Ονοματεπώνυμο: Δημαρίδης Κωνσταντίνος Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: Όλγα Αστάρα

Transcript

1 ΑΤΕΙ ΛΕΥΚΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΣΤΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ «ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ, Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΙ Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥΣ ΣΤΗ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΕΠΟΧΗ. ΜΕΛΕΤΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗΣ ΜΕΣΑ ΑΠΟ ΤΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ» Ονοματεπώνυμο: Δημαρίδης Κωνσταντίνος Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: Όλγα Αστάρα ΛΕΥΚΑΔΑ, 22/01/2011

2 1

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨH...7 ABSTRACT...8 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...9 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ Γενικά Εισαγωγή στην Εξοικονόμηση Ενέργειας Η Υποβάθμιση του Περιβάλλοντος και ο Συσχετισμός της με τη Χρήση Ενεργειακών Πόρων Μορφές Ενέργειας Πηγές Ενέργειας Συμβατικές Πηγές Ενέργειας Το Πετρέλαιο Τα Υπέρ και τα Κατά του Συμβατικού Πετρελαίου Το Φυσικό Αέριο Τα Υπέρ και τα Κατά του Φυσικού Αερίου Ο Άνθρακας Τα Υπέρ και τα Κατά του Άνθρακα Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Το Νομικό Πλαίσιο των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στην Ευρωπαϊκή Ένωση και στην Ελλάδα Αιολική Ενέργεια Υδροηλεκτρική Ενέργεια Βιομάζα

4 Γεωθερμία Πυρηνική Ενέργεια Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική και Σχεδιασμός Παθητικά Συστήματα Θέρμανσης Δροσισμού Φωτισμού Ηλιακή Ενέργεια Φωτοβολταϊκά συστήματα Κατηγορίες Φωτοβολταϊκών Συστημάτων Χαρακτηριστικά Φωτοβολταϊκών Συστημάτων Διασυνδεδεμένα Φωτοβολταϊκά Συστήματα Οικιακός και Επιχειρηματικός Τομέας...66 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΜΠΕΙΡΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ Γενικά Ανάλυση Επιχειρήσεων Φωτοβολταϊκών Συστημάτων και εφαρμογών τους BP Solar...70 HaWi Energietechnik AG...72 Juwi AG...73 ΔΕΗ Ανανεώσιμες...74 Helioindex ΑΕ...77 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...81 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

5 1.1 Γενικά Εισαγωγή στην Εξοικονόμηση Ενέργειας Η Υποβάθμιση του Περιβάλλοντος και ο Συσχετισμός της με τη Χρήση Ενεργειακών Πόρων Μορφές Ενέργειας 1.2 Πηγές Ενέργειας Συμβατικές Πηγές Ενέργειας Το Πετρέλαιο Τα Υπέρ και τα Κατά του Συμβατικού Πετρελαίου Το Φυσικό Αέριο Τα Υπέρ και τα Κατά του Φυσικού Αερίου Ο Άνθρακας Τα Υπέρ και τα Κατά του Άνθρακα Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Το Νομικό Πλαίσιο των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στην Ευρωπαϊκή Ένωση και στην Ελλάδα Αιολική Ενέργεια Υδροηλεκτρική Ενέργεια Βιομάζα Γεωθερμία Πυρηνική Ενέργεια Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική και Σχεδιασμός 4

6 Παθητικά Συστήματα Θέρμανσης Δροσισμού Φωτισμού Ηλιακή Ενέργεια 1.3 Φωτοβολταϊκά συστήματα Κατηγορίες Φωτοβολταϊκών Συστημάτων Χαρακτηριστικά Φωτοβολταϊκών Συστημάτων Στοιχεία από τα οποία αποτελούνται τα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα Διασυνδεδεμένα Φωτοβολταϊκά Συστήματα Οικιακός και Επιχειρηματικός Τομέας ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΜΠΕΙΡΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ 2.1 Γενικά 2.2 Ανάλυση Επιχειρήσεων Φωτοβολταϊκών Συστημάτων και εφαρμογών τους 5

7 2.2.1 BP Solar HaWi Energietechnik AG Juwi AG ΔΕΗ Ανανεώσιμες Helioindex ΑΕ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 6

8 Περίληψη ΠΕΡΙΛΗΨΗ Το πρόβλημα της σταδιακής εξάντλησης των συμβατικών ενεργειακών πηγών, καθώς και το πρόβλημα της περιβαλλοντικής ρύπανσης έχουν οδηγήσει τη διεθνή κοινότητα σε μια προσπάθεια εύρεσης νέων, ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Η τεχνολογία των φωτοβολταϊκών συστημάτων, η οποία έχει σημειώσει αξιοσημείωτη πρόοδο τα τελευταία χρόνια, αποτελεί έναν κλάδο που αποσκοπεί στη λύση αυτών ακριβώς των προβλημάτων. Ένας σημαντικός αριθμός επιχειρήσεων που έχουν εξειδικευτεί σ αυτόν τον τομέα και έχουν σημειώσει σημαντική επιτυχία έρχονται να επιβεβαιώσουν τον ισχυρισμό πως η χρήση των φωτοβολταϊκών συστημάτων μπορεί να αποτελέσει μια βιώσιμη λύση τόσο στο περιβαλλοντικό, όσο και στο ενεργειακό πρόβλημα. 7

9 Abstract ABSTRACT The progressive exhaustion of conventional energy sources, as well as the problem of environmental pollution led the international community in a search for renewable energy sources. The photovoltaic technology, which has made remarkable progress in the past few years, aims to the solution of those problems. An important number of companies that specialise in this sector and have been significantly successful come to confirm the statement that the use of photovoltaic systems can be a viable solution for both the environmental and the energy problem. 8

10 Εισαγωγή ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το πάντα επίκαιρο και πολυσύνθετο θέμα της εξοικονόμησης ενέργειας και της εύρεσης νέων ενεργειακών πόρων έχει αδιαμφισβήτητα λάβει νέες διαστάσεις με την όξυνση του προβλήματος της περιβαλλοντικής ρύπανσης, την εξάντληση των συμβατικών πηγών ενέργειας και τη συνεχόμενη βελτίωση της τεχνολογίας. Ως άμεση και αναπόφευκτη συνέπεια όλων αυτών των παραγόντων είναι η ανάδειξη νέων ανανεώσιμων πηγών για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι αφ ενός μεν η παρουσίαση των πλεονεκτημάτων που παρουσιάζει η χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας έναντι των συμβατικών και αφ ετέρου η τεκμηρίωση του γεγονότος πως μια εταιρία παραγωγής ενέργειας που βασίζεται στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μπορεί να παρουσιάζει μεγαλύτερη βιωσιμότητα έναντι μίας άλλης που χρησιμοποιεί συμβατικές πηγές ενέργειας. Ως τέτοιες επιχειρήσεις, οι εταιρίες φωτοβολταϊκών συστημάτων θεωρούνται σήμερα μια από τις καλύτερες λύσεις λόγω της αποκέντρωσής τους καθώς και από περιβαλλοντολογικής απόψεως με τις νέες νομοθεσίες που υποστηρίζουν την ανάπτυξη ενεργειακών εταιριών φιλικών προς το περιβάλλον αλλά και από την άποψη οικονομικής αποδοτικότητας. Όσον αφορά τη δομή του κυρίου μέρους της εργασίας, γίνεται ένας βασικός διαχωρισμός σε τρία κεφάλαια. 9

11 Εισαγωγή Στο πρώτο, που αποτελεί το θεωρητικό τμήμα της εργασίας, γίνεται μια γενική αναφορά στον τομέα της εξοικονόμησης ενέργειας και περιγράφονται οι διάφορες πηγές ενέργειας ως προς τα χαρακτηριστικά τους, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους και το εύρος εφαρμογής τους, λαμβάνοντας υπ όψη και τα σημερινά δεδομένα σχετικά με το στάδιο στο οποίο βρίσκεται η εξέλιξη της τεχνολογίας, τα σχετικά ισχύοντα νομικά πλαίσια και τις τυχόν επιπτώσεις τους στο περιβάλλον. Εκτενέστερη ανάλυση γίνεται πάνω στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και ιδιαίτερα στα φωτοβολταϊκά συστήματα. Στο δεύτερο, που αποτελεί και το εμπειρικό μέρος της εργασίας, γίνεται μελέτη των φωτοβολταϊκών συστημάτων με βάση δεδομένα που λαμβάνονται από τον επιχειρησιακό τομέα. Συγκεκριμένα επιλέγονται πέντε επιχειρήσεις, δύο ελληνικές και τρεις ξένες, που μελετώνται ως προς τα διάφορα χαρακτηριστικά τους όπως είναι η πολιτική που ακολουθούν απέναντι στο περιβάλλον, η τεχνολογία που χρησιμοποιούν και οι προοπτικές τους. Στο τρίτο αναφέρονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την παραπάνω μελέτη. 10

12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ 1.1 Γενικά Εισαγωγή στην Εξοικονόμηση Ενέργειας Η εξοικονόμηση ενέργειας αποτελεί ένα ζήτημα τόσο παλιό, όσο και το καθ αυτού ζήτημα της υπερκατανάλωσης της ενέργειας. Η ανακάλυψη νέων πηγών ενέργειας που ουσιαστικά ξεκίνησε από τις αρχές του 19 ου αιώνα, έγινε παράλληλα με την ανάπτυξη νέων συστημάτων, η λειτουργία των οποίων απαιτούσε την κατανάλωση σημαντικών ποσοτήτων ενέργειας. Ήδη από τις αρχές του 20 ου αιώνα, τόσο η ενεργειακή κατανάλωση ανά άτομο όσο και το ποσοστό του πληθυσμού το οποίο χρησιμοποιούσε τα νέα ενεργοβόρα τεχνολογικά επιτεύγματα αυξανόταν με ταχείς ρυθμούς. Στον οικιακό τομέα, οι οικιακές συσκευές αντικατέστησαν τη χειρωνακτική εργασία, ενώ τα νέα αυτοματοποιημένα συστήματα έκαναν το ίδιο στη βιομηχανία και στη γεωργία. Τα αυτοκινούμενα οχήματα επίσης έκαναν τον τομέα των συγκοινωνιών έναν από τους μεγαλύτερους καταναλωτές ενέργειας. Ως συνέπεια των παραπάνω, η αποδοτική διαχείριση των φυσικών πόρων όπως το νερό και η ενέργεια καθώς και η προστασία του 11

13 περιβάλλοντος αποτελούν σήμερα κάποιες από τις μεγαλύτερες προκλήσεις. Σχεδόν τίποτα στο σημερινό ανεπτυγμένο κόσμο δεν επιτελείται χωρίς την κατανάλωση κάποιας μορφής ενέργειας, με τη μερίδα του λέοντος βέβαια να έχει η ηλεκτρική, της οποίας προέκταση είναι η κατανάλωση καυσίμων, καθώς και η κατανάλωση υγρών καυσίμων για τις ανάγκες της μετακίνησης. (Siemens, 2010) Η εξοικονόμηση ενέργειας αποτελεί ένα στόχο που επιδιώκεται από πολλές κυβερνήσεις με δραστηριότητες μεγάλης κλίμακας, με έμφαση στις μεταφορές. Παράλληλα έχει διαπιστωθεί ότι σχεδόν έχει παραμεληθεί το τεράστιο όφελος που θα είχε ως αποτέλεσμα η συνολική ευαισθητοποίηση των πληθυσμών στην ορθολογική χρήση της ενέργειας. Με εξαίρεση τις καμπάνιες που κατά καιρούς έχουν γίνει και γίνονται σε σχέση με τη χρήση λαμπτήρων μειωμένης κατανάλωσης, η οποία μάλιστα είχε πολύ καλά αποτελέσματα στη διαμόρφωση μιας πιο ορθολογικής νοοτροπίας για το κοινό, σχεδόν τίποτα άλλο δεν έχει παρουσιασθεί με σκοπό τη διάχυση της ενημέρωσης.σαν παράδειγμα αναφέρεται ότι ουδέποτε έχει γίνει κάποια επικοινωνία προς το κοινό, στην οποία να καθίσταται σαφές ότι η κατανάλωση ενέργειας μπορεί να μειωθεί με διάφορους τρόπους εκτός από τους ήδη γνωστούς, όπως για παράδειγμα η σοβαρή μείωση κατανάλωσης ενέργειας που επέρχεται μέσα από τη μείωση κατανάλωσης νερού χρήσης. (livepedia, 2008) Σε επίπεδο οικιακής μορφής καταναλώσεων, ο πρώτος κλάδος που έχει από την προηγούμενη δεκαετία προσχωρήσει σε εφαρμογή τεχνικών και μεθόδων εξοικονόμησης, είναι σε διεθνές επίπεδο ο ξενοδοχειακός.ο συγκεκριμένος κλάδος έχει τη δυνατότητα να ενημερώνεται ευχερέστερα μέσα από την εφοδιαστική του αλυσίδα και να έχει πρόσβαση σε τεχνολογίες και τεχνικές, μέσα από δράσεις και ενημερώσεις που γίνονται κυρίως από την πλευρά των προμηθευτών. (livepedia, 2008) 12

14 Τα στατιστικά στοιχεία που διαθέτουμε δεν μπορεί παρά να επιβεβαιώνουν την παραπάνω εικόνα και να κάνουν εμφανή τη σημασία του θέματος. Αναφέρουμε χαρακτηριστικά πως το 2000, η παγκόσμια ενεργειακή κατανάλωση έφτασε σε ένα επίπεδο περίπου ίσο με PJ, ένα ποσό που αντιστοιχεί περίπου σε kwh. (WWF, 2010) Τα ποσοστά αυτά είναι ανησυχητικά, δε θα πρέπει όμως να παραλείψουμε να αναφέρουμε τις προσπάθειες που γίνονται για τη μείωσή τους, οι οποίες σιγά σιγά αρχίζουν να γίνονται καρποφόρες. Έτσι αναφέρουμε πως η παγκόσμια κατανάλωση πετρελαίου μειώθηκε το έτος 2009, για δεύτερη συνεχόμενη χρονιά, κατά βαρέλια την ημέρα. Η παραγωγή μαύρου χρυσού σημείωσε πτώση κατά 2,6%, τη μεγαλύτερη σε ετήσια βάση από το 1982 (κατά 2 εκατομμύρια βαρέλια την ημέρα). Για πρώτη φορά στα παγκόσμια χρονικά, κατεγράφη πέρυσι μείωση της κατανάλωσης φυσικού αερίου (σε ποσοστό 2,1% σε ετήσια βάση), ενώ αντίστοιχη πτώση κατέγραψε και η παραγωγή, λόγω μειωμένης κατανάλωσης στη Ρωσία και στο μεγαλύτερο κομμάτι της υπόλοιπης Ευρώπης, καθώς και των ανταγωνιστικών τιμών του υγροποιημένου φυσικού αερίου (LNG). Τα παγκόσμια αποθέματα φυσικού αερίου αυξήθηκαν πέρυσι κατά 1,33 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα, επαρκώντας για 62,8 χρόνια. Αμετάβλητη παρέμεινε πέρυσι, σε σχέση με το 2008, η κατανάλωση ενέργειας από άνθρακα, σημειώνοντας την πιο αναιμική μεταβολή από το Ωστόσο, το μερίδιο του άνθρακα στο παγκόσμιο ενεργειακό μείγμα διαμορφώθηκε, το 2009, στο 29,4%, στο υψηλότερο ποσοστό από το Τα αποθέματα άνθρακα παγκοσμίως επαρκούν για 119 έτη. (Όπως θα αναφέρουμε και παρακάτω βέβαια οι απόψεις για το κατά πόσο ισχύουν αυτά τα νούμερα είναι διφορούμενες). Επίσης η παραγωγή ενέργειας από πυρηνικούς σταθμούς σημείωσε το 2009 μείωση για τρίτο συνεχόμενο χρόνο (κατά 1,3% αυτή τη 13

15 φορά). Αντιθέτως, η παραγωγή ενέργειας από υδροηλεκτρικούς σταθμούς αυξήθηκε κατά 1,5%, καθιστώντας την ενέργεια από υδροηλεκτρικά ένα από τα ταχύτερα αναπτυσσόμενα καύσιμα εκείνη τη χρονιά. Ταχείς ρυθμοί ανάπτυξης διαπιστώθηκαν το 2009 στον τομέα των ανανεώσιμων, καθώς η συνεχιζόμενη κρατική στήριξη συνετέλεσε στην αύξηση, παγκοσμίως, της παραγωγικής δυναμικότητας ενέργειας από αιολικά και ηλιακά κατά 31% και 47%, αντιστοίχως, σε σχέση με το Η παραγωγή της αιθανόλης αυξήθηκε, τέλος, κατά 8,1% σε ετήσια βάση. Αυτά τα νούμερα δείχνουν ότι ο ενεργειακός τομέας βελτιώνεται όλο και περισσότερο ως προς το κριτήριο της αειφορίας Η Υποβάθμιση του Περιβάλλοντος και ο Συσχετισμός της με τη Χρήση Ενεργειακών Πόρων Η ποιοτική υποβάθμιση του περιβάλλοντος αποτελεί απόρροια των λανθασμένων μοντέλων διαχείρισης αυτού, αλλά και της αδυναμίας εξεύρεσης βιώσιμων λύσεων στο πλαίσιο της επιστημονικής έρευνας και του ισχύοντος για το περιβάλλον νομοθετικού πλαισίου. Ο κοινωνικοοικονομικός προσανατολισμός της καταναλωτικής νοοτροπίας που επικρατεί στο μεγαλύτερο μέρος του πληθυσμού των ανεπτυγμένων χωρών αποτελεί την κυριότερη αιτία υποβάθμισης του περιβάλλοντος, καθώς η μονόπλευρη ποσοτική αύξηση παραγωγής με μεγάλες απαιτήσεις για κέρδος και υπερκατανάλωση από τις πολυεθνικές εταιρίες και την τάση δημιουργίας τεχνικών αναγκών αποτελούν πλέον βασικά χαρακτηριστικά του σημερινού αστικο-βιομηχανικού μοντέλου διαβίωσης. Τα παραπάνω δεν μπορεί παρά να έχουν ως άμεσες επιπτώσεις τη σπατάλη πολύτιμων πρώτων υλών, τη σπατάλη ενέργειας και την υποβάθμιση του περιβάλλοντος με την απόρριψη αποβλήτων. 14

16 Ως βιώσιμη ή αειφορική ανάπτυξη εννοούμε την ανάπτυξη που ικανοποιεί τις ανάγκες της σημερινής γενιάς, χωρίς να υπονομεύει την ικανότητα των μελλοντικών γενεών να ικανοποιήσουν τις δικές τους ανάγκες. Σύμφωνα με το κριτήριο της αειφορίας, όλοι οι φυσικοί πόροι θα πρέπει να χρησιμοποιούνται με σεβασμό στις ανάγκες των μελλοντικών γενεών. Αυτό δεν αποκλείει τη χρησιμοποίηση φυσικών πόρων, ακόμα και εξαντλήσιμων, με την προϋπόθεση ότι διασφαλίζονται τα συμφέροντα των μελλοντικών γενεών, πράγμα που γίνεται όχι μόνο με τη διατήρηση συγκεκριμένων πόρων αλλά και με την υποκατάσταση αυτών με άλλους όταν η διατήρηση δεν είναι εφικτή. (World Committee for the Environment and Development, 1987) Καθώς οι σημερινοί ρυθμοί κατανάλωσης ορυκτών καυσίμων φέρνουν την ανθρωπότητα μπροστά σε κρίσιμα και πιεστικά προβλήματα, η συνετή χρησιμοποίηση των περιορισμένων αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων δεν μπορεί από μόνη της να αποτελέσει μια βιώσιμη και αποτελεσματική λύση. Είναι λοιπόν απαραίτητη η προσφυγή σε εναλλακτικές πηγές ενέργειας Μορφές Ενέργειας Δυστυχώς η κάλυψη των ενεργειακών αναγκών σε παγκόσμιο επίπεδο σήμερα βασίζεται ακόμα κατά μεγάλο ποσοστό στις συμβατικές πηγές ενέργειας. Όπως δείχνουν τα σχετικά στοιχεία σήμερα, ένα μεγάλο ποσοστό (ίσο με το 88 τοις εκατό περίπου) της παγκόσμιας ζήτησης σε ενέργεια καλύπτεται με τη χρήση ορυκτών καυσίμων και συγκεκριμένα με το πετρέλαιο σε ποσοστό 44%, με τους γαιάνθρακες σε ποσοστό 24% και 15

17 με το φυσικό αέριο σε ποσοστό 23%. Η κατάσταση στην Ελλάδα δε διαφέρει πολύ από αυτήν που παρουσιάζεται στην παραπάνω εικόνα, καθώς κι εδώ η παραγωγή ενέργειας βασίζεται κυρίως σε ρυπογόνα καύσιμα όπως ο λιγνίτης και το πετρέλαιο. (WWF, 2010) Αντιθέτως και παρ όλη την ανάπτυξη που έχει παρατηρηθεί στην τεχνολογία των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, αυτές δε συμβάλλουν παρά μόνο κατά ένα μικρό ποσοστό, λίγο μεγαλύτερο του 10%, στην παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας. Από αυτές, κυρίως η υδροηλεκτρική μπορούμε να πούμε ότι συμβάλλει σημαντικά στην αντιμετώπιση της παγκόσμιας ζήτησης σε ενέργεια κατά ένα ποσοστό ίσο με 6% και συγκεκριμένα στην παγκόσμια ζήτηση σε ηλεκτρική ενέργεια κατά ένα ποσοστό ίσο με 19%. (WWF, 2010) Οι ήπιες μορφές ενέργειας (ή ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ή νέες πηγές ενέργειας ή πράσινη ενέργεια) είναι μορφές εκμεταλλεύσιμης ενέργειας που προέρχονται από διάφορες φυσικές διαδικασίες, όπως ο άνεμος, η γεωθερμία, η κυκλοφορία του νερού και άλλες. Ο όρος «ήπιες» αναφέρεται σε δυο βασικά χαρακτηριστικά τους. Καταρχάς, για την εκμετάλλευσή τους δεν απαιτείται κάποια ενεργητική παρέμβαση, όπως εξόρυξη, άντληση ή καύση, όπως με τις μέχρι τώρα χρησιμοποιούμενες πηγές ενέργειας, αλλά απλώς εκμετάλλευση της ήδη υπάρχουσας ροής ενέργειας στη φύση. Δεύτερον, πρόκειται για καθαρές μορφές ενέργειας, πολύ φιλικές προς το περιβάλλον, που δεν αποδεσμεύουν υδρογονάνθρακες, διοξείδιο του άνθρακα ή τοξικά και ραδιενεργά απόβλητα, όπως οι υπόλοιπες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα. Έτσι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θεωρούνται από πολλούς μία αφετηρία για την επίλυση των οικολογικών προβλημάτων που αντιμετωπίζονται σε παγκόσμια κλίμακα. 16

18 Ως «ανανεώσιμες πηγές» θεωρούνται γενικά οι εναλλακτικές των παραδοσιακών πηγών ενέργειας, χαρακτηριστικά παραδείγματα των οποίων είναι το πετρέλαιο ή ο άνθρακας, όπως η ηλιακή και η αιολική. Βέβαια να πούμε πως ο όρος «ανανεώσιμες» είναι κάπως καταχρηστικός, μιας και ορισμένες από αυτές τις πηγές, όπως η γεωθερμική ενέργεια δεν ανανεώνονται σε κλίμακα χιλετιών. Σε κάθε περίπτωση οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας έχουν μελετηθεί ως λύση στο πρόβλημα της αναμενόμενης εξάντλησης των μη ανανεώσιμων αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων. Όπως αναφέραμε στην προηγούμενη παράγραφο, τα τελευταία χρόνια στην Ευρωπαϊκή Ένωση αλλά και σε πολλά μεμονωμένα κράτη υιοθετούνται νέες πολιτικές για τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που προάγουν τέτοιες εσωτερικές πολιτικές και για τα κράτη μέλη. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας αποτελούν τη βάση του μοντέλου οικονομικής ανάπτυξης της πράσινης οικονομίας και κεντρικό σημείο εστίασης της σχολής των οικολογικών οικονομικών, η οποία έχει κάποια επιρροή στο οικολογικό κίνημα. Οι ήπιες μορφές ενέργειας βασίζονται κατ' ουσία στην ηλιακή ακτινοβολία, με εξαίρεση τη γεωθερμική ενέργεια, η οποία είναι ροή ενέργειας από το εσωτερικό του φλοιού της γης, και την ενέργεια απ' τις παλίρροιες που εκμεταλλεύεται τη βαρύτητα. Οι βασιζόμενες στην ηλιακή ακτινοβολία ήπιες πηγές ενέργειας είναι ανανεώσιμες, μιας και δεν πρόκειται να εξαντληθούν όσο υπάρχει ο ήλιος, δηλαδή για μερικά ακόμα δισεκατομμύρια χρόνια. Ουσιαστικά είναι ηλιακή ενέργεια "συσκευασμένη" κατά τον ένα ή τον άλλο τρόπο: η βιομάζα είναι ηλιακή ενέργεια δεσμευμένη στους ιστούς των φυτών μέσω της φωτοσύνθεσης, η αιολική εκμεταλλεύεται τους ανέμους που προκαλούνται απ' τη θέρμανση του αέρα, ενώ αυτές που βασίζονται στο νερό εκμεταλλεύονται τον κύκλο εξάτμισης-συμπύκνωσης του νερού και την κυκλοφορία του. Η γεωθερμική ενέργεια δεν είναι ανανεώσιμη, καθώς τα γεωθερμικά πεδία κάποια στιγμή εξαντλούνται. 17

19 Χρησιμοποιούνται είτε άμεσα (κυρίως για θέρμανση) είτε μετατρεπόμενες σε άλλες μορφές ενέργειας (κυρίως ηλεκτρισμό ή μηχανική ενέργεια). Υπολογίζεται ότι το τεχνικά εκμεταλλεύσιμο ενεργειακό δυναμικό απ' τις ήπιες μορφές ενέργειας είναι πολλαπλάσιο της παγκόσμιας συνολικής κατανάλωσης ενέργειας. Η υψηλή όμως μέχρι πρόσφατα τιμή των νέων ενεργειακών εφαρμογών, τα τεχνικά προβλήματα εφαρμογής καθώς οι πολιτικές και οι τυχόν οικονομικές σκοπιμότητες που έχουν να κάνουν με τη διατήρηση της παρούσης κατάστασης στον ενεργειακό τομέα εμπόδισαν την εκμετάλλευση έστω και μέρους αυτού του δυναμικού. Ειδικά στην Ελλάδα, που έχει μορφολογία και κλίμα κατάλληλο για νέες ενεργειακές εφαρμογές, η εκμετάλλευση αυτού του ενεργειακού δυναμικού θα βοηθούσε σημαντικά στην ενεργειακή αυτονομία της χώρας. Το ενδιαφέρον για τις ήπιες μορφές ενέργειας ανακινήθηκε τη δεκαετία του 1970, ως αποτέλεσμα κυρίως των απανωτών πετρελαϊκών κρίσεων της εποχής, αλλά και της αλλοίωσης του περιβάλλοντος και της ποιότητας ζωής από τη χρήση κλασικών πηγών ενέργειας. Ιδιαίτερα ακριβές στην αρχή, ξεκίνησαν σαν πειραματικές εφαρμογές. Σήμερα όμως λαμβάνονται υπόψη στους επίσημους σχεδιασμούς των ανεπτυγμένων κρατών για την ενέργεια και, αν και αποτελούν πολύ μικρό ποσοστό της ενεργειακής παραγωγής, ετοιμάζονται βήματα για παραπέρα αξιοποίησή τους. Το κόστος δε των εφαρμογών ήπιων μορφών ενέργειας πέφτει συνέχεια τα τελευταία είκοσι χρόνια και ειδικά η αιολική και υδροηλεκτρική ενέργεια, αλλά και η βιομάζα, μπορούν πλέον να ανταγωνίζονται στα ίσα παραδοσιακές πηγές ενέργειας όπως ο άνθρακας και η πυρηνική ενέργεια. 18

20 1.2 Πηγές Ενέργειας Συμβατικές Πηγές Ενέργειας Το Πετρέλαιο Η βιομηχανική παραγωγή και εκμετάλλευση του πετρελαίου άρχισε τον 19 ο αιώνα. Από τότε η ζήτηση του πετρελαίου και των πετρελαιοειδών αυξήθηκε αλματωδώς και το 1974 η συμμετοχή του πετρελαίου στην παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας ανήλθε στο 48%. Μετά τις δύο πετρελαϊκές κρίσεις της δεκαετίας του 1970, που είχαν ως αποτέλεσμα την απότομη και μεγάλη αύξηση της τιμής του, οι αναπτυγμένες κυρίως χώρες υιοθέτησαν διάφορα μέτρα εξοικονόμησης ενέργειας και μερίμνησαν για την ανάπτυξη άλλων πρωτογενών ενεργειακών πηγών, όπως είναι το ουράνιο (πυρηνική ενέργεια) και οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, με στόχο τη μείωση της εξάρτησης της παγκόσμιας ενεργειακής αγοράς από το πετρέλαιο. Από τα τέλη του 20 ου αιώνα, η περιβαλλοντική ρύπανση που έχει δημιουργηθεί από την υπέρμετρη κατανάλωση προϊόντων πετρελαίου έχει οδηγήσει τα κράτη και τις επιχειρήσεις στη μείωση κατανάλωσης συμβατικών καυσίμων, με στόχο να διασωθεί το φυσικό περιβάλλον που υπόκειται σε μεγάλη δοκιμασία, καθώς και η ποιότητα ζωής των πολιτών σε παγκόσμιο επίπεδο. Ωστόσο, το πετρέλαιο παραμένει η κυριότερη πρωτογενής πηγή ενέργειας. 19

21 Στην Ελλάδα πετρέλαιο παράγεται από το 1981, όταν άρχισε η εκμετάλλευση του κοιτάσματος στον Πρίνο της Θάσου. Σύντομα η παραγωγή ανήλθε στα βαρέλια ημερησίως, ποσότητα που ισοδυναμούσε περίπου με το 10 τοις εκατό των ενεργειακών αναγκών της χώρας. Από τα τέλη της δεκαετίας του 1980 η παραγωγή άρχισε να μειώνεται και το 1995 περιορίστηκε στα βαρέλια την ημέρα. Η παραγωγή πετρελαίου στην Ελλάδα συνέχισε αυτήν τη διαρκώς φθίνουσα πορεία και έφτασε το 2005 τα βαρέλια ημερησίως. Το Συμβούλιο Εθνικής Ενεργειακής Στρατηγικής θεωρεί ότι υπάρχουν ενδείξεις για την ύπαρξη αρκετού πετρελαίου στο ελληνικό υπέδαφος, ώστε να καλυφθεί το 50% της ζήτησης στη χώρας μας, με ημερήσια παραγωγή της τάξης των 200 χιλιάδων βαρελιών. Οι αυξομειώσεις της τιμής του πετρελαίου καθορίζουν την πορεία των αγορών και της παγκοσμιοποιημένης πλέον οικονομίας. Οι λόγοι όμως για τις αυξομειώσεις αυτές ξεπερνούν τους βασικούς κανόνες της οικονομίας. Η προσέγγιση για την αυξομείωση των τιμών του πετρελαίου γίνεται συνήθως βάσει των βασικών κανόνων της αγοράς (σχέση προσφοράς και ζήτησης). Η πραγματικότητα είναι πως οι αλματώδεις αυξήσεις στην τιμή του πετρελαίου επιβαρύνουν τις τιμές των αγαθών πρώτης ανάγκης για τους πολίτες, αλλά και των υπηρεσιών που βασίζονται στο πετρέλαιο. 20

22 Τα Υπέρ και τα Κατά του Συμβατικού Πετρελαίου Ένα από τα κυριότερα μειονεκτήματα της χρήσης του πετρελαίου είναι οι αρνητικές επιπτώσεις που έχει στο περιβάλλον, καθώς όχι μόνο οι καύσεις του έχουν ως αποτέλεσμα την εκπομπή ανθρακούχων αερίων στην ατμόσφαιρα, αλλά και η ίδια η διαδικασία της εξόρυξής του εγκυμονεί πολλούς περιβαλλοντολογικούς κινδύνους. Οι διαρροές πετρελαίου υπήρξαν πάντοτε σημαντικό περιβαλλοντικό ζήτημα. (dlist, 2010) Το δεύτερο μειονέκτημα της χρήσης του πετρελαίου είναι η μικρή του βιωσιμότητα ως πηγή ενέργειας. Αν και μόνο το 18% των παγκόσμιων αποθεμάτων αργού πετρελαίου έχουν αντληθεί μέχρι σήμερα, οι έρευνες δείχνουν ότι τα διαθέσιμα αποθέματα πετρελαίου επαρκούν για να καλύψουν τις παγκόσμιες ανάγκες μόνο για περίπου 140 χρόνια ακόμα. Επίσης, τα προβλήματα ελλιπούς παραγωγικής ικανότητας στον τομέα της διύλισης παγκοσμίως (που συντελούν στη διατήρηση των τιμών του πετρελαίου στις διεθνείς αγορές σε υψηλά επίπεδα) δεν προβλέπεται να λυθούν εύκολα. (xak.com, 2006) Παρ όλο που πρόκειται για μια συμβατική πηγή ενέργειας, το πετρέλαιο παρουσιάζει ορισμένα πλεονεκτήματα, όπως η εύκολη διαχείρισή του, καθώς και η εύκολη μεταφορά και αποθήκευσή του. Επίσης η διαδικασία εξόρυξής του είναι ευκολότερη από αυτή του άνθρακα. Τα παραπάνω πλεονεκτήματα του πετρελαίου συνεπάγονται χαμηλότερο κόστος παραγωγής, γεγονός που ενθαρρύνει τις πετρελαιοπαραγωγικές εταιρίες για συνεχή εκμετάλλευση αυτού του φυσικού πόρου. (dlist, 2010) 21

23 Το Φυσικό Αέριο Το φυσικό αέριο αποτελεί αέριο μίγμα υδρογονανθράκων, όπως μεθάνιο, αιθάνιο προπάνιο και βουτάνιο, που εξάγεται από υπόγειες κοιλότητες. Το φυσικό αέριο καλύπτει σήμερα το 25% περίπου των ενεργειακών αναγκών σε παγκόσμιο επίπεδο. Τα αποθέματα όμως του φυσικού αερίου, όπως και του πετρελαίου, είναι περιορισμένα. Συγκεκριμένα, υπολογίζεται ότι με τους ρυθμούς που καταναλώνεται, τα διαθέσιμα αποθέματα θα εξαντληθούν μέσα σε περίπου 100 χρόνια. Αν και συγκαταλέγεται στις συμβατικές πηγές ενέργειας, εξ αιτίας των ιδιοτήτων του θεωρείται από πολλούς ως οικολογικό καύσιμο. Συγκεκριμένα, η καύση του φυσικού αερίου, σε σχέση με αυτή άλλων καυσίμων όπως ο γαιάνθρακας ή το πετρέλαιο, έχει λιγότερο επιβλαβείς συνέπειες για το περιβάλλον. Η καύση του παράγει μικρότερες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα για κάθε μονάδα παραγόμενης ενέργειας. Το φυσικό αέριο μπορεί να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες σε πολλούς τομείς. Το μεγαλύτερο ποσοστό (34%) καταναλώνεται από το βιομηχανικό τομέα, ακολουθούμενο από τον τομέα ηλεκτροπαραγωγής (30%), την οικιακή χρήση (20%) και την εμπορική χρήση (13%). Αυτή η δυνατότητα χρήσης του σε πολλούς τομείς, σε συνδυασμό με τις φιλικότερες προς το περιβάλλον ιδιότητές του (σε σύγκριση με αυτές των υπολοίπων συμβατικών πηγών ενέργειας), καθιστούν την χρήση του ιδιαίτερα δημοφιλή. 22

24 Τα Υπέρ και τα Κατά του Φυσικού Αερίου 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 (περίπου το 50% μόνο αυτών που παράγονται από την καύση άνθρακα), ενώ η βελτίωση του βαθμού απόδοσης μειώνει τη συνολική κατανάλωση καυσίμου και συνεπώς περιορίζει την ατμοσφαιρική ρύπανση. (dlist, 2010) Με την υποκατάσταση ηλεκτρικής ενέργειας από φυσικό αέριο (κυρίως στις οικιακές και εμπορικές χρήσεις) μπορούν να αποφευχθούν οι απώλειες μετατροπής του σε ηλεκτρική ενέργεια καθώς και στη μεταφορά της. Η χρησιμοποίηση φυσικού αερίου σε μονάδες συνδυασμένου κύκλου θα έχει ως αποτέλεσμα τη σημαντική αύξηση του βαθμού απόδοσης παραγωγής ηλεκτρισμού σε 52 με 55% έναντι 35 με 40% των συμβατικών ηλεκτροπαραγωγικών σταθμών. Λόγω της καθαρότητας των προϊόντων καύσης του φυσικού αερίου, αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί απ' ευθείας σε ορισμένες βιομηχανικές εφαρμογές χωρίς την παρεμβολή εναλλακτών που έχουν ως συνέπεια ενεργειακές απώλειες. Συγκεκριμένα για την Ελλάδα, η χρήση του φυσικού αερίου συνεπάγεται θετικές επιδράσεις στη δομή του ενεργειακού ισοζυγίου της χώρας, μιας και θα μειωθεί η εξάρτηση από το πετρέλαιο. Επίσης η διεύρυνση της χρήσης του φυσικού αερίου στον οικιακό, εμπορικό και βιομηχανικό τομέα συμβάλλει αποτελεσματικά στην αντιμετώπιση της ανεργίας με τη δημιουργία νέων θέσεων και ειδικοτήτων στην αγορά εργασίας. 23

25 Παρ όλα αυτά, αρκετές περιβαλλοντικές επιπτώσεις συνδέονται με την εξόρυξη του φυσικού αερίου. Τέτοιοι κίνδυνοι περιλαμβάνουν εκρήξεις ή διαρροές. Ούτως ή άλλως, το φυσικό αέριο αποτελεί μη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, με τις ανάλογες επιπτώσεις που αυτό συνεπάγεται ως προς τη διαθεσιμότητά του. (dlist, 2010) Ο Άνθρακας Ο άνθρακας ανήκει κι αυτός στις μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και η χρήση του βρίσκεται ακόμα σε υψηλά επίπεδα, καθώς καλύπτει περίπου το 27,4% των ενεργειακών αναγκών παγκοσμίως. (wikipedia, 2010) Να αναφέρουμε χαρακτηριστικά ότι τα αποθέματα άνθρακα, όπως αυτά έχουν εκτιμηθεί κατά την περίοδο 2005 με 2007 ήταν 905 δισεκατομμύρια τόνοι. Αντίστοιχα η παραγωγή τους κατά την διάρκεια του 2006 ήταν τόνοι την ημέρα. (wikipedia, 2010) Η εκτίμηση για την χρονική στιγμή εξάντλησης των αποθεμάτων άνθρακα με τα μέχρι τώρα εκτιμώμενα αποθέματα και την τρέχουσα κατανάλωση είναι περίπου 148 χρόνια, ενώ κάποιες πιο αισιόδοξες εκτιμήσεις ορίζουν ως χρονική στιγμή εξάντλησης τα 417 χρόνια. Φυσικά όλα αυτά δεν είναι παρά εκτιμήσεις που έχουν γίνει με την παραδοχή ότι το επίπεδο της κατανάλωσης θα παραμείνει σταθερό και πως όλες οι πηγές ορυκτών καυσίμων έχουν ανακαλυφθεί. Στην πραγματικότητα όμως η κατανάλωση αυξάνεται, ενώ εξακολουθούν να υπάρχουν ανεκμετάλλευτα κοιτάσματα. (wikipedia, 2010) 24

26 Τα Υπέρ και τα Κατά του Άνθρακα Το κυριότερο μειονέκτημα της χρήσης του άνθρακα ως πηγή ενέργειας είναι και πάλι οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Η καύση του λιθάνθρακα παράγει μεγάλα ποσά τέφρας που επιβαρύνουν τις γειτονικές περιοχές στις μεγάλες μονάδες που χρησιμοποιούν αυτό το καύσιμο. Επίσης, με την καύση του απελευθερώνονται ραδιενεργές ουσίες, όπως ουράνιο και θόριο. Αναφέρουμε πως το έτος 2000, περίπου τόνοι ουρανίου και τόνοι θορίου απελευθερώθηκαν παγκοσμίως από την καύση του άνθρακα. (Βέβαια οι ποσότητες αυτές αναλογικά με την ποσότητα του κάρβουνου που καίγεται είναι πολύ μικρές και δεν έχουν αναφερθεί αρνητικές επιδράσεις στην ανθρώπινη φυσιολογία). Τέλος, σημαντική περιβαλλοντική επιβάρυνση προκαλούν και οι μέθοδοι εξόρυξης του άνθρακα. (wikipedia, 2010) Βέβαια να αναφέρουμε πως ένα εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας που βασίζεται στον άνθρακα αποτελεί ένα από τα φθηνότερα μέσα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (και ασφαλώς αυτό το δεδομένο δεν μπορεί παρά να ενθαρρύνει τη χρήση του, κυρίως από τις αναπτυσσόμενες χώρες). Τέτοια εργοστάσια γενικά θεωρούνται αξιόπιστα και πολλές χώρες έχουν ήδη την κατάλληλη υποδομή γι αυτά. (dlist, 2010) 25

27 1.2.2 Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Το Νομικό Πλαίσιο των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στην Ευρωπαϊκή Ένωση και στην Ελλάδα Στο πλαίσιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης, η μέριμνα για τα περιβαλλοντολογικά ζητήματα έγινε κοινή πολιτική χάρη στη συνθήκη του Μάαστριχτ. Μάλιστα οι στόχοι μιας τέτοιας πολιτικής εγγράφονται μεταξύ των πρωταρχικών στόχων της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Οι περιβαλλοντικές απαιτήσεις πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά τον ορισμό και την εφαρμογή των άλλων κοινών πολιτικών. H ομοιομορφία των περιβαλλοντικών προδιαγραφών είναι απαραίτητη όχι μόνο για τη συντήρηση του περιβάλλοντος της Ευρώπης, αλλά και για την καλή λειτουργία της εσωτερικής αγοράς και για την οικονομική και κοινωνική συνοχή. Μια εκτίμηση των συγκεκριμένων αποτελεσμάτων των ευρωπαϊκών μέτρων σε αυτά τα θέματα μπορεί να αποδειχθεί ιδιαίτερα δύσκολη, κυρίως γιατί η ποιότητα του περιβάλλοντος είναι μια έννοια ιδιαίτερα υποκειμενική και επομένως δύσκολη να οριστεί και επίσης γιατί η καταπολέμηση των μολύνσεων και των οχλήσεων είναι ένα δυσχερές έργο. Οι ποιοτικοί στόχοι τους οποίους θέτει μεταβάλλονται συνέχεια λόγω της οικονομικής ανάπτυξης και της αστικοποίησης. Είναι αλήθεια ότι η σχετική επιτροπή στις ετήσιες εκθέσεις που υποβάλλει στο κοινοβούλιο και στο συμβούλιο για την εφαρμογή του ευρωπαϊκού περιβαλλοντικού προγράμματος αναφέρει τις προόδους που έχουν επιτευχθεί, αλλά η κατάσταση του περιβάλλοντος παραμένει ανησυχαστική. Αυτό ισχύει 26

28 φυσικά και συγκεκριμένα για το θέμα της αυξανόμενης εξάντλησης των φυσικών πόρων. Επιπλέον, υπάρχουν σοβαρά προβλήματα κατά την εφαρμογή των ευρωπαϊκών οδηγιών και υπέρμετρες καθυστερήσεις όσον αφορά την υλοποίησή τους στην πλειονότητα των κρατών μελών, καθώς και παραλείψεις όσον αφορά την υποβολή των απαραίτητων εκθέσεων και, γενικότερα, την κοινοποίηση των πληροφοριών. Για να γίνει η Ευρωπαϊκή Ένωση μια οικολογικά αποτελεσματική οικονομία, πρέπει να ενισχύσει την περιβαλλοντική διάσταση της διαδικασίας της Λισαβόνας, έτσι ώστε να δοθεί ίση προσοχή στα οικονομικά, κοινωνικά και περιβαλλοντικά ζητήματα στα πλαίσια των διαδικασιών χάραξης πολιτικών και λήψης αποφάσεων. Γι' αυτό, χρειάζεται συνεχής επαγρύπνηση των πολιτών, οι οποίοι μπορούν να καταγγέλλουν στην επιτροπή τον μη σεβασμό των ευρωπαϊκών προδιαγραφών από κάποια επιχείρηση ή από κάποιο ιδιωτικό ή δημόσιο έργο στη χώρα τους ή και σε άλλη χώρα της κοινότητας. Όμως, η Ευρωπαϊκή Ένωση δεν μπορεί να εργαστεί μόνη της σε αυτό το πεδίο. Γι αυτό καθίσταται αναγκαία η άσκηση πιέσεων στο πλαίσιο των διεθνών οργανισμών, όπως είναι το συμβούλιο της Ευρώπης και τα Ηνωμένα Έθνη για την προστασία του περιβάλλοντος σε παγκόσμιο επίπεδο. Έτσι, η ένταξη στην ένωση των χωρών της κεντρικής και ανατολικής Ευρώπης πρέπει να συμβαδίζει με μεγαλύτερη μέριμνα για τις απαιτήσεις του περιβάλλοντος, οι οποίες είχαν αμεληθεί στο παρελθόν. O Ευρωπαϊκός Οργανισμός Περιβάλλοντος, ο οποίος είναι ανοικτός στη συμμετοχή όλων των ευρωπαϊκών χωρών, παίζει σημαντικό ρόλο σε αυτό το πεδίο. Μέσα σε μια ευρωπαϊκή οικονομία η οποία βρίσκεται σε πλήρη διαρθρωτική εξέλιξη, η πρόκληση την οποία αντιμετωπίζουν οι υπεύθυνοι 27

29 για την περιβαλλοντική πολιτική είναι να αναπτύξουν μέσα τα οποία να επιτρέπουν τη χωρίς εμπόδια επίτευξη του στόχου μιας ανάπτυξης που ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις του περιβάλλοντος. Οι καλές οικονομικές επιδόσεις πρέπει να συμβαδίζουν με τη βιώσιμη χρήση φυσικών πόρων. Πάντως δεν υπάρχει ουσιαστική αντίθεση μεταξύ της οικονομικής ανάπτυξης και του υγιούς και καθαρού περιβάλλοντος. H πληθωριστική επίπτωση των περιβαλλοντικών πολιτικών είναι μηδαμινή. Μπορεί μάλιστα να αναρωτηθεί κανείς αν η βιομηχανία του περιβάλλοντος δεν είναι σε θέση να βοηθήσει στην αναδιάρθρωση των ευρωπαϊκών οικονομιών επί νέων βάσεων, με την εφαρμογή νέων δράσεων, οι οποίες χρησιμοποιούν αναπτυγμένη τεχνολογία και προσωπικό με ιδιαίτερα προσόντα. Οι περιβαλλοντικές τεχνολογίες, δηλαδή οι νέες καινοτόμες τεχνολογίες που σέβονται το περιβάλλον, έχουν τη δυνατότητα να συμβάλουν στην ανάπτυξη και την ανταγωνιστικότητα μέσω της μείωσης του κόστους της περιβαλλοντικής προστασίας, βελτιώνοντας παράλληλα το περιβάλλον και προστατεύοντας τους φυσικούς πόρους. Όμως εμπορικοί και θεσμικοί φραγμοί εμποδίζουν τη χρήση των εν λόγω τεχνολογιών. Ιδίως οι τιμές της αγοράς της ενέργειας οδηγούν σε συστηματική υποεπένδυση στον τομέα των καινοτόμων τεχνικών. Τα εμπόδια αυτά μπορούν να υπερκερασθούν με την εσωτερίκευση του περιβαλλοντικού κόστους, ώστε να παρασχεθούν κίνητρα για την εντατικοποίηση της έρευνας στον εν λόγω τομέα. Η προώθηση της διαρκούς οικονομικής ανάπτυξης στην Ευρώπη περιλαμβάνει την επίτευξη ανταγωνιστικής οικονομίας σε συνδυασμό με την ελάχιστη δυνατή υποβάθμιση του περιβάλλοντος, αποτελεσματικότερη εκμετάλλευση των ενεργειακών πόρων και των πρώτων υλών και υψηλότερα επίπεδα απασχόλησης. Πράγματι, μπορεί να γίνει μια σωστή εφαρμογή της πολιτικής της απασχόλησης και της πολιτικής περιβάλλοντος για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα της υπέρμετρης 28

30 χρήσης των περιβαλλοντικών πόρων και της ελλιπούς χρήσης των ανθρώπινων πόρων. Ο παραπάνω στόχος πρέπει να προωθηθεί με ορισμένα μέτρα, πρώτο και κύριο των οποίων είναι η αναδιάρθρωση των φορολογικών συστημάτων, με μείωση του μη μισθοδοτικού κόστους της εργασίας και με ενσωμάτωση του περιβαλλοντικού κόστους και του κόστους των πόρων στις τιμές αγοράς των αγαθών και των υπηρεσιών. Η Ευρωπαϊκή Ένωση μπορεί να προαγάγει τις βέλτιστες διαθέσιμες τεχνολογίες καθώς και να ενθαρρύνει την έρευνα και την ανάπτυξη και να προσφέρει, στα πλαίσια των κατευθυντήριων γραμμών για τις κρατικές ενισχύσεις, μια ευελιξία σε εθνικό επίπεδο, η οποία θα εγγυάται την αποτελεσματικότητα των πολιτικών και των μέτρων που αποσκοπούν στην αντιμετώπιση των κλιματικών μεταβολών. Κοινή δράση χρειάζεται για τη σταδιακή μείωση και κατάργηση των επιδοτήσεων στα ορυκτά καύσιμα καθώς και των φορολογικών συστημάτων και κανονιστικών ρυθμίσεων που αντιστρατεύονται την αποτελεσματική χρήση της ενέργειας. 29

31 Αιολική Ενέργεια Αιολική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που παράγεται από την εκμετάλλευση του πνέοντος ανέμου. Αυτή μπορεί να μετατραπεί σε άλλες μορφές ενέργειας με τη χρήση των ανεμογεννητριών, στις οποίες ο άνεμος περιστρέφει ειδικά πτερύγια και παράγει μηχανικό έργο ή ηλεκτρικό έργο. (Παρμαξής Ν., 2010) Η αιολική ενέργεια αποτελεί σήμερα μια ενδιαφέρουσα λύση στο πρόβλημα της ηλεκτροπαραγωγής, καθώς παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα, όπως το ότι ο άνεμος αποτελεί έναν άφθονο, αποκεντρωμένο και δωρεάν φυσικό πόρο. Η χρήση της αιολικής ενέργειας είναι συμβατή επίσης με τις προσπάθειες αντιμετώπισης του περιβαλλοντικού προβλήματος, καθώς δεν εκλύονται στην ατμόσφαιρα αέρια θερμοκηπίου και άλλοι ρύποι και έτσι οι επιπτώσεις στο περιβάλλον είναι μικρές σε σύγκριση με τα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής από συμβατικά καύσιμα. Χαρακτηριστικά η χρήση μιας ανεμογεννήτριας των 600 KW, σε κανονικές συνθήκες αποτρέπει την ελευθέρωση τόνων CO 2 ετησίως που θα αποβάλλονταν στο περιβάλλον αν χρησιμοποιείτο άλλη πηγή για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Να πούμε επίσης πως αποτελεί τη φθηνότερη μορφή ενέργειας, αν αναλογιστούμε το κόστος της κιλοβατώρας (περίπου 4 με 6 λεπτά, αν και η τιμή αυτή εξαρτάται από την ύπαρξη και παροχή ανέμου και από τη χρηματοδότηση ή μη του εκάστοτε προγράμματος παραγωγής αιολικής ενέργειας). (Παρμαξής Ν., 2010) Πρέπει να αναφερθεί όμως πως παρά την ευκολία στην κατασκευή και τη συντήρηση του σχετικού εξοπλισμού και τη μεγάλη διάρκεια ζωής του, τα αιολικά συστήματα γενικά παρουσιάζουν υψηλό κόστος έρευνας και εγκατάστασης και απαιτούν πολύ χρόνο για την έρευνα και τη 30

32 χαρτογράφηση του αιολικού δυναμικού των μεγάλων περιοχών, ώστε να εντοπιστούν τα ευνοϊκά σημεία. Τα αιολικά συστήματα επίσης παρουσιάζουν διακυμάνσεις ως προς την απόδοση ισχύος που οφείλεται στη μεταβαλλόμενη (σε ημερήσια, μηνιαία ή ετήσια κλίμακα) ένταση του ανέμου. Η αιολική ενέργεια δεν μπορεί να αποθηκευτεί (εκτός αν χρησιμοποιηθούν μπαταρίες που όμως αυξάνουν κατά πολύ το κόστος). Η αιολική, ως μορφή ενέργειας παρουσιάζει χαμηλή πυκνότητα και έχει αρκετά μικρό συντελεστή απόδοσης (της τάξης του 30% ή και χαμηλότερο). Συνεπώς απαιτούνται πολλές ανεμογεννήτριες για την παραγωγή αξιόλογης ισχύος και αρκετά μεγάλο αρχικό κόστος εφαρμογής σε μεγάλη επιφάνεια εδάφους. Έτσι μέχρι τώρα χρησιμοποιείται σαν συμπληρωματική πηγή ενέργειας. (Παρμαξής Ν., 2010) Οι έρευνες δείχνουν ότι τα αιολικά πάρκα μπορούν να καλύψουν τις ενεργειακές ανάγκες του πλανήτη. Αναφέρεται ότι πρέπει να κατασκευαστεί ένα παγκόσμιο δίκτυο χερσαίων ανεμογεννητριών 2,5 MW που να λειτουργούν ελάχιστα, περίπου στο 20% και να μην βρίσκονται σε δασικές εκτάσεις ή σε παγωμένες περιοχές. Με αυτόν τον τρόπο οι ανεμογεννήτριες θα μπορούσαν να καλύψουν την τωρινή αλλά και τη μελλοντική ενεργειακή ζήτηση παγκοσμίως. (Παρμαξής Ν., 2010) Υδροηλεκτρική Ενέργεια Η μετατροπή της ενέργειας των υδατοπτώσεων με τη χρήση υδροηλεκτρικών έργων (υδατοταμιευτήρας, φράγμα, κλειστός αγωγός 31

33 πτώσεως, υδροστρόβιλος, ηλεκτρογεννήτρια, διώρυγα φυγής) παράγει την υδροηλεκτρική ενέργεια. Οι υδροηλεκτρικές μονάδες εκμεταλλεύονται τη φυσική διαδικασία του κύκλου του νερού. Κάθε μέρα ο πλανήτης μας αποβάλλει μια μικρή ποσότητα νερού, καθώς η υπεριώδης ακτινοβολία διασπά τα μόρια του νερού σε ιόντα. Ταυτόχρονα, νέες ποσότητες νερού εμφανίζονται λόγω της ηφαιστειακής δραστηριότητας, έτσι ώστε η συνολική ποσότητα του νερού να διατηρείται περίπου σταθερή. Η λειτουργία των υδροηλεκτρικών μονάδων βασίζεται στην κίνηση του νερού λόγω διαφοράς μανομετρικού ύψους μεταξύ των σημείων εισόδου και εξόδου. Για το σκοπό αυτό κατασκευάζεται ένα φράγμα που συγκρατεί την απαιτούμενη ποσότητα νερού στο δημιουργούμενο ταμιευτήρα. Κατά τη διέλευσή του από τον αγωγό πτώσεως κινεί έναν στρόβιλο ο οποίος θέτει σε λειτουργία τη γεννήτρια. Μία τουρμπίνα που είναι εγκατεστημένη σε μεγάλη μονάδα μπορεί να ζυγίζει μέχρι 172 τόνους και να περιστρέφεται με 90 rpm. Η ποσότητα του ηλεκτρισμού που παράγεται καθορίζεται από αρκετούς παράγοντες. Δύο από τους σημαντικότερους είναι ο όγκος του νερού που ρέει και η διαφορά μανομετρικού ύψους μεταξύ της ελεύθερης επιφάνειας του ταμιευτήρα και του στροβίλου. Η ποσότητα ηλεκτρισμού που παράγεται είναι ανάλογη των δύο αυτών μεγεθών. Συνεπώς, ο παραγόμενος ηλεκτρισμός εξαρτάται από την ποσότητα του νερού του ταμιευτήρα. Για το λόγο αυτόν μόνο σε περιοχές με σημαντικές βροχοπτώσεις, πλούσιες πηγές και κατάλληλη γεωλογική διαμόρφωση είναι δυνατόν να κατασκευαστούν υδροηλεκτρικά έργα. Συνήθως η ενέργεια που τελικώς παράγεται, χρησιμοποιείται μόνο συμπληρωματικά ως προς άλλες συμβατικές πηγές ενέργειας, καλύπτοντας φορτία αιχμής. Στην Ελλάδα, η υδροηλεκτρική ενέργεια ικανοποιεί περίπου το 9% των ενεργειακών αναγκών σε ηλεκτρισμό. Τα υδροηλεκτρικά έργα ταξινομούνται σε μεγάλης και μικρής κλίμακας. Τα μικρής κλίμακας υδροηλεκτρικά έργα διαφέρουν σημαντικά 32

34 από της μεγάλης κλίμακας σε ότι αφορά τις επιπτώσεις τους στο περιβάλλον. Οι μεγάλης κλίμακας υδροηλεκτρικές μονάδες απαιτούν τη δημιουργία φραγμάτων και τεράστιων δεξαμενών με σημαντικές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Η κατασκευή φραγμάτων περιορίζει τη μετακίνηση των ψαριών, της άγριας ζωής και επηρεάζει ολόκληρο το οικοσύστημα καθώς μεταβάλλει ριζικά τη μορφολογία της περιοχής. Αντίθετα, τα μικρής κλίμακας υδροηλεκτρικά εγκαθίστανται δίπλα σε ποτάμια ή κανάλια και η λειτουργία τους παρουσιάζει πολύ μικρότερη περιβαλλοντική όχληση. Για το λόγο αυτό, οι υδροηλεκτρικές μονάδες μικρότερης δυναμικότητας των 30 MW χαρακτηρίζονται ως μικρής κλίμακας υδροηλεκτρικά έργα και συμπεριλαμβάνονται μεταξύ των εγκαταστάσεων παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Κατά τη λειτουργία τους, μέρος της ροής ενός ποταμού οδηγείται σε στρόβιλο για την παραγωγή μηχανικής ενέργειας και συνακόλουθα ηλεκτρικής μέσω της γεννήτριας. Η χρησιμοποιούμενη ποσότητα νερού κατόπιν επιστρέφει στο φυσικό ταμιευτήρα ακολουθώντας τη φυσική της ροή. Τα κύρια πλεονεκτήματα της υδροηλεκτρικής ενέργειας που προέρχεται από μονάδες μικρής και μεγάλης κλίμακας είναι: Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί είναι δυνατό να τεθούν σε λειτουργία αμέσως μόλις απαιτηθεί, σε αντίθεση με τους θερμικούς σταθμούς που απαιτούν σημαντικό χρόνο προετοιμασίας. Είναι μία "καθαρή" και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, με τα προαναφερθέντα συνακόλουθα οφέλη (εξοικονόμηση συναλλάγματος, φυσικών πόρων, προστασία περιβάλλοντος). Μέσω των υδατοταμιευτήρων δίνεται η δυνατότητα να ικανοποιηθούν και άλλες ανάγκες, όπως ύδρευση, άρδευση, 33

35 ανάσχεση χειμάρρων, δημιουργία υγροτόπων, περιοχών αναψυχής και αθλητισμού. Ως μειονεκτήματα αναφέρονται μόνο αποτελέσματα που σχετίζονται με τη δημιουργία έργων μεγάλης κλίμακας, όπως: Το μεγάλο κόστος κατασκευής φραγμάτων και εγκατάστασης εξοπλισμού, καθώς και ο συνήθως μεγάλος χρόνος που απαιτείται για την αποπεράτωση του έργου. Η έντονη περιβαλλοντική αλλοίωση της περιοχής του έργου (συμπεριλαμβανομένων της γεωμορφολογίας, της πανίδας και της χλωρίδας), καθώς και η ενδεχόμενη μετακίνηση πληθυσμών, η υποβάθμιση περιοχών και οι απαιτούμενες αλλαγές χρήσης γης. Επιπλέον σε περιοχές δημιουργίας μεγάλων έργων παρατηρήθηκαν αλλαγές του μικροκλίματος. Για τους λόγους αυτούς, η διεθνής πρακτική σήμερα προσανατολίζεται στην κατασκευή έργων μικρότερης κλίμακας, όπως η δημιουργία μικρότερων φραγμάτων, οι συστοιχίες μικρών υδροηλεκτρικών έργων και οι μονάδες μικρής κλίμακας Βιομάζα Βιομάζα ονομάζουμε οποιοδήποτε υλικό παράγεται από ζωντανούς οργανισμούς (όπως είναι το ξύλο και άλλα προϊόντα του δάσους, υπολείμματα καλλιεργειών, κτηνοτροφικά απόβλητα, απόβλητα 34

36 βιομηχανιών τροφίμων κτλ) και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για παραγωγή ενέργειας. Η ενέργεια που είναι δεσμευμένη στις φυτικές ουσίες προέρχεται από τον ήλιο. Με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, τα φυτά μετασχηματίζουν την ηλιακή ενέργεια σε βιομάζα. Οι ζωικοί οργανισμοί αυτή την ενέργεια την προσλαμβάνουν με την τροφή τους και αποθηκεύουν ένα μέρος της. Αυτή την ενέργεια αποδίδει τελικά η βιομάζα, μετά την επεξεργασία και τη χρήση της. Είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας γιατί στην πραγματικότητα είναι αποθηκευμένη ηλιακή ενέργεια που δεσμεύτηκε από τα φυτά κατά τη φωτοσύνθεση. Όλα τα παραπάνω υλικά, που άμεσα ή έμμεσα προέρχονται από το φυτικό κόσμο, αλλά και τα υγρά απόβλητα και το μεγαλύτερο μέρος από τα αστικά απορρίμματα των πόλεων και των βιομηχανιών, μπορούμε να τα μετατρέψουμε σε ενέργεια. Η ενέργεια της βιομάζας (βιοενέργεια ή πράσινη ενέργεια) είναι δευτερογενής ηλιακή ενέργεια. Η ηλιακή ενέργεια μετασχηματίζεται από τα φυτά μέσω της φωτοσύνθεσης. Οι βασικές πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται είναι το νερό και ο άνθρακας που είναι άφθονα στη φύση. Εν γένει, για τις διάφορες τελικές χρήσεις υιοθετούνται διαφορετικοί όροι. Έτσι ο όρος "βιοισχύς" περιγράφει τα συστήματα που χρησιμοποιούν πρώτες ύλες βιομάζας αντί των συνήθων ορυκτών καυσίμων (φυσικό αέριο, άνθρακας) για ηλεκτροπαραγωγή, ενώ ως "βιοκαύσιμα" αναφέρονται κυρίως τα υγρά καύσιμα μεταφορών που υποκαθιστούν πετρελαϊκά προϊόντα (για παράδειγμα βενζίνη ή ντίζελ). Βασικό πλεονέκτημα της βιομάζας είναι ότι είναι ανανεώσιμη πηγή ενέργειας και ότι παρέχει ενέργεια αποθηκευμένη με χημική μορφή. Η αξιοποίηση της μπορεί να γίνει με μετατροπή της σε μεγάλη ποικιλία 35

37 προϊόντων, με διάφορες μεθόδους και τη χρήση σχετικά απλής τεχνολογίας. Σαν πλεονέκτημά της καταγράφεται και το ότι κατά την παραγωγή και την μετατροπή της δεν δημιουργούνται οικολογικά και περιβαλλοντολογικά προβλήματα. Από την άλλη, σαν μορφή ενέργειας η βιομάζα χαρακτηρίζεται από πολυμορφία, χαμηλό ενεργειακό περιεχόμενο, σε σύγκριση με τα ορυκτά καύσιμα λόγω χαμηλής πυκνότητας και υψηλής περιεκτικότητας σε νερό, εποχικότητα, μεγάλη διασπορά κτλ. Τα χαρακτηριστικά αυτά συνεπάγονται πρόσθετες, σε σχέση με τα ορυκτά καύσιμα, δυσκολίες στη συλλογή, μεταφορά και αποθήκευσή της. Σαν συνέπεια, το κόστος μετατροπής της σε πιο εύχρηστες μορφές ενέργειας παραμένει υψηλό. Άλλα πλεονεκτήματα αυτής της πηγής ενέργειας είναι: Η καύση της βιομάζας έχει μηδενικό ισοζύγιο διοξειδίου του άνθρακα και δε συνεισφέρει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, επειδή οι ποσότητες του διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνονται κατά την καύση της βιομάζας δεσμεύονται πάλι από τα φυτά για τη δημιουργία της βιομάζας. Η μηδαμινή ύπαρξη του θείου στη βιομάζα συμβάλλει σημαντικά στον περιορισμό των εκπομπών του διοξειδίου του θείου (SO 2 ) που είναι υπεύθυνο για την όξινη βροχή. Εφόσον η βιομάζα είναι εγχώρια πηγή ενέργειας, η αξιοποίησή της σε ενέργεια συμβάλλει σημαντικά στη μείωση της εξάρτησης από εισαγόμενα καύσιμα και βελτίωση του εμπορικού ισοζυγίου, στην εξασφάλιση του ενεργειακού εφοδιασμού και στην εξοικονόμηση του συναλλάγματος. 36

38 Η ενεργειακή αξιοποίηση της βιομάζας σε μια περιοχή, αυξάνει την απασχόληση στις αγροτικές περιοχές με τη χρήση εναλλακτικών καλλιεργειών, τη δημιουργία εναλλακτικών αγορών για τις παραδοσιακές καλλιέργειες και τη συγκράτηση του πληθυσμού στις εστίες τους, συμβάλλοντας έτσι στη κοινωνικο-οικονομική ανάπτυξη της περιοχής. Μελέτες έχουν δείξει ότι η παραγωγή υγρών βιοκαυσίμων έχει θετικά αποτελέσματα στον τομέα της απασχόλησης τόσο στον αγροτικό όσο και στο βιομηχανικό χώρο. Ορισμένα από τα μειονεκτήματα που παρουσιάζει η χρήση της βιομάζας είναι: Ο αυξημένος όγκος και η μεγάλη περιεκτικότητα σε υγρασία, σε σχέση με τα ορυκτά καύσιμα που δυσχεραίνουν την ενεργειακή αξιοποίηση της βιομάζας. Η μεγάλη διασπορά και η εποχιακή παραγωγή της βιομάζας δυσκολεύουν την συνεχή τροφοδοσία με πρώτη ύλη των μονάδων ενεργειακής αξιοποίησης της βιομάζας. Παρουσιάζονται δυσκολίες κατά τη συλλογή, μεταφορά, και αποθήκευση της βιομάζας που αυξάνουν το κόστος της ενεργειακής αξιοποίησης. Οι σύγχρονες και βελτιωμένες τεχνολογίες μετατροπής της βιομάζας απαιτούν υψηλό κόστος εξοπλισμού, συγκρινόμενες με αυτό των συμβατικών καυσίμων. 37

39 Γεωθερμία Η γεωθερμική ενέργεια προέρχεται από το εσωτερικό της γης είτε μέσω ηφαιστειακών εκροών είτε μέσω ρηγμάτων του υπεδάφους, που αναβλύζουν ατμούς και θερμό νερό. Ανάλογα με τη θερμοκρασία των ρευστών που ανέρχονται στην επιφάνεια, η γεωθερμική ενέργεια χαρακτηρίζεται ως υψηλής ενθαλπίας (για θερμοκρασίες πάνω από 150 C), μέσης ενθαλπίας (για θερμοκρασίες 100 με 150 C), και χαμηλής ενθαλπίας (για θερμοκρασίες μικρότερες από 100 C). Η γεωθερμική ενέργεια υψηλής ενθαλπίας χρησιμοποιείται για παραγωγή ηλεκτρισμού σ' όλο τον κόσμο. Η προέλευση της θερμότητας της γης δεν είναι με ακρίβεια γνωστή. Υπάρχουν διάφορες θεωρίες που αναφέρονται στους μηχανισμούς που συμμετέχουν στην παραγωγή της. Επικρατέστερη θεωρείται αυτή που αναφέρεται στη διάσπαση των ραδιενεργών ισοτόπων του ουρανίου, του θορίου, του καλίου και άλλων στοιχείων. Η μάζα της γης είναι πολύ μεγάλη σε σχέση με την επιφάνειά της και καλύπτεται από υλικά χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας, με αποτέλεσμα η θερμότητά της να συγκρατείται στο εσωτερικό της. Ο ρυθμός θερμικών απωλειών από την επιφάνεια του πλανήτη μας είναι πολύ μικρός, περίπου 0,08 W/m. Η θερμοκρασία της γης αυξάνεται με το βάθος, η μέση δε γεωθερμική βαθμίδα στις ηπείρους για μάζες που βρίσκονται σχετικά κοντά στην επιφάνεια είναι 300 C/km, δηλαδή για κάθε χιλιόμετρο βάθους η θερμοκρασία αυξάνεται κατά 300 C. Σε πολύ μεγάλα βάθη, η θερμοκρασία δεν είναι με ακρίβεια γνωστή. Στα όρια μεταξύ μανδύα και φλοιού, στην ασυνέχεια Μοhοrονίcic, πιστεύεται ότι η θερμοκρασία φτάνει στους C, ενώ στο κέντρο της 38

40 γης στους C. Φαίνεται ότι η παραγωγή θερμότητας από ραδιενεργά ισότοπα είναι συγκεντρωμένη περισσότερο στο φλοιό παρά στον πυρήνα, με αποτέλεσμα η γεωθερμική βαθμίδα να μειώνεται με το βάθος. Η ύπαρξη υψηλής γεωθερμικής βαθμίδας σε κάποια περιοχή δεν είναι η μοναδική προϋπόθεση για την ύπαρξη εκμεταλλεύσιμου γεωθερμικού πεδίου. Η γεωθερμική ενέργεια είναι πρωτογενώς αποθηκευμένη μέσα στα πετρώματα, είναι διασκορπισμένη μέσα στη μάζα τους και πρέπει να συγκεντρωθεί και να μεταφερθεί στην επιφάνεια της γης προκειμένου να χρησιμοποιηθεί το μεταλλικό νερό (σε υγρή ή αέρια φάση) που περιέχεται μέσα σε πορώδη πετρώματα ή σε συστήματα ρηγμάτων αποτελεί το μέσο που μεταφέρει τη θερμότητα από τα πετρώματα αυτά στην επιφάνεια της γης. Έτσι, η παραγωγικότητα μιας θερμικής περιοχής προσδιορίζεται και συχνά καθορίζεται από την υδρολογία των γεωλογικών σχηματισμών. Δεν έχουν όμως όλες οι θερμικές περιοχές κατάλληλη υδρολογία που αποτελεί τη δεύτερη συνθήκη για την ύπαρξη εκμεταλλεύσιμου γεωθερμικού πεδίου. Κατά συνέπεια, ένα φυσικό γεωθερμικό πεδίο είναι συνδυασμός θερμών πετρωμάτων και ύπαρξης νερού που να κυκλοφορεί μέσα σ' αυτά. Οι εφαρμογές της γεωθερμικής ενέργειας χωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες: την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και τη θέρμανση. Το 1988, η εγκατεστημένη ισχύς για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε όλο τον κόσμο ήταν 5,15 GW, ενώ η εγκατεστημένη θερμική ισχύς ήταν 7 GW. Οι πιο σημαντικές θερμικές εφαρμογές της γεωθερμικής ενέργειας είναι η θέρμανση κτιρίων και θερμοκηπίων. Πολλοί επιστήμονες συζητούν την αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας και στο βιομηχανικό τομέα. Οι 39

41 κλάδοι της βιομηχανίας στους οποίους η γεωθερμία έχει ήδη εφαρμοστεί με επιτυχία είναι η βιομηχανία τροφίμων και οι ιχθυοκαλλιέργειες. Στη δεκαετία του 1970, λόγω της πετρελαϊκής κρίσης, δόθηκε σημαντική ώθηση στην ανάπτυξη της γεωθερμίας, ακόμα και σε περιοχές με σχετικά χαμηλή γεωθερμική βαθμίδα. Ενέργεια χαμηλής ενθαλπίας χρησιμοποιείται στη βιομηχανία, για τηλεθέρμανση κτιρίων. Η παραγωγή ζεστού νερού για θέρμανση κατοικιών με την εκμετάλλευση της κανονικής γεωθερμικής βαθμίδας (70 C στα μέτρα) είναι ιδιαίτερα διαδεδομένη στο Παρίσι. Στην Ισλανδία το 50 % των κτιρίων θερμαίνεται με τη χρήση ζεστού νερού. Το κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από γεωθερμία ποικίλλει από 0,024 έως 0,064 ECU/KWh. Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μπορούμε να έχουμε αν μεταδώσουμε ένα μέρος της θερμότητας των ρευστών, που έχουν μικρή σχετικά ενθαλπία, σε ειδικά υγρά με πολύ χαμηλό σημείο βρασμού, όπως είναι πχ το φρέον, το ισοβουτάνιο, το προπάνιο και το χλωριούχο αιθύλιο. Οι δυνατότητες που προσφέρει ο τρόπος αυτός της εκμετάλλευσης είναι τεράστιες και οι προοπτικές για το μέλλον θα είναι ακόμη μεγαλύτερες με την ανάπτυξη της σχετικής τεχνογνωσίας. Η ολική εγκατεστημένη ισχύς με εκμετάλλευση γεωθερμικής ενέργειας στον κόσμο για παραγωγή ηλεκτρισμού πλησιάζει σήμερα τα MW με πρόβλεψη να αυξηθεί σε MW. Η εκμεταλλευσιμότητα ενός γεωθερμικού πεδίου δεν εξαρτάται μόνο από τα τεχνικά χαρακτηριστικά του, αλλά και από την οικονομικότητα της επένδυσης που πρέπει να γίνει. Η οικονομικότητα αυτή σχετίζεται με το "περιβάλλον" μέσα στο οποίο θα πραγματοποιηθεί η επένδυση. Για παράδειγμα, οι τιμές των ορυκτών καυσίμων καθώς και οι δυσμενείς επιπτώσεις που έχουν αυτά τα καύσιμα στο περιβάλλον καθορίζουν σε 40

42 μεγάλο βαθμό την οικονομικότητα μιας τέτοιας επένδυσης. Η αξιοποίηση ενός γεωθερμικού πεδίου που σε κάποια δεδομένη χρονική στιγμή θεωρείται αντιοικονομική, ενδέχεται στο μέλλον να αποδειχθεί συμφέρουσα. Ένας παράγοντας που ενισχύει αυτή την άποψη είναι το γεγονός ότι η γεωθερμία έχει το πλεονέκτημα ότι δεν μολύνει το περιβάλλον και δεν συμμετέχει στην υπερθέρμανση του πλανήτη. Άρα, όταν κάποτε το κοινωνικό κόστος της μόλυνσης του περιβάλλοντος ενσωματωθεί στο κόστος των ορυκτών καυσίμων, θα δοθεί σημαντική ώθηση στην ανάπτυξη της γεωθερμίας, ακόμα και σε περιοχές με μέση γεωθερμική βαθμίδα. Οι γεωλογικές συνθήκες στην Ελλάδα ευνόησαν γενικά τη δημιουργία ενός πολύ σημαντικού γεωθερμικού δυναμικού χαμηλής ενθαλπίας. Η έρευνα για τον εντοπισμό αξιοποιήσιμων γεωθερμικών ρευστών χαμηλής ενθαλπίας άρχισε από το ΙΓΜΕ (Ινστιτούτο Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών) το 1980 και εντατικοποιείται όλο και περισσότερο τα τελευταία χρόνια. Από αυτήν την έρευνα προκύπτει ότι το γεωθερμικό δυναμικό χαμηλής ενθαλπίας στην Ελλάδα είναι σίγουρα πολύ σημαντικό. Τα περισσότερα από τα γεωθερμικά πεδία που ερευνήθηκαν βρίσκονται σε περιοχές με ευνοϊκές αναπτυξιακές συνθήκες, ενώ οι προοπτικές άμεσης εκμετάλλευσης των ρευστών είναι πολύ ευοίωνες. Τα γεωθερμικά ρευστά φαίνεται ότι έχουν συνήθως μικρή έως μηδαμινή περιεκτικότητα σε διαβρωτικά άλατα και αέρια και δεν δημιουργούν σοβαρά τεχνικά προβλήματα εκμετάλλευσης ούτε βέβαια περιβαλλοντικά προβλήματα. 41

43 Πυρηνική Ενέργεια Πυρηνική ενέργεια είναι η ενέργεια που παράγεται από τον πυρήνα των ατόμων. Υπάρχουν δύο τρόποι παραγωγής τέτοιας ενέργειας, η πυρηνική σχάση και η πυρηνική σύντηξη. Και οι δύο ερευνήθηκαν τον 20 ο αιώνα, αλλά μόνο η πρώτη έχει εφαρμοστεί μέχρι στιγμής για την παραγωγή ενέργειας και άλλους σκοπούς. Η πυρηνική σχάση είναι η διαίρεση ενός ατόμου με ιδιαίτερα βαρύ πυρήνα σε δύο (γενικά) πυρήνες ελαφρύτερων στοιχείων με ταυτόχρονη έκλυση σημαντικής ποσότητας ενέργειας. Η διαίρεση γίνεται με τη σύγκρουση μεταξύ του πυρήνα και ενός σωματιδίου (για παράδειγμα ένα νετρόνιο) οπότε παράγονται δύο περίπου ισοβαρείς πυρήνες, εκλύεται ενέργεια με τη μορφή θερμότητας και ακτινοβολίας καθώς και δύο ή περισσότερα νετρόνια. Τα ελεύθερα αυτά νετρόνια είναι ικανά να προκαλέσουν τη διάσπαση άλλων πυρήνων. Η ακολουθία τέτοιων διασπάσεων (σχάση) ονομάζεται αλυσιδωτή αντίδραση. Το συνηθέστερο στοιχείο που διασπάται είναι το ισότοπο 236 U που προκύπτει από το 235 U αφού προσλάβει το επιπλέον ελεύθερο νετρόνιο που προκαλεί τη σύγκρουση. Η κανονική μορφή του ουρανίου είναι το 238 U (σε ποσοστό 99,27%), ενώ το χρήσιμο 235 U αποτελεί μόλις το 0,72%. Γι' αυτό σε κάποιους αντιδραστήρες χρησιμοποιείται επεξεργασμένο ουράνιο με αυξημένο ποσοστό (2 με 5 %) του ισοτόπου που ονομάζεται εμπλουτισμένο. Ένας συνηθισμένος πυρήνας 238 U μπορεί και αυτός να διασπαστεί αλλά σε πιο δύσκολες συνθήκες ή να μεταπέσει σε 239 Pu το οποίο μπορεί και αυτό με τη σειρά του να διασπαστεί. Στο τέλος του κύκλου ζωής ενός αντιδραστήρα και καθώς έχει αυξηθεί σταδιακά η ποσότητα πλουτωνίου στο καύσιμο, η σχάση του προσφέρει περίπου το 30 τοις εκατό της παραγόμενης ενέργειας. 42

44 Απαιτούνται περίπου σχάσεις για την παραγωγή 1J αξιοποιήσιμης ενέργειας. Δεδομένου ότι υπάρχουν 2, πυρήνες σε κάθε γραμμάριο μετάλλου, η ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται είναι ασφαλώς σημαντική. Παρ' όλα αυτά η ποσότητα αποβλήτων είναι μεγάλη γιατί ο χρόνος ζωής των ισοτόπων είναι 0,7 δισεκατομμύρια χρόνια για το 235 U και 6 φορές περισσότερο για το 238 U. Αυτό μαζί με τον κίνδυνο έκρηξης από ατύχημα και οι συνέπειές του (ραδιενεργό νέφος κτλ) είναι τα μειονεκτήματα της πυρηνικής ενέργειας με σχάση. Η έρευνα πλέον στον τομέα της πυρηνικής ενέργειας αφορά στη βελτίωση των χαρακτηριστικών των αντιδραστήρων όχι μόνο στα λειτουργικά τους χαρακτηριστικά αλλά και σε τομείς όπως η ασφάλεια και οι επιπτώσεις στο περιβάλλον. Στα πλαίσια αυτά δοκιμάζονται ακόμα και εφαρμογές που εγκαθίστανται σε πλοία. Υπάρχουν διαφορετικά είδη αντιδραστήρων κυρίως ανάλογα με το υλικό που περιβάλλει τον αντιδραστήρα και με τον τρόπο που αυτός ψύχεται. Η πυρηνική σύντηξη από την άλλη είναι ο τρόπος που παράγουν ενέργεια τα άστρα. Είναι η ένωση πυρήνων ελαφρών στοιχείων σε βαρύτερα που επιτυγχάνεται όταν τα σωματίδια αποκτήσουν μεγάλη ενέργεια (λόγω θέρμανσης). Τα στοιχεία που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν καύσιμα είναι δύο ισότοπα του υδρογόνου, το δευτέριο H 2 και το τρίτιο H 3. Το δευτέριο υπάρχει στη φύση σε μικρά ποσοστά, αλλά μπορεί να απομονωθεί και να παραχθεί σε ικανοποιητικές ποσότητες. Το τρίτιο υπάρχει σε πολύ μικρότερες ποσότητες, γι' αυτό παράγεται βιομηχανικά από λίθιο το οποίο υπάρχει σε ικανοποιητικές ποσότητες στον φλοιό της γης (χρησιμοποιείται και για την παραγωγή πυρηνικής ενέργειας από σχάση). 43

45 Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική και Σχεδιασμός Η βιοκλιματική αρχιτεκτονική αφορά το σχεδιασμό κτιρίων και χώρων με βάση το τοπικό κλίμα, με σκοπό την εξασφάλιση συνθηκών θερμικής και οπτικής άνεσης, αξιοποιώντας την ηλιακή ενέργεια και άλλες ανανεώσιμες πηγές, αλλά και τα φυσικά φαινόμενα του κλίματος. Ο τομέας αυτός αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες της οικολογικής δόμησης, η οποία ασχολείται με τον έλεγχο των περιβαλλοντικών παραμέτρων στο επίπεδο των κτιριακών μονάδων μελετώντας το δομημένο περιβάλλον και τα προβλήματα που αυτό δημιουργεί, όπως αύξηση της θερμοκρασίας, συγκέντρωση αέριων ρύπων και δυσκολία στην κυκλοφορία αέρα, το σχεδιασμό των κτιρίων και την επιλογή των δομικών υλικών, λαμβάνοντας υπόψη τόσο τις θερμικές και οπτικές τους ιδιότητες, όσο και την τοξικολογική τους δράση. Βασικά στοιχεία του βιοκλιματικού σχεδιασμού κτιρίων αποτελούν τα παθητικά συστήματα, τα οποία αποτελούν δομικά στοιχεία ενός κτιρίου. Τα παθητικά συστήματα λειτουργούν χωρίς μηχανολογικά εξαρτήματα ή πρόσθετη παροχή ενέργειας και με φυσικό τρόπο θερμαίνουν, αλλά και δροσίζουν τα κτίρια. Αυτά χωρίζονται σε παθητικά ηλιακά συστήματα θέρμανσης, παθητικά συστήματα και τεχνικές φυσικού δροσισμού και συστήματα και τεχνικές φυσικού φωτισμού. Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός ενός κτιρίου συνεπάγεται τη συνύπαρξη και συνδυασμένη λειτουργία όλων των παραπάνω συστημάτων, ώστε να συνδυάζουν θερμικά και οπτικά οφέλη καθ όλη τη 44

46 διάρκεια του έτους. Εκτός από τα παθητικά συστήματα, μια πολύ σημαντική μέθοδο εξοικονόμησης ενέργειας σε ένα βιοκλιματικό κτίριο αποτελούν και τα ενεργητικά συστήματα, που χρησιμοποιούν μηχανικά μέσα για τη θέρμανση ή το δροσισμό κτιρίων, αξιοποιώντας την ηλιακή ενέργεια ή τις φυσικές δεξαμενές ψύξης. Στη κατηγορία αυτή ανήκουν οι ηλιακοί συλλέκτες θέρμανσης ή παροχής ζεστού νερού χρήσης, τα φωτοβολταϊκά στοιχεία κτλ. Η εγκατάσταση όλων των παραπάνω συστημάτων αυξάνει ελαφρά το συνολικό κόστος κατασκευής του κτιρίου, το οποίο όμως αποσβένεται από την περιορισμένη χρήση μονάδων συμβατικής θέρμανσης και κλιματιστικών μονάδων. Η βιοκλιματική είναι κλάδος της αρχιτεκτονικής που λαμβάνει υπ' όψη τις επιταγές της οικολογίας και της βιωσιμότητας. Με τον όρο βιοκλιματικός σχεδιασμός εννοείται ο σχεδιασμός ο οποίος αποσκοπεί στην προστασία του περιβάλλοντος και των φυσικών πόρων. Το ζητούμενο είναι η ανέγερση κτιρίων, σχεδιασμένων έτσι ώστε αφενός να καλύπτονται πλήρως οι ενεργειακές τους ανάγκες και αφετέρου στο ετήσιο ισοζύγιο να είναι μηδενική η επιβάρυνση του περιβάλλοντος με εκπομπές βλαβερών για το περιβάλλον αερίων. Εκτός αυτού, απαιτείται η ανέγερση κτιρίων των οποίων οι ενεργειακές ανάγκες στον τομέα της θέρμανσης και της ψύξης να καλύπτονται πλήρως μέσω συστημάτων εκμετάλλευσης των γεωθερμικών ενεργειακών πόρων, όπου η αναγκαία ηλεκτρική ενέργεια για τις αντλίες θερμότητας, να παράγεται μέσω φωτοβολταϊκών στοιχείων. Είναι επιθυμητή επίσης η ανέγερση κτιρίων στο πλαίσιο του συνήθους κόστους των κατασκευών, αλλά με σεβασμό στους περιορισμένους πόρους του φυσικού περιβάλλοντος. 45

47 Παθητικά Συστήματα Θέρμανσης Δροσισμού Φωτισμού Τα Παθητικά Ηλιακά Συστήματα είναι αναπόσπαστα δομικά στοιχεία ενός κτιρίου που λειτουργούν χωρίς μηχανολογικά εξαρτήματα ή πρόσθετη παροχή ενέργειας και με φυσικό τρόπο θερμαίνουν, αλλά και δροσίζουν τα κτίρια. Τα Παθητικά Συστήματα χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Θέρμανσης Παθητικά Συστήματα και Τεχνικές Φυσικού Δροσισμού Συστήματα και Τεχνικές Φυσικού Φωτισμού Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός ενός κτιρίου συνεπάγεται τη συνύπαρξη και συνδυασμένη λειτουργία όλων των συστημάτων, ώστε να συνδυάζουν θερμικά και οπτικά οφέλη καθ όλη τη διάρκεια του έτους. Τα παθητικά ηλιακά συστήματα στα κτίρια αξιοποιούν την ηλιακή ενέργεια για θέρμανση των χώρων το χειμώνα, καθώς και για παροχή φυσικού φωτισμού. Τα παθητικά ηλιακά συστήματα θέρμανσης συλλέγουν την ηλιακή ενέργεια, την αποθηκεύουν υπό μορφή θερμότητας και τη διανέμουν στο χώρο. Η συλλογή της ηλιακής ενέργειας βασίζεται στο φαινόμενο του θερμοκηπίου και ειδικότερα, στην είσοδο της ηλιακής ακτινοβολίας μέσω του γυαλιού ή άλλου διαφανούς υλικού και τον εγκλωβισμό της προκύπτουσας θερμότητας στο εσωτερικό του χώρου που καλύπτεται από το γυαλί. Όλα τα παθητικά ηλιακά συστήματα πρέπει να έχουν 46

48 προσανατολισμό περίπου προς το νότο, ώστε να υπάρχει ηλιακή πρόσπτωση στα ανοίγματα κατά τη μεγαλύτερη διάρκεια της ημέρας το χειμώνα. Το συνηθέστερο παθητικό ηλιακό σύστημα (άμεσου κέρδους) βασίζεται στην αξιοποίηση των παραθύρων κατάλληλου προσανατολισμού, σε συνδυασμό με την κατάλληλη θερμική μάζα (βαριά υλικά, όπως πέτρα, πλάκες, μπετόν στους τοίχους και στα δάπεδα, χωρίς να είναι καλυμμένα, για παράδειγμα από χαλιά), η οποία απορροφά μέρος της θερμότητας και την «προσφέρει» στο χώρο αργότερα και έτσι διατηρείται ο χώρος θερμός για πολλές ώρες. Ένα νότιο οριζόντιο σκίαστρο μπορεί να εμποδίσει τον καλοκαιρινό ήλιο που έρχεται από πιο ψηλά να μπει απ' ευθείας στο χώρο. Τα υπόλοιπα παθητικά συστήματα είναι συστήματα έμμεσου κέρδους και ταξινομούνται στις παρακάτω κατηγορίες: Ηλιακοί τοίχοι: Έχουν στην εξωτερική τους πλευρά, σε μικρή απόσταση από την τοιχοποιία τζάμι (υαλοπίνακα) και λειτουργούν ως ηλιακοί συλλέκτες, μεταφέροντας τη θερμότητα είτε μέσω του υλικού του τοίχου (τοίχος θερμικής αποθήκευσης), είτε μέσω θυρίδων (θερμοσιφωνικό πανέλο) στον εσωτερικό χώρο. Συνδυασμός των δύο λειτουργιών είναι ο τοίχος μάζας με θυρίδες Trombe - Michel. Θερμοκήπια (ηλιακοί χώροι): Είναι κλειστοί χώροι που ενσωματώνονται σε νότια τμήματα του κτιριακού κελύφους και περιβάλλονται από υαλοστάσια. Η ηλιακή θερμότητα από το θερμοκήπιο μεταφέρεται στους κυρίως χώρους του κτιρίου μέσω ανοιγμάτων ή και διαπερνά τον τοίχο. 47

49 Ηλιακά αίθρια: είναι εσωτερικοί χώροι του κτιρίου οι οποίοι έχουν στην οροφή τους τζάμι και λειτουργούν όπως τα θερμοκήπια. Όλα τα Παθητικά Ηλιακά Συστήματα πρέπει να συνδυάζονται με την απαιτούμενη θερμική προστασία (θερμομόνωση) και την απαιτούμενη θερμική μάζα του κτιρίου, η οποία αποθηκεύει και αποδίδει τη θερμότητα στο χώρο με χρονική υστέρηση, ομαλοποιώντας έτσι την κατανομή της θερμοκρασίας μέσα στο εικοσιτετράωρο. Τα παθητικά ηλιακά συστήματα θα πρέπει το καλοκαίρι να συνδυάζονται με ηλιοπροστασία και συχνά με δυνατότητα αερισμού. Οι πιο συνηθισμένες και απλές μέθοδοι φυσικού δροσισμού είναι: Η ηλιοπροστασία (σκίαση) του κτιρίου, η οποία επιτυγχάνεται με διάφορους τρόπους και μέσα, όπως η φυσική βλάστηση, τα γεωμετρικά στοιχεία (προεξοχές) του κτιρίου, σκίαστρα μόνιμα ή κινητά, εξωτερικά ή εσωτερικά των ανοιγμάτων, υαλοπίνακες με ειδικές επιστρώσεις ή ειδικής επεξεργασίας (ανακλαστικοί, επιλεκτικοί ή ηλεκτροχρωμικοί). Ο φυσικός εξαερισμός με κατάλληλο σχεδιασμό και λειτουργία των ανοιγμάτων στο κέλυφος και θυρίδες στο πάνω και κάτω τμήμα των διαχωριστικών εσωτερικών τοίχων που επιτρέπουν την κίνηση του αέρα στους εσωτερικούς χώρους. Ο νυχτερινός διαμπερής αερισμός είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικός, ιδιαίτερα τις θερμές ημέρες, κατά τις οποίες ο ημερήσιος αερισμός δεν είναι δυνατός. Ο νυχτερινός αερισμός συνεισφέρει στην αποθήκευση «δροσιάς» στη θερμική μάζα του κτιρίου, με 48

50 αποτέλεσμα την μειωμένη επιβάρυνση του κτιρίου κατά την επόμενη μέρα. Η χρήση ανεμιστήρων, ιδιαίτερα ανεμιστήρων οροφής, ενισχύει το φαινόμενο του φυσικού αερισμού, με ελάχιστη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Επί πλέον, συνεισφέρει στην επίτευξη θερμικής άνεσης σε θερμοκρασίες υψηλότερες από τις συνήθεις (περίπου 2 με 3 C), καθώς με την κίνηση του αέρα που δημιουργείται μεταφέρεται θερμότητα από το ανθρώπινο σώμα. Η χρήση της θερμικής μάζας για τη μείωση των θερμοκρασιακών διακυμάνσεων κατά τη διάρκεια του εικοσιτετραώρου. Μείωση των εσωτερικών κερδών του κτιρίου (θερμότητα που παράγεται από τις ηλεκτρικές, κυρίως συσκευές). Άλλες μέθοδοι παθητικού δροσισμού πιο σύνθετες και όχι τόσο ευρείας εφαρμογής, επιφέρουν επιπρόσθετα οφέλη ψύξης και είναι: Θερμική προστασία του κτιριακού περιβλήματος με τεχνικές όπως φυτεμένο δώμα, αεριζόμενο κέλυφος, ανακλαστικά επιχρίσματα εξωτερικών επιφανειών, φράγμα ακτινοβολίας. Ενίσχυση του φυσικού εξαερισμού με πύργους αερισμού ή ηλιακές καμινάδες. Δροσισμός με εξάτμιση νερού με τεχνικές όπως: επιφάνειες νερού, πύργος δροσισμού, ψυκτικές μονάδες εξάτμισης (άμεσης, έμμεσης ή συνδυασμένης εξάτμισης), ή και βλάστηση (μέσω της εξατμισοδιαπνοής των φυτών). 49

51 Δροσισμός με απόρριψη της θερμότητας στην ατμόσφαιρα με ακτινοβολία στο νυχτερινό ουρανό. Δροσισμός με απόρριψη της θερμότητας από το κτίριο στη γη με αγωγή, (υπόσκαφα ή ημιυπόσκαφα κτίρια, ή υπεδάφιο σύστημα αγωγών και εναλλάκτες εδάφους-αέρα). Ο φυσικός φωτισμός στοχεύει στην επίτευξη οπτικής άνεσης μέσα στα κτίρια, αλλά και στη γενικότερη βελτίωση των συνθηκών διαβίωσης μέσα στους χώρους, συνδυάζοντας φωτισμό, δυνατότητα αερισμού και αξιοποίηση και ρύθμιση της εισερχόμενης ηλιακής ενέργειας. Ιδιαίτερη σημασία κατά το σχεδιασμό των συστημάτων φυσικού φωτισμού έχει η κατά το δυνατόν μεγαλύτερη κάλυψη των απαιτήσεων σε φωτισμό από το φυσικό φως, ανάλογα με τη χρήση του κτιρίου και την εργασία που επιτελείται μέσα στους χώρους. Μέσω των κατάλληλων συστημάτων και τεχνικών εξασφαλίζεται στους εσωτερικούς χώρους επαρκής ποσότητα (στάθμη φωτισμού), αλλά και ομαλή κατανομή, ώστε να αποφεύγονται έντονες διαφοροποιήσεις της στάθμης, οι οποίες προκαλούν φαινόμενο θάμβωσης. Τα συστήματα φυσικού φωτισμού διακρίνονται σε τέσσερις μεγάλες κατηγορίες: Ανοίγματα στην κατακόρυφη τοιχοποιία Ανοίγματα οροφής Αίθρια 50

52 Φωταγωγοί Τα συστήματα αυτά συνδυάζονται με συγκεκριμένες τεχνικές που αφορούν στο σχεδιασμό των ανοιγμάτων, στις οπτικές ιδιότητες των υαλοπινάκων, στα φωτομετρικά χαρακτηριστικά επιφανειών του χώρου και των ανοιγμάτων του (υφή, χρώμα, φωτοδιαπερατότητα υλικών) και στη χρήση ανακλαστήρων, για την εξασφάλιση επάρκειας και ομαλής κατανομής του φυσικού φωτός. Οι συνηθέστερες τεχνολογίες φυσικού φωτισμού αφορούν υαλοπίνακες με συγκεκριμένες ιδιότητες, πρισματικά φωτοδιαπερατά στοιχεία, διαφανή μονωτικά υλικά και ανακλαστήρες (ράφια φωτισμού ή ανακλαστικές περσίδες) Ηλιακή Ενέργεια Είναι η ενέργεια που προέρχεται από τον ήλιο και αξιοποιείται μέσω τεχνολογιών που εκμεταλλεύονται τη θερμική και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία του ήλιου με χρήση μηχανικών μέσων για τη συλλογή, αποθήκευση και διανομή της. Ένας τομέας που αξιοποιεί την ηλιακή ενέργεια, είναι ο Τομέας Προώθησης των Παθητικών Ηλιακών Συστημάτων σε κτιριακές εγκαταστάσεις για θέρμανση και κλιματισμό. Το Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών και Εξοικονόμησης Ενέργειας (ΚΑΠΕ) παρέχει την απαιτούμενη τεχνική βοήθεια και τεχνολογία, μελετά τη σκοπιμότητα και το όφελος της εγκατάστασης και πραγματοποιεί έρευνα με πολλές εφαρμογές. 51

53 H Ελλάδα, ως 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. 1.3 Φωτοβολταϊκά συστήματα Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο ανακαλύφθηκε το 1839 από τον Μπεκερέλ και εφαρμόστηκε στην πράξη στα τέλη του 1950 σε δορυφορικά συστήματα στο διάστημα. Ως γνωστόν, τα φωτοβολταϊκά στοιχεία μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρισμό. Συχνά απαντώνται στη βιβλιογραφία και με τον όρο ηλιακές κυψέλες. Τις πιο απλές εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας τις συναντούμε στους υπολογιστές τσέπης και στα ρολόγια χειρός. Πιο σύνθετα συστήματα μπορούν να βοηθούν στην άντληση ύδατος, στην ηλεκτροδότηση απομακρυσμένων επικοινωνιακών σταθμών, όπως και στον οικιακό φωτισμό και στη λειτουργία οικιακών συσκευών. Στις περισσότερες περιπτώσεις τα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι η πιο οικονομική μορφή ηλεκτρισμού για να καταφέρνουμε τα παραπάνω. 52

54 Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο αφορά την απορρόφηση της ενέργειας του φωτός από τα ηλεκτρόνια των ατόμων των φωτοβολταϊκών στοιχείων και την απόδραση των ηλεκτρονίων αυτών από τις κανονικές τους θέσεις με αποτέλεσμα την δημιουργία ρεύματος. Το ηλεκτρικό πεδίο που προϋπάρχει στα φωτοβολταϊκά στοιχεία οδηγεί το ρεύμα στο φορτίο. Το ηλιακό φως (ηλιακή ενέργεια) είναι ουσιαστικά μικρά πακέτα ενέργειας (φωτόνια). Τα φωτόνια του ηλιακού φωτός περιέχουν διαφορετικά ποσά ενέργειας, ανάλογα με το μήκος κύματος του ηλιακού ενεργειακού φάσματος. Το γαλάζιο χρώμα ή το υπεριώδες για παράδειγμα έχουν περισσότερη ενέργεια από το κόκκινο ή το υπέρυθρο. Όταν λοιπόν τα φωτόνια προσκρούσουν σε ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο (που είναι ουσιαστικά ένας ημιαγωγός), άλλα ανακλώνται, άλλα το διαπερνούν και άλλα απορροφώνται από το φωτοβολταϊκό ή τα φωτοβολταϊκά. Αυτά τα τελευταία φωτόνια είναι που παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα. Τα φωτόνια αυτά αναγκάζουν τα ηλεκτρόνια του φωτοβολταϊκού ή των φωτοβολταϊκών, στοιχείων να μετακινηθούν σε άλλη θέση κι έτσι παράγεται η επιθυμητή ενέργεια. (Wikipedia, 2010) Κατηγορίες Φωτοβολταϊκών Συστημάτων Φωτοβολταϊκά Συστήματα με Μπαταρίες Τα φωτοβολταϊκά συστήματα με μπαταρίες είναι μία πολύ αξιόπιστη λύση για την ηλεκτροδότηση ενός χώρου ή μηχανήματος 24 ώρες το 53

55 24ωρο, με βροχή ή ηλιοφάνεια. Χρησιμοποιούνται σε όλο τον κόσμο για τις ανάγκες φωτισμού, την ηλεκτροδότηση ηλιακών συσκευών, διακοπτών, τηλεφώνων, ακόμα και μηχανολογικού εξοπλισμού βαρέως τύπου. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα στοιχεία συλλέγουν ηλιακό φως, το μετατρέπουν σε ηλεκτρικό ρεύμα και το αποθηκεύουν στις μπαταρίες. Αυτές με τη 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, προστατεύοντας 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 από 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 τη δύση του ήλιου ή σε συννεφιασμένο καιρό καθορίζεται από την παραγωγή των φωτοβολταϊκών στοιχείων και το είδος και την ποσότητα των μπαταριών. Η προσθήκη επιπλέον μπαταριών και στοιχείων ανεβάζει το κόστος της επένδυσης και γι αυτό το 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. (Greenenergia, 2010) 54

56 Φωτοβολταϊκό Σύστημα Διασυνδεδεμένο με το Τοπικό Σύστημα Ηλεκτροδότησης Σε μέρη όπου ήδη υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα, είναι εφικτή η σύνδεσή του με το φωτοβολταϊκό σύστημα, συμπληρώνοντας έτσι τις ανάγκες σε ενέργεια και αντικαθιστώντας την χρήση των μπαταριών. Πολλοί ιδιοκτήτες σπιτιών χρησιμοποιούν και τις δύο πηγές ηλεκτρισμού, μειώνοντας έτσι όχι μόνο το λογαριασμό του ηλεκτρικού ρεύματος, αλλά και την επιβάρυνση του περιβάλλοντος. Ένας χρήστης φωτοβολταϊκού συστήματος που είναι συνδεδεμένο με το δίκτυο μπορεί επίσης να πουλήσει ρεύμα. Αυτό επιτυγχάνεται τοποθετώντας ένα μετρητή μεταξύ του συστήματος και του δικτύου. Το ρεύμα που του παρέχει το φωτοβολταϊκό σύστημα διοχετεύεται στο δίκτυο. Για να γίνει αυτό εφικτό, χρειάζεται ένας εγκεκριμένος μετατροπέας που μετατρέπει το συνεχές ρεύμα που παράγει το φωτοβολταϊκό σύστημα στο εναλλασσόμενο του δικτύου εξισορροπώντας την τάση, τη συχνότητα και την ποιότητά του με ακρίβεια. Σε περίπτωση πτώσης της τάσης του δικτύου, αυτόματοι διακόπτες ασφαλείας αποσυνδέουν το φωτοβολταϊκό σύστημα από αυτό. (Greenenergia, 2010) Υβριδικά Φωτοβολταϊκά Συστήματα Τα υβριδικά φωτοβολταϊκά συστήματα συνδυάζουν 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 55

57 απομακρυσμένες τοποθεσίες όπως τηλεπικοινωνιακοί σταθμοί και αναμεταδότες, στρατιωτικές εγκαταστάσεις και παραμεθόρια χωριά. Απαραίτητο στοιχείο που πρέπει να είναι γνωστό 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 όσο το δυνατόν μεγαλύτερο μέρος των αναγκών 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 «trackers» (ηλιοτροπικά συστήματα παρακολούθησης του ήλιου) δεν υποβαθμίζει αισθητικά τον περιβάλλοντα χώρο ή το ευρύτερο περιβάλλον στο οποίο εγκαθίστανται. Πρόκειται δηλαδή 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 οι οποίες 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 Greenpeace και το Διεθνές Ταμείο για τη Φύση (WWF). (Greenenergia, 2010) 56

58 Φωτοβολταϊκό πάρκο με trackers ενός άξονα. (EnerG, 2008) 57

59 Φωτοβολταϊκό πάρκο με trackers διπλού άξονα. (The Energy Blog, 2005) Χαρακτηριστικά των Φωτοβολταϊκών Συστημάτων Η ενέργεια που παράγεται από φωτοβολταϊκά συστήματα σήμερα, εξυπηρετεί ανθρώπους στις πιο απομακρυσμένες περιοχές του πλανήτη, όπως και στα κέντρα των πόλεων. Οι εφαρμογές των φωτοβολταϊκών μπορούν να χωρισθούν στις παρακάτω κατηγορίες: (Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών και Εξοικονόμησης Ενέργειας, 2010) Απλό ή ανεξάρτητο φωτοβολταϊκό σύστημα 58

60 Φωτοβολταϊκό σύστημα με αποθήκευση σε μπαταρίες Φωτοβολταϊκό σύστημα συνδεδεμένο στον οργανισμό κοινής ωφελείας Φωτοβολταϊκό σύστημα σε επίπεδο εργοστασίου παραγωγής ενέργειας Η ενέργεια παράγεται όπου και όταν χρειάζεται και το φωτοβολταϊκό σύστημα είναι απλό σε όλα του τα στάδια, από την καλωδίωση, την αποθήκευσή του, έως και τα κέντρα ελέγχου του. Τα μικρά συστήματα (έως 500W περίπου) 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 απαιτεί μόνο έναν περιοδικό έλεγχο της κατάστασής τους και καθάρισμα. Το πυρίτιο (Si) είναι η βάση για το 90% περίπου της παγκόσμιας παραγωγής φωτοβολταϊκών συστημάτων. Το πυρίτιο, ανάλογα με την επεξεργασία του, δίνει μονοκρυσταλλικά, πολυκρυσταλλικά ή άμορφα υλικά, από τα οποία παράγονται τα φωτοβολταικά στοιχεία. Τα λεπτά υλικά είναι ένας τρόπος να μειωθεί το κόστος των φωτοβολταϊκών πλαισίων και να αυξηθεί η απόδοσή τους. Η τεχνολογία φωτοβολταϊκών πλαισίων thin film βρίσκεται σε αναπτυσσόμενο στάδιο, αφού με διάφορες μεθόδους επεξεργασίας και χρήσης διαφορετικών υλικών αναμένεται αύξηση της απόδοσης, σταθεροποίηση των χαρακτηριστικών τους και αύξηση της διείσδυσης στην αγορά. Σήμερα πάντως αποτελούν την πιο φθηνή επιλογή φωτοβολταϊκών πλαισίων. 59

61 Συνήθως τα φωτοβολταϊκά ηλιακά στοιχεία σε μια βασική μονάδα συνδέονται μεταξύ τους σε σειρά. Αυτό οφείλεται στα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του κάθε ηλιακού φωτοβολταϊκού στοιχείου. Ένα τυπικό διαμέτρου 4 εκατοστών ηλιακό στοιχείο κρυσταλλικού πυριτίου ή ένα πολυκρυσταλλικό στοιχείο (10 cm x 10 cm) θα παρέχουν κάτω από κανονικές συνθήκες ισχύ μεταξύ 1 και 1,5 Watt, εξαρτώμενη από την απόδοση του ηλιακού στοιχείου. Αυτή η ισχύς παρέχεται συνήθως υπό τάση 0,5 ή 0,6 V. Από τη στιγμή που υπάρχουν πολύ λίγες εφαρμογές οι οποίες εκτελούνται σε αυτή την τάση, η άμεση λύση είναι να συνδεθούν τα ηλιακά στοιχεία σε σειρά. Ο αριθμός των ηλεκτρικών φωτοβολταϊκών στοιχείων μέσα σε μια βασική μονάδα ρυθμίζεται από την τάση της βασικής μονάδας. Η ονομαστική τάση λειτουργίας του φωτοβολταϊκού συστήματος συνήθως πρέπει να ταιριάζει με την ονομαστική τάση του υποσυστήματος αποθήκευσης. Οι περισσότερες εκ των φωτοβολταϊκών βασικών μονάδων, που κατασκευάζονται βιομηχανικά έχουν, επομένως, σταθερές διατάξεις, οι οποίες μπορούν να συνεργασθούν ακόμη και με μπαταρίες των 12V, 6V και 2V. Προβλέποντας πιθανότητα υπέρτασης προκειμένου να φορτισθεί η φωτοβολταϊκή μπαταρία και να αντισταθμιστεί χαμηλότερη έξοδος, κάτω από συνθήκες χαμηλότερες των κανονικών, έχει βρεθεί ότι μια ομάδα των 33 έως 36 ηλιακών στοιχείων σε σειρά συνήθως εξασφαλίζουν αξιόπιστη λειτουργία. Τα τρία περισσότερο σημαντικά ηλεκτρικά φωτοβολταϊκά χαρακτηριστικά μιας βασικής μονάδας είναι το ρεύμα βραχυκυκλώματος, η τάση ανοικτού κυκλώματος και το σημείο μέγιστης ισχύος σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία και την ακτινοβολία. Αυτά τα χαρακτηριστικά μοιάζουν με σύμβολα Ι-V ενός ηλιακού στοιχείου, ωστόσο υπάρχουν μερικές συγκεκριμένες ιδιομορφίες. 60

62 Στοιχεία από τα οποία αποτελούνται τα αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα: Φωτοβολταϊκοί συλλέκτες. Παράγουν απευθείας από τον ήλιο συνεχές ρεύμα (DC). Η τάση και η ισχύς του συστήματος εξαρτάται από τον αριθμό των φωτοβολταϊκών που συνδέθηκαν σε σειρά ή παράλληλα. Έτσι το σύστημα παράγει συνεχές ρεύμα τάσεως 12V, 24V, 48V κτλ και φορτίζει συσσωρευτές κατάλληλης χωρητικότητας. Ανεμογεννήτρια. Παράγει ρεύμα από την ταχύτητα του ανέμου. Συνεργάζεται με τα φωτοβολταϊκά για την φόρτιση του συσσωρευτή του συστήματος. Τοποθετούνται βοηθητικά σε περιοχές με μέτριο ή υψηλό αιολικό δυναμικό (από 5 m/s έως 15 m/s). Συνήθως συμπληρώνουν με ενέργεια τις ημέρες με κακοκαιρία που τα φωτοβολταϊκά δεν αποδίδουν την μέγιστη ισχύ τους. Ρυθμιστής φόρτισης. Πρόκειται για μία ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου της φόρτισης και εκφόρτισης του συσσωρευτή. Είναι απαραίτητη συσκευή για την μακροχρόνια χρήση του συσσωρευτή και την σωστή λειτουργία του. Οι περισσότεροι ρυθμιστές φόρτισης διαθέτουν οθόνη με όλες τις πληροφορίες του συστήματος. Συσσωρευτής. Αποθηκεύει την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια από φωτοβολταϊκά ή ανεμογεννήτριες και την διαθέτει μόλις η κατανάλωση το απαιτήσει. Ανάλογα με την χωρητικότητά του εξαρτάται και η αυτονομία του συστήματος η οποία υπολογίζεται συνήθως από 3 έως 4 ημέρες (για τα δεδομένα της Ελλάδας). Ο συσσωρευτής αποτελείται από στοιχεία, τα οποία συνδεδεμένα σε σειρά ή παράλληλα δίνουν την ονομαστική ισχύ και τάση του. 61

63 Μετατροπέας. Συνδέεται στο συσσωρευτή και μετατρέπει το ρεύμα από 12V, 24V, 48V κτλ σε μονοφασικό 230V (AC) ή τριφασικό 400V (AC) για κάθε χρήση. Η ισχύς του μετατροπέα εξαρτάται από την ισχύ των συσκευών που θα τροφοδοτούνται. Συνήθως επιλέγουμε μεγαλύτερης ισχύος μετατροπέα όταν στην κατανάλωση υπάρχουν μοτέρ με υψηλά ρεύματα εκκίνησης. Παρακάτω παρουσιάζονται τα στοιχεία από τα οποία αποτελούνται τα διασυνδεδεμένα φωτοβολταϊκά συστήματα. Να πούμε πρώτα ότι τα διασυνδεδεμένα φωτοβολταϊκά συστήματα δε διαθέτουν συσσωρευτή, λειτουργούν μόνο ταυτόχρονα με το δίκτυο ηλεκτροδότησης και δεν προσφέρουν αυτονομία σε περίπτωση διακοπής ρεύματος. Φωτοβολταϊκοί συλλέκτες. Συνδέονται στη σειρά σε ομάδες με τελική τάση εξόδου συνήθως από 100V (DC) έως 600V (DC). Η παραγόμενη ενέργεια διοχετεύεται απευθείας στον μετατροπέα του συστήματος. Μετατροπέας δικτύου. Ο μετατροπέας σε αυτή την περίπτωση μετατρέπει το συνεχές ρεύμα των φωτοβολταϊκών σε εναλλασσόμενο 230V ή 400V και συνδέεται με το δίκτυο ηλεκτροδότησης μέσω του ηλεκτρολογικού πίνακα. Στην περίπτωση του αυτοπαραγωγού, η ενέργεια αυτοκαταναλώνεται από τις συσκευές της κατανάλωσης και αν υπάρχει περίσσεια ενέργειας τότε διοχετεύεται στο δίκτυο ηλεκτροδότησης. Στην περίπτωση του ανεξάρτητου παραγωγού, η παραγόμενη ενέργεια πωλείται με πολύ υψηλές τιμές πώλησης. Η θερμοκρασία είναι μια σημαντική παράμετρος λειτουργίας ενός φωτοβολταϊκού συστήματος. Ο συντελεστής θερμοκρασίας για την τάση ανοικτού κυκλώματος είναι κατά προσέγγιση ίσος με -2,3 mv/ C για κάθε 62

64 ηλιακό στοιχείο. Ο συντελεστής τάσης μιας βασικής μονάδας είναι επομένως αρνητικός και πολύ μεγάλος από τη στιγμή που συνδέονται σε σειρά 33 έως 36 ηλιακά στοιχεία. Ο συντελεστής ρεύματος από την άλλη πλευρά είναι θετικός και μικρός, +6 μα/ C περίπου ανά τετραγωνικό εκατοστό της βασικής μονάδας. Συνεπώς, μόνο η μεταβολή τάσης σε σχέση με αυτή της θερμοκρασίας λαμβάνεται υπόψη για πρακτικούς κυρίως υπολογισμούς. Πρέπει να αναφέρουμε επίσης πως η τάση καθορίζεται από τη θερμοκρασία λειτουργίας των ηλιακών στοιχείων, η οποία διαφέρει από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Όπως και για καθένα ηλιακό φωτοβολταϊκό στοιχείο, το ρεύμα βραχυκυκλώματος I sc μιας βασικής μονάδας είναι ανάλογο προς την ακτινοβολία και επομένως θα ποικίλλει κατά τη διάρκεια της ημέρας κατά τον ίδιο τρόπο. Εφόσον η τάση είναι μια λογαριθμική συνάρτηση του ρεύματος, θα εξαρτάται επίσης λογαριθμικά και από την ακτινοβολία. Κατά τη διάρκεια της ημέρας επομένως η τάση θα μεταβάλλεται λιγότερο από ότι το ρεύμα. Στο σχεδιασμό της φωτοβολταϊκής γεννήτριας είναι συνηθισμένο να παραμελείται η μεταβολή της τάσης και να λαμβάνεται το ρεύμα βραχυκυκλώματος ανάλογο προς την ακτινοβολία. Η λειτουργία μιας βασικής φωτοβολταϊκής μονάδας θα πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στο σημείο μέγιστης ισχύος. Είναι ένα σημαντικό γνώρισμα της χαρακτηριστικής της βασικής μονάδας το ότι η τάση του σημείου μέγιστης ισχύος Vm είναι σχεδόν ανεξάρτητη από την ακτινοβολία. Η μέση τιμή αυτής της τάσης κατά τη διάρκεια της ημέρας μπορεί να εκτιμηθεί στο 80% της τάσης ανοικτού κυκλώματος κάτω από κανονικές συνθήκες ακτινοβολίας. Αυτή η ιδιότητα είναι χρήσιμη για τη σχεδίαση της μονάδας ελέγχου της ισχύος της συσκευής. Ο χαρακτηρισμός της βασικής φωτοβολταϊκής μονάδας συμπληρώνεται με τη μέτρηση της θερμοκρασίας ενός κανονικά 63

65 λειτουργούντος ηλιακού στοιχείου (NOCT - Normal Operating Cell Τemperature), οριζόμενης ως η θερμοκρασία του ηλιακού στοιχείου, όταν η βασική μονάδα λειτουργεί κάτω από τις ακόλουθες συνθήκες σε ανοικτό κύκλωμα: Ακτινοβολία 0,8 Φασματική κατανομή ΑΜ 1,5 Θερμοκρασία περιβάλλοντος 0 C Ταχύτητα ανέμου 1 m/s Η NOCT (η οποία βρίσκεται συνήθως μεταξύ 42 C και 46 C) χρησιμοποιείται τότε για να καθορίσει τη θερμοκρασία του ηλιακού ηλεκτρικού στοιχείου T c κατά τη διάρκεια της λειτουργίας βασικής μονάδας. Συνήθως υποθέτουμε ότι η διαφορά μεταξύ Τ c και θερμοκρασίας περιβάλλοντος T a εξαρτάται γραμμικά από την ακτινοβολία G r. Αν αναλογιστεί κανείς τα θετικά χαρακτηριστικά των φωτοβολταϊκών συστημάτων (τα οποία παρουσιάζονται παρακάτω), δεν είναι περίεργο το γεγονός ότι ο σχετικός επιχειρηματικός κλάδος παρουσιάζει σημαντικές προοπτικές ανάπτυξης. (Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών και Εξοικονόμησης Ενέργειας, 2010) Αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής. Η αρχική τους κατασκευή ήταν για χρήση στο διάστημα, όπου οι επισκευές είναι δαπανηρές, έως και ακατόρθωτες. Σήμερα η απόδοση τους είναι εγγυημένη από υπεύθυνους κατασκευαστές για περισσότερα από 25 χρόνια. 64

66 Μηδενικό κόστος λειτουργίας. Δεν καταναλώνουν πρώτες ύλες, χρησιμοποιούν μόνο το φως του ήλιου για να παράγουν ηλεκτρισμό. Δε χρειάζονται συντήρηση. Τα φωτοβολταϊκά δε χρειάζονται συντήρηση για την πολυετή λειτουργία τους. Η φροντίδα αφορά μόνο στο να μην υπάρχει σκίαση, κυρίως από αναπτυσσόμενη βλάστηση. Δε μολύνουν το περιβάλλον. Δεν παράγουν υποπροϊόντα, δεν εκπέμπουν ακτινοβολία ούτε χρειάζονται καύσιμα για να λειτουργήσουν. Δεν προκαλούν ηχορύπανση, αφού η λειτουργία τους είναι εντελώς αθόρυβη. Κατασκευάζονται από ανακυκλώσιμα υλικά (γυαλί, αλουμίνιο και πυρίτιο) και συνεπώς είναι καθαρά από περιβαλλοντολογικής απόψεως. Προστατεύουν το περιβάλλον. 1kW εγκατεστημένου φωτοβολταϊκού συστήματος μειώνει: κατά 70 κιλά ανά μήνα την κατανάλωση λιγνίτη κατά 138 κιλά ανά μήνα την απελευθέρωση CO 2 στην ατμόσφαιρα περισσότερο από 400 λίτρα ανά μήνα την κατανάλωση νερού για ανάγκες παραγωγής την απελευθέρωση ΝΟ, SO 2 και στερεών σωματιδίων στο περιβάλλον. 65

67 Αποκέντρωση παραγωγής. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα τοποθετούνται σε κάθε περιοχή χωρίς περιορισμούς με αποτέλεσμα την αποκέντρωση της παραγωγής σε έναν τόπο. Επίσης ελαχιστοποιούνται οι απώλειες μέσω του δικτύου διανομής, αφού η ενέργεια καταναλώνεται τοπικά. Ευελιξία και επεκτασιμότητα. Τα Φωτοβολταϊκά συστήματα τοποθετούνται ανάλογα με τις απαιτήσεις σε ενέργεια. Σε περίπτωση που οι ανάγκες αυξηθούν, πολύ εύκολα το σύστημα αναβαθμίζεται για να καλύψει ενεργειακά την νέα ζήτηση. Οι φωτοβολταϊκές συστοιχίες μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως δομικά στοιχεία των κτιρίων, εφόσον τα κτίρια είναι κατάλληλα σχεδιασμένα. Με τον τρόπο αυτό μπορεί να αυξηθεί η οικονομική αποδοτικότητα του συστήματος, αφού καταργείται το κόστος απόκτησης παραδοσιακών δομικών υλικών Διασυνδεδεμένα Φωτοβολταϊκά Συστήματα Οικιακός και Επιχειρηματικός Τομέας Όταν τα φωτοβολταϊκά πάνελ εκτίθενται στην ηλιακή ακτινοβολία, μετατρέπουν περίπου το 14% της εισερχόμενης ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρισμό. Η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρισμό είναι όπως είπαμε αθόρυβη, αξιόπιστη και δεν έχει επιπτώσεις στο περιβάλλον. 66

68 κατηγορίες: Τα διασυνδεδεμένα φωτοβολταϊκά συστήματα χωρίζονται στις εξής Μεγάλα διασυνδεδεμένα φωτοβολταϊκά συστήματα (επιχειρηματικός τομέας). Στην κατηγορία αυτή περιλαμβάνονται σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που παραδίδουν το ηλεκτρικό ρεύμα απευθείας στο δίκτυο. Οι φωτοβολταϊκοί αυτοί σταθμοί παράγουν ηλεκτρική ενέργεια μεγέθους από 50 kwp έως μερικά MWp. Διασυνδεδεμένα φωτοβολταϊκά συστήματα (οικιακός τομέας). Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει τα φωτοβολταϊκά συστήματα που εγκαθίστανται στις οροφές ή τις προσόψεις κτιρίων και παρέχουν απευθείας ηλεκτρική ενέργεια στο κτίριο, ενώ η πλεονάζουσα ενέργεια πωλείται στο δίκτυο. Τα συστήματα αυτά τυπικά παράγουν ενέργεια από 1,5 kwp έως 20kW. Η κατηγορία αυτή αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της παγκόσμιας αγοράς φωτοβολταϊκών συστημάτων. 67

69 Φωτοβολταϊκά συστήματα εφαρμοσμένα σε στέγη ιδιόκτητης οικίας. (Φωτοβολταϊκά Συστήματα - Blogspot, 2010) 68

70 Κεφάλαιο 2 Εμπειρική Προσέγγιση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΜΠΕΙΡΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ 2.1 Γενικά Αν μελετήσει κανείς την κατάσταση που επικρατεί σήμερα στον επιχειρησιακό τομέα, μπορεί να δει πως παρ όλο που η συνεισφορά των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας καλύπτει μόνο ένα μικρό ποσοστό της παγκόσμιας ενεργειακής κατανάλωσης, εν τούτοις γίνονται φιλότιμες προσπάθειες από πολλές εταιρίες για την αλλαγή αυτού του σκηνικού. Δε θα πρέπει να ξεχνάμε βέβαια πως δεν έχουν περάσει πολλά χρόνια από τότε που η διεθνής κοινότητα στράφηκε στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας κι έτσι δεν μπορεί παρά να θεωρήσουμε λογικό το ότι ο τομέας αυτός βρίσκεται ακόμα (σε ορισμένες τουλάχιστον περιπτώσεις) σε εμβρυακό στάδιο. Έτσι λοιπόν ένα πλήθος εταιριών έχει πλέον κατανοήσει πως η ενεργειακή ποικιλομορφία συνεπάγεται ενεργειακή επάρκεια (και γιατί όχι και κέρδος). Κοιτάζοντας πέρα από τα όρια των παραδοσιακών ενεργειακών επιλογών και αναγνωρίζοντας τις προκλήσεις που θέτει η κλιματική αλλαγή, πολλές εταιρίες εστιάζονται σε νέες, καθαρότερες τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένης φυσικά και της ηλιακής. Στα πλαίσια αυτής εδώ της μελέτης εξετάζονται δειγματοληπτικά τα χαρακτηριστικά πέντε επιχειρήσεων που έχουν σημειώσει σημαντική 69

71 Κεφάλαιο 2 Εμπειρική Προσέγγιση επιτυχία στον ενεργειακό τομέα. Φυσικά δεν πρόκειται για τις μοναδικές εταιρίες που έχουν να παρουσιάσουν αξιοσημείωτα επιτεύγματα στην αγορά ενέργειας, οπωσδήποτε όμως αποδεικνύουν εμπειρικά το αληθές της εικόνας που παρουσιάζεται από αυτήν την εργασία για την κατάσταση στην οποία βρίσκεται η τεχνολογία των φωτοβολταϊκών στοιχείων από όλες τις απόψεις. 2.2 Ανάλυση Επιχειρήσεων Φωτοβολταϊκών Συστημάτων BP Solar Είναι χαρακτηριστικό το ότι εταιρίες με μεγάλα ονόματα που έχουν παίξει σημαντικό ρόλο στη διακίνηση συμβατικών ενεργειακών πόρων υποστηρίζουν την ανάπτυξη του τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και συγκεκριμένα τον τομέα των φωτοβολταϊκών. Μια από τις πρωτοπόρες εταιρίες σ αυτόν τον τομέα είναι η BP Solar, θυγατρική εταιρία της γνωστής βρετανικής εταιρίας πετρελαίου BP. Η BP Solar ήταν η πρώτη εταιρία φωτοβολταϊκών συστημάτων που μετέφερε την ηλιακή τεχνολογία φωτοβολταϊκών από το διάστημα στις επίγειες εμπορικές ανάγκες και εφαρμογές, καθώς βρίσκεται για περισσότερα από 30 χρόνια σ αυτόν τον τομέα. Επίσης ήταν η πρώτη που διέθεσε εμπορικά πολυκρυσταλλικές κυψέλες και ανέπτυξε τη διεργασία καθαρισμού και διαχωρισμού του πυριτίου με χαμηλό κόστος, 70

72 Κεφάλαιο 2 Εμπειρική Προσέγγιση ενσωμάτωσε τις φωτοβολταϊκές κυψέλες εντός φωτοβολταϊκών πλαισίων για εμπορική χρήση και παρήγαγε ημιδιαφανή φωτοβολταϊκά πλαίσια για εφαρμογές σε στέγαστρα. Τέλος ήταν η πρώτη που χρησιμοποίησε σύγχρονα συστήματα κοπής κυψελών στην κατασκευή των φωτοβολταϊκών και χρησιμοποίησε πρωτοποριακά υλικά και τεχνικές στην κατασκευή των φωτοβολταϊκών. (BP Solar, 2010) Η BP Solar έχει επεκταθεί σε περισσότερες από 160 χώρες (συμπεριλαμβανομένης και της Ελλάδας) και αποτελεί σήμερα μια από τις μεγαλύτερες εταιρείες φωτοβολταϊκών συστημάτων παγκοσμίως, με καθετοποιημένη παραγωγή από το πυρίτιο μέχρι την κατασκευή φωτοβολταϊκών πλαισίων και εργοστασίων στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Ινδία και την Κίνα, απασχολώντας ένα σημαντικό ενεργειακό δυναμικό και εστιάζοντας στην αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Έχει τη δυνατότητα σχεδιασμού, κατασκευής και διάθεσης στην αγορά φωτοβολταϊκών συστημάτων ηλεκτροδότησης για ιδιοκτήτες κατοικιών, επιχειρήσεις, σχολεία, κυβερνήσεις και αναπτυσσόμενες κοινότητες. (BP Solar, 2010) Είναι αξιοσημείωτο επίσης το γεγονός πως η ίδια η ΒΡ αποτελεί έναν από τους μεγαλύτερους εμπορικούς χρήστες ηλιακής ενέργειας στον κόσμο, καθώς χρησιμοποιεί τα προϊόντα της BP Solar σε πολλά από τα δικά της πρατήρια καυσίμων και στις εγκαταστάσεις της. (BP Solar, 2010) Η εταιρία αναφέρει πως μέχρι σήμερα, τα φωτοβολταϊκά της ΒΡ Solar που έχουν εγκατασταθεί παγκοσμίως θα αντισταθμίσουν περισσότερους από 14 εκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα κατά τη διάρκεια ζωής τους, ένα ποσό που αντιστοιχεί σε δενδροφύτευση άνω των δύο εκατομμυρίων εκταρίων. (BP Solar, 2010) 71

73 Κεφάλαιο 2 Εμπειρική Προσέγγιση HaWi Energietechnik AG Δεν είναι λίγες οι εταιρίες που η επέκτασή τους στον τομέα των φωτοβολταϊκών σημείωσε επιτυχία όπως η γερμανική εταιρία HaWi, η οποία το 1985 ξεκίνησε τη δραστηριότητά της ως εταιρεία εμπορίας ηλεκτρολογικού υλικού και από το 1995 ειδικεύθηκε στις πρωτοπόρες περιβαλλοντικές τεχνολογίες. Η ειδίκευση αυτή συνετέλεσε θετικά στην επέκτασή της και στην ίδρυση θυγατρικών εταιρειών και σε άλλες χώρες της Ευρώπης, όπως στην Ισπανία, στην Ιταλία, στη Γαλλία και από το 2007 και στην Ελλάδα με την ίδρυση της HaWi Ανανεώσιμες Α.Ε. (HaWi, 2010) Η HaWi σήμερα δραστηριοποιείται εκτός των άλλων στους τομείς της κεντρικής διανομής φωτοβολταϊκών συστημάτων και εξοπλισμού, καθώς και της ανάπτυξης και διαχείρισης φωτοβολταϊκών έργων μεγάλης κλίμακας. (HaWi, 2010) Θετικό στοιχείο της εταιρίας που προωθεί και ενισχύει τη διακίνηση των φωτοβολταϊκών είναι επίσης η ανάπτυξη συνεργασίας με άλλες εταιρείες εμπορίας και εγκατάστασης φωτοβολταϊκών συστημάτων, ηλεκτρολόγους εγκαταστάτες ή εγκαταστάτες θέρμανσης, αρχιτέκτονες, γραφεία μελετών και τεχνικές - κατασκευαστικές εταιρείες. Τέτοιου είδους αμοιβαίες και μακροπρόθεσμες συνεργασίες προσβλέπουν όχι μόνο στο κέρδος, αλλά και στη μεταφορά της τεχνογνωσίας και της εμπειρίας στον τομέα των φωτοβολταϊκών συστημάτων. (HaWi, 2010) 72

74 Κεφάλαιο 2 Εμπειρική Προσέγγιση Juwi AG Η επεκτασιμότητα μιας εταιρίας φωτοβολταϊκών συστημάτων σε σχετικά μικρό χρονικό διάστημα και μάλιστα σε κάποιες περιπτώσεις και έξω από τα όρια της Ευρωπαϊκής Ένωσης αποδεικνύεται και με άλλα παραδείγματα, όπως αυτό της επίσης γερμανικής εταιρίας juwi, η οποία δραστηριοποιείται στην ανάπτυξη, τη σχεδίαση, την κατασκευή και τη συντήρηση φωτοβολταϊκών σταθμών από το (Juwi, 2010) Σύμφωνα με δεδομένα της ίδιας της εταιρίας, η εγκατεστημένη ισχύς των φωτοβολταϊκών της σταθμών ξεπέρασε στο τέλος του 2009 τα 400 MWp και αναμένεται να φτάσει τα 2 GWp έως το Μεταξύ των φωτοβολταϊκών της σταθμών (οι οποίοι ξεπερνούν τους 1.200), ξεχωρίζουν τα φωτοβολταϊκά πάρκα στο Waldpolenz και το Lieberose της Γερμανίας (ισχύος 40 και 53 MW αντίστοιχα), τα οποία είναι τα μεγαλύτερα της χώρας και μεταξύ των μεγαλυτέρων στον κόσμο. Τα έργα αυτά, τα οποία ανέπτυξε εκ του μηδενός η juwi, αποτελούν ορόσημα όχι μόνο για την ανάπτυξη της εταιρίας αλλά και γενικότερα για την πορεία του κλάδου των φωτοβολταϊκών, καθώς καταφέρνουν να συνδυάσουν τη χρήση ιδιωτικών κεφαλαίων για την αποκατάσταση εγκαταλειμμένων και επικίνδυνων στρατιωτικών εγκαταστάσεων και τη παραγωγή καθαρής ηλεκτρικής ενέργειας. Η juwi επεκτάθηκε και στην Ελλάδα από το έτος 2008, εγκαθιστώντας φωτοβολταϊκά συστήματα αρκετών εκατοντάδων KWp. (Juwi, 2010) Οι στόχοι μιας τέτοιας εταιρίας είναι αφ ενός μεν το ελάχιστο κόστος ανά εγκαθιστάμενο Wp και αφ ετέρου η μέγιστη ετήσια παραγωγή ενέργειας ανά εγκαθιστάμενο Wp, καθώς φυσικά και η μεγάλη διάρκεια αποδοτικής λειτουργίας. (Juwi, 2010) 73

75 Κεφάλαιο 2 Εμπειρική Προσέγγιση ΔΕΗ Ανανεώσιμες Στην Ελλάδα, είναι καθησυχαστικό το γεγονός πως εταιρίες όπως η ΔΕΗ έχουν συνειδητοποιήσει πως το υψηλό ηλιακό δυναμικό της χώρας καθιστά την αξιοποίηση της τεχνολογίας των φωτοβολταϊκών συστημάτων ιδιαίτερα αποδοτική. Για μια χώρα με μεγάλη ηλιοφάνεια όπως η Ελλάδα, η ηλιακή ενέργεια αποτελεί ανεξάντλητο ενεργειακό πόρο. Η ΔΕΗ Ανανεώσιμες, θυγατρική εταιρία της ΔΕΗ, αξιοποιεί την ενέργεια του ηλίου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω των δύο φωτοβολταϊκών πάρκων που βρίσκονται σε λειτουργία στη Σίφνο και στην Κύθνο. Σύμφωνα μάλιστα με αναφορές της εταιρίας, το φωτοβολταϊκό πάρκο της Κύθνου, το οποίο δημιουργήθηκε το 1983, θεωρείται ως ο πρώτος φωτοβολταϊκός σταθμός που λειτούργησε στην Ευρώπη. (ΔΕΗ Ανανεώσιμες, 2010) 74

76 Κεφάλαιο 2 Εμπειρική Προσέγγιση Το φωτοβολταϊκό πάρκο της Κύθνου. (ΔΕΗ Ανανεώσιμες, 2010) Σύμφωνα με δεδομένα της εταιρίας, η συνολική εγκατεστημένη ισχύς των φωτοβολταϊκών πάρκων της είναι 220 KW. Παρ όλο που ακόμα μόνο ένα μικρό ποσοστό της ενεργειακής κατανάλωσης καλύπτεται από την ηλιακή ενέργεια, η εταιρεία συνεχίζει τις μελέτες για την περεταίρω ανάπτυξη του τομέα και προχωρά στην ανάπτυξη ενός εκ των μεγαλυτέρων φωτοβολταϊκών πάρκων στον κόσμο που πρόκειται να εγκατασταθεί στην περιοχή της Μεγαλόπολης. Προβλέπεται πως το πάρκο θα έχει συνολική ισχύ 50 MW και υπολογίζεται ότι η ενεργειακή παραγωγή του θα καλύπτει το 42% των ενεργειακών αναγκών του νομού Αρκαδίας, ένα καθόλου ευκαταφρόνητο ποσοστό θα λέγαμε, καθώς αντιστοιχεί στην ηλεκτροδότηση νοικοκυριών. Η συμβολή του έργου αυτού στην προστασία του περιβάλλοντος είναι επίσης σημαντική, καθώς από τη λειτουργία του θα παράγονται περίπου MWh ανά έτος και έτσι θα αποφεύγεται η εκπομπή τόνων CO 2, 680 τόνων SO 2 και 131 τόνων NO x ετησίως. (ΔΕΗ Ανανεώσιμες, 2010) 75

77 Κεφάλαιο 2 Εμπειρική Προσέγγιση Το φωτοβολταϊκό πάρκο στην περιοχή της Μεγαλόπολης το οποίο προβλέπεται να λειτουργήσει το (kalimera-arkadia.blogspot, 2010) Επίσης προβλέπεται η ανάπτυξη φωτοβολταϊκών πάρκων ισχύος 30 MW στην Πτολεμαΐδα, 9,7 MW στον υδροηλεκτρικό σταθμό Στράτου Αιτωλοακαρνανίας, 4 MW στη Στυλίδα και 480 KW στον Αθερινόλακκο Σητείας. Επίσης η εταιρία προχωρά στην ανάπτυξη 34,7 MW σε διάφορες βιομηχανικές περιοχές της χώρας, αναπτύσσει ηλιοθερμικούς σταθμούς, προβλέποντας ήδη την εγκατάσταση σταθμού ισχύος 50 ΜW στην περιοχή της Πτολεμαΐδας και παράλληλα προγραμματίζει την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών σταθμών μικρής ισχύος σε διάφορα κτίρια. (ΔΕΗ Ανανεώσιμες, 2010) 76

78 Κεφάλαιο 2 Εμπειρική Προσέγγιση Helioindex ΑΕ Οι δυνατότητες της ενεργειακής εκμετάλλευσης αυτού του ανεξάντλητου ενεργειακού πόρου σε μια χώρα με σημαντική ηλιοφάνεια όπως η Ελλάδα έχει ανοίξει το δρόμο και σε άλλες εταιρίες, όπως για παράδειγμα η Helioindex, η οποία έχει ως στόχο να βοηθήσει υποψήφιους επενδυτές να επενδύσουν στην ηλιακή ενέργεια με τη χρήση φωτοβολταϊκών συστημάτων, αξιοποιώντας το νέο επενδυτικό πλαίσιο με γνώμονα τη μέγιστη δυνατή απόδοση της επένδυσης για τη συνολική διάρκεια ζωής της που μπορεί να υπερβαίνει τα 25 χρόνια. (Helioindex, 2010) Η καλύτερη κάλυψη των αναγκών των επενδυτών της βασίζεται στη συνεργασία με προσεκτικά επιλεγμένους προμηθευτές εξοπλισμού και υπηρεσιών, οι οποίοι δραστηριοποιούνται σε όλους τους τομείς των φωτοβολταϊκών τεχνολογιών, καθώς και με εξειδικευμένους εμπειρογνώμονες, οι οποίοι καλύπτουν τα κάθε είδους τεχνοοικονομικά θέματα που μπορεί να προκύψουν. Πλεονέκτημα αυτής της εταιρίας αποτελεί το γεγονός ότι δε δεσμεύεται με συγκεκριμένες τεχνολογίες ή προμηθευτές, αλλά κάθε έργο εξετάζεται ως μια ξεχωριστή περίπτωση. (Helioindex, 2010) Στην Ελλάδα έχουν ξεκινήσει φωτοβολταικά προγράμματα επιδότησης των επενδύσεων σε φωτοβολταϊκά, τα οποία παράγουν ηλεκτρική ενέργεια που μεταπωλείται και εισάγεται στα δημόσια δίκτυα μεταφοράς της ΔΕΗ. Τα προγράμματα αυτά έχουν φυσικά ως στόχο τη διαφοροποίηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και τη σταδιακή απεξάρτησή της από το πετρέλαιο. 77

79 Κεφάλαιο 2 Εμπειρική Προσέγγιση Η συνολική απόδοση μιας επένδυσης σε φωτοβολταϊκά εξαρτάται από τους εξής βασικούς παράγοντες: Γεωγραφικές και κλιματολογικές συνθήκες. Με τα γεωγραφικά και κλιματολογικά δεδομένα της Ελλάδας, η συνολική ετήσια ποσότητα ηλιακής ενέργειας που δέχεται κάθε τετραγωνικό μέτρο οριζόντιας επιφάνειας είναι περίπου kwh στην Αττική. Η Βόρεια Ελλάδα δέχεται περίπου kwh, ενώ οι νότιες περιοχές, η Κρήτη και η Ρόδος δέχονται περίπου kwh ανά έτος. Τεχνολογία και υλικά. Υπάρχουν διαφορετικές φωτοβολταϊκές τεχνολογίες, με διαφορετικά ποσοστά απόδοσης της μετατροπής ηλιακής σε ηλεκτρική ενέργεια και διαφορές στο κόστος αγοράς τους. Οι τεχνικές διαφορές μεταξύ των φωτοβολταϊκών συστημάτων επηρεάζουν σε σημαντικό βαθμό τη συνολική παραγωγή για μια δεδομένη επένδυση, αλλά παράλληλα έχουν και διαφορετικές προδιαγραφές ως προς την επιφάνεια εγκατάστασης που απαιτείται για την ίδια εγκατεστημένη παραγωγική ισχύ. Ενδεικτικά, η συνολική ενέργεια που μπορεί να παράγει ένα τυπικό φωτοβολταϊκό σύστημα στην περιοχή της Αττικής σε ένα έτος είναι περίπου kwh για κάθε 1 kwp εγκατεστημένης ονομαστικής ισχύος. Τιμή πώλησης ηλεκτρικού ρεύματος. Ο Νόμος 3468/2006 καθορίζει τις τιμές στις οποίες αγοράζεται η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια. Οι τιμές αυτές κυμαίνονται αρχικά από 0,40 με 0,50 ευρώ ανά κιλοβατώρα, ανάλογα με την περιοχή εγκατάστασης του φωτοβολταϊκού συστήματος (διασυνδεδεμένο ή νησιωτικό δίκτυο) 78

80 Κεφάλαιο 2 Εμπειρική Προσέγγιση και το μέγεθός του (εγκατεστημένη ονομαστική ισχύς μικρότερη ή μεγαλύτερη από 100 kwp). Προβλέπεται η αναπροσαρμογή αυτών των τιμών κάθε έτος<, ανάλογα με τις μεσοσταθμικές αυξήσεις των σχετικών τιμολογίων ή του δείκτη τιμών καταναλωτή. Επιδότηση επένδυσης. Οι επενδύσεις σε φωτοβολταϊκά συστήματα επιδοτούνται στα πλαίσια του νόμου 3299/2004, όπως τροποποιήθηκε από τις Το ποσοστό ενίσχυσης κυμαίνεται από 20 με 60% του κόστους της επένδυσης, ανάλογα με τη γεωγραφική ζώνη και το μέγεθος της επιχείρησης, ενώ παρέχονται και σημαντικές φορολογικές απαλλαγές. (iqsolarpower.com, 2010) 79

81 Κεφάλαιο 2 Εμπειρική Προσέγγιση Ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από φωτοβολταϊκό σύστημα 1 kwp με βέλτιστη γωνία πρόσπτοσης. (JRC, 2008) 80