιοχή στην άλλη, δημιουργώντας έτσι τους ανέμους. Είναι μια ήπια μορφή ενέργειας, φιλική προς το περιβάλλον, πρακτικά ανεξάντλητη, γι' αυτό και είναι ανανεώσιμη Αν υπήρχε η δυνατότητα, με τη σημερινή τεχνολογία, να καταστεί εκμεταλλεύσιμο το συνολικό αιολικό δυναμικό της γης, εκτιμάται ότι η παραγόμενη σε ένα χρόνο ηλεκτρική ενέργεια θα ήταν υπερδιπλάσια από τις ανάγκες της ανθρωπότητας στο ίδιο διάστημα. Υπολογίζεται ότι στο 25 % της επιφάνειας της γης επικρατούν άνεμοι μέσης ετήσιας ταχύτητας πάνω από 5,1 m/sec, σε ύψος 10 m πάνω από το έδαφος. Όταν οι άνεμοι πνέουν με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτή την τιμή, τότε το αιολικό δυναμικό του τόπου θεωρείται εκμεταλλεύσιμο και οι απαιτούμενες εγκαταστάσεις μπορούν να καταστούν οικονομικά βιώσιμες, σύμφωνα με τα σημερινά δεδομένα. Άλλωστε το κόστος κατασκευής των ανεμογεννητριών έχει μειωθεί σημαντικά και μπορεί να θεωρηθεί ότι η αιολική ενέργεια διανύει την " πρώτη" περίοδο ωριμότητας, καθώς είναι πλέον ανταγωνιστική των συμβατικών μορφών ενέργειας. Η χώρα μας διαθέτει εξαιρετικά πλούσιο αιολικό δυναμικό και η αιολική ενέργεια μπορεί να γίνει σημαντικός μοχλός ανάπτυξής της. Από το 1982, οπότε εγκαταστάθηκε από τη ΔΕΗ το πρώτο αιολικό πάρκο στην Κύθνο, μέχρι και σήμερα έχουν κατασκευασθεί στην Άνδρο, στην Εύβοια, στη Λήμνο, Λέσβο, Χίο, Σάμο και στην Κρήτη εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από τον άνεμο συνολικής ισχύος πάνω από 30 Μεγαβάτ. Μεγάλο ενδιαφέρον επίσης δείχνει και ο ιδιωτικός τομέας για την εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας, ιδιαίτερα στην Κρήτη, όπου το Υπουργείο Ανάπτυξης έχει εκδώσει άδειες εγκατάστασης για νέα αιολικά πάρκα συνολικής ισχύος δεκάδων Μεγαβάτ. Τεχνολογία ανεμογεννητριών Σήμερα η εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας γίνεται σχεδόν αποκλειστικά με μηχανές που μετατρέπουν την ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική και ονομάζονται ανεμογεννήτριες. Κατατάσσονται σε δύο βασικές κατηγορίες: - τις ανεμογεννήτριες με οριζόντιο άξονα, όπου ο δρομέας είναι τύπου έλικας και ο άξονας μπορεί να περιστρέφεται συνεχώς παράλληλα προς τον άνεμο και - τις ανεμογεννήτριες με κατακόρυφο άξονα που παραμένει σταθερός 3.1.Αιολικό πάρκο Το αιολικό πάρκο είναι μεγάλη περιοχή με εγκατεστημένες πολλές ανεμογεννήτριες που παράγουν ρεύμα περιστρεφόμενες από την ενέργεια του ανέμου, προκειμένου να τροφοδοτήσουν μία κατοικημένη περιοχή, είτε είναι μία πόλη, είτε ένα χωριό. Το αιολικό πάρκο δε μολύνει την ατμόσφαιρα με διοξείδιο του άνθρακα ή άλλα αέρια που συμβάλλουν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου.

10 3.2.Μειονεκτήματα Κάνουν θόρυβο. Μπορεί τα πτερύγια των ανεμογεννητριών να τραυματίσουν ή σκοτώσουν πτηνά. Δεν παράγουν τόσο ρεύμα όσο ένα ατμοηλεκτρικό εργοστάσιο. Υπάρχει μεγάλο κόστος και χρειάζεται μεγάλη έκταση για να κατασκευαστεί ένα αιολικό πάρκο. Χρειάζεται άνεμο για να παράγουν ρεύμα και σε μία περιοχή δεν φυσάει συνέχεια όλο το χρόνο. 3.3.Θαλάσσια αιολικά πάρκα Τα θαλάσσια αιολικά πάρκα παράγουν ρεύμα από τον άνεμο που φυσά στη θάλασσα. Τα θεμέλια των ανεμογεννητριών κατασκευάζονται στο βυθό της θάλασσας και ο πύργος της ανεμογεννήτριας έξω από το νερό. Όμως υπάρχει τεράστιο κόστος, μεγαλύτερο από ένα επίγειο αιολικό πάρκο, για να κατασκευαστεί ένα θαλάσσιο αιολικό πάρκο, γι' αυτό ο αριθμός τους είναι πολύ περιορισμένος. Η πρώτη χώρα που κατασκεύασε θαλάσσιο αιολικό πάρκο ήταν η Δανία το Στην παγκόσμια αγορά έχουν επικρατήσει οι ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα σε ποσοστό 90 %. Η ισχύς τους μπορεί να ξεπερνά τα 500 Kw και μπορούν να συνδεθούν κατευθείαν στο ηλεκτρικό δίκτυο της χώρας. Έτσι μια συστοιχία πολλών ανεμογεννητριών, που ονομάζεται αιολικό πάρκο, μπορεί να λειτουργήσει σαν μια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

11 4.Φωτοβολταϊκά Η Ελλάδα απολαμβάνει τον ήλιο σχεδόν όλο το χρόνο. Εφόσον έχουμε αυτό το προνόμιο, οφείλουμε να το εκμεταλλευτούμε μέσω τεχνολογιών που χρησιμοποιούν τη θερμική και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία του ήλιου. Αυτή η εναλλακτική πηγή ενέργειας είναι ανανεώσιμη και φιλική προς το περιβάλλον. Τα ηλιακά θερμικά συστήματα μέσω ηλιακών συλλεκτών μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε θερμική και έτσι καλύπτεται η ενεργειακή ανάγκη για θέρμανση νερού χρήσης. Τα ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρικό ρεύμα. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να καλύψουν τις ανάγκες μιας κατοικίας ή ακόμη και για κεντρική ηλεκτροπαραγωγή. Παράγουν συνεχές ρεύμα και λειτουργούν σε αρκετά δύσκολες κλιματολογικές συνθήκες. Έχουν μικρό βάρος και τοποθετούνται στο έδαφος, σκεπές, ταράτσες και σε κτήρια. 4.1.Ιστορία της ηλιακής ενέργειας Ο ήλιος, είναι μια πηγή απεριόριστης ενέργειας, το μεγαλύτερο μέρος της οποίας δεν χρησιμοποιείται αλλά εντούτοις μας προσφέρει ισχύ εκατομμυρίων Watts, μας κρατά θερμούς, και αναπτύσσει όλα τα τρόφιμα. Γενικά, η ηλιακή ενέργεια είναι μία ασφαλής και μη ρυπογόνος μορφή ενέργειας, η οποία εξελίσσεται συνεχώς. Κάθε ημέρα ο ήλιος φωτίζει τ η γη αρκετές χιλιάδες στιγμές τόσες ώστε είναι αρκετές για να καλύψουμε τις απαιτήσεις της ενέργειας που χρησιμοποιούμε. Ακόμη και το μικρό ποσό της ηλιακής ακτινοβολίας που χτυπά τη στέγη μας είναι πολύ περισσότερη ενέργεια απ' ό,τι όλη η ενέργεια που μπαίνει στο οίκημα μέσω των ηλεκτρικών καλωδίων. Σε ένα ομοιόμορφο στρέμμα του εδάφους η άμεση ακτινοβολία του ηλίου, μπορεί να παράγει ισχύ περίπου τέσσερις χιλιάδων ίππων, αντίστοιχο με μια μεγάλη ατμομηχανή σιδηροδρόμου. Σε λιγότερο από τρεις ημέρες η ηλιακή ενέργεια που φθάνει στη γη είναι περισσότερη απ' ό,τι το κατ' εκτίμηση σύνολο των απολιθωμένων καυσίμων στη γη! Το λογικό ερώτημα που προκύπτει σε αυτό το σημείο είναι, γιατί δεν χρησιμοποιούμε αυτό το πλεονέκτημα της μορφής ηλιακής ενέργειας; Η απάντηση, φυσικά, είναι ότι την χρησιμοποιούμε, αλλά ήμαστε ακόμα στην αρχή. Ένα ηλιακό σύστημα μπορεί να τροφοδοτήσει άμεσα ένα ραδιόφωνο εκμεταλλευόμενο την ακτινοβολία του ηλίου, αλλά ένα βενζινοκίνητο αυτοκίνητο που χρησιμοποιεί επίσης την αποθηκευμένη ηλιακή ενέργεια, η οποία έχει εγκλωβιστεί στη γη πολλά χρόνια πριν, απαιτείται άντληση για να βγει στην επιφάνεια της με αντλίες πετρελαίου ώστε να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Το πλεονέκτημα της ηλιακής ενέργειας μετατρεπόμενης άμεσα σε ηλεκτρική είναι ότι είναι μία μορφή ενέργειας μη ρυπαντική. Ο Ρώσος φιλόσοφος, Kuzma Prutkov, αποφάνθηκε ότι το φεγγάρι είναι πιο χρήσιμο από τον ήλιο, δεδομένου ότι λάμπει τη νύχτα όταν απαιτείται το φως, ενώ ο ήλιος έχει μικρή χρησιμότητα κατά την διάρκεια της ημέρας! Σε μια τέτοια τεχνολογία επίσης, απομακρυνόμαστε από την δυνατότητα και τη χρησιμότητα του ήλιου. Φαίνεται ότι η καρποφόρος εφαρμογή της ηλιακής ενέργειας προορίζεται να περιμένει μέχρι να φτάσει το ενεργειακό απόθεμα στο κατώτατο σημείο καθώς μειώνεται συνεχώς. Τώρα είναι η στιγμή να γίνουν οι ρεαλιστικοί στόχοι και οι στρατηγικές για την εκμεταλλευτούν τη δύναμης του ήλιου. Η εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας δεν είναι νέα στην πραγματικότητα, οι ημερομηνίες ανάπτυξης ηλιακής ενέργειας χρονολογούνται πίσω

12 περισσότερο από 100 έτη, στη μέση της βιομηχανικής επανάστασης. Διάφορες πρωτοποριακές εγκαταστάσεις ηλιακής ενέργειας και παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας κατασκευάστηκαν για να αναπαράγουν τον ατμό από τη θερμότητα του ήλιου, ο οποίος χρησιμοποιήθηκε στην «οδήγηση» μηχανών. Συγχρόνως, ο Henri Becquerel ανακάλυψε τη φωτοβολταϊκή επίδραση δηλαδή τ ην άμεση παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, στην έρευνα του Becquerel για την φωτοβολταϊκή επίδραση επεκτάθηκε. Η φωτοβολταϊκή επίδραση παρέμεινε μια άγνωστη πτυχή για πολλά χρόνια, δεδομένου ότι ήταν πολύ ανεπαρκής όσον αφορά την μετατροπή του φωτός του ήλιου σε ηλεκτρική ενέργεια. Οι πρόωρες φωτοβολταϊκές εφαρμογές συνδέθηκαν περισσότερο προς την αντίληψη και τη μέτρηση του φωτός (όπως το φωτόμετρο μιας φωτογραφικής μηχανής) παρά προς την παραγωγή ισχύος. Με την εμφάνιση της κρυσταλλολυχνίας και της συνοδευτικής τεχνολογίας ημιαγωγών, η αποδοτικότητα της φωτοβολταϊκής ισχύος αυξήθηκε εντυπωσιακά. Η φωτοβολταϊκή ισχύς έγινε πρακτικότερη. Κατά τη διάρκεια των ετών, πολλές επιχειρήσεις, έχουν εργαστεί για να αυξήσουν την αποδοτικότητα της φωτοβολταϊκής ισχύος. Σήμερα, τα συνήθως διαθέσιμα φωτοβολταϊκά πάνελ είναι 12% αποδοτικά, τα οποία είναι τέσσερις φορές μεγαλύτερα από ότι μερικά έτη πριν. Σήμερα, η ηλιακή ισχύς χρησιμοποιείται με δύο αρχικές μορφές: ηλιακός θερμοσίφωνας, όπου η θερμότητα του ήλιου χρησιμοποιείται στην θέρμανση του νερού και μία άλλη μορφή η οποία λειτουργώντας με ρευστό, το οποίο οδηγεί τους στροβίλους ή άλλα μηχανήματα που θα απαιτήσουν ηλεκτρική ενέργεια από τα φωτοβολταϊκά, όπου η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται άμεσα από τον ήλιο χωρίς κινούμενα μέρη. 4.2.Συνδεσμολογία Ένας τομέας που αξιοποιεί την ηλιακή ενέργεια, είναι ο Τομέας Προώθησης των Παθητικών Ηλιακών Συστημάτων σε κτιριακές εγκαταστάσεις για θέρμανση και κλιματισμό. Το ΚΑΠΕ παρέχει την απαιτούμενη τεχνική βοήθεια και τεχνολογία, μελετά τη σκοπιμότητα και το όφελος της εγκατάστασης και πραγματοποιεί έρευνα με πολλές εφαρμογές. H Ελλάδα, χώρα με μεγάλη ηλιοφάνεια, προσφέρεται για την αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας. Η μέση ημερήσια ενέργεια που δίνεται από τον ήλιο στην Ελλάδα είναι 4,6 KWh/m². H επιφάνεια των εγκαταστημένων συλλεκτών στη χώρα μας ανέρχεται περίπου σε m². Η τιμή αυτή αποτελεί ποσοστό 50% περίπου, της επιφάνειας συλλεκτών εγκατεστημένων σε ολόκληρη την Ευρώπη. Οι συλλέκτες αυτοί, κύρια αφορούν σε μικρά οικιακά συστήματα.

13 4.3.Συστοιχία φωτοβολταϊκών Η δυνατότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας τόσο σε απομακρυσμένες όσο και σε κατοικημένες περιοχές, χωρίς επιπτώσεις στο περιβάλλον, κάνει ελκυστική τη χρήση φωτοβολταϊκών συστημάτων στην Ελλάδα. Tα φωτοβολταϊκά συστήματα έχουν τη δυνατότητα μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Ένα τυπικό Φ/Β σύστημα αποτελείται από : 1.το Φ/Β πλαίσιο (είδος ηλιακού συλλέκτη) 2.το σύστημα αποθήκευσης της ενέργειας (μπαταρίες) 3.τα ηλετρονικά συστήματα που ελέγχουν την ηλεκτρική ενέργεια που παράγει η Φ/Β συστοιχία. Μία τυπική συστοιχία αποτελείται από ένα ή περισσότερα Φ/Β πλαίσια ηλεκτρικά συνδεδεμένα μεταξύ τους. Όταν τα Φ/Β πλαίσια εκτεθούν στην ηλιακή ακτινοβολία τότε αυτά μετατρέπουν ένα 10% περίπου της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Επιπλέον, η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική γίνεται αθόρυβα, αξιόπιστα και δίχως καμιά επιβάρυνση για το περιβάλλον. 4.4.Απόδοση των φωτοβολταικων Τα φωτοβολταικα πάνελ μετατρέπουν μόνο ένα ποσοστό της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρισμό. Το πόσο μεγάλο είναι αυτό το ποσοστό εξαρτάται από τον τύπο των φωτοβολταϊκών στοιχείων. Τα λεγόμενα μονοκρυσταλλικά στοιχεία έχουν τη μεγαλύτερη απόδοση (μετατρέπουν έως και το 17%-18% της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρισμό). Τα πολυκρυσταλλικά στοιχεία έχουν ελαφρώς χαμηλότερη απόδοση (14%-15%), είναι όμως φθηνότερα από τα μονοκρυσταλλικά. Υπάρχουν και τα λεγόμενα "άμορφου πυρίτιου" που αποτελούνται από μια ενιαία επιφάνεια κι όχι από διασυνδεδεμένα φωτοβολταϊκά στοιχεία όπως τα προηγούμενα. Αυτά έχουν χαμηλότερη απόδοση (5%-10%) αλλά είναι τα οικονομικότερα. Χρειάζονται απλώς μεγαλύτερη επιφάνεια για να δώσουν την ίδια ισχύ με τα μονοκρυσταλλικά ή τα πολυκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά. 4.5.Διαθέσιμη ηλιακή ενέργεια για τα φωτοβολταικα Ο ήλιος παρέχει πάνω από 1000 Watt ανά τετραγωνικό μέτρο. Έτσι, ένα φωτοβολταϊκό με διαστάσεις ένα μέτρο πλάτος και ένα μέτρο ύψος (δηλαδή ένα τετραγωνικό μέτρο) θα παράγει περίπου 160 Watt την ώρα αν αποτελείται από μονο κρυσταλλικά φωτοβολταϊκά στοιχεία, περίπου 140 Watt την ώρα αν αποτελείται από πολυκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά στοιχεία και περίπου 80 Watt την ώρα αν είναι για παράδειγμα άμορφου πυριτίου. Ένα φωτοβολταϊκό με ονομαστική μέγιστη ισχύ 100 Wp βγάζει έξοδο περίπου 20 Volt και 5 Ampere (20X5=100). Μπορούμε να συνδέσουμε όσα φωτοβολταϊκά πάνελ θέλουμε σε σειρά ή και παράλληλα, για να πετύχουμε το συνδυασμό τάσης ρεύματος (volt), έντασης ρεύματος (ampere) και φυσικά την συνολική ισχύ (watt) που θέλουμε να έχει το σύστημά μας.

14 4.6.Φ/Β πλαίσιο Τα Φ/Β πλαίσια αποτελούνται από κατάλληλα επεξεργασμένους δίσκους πυριτίου (ηλιακά στοιχεία = solar cells) που βρίσκονται ερμητικά σφραγισμένοι μέσα σε πλαστική ύλη για να προστατεύονται από τις καιρικές συνθήκες (π.χ. υγρασία). Η μπροστινή όψη του πλαισίου προστατεύεται από ανθεκτικό γυαλί. Η κατασκευή αυτή, που δεν ξεπερνά σε πάχος τα 4 με 5 χιλιοστά του μέτρου, τοποθετείται συνήθως σε πλαίσιο αλουμινίου, όπως στους υαλοπίνακες των κτιρίων. Τα εσωτερικά είναι διασυνδεδεμένα εν σειρά και παραλλήλω ανάλογα με την εφαρμογή. Στις περισσότερες εφαρμογές στο δικό μας παράλληλο, πολλά πλεονεκτήματα παρέχει το σταθερό μοντάρισμα των Φ/Β, με κατεύθυνση προς το νότο και φυσικά με την προϋπόθεση ότι η προσαρμογή γίνεται κάτω από την κατάλληλη γωνία ροπής. Τα πλεονεκτήματα είναι τα εξής: 1.Εύκολο και ολιγοδάπανο μοντάρισμα με το μικρότερο κόστος. 2.Καλή μηχανική σταθερότητα της εγκατάστασης ακόμα και κάτω από ισχυρούς ανέμους. 3.Ποικιλία δυνατοτήτων για μια αισθητικά ικανοποιητική ενσωμάτωση στις υφιστάμενες κτιριακές δομές. Από την άλλη πλευρά, η απόδοση των Φ/Β σε ενέργεια μπορεί να βελτιωθεί με την κατάλληλη κατεύθυνση τους προς τον ήλιο και μάλιστα παρατηρείται μεγαλύτερη βελτίωση όσο μεγαλύτερο είναι το εύρος της ευθείας ακτινοβολίας στο σύνολο της ακτινοβολίας. Τεχνικά η συνεχής στροφή προς τον ήλιο απαιτεί μια σταθερή κατασκευή με κίνηση και ρύθμιση της κατεύθυνσης. Αυτό βέβαια συνδέεται πάντα με μεγαλύτερο κόστος σε σχέση με το σταθερό μοντάρισμα, αλλά και με την κατανάλωση πρόσθετου ρεύματος. Η διεξαγωγή με δύο άξονες λειτουργεί με δύο προωστήρες, ώστε να προσαρμοστεί και η κατεύθυνση (δηλ. η περιστροφή γύρω από κάθετο άξονα) και η κλίση (ροπή γύρω από οριζόντιο άξονα) των Φ/Β στη θέση του ήλιου και να φέρει την καλύτερη δυνατή απόδοση. Αντίθετα, στην μονοαξονική διεξαγωγή χρησιμοποιείται ένας κυρτός, πολικός (δηλ. κατευθυνόμενος προς το βορρά) άξονας με έναν μόνο προωστήρα. Αυτού του είδους η διεξαγωγή έχει μικρότερη απόδοση σε ενέργεια, σε σχέση με τη διεξαγωγή των δύο αξόνων. Η ηλιακή ακτινοβολία πάνω στην ηλιακή γεννήτρια ενισχύεται, κατά κύριο λόγο και με έναν καθρέφτη, δηλαδή μέσω της συγκέντρωσης του ηλιακού φωτός. Βέβαια η χρήση ανακλαστήρων έχει νόημα μόνο στην κινούμενη εγκατάσταση. Η μορφή αυτή δεν μπόρεσε να επικρατήσει στην χώρα μας γιατί: Η συγκέντρωση του ηλιακού φωτός αξίζει μόνο υπό συνθήκες κινούμενου μονταρίσματος και υψηλού μέρους ευθείας ακτινοβολίας. Οι φωτοκυψέλες θερμαίνονται έντονα μέσω της συγκέντρωσης της ακτινοβολίας, έτσι ώστε όταν ο βαθμός συγκέντρωσης είναι μεγαλύτερος του 2, χωρίς ενεργή ψύξη σε κυψέλες από Silitium, προξενούνται ζημιές στις κυψέλες. Η παραγωγή καθρεφτών είναι φθηνότερη από ό,τι η παραγωγή Φ/Β, αλλά δε φέρνουν τόσο μεγάλη πρόσθετη απόδοση. Επίσης, εκτός αυτού, απαιτούν πολύ χώρο στο μοντάρισμα όταν είναι σε κινούμενη εγκατάσταση.

15 Στο δικό μας παράλληλο, θα ενισχυόταν ακόμη περισσότερο το μειονέκτημα του κινούμενου μονταρίσματος. Όταν η ύπαρξη ευθείας (άμεσης) ακτινοβολίας είναι μεγάλη, δηλ. κυρίως το καλοκαίρι, παράγεται πολύ ρεύμα, ενώ όταν είναι χαμηλή η ακτινοβολία με μεγάλο ποσοστό σε διάχυτη ακτινοβολία το χειμώνα, δεν επιτυγχάνεται η πρόσθετη απόδοση. Η ενσωμάτωση των Φ/Β πλαισίων στα κτίρια μπορεί να έχει πολλαπλά οφέλη. Εκτός από την παραγωγή ηλεκτρισμού τα Φ/Β πλαίσια μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ως δομικά στοιχεία για την κάλυψη της οροφής, για την επένδυση της πρόσοψης ή και ως σκίαστρα. Το νέο αυτό στοιχείο στην αρχιτεκτονική, θα μπορούσε να οδηγήσει σε πρωτότυπες λύσεις για την εμφάνιση των κτιρίων. Για την κατάλληλη τοποθέτηση ενός ηλιακού συστήματος, υπολογίζεται πρώτα το μέγεθος της γεννήτριας ρεύματος, ανάλογα με την υφιστάμενη ανάγκη για ενέργεια σε κάθε περίπτωση. Το ηλιακό σύστημα θα πρέπει να προμηθεύει ενέργεια σε επαρκή ποσότητα, ώστε να καλύπτει το ρεύμα που καταναλώνουν στη διάρκεια της ημέρας λάμπες, συσκευές, καθώς επίσης και την ενέργεια που καταναλώνει η ίδια η εγκατάσταση. Παρόλα αυτά, ευτυχώς δεν φαίνεται να "κατόρθωσε" ο κρατικός μηχανισμός να αναχαιτίσει στην χώρα μας την παγκόσμια δυναμική των φωτοβολταϊκών, αφού η εφευρετικότητα του Έλληνα κατασκευαστή αλλά και η "προνοητικότητα" κάποιων επενδυτών έχουν ήδη "στείλει" κάποιες μεγαβατώρες στο δίκτυο της ΔΕΗ. Επίσης, πέρα από τις επενδύσεις σε διασυνδεδεμένα συστήματα μια άλλη αγορά ΦΒ που αναπτύσσεται είναι αυτή των αυτόνομων συστημάτων, αφού η τιμή της φωτοβολταϊκής κιλοβατώρας πλέον ανταγωνίζεται με αξιώσεις αυτήν του πετρελαίου και μάλιστα παρουσιάζει και αρκετά πλεονεκτήματα έναντι αυτής. Τα περισσότερα αυτόνομα συστήματα προς το παρόν βρίσκονται στο Άγιο Όρος, αλλά πλέον υπάρχουν πολλές ΦΒ εγκαταστάσεις σε εξοχικές κατοικίες, απομακρυσμένους τηλεπικοινωνιακούς σταθμούς, φάρους, κτηνοτροφικές μονάδες κλπ.

16 4.7.Το μέλλον των φωτοβολταϊκών Πολλοί παρόλα αυτά κρίνουν ότι η διείσδυση των φωτοβολταίκών έγινε με πολύ αργό ρυθμό παίρνοντας μάλιστα αφορμή από τον εκρηκτικό τρόπο που εξελίχθηκε μια άλλη βιομηχανία ημιαγωγών υλικών, αυτή των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Αυτή η καθυστέρηση οφείλεται κυρίως στις τεχνικές (και οικονομικές) δυσκολίες που αντιμετωπίζουν οι κατασκευαστές στην παραγωγική διαδικασία κατά την προσπάθεια τους να δημιουργήσουν καθαρά ημιαγωγά υλικά (κρυσταλλικό πυρίτιο). Στα φωτοβολταϊκά συστήματα ο όγκος του απαιτούμενου υλικού (κρυσταλλικού πυριτίου) είναι πολύ μεγάλος και η παραγωγή του είναι ιδιαίτερα ενεργοβόρος. Επίσης απαιτούνται υπέρογκα κεφάλαια για το κόστος του εξοπλισμού αλλά και της ενέργειας που καταναλώνεται κατα την παραγωγική διαδικασία. Για τον λόγο αυτό άλλωστε η τάση που φαίνεται ότι θα καταλάβει ένα μεγάλο μερίδιο στην αγορά των φωτοβολταϊκών μετά από κάποια χρόνια (σε σχέση με αυτό που έχει σήμερα) είναι οι τεχνολογιές λεπτού υμενίου (thin film) στις οποίες επιτυγχάνεται σημαντική μείωση του απαιτούμενου όγκου πυριτίου (ή των άλλων τεχνολογιών που χρησιμοποιούνται) και συνεπώς μείωση συις τιμές των φωτοβολταικων. Σε καμία περίπτωση πάντως δεν πρόκειται να αμφισβητηθούν τα πρωτεία των τεχνολογιών κρυσταλλικού πυριτίου. Αυτό επιβεβαιώνεται και από τα εκατοντάδες εκατομμύρια ευρώ δολλάρια - γέν και γιουάν, που έχουν επενδυθεί παγκοσμίως για την κατασκευή εργοστασιών παραγωγής: πολυπιριτίου (polysilicon) ράβδων (μόνο και πόλυ) κρυσταλλικού πυριτίου (solar ingot) φωτοβολταϊκών στοιχείων (solar wafers) φωτοβολταϊκών κυψελλών (solar cells) και φωτοβολταϊκών πλαισίων (solar panels - modules) ή αλλιώς (πανέλων - τζαμιών καθρεπτών κλπ). Οι προβλέψεις για το άμεσο μέλλον όσον αφορά την αγορά των φωτοβολταϊκών είναι ιδιαίτερα ευοίωνες, τόσο για την καθολική εξάπλωση της φωτοβολταικης τεχνολογίας παγκοσμίως, όσο και για την καθοδική πορεία στις τιμές των φωτοβολταϊκών πλαισίων.

17 4.8.Φωτοβολταϊκό φαινόμενο Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο και η λειτουργία του φωτοβολταϊκού συστήματος στηρίζετε στις βασικές ιδιότητες των ημιαγωγών υλικών σε ατομικό επίπεδο. Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή. Όταν το φως προσπίπτει σε μια επιφάνεια είτε ανακλάται, είτε την διαπερνά (διαπερατότητα) είτε απορροφάται από το υλικό της επιφάνειας. Η απορρόφηση του φωτός ουσιαστικά σημαίνει την μετατροπή του σε μια άλλη μορφή ενέργειας (σύμφωνα με την αρχή διατήρησης της ενέργειας) η οποία συνήθως είναι η θερμότητα. Παρόλα αυτά όμως υπάρχουν κάποια υλικά τα οποία έχουν την ιδιότητα να μετατρέπουν την ενέργεια των προσπίπτοντος φωτονίων (πακέτα ενέργειας) σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτά τα υλικά είναι οι ημιαγωγοί και σε αυτά οφείλεται επίσης η τεράστια τεχνολογική πρόοδος που έχει συντελεσθεί στον τομέα της ηλεκτρονικής και συνεπακόλουθα στον ευρύτερο χώρο της πληροφορικής και των τηλεπικοινωνιών. Γενικότερα τα υλικά στην φύση σε σχέση με τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά τους εμπίπτουν σε τρεις κατηγορίες, τους αγωγούς του ηλεκτρισμού, τους μονωτές και τους ημιαγωγούς. Ένας ημιαγωγός έχει την ιδιότητα να μπορεί να ελεγχθεί η ηλεκτρική του αγωγιμότητα είτε μόνιμα είτε δυναμικά. Χαρακτηριστικά Ημιαγωγών Το χαρακτηριστικό στοιχείο ενός ημιαγωγού που το διαφοροποιεί από τα υπόλοιπα υλικά είναι ο αριθμός των ηλεκτρονίων ενός ατόμου που βρίσκεται στην εξωτερική του στοιβάδα (σθένους). Ο περισσότερο γνωστός ημιαγωγός είναι το πυρίτιο (Si) για αυτό και θα επικεντρωθούμε σε αυτό. silicon atomic structureπυρίτιο (Si) Το πυρίτιο έχει ατομικό αριθμό 14 και έχει στην εξωτερική του στοιβάδα 4 ηλεκτρόνια. Όλα τα άτομα που έχουν λιγότερα η περισσότερα ηλεκτρόνια στην εξωτερική στοιβάδα (είναι "γενικά" συμπληρωμένη με 8 e) ψάχνουν άλλα άτομα με τα οποία μπορούν να ανταλλάξουν ηλεκτρόνια ή να μοιρασθούν κάποια με σκοπό τελικά να αποκτήσουν συμπληρωμένη εξωτερική στοιβάδα σθένους. Σε αυτήν την τάση οφείλεται και η κρυσταλλική δομή του πυριτίου αφού όταν συνυπάρχουν πολλά άτομα μαζί διατάσσονται με τέτοιο τρόπο ώστε να συνεισφέρουν ηλεκτρόνια με όλα τα γειτονικά τους άτομα και τελικά με αυτόν τον τρόπο να αποκτούν μια συμπληρωμένη εξωτερική στοιβάδα και κρυσταλλική δομή. Αυτή είναι και η καθοριστική ιδιότητα που έχουν τα κρυσταλλικά υλικά. Στην κρυσταλλική του μορφή όμως το πυρίτιο είναι σταθερό. Δεν έχει ανάγκη ούτε να προσθέσει ούτε να διώξει ηλεκτρόνια κάτι που ουσιαστικά του δίνει ηλεκτρικά χαρακτηριστικά πολύ κοντά σε αυτά ενός μονωτή αφού δεν υπάρχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια για την δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος στο εσωτερικό του. Δημιουργία ηλεκτρικά φορτισμένων ημιαγωγών Τις ημιαγωγές ιδιότητες του το πυρίτιο τις αποκτά με τεχνικό τρόπο. Αυτό πρακτικά γίνεται με την πρόσμειξη με άλλα στοιχεία τα οποία είτε έχουν ένα ηλεκτρόνιο περισσότερο είτε ένα λιγότερο στην στοιβάδα σθένους των. Αυτή η πρόσμειξη τελικά κάνει τον κρύσταλλο δεκτικό είτε σε θετικά φορτία (υλικό τύπου p) είτε σε αρνητικά φορτία (υλικό τύπου n)

18 Για να φτιαχτεί λοιπόν ένας ημιαγωγός τύπου n ή αλλιώς ένας αρνητικά φορτισμένος κρύσταλλος πυριτίου θα πρέπει να γίνει πρόσμειξη ενός υλικού με 5e στην εξωτερική του στοιβάδα όπως για παράδειγμα το Αρσενικό (As). arsenic-structureαρσένιο (As) Αντίστοιχα για να δημιουργήσουμε έναν ημιαγωγό τύπου p η αλλιώς θετικά φορτισμένος κρύσταλλος πυριτίου χρειάζεται να γίνει πρόσμειξη στον κρύσταλλο κάποιου υλικού όπως το βόριο (Β) που έχει 3e στην εξωτερική του στοιβάδα. borioβόριο (Β) Δημιουργία της επαφής (του ηλεκτρικού πεδίου) Εάν φέρουμε σε επαφή δύο κομμάτια πυριτίου τύπου n και τύπου p το ένα απέναντι από το άλλο δημιουργείται μια δίοδος η αλλιώς ένα ηλεκτρικό πεδίο στην επαφή των δύο υλικών το οποίο επιτρέπει την κίνηση ηλεκτρονίων προς μια κατεύθυνση μόνο. συνθήκες παραμετροποιήσης Τα επιπλέον ηλεκτρόνια της επαφής n έλκονται από τις «οπές» τις επαφής p. Αυτό το ζευγάρι των δύο υλικών είναι το δομικό στοιχείο του φωτοβολταϊκού κελιού και η βάση της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας. Η επίδραση της Ηλιακής ακτινοβολίας Η ηλιακή ακτινοβολία έρχεται με την μορφή πακέτων ενέργειας ή φωτονίων. Τα φωτόνια όταν προσπίπτουν σε μια διάταξη φβ κελιού περνούν αδιατάραχτα την επαφή τύπου n και χτυπούν τα άτομα της περιοχής τύπου p. Τα ηλεκτρόνια της περιοχής τύπου p αρχίζουν και κινούνται μεταξύ των οπών ώσπου τελικά φτάνουν στην περιοχή της διόδου όπου και έλκονται πλέον από το θετικό πεδίο της εκεί περιοχής. Αφού ξεπεράσουν το ενεργειακό χάσμα αυτής της περιοχής μετά είναι αδύνατον να επιστρέψουν. Στο κομμάτι της επαφής n πλέον έχουμε μια περίσσεια ηλεκτρονίων που μπορούμε να εκμεταλλευτούμε. Αυτή η περίσσεια των ηλεκτρονίων μπορεί να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα εάν τοποθετήσουμε μια διάταξη όπως ένας μεταλλικός αγωγός στο πάνω μέρος της επαφής n και στο κάτω της επαφής p και ένα φορτίο ενδιάμεσα με τέτοιο τρόπο ώστε να κλείσει ένας αγώγιμος δρόμος για το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγεται. Αυτή είναι απλοποιημένα η γενική αρχή λειτουργίας του φωτοβολταϊκού φαινόμενου. Περιορισμοί στην απόδοση των φωτοβολταϊκών Γιατί όμως δεν μπορούμε να εκμεταλλευτούμε όλη την προσπίπτουσα ηλιακή ενέργεια; Το κάθε ημιαγωγό υλικό αντιδρά σε διαφορετικά μήκη κύματος της ακτινοβολίας. Κάποια υλικά αντιδρούν σε ευρύτερα φάσματα ακτινοβολίας από κάποια άλλα. solar spectrum Έτσι ανάλογα με το υλικό που χρησιμοποιούμε μπορούμε να εκμεταλλευτούμε μόνο εκείνο το φάσμα της ακτινοβολίας που αντιδρά με το συγκεκριμένο υλικό. Το ποσοστό της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται σε σχέση με την προσπίπτουσα ηλιακή ενέργεια συμβολίζει τον συντελεστή απόδοσης του υλικού. Οι δύο βασικοί παράγοντες για την απόδοση ενός φωτοβολταϊκού υλικού είναι το ενεργειακό χάσμα του υλικού και ο συντελεστής μετατροπής.

19 4.9.Παθητικά ηλιακά συστήματα Με τη χρήση παθητικών ηλιακών συστημάτων μπορούμε να πετύχουμε παραγωγή ζεστού νερού: Παθητικά ηλιακά συστήματα Σε βιομηχανίες που απαιτούν ζεστό νερό κατά τη διάρκεια της παραγωγικής τους διαδικασίας, όπως σαπωνοποιεία, βυρσοδεψεία, παραγωγή γαλακτοκομικών προϊόντων, βαφεία, ζυθοποιεία κ.λ.π. Σε θερμοκήπια για θέρμανση χώρου και εδάφους. Σε μεγάλα κτίρια ιδιωτικά και δημόσια, όπως νοσοκομεία, πολυκατοικίες, κ.λ.π. Ενώ το δυναμικό των παθητικών συστημάτων θέρμανσης και ψύξης είναι πολύ μεγάλο, οι εφαρμογές στην Ελλάδα είναι πολύ λίγες. Μέχρι σήμερα αριθμούν λίγο παραπάνω από 250. Το μεγαλύτερο ποσοστό αποτελείται από ιδιωτικά κτίρια του οικιακού τομέα ενώ σε δεύτερη βαθμίδα μεγέθους ακολουθούν τα εκπαιδευτικά Ηλιακός θερμοσίφωναςκτίρια. Οι υπόλοιπες εφαρμογές καλύπτουν άλλες χρήσεις. Τα περισσότερα κτίρια έχουν κτισθεί στη Ζώνη Α (όπως ορίζεται από τον ισχύοντα Κανονισμό Θερμομόνωσης) και το μεγαλύτερο ποσοστό τους στην Κρήτη. Τα υπόλοιπα εντοπίζονται στη Μακεδονία και κυριότερα στη Θεσσαλονίκη και τα περίχωρά της και στην Αττική. Τα συστήματα που έχουν χρησιμοποιηθεί είναι στο μεγαλύτερο ποσοστό τους πολύ απλά. Δεν έχουν χρησιμοποιηθεί υλικά ή δομικά στοιχεία προηγμένης τεχνολογίας ακόμη και σε κτίρια που έτυχαν χρηματοδότησης από τα επιδεικτικά προγράμματα της 17ης Γ.Δ. της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Οι βασικοί παράγοντες αναχαίτησης της εφαρμογής των είναι οι ακόλουθοι: 1.Έλλειψη γνώσεων μεταξύ των αρχιτεκτόνων και των μηχανικών γενικότερα. 2.Έλλειψη ενημέρωσης του κοινού. 3.Έλλειψη βιομηχανοποιημένων προϊόντων απαραίτητων για την κατασκευή και ορθή λειτουργία των παθητικών συστημάτων καθώς και τυποποίησης των δομικών στοιχείων. 4.Γενική τάση των ιδιωτών αλλά και του Δημοσίου στην τοποθέτηση όσο το δυνατόν μικρότερου αρχικού κεφαλαίου με συνέπεια το αυξημένο κόστος λειτουργίας των κτιρίων. Η κατανάλωση ενέργειας στον κτιριακό τομέα αποτελεί το 30% περίπου της συνολικής τελικής κατανάλωσης σε εθνικό επίπεδο. Υπάρχει δε, σοβαρή αυξητική τάση η οποία οφείλεται κατά κύριο λόγο στο μεγάλο ρυθμό εγκατάστασης κλιματιστικών συσκευών. Συγχρόνως πρέπει να σημειωθεί ότι ο κτιριακός τομέας συμμετέχει με 40% στην εκπομπή του CO2 σε εθνικό επίπεδο. Συνεπώς μια πολιτική μείωσης του CO2 από πλευράς πολιτείας έτσι ώστε να ακολουθήσει τις δεσμεύσεις της Συνδιάσκεψης του Ρίο, θα πρέπει να αντιμετωπίσει κατά κύριο λόγο τον κτιριακό τομέα. Μία τέτοια πολιτική δημιουργεί συνεπώς πολύ θετικές προϋποθέσεις για τη διεύρυνση της εφαρμογής τους. Ο κτιριακός τομέας στην Ελλάδα απαριθμεί περίπου κτίρια (στοιχεία 1988, Εθνική Στατιστική Υπηρεσία). Απ' αυτά μόλις το 3% οικοδομήθηκε μετά το 1981 που ίσχυε ο Κανονισμός Θερμομόνωσης. Από τα στοιχεία αυτά συνεπάγεται αφ' ενός ότι υπάρχει μεγάλη

20 δυνατότητα μείωσης της καταναλισκόμενης ενέργειας σε θέρμανση και ψύξη και αφ' ετέρου συνάγεται ότι ο ρυθμός επιβεβλημένης αντικατάστασης ή ανακαίνισης του κτιριακού αποθέματος αυξάνεται.

21 4.10.Τι είναι τα φωτοβολταϊκά και πως λειτουργούν Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία μετατρέπουν το ηλιακό φώς σε ηλεκτρισμό. Η λέξη βολτ προέρχεται από τον Alessandro Volta ο οποίος ήταν ένας από τους πρωτοπόρους στην μελέτη του ηλεκτρισμού. Ονομάζονται συχνά και ηλιακές κυψέλες και είναι ήδη ένα σημαντικό μέρος στη ζωής μας. Τις πιο απλές εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας τις συναντούμε στους υπολογιστές τσέπης και στα ρολόγια χειρός. Πιο σύνθετα συστήματα μας βοηθούν να αντλούμε νερό, να δίνουμε ηλεκτρικό ρεύμα σε απομακρυσμένους επικοινωνιακούς σταθμούς, όπως και να φωτίζουμε το σπίτι μας και να λειτουργούμε τις οικιακές μας συσκευές. Στις περισσότερες περιπτώσεις τα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι ηπιο οικονομική μορφή ηλεκτρισμού για να καταφέρνουμε τα παραπάνω. Φωτοβολταικά οι εφαρμογές τους Σήμερα η ενέργεια που παράγεται από φωτοβολταϊκά συστήματα εξυπηρετεί ανθρώπους στις πιο απομακρυσμένες περιοχές στον πλανήτη μας όπως και στα κέντρα των πόλεων. Είτε είστε ιδιοκτήτης κατοικίας, γεωργός, αρχιτέκτονας ή απλά κάποιος που πληρώνει λογαριασμούς στο δίκτυο κοινής ωφελείας, οι πιθανότητες μας λένε ότι αυτή η τεχνολογία σας έχει αγγίξει σε κάποιο βαθμό. Οι εφαρμογές των φωτοβολταϊκών μπορούν να χωρισθούν στις παρακάτω κατηγορίες: Απλό ή ανεξάρτητο φωτοβολταϊκό σύστημα Φωτοβολταϊκό σύστημα με αποθήκευση σε μπαταρίες Φωτοβολταϊκό σύστημα συνδεδεμένο στον οργανισμό κοινής ωφελείας Φωτοβολταϊκό σύστημα σε επίπεδο εργοστασίου παραγωγής ενέργειας Μικτά / Υβριδικά συστήματα Η ενέργεια παράγεται όπου και όταν χρειάζεται και το φωτοβολταϊκό σύστημα είναι απλό σε όλα του τα στάδια - από την καλωδίωση, την αποθήκευση του έως και τα κέντρα ελέγχου του. Τα μικρά συστήματα (έως 500W) έχουν χαμηλό βάρος και είναι πολύ εύκολα στην μεταφορά και στην εγκατάστασή τους. Στις περισσότερες περιπτώσεις η εγκατάσταση ενός συστήματος διαρκεί μερικές ώρες. Ένα παράδειγμα είναι οι αντλίες νερού που απαιτούν συχνή συντήρηση, ενώ το φωτοβολταϊκό σύστημα που τις τροφοδοτεί με ηλεκτρικό απαιτούν μόνο ένα περιοδικό έλεγχο της κατάστασής τους και καθάρισμα.

22 4.11.Φωτοβολταικά συστήματα με μπαταρίες Τα φωτοβολταϊκά συστήματα με μπαταρίες είναι μία πολύ αξιόπιστη λύση για την ηλεκτροδότηση ενός χώρου ή μηχανήματος 24 ώρες το 24ωρο, με βροχή ή λιακάδα. Χρησιμοποιούνται σε όλο τον κόσμο για να μας δίνουν φως, να προμηθεύουν ηλεκτρικό τις οικιακές συσκευές, διακόπτες, τηλέφωνα, ακόμα και μηχανολογικό εξοπλισμό βαρέως τύπου. Κατά την διάρκεια της ημέρας τα στοιχεία συλλέγουν ηλιακό φώς, το μετατρέπουν σε ηλεκτρικό ρεύμα και το αποθηκεύουν στις μπαταρίες. Αυτές με την σειρά τους μας προμηθεύουν με ηλεκτρισμό όταν ζητηθεί. Μεσολαβεί μία συσκευή που ονομάζεται "ρυθμιστής φόρτισης" η οποία φροντίζει να φορτίζονται σωστά οι μπαταρίες και επιμηκύνει την διάρκεια ζωής τους, προστατεύοντάς τις από υπερφόρτιση ή από την ολική τους αποφόρτιση. Οι μπαταρίες είναι χρήσιμες στις περισσότερες περιπτώσεις αλλά απαιτούν μία περιοδική συντήρηση. Μοιάζουν με τις μπαταρίες των αυτοκινήτων, αλλά είναι σχεδιασμένες έτσι ώστε να μας δίνουν περισσότερο απο το αποθηκευμένο ρεύμα τους κάθε ημέρα. Τα υγρά τους πρέπει να ελέγχονται περιοδικά και πρέπει να προστατεύονται από υπερβολικά χαμηλές θερμοκρασίες. Η ποσότητα του ηλεκτρικού ρεύματος που μπορούμε να απαιτήσουμε από αυτές μετά την δύση του ήλιου ή σε συννεφιασμένο καιρό καθορίζεται από την παραγωγή των φωτοβολταϊκών στοιχείων και το είδος/ποσότητα των μπαταριών. Η πρόσθεση επιπλέον μπαταριών και στοιχείων ανεβάζει το κόστος της επένδυσής μας, για αυτό τον λόγο πρέπει να γίνεται καλή μελέτη των ενεργειακών αναγκών πριν την εγκατάσταση του συστήματος για τον ορισμό του αποδοτικότερου μεγέθους του συστήματος. Εάν οι ανάγκες μας σε ενέργεια αλλάξουν η προσθήκη και άλλων μερών του συστήματος είναι εφικτή και απλή. Φωτοβολταϊκό σύστημα συνδεδεμένο με τη ΔΕΗ Σε μέρη όπου ήδη υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα είναι εφικτή η σύνδεσή του με το φωτοβολταϊκό μας σύστημα, συμπληρώνοντας έτσι τις ανάγκες μας σε ενέργεια και αντικαθιστώντας την χρήση των μπαταριών. Πολλοί ιδιοκτήτες σπιτιών χρησιμοποιούν και τις δύο πηγές ηλεκτρισμού, μειώνοντας έτσι τον λογαριασμό του ηλεκτρικού. Ικανοποιούνται επίσης από το γεγονός ότι δεν μολύνουν το περιβαλλον. Ένας χρήστης φωτοβολταϊκού συστήματος που είναι συνδεδεμένο με το δίκτυο μπορεί επίσης να πουλήσει ρεύμα στην ΑΗΚ. Αυτό επιτυγχάνεται τοποθετώντας ένα μετρητή μεταξύ του συστήματος και του δικτύου. Το ρεύμα που του παρέχει το φωτοβολταϊκό σύστημα διοχετεύεται (ή πωλείται) στο δίκτυο. Για να γίνει αυτό εφικτό χρειάζεται ένας εγκεκριμένος μετατροπέας που μετατρέπει το συνεχές ρεύμα που παράγει το φωτοβολταϊκό σύστημα στο εναλλασόμενο του δικτύου εξισορροπώντας την τάση, την συχνότητα και την ποιότητά του με ακρίβεια. Σε περίπτωση πτώσης της τάσης του δικτύου, αυτόματοι διακόπτες ασφαλείας αποσυνδέουν το φωτοβολταϊκό σύστημα από αυτό. Υβριδικά φωτοβολταικά συστήματα Συνδιάζουν ηλεκτρικό ρεύμα που προέρχεται από πετρελαιογεννήτριες, ανεμογεννήτριες, μικρές υδροηλεκτρικές γεννήτριες και φωτοβολταϊκά συστήματα, ανάλογα με τις ενεργειακές ανάγκες που υπάρχουν, αξιοποιώντας τα γεωγραφικά πλεονεκτήματα της περιοχής. Είναι ιδανικά συστήματα για εφαρμογές σε απομακρυσμένες τοποθεσίες όπως τηλεπικοινωνιακοί σταθμοί καί αναμεταδότες, στρατιωτικές εγκαταστάσεις και παραμεθόρια χωριά. Απαραίτητη γνώση για την εγκατάσταση ενός υβριδικού συστήματος είναι η ζήτηση σε ηλεκτρικό ρεύμα όπως και τα γεωγραφικά και τοπολογικά πλεονεκτήματα, οπότε πρέπει να καταμετρηθεί η ηλιακή ενέργεια, ο άνεμος και άλλες πιθανές πηγές σε μία συγκεκριμένη περιοχή. Αυτή η καταμέτρηση θα αποτελέσει την βάση για τον σχεδιασμό ενός υβριδικού συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που καλύπτει σε όσον το δυνατόν μεγαλύτερο μέρος τις ανάγκες σε ηλεκτρικό ρεύμα της εγκατάστασης ή της κοινότητας. Από τα σημαντικότερα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα της οργανωμένης εγκατάστασης φωτοβολταϊκών γεννητριών διασυνδεδεμένων σε δίκτυο, είναι οι εξαιρετικές δυνατότητες αισθητικής αφομοίωσής τους από το περιβάλλον. Το χαμηλό ύψος εγκατάστασης των φωτοβολταϊκών γεννητριών, ακόμη και αν χρησιμοποιηθούν

23 trackers (ηλιοτροπικά συστήματα παρακολούθησης του ήλιου) δεν υποβαθμίζει αισθητικά τον περιβάλλοντα χώρο ή το ευρύτερο περιβάλλον στο οποίο εγκαθίστανται. Στην παράγραφο αυτή, παρατίθενται μερικές χαρακτηριστικές φωτογραφίες που παρουσιάζουν εγκατεστημένα φωτοβολταϊκά πάρκα σε διάφορες θέσεις στη βορειοδυτική Ευρώπη. Όπως φαίνεται πρόκειται για επενδύσεις εξαιρετικά προσαρμόσιμες στο μορφολογικό και τοπολογικό χαρακτήρα των περιοχών που τις φιλοξενούν. Δεν είναι τυχαίο ότι στη Γερμανία, στη Δανία, στην Ολλανδία, στην Ισπανία και στην Ιταλία, χώρες όλες τους που διακρίνονται για την αυξημένη περιβαλλοντική ευαισθησία, η εγκατάσταση φωτοβολταϊκών πάρκων γνωρίζει υψηλότατη κοινωνική αποδοχή. Χαρακτηριστικό της παγκόσμιας αποδοχής που έχουν οι φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις είναι η πλήρης στήριξή τους από διεθνείς περιβαλλοντικές οργανώσεις, όπως η Green Peace και το Διεθνές Ταμείο για τη Φύση.

24 4.12.Πλεονεκτήματα Η εγκατάσταση φωτοβολταϊκών πάρκων μπορεί να συμβαδίσει αρμονικά με τοπία κάθε μορφής, ενώ δεν αποτελεί ανασταλτικό παράγοντα για παράλληλες χρήσεις της γης όπως, γεωργία, κτηνοτροφία και λειτουργία αγρό-τουριστικών μονάδων. Λόγω της υπόγειας όδευσης των αγωγών σύνδεσης, τα μόνα ορατά της τμήματα αποτελούν οι φωτοβολταϊκές γεννήτριες και οι βάσεις (σταθερές ή ηλιοτροπικές) επί των οποίων εδράζονται. Οι εγκαταστάσεις μπορούν να αναπτυχθούν ταχύτατα, χωρίς ιδιαίτερη όχληση κατά το στάδιο της κατασκευαστικής τους περιόδου. Το χαμηλό τους ύψος, αλλά και η συντεταγμένη τοποθέτησή τους σε συμμετρικές συστοιχίες και γεωμετρικά πρότυπα, προσφέρουν μια εικόνα τάξης και οργάνωσης στην περιοχή ανάπτυξής τους, η οποία δεν δημιουργεί αρνητικά οπτικά ερεθίσματα. Τέλος ή απουσία ταχέως κινούμενων τμημάτων και η πλήρης ανυπαρξία θορύβων ή δονήσεων που να σχετίζονται με τη λειτουργία τους, δεν διαταράσσει τις φυσικές δραστηριότητες και ισορροπίες της περιοχής που τα φιλοξενεί. Οι παραπάνω διαπιστώσεις ενισχύονται από το γεγονός ότι η λειτουργία τέτοιου είδους σταθμών δεν συνδέεται με ένταση εργασίας.

25 5. Άνθρωπος και Περιβάλλον Άνθρωπος και φυσικό περιβάλλον είναι έννοιες αλληλένδετες αναπόσπαστα δεμένες μεταξύ τους. Ο άνθρωπος αρχικά επηρεάζεται από τον περιβάλλοντα χώρο τα ζωικά και φυτικά είδη του τις γεωλογικές και κλιματολογικές συνθήκες. Μέσα σ αυτό το φυσικό πλαίσιο προσαρμόζει όσο μπορεί τη ζωή του αντλεί την τροφή του κατασκευάζει την κατοικία του. Αργότερα επεμβαίνει και ο ίδιος σ αυτό το χώρο εκ τρέφοντας η καλλιεργώντας είδη εξημερώνοντας άλλα αποψιλώνοντας εκτάσεις για δημιουργία αγρών εκ τρέποντας την ροή ποταμών διασχίζοντας ποτάμια και θάλασσες, προκαλώντας η περιορίζοντας αλλαγές. Κάθε ίχνος του ανθρώπου στο περιβάλλον του είναι σημείο προς ανάγνωση και αποσαφήνιση. Οι αρχαιολογικές αποθέσεις που βρίσκουμε σήμερα είναι αποτέλεσμα μιας από κοινού δράσεως διαφόρων συνιστωσών όπως οι πλημμύρες, οι μετακινήσεις ιζημάτων από καλλιέργειες από ποταμούς και χείμαρρους από οικοδομική δραστηριότητα κλπ. Ο αρχαιολόγος πρέπει να μπορεί να κατανοήσει τις αλλαγές που επέρχονταν στην επιφάνεια της γης στις ακτές και στα ποτάμια συστήματα όπως είναι για παράδειγμα η δημιουργία ιζημάτων η αφαίρεση των οποίων γίνεται με τη διάβρωση η τη μεταλλαγή τους λόγω διαφόρων συνθηκών. Κυρίως πρέπει να κατανοήσει τη σχέση ανθρώπου γης και υγρού στοιχείου στο παρελθόν. Η κατανόηση αυτή είναι ιδιαίτερα δύσκολη λόγω της αποσπασματικότητας των αρχαιολογικών δεδομένων αλλά και λόγω των αλλαγών που παρεμβάλλονται εν τω μεταξύ τόσο στο φυσικό περιβάλλον όσο και στον ανθρώπινο παράγοντα Στις μέρες μας αντιμετωπίζουμε ένα πολύ σοβαρό και μεγάλο πρόβλημα. Ένα πρόβλημα που απειλεί να καταστρέψει την ομορφιά και την γαλήνη της ζωής μας. Ένα πρόβλημα που γεννήθηκε στη σύγχρονη πολιτισμένη ζωή μας από την πρόοδό μας στην τεχνολογία. Είναι το πρόβλημα της μόλυνσης του περιβάλλοντος. Το πρόβλημα αυτό είναι αναπόφευκτη συνήθεια της ζωής μας που έγινε σύγχρονη, βιομηχανική τεχνολογική. Άλλαξε ο ρυθμός της ζωής στις μέρες μας. Καινούριες μηχανές,περισσότερα εργοστάσια μεγαλύτερες ανέσεις αλλά δυστυχώς και μεγαλύτερη καταστροφή και μόλυνση του ζωτικού αέρα που αναπνέουμε. Οι άνθρωποι συγκεντρώθηκαν στα μεγάλα αστικά κέντρα και δημιουργήθηκε έτσι η αστυφιλία. Εγκατέλειψαν τις μικρές τους πόλεις και τα χωριά τους και έφυγαν για τις μεγάλες πολιτείες, όπου πίστεψαν πως θα ζήσουν μία καλύτερη και πιο άνετη ζωή. Έτσι μαζεύτηκαν στα καινούρια κτιριακά συγκροτήματα, τις πολυκατοικίες και περιορίστηκαν σε λίγα τετραγωνικά μέτρα για να ζήσουν στις πόλεις που γέμισαν από ανθρώπους που ζητούσαν εργασία για να επιβιώσουν. Οι ανάγκες της ζωής δημιούργησαν όλο και περισσότερες βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Έτσι οι πόλεις γέμισαν εργοστάσια κάθε φύσεως που απασχολούν μεγάλο μέρος του ανθρώπινου δυναμικού. Το πρόβλημα των καυσαερίων των αυτοκινήτων μπορεί να περιοριστεί μόνο αν περιοριστεί η αστυφιλία. Αν αυτό δε γίνει για να μπορέσουν να επιβιώσουν οι πόλεις πρέπει να γίνουν πολλά πάρκα και εστίες πράσινου, που θα αντισταθμίζουν αρκετά το πρόβλημα της μόλυνσης. Γιατί τα δέντρα και το πράσινο αποτελούν οάσεις για μια πόλη, όπου κανείς μπορεί να αναπνεύσει λίγο καθαρό αέρα και να περάσει λίγες στιγμές ευτυχισμένος. Σε ορισμένες σύγχρονες μεγαλουπόλεις κάνουν τεράστιες προσπάθειες να διατηρήσουν καθαρή την ατμόσφαιρα από τα περιττώματα και τα σκουπίδια. Αντί να πετάνε τα σκουπίδια και να καταστρέφουν τεράστιες εκτάσεις τα χρησιμοποιούν στη βιομηχανία για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας. Για το τεράστιο αυτό πρόβλημα της μόλυνσης μοναδικός υπεύθυνος είναι ο άνθρωπος γιατί χρησιμοποίησε αλόγιστα τις επιτεύξεις του στον τομέα της τεχνολογικής προόδου και οδηγήθηκε έτσι σε ένα αδιέξοδο. Στην προσπάθειά του να ζήσει πιο άνετα πιο σύγχρονα παραβίασε ορισμένους κανόνες, αδιαφόρησε για τη φύση και έτσι βρέθηκε ένα πρωί μπροστά στο καταστροφικό θέαμα που ο ίδιος προξένησε χωρίς καλά να το έχει καταλάβει. Για όλα αυτά το πρόβλημα της μόλυνσης και ο αγώνας για την προστασία του περιβάλλοντος πρέπει να γίνουν συνείδηση σε όλους μας γιατί εμείς το προκαλέσαμε και μόνο εμείς μπορούμε να το λύσουμε. Γι αυτό πρέπει να αγωνιστούμε με όλες μας τις δυνάμεις αν θέλουμε να ξαναβρούμε την υγεία και την ευτυχία μας.