Γηεξεχλεζε ζπλεξγαζίαο αλεκνγελλήηξηαο θαη κηθξνχ πδξνειεθηξηθνχ ζηαζκνχ γηα ηελ εμππεξέηεζε ειεθηξηθψλ θνξηίσλ. Δθαξκνγή ζηε λήζν Μήιν.

Transcript

1 ΔΘΝΙΚΟ ΜΔΣΟΒΙΟ ΠΟΛΤΣΔΥΝΔΙΟ ΓΙΔΠΙΣΗΜΟΝΙΚΟ ΓΙΑΣΜΗΜΑΣΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΔΣΑΠΣΤΥΙΑΚΩΝ ΠΟΤΓΩΝ «ΔΠΙΣΗΜΗ & ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΑ ΤΓΑΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ» ΜΔΣΑΠΣΤΥΙΑΚΗ ΔΡΓΑΙΑ ΓΙΔΡΔΤΝΗΗ ΤΝΔΡΓΑΙΑ ΑΝΔΜΟΓΔΝΝΗΣΡΙΑ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΤ ΤΓΡΟΗΛΔΚΣΡΙΚΟΤ ΣΑΘΜΟΤ ΓΙΑ ΣΗΝ ΔΞΤΠΗΡΔΣΗΗ ΗΛΔΚΣΡΙΚΩΝ ΦΟΡΣΙΩΝ ΔΦΑΡΜΟΓΗ ΣΗ ΝΗΟ ΜΗΛΟ Βαζηιαθόπνπινο Αζαλάζηνο Δπηβιέπνπζα Δ. Καιθάλε, Καζ. ΔΜΠ Αζήλα, Οθηώβξηνο 2009

2 Δπραξηζηίεο Με ηελ νινθιήξσζε ηεο παξνχζαο κεηαπηπρηαθήο εξγαζίαο ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ ζεξκά ηελ Καζεγήηξηα ηνπ Δ.Μ.Π. ηεο ρνιήο Πνιηηηθψλ Μεραληθψλ ηνπ Σνκέα Τδαηηθψλ Πφξσλ, Τδξαπιηθψλ θαη Θαιάζζησλ Έξγσλ θαη επηβιέπνπζα θαζεγήηξηα απηήο ηεο εξγαζίαο θ. Καιθάλε Δπθξνζχλε γηα ηελ αλάζεζε ελφο ηφζν ελδηαθέξνληνο ζέκαηνο, θαζψο θαη γηα ηελ φιε βνήζεηα ηεο θαηά ηε δηάξθεηα ηεο εθπφλεζεο ηεο. Θεξκφ επραξηζηψ νθείισ ζην Λέθηνξα ηνπ Δ.Μ.Π θ.μακάζε Νηθφιαν, ν νπνίνο έδεημε κεγάιε πξνζπκία λα πξνζθέξεη ηε βνήζεηά ηνπ νπνηαδήπνηε ζηηγκή ηε ρξεηάζηεθα. Μεγάιε ήηαλ φκσο θαη ε ζπλεηζθνξά ηνπ κέζσ ηεο δηδαζθαιίαο ηνπ, πνπ είρα ηελ ηχρε λα παξαθνινπζήζσ ζην κεηαπηπρηαθφ. Δπίζεο ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηνλ Δπίθνπξν Καζεγεηή ηνπ Δ.Μ.Π. θ. Μακάε Γαληήι γηα ηηο ρξήζηκεο ζπκβνπιέο ηνπ. Πνιχηηκε ήηαλ ε ζπλεηζθνξά ηνπ ζπκθνηηεηή κνπ θ. Παπαλησλίνπ Παλαγηψηε, γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε ηεο πηπρηαθήο θαη ζηα πιαίζηα ηνπ κεηαπηπρηαθνχ πξνγξάκκαηνο. Έλα κεγάιν επραξηζηψ ζηηο ζπκθνηηήηξηεο κνπ Βνχιγαξε Υξπζνχια, θαη Μηκεγηάλλε Ηιηάδα. Σέινο, επραξηζηψ φινπο ηνπο ζπκθνηηεηέο κνπ, ηνπ Μεηαπηπρηαθνχ Πξνγξάκκαηνο «Δπηζηήκε θαη Σερλνινγία Τδαηηθψλ Πφξσλ» ηνπ Δ.Μ.Π γηα ηηο φκνξθεο ζηηγκέο πεξάζακε. Αζαλάζηνο Βαζηιαθφπνπινο Αζήλα, Οθηψβξηνο 2009 i

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Ευχαριςτίεσ... Περιεχόμενα... i Περίληψη... iv Abstract... vi 1. Ειςαγωγή Αντικείμενο μελζτησ Διάθρωςη τησ εργαςίασ Πλαίςιο Ενεργειακϊν Πολιτικϊν ςτισ Α.Π.Ε Γενικά Το Διεθνζσ πλαίςιο για τισ Α.Π. Ε / Ευρωπαϊκή Πολιτική Υφιςτάμενη κατάςταςη των Α.Π.Ε ςτην Ελλάδα Εγκατεςτημζνη ιςχφσ Ανάπτυξη των Α.Π.Ε ςτην Ελλάδα Κατανάλωςη Η/Ε Το ενεργειακό ιςοηφγιο τθσ χώρασ / ανάπτυξθ των Α.Π.Ε Αιολική Ενζργεια Άνεμοσ Δημιουργία ανζμου Η ταχφτητα του ανζμου Χαρακτηριςτικά ανεμογεννητριϊν Είδη ανεμογεννητριϊν Περιγραφή ανεμογεννήτριασ Το εςωτερικό τησ ανεμογεννήτριασ Η εξζλιξη των ανεμογεννητριϊν ii

4 3.3. Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα εκμετάλλευςησ Αιολικήσ Ενζργειασ Πλεονεκτήματα και οφζλη Μειονεκτήματα και αρνητικζσ επιπτϊςεισ Αξιοποίηςη τησ αιολικήσ ενζργειασ Αιολικό δυναμικό Εκτίμηςη αιολικοφ δυναμικοφ Ενζργεια και ιςχφσ του ανζμου Τεχνικά αξιοποιήςιμο αιολικό δυναμικό Λειτουργία ανεμογεννήτριασ Πραγματικά αξιοποιήςιμο αιολικό δυναμικό Η αιολική ενζργεια ςτην Ελλάδα και παγκοςμίωσ Υδραυλική Ενζργεια Υδραυλική Ενζργεια Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα Υδροηλεκτρικήσ Ενζργειασ Πλεονεκτήματα τησ υδροηλεκτρικήσ ενζργειασ Μειονεκτήματα τησ υδροηλεκτρικήσ ενζργειασ Σταθμοί υδροηλεκτρικήσ παραγωγήσ ηλεκτρικοφ ρεφματοσ Τρόποσ λειτουργίασ Αρχή λειτουργίασ Περιγραφή υδροηλεκτρικϊν ςταθμϊν Τφποι Υδροςτροβίλων Υδροςτρόβιλοι Δράςεωσ Υδροςτρόβιλοι Αντιδράςεωσ Επιλογή Τφπου Υδροςτροβίλου Ηλεκτρικά και άλλοσ εξοπλιςμόσ Τφποι υδροηλεκτρικϊν ςταθμϊν Κριτήριο το φψοσ πτϊςησ των υδάτων iii

5 Κριτήριο η διαθεςιμότητα μιασ ηλεκτροπαραγωγοφ μονάδασ Κριτήριο το είδοσ τησ υδροηλεκτρικήσ μονάδασ Υδροηλεκτρικά ζργα ςτην Ελλάδα Συνδυαςμόσ Αιολικήσ και Υδροηλεκτρικήσ Ενζργειασ Λειτουργία υβριδικϊν υδροηλεκτρικϊν ζργων Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα υβριδικϊν υδροηλεκτρικϊν ζργων Πλεονεκτήματα υβριδικϊν υδροηλεκτρικϊν ζργων Μειονεκτήματα υβριδικϊν υδροηλεκτρικϊν ζργων Υβριδικά υδροηλεκτρικά ζργα ςτην Ελλάδα Υβριδικό υδροηλεκτρικό ζργο ςτην Ικαρία Υβριδικό υδροηλεκτρικό ζργο ζργο ςτα Κανάρια νηςιά Διερεφνηςη ςυνεργαςίασ Α/Γ ΜΥΗΣ Περιγραφή τησ νήςου Μήλου Ενζργεια ςτη Μήλο Το αιολικό δυναμικό τησ Μήλου Προςομοίωςη τησ ανεμογεννήτριασ Αρχικά δεδομζνα Ταχφτητεσ Συχνότητα εμφάνιςησ Υπολογιςμόσ τησ ενζργειασ τησ ανεμογεννήτριασ Διαδικαςία μελζτησ του υδροηλεκτρικοφ ςταθμοφ Επιλογή θζςησ υδροηλεκτρικοφ Υπολογιςμόσ όγκου δεξαμενήσ Υδροςτροβίλου Αντλιϊν Ενζργεια του υβριδικοφ υδροηλεκτρικοφ ζργου Συμπεράςματα Προτάςεισ Βιβλιογραφία Παράρτημα Α... Π.1 Παράρτημα Β... Π.13 iv

6 v

7 1. Δηζαγσγή 1.1. Αληηθείκελν κειέηεο Σν αληηθείκελν ηεο εξγαζίαο είλαη ε δηεξεχλεζε ζπλεξγαζίαο κηαο αλεκνγελλήηξηαο θαη κηθξνχ πδξνειεθηξηθνχ ζηαζκνχ γηα ηελ εμππεξέηεζε ειεθηξηθψλ θνξηίσλ, πξφθεηηαη γηα ην ιεγφκελν πβξηδηθφ πδξνειεθηξηθφ έξγν. Σν έξγν απηφ ζπλδπάδεη ηελ αηνιηθή ελέξγεηα κε ηελ πδξνειεθηξηθή. Σν πβξηδηθφ πδξνειεθηξηθφ έξγν ζηεξίδεηαη νινθιεξσηηθά ζηηο αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο, θαη ζπγθεθξηκέλα ζηνλ άλεκν θαη ην λεξφ. Απνηειεί κηα θαηλνηφκα κέζνδνο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, ε νπνία κπνξεί είηε λα ιεηηνπξγήζεη αλεμάξηεηα, είηε λα ζπλδεζεί ζην ειεθηξηθφ ζχζηεκα. Δπνκέλσο ην έξγν απηφ παξνπζηάδεη κεγάιν ελδηαθέξνλ ζηελ εμέιημε παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Κχξηνο ζηφρνο είλαη ε κειέηε ελφο πβξηδηθνχ πδξνειεθηξηθνχ έξγνπ ζηε λήζν ηεο Μήινπ. Ζ ζπλεηζθνξά ελφο ηέηνηνπ έξγνπ είλαη ηδηαίηεξα ζεκαληηθή, ηδίσο ζηα λεζηά ηεο ρψξαο καο, ζηα νπνία νη αλάγθεο ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο είλαη απμεκέλεο θπξίσο ην θαινθαίξη θαη ηα νπνία δελ είλαη δηαζπλδεδεκέλα κε ην ειεθηξηθφ ζχζηεκα ηεο ρψξαο θαη αληηκεησπίδνπλ εκθαλή πξνβιήκαηα ζηελ ειεθηξνδφηεζε. ην πξψην κέξνο ηεο εξγαζίαο αλαθέξνληαη νη ελεξγεηαθέο πνιηηηθέο πνπ έρνπλ ζεζπηζηεί απφ ηελ Δ.Δ., κέινο ηεο νπνίαο είλαη θαη ε Διιάδα, θαη ηεθκεξηψλεηαη ε αλαγθαηφηεηα ζπλεηδεηνπνίεζεο ηνπ πξνβιήκαηνο ηνπ πεξηβάιινληνο. ηε ζπλέρεηα γίλεηαη αλάιπζε ηνπ ηξφπνπ ιεηηνπξγίαο ησλ αληιεηηθψλ ή πβξηδηθψλ πδξνειεθηξηθψλ έξγσλ θαη πεξηγξάθνληαη ιεπηνκεξεηαθά ηα επί κέξνπο θαηαζθεπαζηηθά ηκήκαηα, απφ ηα νπνία απνηειείηαη ην έξγν. Σν δεχηεξν κέξνο ηεο εξγαζίαο αλαθέξεηαη ζηε κειέηε ελφο πβξηδηθνχ πδξνειεθηξηθνχ έξγνπ ζηε λήζν ηεο Μήινπ θαη αλαπηχζζεηαη ην ηερληθφ ζθέινο ηεο εξγαζίαο φπνπ αλαπηχζζνληαη νη κέζνδνη ζρεδηαζκνχ θαη παξαηίζεηαη ε δηαδηθαζία πινπνίεζεο ηνπ έξγνπ. 1

8 Βαζηθνί ζηφρνη ηεο εξγαζίαο είλαη ε νινθιεξσκέλε πιεξνθφξεζε θαζψο θαη ε αλάδεημε ηεο ζπνπδαηφηεηαο θαη ζπκβνιή ηεο ρξήζεο ησλ αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο γηα θάζε ελδηαθεξφκελν γχξσ απφ ην πβξηδηθφ πδξνειεθηξηθφ έξγν Γηάξζξσζε ηεο εξγαζίαο Ζ εξγαζία απνηειείηαη απφ έμη θεθάιαηα. ην Κεθάιαην 1 παξνπζηάδεηαη ην αληηθείκελν κειέηεο θαη ε δηάξζξσζε ηεο εξγαζίαο. Έπεηηα, γίλεηαη παξάζεζε ησλ νξηζκψλ θαη ησλ βαζηθψλ ελλνηψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηελ εξγαζία. ην Κεθάιαην 2 παξνπζηάδεηαη ζχληνκα ην πεξηβαιινληηθφ πξφβιεκα πνπ νδήγεζε ζηελ ζπλεηδεηνπνίεζε ηεο αλαγθαηφηεηαο ηεο ρξήζεο ησλ ΑΠΔ. Έπεηηα, αλαθέξνληαη νη ελεξγεηαθέο πνιηηηθέο γηα ηηο ΑΠΔ, ην ζεζκηθφ θαη λνκηθφ πιαίζην, θαζψο θαη ε θαηάζηαζε πνπ επηθξαηεί ζηελ Διιάδα φζνλ αθνξά ηηο ΑΠΔ θαη ηελ θαηαλάισζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. ην Κεθάιαην 3 αλαιχεηαη ν ηξφπνο ρξήζεο ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο καδί κε ηα πιενλεθηήκαηα θαη κεηνλεθηήκαηά ηεο. Δπεμεγείηαη ε δεκηνπξγία ηνπ αλέκνπ θαη ε εμέιημή ηεο θαηά ηελ πάξνδν ηνπ ρξφλνπ. Πεξηγξάθνληαη ηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο αλεκνγελλήηξηαο. Αλαθέξεηαη ε δηαδηθαζία θαηαζθεπήο ελφο αηνιηθνχ πάξθνπ θαη παξνπζηάδεηαη ε θαηάζηαζε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο ζηελ Διιάδα θαη παγθνζκίσο. ην Κεθάιαην 4 αλαιχεηαη ε ρξήζε ηεο πδξαπιηθήο ελέξγεηαο θαη γίλεηαη ε ηζηνξηθή αλαδξνκή ηεο. Δπηπιένλ πεξηγξάθεηαη ε ιεηηνπξγία ησλ ζηαζκψλ παξαγσγήο πδξνειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη γίλεηαη ε αλάιπζε ησλ επί κέξνπο ηκεκάησλ απφ ηα νπνία απνηεινχληαη. Πξνο ην ηέινο ηνπ θεθαιαίνπ αλαθέξνληαη νη δηάθνξνη ηχπνη πδξνειεθηξηθψλ ζηαζκψλ θαη παξνπζηάδνληαη ηα πδξνειεθηξηθά έξγα ζηελ Διιάδα. ην Κεθάιαην 5 ηεθκεξηψλεηαη πσο ε βέιηηζηε ιχζε παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο είλαη ηα πβξηδηθά πδξνειεθηξηθά έξγα, ηα νπνία ζπλδπάδνπλ ηελ αηνιηθή ελέξγεηα κε ηελ πδξνειεθηξηθή. Πξνζδηνξίδεηαη ν ηξφπνο ιεηηνπξγίαο ηνπο θαη αλαθέξνληαη παξαδείγκαηα ρξήζεο θαη ιεηηνπξγίαο ησλ πβξηδηθψλ πδξνειεθηξηθψλ έξγσλ ηφζν ζηνλ ειιαδηθφ ρψξν, φζν θαη ζηελ Δπξψπε. 2

9 ην Κεθάιαην 6 παξαηίζεηαη ε ζηαηηζηηθή αλάιπζε ησλ αλεκνινγηθψλ ζηνηρείσλ ηεο Μήινπ θαη νινθιεξψλεηαη ε πξνζνκνίσζε ηεο ιεηηνπξγίαο κηαο αλεκνγελλήηξηαο γηα ηελ εμππεξέηεζε ελφο πδξνειεθηξηθνχ ζηαζκνχ. ην Κεθάιαην 7 εμάγνληαη ηα ζπκπεξάζκαηα πνπ πξνέθπςαλ απφ ηε παξαπάλσ κειέηε θαη θαηαγξάθνληαη ζπγθεθξηκέλεο πξνηάζεηο. 3

10 2. Πιαίζην Δλεξγεηαθψλ Πνιηηηθψλ ζηηο Α.Π.Δ 2.1 Γεληθά Ζ θαηαλάισζε ελέξγεηαο ζε παγθφζκην επίπεδν απμάλεηαη δηαξθψο κε ξπζκφ ν νπνίνο γηα ηηο επφκελεο δεθαεηίεο πξνβιέπεηαη λα βξίζθεηαη γχξσ ζην 2% ην ρξφλν. Απηφ ην δήηεκα ζε ζπλδπαζκφ κε ην γεγνλφο φηη ην κεγαιχηεξν πνζνζηφ, ηεο ηάμεο ηνπ 80 κε 90%, απηψλ ησλ αλαγθψλ θαιχπηεηαη απφ νξπθηά θαχζηκα, πξνθαιεί κηα ζεηξά απφ πξνβιήκαηα ηα νπνία ζηαδηαθά δηνγθψλνληαη. Πέξα απφ ηηο ηεξάζηηεο πεξηβαιινληηθέο επηπηψζεηο πνπ πξνθχπηνπλ απφ ηε ρξήζε νξπθηψλ θαπζίκσλ, απηέο νη πεγέο ελέξγεηαο είλαη εμαληιήζηκεο θαη βέβαηα ε κείσζε ησλ απνζεκάησλ ηνπο ζπλεπάγεηαη αληίζηνηρεο απμήζεηο ζηα θφζηε παξαγσγήο. Δπηπιένλ, νη Γπηηθέο θνηλσλίεο, νη νπνίεο απνηεινχλ θαη ηνπο κεγαιχηεξνπο θαηαλαισηέο ελέξγεηαο, είλαη ζε κεγάιν βαζκφ εμαξηεκέλεο απφ εηζαγσγέο θπξίσο πεηξειαίνπ, κε απηή ηελ εμάξηεζε λα απμάλεηαη δηαξθψο θαη λα ζέηεη δεηήκαηα εθνδηαζκνχ αιιά θαη νηθνλνκηθήο ζηαζεξφηεηαο ζε απηέο. Γηα φινπο ηνπο παξαπάλσ ιφγνπο, νη ζθέςεηο γηα θαιχηεξε εθκεηάιιεπζε ησλ αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο αξρίδνπλ λα κπαίλνπλ ζε εθαξκνγή, εθφζνλ κε ηελ πάξνδν ηνπ ρξφλνπ κπνξνχλ ζε κεγαιχηεξν βαζκφ λα ζηαζνχλ αληαγσληζηηθά απέλαληη ζηα νξπθηά θαχζηκα, κε ηηο λέεο ηερλνινγίεο πνπ αλαπηχζζνληαη. Δπίζεο, απηέο νη πεγέο είλαη αλεμάληιεηεο, νη πεξηβαιινληηθέο ηνπο επηπηψζεηο είλαη πνιχ πεξηνξηζκέλεο θαη ζπλεηζθέξνπλ ζηελ ελεξγεηαθή απηάξθεηα αθνχ είλαη εγρψξηεο. Καηά ζπλέπεηα, γίλεηαη πιένλ ζπγθεθξηκέλε πξνζπάζεηα αλάπηπμεο ησλ αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο έλαληη ησλ νξπθηψλ θαπζίκσλ, ε νπνία εθθξάδεηαη μεθάζαξα θαη απφ ηηο δηεζλείο θαη επξσπατθέο ζπκθσλίεο ησλ ηειεπηαίσλ εηψλ. 4

11 2.2. Σν Γηεζλέο Πιαίζην γηα ηηο Α.Π. Δ / Δπξσπατθή Πνιηηηθή Ζ ζπλδηάζθεςε ησλ Ζλσκέλσλ Δζλψλ γηα ηελ θιηκαηηθή αιιαγή ην Γεθέκβξε ηνπ 1997 ζην Κηφην ηεο Ηαπσλίαο θαηέιεμε ζην γλσζηφ Πξσηφθνιιν ηνπ Κηφην ην νπνίν πξνβιέπεη πνιχ απζηεξά κέηξα θαη δεζκεχζεηο γηα φιεο ηηο ρψξεο σο πξνο ηελ πξνζηαζία ηνπ πεξηβάιινληνο. Η θαηαλνκή ππνρξεψζεσλ γηα κείσζε εθπνκπψλ αεξίσλ ζεξκνθεπίνπ, ζχκθσλα κε ην Πξσηφθνιιν ηνπ Κηφην παξαηίζεηαη ζην Πίλαθα 2.1. Γηα ηελ Διιάδα ν ζηφρνο πνπ ηίζεηαη είλαη ε κείσζε ηνπ πνζνζηνχ αχμεζεο ησλ εθπνκπψλ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα κεηαμχ θαηά 25% ζε ζρέζε κε ην 1990 ην νπνίν ειήθζε σο έηνο βάζεο. Πίλαθαο 2.1: Καηαλνκή ππνρξεψζεσλ γηα κείσζε εθπνκπψλ αεξίσλ ζεξκνθεπίνπ, ζχκθσλα κε ην Πξσηφθνιιν ηνπ Κηφην (Πεγή : World Energy Council) ε επίπεδν Δπξσπατθήο Έλσζεο, ε Λεπθή Βίβινο γηα ηηο Αλαλεψζηκεο Πεγέο Δλέξγεηαο ην Ννέκβξε ηνπ 1997 ήηαλ ε πξψηε πξνζπάζεηα πηνζέηεζεο κηαο εληαίαο επξσπατθήο πνιηηηθήο γηα ηελ εθκεηάιιεπζε ησλ ΑΠΔ. χκθσλα κε ηε Βίβιν κέρξη ην 2010 ζην ζχλνιν ηεο Έλσζεο ε εγθαηεζηεκέλε ηζρχο γηα ηελ αηνιηθή ελέξγεηα ζα πξέπεη λα θηάζεη ηα 40 GW απφ 2,5 GW ην 1995 θαη ησλ πδξνειεθηξηθψλ ηα 105 GW απφ 92 GW. Σελ Λεπθή Βίβιν αθνινχζεζε ε Οδεγία 2001/77/ΔΚ ηνπ Δπξσπατθνχ Κνηλνβνπιίνπ θαη ηνπ πκβνπιίνπ ηεο Δπξψπεο, κέζσ ηεο νπνίαο 5

12 πηνζεηνχληαη ζπγθεθξηκέλνη ζηφρνη γηα θάζε θξάηνο κέινο ζηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κέζσ αλαλεψζηκσλ πεγψλ. ηελ νδεγία δηαπηζηψλεηαη ε αλεπαξθήο εθκεηάιιεπζε ησλ αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο ζην ζχλνιν ηεο Έλσζεο θαη ηίζεηαη σο πξνηεξαηφηεηα ε κεγαιχηεξε αμηνπνίεζή ηνπο. Οη ιφγνη πνπ παξνπζηάδνληαη γηα λα ηεθκεξηψζνπλ ηελ αλάγθε λα απμεζεί ε ζπκκεηνρή ησλ ΑΠΔ ζηελ παξαγσγή ελέξγεηαο, είλαη νη εμήο: 1. Ζ αζθάιεηα θαη ε δηαθνξνπνίεζε ηνπ ελεξγεηαθνχ εθνδηαζκνχ ηεο Έλσζεο 2. Ζ πξνζηαζία ηνπ πεξηβάιινληνο 3. Ζ θνηλσληθή θαη νηθνλνκηθή ζπλνρή Ζ επηηαθηηθφηεηα απηψλ ησλ κέηξσλ γηα ηελ Δπξσπατθή Έλσζε γίλεηαη αθφκα πην μεθάζαξε ζηελ Πξάζηλε Βίβιν γηα ηελ «Δπξσπατθή ηξαηεγηθή γηα αεηθφξν, αληαγσληζηηθή θαη αζθαιή ελέξγεηα», ην χκθσλα κε ηελ Βίβιν ε Δπξψπε παξφηη είλαη ε 2ε παγθνζκίσο αγνξά ελέξγεηαο, δελ δηαζέηεη κηα επαξθψο αληαγσληζηηθή εζσηεξηθή αγνξά. Δπηπιένλ, εθηηκάηαη φηη κέζα ζηα επφκελα 20 κε 30 έηε ε εμάξηεζε ηεο ΔΔ απφ εηζαγφκελεο πεγέο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζα θηάζεη ζην 70%, απφ 50% πνπ είλαη ζήκεξα - ζεκαληηθφ κέξνο ησλ νπνίσλ πξνέξρνληαη απφ πεξηνρέο πνιηηηθά αζηαζείο. Δπίζεο, πξνβιέπεηαη ε δήηεζε ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο λα απμεζεί θαηά 60% έσο ην 2030 κε απνηέιεζκα λα απμεζεί αλάινγα θαη ε εθπνκπή δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα, ελψ ε θαηαλάισζε ηνπ πεηξειαίνπ απμάλεηαη θαηά 1,6% εηεζίσο, κε αληίζηνηρεο επηπηψζεηο ζηηο ηηκέο ηνπ πεηξειαίνπ θαη ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ πνπ απμάλνληαη δηαξθψο. πσο θαίλεηαη ε ζηξνθή ηεο Δπξψπεο πξνο ηηο αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο απνζθνπεί, πέξα απφ ηελ πινπνίεζε ησλ δεζκεχζεσλ ηνπ Κηφην θαη ηελ πξνζηαζία ηνπ πεξηβάιινληνο, ζηελ αλεμαξηεηνπνίεζε ηεο Δπξψπεο απφ εηζαγφκελα πξντφληα παξαγσγήο ελέξγεηαο, ψζηε λα κπνξεί λα ζηαζεί αληαγσληζηηθά ζηελ παγθφζκηα αγνξά. Δπηπιένλ απηή ε θίλεζε επηηαρχλεη ηελ απειεπζέξσζε ηεο αγνξάο ηεο ελέξγεηαο ζηα θξάηε κέιε ηεο Έλσζεο κε ζηφρν φπσο πξναλαθέξζεθε ηε δεκηνπξγία κηαο ηδηαίηεξα αληαγσληζηηθήο εζσηεξηθήο αγνξάο. 6

13 Ο ζηφρνο πνπ ηέζεθε ζπλνιηθά γηα ηελ Έλσζε απφ ηελ νδεγία 2001/77/ΔΚ είλαη έσο ην 2010 ην 22,1% ηεο ελέξγεηαο πνπ θαηαλαιψλεηαη λα πξνέξρεηαη απφ αλαλεψζηκεο πεγέο. Απηφο ν ζηφρνο εμεηδηθεπκέλνο γηα ηελ Διιάδα ζεκαίλεη φηη κέρξη ην 2010 ην 20,1% ηεο εγρψξηαο αθαζάξηζηεο θαηαλάισζεο ελέξγεηαο πξέπεη λα πξνέξρεηαη απφ ΑΠΔ. Με βάζε ηηο εθζέζεηο γηα ηελ πνξεία ησλ κέηξσλ πξνψζεζεο ησλ ΑΠΔ, ν ζηφρνο ηνπ 22,1% δε ζα κπνξέζεη λα πινπνηεζεί εληφο ηνπ 2010 θαζψο ηα πεξηζζφηεξα θξάηε κέιε βξίζθνληαη αξθεηά καθξηά απφ ηνλ εζληθφ ηνπο ζηφρν Τθηζηάκελε θαηάζηαζε ησλ ΑΠΔ ζηελ Διιάδα Δγθαηεζηεκέλε ηζρύο Ζ Διιάδα πξνζθέξεηαη γηα ηελ αλάπηπμε ησλ ΑΠΔ αθνχ εκθαλίδεη ηα παξαθάησ ραξαθηεξηζηηθά, θνηλά θαη κε άιιεο κηθξέο Δπξσπατθέο ρψξεο: επλντθέο θιηκαηηθέο παξακέηξνπο, πεξηνξηζκέλεο νηθνλνκηθέο δπλαηφηεηεο, απνκνλσκέλεο ελεξγεηαθά πεξηνρέο, εμάξηεζε απφ αθξηβά εηζαγφκελα νξπθηά θαχζηκα γηα ηελ θάιπςε ησλ ελεξγεηαθψλ αλαγθψλ ηεο. Παξφια απηά φκσο, ε ζεκεξηλή δηείζδπζε ησλ ΑΠΔ ζηελ ρψξα καο ζα πξέπεη λα ραξαθηεξηζηεί σο απιά απνδεθηή θαη ππνιείπεηαη ζεκαληηθά απφ ηηο ππάξρνπζεο δπλαηφηεηεο. Σα πξψηα βήκαηα έγηλαλ απφ ηελ Γ.Δ.Ζ. ην ρήκα 2.1 θαίλεηαη ε εγθαηεζηεκέλε θαη πξνγξακκαηηζκέλε ηζρχο ηεο ΓΔΖ Αλαλεψζηκεο Α.Δ. ηε ζπλέρεηα, πνιιέο ειιεληθέο θαη μέλεο επηρεηξήζεηο δξαζηεξηνπνηήζεθαλ ζηηο ΑΠΔ ζηελ Διιάδα, πξσηίζησο ζηελ αηνιηθή θαη δεπηεξεπφλησο ζηελ πδξνειεθηξηθή ελέξγεηα, φπσο θαίλεηαη ζην ρήκα 2.2. Απνηέιεζκα απηνχ ηνπ ελδηαθέξνληνο είλαη ε εθαξκνγή αμηφινγσλ πξνγξακκάησλ, πνπ ζρεηίδνληαη κε ηελ αλάπηπμε θαη δηάδνζε ησλ ΑΠΔ. Πνιιά απφ 7

14 ηα πξνγξάκκαηα αλαπηχζζνληαη απφ δηάθνξα ΑΔΗ ηεο ρψξαο θαζψο θαη απφ ην Κέληξν Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο (ΚΑΠΔ) ην νπνίν έρεη σο βαζηθφ ηνπ ζθνπφ ηελ πξνψζεζε θαη αμηνπνίεζε ησλ πεγψλ απηψλ ( Κνηξσλάξνπ & Κφξαο, 1998 ). ρήκα 2.1: Δγθαηεζηεκέλε θαη πξνγξακκαηηζκέλε Ηζρχο ηεο ΓΔΖ Αλαλεψζηκεο Α.Δ., γηα ην έηνο 2008 (Πεγή: ΡΑΔ) ρήκα 2.2: Δγθαηεζηεκέλε Ηζρχο ζηελ Διιάδα (Πεγή: ΡΑΔ) 8

15 Αλάπηπμε ησλ ΑΠΔ ζηελ Διιάδα χκθσλα κε κειέηεο ηεο Δζληθήο Σξάπεδαο ηεο Διιάδνο (Δζληθή Σξάπεδα ηεο Διιάδνο Α.Δ., 2009) ε πξνψζεζε ηεο αλάπηπμεο ησλ ΑΠΔ ζηελ Διιάδα γίλεηαη απφ: (i) ηνπο ζηφρνπο πνπ έρνπλ νξηζηεί απφ ηελ Δ.Δ. χκθσλα κε ην Πξσηφθνιιν ηνπ Κηφην γηα ηε κείσζε ησλ εθπνκπψλ ησλ αεξίσλ ηνπ ζεξκνθεπίνπ, έρνπλ ηεζεί ελδεηθηηθνί εζληθνί ζηφρνη γηα θάζε θξάηνοκέινο ηεο Δ.Δ. ζε ζρέζε κε ην πνζνζηφ εγρψξηαο αθαζάξηζηεο θαηαλάισζεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ην νπνίν ζα πξέπεη λα θαιπθζεί απφ ΑΠΔ κέρξη ην Γηα ηελ Διιάδα ην ζπγθεθξηκέλν πνζνζηφ αλέξρεηαη ζην 20,1% ηεο ζπλνιηθήο θαηαλάισζεο θαη 29% γηα ην ην ρήκα 2.3 θαίλεηαη ε εγθαηεζηεκέλε ηζρχο ΑΠΔ ζηελ Διιάδα ζε ζχγθξηζε κε ην ζηφρν πνπ έρεη ηεζεί σο ην ρήκα 2.3: Δγθαηεζηεκέλε Ηζρχο ΑΠΔ ζηελ Διιάδα χγθξηζε κε ζηφρν 2020 (ii) ηελ απμαλφκελε δήηεζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο Ζ δήηεζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζηελ Διιάδα εθηηκάηαη φηη ζα ζπλερίζεη λα απμάλεηαη ηα επφκελα έηε (μεπεξλψληαο ηηο GWh ην 2020 απφ GWh ην 2007), φπσο θαη ε δήηεζε αηρκήο (πξνζεγγίδνληαο ηα MW ην 2020 απφ MW ην 2007). Δπνκέλσο δελ πξνβιέπεηαη νπνηνδήπνηε επελδπηηθφ εκπφδην φζνλ αθνξά ηηο ΑΠΔ απφ πιεπξάο αλεπαξθνχο δήηεζεο. ην ρήκα 2.4 θαίλεηαη ε παξαγσγή θαη ε δήηεζε ηεο Ζ/Δ ηα ηειεπηαία ρξφληα. 9

16 ρήκα 2.4: Παξαγσγή θαη δήηεζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζηελ Διιάδα (iii) ηε δηαρξνληθή ζπξξίθλσζε ηνπ κεξηδίνπ ζπκβαηηθψλ θαπζίκσλ ζην κείγκα ειεθηξνπαξαγσγήο O δηπιαζηαζκφο ηνπ θφζηνπο ειεθηξνπαξαγσγήο κέζσ ζπκβαηηθψλ θαπζίκσλ (ιφγσ ηνπ θφζηνπο αγνξάο δηθαησκάησλ ξχπσλ: επξψ / ηφλν εθπνκπήο), ζε ζπλδπαζκφ κε ην γελλαηφδσξν ζεζκηθφ πιαίζην γηα ηηο ΑΠΔ (ζεκαληηθέο επηδνηήζεηο θεθαιαίνπ θαη πςειέο εγγπεκέλεο ηηκέο αγνξάο ελέξγεηαο), απνηειεί βαζηθφ κνριφ αλάπηπμεο ησλ ΑΠΔ. ην ρήκα 2.5 θαίλεηαη ην θφζηνο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. 10

17 ρήκα 2.5: Κφζηνο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο εκαληηθνί παξάγνληεο πνπ εκπνδίδνπλ πξαθηηθά ηελ αλάπηπμε ησλ ΑΠΔ ζηελ Διιάδα είλαη νη εμήο: Γπζρεξήο θαη ρξνλνβφξα δηαδηθαζία αδεηνδφηεζεο. Λφγσ έιιεηςεο ρσξνηαμηθνχ ζρεδηαζκνχ, ε εγθαηάζηαζε κνλάδσλ κε ρξήζε ΑΠΔ εγείξεη ζπρλά ηελ άζθεζε έλδηθσλ κέζσλ θαηά ησλ απνθάζεσλ ρνξήγεζεο ησλ αδεηψλ. Ζ θαηαζθεπή, ιεηηνπξγία θαη ζπληήξεζε ησλ κνλάδσλ ειεθηξνπαξαγσγήο εμαξηάηαη απφ ηνπο πξνκεζεπηέο θαη ηε δηαζεζηκφηεηα εμνπιηζκνχ θαη πξψησλ πιψλ Καηαλάισζε Η/Δ χκθσλα κε κειέηεο ηεο ΓΔΖ, ε θαηαλάισζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο αλά θάηνηθν ζηελ Διιάδα απμάλεηαη θαηά 4% θαηά κέζν φξν ηελ ηειεπηαία δεθαεηία. Ζ ζρεηηθά απμεκέλε δήηεζε (ζε ζρέζε κε ηνλ κέζν φξν ησλ ρσξψλ ηεο Δ.Δ.) θαιχπηεηαη θπξίσο απφ κε αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο. ην ρήκα 2.6 θαίλεηαη ε ξαγδαία απηή αχμεζε. 11

18 ρήκα 2.6: Δηήζηα αχμεζε θαηαλάισζεο ζηελ Διιάδα Σν ελεξγεηαθό ηζνδύγην ηεο ρώξαο / αλάπηπμε ΑΠΔ Ζ Διιάδα θαζψο θαη ην ζχλνιν ησλ ρσξψλ ηεο Δ.Δ. έρνπλ ππνγξάςεη ηε ζπλζήθε ηνπ Κηφην θαη βάζεη απηήο έρεη εθδνζεί ε θνηλνηηθή νδεγία 2001/77/EC, ε νπνία ππνρξεψλεη ηηο ρψξεο ηεο επξσδψλεο λα θαιχπηνπλ ηηο απαηηήζεηο ηνπο ζε ελέξγεηα απφ αλαλεψζηκεο πεγέο ζε πνζνζηφ 20,1% ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ θαη ησλ πδξνειεθηξηθψλ πεγψλ ελέξγεηαο. 12

19 Απαιτιςεισ ςε Εγκατεςτθμζνθ ιςχφ το 2010 [MW] Παραγωγι ενζργειασ το 2010 [TWh] Ποςοςτιαία ςυμμετοχι ανά τφπο Α.Π.Ε. το 2010 Γηεξεχλεζε ζπλεξγαζίαο αλεκνγελλήηξηαο θαη κηθξνχ πδξνειεθηξηθνχ ζηαζκνχ γηα ηελ εμππεξέηεζε Πίλαθαο 2.2:Απαηηνχκελε εγθαηεζηεκέλε ηζρχο αλά είδνο ΑΠΔ ην 2010 (ΤΠ.ΑΝ) Είδη Ανανεώςιμων Πηγών Ενζργειασ Αιολικά πάρκα ,67 10,67 Μικρά υδροθλεκτρικά ζργα 364 1,09 1,52 Μεγάλα υδροθλεκτρικά ζργα ,58 6,37 Βιομάηα 103 0,81 1,13 Γεωκερμία 12 0,10 0,14 Φωτοβολταϊκά 200 0,20 0,28 ΣΥΝΟΛΑ ,45 20,10 Γεδνκέλνπ φηη ζχκθσλα κε ηηο πξνβιέςεηο ηεο I.E.A. (International Energy Agency) ε θαηαλάισζε ζα αλέιζεη ζηηο 68 TWh θαηά ην έηνο 2010, ε Διιάδα ζα πξέπεη λα είλαη ζε ζέζε λα παξάγεη 13,7 TWh απφ Α.Π.Δ. κέρξη ην Γηα ηελ επίηεπμε ηνπ παξαπάλσ ζηφρνπ ε επέθηαζε ηεο ρξήζεο Α.Π.Δ. αλαδεηθλχεηαη σο ε πην ελδεδεηγκέλε επηινγή (Πεγή : ) 13

20 3. Αηνιηθή Δλέξγεηα 3.1. Άλεκνο Γεκηνπξγία αλέκνπ Οη άλεκνη είλαη αέξηεο κάδεο πνπ θηλνχληαη εμαηηίαο ησλ δηαθνξεηηθψλ βαξνκεηξηθψλ πηέζεσλ πνπ πξνθαινχληαη θπξίσο απφ ηελ άληζε ζέξκαλζε ησλ δηαθφξσλ πεξηνρψλ ηεο γεο απφ ηνλ ήιην. Ζ δεκηνπξγία ηνπο νθείιεηαη: ηε δηαθνξεηηθή πίεζε ησλ αέξησλ καδψλ, πξνθαιψληαο ηελ θίλεζή ηνπο. ηε δηαθνξεηηθή βαξνκεηξηθή πίεζε, ιφγσ ηεο αλνκνηφκνξθεο ζέξκαλζεο απφ ηνλ ήιην. Οη βαζηθνί παξάγνληεο πνπ δηακνξθψλνπλ ηηο θηλήζεηο ηνπ αηκνζθαηξηθνχ αέξα είλαη νη εμήο: Ζ πεξηζηξνθή ηεο Γεο απφ ηνλ άμνλα ηεο. Ζ ειηαθή ελέξγεηα πνπ απνξξνθά ε αηκφζθαηξα θαη ε επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο. Ζ αλνκνηνκνξθία ηνπ γήηλνπ αλάγιπθνπ (ζηεξηά, ζάιαζζεο, πςνκεηξηθέο δηαθνξέο). Ωζηφζν, ε θίλεζε ηνπ αλέκνπ γίλεηαη αηζζεηή θαη ζε κηθξφηεξε θιίκαθα, ζε επίπεδν ηνπηθψλ αλέκσλ. Απφ ηε κία πιεπξά παξαηεξείηαη ε θίλεζε αλάκεζα ζε ζηεξηά θαη ζάιαζζα. Καηά ηε δηάξθεηα ηεο εκέξαο, ε μεξά ζεξκαίλεηαη γξεγνξφηεξα θαη ηζρπξφηεξα απφ ηε ζάιαζζα, γηαηί ε ζάιαζζα έρεη κεγαιχηεξε ζεξκνρσξεηηθφηεηα θαη είλαη δηαπεξαηή ζε κεγάιν βάζνο απφ ηηο ειηαθέο αθηίλεο, κε απνηέιεζκα ν αέξαο πνπ βξίζθεηαη πάλσ απφ ηελ μεξά λα ζεξκαίλεηαη ηαρχηεξα απφ ηνλ αέξα πνπ βξίζθεηαη πάλσ απφ ηε ζάιαζζα κε απνηέιεζκα ε πίεζε πάλσ απφ ηελ μεξά λα είλαη κηθξφηεξε ζε ζρέζε κε ηελ πίεζε πάλσ απφ ηε ζάιαζζα θαη λα δεκηνπξγείηαη κηα ξνή αηκνζθαηξηθνχ αέξα απφ ηε ζάιαζζα πξνο ηελ μεξά. Ο άλεκνο απηφο νλνκάδεηαη ζαιάζζηα αχξα ή κπάηεο. 14

21 Καηά ηε δηάξθεηα ηεο λχρηαο ε μεξά ςχρεηαη ηαρχηεξα απφ ηε ζάιαζζα κε απνηέιεζκα ε πίεζε πάλσ απφ ηελ μεξά λα γίλεηαη κεγαιχηεξε απφ ηελ πίεζε πάλσ απφ ηε ζάιαζζα θαη λα δεκηνπξγείηαη κηα ξνή αέξα απφ ηελ μεξά πξνο ηε ζάιαζζα. Ο άλεκνο απηφο ιέγεηαη απφγεηα αχξα θαη πλέεη πεξίπνπ κέρξη ηελ αλαηνιή ηνπ ήιηνπ. Ζ έληαζε θαη ην χςνο ηεο απφγεηαο αχξαο είλαη πνιχ κηθξφηεξα απφ ηελ έληαζε θαη ην χςνο ηεο ζαιάζζηαο αχξαο. Απηφ ζπκβαίλεη, γηαηί νη ζεξκνθξαζηαθέο κεηαβνιέο μεξάο-ζάιαζζαο είλαη κεγαιχηεξεο ηελ εκέξα παξά ηε λχρηα (Πεγή: ) ρήκα 3.1: Κίλεζε ηνπ αλέκνπ αλάκεζα ζηε ζάιαζζα θαη ηε ζηεξηά Απφ ηελ άιιε πιεπξά παξαηεξείηαη αληίζηνηρε θίλεζε ηνπ αλέκνπ αλάκεζα ζηα βνπλά θαη ηηο θνηιάδεο. Καηά ηε δηάξθεηα ηεο εκέξαο ηα βνπλά ζεξκαίλνληαη ηαρχηεξα απφ ηηο γεηηνληθέο θνηιάδεο. Έηζη, ν αέξαο πνπ έξρεηαη ζε επαθή κε ηελ πιαγηά ζεξκαίλεηαη, κε απνηέιεζκα λα αλέξρεηαη γηα λα αληηθαηαζηαζεί απφ ηηο ςπρξφηεξεο κάδεο ηεο θνηιάδαο. Γηα απηφ, θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο κέξαο έρνπκε ηνπηθά αλέκνπο, πνπ πλένπλ απφ ηελ θνηιάδα πξνο ην βνπλφ. ην ρήκα 3.2 θαίλεηαη απηή ε θίλεζε ηνπ αλέκνπ. ρήκα 3.2: Κίλεζε ηνπ αλέκνπ αλάκεζα ζηα βνπλά θαη ηηο θνηιάδεο. 15

22 Ηδηαίηεξν ελδηαθέξνλ παξνπζηάδνπλ νη θχξηεο θαηεπζχλζεηο ηνπ αλέκνπ ζηελ Δπξψπε, φπσο θαίλεηαη ζην ρήκα 3.3. ηε πξνθεηκέλε πεξίπησζε νη άλεκνη επεξεάδνληαη απφ ηα αλαηνιηθά ξεχκαηα ηνπ Αηιαληηθνχ, ηα ςπρξά βφξεηα θαη ηα ζεξκά ηνπηθά ηεο αράξαο. Απηφ έρεη σο απνηέιεζκα, νη θχξηνη άλεκνη λα είλαη νη Ννηηνδπηηθνί ην ρεηκψλα θαη νη Γπηηθνί θαη Βνξεηνδπηηθνί άλεκνη ην θαινθαίξη (Πεγή: ). ρήκα 3.3: Κχξηεο θαηεπζχλζεηο ηνπ αλέκνπ ζηελ Δπξψπε Η ηαρύηεηα ηνπ αλέκνπ Παξαηεξψληαο, ζην ρήκα 3.4, ηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ ζε φιν ηνλ πιαλήηε καο, βιέπνπκε κηα δηαθχκαλζε ηεο έληαζήο ηνπ, ζηηο δηάθνξεο πεξηνρέο. Σν αμηνζεκείσην είλαη φηη ε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ ζηε ζηεξηά είλαη ζαθψο κηθξφηεξε ηεο ηάμεσο 1,5 6,0 m/s, ελψ απηή ζηνπο σθεαλνχο θηάλεη θαη μεπεξλάεη ζε θάπνηεο πεξηπηψζεηο ηα 12,0 m/s. 16

23 ρήκα 3.4: Ζ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ παγθνζκίσο (Πθγι: Παξαθάησ ζην ρήκαηα 3.5 θαη 3.6 παξαηεξνχκε ηε δηαθχκαλζε ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ ζηελ Δπξψπε, ηαρχηεηα μεξάο θαη παξάθηηα ηαρχηεηα. Ζ έληαζε δηαθέξεη αλάινγα κε ηε κνξθνινγία ηεο πεξηνρήο (Πεγή: ρήκα 3.5: Ζ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ ζηελ Δπξψπε ζηελ μεξά. (Πεγή: 17

24 ρήκα 3.6: Ζ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ ζηελ Δπξψπε ζηηο παξάθηηεο πεξηνρέο. (Πεγή: Υαξαθηεξηζηηθά αλεκνγελλεηξηώλ Δίδε αλεκνγελλεηξηώλ Οη αλεκνγελλήηξηεο ρσξίδνληαη ζχκθσλα κε θάπνηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπο: 1. Αλάινγα κε ηνλ άμνλα ησλ πηεξπγίσλ ε απηή ηελ θαηεγνξία γίλεηαη ε δηάθξηζε αλάινγα κε ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηνπ άμνλα ησλ πηεξπγίσλ θαη ζπγθεθξηκέλα έρνπκε ηηο αλεκνγελλήηξηεο: Οξηδνληίνπ άμνλα Καηαθφξπθνπ άμνλα Οη νξηδφληηνπ άμνλα ν δξνκέαο είλαη ηχπνπ έιηθα θαη βξίζθεηαη ζπλερψο παξάιιεινο κε ηελ θαηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ θαη ηνπ εδάθνπο, ελψ νη θαηαθφξπθνπ άμνλα, ν δξνκέαο παξακέλεη ζηαζεξφο θαη είλαη θάζεηνο πξνο ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο(δε ρξεηάδεηαη ζχζηεκα πξνζαλαηνιηζκνχ). Δπίζεο, εθκεηαιιεχνληαη 18

25 κηθξφηεξεο ηαρχηεηεο αλέκνπ (αθνχ είλαη θνληά ζην έδαθνο), έρνπλ κηθξφηεξν ζπληειεζηή ηζρχνο θαη ε ζηεξέσζε ηνπο ζην έδαθνο απαηηεί εγθαηαζηάζεηο πνπ θαηαιακβάλνπλ κεγάιν εκβαδφλ. ρήκα 3.7: Αλεκνγελλήηξηα θαηαθφξπθνπ άμνλα θαη νξηδνληίνπ άμνλα. 2. Αλάινγα κε ηνλ αξηζκφ ησλ πηεξπγίσλ Οη αλεκνγελλήηξηεο απνηεινχληαη απφ 1, 2 ή 3 πηεξχγηα, φπσο θαίλεηαη ζην ρήκα 3.8. Οη κνλνπηέξπγεο θαη νη δηπηέξπγεο αλεκνγελλήηξηεο ρξεηάδνληαη κεγαιχηεξε ηαρχηεηα πεξηζηξνθήο γηα λα δψζνπλ ην ίδην ελεξγεηαθφ απνηέιεζκα ζε ζρέζε κε ηηο ηξηπηέξπγεο. Ο θπξίαξρνο ηχπνο Α/Γ έρεη ηξηπηέξπγν δξνκέα.. Οη ιφγνη γηα ηελ επηθξάηεζε ησλ ηξηψλ πηεξπγίσλ ζρεηίδνληαη άκεζα κε ηνλ αεξνδπλακηθφ ζφξπβν θαη ηελ νπηηθή απνδνρή. Σερληθά, ε ηζνξξνπία απηή αθνξά θαη ζηε δπλακηθή ζπκπεξηθνξά ηεο Α/Γ θαη, επνκέλσο, θαη ηα θνξηία πνπ δέρεηαη ν δξνκέαο θαη ε άηξαθηνο. 19

26 ρήκα 3.8: Γηάθξηζε αλεκνγελλεηξηψλ ζχκθσλα κε ηνλ αξηζκφ πηεξπγίσλ Πεξηγξαθή αλεκνγελλήηξηαο Σα βαζηθά κέξε κηαο αλεκνγελλήηξηαο νξηδφληηνπ άμνλα είλαη (Πεγή: ): ν πχξγνο ζηήξημεο, ε πηεξσηή, ν άμνλαο πεξηζηξνθήο, ην ζχζηεκα κεηάδνζεο ηεο θίλεζεο, ην ζχζηεκα ειέγρνπ ηεο αλεκνγελλήηξηαο, ε ειεθηξηθή γελλήηξηα θαη ην ζχζηεκα πξνζαλαηνιηζκνχ ηεο κεραλήο. Ζ αηνιηθή ηζρχο απφ ηελ πηεξσηή κεηαθέξεηαη ζηνλ άμνλα πεξηζηξνθήο (ξφηνξαο) θαη κέζσ ηνπ θηβσηίνπ ζηελ ειεθηξηθή γελλήηξηα ηα νπνία βξίζθνληαη ζηελ πάλσ πιεπξά ηνπ πχξγνπ ζηήξημεο. 20

27 ρήκα 3.9: Σππηθή αλεκνγελλήηξηα νξηδνληίνπ άμνλα 21

28 Σν εζσηεξηθό ηεο αλεκνγελλήηξηαο Ζ αλεκνγελλήηξηα ζην εζσηεξηθφ ηεο, φπσο θαίλεηαη ζην ρήκα απνηειείηαη απφ ηα εμήο κέξε: ρήκα 3.10: Σν εζσηεξηθφ ηεο αλεκνγελλήηξηαο Αλεκφκεηξν (Anemometer). Πηεξχγηα (Blades). 22

29 Φξέλν (Brake). Διεγθηήο (Controller). Κηβψηην Σαρπηήησλ (Gear box). Γελλήηξηα (Generator). Άμνλαο πςειήο ηαρχηεηαο (High-speed shaft). Άμνλαο ρακειήο ηαρχηεηαο (Low-speed shaft). Αηξαθηίδην (Nacelle). ηξνθή Πηεξπγίσλ (Pitch). Ζιεθηξηθφο Κηλεηήξαο / Ρφηνξαο (Rotor). Ππιψλαο / Πχξγνο (Tower). Καηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ (Wind direction). Αλεκνδείθηεο (Wind vane). Οδεγφο γηα ηελ Απνθπγή Δθηξνπήο (Yaw drive). Κηλεηήξαο ηνπ Οδεγνχ γηα ηελ Απνθπγή Δθηξνπήο (Yaw motor) Η εμέιημε ησλ αλεκνγελλεηξηώλ Απφ ηηο αξρέο ηεο δεθαεηίαο ηνπ 1980 μεθίλεζε ε ρξήζε αλεκνγελλεηξηψλ, σο ζπλέπεηα ηεο πεηξειατθήο θξίζεο ηεο πξνεγνχκελεο δεθαεηίαο. Έλλνηεο φπσο ε αζθάιεηα θαη ε πνιχ -πνηθηιφηεηα ηεο ελεξγεηαθήο παξαγσγήο θαη ζε κηθξφηεξν βαζκφ ε αεηθνξία, δεκηνχξγεζαλ έληνλν ελδηαθέξνλ γηα ηηο αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο. ήκεξα, ηξηάληα ρξφληα κεηά, ε ηερλνινγηθή αλάπηπμε ζηνρεχεη ζην ζρεδηαζκφ κεγαιχηεξσλ κεραλψλ, κε βαζηθέο θαηεπζχλζεηο γηα ην ζρεδηαζκφ ησλ ζχγρξνλσλ Α/Γ λα απνηεινχλ (Πεγή: ): Μεραλέο πξννξηδφκελεο γηα ζέζεηο ρακεινχ θαη πςεινχ αηνιηθνχ δπλακηθνχ. Μεραλέο κε απμεκέλε ζπκβαηφηεηα κε ην ειεθηξηθφ δίθηπν. Μείσζε ηεο ζηάζκεο ηνπ παξαγφκελνπ ζνξχβνπ κε έκθαζε ζηελ ηνληθφηεηα. Αχμεζε ηεο αεξνδπλακηθήο απφδνζεο. Μείσζε ηεο νπηηθήο φριεζεο. Τπεξάθηηεο εθαξκνγέο. 23

30 Ζ εμέιημε ησλ ζχγρξνλσλ αλεκνγελλεηξηψλ (Α/Γ) βαζίδεηαη ζε έλαλ εληππσζηαθφ ζπλδπαζκφ ηερλνινγηθήο- επηζηεκνληθήο δεμηφηεηαο θαη επηρεηξεκαηηθνχ πλεχκαηνο. Σα ηειεπηαία είθνζη πέληε ρξφληα ε νλνκαζηηθή ηζρχο ησλ Α/Γ έρεη απμεζεί θαηά δχν ηάμεηο κεγέζνπο, φπσο θαίλεηαη ζην ρήκα 3.7, ην θφζηνο ηεο παξαγφκελεο ελέξγεηαο έρεη κεησζεί δξαζηηθά θαη ε αηνιηθή βηνκεραλία έρεη κεηαιιαρζεί απφ κία ηδενινγηθήο βάζεο δξαζηεξηφηεηα ζε κία δξαζηεξηφηεηα αηρκήο ζηνλ ηνκέα ηεο ειεθηξνπαξαγσγήο. Ζ ηερλνινγηθή βάζε θαη ηα αλαγθαία ππνινγηζηηθά εξγαιεία έρνπλ εμειηρζεί ψζηε λα θαιχπηνπλ θάζε θνξά ηηο λέεο αλάγθεο θαη πξνθιήζεηο. ήκεξα, κπνξνχκε λα θαηαγξάςνπκε ηνπο παξαθάησ ηερλνινγηθνχο δείθηεο (Πεγή: Ζ δηαζεζηκφηεηα ησλ κεγάισλ αηνιηθψλ πάξθσλ κε «δνθηκαζκέλεο» Α/Γ κεζαίνπ κεγέζνπο ( kw) θπκαίλεηαη ζε εηήζηα βάζε ζηαζεξά ζην 98%. Οη πξφζθαηεο κεγαιχηεξεο κεραλέο πξνζεγγίδνπλ θαη απηέο ην ίδην κέγεζνο. Μεξηθέο απφ ηηο παιηφηεξεο Α/Γ ήηαλ αξθεηά ζνξπβψδεηο, ηφζν εμ αηηίαο ηνπ κεραλνινγηθνχ ζρεδηαζκνχ φζν θαη εμ αηηίαο ηεο αεξνδπλακηθήο ηνπο, θαη ν ζφξπβνο ήηαλ έλα ππαξθηφ πξφβιεκα ηνπο. ήκεξα, ν κεραληθφο ζφξπβνο έρεη πξαθηηθά απαιεηθζεί ελψ ν αεξνδπλακηθφο ζφξπβνο έρεη δξαζηηθφηαηα κεησζεί. Οη Α/Γ είλαη πιένλ εγθαηαζηάζεηο πςεινχ βαζκνχ απφδνζεο κε ιηγφηεξν απφ 10% ζεξκηθέο απψιεηεο ζην ζχζηεκα κεηάδνζεο ηεο ηζρχνο ηνπο. Ο αεξνδπλακηθφο βαζκφο απφδνζεο έρεη απμεζεί απφ ην 44% ηεο δεθαεηίαο ηνπ 80 ζην 50% πεξίπνπ (φξην Betz 59%). Παιηφηεξα ππήξρε ε εληχπσζε φηη ε αηνιηθή δηείζδπζε ζε ηνπηθά ειεθηξηθά ζπζηήκαηα δελ ζα κπνξνχζε λα μεπεξλά ην 10% γηα ιφγνπο επζηάζεηαο ηνπ ζπζηήκαηνο. ήκεξα, ε εηθφλα είλαη πνιχ πην ζχλζεηε. Σνπηθέο εληζρχζεηο ησλ δηθηχσλ ζε ζπλδπαζκφ κε ηε δπλαηφηεηα ησλ Α/Γ κεηαβιεηψλ ζηξνθψλ πνπ ζπλεηζθέξνπλ ζηελ επζηάζεηα ηνπ δηθηχνπ θαη ηηο ζχγρξνλεο ηερληθέο κεζνπξφζεζκεο πξφβιεςεο ηεο δηαιείπνπζαο αηνιηθήο παξαγσγήο, μεπεξλνχλ θάπνηνπο πξνβιεκαηηζκνχο γηα ηε κεηαβιεηφηεηα ηεο παξαγσγήο θαη ηελ αλάγθε γηα κεγάιεο θιίκαθαο απνζήθεπζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Γηεηζδχζεηο ηεο ηάμεο ηνπ 20% θαίλνληαη ήδε εθηθηέο γηα έλα ηππηθφ ειεθηξηθφ δίθηπν (Γαλία 17%, Γεξκαλία θαη Ηζπαλία 15% ζε ηνπηθά δίθηπα). 24

31 Σν θφζηνο ηεο αηνιηθήο θηινβαηψξαο έρεη δξαζηηθά κεησζεί ηα ηειεπηαία ρξφληα. Απηφ νθείιεηαη ηφζν ζηηο ηερλνινγηθέο βειηηψζεηο φζν θαη ζε νηθνλνκίεο θιίκαθαο πνπ ζρεηίδνληαη κε ην κέγεζνο ηεο αγνξάο. ε ζέζεηο κε θαιφ αηνιηθφ δπλακηθφ, ε αηνιηθή ελέξγεηα κπνξεί ήδε λα αληαγσληζηεί ζε εκπνξηθή βάζε λένπο ζπκβαηηθνχο ζηαζκνχο παξαγσγήο απφ άλζξαθα ή θπζηθφ αέξην. Οη νπηηθέο θαη γεληθφηεξεο πεξηβαιινληηθέο επηπηψζεηο ησλ Α/Γ, παξφηη είλαη ζαθψο κηθξφηεξεο απφ απηέο ησλ ζπκβαηηθψλ ζηαζκψλ παξαγσγήο, απαηηνχλ επαίζζεηνπο ρεηξηζκνχο. Δληνχηνηο, ε επξσπατθή, ηνπιάρηζηνλ, θνηλή γλψκε είλαη γεληθφηεξα ζεηηθή πξνο ηελ αηνιηθή ελέξγεηα (Πεγή: ρήκα 3.11: Δμέιημε ηνπ κεγέζνπο ησλ αλεκνγελλεηξηψλ (Πεγή: 25

32 3.3. Πιενλεθηήκαηα θαη Μεηνλεθηήκαηα εθκεηάιιεπζεο Αηνιηθήο Δλέξγεηαο Σα ηειεπηαία ρξφληα παξαηεξείηαη κηα ζεακαηηθή άλνδνο ηεο εγθαηεζηεκέλεο ειεθηξηθήο ηζρχνο απφ αλεκνγελλήηξηεο ζηε ρψξα καο (Κξήηε, Δχβνηα, λεζησηηθή ρψξα). Ο κεγάινο ξπζκφο αλάπηπμεο ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο ζπλνδεχηεθε, φπσο ήηαλ επφκελν, απφ ηελ αλεζπρία ησλ ηνπηθψλ θνηλσληψλ ζρεηηθά κε ηηο πηζαλέο επηπηψζεηο ησλ αλεκνγελλεηξηψλ ζην πεξηβάιινλ. ε νξηζκέλεο πεξηπηψζεηο νη θφβνη πνπ εθθξάζηεθαλ αθνχγνληαη κάιινλ ππεξβνιηθνί θαη, θάπνηεο θνξέο, εμσπξαγκαηηθνί. ε άιιεο πάιη πεξηπηψζεηο, νη ελζηάζεηο πνπ ππάξρνπλ ζηελ εγθαηάζηαζε αλεκνγελλεηξηψλ ή αηνιηθψλ πάξθσλ έρνπλ θάπνηα βάζε θαη ρξεηάδνληαη επηπιένλ δηεξεχλεζε. ε θάζε πεξίπησζε, πάλησο, ε απνδνρή ή κε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο απφ ηηο ηνπηθέο θνηλσλίεο πξνυπνζέηεη ηελ αληηθεηκεληθή ηνπο πιεξνθφξεζε γηα ηα νθέιε θαη ηηο επηπηψζεηο πνπ απηή ζα κπνξνχζε λα έρεη σο κία αθφκε επέκβαζε ηνπ αλζξψπνπ ζηε θχζε Πιενλεθηήκαηα θαη νθέιε 1) Ζ αηνιηθή ελέξγεηα απνηειεί κηα αλαλεψζηκε πεγή ελέξγεηαο, δειαδή δελ εμαληιείηαη, ζε αληίζεζε κε ηελ ελέξγεηα απφ ζπκβαηηθά θαχζηκα. ( 2) Δίλαη κηα θαζαξή κνξθή θαη ήπηα πξνο ην πεξηβάιινλ ελέξγεηα, πνπ ε ρξήζε ηεο δελ επηβαξχλεη ηα νηθνζπζηήκαηα ησλ πεξηνρψλ εγθαηάζηαζεο θαη παξάιιεια αληηθαζηζηά ηδηαίηεξα ξππνγφλεο πεγέο ελέξγεηαο, φπσο ην θάξβνπλν, ην πεηξέιαην θαη ηελ ππξεληθή ελέξγεηα. 3) Πξνζηαηεχεη ηε Γε θαζψο κηα θηινβαηψξα πνπ παξάγεηαη απφ ηνλ άλεκν αληηθαζηζηά κία θηινβαηψξα πνπ παξάγεηαη απφ ζπκβαηηθνχο ζηαζκνχο πνπ ξππαίλνπλ ηελ αηκφζθαηξα κε αέξηα ηνπ ζεξκνθεπίνπ. 4 ) Βνεζά ζηελ απνθέληξσζε ηνπ ελεξγεηαθνχ ζπζηήκαηνο κεηψλνληαο ηηο απψιεηεο κεηαθνξάο ελέξγεηαο. Γηα ηε ρψξα καο ηζρχνπλ εηδηθά θαη ηα παξαθάησ πιενλεθηήκαηα: 26

33 5) Γηαζέηνπκε πνιχ πςειφ αηνιηθφ δπλακηθφ, ελδεηθηηθά ζηα λεζηά ηνπ Αηγαίνπ εκθαλίδνληαη άλεκνη ζεκαληηθήο ηαρχηεηαο θαη δηάξθεηαο ζρεδφλ νιφθιεξν ην έηνο. 6) Απεξηφξηζηεο δπλαηφηεηεο ζχζηαζεο αηνιηθψλ εγθαηαζηάζεσλ παξαγσγήο ελέξγεηαο ζε κηα αγνξά κε ζεκαληηθφ αξηζκφ αλαμηνπνίεησλ ζέζεσλ εγθαηάζηαζεο. 7) Απεμάξηεζε ηεο ρψξαο καο απφ ηα εηζαγφκελα θαχζηκα, ηα νπνία νδεγνχλ αθ ελφο ζε ζπλαιιαγκαηηθή αηκνξξαγία ηε ρψξα καο, αθεηέξνπ ζε εμάξηεζε ηεο απφ ρψξεο εθηφο Δπξσπατθήο Έλσζεο. 8) Ζ πςειή ζεηζκηθφηεηα ηεο ρψξαο καο εγθπκνλεί θηλδχλνπο γηα ηηο ζεξκνειεθηξηθέο θαη θπξίσο ηηο ππξεληθέο εγθαηαζηάζεηο, κε απνηέιεζκα λα ζεσξείηαη πξνβιεκαηηθή ζην άκεζν κέιινλ ε θαηαζθεπή ππξεληθψλ κνλάδσλ ζηε ρψξα καο. 9) Ζ ζεκαληηθή δηαζπνξά θαη αλνκνηνκνξθία ηνπ θφζηνπο παξαγσγήο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζηα δηάθνξα ηκήκαηα ηεο ρψξαο καο. Απηφ έρεη σο απνηέιεζκα φηη αθφκα θαη ζε πεξίπησζε πνπ ε κέζε ηηκή δηάζεζεο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζηε ρψξα καο ζα είλαη ειαθξψο θαηψηεξε ηνπ νξηαθνχ θφζηνπο ηεο παξαγφκελεο αηνιηθήο KWh, ζε αξθεηά λεζηά ηεο ρψξαο καο ην θφζηνο παξαγσγήο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο είλαη πνιιαπιάζην ηνπ νξηαθνχ θφζηνπο παξαγσγήο ηεο Γ.Δ.Ζ. 10) Ζ δπλαηφηεηα ηφλσζεο ηεο ειιεληθήο θαηαζθεπαζηηθήο δξαζηεξηφηεηαο κε πξντφληα πςειήο Δγρψξηαο Πξνζηηζέκελεο Αμίαο (Δ.Π.Α.) θαη ζπγθξηηηθά ρακεινχ επελδπηηθνχ θφζηνπο, φπσο ζα κπνξνχζε λα απνηειέζεη ε απφθαζε ζπκπαξαγσγήο αλεκνγελλεηξηψλ ζηελ ρψξα καο, ζπλεηζθέξνληαο ηαπηφρξνλα θαη ζηε κείσζε ηεο αλεξγίαο. 11) Ζ πςειή Δ.Π.Α. ε νπνία ζπλνδεχεη ηελ απφθαζε εγρψξηαο παξαγσγήο αλεκνγελλεηξηψλ. Ζ εθηηκνχκελε Δ.Π.Α. κπνξεί λα θζάζεη θαη λα ππεξβεί κε ηε ζηαδηαθή απφθηεζε εκπεηξίαο θαη ζην 90% ηνπ ζπλνιηθνχ θφζηνπο κηαο αλεκνγελλήηξηαο, εληζρχνληαο ηαπηφρξνλα ηελ εζληθή νηθνλνκία. 12) Ζ αμηφινγε εγρψξηα ήιεθηξν-κεραλνινγηθή εκπεηξία, θαζψο θαη ην ζεκαληηθφ επηζηεκνληθφ-εξεπλεηηθφ ελδηαθέξνλ θαη δξαζηεξηφηεηα ζηε γλσζηηθή πεξηνρή ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο. 27

34 Μεηνλεθηήκαηα θαη αξλεηηθέο επηπηώζεηο Δμεηάδνληαο ηηο πην δηαδεδνκέλεο αλεζπρίεο γηα ηηο αξλεηηθέο επηπηψζεηο πνπ ζα κπνξνχζε λα έρεη ε εγθαηάζηαζε θαη ρξήζε ησλ αλεκνγελλεηξηψλ ζε αηνιηθά πάξθα, θαηαιήγνπκε ζηα παξαθάησ: Πξνβιήκαηα ζνξχβνπ Πξνβιήκαηα ειεθηξνκαγλεηηθψλ παξεκβνιψλ Γεκηνπξγία αηζζεηηθψλ πξνβιεκάησλ θαη πξνζβνιή ηνπ θπζηθνχ ηνπίνπ Δπίδξαζε ζηηο γεσξγηθέο θαη θηελνηξνθηθέο δξαζηεξηφηεηεο Δπηπηψζεηο ζηνλ πιεζπζκφ ησλ πνπιηψλ 3.4. Αμηνπνίεζε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο Αηνιηθό δπλακηθό Ζ Διιάδα έρεη ην δεχηεξν θαιχηεξν αηνιηθφ δπλακηθφ ζηελ Δπξψπε, κεηά ην Ζλσκέλν Βαζίιεην. Σν ηερληθά εθκεηαιιεχζηκν αηνιηθφ δπλακηθφ ηεο Διιάδαο αλέξρεηαη ζε 44 TWh/έηνο (αλαινγεί ζε εγθαηεζηεκέλε ηζρχ πεξί ηα 22 GW) θαη ππεξθαιχπηεη ηε ζπλνιηθή θαηαλάισζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζηε ρψξα πνπ είλαη 41 TWh/έηνο. Ζ Διιάδα έρεη ηε 11ε ζέζε παγθνζκίσο φζνλ αθνξά ην ξπζκφ αλάπηπμεο αηνιηθψλ πάξθσλ (ρήκα 3.12). Ζ εγθαηεζηεκέλε αηνιηθή ηζρχο ζηελ Διιάδα αλέξρεηαη ζε 985 MW έσο ην ηέινο ηνπ Σν πνιπζρηδέο αλάγιπθν ηεο Διιάδαο, βνπλά, πεδηάδεο, ιφθνη, λεζηά θάλνπλ αξθεηά πεξίπινθε ηελ θαηαλνκή ησλ αλέκσλ σο πξνο ηελ ηαρχηεηα θαη ηε δηεχζπλζε. Τπάξρνπλ πεξηνρέο φπσο ην ζηελφ Ρίνπ Αληηξξίνπ πνπ είλαη γλσζηέο γηα ηνπο πνιχ ηζρπξνχο ηνπο αλέκνπο, φκσο απηφ δελ βνεζά πνιχ ηελ ππφζεζε ηεο αμηνπνίεζεο, αθνχ απηφ ζπκβαίλεη γηα ζρεηηθά κηθξφ πνζνζηφ εκεξψλ. Αληίζεηα, ε παξάθηηα θαη ινθψδεο δψλε ηεο Αηγηαιείαο, έρεη κεγάιε ζπρλφηεηα επηθξάηεζεο ζηαζεξψλ Β.Γ. αλέκσλ, κε θαιχηεξεο πξννπηηθέο αμηνπνίεζεο σο πξνο ην αηνιηθφ δπλακηθφ. 28

35 ρήκα 3.12:Ζ ζέζε ηεο Διιάδαο ζε εγθαηεζηεκέλν αηνιηθφ δπλακηθφ παγθνζκίσο. (Πεγή: Οη πην επλνεκέλεο, απφ πιεπξάο αηνιηθνχ δπλακηθνχ, πεξηνρέο ζηελ Διιάδα βξίζθνληαη πάλησο ζην Αηγαίν, θπξίσο ζηελ πεξηνρή ησλ Κπθιάδσλ, ηεο Κξήηεο (βφξεην ηκήκα ηνπ λεζηνχ) ζηελ Αλαηνιηθή θαη Ννηηναλαηνιηθή Πεινπφλλεζν θαη ζηελ Δχβνηα (άλεκνη βφξεηνη έσο Β.Α) Δθεί επηθεληξψλνληαη νη πξνζπάζεηεο αλάπηπμεο ησλ αηνιηθψλ πάξθσλ. Απφ πιεπξάο νηθνλνκηθψλ ζπλζεθψλ φκσο ην πξφβιεκα ησλ λεζηψλ είλαη ε κε χπαξμε δηαζχλδεζεο κε ην εζληθφ δίθηπν, ψζηε λα ππάξρεη απνξξφθεζε ηεο παξαγφκελεο ελέξγεηαο θαηά ηελ επνρή ρακειήο δήηεζεο απηήο, έμσ απφ ηελ ηνπξηζηηθή πεξίνδν. 29

36 ρήκα 3.13: Ζ ελέξγεηα πνπ παξάγεηαη ζηελ Δπξψπε, κε εθκεηάιιεπζε ηνπ αηνιηθνχ δπλακηθνχ Δθηίκεζε αηνιηθνύ δπλακηθνύ Πξηλ μεθηλήζεη νπνηαδήπνηε εξγαζία, απαξαίηεηε είλαη ε εθηίκεζε ηνπ αηνιηθνχ δπλακηθνχ ηεο πεξηνρήο κειέηεο. Ζ δηαδηθαζία πνπ αθνινπζείηαη είλαη ε εμήο (Πεγή: ΚΑΠΔ) Δπηινγή αλεκνκέηξσλ Βαζκνλφκεζε αλεκνκέηξσλ Δπηινγή ζέζεο θαη χςνπο νξγάλσλ Πεξίνδνο κεηξήζεσλ (ειάρηζην 6κήλεο) Αλάιπζε δεδνκέλσλ πζρέηηζε κε άιινπο ζηαζκνχο κέηξεζεο MCP (Measure Correlate Predict) 30

37 Γηα λα εμαζθαιηζηεί ε απνηειεζκαηηθφηεξε ρξήζε κίαο αλεκνγελλήηξηαο, πξέπεη απηή λα είλαη εθηεζεηκέλε ζε ηζρπξνχο αλέκνπο. Αλ θαη ε κεγαιχηεξε ζπρλφηεηα εκθάληζεο ησλ αλέκσλ απφ ηε δχζε, πεξηζζφηεξε ελέξγεηα κπνξεί λα πξνέιζεη απφ κηα δηαθνξεηηθή θαηεχζπλζε εάλ εθείλνη νη άλεκνη είλαη ηζρπξφηεξνη. Δίλαη πνιχ ζεκαληηθφ λα εθηηκεζνχλ πνηεο θαηεπζχλζεηο έρνπλ ηνπο θαιχηεξα αμηνπνηήζηκνπο αλέκνπο. Ζ δηαπίζησζε απηή γίλεηαη θαηφπηλ κειέηεο εθηίκεζεο ηνπ αηνιηθνχ δπλακηθνχ. Γηαδηθαζία ρξνλνβφξα (12κήλεο), φκσο απαξαίηεηε εηδηθά ζηελ Διιάδα θαζψο νπνηαδήπνηε δηαδηθαζία αδεηνδφηεζεο απαηηεί ηελ χπαξμε απηήο ηεο κειέηεο. Ζ έληαζε ηνπ αλέκνπ κεηαβάιιεηαη κε ην πςφκεηξν. Απηφ ζεκαίλεη φηη κπνξεί λα απμεζεί ε ελεξγεηαθή παξαγσγή κε ηελ εγθαηάζηαζε κίαο αλεκνγελλήηξηαο ζε έλαλ πην πςειφ πχξγν. Δπνκέλσο, πξέπεη λα αλαρζνχλ ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ αέξα ζηα αληίζηνηρα χςε.ηαλ ν αέξαο ξέεη γχξσ απφ θηίξηα ή εθηάζεηο κε κεγάιεο δηαθπκάλζεηο ζην αλάγιπθφ ηνπο, επηβξαδχλεηαη ή γίλεηαη ηπξβψδεο. Μηα αλεκνγελλήηξηα πξέπεη λα ηνπνζεηεζεί ζε κηα ζέζε φπνπ ε επηξξνή ησλ εκπνδίσλ ειαρηζηνπνηείηαη. Ζ αλεκνγελλήηξηα επεξεάδεηαη απφ ηελ ηξαρχηεηα ηεο πεξηβάιινπζαο έθηαζεο. Ζ ηξαρχηεηα αλαθέξεηαη ζηελ έθηαζε θαη ηελ ππθλφηεηα ηεο βιάζηεζεο ζην ηνπίν. Οη παξαπάλσ παξάκεηξνη απνηεινχλ απηνχο πνπ επεξεάδνπλ πεξηζζφηεξν ηελ αμηνιφγεζε ηνπ αηνιηθνχ δπλακηθνχ ζε κηα πεξηνρή. Ζ αηκνζθαηξηθή πίεζε θαη ε ζεξκνθξαζία είλαη παξάκεηξνη πνπ επίζεο επεξεάδνπλ ηελ ελέξγεηα ηνπ αλέκνπ. Σηο πεξηζζφηεξεο θνξέο φκσο δελ είλαη απαξαίηεηεο νη κεηξήζεηο απηψλ ησλ παξακέηξσλ θαζψο νη πιεξνθνξίεο απηέο είλαη δηαζέζηκεο ζηελ απαηηνχκελε αθξίβεηα απφ γεηηνληθνχο κεηεσξνινγηθνχο ζηαζκνχο. Γηα ηελ θαιχηεξε θαηαλφεζε ηεο δπλαηφηεηαο αλάπηπμεο ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο ζηελ Δπξψπε ην Ηλζηηηνχην Riso ηεο Γαλίαο δεκηνχξγεζε έλα ράξηε, ηνλ Δπξσπατθφ Αηιάληα Αηνιηθνχ Γπλακηθνχ, πνπ αλαδεηθλχεη ηηο δπλαηφηεηεο αλάπηπμεο γηα θάζε πεξηνρή. Γεληθά είλαη πξνηηκφηεξν γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ πίλαθεο ηνπ Δπξσπατθνχ Αηνιηθνχ Άηιαληα, πνπ εθθξάδνπλ ηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ ζπλαξηήζεη ηνπ χςνπο θαη ηεο ηξαρχηεηαο ηνπ εδάθνπο, γηα ηηο πεξηνρέο, πνπ καο ελδηαθέξνπλ (Πεγή: ΚΑΠΔ). 31

38 Δλέξγεηα θαη ηζρύο ηνπ αλέκνπ Ζ ελέξγεηα πνπ κεηαθέξεηαη απφ ηνλ άλεκν κεηαηξέπεηαη ζε θηλεηηθή ελέξγεηα (Δθηλ.) θαη δίλεηαη απφ ηε ζρέζε: φπνπ: m: κάδα (kg) V: ηαρχηεηα (m/s) Ζ πνζφηεηα κάδαο πνπ ξέεη ζε ζσιήλα δηαηνκήο Α (m²) νξίδεηαη σο: φπνπ: ξ : ππθλφηεηα ηνπ αέξα (kg/m³) A: επηθάλεηα αλαθνξάο (m²) V: ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ (m/s) Με αληηθαηάζηαζε πξνθχπηεη φηη : Δπνκέλσο, ε αλεκνγελλήηξηα παξάγεη ηζρχ θαζψο κεηαηξέπεη ηελ ελέξγεηα ηνπ αλέκνπ ζε θηλεηηθή κε ην γχξηζκα ησλ πηεξπγίσλ ηεο. Ζ πνζφηεηα ηεο ελέξγεηαο, ηελ νπνία κεηαθέξεη ν αέξαο, νλνκάδεηαη ζεσξεηηθή αηνιηθή ηζρχο P (kw) θαη δίλεηαη απφ ηε ζρέζε: φπνπ: ξ : ππθλφηεηα ηνπ αέξα (kg/m³) A: επηθάλεηα αλαθνξάο (m²) V: ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ (m/s) 32

39 Παξαηεξνχκε ινηπφλ φηη ε ηζρχο εμαξηάηαη απφ ηελ ηξίηε δχλακε ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ, δειαδή ε ηαρχηεηα παίδεη βαζηθφ ξφιν ζηνλ ππνινγηζκφ ηεο ηζρχνο. ε απηφ ην ζεκείν ηίζεηαη ην εξψηεκα, εάλ είλαη πξαθηηθά δπλαηφλ λα εθκεηαιιεπηνχκε φιε απηή ηελ ελέξγεηα πνπ καο πξνζθέξεη ν αέξαο. Με ην ζέκα απηφ έρνπλ αζρνιεζεί πνιινί επηζηήκνλεο ηνλ ηειεπηαίν αηψλα, έλαο απφ ηνπο νπνίνπο θαη ν Albert Betz Σερληθά αμηνπνηήζηκν αηνιηθό δπλακηθό Ο ππνινγηζκφο ηνπ ηερληθά αμηνπνηήζηκνπ αηνιηθνχ δπλακηθνχ είλαη κηα αξθεηά πνιχπινθε δηαδηθαζία αθφκε θαη αλ ιεθζεί ππφςε κφλν ε δηαζεζηκφηεηα ηνπ αλέκνπ θαη ηα ηερληθά ραξαθηεξηζηηθά ηεο αλεκνγελλήηξηαο, πνπ ρξεζηκνπνηνχκε. Ζ κέζε κεληαία ή εηήζηα ηαρχηεηα αλέκνπ θαη ν βαζκφο απφδνζεο ησλ αλεκνγελλεηξηψλ δελ αξθνχλ γηα ηνλ ππνινγηζκφ. Δίλαη ζεκαληηθφ λα μέξνπκε αθξηβψο ηελ κεηαβνιή ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ θαηά ηελ δηάξθεηα ηνπ έηνπο.( Πνιιέο θνξέο ε κεηαβνιή ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ ζπλαξηήζεη ηνπ ρξφλνπ παξηζηάλεηαη κε ηελ βνήζεηα ηεο θαηαλνκήο Weibull (ρήκα 3.14). Γηα λα ζρεκαηηζηεί ε θακπχιε ηνπ ζρήκαηνο 3.14 απαηηείηαη πεηξακαηηθφο πξνζδηνξηζκφο ηεο ζπρλφηεηαο ησλ ηαρπηήησλ ηνπ αλέκνπ θαη γλψζε ηεο κνξθνινγίαο ηεο πεξηνρήο (roughness class) έηζη ψζηε νη ηαρχηεηεο λα αλαρζνχλ απφ ην χςνο ησλ κεηεσξνινγηθψλ κεηξήζεσλ ζην χςνο ηνπ ξφηνξα ηεο Α/Γ. Απηή ε αλαγσγή γίλεηαη κε ηελ βνήζεηα ηεο ζρέζεο: φπνπ: u 1, u 2 ε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ ζε χςε z 1 θαη z 2 αληίζηνηρα z 0 ε παξάκεηξνο ηξαρχηεηαο 33

40 Πίλαθα 3.1: Σππηθέο ηηκέο ηξαρχηεηαο z 0 (Κνπηζνγηάλλεο & Ξαλζφπνπινο, 1999) Πνιιέο θνξέο ε κεηαβνιή ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ ζπλαξηήζεη ηνπ ρξφλνπ παξηζηάλεηαη, φπσο θαίλεηαη ζην ρήκα 3.14, γλσξίδνληαο πσο ε ηζρχο ηνπ αλέκνπ νξηζκέλεο ηαρχηεηαο είλαη: ρήκα 3.14: πλάξηεζε ππθλφηεηαο πηζαλφηεηαο ηαρπηήησλ αλέκνπ (Πεγή: ) 34

41 Απφ ην ζρήκα θαίλεηαη φηη νη πςειέο ηαρχηεηεο αλέκνπ ζπαλίδνπλ αιιά ε ζπλεηζθνξά ηνπο ζηελ παξαγφκελε ελέξγεηα είλαη πνιχ κεγάιε. Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηεο αηνιηθήο ηζρχνο δελ ιακβάλνπκε ππφςε ηελ κέζε ηαρχηεηα αιιά πνιιαπιαζηάδνπκε θάζε πηζαλφηεηα κηαο νξηζκέλεο ηαρχηεηαο αλέκνπ (απφ ηελ Weibull) κε ηελ ηζρχ πνπ παξάγεηαη ζε απηή ε ηαρχηεηα. Έηζη, ζρεκαηίδεηαη ε ζεσξεηηθή θαηαλνκή ηεο αηνιηθήο ηζρχνο γηα θάζε ηαρχηεηα (ρήκα 3.15, γθξη θακπχιε). Μηα Α/Γ δελ κπνξεί λα παξαιάβεη φιε απηή ηελ ηζρχ γηαηί ηφηε ν αέξαο πνπ ζα πεξλνχζε πίζσ απφ ηελ έιηθα ηεο αλεκνγελλήηξηαο δελ ζα απνκαθξχλνληαλ δηφηη ζα είρε κεδεληθή θηλεηηθή ελέξγεηα ζηελ έμνδν. Έηζη, δελ ζα παξαιάκβαλε θαζφινπ ελέξγεηα επεηδή ν ζηάζηκνο αέξαο ζηελ έμνδν δελ ζα επέηξεπε λα εηζαρζεί λένο. ηελ αληίζεηε πεξίπησζε ζα δηέξρνληαλ ν αέξαο ρσξίο θακία αληίζηαζε θαη δελ ζα παξάγνληαλ έξγν. Έρεη απνδεηρηεί φηη κηα ηδαληθή αλεκνγελλήηξηα ζα πξέπεη λα κεηψζεη ηελ αξρηθή ηαρχηεηα ηνπ αέξα θαηά ηα 2/3 ηεο. Δπηπιένλ, ζχκθσλα κε ηνλ λφκν ηνπ Albert Betz (1919): Ζ κέγηζηε κεραληθή ηζρχο πνπ κπνξεί λα παξαρζεί απφ αηνιηθή είλαη ίζε κε 59,3% απηήο. ( ρήκα 3.15: πλάξηεζε ππθλφηεηαο ηζρχνο αλέκνπ θαη αλεκνγελλήηξηαο (Πεγή: ) 35

42 Γηα λα γίλεη ν πξνζδηνξηζκφο ηεο θφθθηλεο πεξηνρήο πξέπεη λα ιάβνπκε ππφςε ηελ θακπχιε ηζρχνο (power curve) ηεο αλεκνγελλήηξηαο. Ζ θακπχιε απηή θαζνξίδεη ηελ απφδνζε ηεο αλεκνγελλήηξηαο ζπλαξηήζεη ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ θαη είλαη δηαθνξεηηθή γηα θάζε Α/Γ. Μηα ηππηθή θακπχιε ηζρχνο αλεκνγελλήηξηαο 600kW Γαληθήο θαηαζθεπήο θαίλεηαη ζην ρήκα ρήκα 3.16: Σππηθή θακπχιε ηζρχνο αλεκνγελλήηξηαο (600kW) (Πεγή: ) Γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηεο κέζεο εηήζηαο ηζρχο (ζχκθσλα κε ηελ κέζνδν Cliff) πξέπεη λα πνιιαπιαζηαζηνχλ νη αληίζηνηρεο ηηκέο ησλ ζρεκάησλ 3.14 θαη 3.16 πνπ ηζρχνπλ γηα θάζε ηαρχηεηα αλέκνπ θαη αζξνηζηνχλ ηα γηλφκελα. Γειαδή κε ην πνιιαπιαζηαζκφ ηεο πηζαλφηεηαο εκθάληζεο κηαο ηαρχηεηαο αλέκνπ (ρήκα 3.14) κε ηελ ηζρχ πνπ απνδίδεη ε αλεκνγελλήηξηα ζε απηή ηελ ηαρχηεηα (ρήκα 3.16) πξνζδηνξίδεηαη ε ζπλεηζθνξά ηεο θάζε ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ ζηελ κέζε εηήζηα ηζρχ ηεο αλεκνγελλήηξηαο. ηελ ζπλέρεηα, ην άζξνηζκα απηψλ ησλ γηλνκέλσλ (κέζε εηήζηα ηζρχο) πνιιαπιαζηάδεηαη κε ηελ δηαζεζηκφηεηα ηεο αλεκνγελλήηξηαο θαη κε ηηο 8760 ψξεο ηνπ έηνπο. Ζ δηαζεζηκφηεηα ησλ ζχγρξνλσλ Α/Γ είλαη ηνπιάρηζηνλ 98%. ( 36

43 Σν ρήκα 3.16 είλαη δεδνκέλν απφ ηνλ θαηαζθεπαζηή. Δίλαη πνιχ βαζηθφ λα γλσξίδνπκε κε κεγάιε αθξίβεηα ηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ ζηελ πεξηνρή εγθαηάζηαζεο ησλ αλεκνγελλεηξηψλ Λεηηνπξγία αλεκνγελλήηξηαο πσο αλαθέξζεθε παξαπάλσ, γηα λα πξνζδηνξηζηεί ν βαζκφο απφδνζεο κηαο αλεκνγελλήηξηαο ζπλαξηήζεη ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ, πξέπεη λα δηαηξεζεί θάζε ηζρχ ηεο αληίζηνηρεο θακπχιεο ηνπ ρήκαηνο 3.16 κε ηελ ζεσξεηηθή ηζρχ ηνπ αλέκνπ ζε απηή ηε ηαρχηεηα. Έηζη πξνθχπηεη ν βαζκφο απφδνζεο ηεο αλεκνγελλήηξηαο. Έλα άιιν ραξαθηεξηζηηθφ κέγεζνο, πνπ εμαξηάηαη απφ ηελ θαηαλνκή ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ έηνπο, ηνλ ηφπν εγθαηάζηαζεο θαη ηα ηερληθά ραξαθηεξηζηηθά ηεο αλεκνγελλήηξηαο, είλαη ν ζπληειεζηήο εθκεηάιιεπζήο ηεο. Ο ζπληειεζηήο απηφο εθθξάδεη ην ιφγν ηεο εηήζηαο παξαγφκελεο ελέξγεηαο πξνο απηήλ πνπ ζα παξάγνληαλ αλ ε αλεκνγελλήηξηα ιεηηνπξγνχζε ζηελ νλνκαζηηθή ηζρχ ηεο ζπλερψο θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ έηνπο. πλεπψο, ν ζπληειεζηήο εθκεηάιιεπζεο εθθξάδεη πφζν αμηνπνηείηαη ε αλεκνγελλήηξηα ζηνλ ηφπν εγθαηάζηαζήο ηεο. Δίλαη πξνθαλέο φηη θάζε αλεκνγελλήηξηα κπνξεί λα είλαη βειηηζηνπνηεκέλε ψζηε λα απνδίδεη θαιχηεξα ζε έλα εχξνο ηαρπηήησλ. Μεηαβάιινληαο κεγέζε φπσο ην χςνο ηεο αλεκνγελλήηξηαο, ηε γσλία θαη ηε γεσκεηξία ησλ πηεξπγίσλ, ην κέγεζνο ησλ πηεξπγίσλ, ην κέγεζνο ηεο γελλήηξηαο, κεηαβάιιεηαη ε ελεξγεηαθή ζπκπεξηθνξά ηεο. Αιιάδνληαο ηα δχν ηειεπηαία κεγέζε, κεηαβάιιεηαη ε θακπχιε ηζρχνο, ελψ ην χςνο ηεο αλεκνγελλήηξηαο επεξεάδεη κφλν ηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ. Γεληθά, νη αλεκνγελλήηξηεο πξέπεη λα έρνπλ ην κεγαιχηεξν βαζκφ απφδνζεο ζηηο ηαρχηεηεο αλέκνπ πνπ παξάγεηαη ε πεξηζζφηεξε ελέξγεηα εηεζίσο (δει. ζην εχξνο ησλ ζπρλφηεξσλ πςειψλ ηαρπηήησλ) ( Γηα δεδνκέλν κέγεζνο έιηθα, φζν πην κεγάιε είλαη ε γελλήηξηα θαη φζν κεγαιχηεξεο νη ηαρχηεηεο αλέκνπ (απηφ επηηπγράλεηαη θαη απμάλνληαο ην χςνο ηνπνζέηεζεο ηνπ ξφηνξα), ηφζν πην πνιχ ελέξγεηα ζα παξάγεηαη, φκσο ζπγρξφλσο δελ ζα απνδίδεη ηθαλνπνηεηηθά ζε κηθξέο θαη κεζαίεο ηαρχηεηεο. Αληίζεηα γηα ηνλ ίδην έιηθα, φζν κηθξφηεξε είλαη ε γελλήηξηα ηφζν θαιχηεξα ζα απνδίδεη ζε αδχλακνπο 37

44 αλέκνπο αιιά δελ ζα απνδίδεη ηθαλνπνηεηηθά ζε κεγάιεο ηαρχηεηεο. Οη κηθξέο αλεκνγελλήηξηεο παξάγνπλ κηθξά πνζά ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, φκσο δελ απαηηνχλ ηζρπξφ δίθηπν, παξάγνπλ ζρεηηθά πην ζηαζεξή ηζρχ (δηφηη απνδίδνπλ θαιχηεξα ζε κηθξφηεξεο ηαρχηεηεο), απαηηνχλ κηθξφηεξν θφζηνο ζεκειίσζεο θαη είλαη αηζζεηηθά πην απνδεθηέο απφ ηνπο θαηνίθνπο. Σέινο, ηα αηνιηθά πάξθα είλαη πην αμηφπηζηα φηαλ έρνπλ πνιιέο κηθξέο αλεκνγελλήηξηεο. Με βάζε ηα παξαπάλσ θαίλεηαη φηη κηα κεγάιε αλεκνγελλήηξηα δελ είλαη πάληα ε θαιχηεξε ιχζε ιφγσ ηεο νηθνλνκηθήο θιίκαθαο, αιιά εμαξηάηαη απφ ηελ ηαρχηεηα ησλ αλέκσλ θαη ηηο αλάγθεο γηα ειεθηξηθή ελέξγεηα. Δπίζεο, πξέπεη λα αλαθεξζεί φηη νη αλεκνγελλήηξηεο παξαιακβάλνπλ πεξίπνπ κέζα ζε 2-3 κήλεο ιεηηνπξγίαο φιε ηελ ελέξγεηα θαη επνκέλσο ην θεθάιαην πνπ απαηηήζεθε γηα λα θαηαζθεπαζηνχλ, ελψ νη παξαζαιάζζηεο απαηηνχλ αθφκε ιηγφηεξν ρξφλν ( Πξαγκαηηθά αμηνπνηήζηκν αηνιηθό δπλακηθό Πξέπεη λα αλαθέξνπκε φηη πέξα απφ ην ζεσξεηηθφ πξνζδηνξηζκφ ηνπ αμηνπνηήζηκνπ αηνιηθνχ δπλακηθνχ είλαη πνιχ ρξήζηκν λα εμεηάζνπκε ην πξαγκαηηθά αμηνπνηήζηκν δπλακηθφ ζε έλα εγθαηεζηεκέλν αηνιηθφ πάξθν ή ζε κηα αλεκνγελλήηξηα ζηελ πεξηνρή, πνπ καο ελδηαθέξεη. Σν δπλακηθφ ησλ αλεκνγελλεηξηψλ ζε κηα πεξηνρή κπνξεί λα εθηηκεζεί ρνλδξηθά κειεηψληαο ηελ απφδνζε ησλ εγθαηεζηεκέλσλ αλεκνγελλεηξηψλ ζε πεξηνρέο κε ηελ ίδηα κνξθνινγία θαη ηα ίδηα κεηεσξνινγηθά ζηνηρεία κε ηελ εμεηαδφκελε. Ο αθξηβήο ζεσξεηηθφο ππνινγηζκφο ηνπ δπλακηθνχ ησλ αλεκνγελλεηξηψλ επεξεάδεηαη απφ φιεο ηηο παξακέηξνπο πνπ πξναλαθέξζεθαλ θαη νη νπνίεο πξέπεη λα είλαη κεηξεκέλεο κε αθξίβεηα ζε ηνπηθφ επίπεδν θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ έηνπο ( Μεηά ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ ηερληθά αμηνπνηήζηκνπ αηνιηθνχ δπλακηθνχ ιακβάλνληαη ππφςε θάπνηεο απψιεηεο ηεο ηάμεσο ηνπ 10-15%. Απηέο νη απψιεηεο νθείινληαη ζηελ ζθίαζε ησλ αλεκνγελλεηξηψλ κεηαμχ ηνπο, ζε επηθαζήζεηο ζθφλεο θαη αιάησλ ζηα πηεξχγηα, ζηελ δηαζεζηκφηεηα ηνπ δηθηχνπ, ζηηο κηθξέο απψιεηεο κεηαθνξάο θ.η.ι. Δίλαη πηζαλφ ιφγσ ησλ ηνπηθψλ ηδηαηηεξνηήησλ, λα ππάξμεη θάπνηα κηθξή δηαθνξά αλάκεζα ζηα απνηειέζκαηα ησλ ππνινγηζκψλ θαη ζηελ πξαγκαηηθά 38

45 παξαγφκελε ελέξγεηα. Ζ θχξηα παξάκεηξνο, πνπ θαζνξίδεη ην αηνιηθφ δπλακηθφ είλαη ε θαηαλνκή ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ. Ο θαηαζθεπαζηήο θαη ν ηχπνο ηεο αλεκνγελλήηξηαο ηεο ίδηαο ηζρχνο νδεγνχλ ζε δηαθνξέο ηεο παξαγφκελεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ην πνιχ θαηά πνζνζηφ 10%. πγρξφλσο, αλ ε κνξθνινγία ηεο πεξηνρήο εγθαηάζηαζεο είλαη ήπηα, ηφηε ε ηαρχηεηα απμάλεηαη ειάρηζηα κε ην χςνο ( Η αηνιηθή ελέξγεηα ζηελ Διιάδα θαη παγθνζκίσο ηελ Διιάδα έρνπλ γίλεη ήδε πεξηνξηζκέλεο πξνζπάζεηεο γηα ηε ρξήζε αηνιηθήο ελέξγεηαο, νη ζεκαληηθφηεξεο απφ ηηο νπνίεο παξνπζηάδνληαη ζην ράξηε ηεο Διιάδαο ζην ρήκα Ζ αηνιηθή ελέξγεηα ζηελ Διιάδα ην 2008 ζε εγθαηεζηεκέλε ηζρχ παξνπζηάδεηαη ζηνλ Πίλαθα 3.2, φπσο θαίλεηαη παξαθάησ. Παξαηεξείηαη φηη ν ζηφρνο πνπ έρεη ηεζεί σο ην 2010 απαηηεί πνιιέο πξνζπάζεηεο ψζηε λα επηηεπρζεί. Πίλαθαο 3.2: Αηνιηθή ελέξγεηα ζηελ Διιάδα θαηά ην 2008 Η αιολική ενζργεια ςτην Ελλάδα (2008) Συνολικι Εγκατεςτθμζνθ Ιςχφσ 985 MW Καινοφρια Εγκατεςτθμζνθ Ιςχφσ (2008) 145 MW Συνολικι Παραγόμενθ Ενζργεια 1,77 TWh Αιολικι Ενζργεια ωσ ποςοςτό επί τθσ Εκνικισ Ζιτθςθσ 4% Στόχοσ (2010) 3.370MW 39

46 ρήκα 3.17: Οη ζεκαληηθφηεξεο αηνιηθέο εγθαηαζηάζεηο ζηελ Διιάδα χκθσλα φκσο κε ηε δηεζλή πξαθηηθή, ν ηνκέαο ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο παξνπζηάδεη ζεκαληηθή θαη επηηαρπλφκελε αλάπηπμε ηελ ηειεπηαία πεληαεηία. ηε ρξήζε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο παγθνζκίσο πξσηνζηαηνχλ νη ρψξεο ηεο Δ.Δ. θαη νη Ζ.Π.Α., αιιά αλαπηχζζνληαη ηαρχηεηα θαη άιιεο ρψξεο, φπσο ε Κίλα θαη ε Ηλδία. Δθηηκάηαη φηη ε παγθφζκηα εγθαηεζηεκέλε ηζρχο απφ αηνιηθή ελέξγεηα αγγίδεη ηα 120,8 GW (1% ηεο παγθφζκηαο δήηεζεο), αιιά ε ηηκή απηή απμήζεθε θαηά 29% θαηά ην έηνο Ζ θαηαλνκή αηνιηθήο ελέξγεηαο αλά ηνλ θφζκν θαίλεηαη ζηα ρήκαηα 3.18., 3.19 θαη

47 ρήκα 3.18: Καηαλνκή αηνιηθήο ελέξγεηαο αλά ηνλ θφζκν ρήκα 3.19: Καηαλνκή πξφζθαηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο αλά ηνλ θφζκν ρήκα 3.20: Καηαλνκή εηήζηαο εγθαηεζηεκέλεο ηζρχνο παγθνζκίσο 41

48 4. Τδξαπιηθή Δλέξγεηα 4.1. Τδξαπιηθή Δλέξγεηα Με ηνλ φξν πδξαπιηθή ελέξγεηα ελλννχκε ηε δπλαηφηεηα ιήςεο κεραληθνχ έξγνπ κε ηε ρξεζηκνπνίεζε ηεο ελέξγεηαο πνπ πεξηθιείνπλ ηα λεξά εμαηηίαο ηνπ βάξνπο ηνπο. Γειαδή, κε ηελ πδξαπιηθή ελέξγεηα, αμηνπνηνχκε ηηο πδξαπιηθέο ελεξγεηαθέο πεγέο πνπ έρνπκε ζηε δηάζεζή καο. Σν λεξφ θάλνληαο ηνλ "πδξνινγηθφ θχθιν ηνπ" ζηε θχζε έρεη δπλακηθή ελέξγεηα, φηαλ βξίζθεηαη ζε πεξηνρέο κε κεγάιν πςφκεηξν, ε νπνία κεηαηξέπεηαη ζε θηλεηηθή, φηαλ ην λεξφ ξέεη πξνο ρακειφηεξεο πεξηνρέο. Με ηα πδξνειεθηξηθά έξγα (πδξνηακηεπηήξαο, θξάγκα, θιεηζηφο αγσγφο πηψζεσο, πδξνζηξφβηινο, ειεθηξνγελλήηξηα, δηψξπγα θπγήο) εθκεηαιιεπφκαζηε ηελ ελέξγεηα ηνπ λεξνχ γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο ην νπνίν δηνρεηεχεηαη ζηελ θαηαλάισζε κε ην ειεθηξηθφ δίθηπν. Φπζηθά, κφλν ζε πεξηνρέο κε ζεκαληηθέο πδαηνπηψζεηο, πινχζηεο πεγέο θαη θαηάιιειε γεσινγηθή δηακφξθσζε είλαη δπλαηφλ λα θαηαζθεπαζζνχλ πδαηνηακηεπηήξεο. πλήζσο, ε ελέξγεηα, πνπ ηειηθψο παξάγεηαη, ρξεζηκνπνηείηαη κφλν ζπκπιεξσκαηηθά κε άιιεο ζπκβαηηθέο πεγέο ελέξγεηαο, ζε ψξεο αηρκήο. ηε ρψξα καο ε πδξνειεθηξηθή ελέξγεηα ηθαλνπνηεί ην 10% ησλ ελεξγεηαθψλ καο αλαγθψλ. ην ρήκα 4.1 θαίλεηαη ε θαηαζηξνθή ηεο πδξαπιηθήο ελέξγεηαο ζηνλ θαηαξξάθηε ηεο Βηθηψξηαο, Εηκπάκπνπε Αθξηθή (Πεγή: ρήκα 4.1: Καηαξξάθηεο ηεο Βηθηψξηαο, Εηκπάκπνπε Αθξηθή 42

49 4.2. Πιενλεθηήκαηα θαη Μεηνλεθηήκαηα Τδξνειεθηξηθήο Δλέξγεηαο Πιενλεθηήκαηα ηεο πδξνειεθηξηθήο ελέξγεηαο Σα πιενλεθηήκαηα απφ ηε ρξήζε ηεο πδξαπιηθήο ελέξγεηαο είλαη (Πεγή: 1. Οη πδξνειεθηξηθνί ζηαζκνί είλαη δπλαηφ λα ηεζνχλ ζε ιεηηνπξγία ακέζσο κφιηο δεηεζεί επηπιένλ ειεθηξηθή ελέξγεηα, ζε αληίζεζε κε ηνπο ζεξκηθνχο ζηαζκνχο (γαηαλζξάθσλ, πεηξειαίνπ), πνπ απαηηνχλ ρξφλν πξνεηνηκαζίαο. 2. Δίλαη κία "θαζαξή" θαη αλαλεψζηκε πεγή ελέξγεηαο, κε ηα γλσζηά επεξγεηήκαηα (εμνηθνλφκεζε ζπλαιιάγκαηνο, θπζηθψλ πφξσλ, πξνζηαζία πεξηβάιινληνο). 3. Μέζσ ησλ πδξνηακηεπηήξσλ δίλεηαη ε δπλαηφηεηα λα ηθαλνπνηεζνχλ θαη άιιεο αλάγθεο, φπσο χδξεπζε, άξδεπζε, αλάζρεζε πιεκκπξψλ, δεκηνπξγία πγξνηφπσλ, αλαςπρή, αζιεηηζκφο Μεηνλεθηήκαηα ηεο πδξνειεθηξηθήο ελέξγεηαο Σα κεηνλεθηήκαηα πνπ ζπλήζσο εκθαλίδνληαη είλαη (Πεγή: 1. Σν κεγάιν θφζηνο θαηαζθεπήο θξαγκάησλ θαη εμνπιηζκνχ ησλ ζηαζκψλ ειεθηξνπαξαγσγήο, φπσο θαη ν πνιχο ρξφλνο πνπ απαηηείηαη κέρξη ηελ απνπεξάησζε ηνπ έξγνπ. 2. Ζ έληνλε πεξηβαιινληηθή αιινίσζε ζηελ πεξηνρή ηνπ ηακηεπηήξα (ελδερφκελε κεηαθίλεζε πιεζπζκψλ, ππνβάζκηζε πεξηνρψλ, αιιαγή ζηε ρξήζε γεο, ζηε ρισξίδα θαη παλίδα πεξηνρψλ αιιά θαη ηνπ ηνπηθνχ θιίκαηνο, πιήξσζε ηακηεπηήξσλ κε θεξηέο χιεο, αχμεζε ζεηζκηθήο επηθηλδπλφηεηαο θ.ά.). Ζ δηεζλήο πξαθηηθή ζήκεξα πξνζαλαηνιίδεηαη ζηελ θαηαζθεπή κηθξψλ θξαγκάησλ, αληί ησλ κεγάισλ θξαγκάησλ. 43

50 4.3. ηαζκνί πδξνειεθηξηθήο παξαγσγήο ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο Σξόπνο ιεηηνπξγίαο Ζ ζπλνιηθή πδξαπιηθή ηζρχο πνπ κπνξεί λα παξαρζεί ζε κηα πδξνειεθηξηθή εγθαηάζηαζε εμαξηάηαη απφ δχν παξάγνληεο, απφ ην πδξαπιηθφ χςνο θαη απφ ηελ παξνρή ηνπ λεξνχ. Οη πδξνειεθηξηθνί ζηαζκνί είλαη επνκέλσο ηνπνζεηεκέλνη φπνπ κπνξνχλ λα εθκεηαιιεπζνχλ ηε κέγηζηε πηψζε κηαο πνζφηεηαο λεξνχ ηθαλή γηα ηελ παξαγσγή ελέξγεηαο ζην ρακειφηεξν ζεκείν κηαο βαζηάο θαη απφηνκεο πιαηζησκέλεο θνηιάδαο ή ελφο θαξαγγηνχ, ή θνληά ζηε βάζε ελφο θξάγκαηνο. Οη πδξνειεθηξηθέο κνλάδεο αμηνπνηνχλ ηελ ελέξγεηα ηνπ λεξνχ, ρξεζηκνπνηψληαο κηα απιή κέζνδν πνπ κεηαηξέπεη ηελ ελέξγεηα απηή ζε ειεθηξηθφ ξεχκα. Οη κνλάδεο απηέο βαζίδνληαη ζηελ θίλεζε ηνπ λεξνχ γηα ηελ πεξηζηξνθή κηαο ηνπξκπίλαο, ε νπνία ζέηεη ζε ιεηηνπξγία κηα γελλήηξηα. Οη πεξηζζφηεξεο πδξνειεθηξηθέο κνλάδεο ρξεζηκνπνηνχλ έλα θξάγκα ην νπνίν ζπγθξαηεί κηα κεγάιε πνζφηεηα λεξνχ δεκηνπξγψληαο έηζη κηα κεγάιε δεμακελή. Κάπνηεο ζχξεο ζην θξάγκα αλνίγνπλ θαη ιφγσ ηεο βαξχηεηαο ην λεξφ πεξλάεη ζε έλαλ αγσγφ ν νπνίνο ην νδεγεί ζε κηα ηνπξκπίλα. Καζψο απηφ πεξλάεη απφ ηνλ αγσγφ δεκηνπξγεί κεγάιε πίεζε. Σν λεξφ πέθηεη πάλσ ζηηο θηεξσηέο ηεο ηνπξκπίλαο θαη ηελ πεξηζηξέθεη. Ζ πεξηζηξνθηθή απηή θίλεζε κεηαθέξεηαη ζηελ γελλήηξηα ε νπνία είλαη ζπλδεδεκέλε κε ηελ ηνπξκπίλα κε έλα άμνλα. Καζψο νη θηεξσηέο ηεο ηνπξκπίλαο πεξηζηξέθνληαη, πεξηζηξέθνπλ ηνπο καγλήηεο ηεο γελλήηξηαο γχξσ απφ έλα πελίν ζέηνληαο ζε θίλεζε ειεθηξφληα θαη δεκηνπξγψληαο έηζη ελαιιαζζφκελν ειεθηξηθφ ξεχκα. Ο κεηαζρεκαηηζηήο παίξλεη ην ελαιιαζζφκελν ξεχκα θαη ην κεηαηξέπεη ζε ξεχκα πςειήο ηάζεο. Έμσ απφ θάζε πδξνειεθηξηθή κνλάδα ππάξρνπλ ηέζζεξα θαιψδηα: νη ηξεηο θάζεηο ηνπ ξεχκαηνο πνπ δεκηνπξγνχληαη ηαπηφρξνλα ζπλ ηελ νπδέηεξε ή γείσζε (Πεγή: Σν λεξφ ζηελ δεμακελή ζεσξείηαη απνζεθεπκέλε ελέξγεηα. ηαλ αλνίγνπλ νη ζχξεο ην λεξφ πνπ πεξλά κέζα απφ ηνλ αγσγφ γίλεηαη θηλεηηθή ελέξγεηα ιφγσ ηεο θίλεζήο ηνπ. Ζ πνζφηεηα ηνπ ειεθηξηζκνχ πνπ παξάγεηαη θαζνξίδεηαη απφ αξθεηνχο παξάγνληεο. Γπν απφ απηνχο είλαη ν φγθνο ηνπ λεξνχ πνπ ξέεη θαη ην χςνο ηεο 44

51 πδξαπιηθήο πίεζεο. Τδξαπιηθφ χςνο είλαη ε απφζηαζε κεηαμχ ηεο επηθάλεηαο ηνπ λεξνχ θαη ηεο ηνπξκπίλαο. ζν απμάλεηαη ν φγθνο ηνπ λεξνχ θαη ηνπ πδξαπιηθνχ χςνπο ηφζν απμάλεηαη θαη ην παξαγφκελν ειεθηξηθφ ξεχκα. Σν κέγεζνο ηνπ πδξαπιηθνχ χςνπο εμαξηάηαη απφ ηελ πνζφηεηα ηνπ λεξνχ ηεο δεμακελήο. Σππηθφ παξάδεηγκα πδξαπιηθήο εγθαηάζηαζεο θαίλεηαη ζην ρήκα 4.2. ρήκα 4.2: Μνλάδα πδξνειεθηξηθήο παξαγσγήο (Πεγή: Οη πεξηζζφηεξεο πδξνειεθηξηθέο κνλάδεο ιεηηνπξγνχλ κε απηφλ ηνλ ηξφπν. κσο ππάξρεη θαη έλαο άιινο ηχπνο πδξνειεθηξηθήο κνλάδαο. ε κηα ζπκβαηηθή πδξνειεθηξηθή κνλάδα ην λεξφ απφ ηελ δεμακελή πεξλάεη απφ ηελ ηνπξκπίλα θαη θαηαιήγεη πάιη ζην πνηάκη. Οη λέεο πδξνειεθηξηθέο κνλάδεο ρξεζηκνπνηνχλ δχν δεμακελέο. Σελ αλψηεξε δεμακελή ε νπνία ζπγθεληξψλεη ην λεξφ πνπ ζπγθξαηεί ην θξάγκα θαη ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο. Σελ θαηψηεξε δεμακελή ε νπνία ζπγθεληξψλεη ην λεξφ πνπ θεχγεη απφ ηηο ηνπξκπίλεο, αληί λα γπξίδεη πίζσ ζην πνηάκη. Μηα αληίζηξνθε ηνπξκπίλα δηνρεηεχεη απηφ ην λεξφ πάιη πίζσ ζηελ αλψηεξε δεμακελή. Δπηζηξέθνληαο ην λεξφ πίζσ ε κνλάδα έρεη 45

52 πεξηζζφηεξν λεξφ γηα ρξήζε ζε πεξηφδνπο αηρκήο. Παξάδεηγκα ηεο κνλάδαο απηνχ ηνπ ηχπνπ θαίλεηαη ζην ρήκα 4.3 (Πεγή: ρήκα 4.3: Μνλάδα πδξνειεθηξηθήο παξαγσγήο αληίζηξνθεο ιεηηνπξγίαο (Πεγή: Αξρή ιεηηνπξγίαο Ζ αξρή ιεηηνπξγίαο ησλ πδξνειεθηξηθψλ έξγσλ βαζίδεηαη ζηελ εθκεηάιιεπζε ηεο δπλακηθήο ελέξγεηαο ησλ επηθαλεηαθψλ λεξψλ, κε κεηαηξνπή ηεο ελέξγεηαο απηήο αξρηθά ζε θηλεηηθή θαη ζηε ζπλέρεηα ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα, ζχκθσλα κε ηνπο λφκνπο ησλ ειεθηξνκαγλεηηθψλ πεδίσλ (Καηεξηλφπνπινο, 2007). ην ρήκα 4.4 παξνπζηάδεηαη ελδεηθηηθά ε δηαδηθαζία κεηαηξνπήο ηεο πδξαπιηθήο ελέξγεηαο ζε κεραληθή (πεξηζηξνθηθή θίλεζε), κέζσ ηνπ ζηξνβίινπ θαη ζε ειεθηξηθή κέζσ ηεο γελλήηξηαο. 46

53 ρήκα 4.4: Μεηαηξνπή ηεο πδξαπιηθήο ελέξγεηαο ζε κεραληθή θαη ειεθηξηθή Ζ ηζρχο ιεηηνπξγίαο, δειαδή ν ξπζκφο παξαγσγήο ελέξγεηαο ηεο εγθαηάζηαζεο ππνινγίδεηαη απφ ηε ζρέζε: φπνπ: P: Ζ ηζρχο ιεηηνπξγίαο (kw) n: Ο βαζκφο απφδνζεο (n= nζηξνβίινπ nγελλήηξηαο nκεηαζρεκαηηζηή) ξ: Ζ ππθλφηεηα ηνπ λεξνχ (1000 kg/m³) g: Ζ επηηάρπλζε ηεο βαξχηεηαο (9,81m/s²) Q: Ζ δηεξρφκελε εθ ηνπ ζηξνβίινπ παξνρή (m³/s) Hnet: Σν θαζαξφ χςνο πηψζεο, αθνχ αθαηξεζνχλ νη γξακκηθέο θαη ηνπηθέο απψιεηεο (m) Ζ παξαγφκελε ελέξγεηα ζε ρξνληθφ δηάζηεκα Γt ππνινγίδεηαη κε ρξνληθή νινθιήξσζε ηεο ηζρχνο ιεηηνπξγίαο, ζχκθσλα κε ηε ζρέζε: φπνπ: Δ: Ζ παξαγφκελε ελέξγεηα ζε ρξνληθφ δηάζηεκα Γt (kwh) P: Ζ ηζρχο ιεηηνπξγίαο γηα θάζε ζηνηρεηψδεο ρξνληθφ δηάζηεκα dt (kw) dt :ηνηρεηψδεο ρξνληθφ δηάζηεκα, γηα ην νπνίν ε ηζρχο ζεσξείηαη ζηαζεξή (h) Ζ εγθαηάζηαζε ελφο ΤΖΔ αμηνπνηεί ηε θπζηθή πηψζε ησλ επηθαλεηαθψλ πδάησλ, κέζσ ελφο, ππφ πίεζε, πδξαπιηθνχ ζπζηήκαηνο πνπ δηνρεηεχεη λεξφ ζην ζηξφβηιν. ην ρήκα 4.5 απεηθνλίδεηαη ε ηππηθή γεληθή δηάηαμε ελφο ΤΖΔ. Σα βαζηθά επί κέξνπο ηερληθά έξγα, πνπ παξνπζηάδνληαη ζηε ζπλέρεηα είλαη ε πδξνιεςία (intake), ην ζχζηεκα πξνζαγσγήο (penstock) θαη ν ζηαζκφο παξαγσγήο (power house). 47

54 ρήκα 4.5: Σππηθή δηάηαμε ελφο ΤΖΔ (Πεγή: Καηεξηλφπνπινο, 2007) 4.4. Πεξηγξαθή πδξνειεθηξηθώλ ζηαζκώλ Κύξηα ηκήκαηα πδξνειεθηξηθώλ ζηαζκώλ Οη Τδξνειεθηξηθέο εγθαηαζηάζεηο έρνπλ κεγάιε έθηαζε αλάινγα κε ην κέγεζνο ηνπ πνηακνχ θαη ην ζρέδην εθκεηάιιεπζεο ηνπ λεξνχ ηεο ιεθάλεο απνξξνήο. Όζηεξα απφ κεηξήζεηο θαη έξεπλεο γίλεηαη ε πξνκειέηε έξγσλ αμηνπνίεζεο ελφο πνηακνχ, ε κειέηε, ε θαηαζθεπή θαη ηέινο αξρίδεη ε εθκεηάιιεπζε ηνπ έξγνπ. Σα θχξηα ηκήκαηα απφ ηα νπνία απνηειείηαη έλα πδξνειεθηξηθφ έξγν είλαη ηα εμήο (Πθγι: 48

55 Σν θξάγκα Τπάξρνπλ πνιιά είδε θξαγκάησλ θαη ρσξίδνληαη, αλάινγα κε ην πιηθφ απφ ην νπνίν θαηαζθεπάδνληαη ζε γεσθξάγκαηα θαη θξάγκαηα βαξχηεηαο. Δπίζεο, αλάινγα κε ην χςνο δηαθξίλνληαη ζε κεγάια, κηθξά θαη κεζαία. Ο ηακηεπηήξαο Ο ηακηεπηήξαο ζρεκαηίδεηαη κεηά ηελ έκθξαμε ηεο ζήξαγγαο εθηξνπήο. Ζ έθηαζε θαη ρσξεηηθφηεηά ηνπ εμαξηψληαη απφ ηε κνξθνινγία ηεο ιεθάλεο απνξξνήο ηνπ πνηακνχ θαη απφ ην χςνο ηνπ θξάγκαηνο. Ο Δθρεηιηζηήο Τπεξρεηιηζηήο Δθθελσηήο Απηά απνηεινχλ ηα επηκέξνπο έξγα ή ηκήκαηα ηνπ θξάγκαηνο, πνπ εμαζθαιίδνπλ ηελ αζθάιεηά ηνπ ζε εθηεηακέλεο πεξηπηψζεηο φπσο είλαη νη πιεκκχξεο ή θάπνην άιιν ζπκβάλ ην νπνίν κπνξεί λα ζέζεη ζε θίλδπλν έλα θξάγκα (ζεηζκνί, γεσινγηθά πξνβιήκαηα, θαηνιηζζήζεηο, θ.η.ι.). Τδξνιεςία, ήξαγγεο/αγσγνί Πξνζαγσγήο Απαγσγήο ηνπ λεξνύ Δίλαη ηα έξγα πνπ νδεγνχλ ην λεξφ απφ ηνλ ηακηεπηήξα ζην ζηαζκφ παξαγσγήο θαη κεηά ηε δηέιεπζή ηνπ απφ ηηο κνλάδεο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ζηε θνίηε ηνπ πνηακνχ θαηάληε ή ζηνλ επφκελν ηακηεπηήξα. Σν Δξγνζηάζην Παξαγσγήο Δίλαη ην θηίξην πνπ πεξηέρεη ηηο κνλάδεο παξαγσγήο, ηνπο πίλαθεο ειέγρνπ θαη ηνλ βνεζεηηθφ εμνπιηζκφ πνπ ρξεηάδεηαη γηα ηελ ιεηηνπξγία ηνπ. Μπνξεί λα είλαη ππφγεηνο, ππαίζξηνο ή εκηππαίζξηνο. Ο Τπνζηαζκόο Τςώζεσο Σάζεσο Γξακκέο Μεηαθνξάο Κνληά ζην εξγνζηάζην παξαγσγήο βξίζθεηαη ν ππνζηαζκφο, φπνπ ππάξρνπλ νη κεηαζρεκαηηζηέο ηζρχνο, νη δηαθφπηεο, ην θηίξην ειέγρνπ θαη ν άιινο βνεζεηηθφο εμνπιηζκφο. Δπίζεο ζηνλ ππνζηαζκφ είλαη εγθαηεζηεκέλνη νη δηαθφπηεο ησλ γξακκψλ πνπ κεηαθέξνπλ ηελ ειεθηξηθή ελέξγεηα θαη απνηεινχλ ηκήκα ηνπ Δζληθνχ πζηήκαηνο Μεηαθνξάο Τςειήο Σάζεσο. 49

56 Σύπνη Τδξνζηξόβηισλ Οη πδξνζηξφβηινη κεηαηξέπνπλ ηελ ελέξγεηα ηνπ λεξνχ πνπ πέθηεη ζε ηζρχ πεξηζηξεθφκελνπ άμνλα θαη δηαθξίλνληαη ζε πδξνζηξνβίινπο δξάζεσο θαη ζε πδξνζηξνβίινπο αληηδξάζεσο, αλάινγα κε ηε δηαδηθαζία πνπ ρξεζηκνπνηείηαη, πξνθεηκέλνπ λα κεηαηξαπεί ην πδξαπιηθφ χςνο θαη ε παξνρή λεξνχ, ζε κεραληθή ηζρχ. Οη πδξνζηξφβηινη αληηδξάζεσο είλαη νιηθήο πξνζβνιήο, δειαδή νιφθιεξνο ν δξνκέαο ιεηηνπξγεί αμνλνζπκκεηξηθά, ελψ νη πδξνζηξφβηινη δξάζεσο είλαη κεξηθήο πξνζβνιήο θαη ζε θάζε ρξνληθή ζηηγκή κφλν έλα ηκήκα ηνπ δξνκέα ζπκκεηέρεη ζηελ ελεξγεηαθή κεηαηξνπή. Δπίζεο νη πδξνζηξφβηινη θαηεγνξηνπνηνχληαη ζε πδξνζηξνβίινπο κεγάινπ, κεζαίνπ θαη κηθξνχ πδξαπιηθνχ χςνπο, αλάινγα πξνθαλψο κε ην κέγεζνο ηνπ πδξαπιηθνχ χςνπο. ηνλ Πίλαθα 4.1 πνπ αθνινπζεί, θαίλνληαη ζπλδπαζηηθά νη πην ζπλήζεηο ηχπνη πδξνζηξνβίισλ, γηα ηηο δηάθνξεο θαηεγνξίεο πνπ αλαθέξζεθαλ (Παπαληψλεο Γ., 2002). Πίλαθαο 4.1: Γηάθξηζε πδξνζηξνβίισλ αλάινγα κε ην πδξαπιηθφ χςνο Τδξνζηξόβηινη Γξάζεσο Οη πδξνζηξφβηινη δξάζεσο ρξεζηκνπνηνχληαη ζπλήζσο ζηηο πεξηπηψζεηο πνπ έρνπκε κεγάιν πδξαπιηθφ χςνο θαη κηθξή ηηκή παξνρήο λεξνχ. Απηφ νθείιεηαη θπξίσο ζην φηη ζηελ πεξίπησζε απηή, ε κεγάιε ηαρχηεηα ηνπ λεξνχ (ιφγσ κεγάινπ 50

57 πδξαπιηθνχ χςνπο), επηθεληξψλεη ηε δηαζέζηκε πδξαπιηθή ηζρχ ζε κηα κηθξή πεξηνρή ξνήο. Έηζη, ε ζπγθεληξσκέλε απηή ηζρχο κεηαηξέπεηαη πην απνδνηηθά, αθνχ θαηεπζπλζεί κέζσ ελφο ή πεξηζζνηέξσλ δέζκεσλ λεξνχ πνπ πξνζπίπηνπλ πάλσ ζην δξνκέα, ν νπνίνο κεηψλεη ζεκαληηθά ηελ ηαρχηεηά ηνπο. Ζ βέιηηζηε απφδνζε ελφο πδξνζηξνβίινπ δξάζεσο, πξνθχπηεη φηαλ ε ηαρχηεηα ηνπ δξνκέα είλαη πεξίπνπ ίζε κε ηε κηζή ηεο ηαρχηεηαο ηεο δέζκεο λεξνχ, θαζψο ε ηειεπηαία εγθαηαιείπεη ην αθξνθχζην πνπ ηελ νδήγεζε. Έλα πιενλέθηεκα ησλ πδξνζηξνβίισλ δξάζεσο, ζε ζρέζε κε ηνπο πδξνζηξνβίινπο αληηδξάζεσο, είλαη ην φηη εθφζνλ ην πδξαπιηθφ χςνο κεηαηξέπεηαη ζε ηαρχηεηα ζηα αθίλεηα αθξνθχζηα, δελ ππάξρεη πηψζε πίεζεο ζην δξνκέα, νπφηε δελ είλαη απαξαίηεηε ε ζηεγαλνπνίεζε ζηα αλνίγκαηα κεηαμχ ηνπ δξνκέα θαη ηεο ζηέγαζεο ηνπ ζηξνβίινπ. Σν γεγνλφο απηφ θαζηζηά ηνπο πδξνζηξνβίινπο δξάζεσο πην απινχο ζην λα θαηαζθεπαζηνχλ θαη ηαπηφρξνλα πην αλεθηηθνχο ζε ζπλζήθεο κε θαζαξνχ λεξνχ. Οη πην βαζηθνί ηχπνη πδξνζηξνβίισλ δξάζεσο είλαη νη πδξνζηξφβηινη Pelton, Turgo θαη Cross-Flow,. (Παπαληψλεο Γ., 2002) Τδξνζηξόβηινο Pelton ρήκα 4.6: Τδξνζηξφβηινο Pelton 51

58 Τδξνζηξόβηινο Cross-Flow ρήκα 4.7: Τδξνζηξφβηινο Cross-Flow Τδξνζηξόβηινο Turgo ρήκα 4.8: Τδξνζηξφβηινο Turgo 52

59 Τδξνζηξόβηινη Αληηδξάζεσο Οη πδξνζηξφβηινη αληηδξάζεσο ηαηξηάδνπλ θαιχηεξα ζε ζρέζε κε ηνπο πδξνζηξνβίινπο δξάζεσο ζε πεξηπηψζεηο κηθξφηεξνπ πδξαπιηθνχ χςνπο θαη κεγαιχηεξσλ ηηκψλ παξνρήο λεξνχ, αλ θαη ππάξρνπλ αξθεηέο ηέηνηεο πεξηπηψζεηο ζηελ πξάμε πνπ θαη νη δχν ηχπνη κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ. Έλα πιενλέθηεκα ησλ πδξνζηξνβίισλ αληηδξάζεσο είλαη φηη επηηπγράλνπλ θαινχο βαζκνχο απφδνζεο. Γπζηπρψο φκσο επηβάιιεηαη ζπλήζσο ζε απηνχο ε ζηεγαλνπνίεζε ζηα αλνίγκαηα κεηαμχ ηνπ δξνκέα θαη ηεο ζηέγαζεο ηνπ ζηξνβίινπ, δηφηη ιεηηνπξγνχλ κε εθαξκνγή ηνπ πδξαπιηθνχ χςνπο εγθάξζηα ζην δξνκέα, θαη έηζη ιφγσ δηαξξνήο, δεκηνπξγείηαη ζεκαληηθή απψιεηα ηζρχνο. Οπφηε, κπνξεί νη επηδφζεηο θαη ε απφδνζε ηνπο λα ππνβαζκηζηνχλ, αθνχ ε άκκνο θαη ηα θαηαθάζηα ιάζπεο πξνθαινχλ κεγαιχηεξε ηξηβή ζηε ζηεγάλσζε, ζε ζρέζε πάληα κε ηνπο πδξνζηξνβίινπο δξάζεσο. Πάλησο ζε γεληθέο γξακκέο, γηα εθαξκνγέο κηθξνχ πδξαπιηθνχ χςνπο, νη πδξνζηξφβηινη αληηδξάζεσο πξνζθέξνπλ κηθξφηεξεο δηακέηξνπο ζηξνβίινπ θαη κεγαιχηεξεο ηαρχηεηεο πεξηζηξνθήο, ζε ζρέζε κε ηνπο παξαδνζηαθνχο πδξνζηξνβίινπο δξάζεσο. Βέβαηα ην πιενλέθηεκα απηφ ηνπ κηθξφηεξνπ δξνκέα, αληηζηαζκίδεηαη απφ ην γεγνλφο φηη νη πδξνζηξφβηινη αληηδξάζεσο απαηηνχλ κεγαιχηεξεο ηηκέο παξνρήο λεξνχ, εμαηηίαο ηνπ κηθξνχ πδξαπιηθνχ χςνπο. Οη πην βαζηθνί ηχπνη πδξνζηξνβίισλ αληηδξάζεσο είλαη νη πδξνζηξφβηινη Francis, Kaplan, νη πδξνζηξφβηινη αμνληθήο ξνήο θαη νη βνιβνεηδείο πδξνζηξφβηινη. Οη πδξνζηξφβηινη απηνί πεξηγξάθνληαη αλαιπηηθά ζηε ζπλέρεηα (Παπαληψλεο Γ., 2002). 53

60 Ο πδξνζηξόβηινο Francis ρήκα 4.9: Τδξνζηξφβηινο Francis Yδξνζηξόβηινο Kaplan ρήκα 4.10: Τδξνζηξφβηινο Kaplan 54

61 Βνιβνεηδήο πδξνζηξόβηινο ρήκα 4.11: Βνιβνεηδήο πδξνζηξφβηινο Τδξνζηξόβηινο αμνληθήο ξνήο (Πξνπέια) ρήκα 4.12: Τδξνζηξφβηινο αμνληθήο ξνήο 55

62 Υξήζε θπγνθεληξηθώλ αληιηώλ σο πδξνζηξνβίισλ ρήκα 4.13: Φπγνθεληξηθή αληιία ρξεζηκνπνηνχκελε σο πδξνζηξφβηινο Δπηινγή Σύπνπ Τδξνζηξνβίινπ Πξνθεηκέλνπ λα επηιερζεί ν πην απνδνηηθφο θαη αμηφπηζηνο πδξνζηξφβηινο, γηα κηα δεδνκέλε παξνρή θαη πδξαπιηθφ χςνο, ιακβάλνληαη ππ φςε νη πεξηνρέο ιεηηνπξγίαο ηνπ θάζε ηχπνπ πδξνζηξνβίινπ. Οη πεξηνρέο απηέο απεηθνλίδνληαη ζην παξαθάησ δηάγξακκα. (Πθγι: 56

63 ρήκα 4.14: Γηάγξακκα επηινγήο πδξνζηξνβίινπ γηα δεδνκέλε παξνρή θαη θαζαξφ πδξαπιηθφ χςνο ( Πεγή: Ζ πεξηνρή εληφο ηεο κπιε γξακκήο αλαπαξηζηά ηελ πεξηνρή ιεηηνπξγίαο ελφο πδξνζηξνβίινπ Kaplan ή ελφο βνιβνεηδνχο, ε πεξηνρή εληφο ηεο θφθθηλεο γξακκήο ελφο πδξνζηξνβίινπ Francis, εληφο ηεο πξάζηλεο δηαθεθνκκέλεο γξακκήο ελφο πδξνζηξνβίινπ Pelton, εληφο ηεο καχξεο δηαθεθνκκέλεο γξακκήο ελφο πδξνζηξνβίινπ Turgo θαη ε πεξηνρή εληφο ηεο καχξεο γξακκήο ηελ πεξηνρή ιεηηνπξγίαο ελφο πδξνζηξνβίινπ Cross-Flow. Αλ νη ζπλζήθεο παξνρήο θαη πδξαπιηθνχ χςνπο νδεγνχλ ζε θάπνην ζεκείν, ζην παξαπάλσ δηάγξακκα, πνπ βξίζθεηαη ζε πεξηνρή ιεηηνπξγίαο πνπ αλήθεη φρη ζε έλαλ, αιιά ζε πεξηζζφηεξνπο ηχπνπο πδξνζηξνβίισλ, δειαδή φηαλ νη πεξηνρέο ιεηηνπξγίαο δηαθνξεηηθψλ ηχπσλ πδξνζηξνβίισλ επηθαιχπηνληαη, ηφηε ε δηαδηθαζία επηινγήο ηνπ ηχπνπ πδξνζηξνβίινπ βαζίδεηαη ζηε ζχγθξηζε ηνπ θφζηνπο ησλ πδξνζηξνβίισλ, αιιά θαη ζηελ εθηίκεζε ησλ αθνινχζσλ παξαγφλησλ: 57

64 Αλ ην λεξφ πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ εγθαηάζηαζε δελ είλαη θαζαξφ, αιιά πεξηέρεη άκκν ή ιάζπε, ηφηε πξνηηκάηαη θάπνηνο πδξνζηξφβηινο δξάζεσο, πξνθεηκέλνπ λα απνθεπρζνχλ νη απψιεηεο ζηηο ζηεγαλψζεηο ησλ πδξνζηξνβίισλ αληηδξάζεσο. Αλ ν πδξνζηξφβηινο πξέπεη λα ηνπνζεηεζεί ζε θάπνην χςνο πάλσ απφ ηε ζηάζκε ηνπ λεξνχ ηνπ θξάγκαηνο, πξνηηκάηαη θάπνηνο πδξνζηξφβηινο αληηδξάζεσο κε ζσιήλα εθξνήο ζηελ έμνδν, έηζη ψζηε λα γίλεη εθκεηάιιεπζε ηνπ κέγηζηνπ δηαζέζηκνπ πδξαπιηθνχ χςνπο. Αλ νη ηηκέο ηεο παξνρήο θαη ηνπ πδξαπιηθνχ χςνπο κπνξνχλ λα ζεσξεζνχλ ζρεδφλ ζηαζεξέο, ηφηε ζα πξέπεη λα εμεηαζηεί πνιχ ζνβαξά ε πεξίπησζε ρξεζηκνπνίεζεο θπγνθεληξηθήο αληιίαο κε αληεζηξακκέλε ξνή σο πδξνζηξφβηιν, ιφγσ ηνπ ζεκαληηθνχ πιενλεθηήκαηνο ηνπ ρακεινχ αξρηθνχ θφζηνπο θαη ηεο κεγάιεο δηαζεζηκφηεηαο ζηελ αγνξά. Απφ ηε ρξεζηκνπνίεζε ελφο πδξνζηξνβίινπ Pelton πξνηηκάηαη ε ρξεζηκνπνίεζε πδξνζηξνβίινπ Cross-Flow ή ελφο ηχπνπ Turgo, αθνχ νη ηειεπηαίνη πξνζθέξνπλ κεγαιχηεξε ηαρχηεηα θαη ρεηξίδνληαη κεγαιχηεξεο παξνρέο. Σέινο αμίδεη λα αλαθεξζεί φηη νη πδξνζηξφβηινη Francis θαη νη πδξνζηξφβηινη αμνληθήο ξνήο, επεηδή ρξεζηκνπνηνχλ θηλεηέο πχιεο πνπ θαηεπζχλνπλ ηε ξνή ζηελ είζνδφ ηεο ή δξνκείο κε ειεγρφκελε θιίζε ησλ πηεξπγίσλ, δε ζπκθέξνπλ νηθνλνκηθά γηα micro/pico πδξνειεθηξηθέο εγθαηαζηάζεηο θαη ζπαλίσο ρξεζηκνπνηνχληαη (Καηεξηλφπνπινο, 2007) Ηιεθηξηθά θαη άιινο εμνπιηζκόο Γελλήηξηα Ζ γελλήηξηα είλαη κηα ειεθηξνκεραλνινγηθή ζπζθεπή, ε νπνία κεηαηξέπεη ηε κεραληθή ελέξγεηα ζε ειεθηξηθή. Απηφ επηηπγράλεηαη κέζσ ηεο νδήγεζεο ελφο πελίνπ κέζα ζηηο δπλακηθέο γξακκέο καγλεηηθνχ πεδίνπ. Ζ αιιειεπίδξαζε ηνπ πελίνπ θαη ησλ καγλεηηθψλ γξακκψλ έρεη σο απνηέιεζκα ηε δεκηνπξγία δηαθνξάο δπλακηθνχ (ειεθηξηθήο ηάζεο) κεηαμχ ησλ άθξσλ ηνπ πελίνπ. 58

65 ρήκα 4.15: Πεξηζηξεθφκελν πελίν κέζα ζε κφληκν καγλεηηθφ πεδίν Άιινο εμνπιηζκόο Πνιιαπιαζηαζηήο ηαρχηεηαο γηα ζπγρξνληζκφ ζηξνβίινπ-γελλήηξηαο. Βάλεο, ειεθηξνληθφο έιεγρνο, πξνζηαηεπηηθφο εμνπιηζκφο. Μεηαζρεκαηηζηέο Σύπνη πδξνειεθηξηθώλ ζηαζκώλ Με ηελ πάξνδν ησλ δεθαεηηψλ εμειίρζεθαλ θαη ηππνπνηήζεθαλ κνξθέο θαη κεγέζε πδξνειεθηξηθψλ κνλάδσλ, αλάινγα κε ηηο εθάζηνηε αλάγθεο θαη ηηο ηδηαηηεξφηεηεο ηνπ γεσγξαθηθνχ ρψξνπ. Τπάξρνπλ δηάθνξα θξηηήξηα θαηεγνξηνπνίεζεο. ην χςνο πηψζεο ησλ πδάησλ. ε δηαζεζηκφηεηα κηαο ειεθηξνπαξαγσγνχ κνλάδαο. ην είδνο θαηαζθεπήο ηεο πδξνειεθηξηθήο κνλάδαο. πδξνειεθηξηθέο κνλάδεο ζε γεσγξαθηθέο πεξηνρέο κε εηδηθέο πξνδηαγξαθέο. 59

66 Κξηηήξην ην ύςνο πηώζεο ησλ πδάησλ Έλα θξηηήξην θαηεγνξηνπνίεζεο είλαη ην χςνο πηψζεο ησλ πδάησλ (Παπαληψλεο Γ, 2001): Μνλάδεο κε χςνο πηψζεο λεξνχ θάησ ησλ 15 κέηξσλ θαη κεγάιε παξνρή λεξνχ, ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ θάιπςε βαζηθνχ θνξηίνπ ηζρχνο. Μνλάδεο κε χςνο πηψζεο λεξνχ κεηαμχ 15 θαη 50 κέηξσλ θαη κέζε σο κεγάιε παξνρή λεξνχ, ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ θάιπςε βαζηθνχ θαη κεζαίνπ θνξηίνπ ηζρχνο. Μνλάδεο κε χςνο πηψζεο λεξνχ απφ 50 κέηξα θαη πάλσ θαη κηθξή παξνρή λεξνχ, ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ θάιπςε θνξηίσλ αηρκήο Κξηηήξην ε δηαζεζηκόηεηα κηαο ειεθηξνπαξαγσγνύ κνλάδαο Ζ δηαζεζηκφηεηα κηαο ειεθηξνπαξαγσγνχ κνλάδαο ζεκαίλεη φηη ε κνλάδα κπνξεί λα παξάγεη ζηελ θαλνληθή ιεηηνπξγία ηεο έλα κηθξφηεξν πνζνζηφ απφ ηελ πξαγκαηηθή δπλακηθφηεηά ηεο θαη ζε ψξεο κεγάιεο ελεξγεηαθήο δήηεζεο λα απμάλεηαη βξαρππξφζεζκα ε παξαγφκελε πνζφηεηα ελέξγεηαο Κξηηήξην ην είδνο θαηαζθεπήο ηεο πδξνειεθηξηθήο κνλάδαο Έλα ηξίην θξηηήξην γηα θαηεγνξηνπνίεζε ησλ πδξνειεθηξηθψλ ζηαζκψλ είλαη ην είδνο θαηαζθεπήο ηεο πδξνειεθηξηθήο κνλάδαο. ηελ θαηεγνξία απηή έρνπκε ηηο εμήο δηαθξίζεηο (Παπαληψλεο Γ, 2001): 60

67 ηαζκνί ξνήο πνηακνύ ρήκα 4.16: Πνηάκηα κνλάδα ειεθηξνπαξαγσγήο ηαζκνί Απνζήθεπζεο Νεξνύ ρήκα 4.17: Σακηεπηήξαο κε θξάγκα. 61

68 ηαζκνί Απνζήθεπζεο Νεξνύ κε Άληιεζε ρήκα 4.18: Γηαηνκή ηαζκνχ Απνζήθεπζεο Νεξνχ κε Άληιεζε Τδξνειεθηξηθά έξγα άληιεζεο-ηακίεπζεο κε ζαιαζζηλό λεξό Σα πδξνειεθηξηθά έξγα άληιεζεο ηακίεπζεο κε ζαιαζζηλφ λεξφ απνηεινχλ ηελ ηειεπηαία εμέιημε ζηελ ηερλνινγία ησλ Τ/Δ άληιεζεο - ηακίεπζεο κε ζεκαληηθά πιενλεθηήκαηα αιιά θαη κε αλάινγα πξνβιήκαηα. ηα πιενλεθηήκαηα εληάζζεηαη πξσηίζησο ην γεγνλφο φηη απνθεχγνληαη νη πεξηβαιινληηθέο επηπηψζεηο απφ ηελ θαηαζθεπή θξάγκαηνο ζε πνηακφ θαη ε δπζθνιία ζηελ εμεχξεζε θαηάιιεισλ ζέζεσλ γηα ηελ θαηαζθεπή έξγσλ άληιεζεο - ηακίεπζεο αθνχ ην ξφιν ηνπ θάησ ηακηεπηήξα νπζηαζηηθά αλαιακβάλεη ε ζάιαζζα. Ζ ιχζε απηή είλαη ηδηαίηεξα ελδεδεηγκέλε γηα ρψξεο φπσο ε Διιάδα πνπ πεξηβάιινληαη απφ ζάιαζζα θαη δηαζέηνπλ πιήζνο απφθξεκλσλ αθηψλ. Σν ζεκαληηθφηεξν κεηνλέθηεκα πξέπεη λα ζεσξεζεί ε ζεκαληηθή δηάβξσζε ζηνλ κεραλνινγηθφ εμνπιηζκφ απφ ηε ζπλερή επαθή κε ην ζαιαζζηλφ λεξφ. ην πξφβιεκα απηφ ζα πξέπεη λα αζξνηζηεί θαη ε κηθξή εκπεηξία παγθνζκίσο ζε παξφκνηα έξγα, αθνχ έλα κφλν έξγν απηνχ ηνπ ηχπνπ έρεη θαηαζθεπαζηεί παγθνζκίσο. Βξίζθεηαη ζηελ πφιε Kunigami ηεο λήζνπ Okinawa ηεο Ηαπσλίαο θαη νινθιεξψζεθε ην έηνο Παλνξακηθή άπνςε ηνπ έξγνπ θαίλεηαη ζην ρήκα Ζ θάηνςε θαη ε θαηαθφξπθε ηνκή ηεο εγθαηάζηαζεο θαίλνληαη ζην ρήκα 4.20.( Tetsuo Fujihara et al, 1998) 62

69 ρήκα 4.19: Τ/Δ άληιεζεο - ηακίεπζεο ζαιαζζηλνχ λεξνχ ρήκα 4.20: Κάηνςε (άλσ) θαη ηνκή (θάησ) ηνπ πδξνειεθηξηθνχ ζηαζκνχ Kunigami 63

70 Τδξνειεθηξηθέο κνλάδεο ζε γεσγξαθηθέο πεξηνρέο κε εηδηθέο πξνδηαγξαθέο Άιινη ηχπνη πδξνειεθηξηθψλ κνλάδσλ θαηαζθεπάδνληαη ιηγφηεξν θαη κφλν ζε γεσγξαθηθέο πεξηνρέο κε εηδηθέο πξνδηαγξαθέο. ε απηνχο ηνπο ηχπνπο ρξεζηκνπνηείηαη ε ελέξγεηα ηεο ζάιαζζαο. Οη σθεαλνί κπνξνχλ λα καο πξνζθέξνπλ ηεξάζηηα πνζά ελέξγεηαο. Τπάξρνπλ ηξεηο βαζηθνί ηξφπνη γηα λα εθκεηαιιεπηνχκε ηελ ελέξγεηα ηεο ζάιαζζαο: α) απφ ηα θχκαηα, β) απφ ηηο παιίξξνηεο (κηθξέο θαη κεγάιεο), γ) απφ ηηο ζεξκνθξαζηαθέο δηαθνξέο ηνπ λεξνχ Τδξνειεθηξηθά έξγα ζηελ Διιάδα Ζ αλάπηπμε ηνπ Τδξνδπλακηθνχ ηεο Διιάδαο νπζηαζηηθά ζπκπίπηεη κε ηελ ίδξπζε ηεο ΓΔΖ ην Πξηλ απφ ηελ ίδξπζε ηεο ΓΔΖ, είραλ ηεζεί ζε ιεηηνπξγία πνιχ κηθξά Τδξνειεθηξηθά Δξγνζηάζηα ηελ πεξίνδν (Γιαχθνο, Βέξκην, Αγηά Υαλίσλ, Αγ. Ησάλλεο εξξψλ), ζπλνιηθήο εγθαηεζηεκέλεο ηζρχνο πεξίπνπ 6MW. Καηά ηελ πεξίνδν θαηαζθεπάζζεθαλ νθηψ (8) Μεγάινη Τδξνειεθηξηθνί ηαζκνί - Άγξαο, Λάδσλαο, Λνχξνο, Σαπξσπφο/Πιαζηήξαο, Κξεκαζηά, Καζηξάθη, Δδεζζαίνο θαη Πνιχθπην - ζπλνιηθήο εγθαηεζηεκέλεο ηζρχνο 1.410MW. Μεηαμχ απηψλ ζπκπεξηιακβάλνληαη θαη νη ηξείο (3) κεγαιχηεξνη: Κξεκαζηά, Καζηξάθη, Πνιχθπην. Σελ πεξίνδν 1976 ήκεξα θαηαζθεπάζζεθαλ 8 κεγάινη θαη 3 κηθξνί ΤΖ (Πνπξλάξη Η θαη ΗΗ, θεθηά, Αζψκαηα, ηξάηνο Η, ηξάηνο ΗΗ, Πεγέο Αψνπ, Θεζαπξφο, Πιαηαλφβξπζε, Γθηψλα θαη Μαθξνρψξη), ζπλνιηθήο εγθαηεζηεκέλεο ηζρχνο 1.630MW. Μεηαμχ απηψλ πεξηιακβάλνληαη θαη δχν αλαζηξέςηκνη Αληιεηηθνί ηαζκνί (θεθηά θαη Θεζαπξφο) (Πθγι: Ζ ζπλνιηθή εγθαηεζηεκέλε ηζρχο ησλ Τδξνειεθηξηθψλ ηαζκψλ ηεο ΓΔΖ Α.Δ. αλέξρεηαη ζε 3.060MW. (16 κεγάινη θαη 8 κηθξνί ζηαζκνί). Ζ ζπλνιηθή κέζε εηήζηα παξαγσγή ελέξγεηαο είλαη πεξίπνπ 5000Gwh. 64

71 Οη Τδξνειεθηξηθνί ηαζκνί ζήκεξα θαηαηάζζνληαη ζε ηέζζεξα (4) θπξίσο πγθξνηήκαηα, ζε δχν Αλεμάξηεηνπο ΤΖ θαη ζε άιινπο κηθξνχο. (Πεγή: πγθξφηεκα Αρειψνπ: (Κξεκαζηά, Καζηξάθη, ηξάηνο Η θαη ΗΗ, Γθηψλα θαη Γιαχθνο). πλνιηθήο Δγθαηεζηεκέλεο Ηζρχνο 925,6MW. πγθξφηεκα Αιηάθκνλα: (Πνιχθπην, θεθηά, Αζψκαηα, Μαθξνρψξη, Άγξαο, Δδεζζαίνο, Βέξκην). πλνιηθήο Δγθαηεζηεκέλεο Ηζρχνο 879,3MW. πγθξφηεκα Αξάρζνπ: (Πεγέο Αψνπ, Πνπξλάξη Η, Πνπξλάξη ΗΗ, Λνχξνο). πλνιηθήο Δγθαηεζηεκέλεο Ηζρχνο 553,9MW. πγθξφηεκα Νέζηνπ: (Θεζαπξφο, Πιαηαλφβξπζε). πλνιηθήο Δγθαηεζηεκέλεο Ηζρχνο 500MW. Ν. Πιαζηήξαο, Δγθαηεζηεκέλε Ηζρχο 129,9MW. Λάδσλαο, Δγθαηεζηεκέλε Ηζρχο 70MW. Λνηπνί κηθξνί ΤΖ: (Αγ. Ησάλλεο εξξψλ, Αγηά, Αικπξφο). πλνιηθήο Δγθαηεζηεκέλεο Ηζρχνο 1,3MW. Ζ ζπλνιηθή εγθαηεζηεκέλε ηζρχο ησλ Μνλάδσλ Παξαγσγήο ηεο ΓΔΖ Α.Δ. ζην Δζληθφ Γηαζπλδεδεκέλν χζηεκα ζήκεξα αλέξρεηαη ζε ΜW απφ ηελ νπνία νη Τδξνειεθηξηθνί ηαζκνί δηαζέηνπλ ηα MW, δειαδή δηαζέηνπλ ην 26,5% πεξίπνπ ηεο ζπλνιηθήο εγθαηεζηεκέλεο ηζρχο ηεο ΓΔΖ Α.Δ. Ζ κέζε εηήζηα παξαγσγή ησλ ΤΖ θαιχπηεη πεξίπνπ ην 9% ηεο παξαγφκελεο ελέξγεηαο απφ ην Παξαγσγηθφ δπλακηθφ ηεο ΓΔΖ Α.Δ. Ζ εηήζηα παξαγσγή ησλ ΤΖ εμαξηάηαη απφ ηελ πδξαπιηθφηεηα ηνπ έηνπο. Με ζηνηρεία ησλ ηειεπηαίσλ έμη (6) εηψλ ε εηήζηα παξαγσγή θπκαίλεηαη απφ GWh έσο GWh δειαδή ε ζπκκεηνρή ηνπο ζπλέβαιιε απφ 6 % έσο 13 %. Υαξαθηεξηζηηθή είλαη ε Τδξνειεθηξηθή Παξαγσγή θαηά ην έηνο 2006, ε νπνία έθζαζε ηηο 6.232GWh θαη θάιπςε ην 13 % ηεο Παξαγσγήο ηνπ Δζληθνχ Γηαζπλδεδεκέλνπ πζηήκαηνο. Δπίζεο, κέρξη ην 2010 αλακέλεηαη λα ιεηηνπξγήζνπλ άιια 6 κεγάια ΤΖΔ ζπλνιηθήο εγθαηεζηεκέλεο ηζρχο 612,1MW, φπσο θαίλεηαη ζηνλ Πίλαθα 65

72 Πίλαθαο 4.2: Μεγάια Τ/Δ ζηελ Διιάδα σο ην 2010 (Πεγή: ΤΠΑΝ, 2005) εκαληηθφ είλαη λα αλαθεξζνχλ ζε απηφ ην ζεκείν θαη ηα ΜΤΖΔ. Μέρξη ζήκεξα έρνπλ αδεηνδνηεζεί 250 ΜΤΖΔ. Απφ απηά ηα 149 είλαη ζην ζηάδην ηεο Άδεηαο Παξαγσγήο, ηα 53 είλαη ζην ζηάδην εγθαηάζηαζεο, θαη ηα 48 είλαη ζην ζηάδην ιεηηνπξγίαο. Σα θπξηφηεξα ζε ιεηηνπξγία κηθξά ΤΖΔ, θαίλνληαη ζηνλ Πίλαθα 4.3. Πίλαθαο 4.3:Λεηηνπξγνχληεο ΜΤΖΔ ζηελ Διιάδα (Πεγή: ΓΔΖ Αλαλεσζηκεο,2008) 66

73 ρήκα 4.28: Καηαλνκή ησλ ΜΤΖ ζηελ Διιάδα 67

74 5. πλδπαζκφο Αηνιηθήο θαη Τδξνειεθηξηθήο Δλέξγεηαο 5.1. Λεηηνπξγία πβξηδηθώλ πδξνειεθηξηθώλ έξγσλ πσο είλαη γλσζηφ ε παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο απφ αηνιηθά πάξθα ζηεξίδεηαη ζηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ. Οη άλεκνη φκσο πνπ πλένπλ ζε κηα πεξηνρή δελ είλαη ζηαζεξνί θαη απηφ έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηελ αζηάζεηα ζηελ πνζφηεηα ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πνπ ζηεξίδεηαη απνθιεηζηηθά ζε αλεκνγελλήηξηεο. ήκεξα νη ππνδνκέο ηνπ ειεθηξηθνχ ζπζηήκαηνο ζηε ρψξα καο είλαη αθφκε αζζελείο θαη έηζη εκπνδίδεηαη ε κεγάιε αλάπηπμε ησλ αηνιηθψλ πάξθσλ. Γηα λα εμαζθαιηζηεί ε παξαγσγή εγγπεκέλεο πνζφηεηαο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο πξέπεη ην ζχζηεκα λα δηαζέηεη εθεδξηθέο κνλάδεο παξαγσγήο έηνηκεο λα ιεηηνπξγήζνπλ θαη λα είλαη γξήγνξεο, ψζηε λα θαιχςνπλ ηηο ζηηγκηαίεο απψιεηεο. Σα πδξνειεθηξηθά έξγα παξέρνπλ απηήλ ηε δπλαηφηεηα κε πνιχ ρακειφ θφζηνο. ζν δελ ππάξρνπλ απηέο νη εθεδξηθέο κνλάδεο ε θαηάζηαζε κπνξεί λα νδεγήζεη ζε απνζπγρξνληζκφ ησλ ζεξκνειεθηξηθψλ εξγνζηαζίσλ θαη εάλ θιηκαθσζεί κπνξεί λα επηθέξεη ηελ εθηφο ιεηηνπξγία ηνπ ζπζηήκαηνο. Ζ ιεηηνπξγία γίλεηαη σο εμήο, φηαλ ε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ είλαη πςειή, ε παξαγσγή ηεο ελέξγεηαο γίλεηαη απφ ηεο αλεκνγελλήηξηεο θαη εάλ ππάξρεη πιενλάδνπζα ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ απνζήθεπζε ελέξγεηαο ππφ κνξθή πδξαπιηθνχ θνξηίνπ, ε νπνία απνδίδεηαη ζην ζχζηεκα κε ηε ιεηηνπξγία ηνπ πδξνειεθηξηθνχ έξγνπ. Με δεδνκέλε ηε δήηεζε ηνπ δηθηχνπ θαη ζε πεξηφδνπο άπλνηαο ή κεησκέλεο αηνιηθήο παξαγσγήο, ε απνζεθεπκέλε δπλακηθή ελέξγεηα ηνπ λεξνχ αμηνπνηείηαη αληηζηξέθνληαο ηελ παξαπάλσ δηαδηθαζία, αθνχ ην λεξφ κέζσ ηνπ ζηξνβίινπ παξάγεη ηψξα ηελ απαηηνχκελε ειεθηξηθή ελέξγεηα θαη ζπγθεληξψλεηαη ζηνλ θάησ ηακηεπηήξα. απηήλ ηελ πεξίπησζε, ην λεξφ κεηαθέξεηαη απφ ηνλ ηακηεπηήξα κε πςειφ πςφκεηξν ζηνλ ηακηεπηήξα κε ην ρακειφ πςφκεηξν. Δθεί έλαο πδξνζηξφβηινο 68

75 κεηαηξέπεη ηελ θίλεζε ηνπ λεξνχ ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα θαη ηε δηνρεηεχεη πάιη πίζσ ζην ζχζηεκα. Οη ηακηεπηήξεο απηνί πξνβιέπεηαη λα είλαη κηθξφηεξνη ζε κέγεζνο απφ ηνπο ζεκεξηλνχο ηακηεπηήξεο ηεο ΓΔΖ, δηφηη ην λεξφ ζα αλαθπθιψλεηαη, επνκέλσο δελ ζα ππάξρεη αλάγθε γηα κεγάιεο ιεθάλεο. Ο ηξφπνο ιεηηνπξγίαο ηνπο απεηθνλίδεηαη ζην ρήκα 5.1. Σν βαζηθφ κεηνλέθηεκα ηεο ζηνραζηηθήο εκθάληζεο ηνπ αλέκνπ κεηαηξέπεηαη ζε πιενλέθηεκα θαζψο παξέρεηαη εγγπεκέλε ηζρχο ζην ζχζηεκα. Σν ζχζηεκα ηεο αληιεζηνηακίεπζεο δελ απνηειεί ηερλνινγηθή πξσηνηππία, αθνχ ηέηνηα ζπζηήκαηα ιεηηνπξγνχλ ζην επεηξσηηθφ δίθηπν πξνζθέξνληαο ηελ απνζεθεπκέλε ελέξγεηα ζε ψξεο αηρκήο (κνλάδεο αηρκήο). Ήδε ε ΓΔΖ δηαζέηεη δχν θξάγκαηα πνπ ιεηηνπξγνχλ κ απηφλ ηνλ ηξφπν ην θξάγκα ηεο θεθηάο θαη ηνπ Θεζαπξνχ (ρήκα 5.2), κε ηε δηαθνξά φηη ην βξάδπ αληί γηα αηνιηθή ελέξγεηα ηξνθνδνηνχληαη κε ιηγληηηθή παξαγσγή απφ γεηηνληθνχο ζηαζκνχο, ηελ νπνία θαη «απνζεθεχνπλ» γηα ψξα αλάγθεο, ψζηε λα ππνθαηαζηήζνπλ ηε ιεηηνπξγία αθξηβψλ κνλάδσλ ηελ εκέξα. Ίζσο ηα δχν απηά θξάγκαηα κειινληηθά λα ζπλδεζνχλ κε αηνιηθνχο ζηαζκνχο (Μαληάο θ.α., 2008). Ζ ιχζε γηα ηε δηείζδπζε ησλ αλαλεψζηκσλ πεγψλ ζηελ Διιάδα είλαη πνιιά θαη κηθξά πδξνειεθηξηθά έξγα πνπ ζα έρνπλ δπλαηφηεηα «απνζήθεπζεο» ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο ψζηε απηή λα ρξεζηκνπνηείηαη ηηο ψξεο αηρκήο. Σα θξάγκαηα απηά ζα ιχζνπλ ην πξφβιεκα «απνζήθεπζεο» ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο θαη ζα επηηξέςνπλ ζην ειεθηξηθφ ζχζηεκα ηεο ρψξαο λα «ζεθψζεη» ηνπιάρηζηνλ MW αηνιηθψλ κέζα ζηα επφκελα ρξφληα, αληί γηα ηα κφιηο 870MW πνπ έρνπκε ζήκεξα. 69

76 ρήκα 5.1: Λεηηνπξγία αληιεηηθψλ ή πβξηδηθψλ πδξνειεθηξηθψλ έξγσλ ρήκα 5.2: Φξάγκαηα Θεζαπξνχ (αξηζηεξά ) θαη θεθηάο (δεμηά) 5.2. Πιενλεθηήκαηα θαη Μεηνλεθηήκαηα πβξηδηθώλ πδξνειεθηξηθώλ έξγσλ Πιενλεθηήκαηα πβξηδηθώλ πδξνειεθηξηθώλ έξγσλ Σα πιενλεθηήκαηα απφ ηελ θαηαζθεπή αηνιηθψλ πνπ ζα ππνζηεξίδνληαη απφ πδξνειεθηξηθά είλαη πνιιαπιά (Μαληάο θ.α., 2008): Γεδνκέλνπ φηη ε ηηκή ησλ θαπζίκσλ θαη ε νξηαθή ηηκή ηνπ ζπζηήκαηνο απμάλνληαη ζπλερψο, ε ιεηηνπξγία ηνπο ζα είλαη αληαγσληζηηθή. 70

77 ζν ζα απμάλεηαη ε παξαγφκελε ελέξγεηα απφ αηνιηθά, ηφζν ζα κεηψλεηαη ην ζχλνιν ησλ εθπνκπψλ CΟ 2 ηεο ρψξαο, άξα θαη ην θφζηνο γηα ηε ΓΔΖ θαη ηνπο ηδηψηεο παξαγσγνχο, ην νπνίν πξνθαλψο ζα θαηαιήγεη ζηνλ θαηαλαισηή. Απμάλεηαη πάξα πνιχ ε εγρψξηα παξαγσγή θαη κεηψλεηαη έηζη ε εμάξηεζε απφ εηζαγσγέο. ζν κεγαιχηεξε θαηαθξάηεζε λεξνχ έρνπκε ηφζν ζα εμαζθαιίδεηαη θαη ε απνηειεζκαηηθφηεξε χδξεπζε πεξηνρψλ αιιά θαη ε άξδεπζε θαιιηεξγήζηκεο γεο Μεηνλεθηήκαηα πβξηδηθώλ πδξνειεθηξηθώλ έξγσλ Σν κφλν κεηνλέθηεκα ελφο πβξηδηθνχ πδξνειεθηξηθνχ έξγνπ είλαη ην θφζηνο θαηαζθεπήο ηνπ. Σν θφζηνο αλά MW ελφο πδξνειεθηξηθνχ θπκαίλεηαη ζηα 2-3 εθαη. επξψ, έλαληη 1,3 εθαη. επξψ γηα κηα κνλάδα ιηζάλζξαθα θαη επξψ γηα κηα κνλάδα ζπλδπαζκέλνπ θχθινπ (θπζηθφ αέξην). Παξφιν πνπ είλαη αθξηβά ζηελ θαηαζθεπή ηνπο, είλαη πνιχ πην θζελά ζηε ιεηηνπξγία ηνπο ζπγθξηηηθά κε ηηο ζπκβαηηθέο κνλάδεο, δεδνκέλεο ηεο ζπλερνχο αχμεζεο ησλ ηηκψλ ησλ θαπζίκσλ πνπ ζπκβαίλεη ηα ηειεπηαία ρξφληα (Μαληάο θ.α., 2008) Τβξηδηθά πδξνειεθηξηθά έξγα ζηελ Διιάδα ηελ Διιάδα έλαο ηέηνηνο ζρεδηαζκφο, ζα πξέπεη λα μεθηλήζεη απφ ηα λεζηά, δηφηη αθελφο εθεί ην αηνιηθφ δπλακηθφ είλαη κεγάιεο ηάμεο θαη αθεηέξνπ εθεί ππάξρνπλ θαη νη κεγαιχηεξεο αλάγθεο ιφγσ ηεο κε δηαζχλδεζήο ηνπο κε ηελ ππφινηπε ρψξα. Δθφζνλ ππάξμεη ν ζσζηφο ζρεδηαζκφο ε Διιάδα, κπνξεί λα βξεζεί ζηηο πξψηεο ζέζεηο ησλ ηερληθψλ εμειίμεσλ. Κάηη ηέηνην νδεγεί ζηε δεκηνπξγία λέσλ ζέζεσλ εξγαζίαο, κε ηε δπλαηφηεηα λα θαηαζθεπάδνληαη ζηελ Διιάδα θαη ηα πεξηζζφηεξα ηκήκαηα ησλ ζπγθξνηεκάησλ, δεκηνπξγψληαο έηζη ηε δπλαηφηεηα εμαγσγήο φρη κφλν ηερλνγλσζίαο αιιά θαη εμνπιηζκνχ. Αθφκε έλα ζεκαληηθφ φθεινο γηα ηελ εζληθή νηθνλνκία. 71

78 ηελ Διιάδα απφ φηη είλαη γλσζηφ, γίλεηαη κειέηε γηα έλαλ πβξηδηθφ ζηαζκφ ζηελ Ηθαξία θαη ζηελ Κξήηε Τβξηδηθό πδξνειεθηξηθό έξγν ζηελ Ιθαξία ηελ Ηθαξία έρεη μεθηλήζεη ε θαηαζθεπή εξγνζηαζίνπ παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, κε ηε ρξήζε Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο. Σν έξγν πξνβιέπεηαη λα πινπνηεζεί ζηελ πεξηνρή Πέδη ηνπ δήκνπ Ραρψλ. Ζ ζχκβαζε πνπ έρεη ππνγξαθεί κε ηελ ΓΔΖ αλαθέξεη φηη ην έξγν ζα πξέπεη λα παξαδνζεί ζε 18 κήλεο, φκσο ζχκθσλα κε ηελ γλψκε ησλ εηδηθψλ, ζα πάξεη ιίγν παξαπάλσ απφ ηα δπν (2) ρξφληα. Θα θνζηίζεη 20 εθαη. επξψ, κε ηελ Δ.Δ. λα ρξεκαηνδνηεί ηα 3,5 εθαη. θαη ηελ ΓΔΖ ηα 16,5 εθαη. επξψ, ελψ γίλνληαη πξνζπάζεηεο γηα έληαμε ρξεκαηνδφηεζεο ηνπ (ηνπιάρηζηνλ ελφο αθφκα ζθέινπο ηνπ) ζην Γ ΚΠ. Σν έξγν είλαη Αλαζηξέςηκν Τδξνειεθηξηθφ Έξγν κε Αλεκνγελλήηξηεο. Δίλαη ίζσο ην πξψην (πξφηππν) ζηελ Δπξψπε (γίλεηαη άιιν έλα ζηα Καλάξηα λεζηά, φπσο ζα αλαπηπρζεί παξαθάησ, αιιά αθφκα δελ έρεη νινθιεξσζεί) θαη ζα ππάξμεη ηαπηφρξνλε ελέξγεηα ησλ δπν αλαλεψζηκσλ πεγψλ (πδαηηθήο θαη αηνιηθήο). Σν έξγν είλαη ζχλζεην, απνηειείηαη απφ δπν ζηαζκνχο πδξνζηξνβίισλ, έλα αηνιηθφ πάξθν (κε 4 αλεκνγελλήηξηεο ησλ 600 kw, κε δπλαηφηεηα ηνπνζέηεζεο θαη άιισλ ηεζζάξσλ αλεκνγελλεηξηψλ ζην κέιινλ), δχν δεμακελέο (κηθξά θξάγκαηα ζηελ Άλσ θαη Κάησ Πξνεηζπέξα) ησλ m 3. θαη έλα κεγάιν αληιηνζηάζην ζηελ Κάησ Πξνεηζπέξα. Απφ ην θξάγκα ηνπ Πεδηνχ κε ηελ ρσξεηηθφηεηα ηνπ 1 εθαη. m 3 λεξνχ (έρεη κεηξεζεί φηη απφ ηελ παξαπάλσ πεξηνρή ηνλ ρεηκψλα ρχλνληαη ζηελ ζάιαζζα 7 κε 8 m 3 ), απηά ηα λεξά ηα παίξλνπκε κε ππεξρείιηζε θαη ζέηνπκε ζε ιεηηνπξγία ηνπο πδξνζηξνβίινπο, ππάξρεη έλαο θνληά ζην θξάγκα ηεο ηάμεσο ηνπ 1 MW θαη δπν ζηελ Κάησ Πξνεηζπέξα ησλ 1,55 MW έθαζηνο (ζπλνιηθή ηζρχο 4,1 MW). Ζ ιεηηνπξγία ηνπ έρεη σο εμήο: ηνλ Υεηκψλα απφ ην Πέδη κε ππεξρείιηζε ζα γεκίδεη ε πάλσ δεμακελή θαη ζα θηλεί ηνλ κηθξφ πδξνζηξφβηιν, ζηελ ζπλέρεηα ζα θαηεθνξίδεη κε αγσγφ ζηελ θάησ δεμακελή φπνπ ζα θηλεί ηνπο άιινπο δχν. Ζ πξσηνηππία ηνπ έξγνπ βξίζθεηαη ζηελ αλαζηξεςηκφηεηα, δειαδή, απφ ηηο 15 Απξηιίνπ κέρξη 15 Οθησβξίνπ φπνπ ην λεξφ ηνπ θξάγκαηνο ζα δίδεηαη γηα άξδεπζε θαη χδξεπζε δελ ζα πεγαίλεη λεξφ ζηνπο πδξνζηξφβηινπο. Ζ πάλσ δεμακελή 72

79 ησλ m 3 ζα έρεη γεκίζεη κε λεξφ, απηφ ζα θαηεβαίλεη ζηελ θάησ δεμακελή ζα παξάγεη ξεχκα κέζσ ησλ πδξνζηξνβίισλ θαη ην βξάδπ πνπ ε Ηθαξία δελ ζα ρξεηάδεηαη ηφζε ηζρχ (φζν ηελ εκέξα) νη αλεκνγελλήηξηεο ζα θηλνχλ ηηο αληιίεο ηνπ αληιηνζηαζίνπ (ζηελ θάησ δεμακελή) θαη ζα αλεβάδνπλ ην λεξφ ζηελ πάλσ. Σν θαινθαίξη φπνπ ε θαηαλάισζε ελέξγεηαο κεγαιψλεη (3,5 κε 4 MW ηνλ ρεηκψλα, 9 κε 10 MW ην θαινθαίξη) ε παξαγσγή ζα ζπκπιεξψλεηαη απφ ηηο ληηδεινκεραλέο. Σν έξγν απηφ εθηφο απφ ηα ρσκαηνπξγηθά, ηα θηηξηαθά, ηνπο αγσγνχο λεξνχ, ηηο αλεκνγελλήηξηεο, ηνπο πδξνζηξνβίινπο, ην αληιηνζηάζην πεξηιακβάλεη θαη ην skanda, έλα απηφκαην ειεθηξνληθφ ζχζηεκα πνπ εγθαζίζηαηαη ζην εξγνζηάζην ηεο ΓΔΖ ζηνλ Αγ. Κήξπθν θαη κε κηα νπηηθή ίλα ζα δίλεη εληνιέο ζηνπο φινπο ηνπο ζηαζκνχο παξαγσγήο γηα ηελ άκεζε ιεηηνπξγία ηνπο. Ζ Ηθαξία ζπλδπάδεη έλα πνιχ θαιφ δπλακηθφ ζε αέξα αιιά θαη κε ην θξάγκα ζην Πέδη ζε πνιχ λεξφ. ηφρνο ηνπ Τβξηδηθνχ είλαη λα θαιχπηνληαη νη αλάγθεο ζε ειεθηξηθφ ξεχκα 100% θαηά ηνπ ρεηκεξηλνχο κήλεο θαη ην θαινθαίξη ζην 70%. Σν έξγν είλαη εξεπλεηηθφ, αλ πεηχρεη ζα κπνξεί λα εθαξκνζηεί θαη ζε άιια λεζηά (Πεγή: Τβξηδηθό πδξνειεθηξηθό έξγν ζηα Καλάξηα λεζηά Σν λεζί El Hierro βξίζθεηαη ζηα Καλάξηα Νεζηά (Ηζπαλία) κε έθηαζε 276 km 2 θαη πεξίπνπ θαηνίθνπο. Ζ αχμεζε ηνπ πιεζπζκνχ ηα ηειεπηαία ρξφληα είλαη αικαηψδεο θαη παξφκνηνη απμεηηθνί ξπζκνί αλακέλνληαη θαη γηα ην κέιινλ. Σν λεζί δελ είλαη δηαζπλδεδεκέλν κε ην επεηξσηηθφ ειεθηξηθφ δίθηπν θαη έηζη θαιχπηεη ηηο αλάγθεο ηνπ (θαηά 95%) κε ηε ιεηηνπξγία ελφο ζπκβαηηθνχ ζηαζκνχ ειεθηξνπαξαγσγήο ζπλνιηθήο ηζρχνο πεξίπνπ 9,75 ΜW. Ο ειεθηξηζκφο θαιχπηεη ην 65% ησλ ελεξγεηαθψλ αλαγθψλ ηνπ λεζηνχ, ελψ ν ξπζκφο αχμεζεο ηεο ειεθηξηθήο δήηεζεο είλαη πνιχ πςειφο. Αλ θαη ην El Hierro έρεη πνιχ πςειφ δπλακηθφ Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο (θπξίσο αηνιηθφ), νη ΑΠΔ θαιχπηνπλ κφιηο ην 5% ηεο ειεθηξηθήο δήηεζεο. πγθεθξηκέλα ζην λεζί ιεηηνπξγεί έλα αηνιηθφ πάξθν ηζρχνο 280 kw, απηφλνκα 73

80 θσηνβνιηατθά ζπζηήκαηα ζπλνιηθήο ηζρχνο 6,5 kw θαη ειηαθνί ζεξκνζίθσλεο ζπλνιηθήο επηθάλεηαο 426 m 2. Σν ζχζηεκα πνπ πξνηείλεηαη πξνο εγθαηάζηαζε ζην λεζί είλαη έλαο ζπλδπαζκφο Αηνιηθνχ πάξθνπ, πδξνειεθηξηθνχ έξγνπ θαη κνλάδαο αθαιάησζεο. Πην ζπγθεθξηκέλα ην αηνιηθφ πάξθν ζα παξέρεη ελέξγεηα ζην πδξνειεθηξηθφ έξγν ψζηε λα είλαη δπλαηή ε άληιεζε λεξνχ απφ κηα ρακειή ζε κηα πςειή δεμακελή (θαη ζηε ζπλέρεηα κέζσ ζηξνβίισλ θαη γελλεηξηψλ ρξήζε απηνχ ηνπ λεξνχ γηα παξαγσγή ειεθηξηζκνχ θαηά ηελ απμεκέλε δήηεζε) θαζψο θαη ζηε κνλάδα αθαιάησζεο (ε ζπγθεθξηκέλε κνλάδα αλαπιεξψλεη ην λεξφ πνπ εμαηκίδεηαη απφ ηηο δεμακελέο). Σν φιν ζχζηεκα παξνπζηάδεηαη γξαθηθά παξαθάησ: ρήκα 5.3: Αληιεηηθφ ή πβξηδηθφ πδξνειεθηξηθφ έξγν ζηα Καλάξηα λεζηά Οξηζκέλα ραξαθηεξηζηηθά απηνχ ηνπ έξγνπ είλαη: Αηνιηθφ πάξθν: 9,35 MW Αληιεηηθφο ζηαζκφο: 7 x 800 kw + 2 x 275 kw Μηλη-πδξνειεθηξηθφο ζηαζκφο (ηνπξκπίλεο Pelton): 2 x 3,3 MW πκβαηηθφο ζηαζκφο ειεθηξνπαξαγσγήο (ν ππάξρσλ): 9,75 MW Μνλάδα αθαιάησζεο: 5-10 m 3 /d Υσξεηηθφηεηα Τςειήο δεμακελήο: m 3 Υσξεηηθφηεηα Υακειήο δεμακελήο: m 3 Τδαηνθξάθηεο 74

81 χζηεκα δηαλνκήο Έλαο θπζηθφο θξαηήξαο ζα απνηειέζεη ηελ πςειή δεμακελή κεηά απφ ηελ αλάινγε ζηεγάλσζή ηνπ. Ζ ρακειή ζα θαηαζθεπαζηεί θνληά ζηνλ ππάξρνληα ζπκβαηηθφ ζηαζκφ ειεθηξνπαξαγσγήο. Γχν θηίξηα γηα ηε ζηέγαζε ησλ ηνπξκπηλψλ θαη ησλ αληιηψλ ζα θαηαζθεπαζηνχλ, ελψ ην ζχζηεκα αθαιάησζεο ζα εγθαηαζηαζεί ζηελ αθηή θαη θνληά ζηνλ ζπκβαηηθφ ζηαζκφ (Πεγή: 75

82 6. Διερεύνηςη ςυνεργαςίασ Α/Γ-ΜΥΗΣ θνπφο ηεο παξνχζαο δηπισκαηηθήο εξγαζίαο είλαη ε δηεξεχλεζε ζπλεξγαζίαο κηαο αλεκνγελλήηξηαο θαη ελφο κηθξνχ πδξνειεθηξηθνχ ζηαζκνχ - ζηε λήζν Μήιν - γηα ηελ εμππεξέηεζε ειεθηξηθψλ θνξηίσλ. Αξρηθά δίλνληαη θάπνηα βαζηθά ζηνηρεία ηνπ λεζηνχ θαη παξνπζηάδεηαη ε θαηάζηαζε ησλ ΑΠΔ ζην λεζί. Έπεηηα αθνινπζεί ε επεμεξγαζία ησλ δεδνκέλσλ θαη ε αλαιπηηθή κειέηε γηα ηνλ ππνινγηζκφ ησλ απαηηνχκελσλ έξγσλ Πεξηγξαθή ηεο λήζνπ Μήινπ H λήζνο Mήινο, βξίζθεηαη ζην ΝΑ ζχκπιεγκα ησλ Κπθιάδσλ, κε γεσγξαθηθφ πιάηνο 36 ν 41' Βφξεην θαη γεσγξαθηθφ κήθνο 24 ν 25' Αλαηνιηθά. Ζ επηθάλεηα ηεο αλέξρεηαη ζε 151 km 2 κε κήθνο παξάθηηαο δψλεο 126 km θαη ην έδαθνο κπνξεί λα ζεσξεζεί νξεηλφ, κε ρακειφ χςνο βνπλψλ θαη ςειφηεξε θνξπθή ηνλ Πξνθήηε Ζιία ζηα 751m. Δίλαη έλα εθαηζηεηαθφ λεζί, μεξφ θαη αλεκψδεο κε εηήζηα βξνρφπησζε θάησ ησλ 400mm. Οη θχξηνη νηθηζκνί ηνπ λεζηνχ απνηεινχλ ζήκεξα ηνλ Γήκν ηεο Μήινπ κε θχξην ιηκάλη ζηνλ Αδάκαληα θαη είλαη ζπγθεληξσκέλνη ζην Β-ΒΑ κέξνο ηνπ λεζηνχ, κε ζπλνιηθφ πιεζπζκφ άηνκα (θαηά ηελ απνγξαθή 2001). ρήκα 6.1: Υάξηεο λήζνπ Μήινπ. 76

83 6.2. Δλέξγεηα ζηε Μήιν Ζ ειεθηξηθή ελέξγεηα παξέρεηαη ζηνπο θαηαλαισηέο ζηε Μήιν κε απ επζείαο πξφζβαζε ζε δχν επίπεδα ηάζεσο, ηελ ρακειή ηάζε (0,4 kv) θαη ηελ κέζε ηάζε (15 kv), ελψ ηα ηηκνιφγηα δηαθξίλνληαη αλάινγα κε ηε ρξήζε ηνπο. Καηά θαλφλα, ην κέγεζνο ηεο δήηεζεο νδεγεί θαη ζην αληίζηνηρν επίπεδν ηάζεσο κε ρακειφηεξεο ηηκέο ζηα πςειά επίπεδα ηάζεσο, θπξίσο ιφγσ κεησκέλσλ επελδχζεσλ ζην δίθηπν, κηθξέο απψιεηεο θαη κεησκέλεο δαπάλεο εθκεηάιιεπζεο. Βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά ησλ ηηκνινγίσλ είλαη ε ρξέσζε γηα δήηεζε ηζρχνο (kw) θαη ε ρξέσζε γηα θαηαλάισζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο (kwh), εθηφο απφ κεξηθέο πεξηπηψζεηο ζηε ρακειή ηάζε φπνπ ρξεψλεηαη κφλν ε ελέξγεηα (kwh). Οη ηάζεηο πνπ επηθξαηνχλ είλαη νη δηαθνξεηηθέο ρξεψζεηο γηα θάζε δψλε δήηεζεο κε θαηάιιεινπο κεηξεηέο γηα λα απνζαξξχλνπλ πςειέο θαηαλαιψζεηο ζηε δψλε αηρκήο θαη ηειηθά ηε κείσζε ηεο κέγηζηεο δήηεζεο, θάηη πνπ δελ απνθιείεηαη λα εθαξκνζζεί ζχληνκα ζηα λεζηά. Ζ λήζνο Μήινο δελ είλαη ζπλδεδεκέλε κε ην Δζληθφ χζηεκα θαη ειεθηξνδνηείηαη απφ ηνλ απηφλνκν ζηαζκφ (ΑΠ) ηεο ΓΔΖ πνπ ιεηηνπξγεί κε κνλάδεο πεηξειαίνπ. Ο ζηαζκφο είλαη εγθαηεζηεκέλνο θνληά ζηε ζάιαζζα κεηαμχ Αδάκαληα θαη Εεθπξίαο θαη δηαζέηεη 9 κνλάδεο δηαθφξσλ κεγεζψλ κε ζπλνιηθή απνδηδφκελε ηζρχ 13,5 ΜW πεξίπνπ (εγθαηεζηεκέλε ηζρχο 21,35 MVA). Λφγσ παιαηφηεηαο ησλ κνλάδσλ ε αμηνπηζηία ηνπο θξίλεηαη ρακειή θαη ηα ελδερφκελα βιαβψλ κε κείσζε ηεο απνδηδφκελεο ηζρχνο είλαη πηζαλά δεκηνπξγψληαο πξφβιεκα ηδηαίηεξα φηαλ εκθαλίδνληαη θαηά ηελ ζεξηλή πεξίνδν. Γηα ηελ θάιπςε ησλ αηρκψλ ηεο ζεξηλήο πεξηφδνπ ε ΓΔΖ πξνζθεχγεη ζηελ ελνηθίαζε ειεθηξνπαξαγσγψλ κνλάδσλ πνπ απνηειεί κηα πξφζζεηε δαπάλε (Γθαγθά Α., 2006). Σν δίθηπν κέζεο ηάζεο (15kV) είλαη αξθεηά εθηεηακέλν κε ππνζηαζκνχο ΜΣ/ΥΣ γηα ηελ ειεθηξνδφηεζε ησλ θαηαλαισηψλ ηνπ λεζηνχ. Ζ κέγηζηε δήηεζε παξνπζηάδεηαη θαηά ηνλ κήλα Αχγνπζην ηηο βξαδηλέο ψξεο θαη πιεζηάδεη ηα 12 MW ελψ ην ειάρηζην είλαη ηεο ηάμεο ησλ 2,1 MW θπξίσο ηνπο ρεηκεξηλνχο κήλεο θαη ηελ άλνημε. Οη κήλεο πςειήο δήηεζεο είλαη ν Ηνχιηνο θαη ν Αχγνπζηνο θαη αθνινπζνχλ ν επηέκβξηνο θαη ν Ηνχληνο. Ο ξπζκνί αχμεζεο ηεο δήηεζεο ελέξγεηαο θαη ηζρχνο είλαη πςεινί (ηεο ηάμεο ηνπ 10% εηεζίσο) ελψ ν εηήζηνο ζπληειεζηήο θνξηίνπ είλαη ρακειφο γχξσ ζην 43% κε απνηέιεζκα κεγάιεο δηαθπκάλζεηο ηεο ηζρχνο θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ 24ψξνπ θαη επνρηαθά. 77

84 Ζ Μήινο ραξαθηεξίδεηαη απφ ην πςειφ ελεξγεηαθφ δπλακηθφ πνπ δηαζέηεη ζε αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο. Σα ηνπηθά γεσζεξκηθά πεδία, πνπ εληνπίδνληαη θπξίσο ζην θεληξηθφ θαη αλαηνιηθφ ηκήκα ηνπ λεζηνχ παξνπζηάδνπλ ηδηαίηεξν νηθνλνκηθφ ελδηαθέξνλ. Σα γεσζεξκηθά πεδία δηαθξίλνληαη ηφζν ζε πςειήο (άλσ ησλ 100 ºC ) φζν θαη ζε ρακειήο ελζαιπίαο (κέρξη 100 ºC), επηηξέπνληαο πιήζνο εθαξκνγψλ, απφ ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο κε γεσζεξκηθφ αηκφ 320 ºC κέρξη ηε ζέξκαλζε ζεξκνθεπίσλ κε ζεξκφ λεξφ 45ºC. Σα πεδία απηά έρνπλ εληνπηζζεί θαη επηβεβαησζεί κε ζεηξά γεσηξήζεσλ θαη ην δπλακηθφ ηνπο εθηηκάηαη φηη ίζσο ππεξβαίλεη ηα 200 MW. Δπηπιένλ, ε πεξηνρή ηνπ Γήκνπ δηαζέηεη πινχζην αηνιηθφ θσηνβνιηατθφ δπλακηθφ, ηθαλφ γηα λα θαιχςεη ζεκαληηθφ πνζνζηφ ησλ ελεξγεηαθψλ αλαγθψλ ηνπ λεζηνχ (Γθαγθά Α., 2006). Σα ηειεπηαία ρξφληα ιεηηνπξγνχλ ζηε Μήιν 4 αηνιηθέο κνλάδεο ζηελ πεξηνρή Κνπηζνπλνξάρε, κε ζπλνιηθή εγθαηεζηεκέλε ηζρχ 2.900kW. Σέινο, ππάξρεη θαη άιιε κία, ηεο ηάμεσο ησλ 850kW πνπ θαιχπηεη ηηο ελεξγεηαθέο αλάγθεο γηα ηελ Μνλάδα Αθαιάησζεο Ωο πξνο αμηνπνίεζε ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο, ζην λεζί ππάξρνπλ εγθαηεζηεκέλνη ειηαθνί ζπιιέθηεο γηα παξαγσγή ζεξκνχ λεξνχ (sanitary water) ζηνπο νηθηζκνχο. ρήκα 6.2:Σν εγθαηεζηεκέλν αηνιηθφ πάξθν Μήινπ 78

85 Σν αηνιηθό δπλακηθό ηεο Μήινπ Σν αηνιηθφ δπλακηθφ ηεο Μήινπ ραξαθηεξίδεηαη πςειφ φπσο θαίλεηαη θαη απφ ην ρήκα 6.3. Ζ ρξήζε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο ζεσξείηαη επλντθή γηα ηε παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Παξαηεξνχκε φηη ππάξρνπλ αξθεηέο πεξηνρέο ζην λεζί φπνπ επηθξαηνχλ άλεκνη, ηθαλνί πξνο εθκεηάιιεπζε γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. ρήκα 6.3. Υάξηεο αηνιηθνχ δπλακηθνχ ηεο Μήινπ ( πεγή: ΚΑΠΔ ) 6.3. Πξνζνκνίσζε ηεο αλεκνγελλήηξηαο Αξρηθά δεδνκέλα Με ζηφρν λα γίλεη ε απνηίκεζε ηνπ αηνιηθνχ δπλακηθνχ, πνπ απνζθνπεί ηε δηεξεχλεζε ηεο δπλαηφηεηαο εγθαηάζηαζεο ελφο πβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο ζηε λήζν Μήιν ειήθζεζαλ ηα αλεκνινγηθά ζηνηρεία απφ ηε ΔΜΤ (Δζληθή Μεηεσξνινγηθή Τπεξεζία). Σα δεδνκέλα πνπ δφζεθαλ ήηαλ ηνπ πξνεγνχκελνπ έηνπο 2008, κε ηηο παξαηεξνχκελεο ηαρχηεηεο ηνπ αλέκνπ - θφκβνη - θαζ φιε ηε δηάξθεηα ηνπ έηνπο αλά 3h. Δπίζεο δφζεθαλ γηα ηελ πεξίνδν νη κέζεο ηαρχηεηεο αλά κήλα ζε θιίκαθα Beaufort, κε ηε ζπρλφηεηα εκθάληζήο ηνπο. Αθνινχζεζε ε κεηαηξνπή ησλ κνλάδσλ ζχκθσλα κε ηνλ Πίλαθα 6.1 θαη φιεο νη κνλάδεο κεηαηξάπεθαλ ζε m/sec. 79

86 Πίλαθαο 6.1: Μνλάδεο ηαρχηεηαο αλέκνπ (πεγή: ΔΜΤ) Θα πξέπεη λα αλαθέξνπκε φηη ε θιίκαθα Beaufort δελ απνηειεί αληηθεηκεληθή κέηξεζε ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ αιιά είλαη πεξηζζφηεξν ε εθηίκεζε γηα ηελ επίδξαζε ηνπ αλέκνπ ζην πεξηβάιινλ Σαρύηεηεο πρλόηεηα εκθάληζεο ε απηφ ην ζεκείν επεμεξγάζηεθαλ θαη νκαδνπνηήζεθαλ ηα αλεκνινγηθά ζηνηρεία απφ ηελ ΔΜΤ. ηνλ Πίλαθα 6.2 θαίλεηαη ε θαηαλνκή ηαρπηήησλ γηα ηελ πεξίνδν αλά κήλα αιιά θαη εηεζίσο γηα ηελ ίδηα πεξίνδν, ελψ ζην ρήκα 6.4 ε εηήζηα θακπχιε θαηαλνκήο πεξηφδνπ Δπίζεο ζην ρήκα 6.5 δίλεηαη ε ζπγθεληξσηηθή θακπχιε θαηαλνκήο ηαρπηήησλ πεξηφδνπ Παξαηεξνχκε φηη ζπρλφηεξε εκθάληζε έρνπλ νη ηαρχηεηεο απφ 1,6-8 m/s, ελψ ηαρχηεηεο 20 m/s θαη άλσ είλαη ζρεδφλ κεδεληθέο. Έπεηηα απφ κηα ζηαηηζηηθή επεμεξγαζία ησλ αλεκνινγηθψλ δεδνκέλσλ ζηνηρείσλ, παξαηίζεληαη ζην Παξάξηεκα Α ζηα ρήκαηα 1 12 θαη αληίζηνηρα ζηνπο Πίλαθεο 1 12 αλαιπηηθά γηα θάζε κήλα ε θακπχιε θαηαλνκήο ηεο ηαρχηεηαο γηα ηελ πεξίνδν