ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΙΕΣΠΑΡΜΕΝΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΧΑΜΗΛΗΣ ΤΑΣΗΣ

Transcript

1 Τ.Ε.Ι. Κρήτης Τµήµα Φυσικών Πόρων & Περιβάλλοντος ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΙΕΣΠΑΡΜΕΝΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΧΑΜΗΛΗΣ ΤΑΣΗΣ Ε ιβλέ οντες Καθηγητές: Καρα ιδάκης Εµµανουήλ Κατσίγιαννης Γιάννης Ε ιµέλεια Πτυχιακής Εργασίας: Γερούση Λουκία Κα ή Σοφία Χανιά Ιούνιος 2008

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΑΠΕ ΚΑΙ Σ.Η.Θ.Υ.Α. 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.2 ΠΡΟΫΠΟΘΕΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ 1.3 ΤΙΜΟΛΟΓΗΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 1.4 ΟΡΓΑΝΑ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΠΡΟΩΘΗΣΗΣ ΕΠΕΝ ΥΣΕΩΝ ΣΤΟΥΣ ΤΟΜΕΙΣ ΑΠΕ ΚΑΙ Σ.Η.Θ.Υ.Α. 1.5 ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΓΙΑ ΑΠΕ 1.6 ΕΚΘΕΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΩΘΗΣΗ ΤΩΝ ΑΠΕ 1.7 ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΑΠΕ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 2.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 2.2 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΙΑΝΟΜΗΣ ΦΟΡΤΙΟ 2.3 ΙΑΣΥΝ Ε ΕΜΕΝΑ ΚΑΙ ΑΠΟΜΟΝΩΜΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΙΑΣΥΝ Ε ΕΜΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΠΟΜΟΝΩΜΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 2.4 ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΑΠΕ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΙΕΣΠΑΡΜΕΝΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟ ΙΚΤΥΑ 3.1 ΙΕΣΠΑΡΜΕΝΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ 3.2 ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ ΙΕΣΠΑΡΜΕΝΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ 3.3 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΙΕΣΠΑΡΜΕΝΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ 3.4 ΜΙΚΡΟ ΙΚΤΥΑ 3.5 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟ ΙΚΤΥΩΝ 3.6 ΣΤΟΧΟΣ ΜΙΚΡΟ ΙΚΤΥΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΜΙΚΡΟ ΙΚΤΥΩΝ 4.1 ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ 4.2 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ 4.3 Υ ΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΑ 4.4 ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ 4.5 ΒΙΟΜΑΖΑ 4.6 ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ 4.7 ΚΥΨΕΛΗ ΚΑΥΣΙΜΟΥ 4.8 ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ ΜΗΧΑΝΗ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ DIESEL 4.9 ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΤΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ HOMER 5.1 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ HOMER 5.2 ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΤΟΥ HOMER 2

3 5.3 ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΦΟΡΤΙΩΝ 5.4 ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΙΚΤΥΟΥ 5.5 ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΕΦΑΡΜΟΓΗ HOMER 6.1 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΙΚΡΟ ΙΚΤΥΟΥ 6.2 ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΕΝΑΡΙΩΝ ΚΑΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 6.3 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 3

4 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η Ελλάδα ψήφισε ένα σχετικό µε τις Α.Π.Ε σχέδιο νόµου το ο οίο διαµόρφωσε τους όρους της ενεργειακής ραγµατικότητας στην Ελλάδα, δίνοντας έµφαση στην ανάγκη εξεύρεσης άλλων ηγών ενέργειας α ό Α.Π.Ε και Σ.Η.Θ.Υ.Α. Αναφέρεται στην τιµολόγηση της ηλεκτρικής ενέργειας και στους ρεαλιστικούς στόχους της χώρας άνω σε αυτό το θέµα. Η τιµολόγηση της ηλεκτρικής ενέργειας γίνεται µε βάση την τιµή σε /MWh της ηλεκτρικής ενέργειας ου α ορροφάται α ό το σύστηµα ή το δίκτυο. Υ άρχουν δύο είδη συστηµάτων, τα διασυνδεδεµένα συστήµατα ηλεκτρικής ενέργειας τα α οµονωµένα συστήµατα ηλεκτρικής ενέργειας. Στην αρούσα εργασία εξετάζεται, όσο οικονοµικό είναι να εγκατασταθεί ένα µικροδίκτυο, στο νησί της Κρήτης,το ο οίο βασίζεται κατά ένα µεγάλο µέρος σε ανανεώσιµες ηγές ενέργειας, έ ειτα να αγοράζεται η ενέργεια α ό την ΕΗ 0,050 /kwh και τελικά να ωλείται στους καταναλωτές. Η ερισσευούµενη ενέργεια µ ορεί να ουληθεί ίσω στο δίκτυο εφόσον µ ορεί να υ άρχει διασύνδεση. Ε ίσης, στην εργασία εριγράφεται και το λογισµικό Homer, το ο οίο µοντελο οιεί την λειτουργία ενός συστήµατος χρησιµο οιώντας όλους τους ενεργειακούς υ ολογισµούς ου έχουν γίνει για κάθε µια α ό τις 8760 ώρες ενός έτους. Για κάθε ώρα, το Homer συγκρίνει την ωριαία ζήτηση ηλεκτρικής και θερµικής ενέργειας µε την αντίστοιχη ωριαία αραγωγή ηλεκτρικής και θερµικής ενέργειας. 4

5 ABSTRACT Greece voted a relative with the Natural Resources and Environment law, which shaped the terms of energy reality in Greece, giving accent in the need of discovery of other sources of energy from Natural Resources. It is mentioned in the cost of electric energy and in the realistic objectives of country on this subject. The cost of electric energy is related with the price of /MWh of the electric energy that is absorbed by the system or the grid. There exist two types of systems, the interconnected systems of electric energy and the isolated systems of electric energy. In the present project it is examined, how much economic is, to installed a microgrid, in the island of Crete, which is based at a big part on renewable sources of energy, then to be bought from the energy of National Electrical Company 0,050 /kwh and finally it be sold to the consumers. The rest of energy can be sold back to the network provided that it can exist interconnection. Also, in the project is described the software Homer, that simulated the operation of system using the all energy calculations that have become from the 8760 hours of one year. For each hour, Homer compares the demand per hour from electric and thermic energy with the corresponding horal production electric and thermic energy. 5

6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ Α.Π.Ε ΚΑΙ Σ.Η.Θ.Υ.Α. 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η Ελλάδα ως ένα κράτος ου λειτουργεί µέσα στα λαίσια της Ευρω αϊκής Ένωσης κινείται στη λογική των οδηγιών των Ευρω αϊκών οργάνων. Έτσι, έχοντας ως δροµοδείκτη την οδηγία 2001/77/ΕΚ του Ευρω αϊκού Κοινοβουλίου και του Συµβουλίου της 27 ης Σε τεµβρίου 2001 για την αραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας ου αράγεται α ό ανανεώσιµες ηγές στην εσωτερική αγορά ηλεκτρικής ενέργειας. Ψήφισε ένα σχετικό µε τις ανανεώσιµες ηγές ενέργειας σχέδιο νόµου στις 6 Ιουνίου Αυτός ο νόµος διαµόρφωσε τους όρους της ενεργειακής ραγµατικότητας στην Ελλάδα, υ ογραµµίζοντας µε τον λέον εµφαντικό τρό ο την ανάγκη εξεύρεσης άλλων ηγών ενέργειας. Σ αυτόν ε ίσης διαγράφονται η τιµολόγηση της ηλεκτρικής ενέργειας και οι ρεαλιστικοί στόχοι της χώρας άνω σ αυτό το θέµα. Μεταφέρεται η Ευρω αϊκή Οδηγία (της 27 ης Σε τεµβρίου 2001) στο ελληνικό δίκαιο για αραγωγή Η.Ε. α ό ΑΠΕ και ροωθείται η αραγωγή Η.Ε. α ό Σ.Η.Θ.Υ.Α. Η αραγωγή Η.Ε. α ό ΑΠΕ συνδέεται µε την ολιτική βούληση του Υ ουργού Ανά τυξης, ο ο οίος θα συνεργαστεί µε τη Ρυθµιστική Αρχή Ενέργειας. 1.2 ΠΡΟΫΠΟΘΕΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ Η άδεια αραγωγής χορηγείται α ό τον Υ ουργό Ανά τυξης µετά α ό γνώµη της Ρυθµιστικής Αρχής Ενέργειας (ΡΑΕ) µε βάση τα κριτήρια: εθνικής ασφάλειας, της ροστασίας της δηµόσιας υγείας και ασφάλειας της εν γένει ασφάλειας των εγκαταστάσεων και του σχετικού εξο λισµού του συστήµατος και του δικτύου της ενεργειακής α οδοτικότητας του έργου της ωριµότητας διαδικασίας υλο οίησης του έργου εξασφάλιση χρήσης εγκατάστασης του έργου 6

7 ο αιτών ρέ ει να έχει οικονοµική / ε ιστηµονική / τεχνική ε άρκεια της διασφάλισης αροχής κοινής ωφέλειας της ροστασίας του εριβάλλοντος Κάθε φυσικό ή νοµικό ρόσω ο µ ορεί να εξασφαλίσει µια άδεια αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας α ό ΑΠΕ ή ΣΗΘΥΑ ανά διάστηµα µέχρι 25 ετών και να την ανανεώσει µέχρι ίσο χρόνο. Η Ρ.Α.Ε. ζητά α ό το Κέντρο Ανανεώσιµων Πηγών συνεργασίας για την αξιολόγηση των αιτήσεων για χορήγηση άδειας αραγωγής και για τον έλεγχο τήρησης των όρων. Ακόµα το Κ.Α.Π.Ε. µ ορεί να αρέχει σ αυτήν υ ηρεσίες τεχνικού συµβούλου. Για τη χορήγηση άδειας η αίτηση υ οβάλλεται στη Ρ.Α.Ε. Κάθε 2 µήνες ο Υ ουργός Ανά τυξης ενηµερώνεται α ό τη Ρ.Α.Ε. για την κατάσταση Ειδικού Μητρώου Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας α ό ΑΠΕ ή ΣΗΘΥΑ. Ο Κανονισµός Αδειών Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας α ό Α.Π.Ε. ή Σ.Η.Θ.Υ.Α. εγκρίνεται α ό τον Υ ουργό Ανά τυξης και δηµοσιεύεται στην εφηµερίδα της Κυβερνήσεως. Ανά διετία η Ρ.Α.Ε. για την ροώθηση της εγκατάστασης των υβριδικών σταθµών στα µη ιασυνδεδεµένα Νησιά και την υ οστήριξη των ενδιαφεροµένων µ ορεί να εκ ονεί και να θέτει στη διάθεσή τους µελέτη στην ο οία εριλαµβάνονται οι αναγκαίες ληροφορίες και κάθε χρήσιµο στοιχείο για τις δυνατότητες ανά τυξης υβριδικών σταθµών σε κάθε νησί, οι ενδεικνυόµενες τεχνολογίες, ο τύ ος και το µέγεθος των µονάδων ου συγκροτούν τον υβριδικό σταθµό µε βάση τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του ηλεκτρικού συστήµατος καθώς και το κόστος αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας κάθε αυτόνοµου ηλεκτρικού συστήµατος των µη ιασυνδεδεµένων Νησιών. Οι σταθµοί αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας α ό ΑΠΕ ή ΣΗΘΥΑ ε ιτρέ εται να εγκαθίστανται: α) σε γή εδο ή χώρο ου ο αιτών έχει το δικαίωµα νόµιµης χρήσης, β) σε δάση ή δασικές εκτάσεις µε την ανάλογη άδεια, γ) σε αιγιαλό, αραλία, θάλασσα ή σε υθµένα της. Η άδεια εγκατάστασης ή ε έκτασης σταθµού αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας α ό Α.Π.Ε. ή Σ.Η.Θ.Υ.Α. εκδίδεται µε α όφαση του Γενικού Γραµµατέα της Περιφέρειας στα όρια της ο οίας εγκαθίσταται ο σταθµός. 7

8 Αν ο αρµόδιος Γενικός Γραµµατέας δεν εκδώσει την άδεια εγκατάστασης εντός 15 ηµερών α ό την υ οβολή αίτησης του ενδιαφεροµένου, τότε καθίσταται αρµόδιος ο Υ ουργός Ανά τυξης, ρος τον ο οίο ο ενδιαφερόµενος υ οβάλλει την αίτηση µε το συνοδευτικό φάκελο και την α όφαση ΕΠΟ ή ε ικυρωµένα αντίγραφα αυτών. Για την έκδοση των αδειών εγκατάστασης αρέχεται στον Υ ουργό Ανά τυξης α ό Κ.Α.Π.Ε. γραµµατειακή, τεχνική και ε ιστηµονική υ οστήριξη αντί αµοιβής, η ο οία καθορίζεται µε κοινή α όφαση των Υ ουργών Οικονοµίας Οικονοµικών και Ανά τυξης. Περίληψη της άδειας εγκατάστασης δηµοσιεύεται µε ευθύνη του κατόχου της σε µια τουλάχιστον ηµερήσια εφηµερίδα ου εκδίδεται στην Αθήνα και σε µια το ική εφηµερίδα της εριφέρειας, στα όρια της ο οίας ρέ ει να εγκατασταθεί ο σταθµός. Η άδεια εγκατάστασης ισχύει για 2 έτη και µ ορεί να αρατείνεται κατά ανώτατο όριο για ίσο χρόνο µετά την αίτηση του κατόχου της, εφόσον τηρούνται κά οιες ροϋ οθέσεις. Οι όροι, οι ροϋ οθέσεις, η διαδικασία και κάθε αναγκαία λε τοµέρεια για την ροτεραιότητα κατά την κατανοµή του φορτίου στις εγκαταστάσεις αραγωγής ορίζονται στον Κώδικα ιαχείρισης του Συστήµατος. Ο ιαχειριστής του ικτύου των Μη ιασυνδεδεµένων Νησιών, κατά την κατανοµή του φορτίου αρέχει ροτεραιότητα στη µονάδα αραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας α ό ΑΠΕ Υβριδικού Σταθµού έναντι των άλλων µονάδων ΑΠΕ, εφόσον συµµετέχει στην αροχή εγγυηµένης ισχύος του Υβριδικού Σταθµού κατά τα ροβλε όµενα στην οικεία άδεια αραγωγής ή εφόσον γίνεται α οθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας στη µονάδα αραγωγής του Υβριδικού Σταθµού. Προβλέ εται η σύµβαση ώλησης ηλεκτρικής ενέργειας ου ισχύει για 10 χρόνια και µ ορεί να αρατείνεται για 10 ε ι λέον έτη µονοµερώς µε έγγραφη δήλωση του αραγωγού, εφόσον αυτή υ οβάλλεται 3 τουλάχιστον µήνες ριν α ό τη λήξη της αρχικής σύµβασης. Η σύµβαση ώλησης ηλεκτρικής ενέργειας ου αράγεται α ό Υβριδικούς Σταθµούς ισχύει για 20 έτη και µ ορεί να αρατείνεται σύµφωνα µε τους όρους της άδειας αυτής. 8

9 Μετά α ό έγγραφη συµφωνία των µερών, εφόσον ισχύει η σχετική άδεια αραγωγής µε την α όφαση του Υ ουργού Ανά τυξης µετά α ό εισήγηση του αρµόδιου διαχειριστή και γνώµη της Ρ.Α.Ε. καθορίζονται ο τύ ος, το εριεχόµενο και η διαδικασία κατάρτισης των συµβάσεων ώλησης ηλεκτρικής ενέργειας. 1.3 ΤΙΜΟΛΟΓΗΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Η ηλεκτρική ενέργεια ου αράγεται α ό αραγωγό ή αυτο αραγωγό µέσω σταθµού αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας α ό Α.Π.Ε. ή Σ.Η.Θ.Υ.Α. ή µέσω υβριδικού σταθµού και α ορροφάται α ό το σύστηµα ή το ίκτυο τιµολογείται σε µηνιαία βάση. Η τιµολόγηση γίνεται µε βάση την τιµή σε ευρώ ανά µεγαβατώρα (MWh) της ηλεκτρικής ενέργειας ου α ορροφάται α ό το σύστηµα ή το δίκτυο συµ εριλαµβανοµένου και του ικτύου Μη ιασυνδεδεµένων Νησιών. 9

10 Πίνακας 1.1: Τιµολόγηση ηλεκτρικής ενέργειας. Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας α ό: Τιµή Ενέργειας ( / MWh) ιασυνδεδεµένο Σύστηµα Μη ιασυνδεδεµένα Νησιά α) Αιολική ενέργεια 73 84,6 β) Αιολική ενέργεια α ό αιολικά άρκα στη θάλασσα γ) Υδραυλική ενέργεια ου αξιο οιείται µε µικρούς υδροηλεκτρικούς σταθµούς µε εγκατεστηµένη ισχύ έως 15 MWe δ) Ηλιακή ενέργεια ου αξιο οιείται α ό φωτοβολταϊκές µονάδες µε Εγκατεστηµένη Ισχύ µικρότερη ή ίση των 100 kwpeak οι ο οίες εγκαθίστανται σε ακίνητο ιδιοκτησίας ή νόµιµης κατοχής ή όµορα ακίνητα του ίδιου ιδιοκτήτη ή νόµιµου κατόχου ε) Ηλιακή ενέργεια ου αξιο οιείται α ό φωτοβολταϊκές µονάδες, µε εγκατεστηµένη ισχύ µεγαλύτερη των 100 kwpeak στ) Ηλιακή ενέργεια ου αξιο οιείται α ό µονάδες άλλης τεχνολογίας, λην αυτής των φωτοβολταϊκών µε Εγκατεστηµένη Ισχύ έως έντε (5) MWe ζ) Ηλιακή ενέργεια ου αξιο οιείται α ό µονάδες άλλης τεχνολογίας, λην αυτής των φωτοβολταϊκών µε Εγκατεστηµένη Ισχύ µεγαλύτερη των 5 MWe η) Γεωθερµική ενέργεια, βιοµάζα, αέρια εκλυόµενα α ό χώρους υγειονοµικής ταφής και α ό εγκαταστάσεις βιολογικού καθαρισµού και βιοαέρια , ,6 θ) Λοι ές Α.Π.Ε ,6 ι) Σ.Η.Θ.Υ.Α ,6 10

11 Οι τιµές ου εριλαµβάνονται στον ίνακα ανα ροσαρµόζονται κάθε έτος µε α όφαση του Υ ουργού Ανά τυξης, η ο οία εκδίδεται µετά α ό γνώµη της Ρ.Α.Ε. Ως βάση για την ανα ροσαρµογή αυτή λαµβάνεται η µεσοσταθµική µεταβολή των εγκεκριµένων τιµολογίων της ηµόσιας Ε ιχείρησης Ηλεκτρισµού ( ΕΗ). Ως µεσοσταθµική µεταβολή των τιµολογίων της ΕΗ, νοείται ο µέσος όρος των ε ιµέρους εγκεκριµένων µεταβολών ανά κατηγορία τιµολογίου ό ως ο όρος αυτός σταθµίζεται, ανάλογα µε την αντίστοιχη κατά το είδος της ηλεκτρικής ενέργειας ου καταναλώνεται το ροηγούµενο έτος. Αν δεν α αιτείται έγκριση των τιµολογίων της ΕΗ σύµφωνα µε τη σχετική κείµενη νοµοθεσία, οι τιµές του ίνακα ανα ροσαρµόζονται µε α όφαση του Υ ουργού Ανά τυξης σε οσοστό 80% του δείκτη των τιµών καταναλωτή ό ως αυτός καθορίζεται α ό την Τρά εζα της Ελλάδος. Η ανα ροσαρµογή αυτή γίνεται µε ενιαίο τρό ο και ισχύει για όλες τις τιµές του ίνακα. Για την ροώθηση της αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ου αράγεται α ό φωτοβολταϊκούς σταθµούς καταρτίζεται α ό τη Ρ.Α.Ε. και εγκρίνεται α ό τον Υ ουργό Ανά τυξης Πρόγραµµα Ανά τυξης Φωτοβολταϊκών σταθµών. Το ρόγραµµα αυτό, του ο οίου η ρώτη φάση υλο οίησής του αρχίζει α ό την έναρξη ισχύος του αρόντος νόµου (6/6/2006) και λήγει την 31/12/2020 αφορά την ανά τυξη φωτοβολταϊκών σταθµών και εγκαθίστανται στην Ελληνική Ε ικράτεια συνολικής ισχύος τουλάχιστος 500 MWpeak, για σταθµούς ου συνδέονται στο ίκτυο των Μη ιασυνδεδεµένων Νησιών. Η τιµολόγηση της ηλεκτρικής ενέργειας ου αράγουν οι φωτοβολταϊκοί σταθµοί, οι ο οίοι εντάσσονται στο ρόγραµµα και η ο οία α ορροφάται α ό το Σύστηµα α ευθείας ή µέσω ικτύου ή α ό το ίκτυο των Μη ιασυνδεδεµένων Νησιών, γίνεται σύµφωνα µε τα στοιχεία του ίνακα.με α όφαση του Υ ουργού Ανά τυξης ου εκδίδεται µετά α ό γνώµη της Ρ.Α.Ε. µ ορεί να µεταβάλλονται οι τιµές αυτές µετά την έναρξη του ρογράµµατος µε βάση τους στόχους αυτού. Ως φορείς έκδοσης των εγγυήσεων ροέλευσης ηλεκτρικής ενέργειας ορίζονται: α) ο ιαχειριστής του Συστήµατος, β) ο ιαχειριστής µη 11

12 ιασυνδεδεµένων Νησιών, γ) το Κέντρο Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας. (Κ.Α.Π.Ε.). Ως φορέας ελέγχου του συστήµατος εγγύησης ορίζεται η Ρ.Α.Ε. Με τις εγγυήσεις ροέλευσης ιστο οιείται η ενέργεια ου αράγεται σε συγκεκριµένο χρονικό διάστηµα. Στις εγγυήσεις ροέλευσης αναγράφονται τουλάχιστον το συγκεκριµένο χρονικό διάστηµα για το ο οίο αυτές εκδίδονται, η καθαρή οσότητα ηλεκτρικής ενέργειας ου αράγεται κατά το διάστηµα αυτό, το είδος της ηγής α ό την ο οία ροέρχεται η ενέργεια, η θέση εγκατάστασης του σταθµού αραγωγής της, η εγκατεστηµένη ισχύς του οικείου σταθµού, ο αραγωγός και η ηµεροµηνία έκδοσής τους. 1.4 ΟΡΓΑΝΑ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΠΡΟΩΘΗΣΗΣ ΕΠΕΝ ΥΣΕΩΝ ΣΤΟΥΣ ΤΟΜΕΙΣ Α.Π.Ε ΚΑΙ Σ.Η.Θ.Υ.Α. Στο Υ ουργείο Ανά τυξης συνίσταται Ε ιτρο ή ροώθησης Ε ενδυτικών Σχεδίων Μεγάλης Κλίµακας στους τοµείς ΑΠΕ και Σ.Η.Θ.Υ.Α. Η ε ιτρο ή αυτή η ο οία συγκροτείται µε α όφαση του Υ ουργού Ανά τυξης, εντός 3 µηνών α ό την έναρξη ισχύος του νόµου Α οτελείται α ό: 1) Το Γενικό Γραµµατέα του Υ ουργείου Ανά τυξης ως Πρόεδρο, 2) το Γενικό Γραµµατέα Ε ενδύσεων και Ανά τυξης του Υ ουργείου Οικονοµίας και Οικονοµικών, 3) Το Γενικό Γραµµατέα Περιβάλλοντος Χωροταξίας και Πολεοδοµίας του Υ ουργείου Περιβάλλοντος Χωροταξίας και ηµοσίων Έργων, 4) Το Γενικό Γραµµατέα του Υ ουργείου Αγροτικής Ανά τυξης και Τροφίµων, 5) Το Γενικό Γραµµατέα του Υ ουργείου Πολιτισµού, 6) Τον Πρόεδρο της ΚΕ ΚΕ ή τον ανα ληρωτή του ου ορίζεται α ό αυτόν, 7) τον Πρόεδρο της Ρ.Α.Ε. ή τον ανα ληρωτή του, 8) τον Πρόεδρο του Κ.Α.Π.Ε. ή τον ανα ληρωτή του ου ορίζεται α ό αυτόν, 9) τον Προϊστάµενο της ιεύθυνσης Ανανεώσιµων Πηγών και Εξοικονόµησης Ενέργειας του Υ ουργείου Ανά τυξης, 10) τον Προϊστάµενο της ιεύθυνσης Ηλεκτρο αραγωγής του Υ ουργείου Ανά τυξης. Η Ε ιτρο ή έχει ως α οστολή την ταχεία ροώθηση ε ενδύσεων σε έργα Α.Π.Ε. ή Σ.Η.Θ.Υ.Α. Μεριµνά για την ταχεία υλο οίηση των ε ενδύσεων. 12

13 ιαµεσολαβεί για την άρση κάθε αµφισβήτησης και ανακύ τει κατά τη διαδικασία αδειοδότησης των έργων Α.Π.Ε. ή Σ.Η.Θ.Υ.Α. Υ οβάλλει στον Υ ουργό Ανά τυξης εισηγήσεις µε ροτάσεις για την ροώθηση των ε ενδύσεων στους τοµείς Α.Π.Ε. και Σ.Η.Θ.Υ.Α. 1.5 ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΓΙΑ Α.Π.Ε ΚΑΙ Σ.Η.Θ.Υ.Α. Στο Υ ουργείο Ανά τυξης συνίσταται ε ιτρο ή Α.Π.Ε. και Σ.Η.Θ.Υ.Α. ου συγκροτείται µε α όφαση του υ ουργού ανά τυξης. Εξετάζει κάθε υ όθεση ου αφορά ε ενδύσεις σε έργα Α.Π.Ε. ή Σ.Η.Θ.Υ.Α. και µεριµνά για την ε ίλυση αναφυόµενων ροβληµάτων. Υ οβάλλει µέχρι 1 η Φεβρουαρίου κάθε έτος στον Υ ουργό Ανά τυξης και τη Ρ.Α.Ε. έκθεση, στην ο οία εριγράφονται και τεκµηριώνονται τα σηµαντικότερα ροβλήµατα ου αφορούν ε ενδύσεις στους τοµείς Α.Π.Ε. και Σ.Η.Θ.Υ.Α. καθώς και ροτάσεις για την ε ίλυσή τους. Η ε ιτρο ή συνεδριάζει τακτικά µια φορά κάθε δύο µήνες και εκτάκτως όταν ροκύ τουν ανάγκες κατά την κρίση του ροέδρου της. Η ε ιτρο ή για την εκ λήρωση της α οστολής της, µ ορεί να συνεργάζεται µε αρµόδιες υ ηρεσίες και φορείς του ηµοσίου και ευρύτερου ηµόσιου τοµέα ου οφείλουν να διευκολύνουν το έργο της και να αρέχουν σ αυτήν έγκαιρα κάθε αναγκαίο στοιχείο και χρήσιµη ληροφορία. Πριν α ό την 1 η Οκτωβρίου κάθε έτους ο Υ ουργός Ανά τυξης εγκρίνει Εθνική Έκθεση για την ροώθηση των Α.Π.Ε. και µεριµνά για τη δηµοσίευση αυτής µε κάθε ρόσφορο τρό ο. Η έκθεση αυτή συντάσσεται α ό το Κ.Α.Π.Ε. και εριλαµβάνει α) αναλυτική ε ισκό ηση της εξέλιξης της διείσδυσης των Α.Π.Ε. και Σ.Η.Θ.Υ.Α. στο ενεργειακό ισοζύγιο της χώρας, β) εντο ισµό και καταγραφή των αιτιών και των γεγονότων ου εµ οδίζουν την αύξηση αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας α ό Α.Π.Ε., γ) συγκριτικά στοιχεία µε άλλες χώρες της Ε.Ε. 13

14 Πριν α ό την 1 η Οκτωβρίου κάθε δεύτερου έτους ο Υ ουργός Ανά τυξης εγκρίνει αναλυτική έκθεση ου αναφέρεται στην ε ίτευξη των εθνικών ενδεικτικών στόχων και µεριµνά για τη δηµοσίευση αυτής µε κάθε ρόσφορο τρό ο. Η έκθεση αυτή συντάσσεται α ό τη Ρ.Α.Ε. και εριλαµβάνει: 1) αναφορά των κλιµατικών αραγόντων ου µ ορεί να ε ηρεάζουν αρνητικά την υλο οίηση των στόχων, 2) αξιολόγηση των µέτρων ου αναφέρονται στον εριορισµό εµ οδίων για την ε ιτάχυνση διαδικασιών ροώθησης των Α.Π.Ε., 3) ροτάσεις ενεργειακής ολιτικής και µέτρων εφαρµογής για την υλο οίηση των ενδεικτικών εθνικών στόχων σύµφωνα µε τις ε ιταγές του κοινοτικού δικαίου. 1.6 ΕΚΘΕΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΩΘΗΣΗ ΤΩΝ Α.Π.Ε Πριν α ό την 1 η Οκτωβρίου κάθε έµ του έτους ο Υ ουργός Ανά τυξης εγκρίνει αναλυτική έκθεση για την ε ίτευξη των εθνικών ενδεικτικών στόχων και µεριµνά για τη δηµοσίευση αυτής µε κάθε ρόσφορο τρό ο. Η έκθεση αυτή συντάσσεται α ό τη Ρ.Α.Ε. και εριλαµβάνει α) καθορισµό των εθνικών ενδεικτικών στόχων σχετικά µε τη συµµετοχή της ηλεκτρικής ενέργειας ου αράγεται α ό Α.Π.Ε. στη µελλοντική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για την ε όµενη δεκαετία και β) εριγραφή των µέτρων ου έχουν ληφθεί η µελετώνται σε εθνικό ε ί εδο για την ε ίτευξη των εθνικών ενδεικτικών στόχων. Αν αραβιάζονται διατάξεις του αρόντος νόµου σύµφωνα µε τις ο οίες χορηγούνται οι ροβλε όµενες α ό τις διατάξεις του άδειες ή δεν τηρούνται οι όροι των αδειών αυτών, ο Υ ουργός Ανά τυξης µ ορεί µετά α ό γνώµη της Ρ.Α.Ε. να ανακαλεί τις ανωτέρω άδειες. Οι άδειες µ ορεί να ανακαλούνται αράλληλα µε την ε ιβολή ροστίµου. 14

15 1.7 ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ Α.Π.Ε Η συµµετοχή της ηλεκτρικής ενέργειας ου αράγεται α ό Α.Π.Ε. στην ακαθάριστη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας καθορίζεται σε οσοστό 20,1% µέχρι το 2010 και σε οσοστό 29% µέχρι το Η αυξανόµενη διείσδυση της ηλεκτρικής ενέργειας η ο οία αράγεται α ό ανανεώσιµες ηγές ενέργειας στην αγορά θα ε ιτρέ ει να ε ιτευχθούν οικονοµίες κλίµακας, γεγονός ου θα µειώσει το κόστος, εριφερειακές και το ικές ανα τυξιακές ευκαιρίες, εξαγωγικές ροο τικές, κοινωνική συνοχή και ευκαιρίες α ασχόλησης ιδίως όσον αφορά τις µικροµεσαίες ε ιχειρήσεις καθώς και τους ανεξάρτητους αραγωγούς ενέργειας. Τιµές αναφοράς για τους εθνικούς ενδεικτικούς στόχους των κρατών µελών όσον αφορά τη συµµετοχή της ηλεκτρικής ενέργειας η ο οία αράγεται α ό ανανεώσιµες ηγές ενέργειας, στην ακαθάριστη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας µέχρι το Πίνακας 1.2: Τιµές αναφοράς ηλεκτρικής ενέργειας ανά χώρα. ΗΕ-ΑΠΕ TWh 1997 ΗΕ-ΑΠΕ 1997 % ΗΕ-ΑΠΕ 2010 % Βέλγιο 0,86 1,1 6,0 ανία 3,21 8,7 29,0 Γερµανία 24,91 4,5 12,5 Ελλάδα 3,94 8,6 20,1 Ισ ανία 37,15 19,9 29,4 Γαλλία 66,00 15,0 21,0 Ιρλανδία 0,84 3,6 13,2 Ιταλία 46,46 16,0 25,0 Λουξεµβούργο 0,14 2,1 5,7 Κάτω Χώρες 3,45 3,5 9,0 Αυστρία 39,05 70,0 78,1 Πορτογαλία 14,30 38,5 39,0 Φινλανδία 19,03 24,7 31,5 Σουηδία 72,03 49,1 60,0 Ην. Βασίλειο 7,04 1,7 10,0 Κοινότητα 338,41 13,9% 22% 15

16 Η Ιταλία δηλώνει ότι το οσοστό του 22% α οτελεί ρεαλιστικό στόχο εάν υ οτεθεί ότι η ακαθάριστη εθνική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας το 2010 θα είναι 340 TWh. Έχοντας υ όψη τις τιµές αναφοράς ό ως αρατίθενται στο αρόν αράρτηµα, η Ιταλία υ οθέτει ότι η ακαθάριστη εθνική αραγωγή ενέργειας α ό ανανεώσιµες ηγές ενέργειας θα ανέλθει έως 76 TWh το Στον αριθµό αυτό συµ εριλαµβάνεται το µερίδιο του µη βιοα οδοµήσιµου κλάσµατος των αστικών και βιοµηχανικών α οβλήτων ου χρησιµο οιείται σύµφωνα µε την κοινοτική νοµοθεσία ερί διαχείρισης των α οβλήτων. Στα λαίσια αυτά η δυνατότητα ε ίτευξης του ενδεικτικού στόχου ό ως αναφέρεται στο αρόν αράρτηµα εξαρτάται µεταξύ άλλων α ό το ραγµατικό ε ί εδο της εθνικής ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας το Έχοντας υ όψη τις τιµές αναφοράς, το Λουξεµβούργο εκφράζει την ά οψη ότι ο στόχος για το 2010 µ ορεί να ε ιτευχθεί µόνο εάν: κατά το 2010 η συνολική κατανάλωση ενέργειας δεν υ ερβαίνει εκείνη του η αραγωγή αιολικής ενέργειας µ ορεί να ολλα λασιασθεί ε ί το 15. η αραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας µε βιοαέρια µ ορεί να ολλα λασιασθεί ε ί το 208. η αραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας α ό την µόνη εγκατάσταση α οτέφρωσης αστικών α οβλήτων ου υ άρχει στο Λουξεµβούργο, η ο οία το 1997 αντι ροσώ ευε το ήµισυ της αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας α ό ανανεώσιµες ηγές ενέργειας µ ορεί να ληφθεί υ όψη στο σύνολο της. η ηλεκτρική ενέργεια ου αράγεται φωτοβολταϊκώς µ ορεί να φτάσει τα 80 GWh και τα ανωτέρω σηµεία είναι τεχνικώς υλο οιήσιµα εντός του δεδοµένου χρόνου. Λόγω ελλείψεως φυσικών ηγών, α οκλείεται εραιτέρω αύξηση ηλεκτρικής ενέργειας, η ο οία αράγεται α ό υδροηλεκτρικούς σταθµούς. Η Αυστρία δηλώνει ότι το 78,1% α οτελεί ρεαλιστικό στόχο εάν υ οτεθεί ότι η ακαθάριστη εθνική κατανάλωση ενέργειας το 2010 θα είναι 56,1 TWh. 16

17 Λόγω του γεγονότος ότι η αραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας α ό ανανεώσιµες ηγές ενέργειας εξαρτάται ως ε ί το λείστον α ό την υδροηλεκτρική ενέργεια και ως εκ τούτου α ό τις ετήσιες βροχο τώσεις τα στοιχεία για το 1997 και το 2010 θα ρέ ει να υ ολογιστούν µε βάση ένα µακρό νοο σχήµα αναλόγως των υδρολογικών και κλιµατολογιών συνθηκών. Η Πορτογαλία, κατά τον υ ολογισµό των τιµών αναφοράς, ου εκτίθενται στο αρόν αράρτηµα, δηλώνει ότι, ροκειµένου να διατηρηθεί το οσοστό του 1997 της αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας α ό ανανεώσιµες ηγές ενέργειας, ως ενδεικτικός στόχος για το 2010, θα ρέ ει να υ οτεθεί ότι: θα είναι δυνατόν να συνεχιστεί το εθνικό ρόγραµµα ηλεκτρικής ενέργειας µε την κατασκευή νέου υδροηλεκτρικού εργοστασίου δυνατότητας αραγωγής άνω των 10 MW. οι άλλες δυνατότητες αραγωγής α ό ανανεώσιµες ηγές, οι ο οίες είναι εφικτές µόνο µε κρατική οικονοµική ενίσχυση, θα αυξάνουν µε ετήσιο ρυθµό οκτώ φορές ανώτερο α ό τον ρόσφατο. Οι εκτιµήσεις αυτές συνε άγονται ότι οι νέες δυνατότητες αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας α ό ανανεώσιµες ηγές ενέργειας εξαιρουµένων των µεγάλων υδροηλεκτρικών εγκαταστάσεων, θα αυξάνουν µε δι λάσιο ρυθµό α ό το ρυθµό αύξησης της ακαθάριστης εθνικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας. Στο σχέδιο δράση της Φινλανδίας για τις ανανεώσιµες ηγές ενέργειας καθορίζονται στόχοι όσον αφορά τον όγκο των χρησιµο οιούµενων ανανεώσιµων ηγών κατά το Οι στόχοι αυτοί καθορίστηκαν βάσει διεξοδικών µελετών. Η κυβέρνηση ενέκρινε το σχέδιο δράση τον Οκτώβριο Σύµφωνα µε το φινλανδικό σχέδιο δράσης, το µερίδιο της αραγόµενης ηλεκτρικής ενέργειας α ό ανανεώσιµες ηγές ενέργειας θα είναι, µέχρι το 2010, 31%. Πρόκειται για ένα εξαιρετικά φιλόδοξο ενδεικτικό στόχο για την υλο οίηση του ο οίου α αιτείται η λήψη σηµαντικών µέτρων ροώθησης στη Φινλανδία. 17

18 Η Σουηδία κατά τον υ ολογισµό των τιµών αναφοράς, ό ως εκτίθενται στο αρόν αράρτηµα, σηµειώνει ότι η δυνατότητα ε ίτευξης του στόχου εξαρτάται σε µεγάλο βαθµό α ό κλιµατικούς αράγοντες, οι ο οίοι ε ηρεάζουν σηµαντικότατα το ε ί εδο της υδροηλεκτρικής αραγωγής ενέργειας, ειδικότερα οι διακυµάνσεις της βροχοµετρίας, η κατανοµή των βροχο τώσεων κατά τη διάρκεια του έτους και η εισροή υδάτων. Η ηλεκτρική ενέργεια ου αράγεται α ό την υδραυλική ενέργεια µ ορεί να οικίλλει σηµαντικά. Σε έτη µεγάλης ξηρασίας, η αραγωγή µ ορεί να ανέρχεται σε 51 TWh ενώ σε έτη βροχο τώσεων µ ορεί να φτάσει το 78 TWh. Συνε ώς, τα αριθµητικά στοιχεία για το 1997 ρέ ει να υ ολογισθούν σε µακρο ρόθεσµη βάση, σύµφωνα µε ε ιστηµονικά δεδοµένα σχετικά µε την υδρολογία και τις κλιµατικές µεταβολές. Στις χώρες µε σηµαντικά µερίδια υδροηλεκτρικής αραγωγής, χρησιµο οιείται εν γένει, µια µέθοδος βάσει στατιστικών στοιχείων σχετικά µε την εισροή υδάτων ου καλύ τουν τη χρονική ερίοδο 30 έως 60 ετών. Συνε ώς, σύµφωνα µε τη σουηδική µεθοδολογία και µε βάση τις βροχοµετρικές συνθήκες ου αρατηρήθηκαν κατά την ερίοδο , µετά α ό τις διορθώσεις ου ραγµατο οιήθηκαν ροκειµένου να ληφθούν υ όψη οι διαφορές στην υδροηλεκτρική αραγωγή ανέρχεται σε 64 TWh, κάτι το ο οίο αντιστοιχεί στο 46% για το έτος Στο λαίσιο αυτό, η Σουηδία εκτιµά ότι το 52% α οτελεί ιο ρεαλιστικό στόχο για το Περαιτέρω, η ικανότητα της Σουηδίας για την ε ίτευξη του στόχου αυτού εριορίζεται α ό το γεγονός ότι οι οταµοί ου αραµένουν ανεκµετάλλευτοι ροστατεύονται α ό τη νοµοθεσία. Ε ίσης, η ικανότητα της Σουηδίας να ε ιτύχει το στόχο αυτό, εξαρτάται σε µεγάλο βαθµό α ό τα αρακάτω: α ό την ανά τυξη της συµ αραγωγής ηλεκτρισµού και θερµότητας (CHP) ανάλογα µε την υκνότητα του ληθυσµού, τη ζήτηση όσον αφορά τη θερµότητα και την ανά τυξη της τεχνολογίας, ειδικότερα σε θέµα αεριο οίησης του µαύρου υγρού. 18

19 α ό την άδεια εγκατάστασης σταθµών αιολικής ενέργειας σύµφωνα µε την εθνική νοµοθεσία, την α οδοχή του κοινού, την ανά τυξη της τεχνολογίας και την ε έκταση των δικτύων. 19

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 2.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ενέργεια είναι η ικανότητα για την αραγωγή έργου. Είναι µια α ό τις κύριες ιδιότητες της ύλης και α αραίτητος όρος για την ύ αρξη και την ανά τυξη της ζωής. Εκδηλώνεται µε διάφορες µορφές (κίνηση, θερµότητα, ηλεκτρισµός, φως κ.λ.) και µεταφέρεται α ό ένα σύστηµα σ' ένα άλλο (.χ. η ενέργεια του ανέµου ου κινεί την ανεµογεννήτρια) ε ίσης, µετατρέ εται α ό µία µορφή σε µία άλλη (.χ. η ηλεκτρική ενέργεια ου γίνεται φως και θερµότητα στο λαµ τήρα). Η ενέργεια, και ειδικότερα η ηλεκτρική ενέργεια, α οτελεί τη βάση της οικονοµίας και της σύγχρονης διαβίωσης. Σ' αυτήν στηρίζονται η βιοµηχανία, η ε ιστηµονική έρευνα, οι τηλε ικοινωνίες, ο τοµέας των υ ηρεσιών, η θέρµανση και ο κλιµατισµός των κατοικιών και άλλων χώρων. Η αραγωγή και η ορθολογική κατανοµή ενέργειας είναι, ε οµένως, ένα α ό τα σηµαντικότερα ροβλήµατα ου αντιµετω ίζει κάθε χώρα όσον αφορά την οικονοµική της ανά τυξη και τη βελτίωση του ε ι έδου ζωής των κατοίκων της, µε α οτέλεσµα η ενεργειακή ολιτική - ου εριλαµβάνει συνο τικά την εξασφάλιση, την εξοικονόµηση και τη διάθεση της ενέργειας - να α οτελεί το ρώτιστο µέληµα των κυβερνήσεων. Η κυρίαρχη τάση της τελευταίας εικοσαετίας είναι η ε ινόηση τεχνικών βελτιώσεων, όσον αφορά την εξοικονόµηση ενέργειας και την αραγωγή της µε λιγότερο εριβαλλοντικό κόστος. Η αραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ε ιτυγχάνεται µε την εκµετάλλευση διαφόρων ρωτογενών ηγών ενέργειας, η ο οία αρουσιάζει µεγάλες διαφορο οιήσεις α ό χώρα σε χώρα. Η αραγωγή και σε ακόµα µεγαλύτερο βαθµό, η κατανάλωση ενέργειας εξαρτώνται άµεσα α ό τη γενικότερη κατάσταση της οικονοµίας. 20

21 2.2 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Σύστηµα ηλεκτρικής ενέργειας είναι το σύνολο των εγκαταστάσεων και των µέσων ου χρησιµο οιούνται µε σκο ό την αροχή ηλεκτρικής ενέργειας στις εριοχές κατανάλωσης, τις ο οίες εξυ ηρετεί το σύστηµα ηλεκτρικής ενέργειας. Το σύστηµα ηλεκτρικής ενέργειας ρέ ει να έχει µελετηθεί και να λειτουργεί σωστά. Ωστόσο, θα ρέ ει να αρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε όλες τις εριοχές κατανάλωσης ου εξυ ηρετεί και να µ ορεί να ικανο οιεί τη διαρκώς µεταβαλλόµενη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας. Ένα άλλο ράγµα ου θα ρέ ει να αρέχει είναι η οιοτική ηλεκτρική ενέργεια, το ο οίο σηµαίνει ότι θα ρέ ει να διασφαλίζει σταθερή συχνότητα, σταθερή τάση και υψηλή αξιο ιστία τροφοδότησης και τέλος θα ρέ ει να αρέχει ηλεκτρική ενέργεια µε το ελάχιστο δυνατό οικονοµικό κόστος και τις ελάχιστες ε ι τώσεις στο εριβάλλον. Ο βασικός λόγος ύ αρξης ενός συστήµατος ηλεκτρικής ενέργειας (ΣΗΕ) είναι η αραγωγή ηλεκτρικής ισχύος, η µεταφορά της και εν τέλει η αροχή της σε δεδοµένες εριοχές κατανάλωσης, οι ο οίες αναφέρονται ως φορτία. Συνε ώς, ένα ΣΗΕ θα ρέ ει να έχει σχεδιαστεί και κατασκευαστεί έτσι ώστε να ικανο οιεί τις ακόλουθες α αιτήσεις: Κάλυψη ηλεκτρικής ενέργειας ο οτεδή οτε χρειαστεί (Kwh). Κάλυψη της α αιτούµενης ζήτησης ο οιασδή οτε οσότητας ισχύος (kw). Κάλυψη των οιοτικών κριτηρίων της αρεχόµενης ηλεκτρικής ενέργειας. Σταθερή τάση (volt) Σταθερή συχνότητα (Hz) Κάλυψη των ανωτέρω µε το ελάχιστο οικονοµικό και οικολογικό κόστος. Η δοµή ενός ΣΗΕ α οτελείται α ό ένα σύνολο εγκαταστάσεων και σταθερών µέσων, τα ο οία χρησιµο οιούνται για την εξυ ηρέτηση των αναγκών ενός συνόλου καταναλωτών (µεγάλου ή µικρού) σε ηλεκτρική 21

22 ενέργεια. Το σύνολο των ανωτέρω εγκαταστάσεων µ ορεί να ταξινοµηθεί σε τρία ε ιµέρους υ οσυστήµατα, ό ως: Υ οσύστηµα ή Σύστηµα Παραγωγής. Υ οσύστηµα ή Σύστηµα Μεταφοράς. Υ οσύστηµα ή Σύστηµα ιανοµής. Φορτίο ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ: Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι η διαδικασία µετατρο ής µίας µορφής ρωτογενούς ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια. Το σύστηµα αραγωγής εριλαµβάνει τους σταθµούς αραγωγής (συµβατικούς και ανανεώσιµους) ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και τους υ οσταθµούς ανυψώσεως της τάσης. Η µεγάλη οικιλία της µορφολογίας του εδάφους έχει ως άµεσο α οτέλεσµα την δηµιουργία γεωγραφικά α οµονωµένων εριοχών, οι ο οίες θα µ ορούσαν να θεωρηθούν ως ανεξάρτητα «κοµµάτια» µέσα σε ένα γενικότερο γεωγραφικό λαίσιο. Τέτοια εδάφη είναι κυρίως τα νησιά, µικρού, µεσαίου ή µεγάλου µεγέθους, αλλά και αρκετές α οµακρυσµένες και δυσ ρόσιτες η ειρωτικές εριοχές. Η ανάγκη της ενεργειακής κάλυψης τέτοιων εριοχών α οτελεί ένα ξεχωριστό εδίο έρευνας και εφαρµογής για την ε ιστήµη των συστηµάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Η αραγωγή, η µεταφορά αλλά και ο έλεγχος των συγκεκριµένων συστηµάτων αρουσιάζουν σηµαντικές διαφορο οιήσεις α ό τα αντίστοιχα, τα ο οία ανα τύχθηκαν σε ολύ µεγαλύτερες γεωγραφικές εριοχές ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ: Το σύστηµα µεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας µεταφέρει µεγάλες οσότητες ισχύος α ό τους σταθµούς αραγωγής ρος τα σηµεία ό ου γίνεται η κατανάλωση της ηλεκτρικής ενέργειας. Ε ίσης, το σύστηµα µεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας µ ορεί να συνδέει µεταξύ τους διαφορετικά συστήµατα 22

23 ηλεκτρικής ενέργειας, για αράδειγµα συστήµατα ηλεκτρικής ενέργειας γειτονικών χωρών. Ακόµη, α ό το σύστηµα µεταφοράς τροφοδοτούνται οι καταναλωτές υψηλής τάσης.0η µεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας γίνεται µε υψηλή τάση, ε ειδή έχει σαν α οτέλεσµα µικρότερες ηλεκτρικές α ώλειες και κατά συνέ εια οικονοµικότερη λειτουργία ΣΥΣΤΗΜΑ ΙΑΝΟΜΗΣ: Το σύστηµα διανοµής ηλεκτρικής ενέργειας είναι υ εύθυνο για τη διανοµή της ηλεκτρικής ενέργειας στους καταναλωτές µέσης και χαµηλής τάσης. Το σύστηµα διανοµής ηλεκτρικής ενέργειας α οτελείται α ό τρία υ οσυστήµατα: Το σύστηµα διανοµής µέσης τάσης. Τους υ οσταθµούς διανοµής. Το σύστηµα διανοµής χαµηλής τάσης. Το σύστηµα διανοµής µέσης τάσης τροφοδοτείται α ό τους υ οσταθµούς υ οβιβασµού υψηλής τάσης ρος µέση τάση. Το σύστηµα διανοµής µέσης τάσης τροφοδοτεί τόσο τους καταναλωτές µέσης τάσης όσο και τους υ οσταθµούς διανοµής. Οι υ οσταθµοί διανοµής τροφοδοτούν το σύστηµα διανοµής χαµηλής τάσης και το σύστηµα διανοµής χαµηλής τάσης τροφοδοτεί τους καταναλωτές χαµηλής τάσης ΦΟΡΤΙΟ Τα φορτία των συστηµάτων ηλεκτρικής ενέργειας ταξινοµούνται σε βιοµηχανικά, εµ ορικά και οικιακά. Τα ολύ µεγάλα βιοµηχανικά φορτία µ ορεί να εξυ ηρετούνται α ό το σύστηµα µεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Τα µικρά βιοµηχανικά φορτία εξυ ηρετούνται α ό το σύστηµα διανοµής µέσης τάσης. Τα βιοµηχανικά φορτία είναι σύνθετα φορτία (έχουν ωµικό και ε αγωγικό µέρος), καθώς οι κινητήρες ε αγωγής α οτελούν µεγάλο τµήµα 23

24 των φορτίων αυτών. Τα σύνθετα αυτά βιοµηχανικά φορτία εξαρτώνται α ό την τάση και τη συχνότητα και α οτελούν ένα σηµαντικό µέρος του φορτίου του συστήµατος ηλεκτρικής ενέργειας. Τα εµ ορικά και οικιακά φορτία α οτελούνται κυρίως α ό φορτία φωτισµού, θέρµανσης, και ψύξης. Τα φορτία0αυτά0είναι0ανεξάρτητα0της0συχνότητας0και0καταναλώνουν0αµελη τέα0άεργο ισχύ. Η0 ραγµατική ισχύς των φορτίων εκφράζεται σε kw ή MW. Το µέτρο του φορτίου µεταβάλλεται κατά την διάρκεια της ηµέρας. Η ηµερήσια καµ ύλη φορτίου µίας ηλεκτρικής εταιρίας είναι µία σύνθεση της ζήτησης φορτίου των διάφορων κατηγοριών καταναλωτών. Η µέγιστη τιµή του φορτίου στη διάρκεια ενός εικοσιτετραώρου ονοµάζεται ηµερήσια αιχµή φορτίου ή µέγιστο ηµερήσιο φορτίο. Γενικά υ άρχει διαφορά στην αιχµή φορτίου µεταξύ διαφορετικών κατηγοριών καταναλωτών, η ο οία βελτιώνει το συνολικό συντελεστή φορτίου του συστήµατος ηλεκτρικής ενέργειας. Για να λειτουργεί οικονοµικά το σύστηµα αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, θα ρέ ει να είναι υψηλός ο συντελεστής φορτίου του συστήµατος. Τα σηµερινά συστήµατα ηλεκτρικής ενέργειας έχουν τυ ικούς συντελεστές φορτίου α ό 55% έως 70%. 2.3 ΙΑΣΥΝ Ε ΕΜΕΝΑ ΚΑΙ ΑΠΟΜΟΝΩΜΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ένας σηµαντικός αρχικός διαχωρισµός των συστηµάτων ηλεκτρικής ενέργειας, σύµφωνα µε το γεωγραφικό τους µέγεθος αλλά και την βασική δοµή λειτουργίας τους, είναι ο ακόλουθος: ιασυνδεδεµένα Συστήµατα Ηλεκτρικής Ενέργειας. Α οµονωµένα Συστήµατα Ηλεκτρικής Ενέργειας. 24

25 2.3.1 ΙΑΣΥΝ Ε ΕΜΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Τα διασυνδεδεµένα συστήµατα, έχουν ως βασικό χαρακτηριστικό ότι υ άρχει φυσική ένωση µε το δίκτυο µεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας (για την Ελλάδα µε τη ΕΗ). Η σχέση µιας εγκατεστηµένης µονάδας µε το δηµόσιο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας είναι αµφίδροµη. Αυτό σηµαίνει ότι µ ορεί να α ορροφά ενέργεια αλλά και να διαχέει ενέργεια ρος το δίκτυο. Η ΕΗ ( ηµόσια Ε ιχείρηση Ηλεκτρισµού) είναι α οκλειστικός ιδιοκτήτης του συστήµατος µεταφοράς και µοναδική εταιρία διανοµής ηλεκτρικής ενέργειας στην Ελλάδα. Η Ε ιχειρησιακή Μονάδα Παραγωγής της ΕΗ είναι υ εύθυνη για την αραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στο διασυνδεδεµένο σύστηµα και στα νησιά της Κρήτης και Ρόδου. Είναι ε ίσης υ εύθυνη για την ανά τυξη νέων θερµοηλεκτρικών και υδροηλεκτρικών σταθµών και για την αύξηση της αραγωγικής ισχύος των υφιστάµενων σταθµών. Η συνολική εγκατεστηµένη αραγωγική ισχύς των σταθµών στο διασυνδεδεµένο σύστηµα είναι ερί ου 10,5 GW. Η ΕΗ αράγει ηλεκτρική ενέργεια α ό θερµικές ηγές, συµ εριλαµβανοµένων του λιγνίτη, του ετρελαίου και του φυσικού αερίου, α ό υδάτινους όρους και άλλες ανανεώσιµες ηγές ενέργειας. Η Ε ιχειρησιακή Μονάδα Μεταφοράς της ΕΗ έχει στην κυριότητά της το διασυνδεδεµένο σύστηµα µεταφοράς µέσω του ο οίου ο.ε.σ.μ.η.ε ( ιαχειριστής Ελληνικού Συστήµατος Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας) µεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια µέσω γραµµών υψηλής τάσης α ό τους σταθµούς ου αράγεται ή, στην ερί τωση εισαγόµενης ηλεκτρικής ενέργειας, α ό τα σηµεία διασύνδεσης στα δίκτυα διανοµής, διαµέσου του διασυνδεδεµένου συστήµατος και σε συγκεκριµένους α ευθείας συνδεδεµένους ελάτες υψηλής τάσης. Σήµερα η ΕΗ έχει υ ό την ευθύνη της τη φυσική λειτουργία και τη συντήρηση του διασυνδεδεµένου συστήµατος µεταφοράς, υ ό την ε ο τεία του.ε.σ.μ.η.ε. 25

26 Ο.Ε.Σ.Μ.Η.Ε λειτουργεί το διασυνδεδεµένο σύστηµα µεταφοράς και τις διασυνδέσεις µε άλλα δίκτυα σύµφωνα µε τον κώδικα διαχείρισης του Συστήµατος. Σύµφωνα µε το νόµο για την α ελευθέρωση της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας, η ΕΗ κατέχει σήµερα το 49% των µετοχών του.ε.σ.μ.η.ε., αρότι το εν λόγω µερίδιο θα µειωθεί καθώς άλλοι αραγωγοί θα εισέρχονται στην αγορά ΑΠΟΜΟΝΩΜΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ειδικότερα, ως α οµονωµένα συστήµατα ηλεκτρικής ενέργειας χαρακτηρίζονται0τασυστήµατα εκείνα, τα ο οία βρίσκονται εγκατεστηµένα σε νησιά ή γενικότερα σε α οµονωµένες γεωγραφικές εριοχές, οι ο οίες δεν έχουν την δυνατότητα διασύνδεσης µε ένα ευρύτερο σύνολο συστηµάτων. Η α οµόνωση ενός δικτύου α ό ένα τέτοιο λαίσιο «συνεργασίας», ό ου συνυ άρχουν και αλληλοϋ οστηρίζονται ολλά διαφορετικά συστήµατα ηλεκτρικής ενέργειας, έχει ως α οτέλεσµα την δηµιουργία µίας ουσιαστικά ανεξάρτητης και αυτόνοµης ενεργειακής «νησίδας». Σε ένα α οµονωµένο α ό το δίκτυο σύστηµα, οι ενεργειακές ανάγκες µιας εγκατάστασης τροφοδοτούνται α οκλειστικά και µόνο α ό το υ άρχον σύστηµα είτε φωτοβολταικό, είτε αιολικό, είτε υδροηλεκτρικό. Παρόλα αυτά, διακρίνετε ακόµα µία κατηγορία, τα υβριδικά συστήµατα στα ο οία συνυ άρχουν και άλλες ηγές ηλεκτρικής ενέργειας ό ως η αιολική ή κά οια γεννήτρια ετρελαίου. 26

27 2.4 ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΑΠΕ Λαµβάνοντας υ όψη τις υφιστάµενες τεχνολογίες, ο α οδοτικότερος τρό ος αξιο οίησης των ΑΠΕ είναι η αραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ειδικότερα: Η «Αιολική Ενέργεια» αξιο οιείται µέσω αιολικών ηλεκτρικών µηχανών (ανεµογεννητριών, Α/Γ), οι ο οίες είναι σε θέση να µετατρέ ουν την κινητική ενέργεια του ανέµου σε ηλεκτρική. Η «Ηλιακή Ενέργεια» αξιο οιείται µέσω των φωτοβολταϊκών κυψελών (Φ/Β), τα ο οία µετατρέ ουν α ' ευθείας την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική. Τα «Μικρά Υδροηλεκτρικά» αξιο οιούν την κινητική και δυναµική ενέργεια υδάτινων ρευµάτων, για τα ο οία δεν α αιτούνται µεγάλα έργα υ οδοµής (φράγµατα), µέσω υδροστροβίλων για την αραγωγή ηλεκτρισµού. Η «Βιοµάζα», η ο οία συνίσταται α ό τα άσης φύσεως γεωργικά και δασικά αράγωγα και υ ολείµµατα, δίνει την δυνατότητα ( λέον της αραγωγής βιοκαυσίµων) αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας µε την καύση τους α ό ειδικές εγκαταστάσεις. Η ηλιακή ενέργεια αξιο οιείται µε κόστος συγκρίσιµο µε των συµβατικών ηγών, µόνον για τη θέρµανση νερού, ενώ για την αραγωγή ηλεκτρικής ισχύος φωτοβολταϊκών λαισίων, το κόστος της αραγόµενης ενέργειας αραµένει σηµαντικά υψηλό, λόγω κυρίως του υψηλού αρχικού κόστους των Φ/Β στοιχείων. Αν και, για την ηλεκτροδότηση εγκαταστάσεων µικρής ισχύος, σε α οµονωµένες εριοχές, η χρησιµο οίηση Φ/Β γεννητριών, σε συνδυασµό µε συσσωρευτές, α οτελεί µια τεχνικοοικονοµικά ενδεικνυόµενη λύση. Η α οδοτικότητα των µικρών υδροηλεκτρικών (µέχρι 10 ΜW) συναρτάται άµεσα µε τις υ άρχουσες εδαφο-υδρολογικές συνθήκες. Η συµβολή τους στις ενεργειακές ανάγκες µιας εριοχής µ ορεί να είναι σηµαντική, ο ωσδή οτε όµως σε εθνικό ε ί εδο αραµένει εριορισµένη. Τέλος, η ληφθείσα ενέργεια 27

28 α ό την εκµετάλλευση της βιοµάζας µετατρέ εται σε ηλεκτρική κατά κανόνα µέσω ενδιαµέσων ροϊόντων, γεγονός το ο οίο δρα ανασταλτικά ως ρος το αρχικό κόστος εγκατάστασης, αλλά και το κόστος της αραγόµενης ηλεκτρικής ενέργειας (kwh/ ). Οι ΑΠΕ καθώς και οι εγκαταστάσεις συµ αραγωγής θερµότηταςηλεκτρισµού, οι ο οίες ε ίσης ανα τύσσονται ραγδαία τα τελευταία χρόνια, α οτελούν µονάδες µικρής σχετικά ισχύος και είναι διάσ αρτες σε διάφορες εριοχές και θέσεις. Ε ί λέον, σχεδόν για το σύνολο τους, η α οδοτική τους εκµετάλλευση ε ιβάλλει την διασύνδεση και αράλληλη λειτουργία τους στα υφιστάµενα ηλεκτρικά δίκτυα (ΣΗΕ), το ο οίο έτσι λειτουργεί ως «α οθήκη» ολύ µεγάλης χωρητικότητας. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τις ανεµογεννήτριες, αλλά και τα φωτοβολταϊκά λαίσια, για τα ο οία ο έλεγχος του ρυθµού αροχής της ρωτογενούς ενέργειας (ταχύτητα ανέµου και ηλιακή ακτινοβολία) είναι εξαιρετικά δύσκολος έως αδύνατος. Η αδυναµία ελέγχου του ρυθµού ροής της ρωτογενούς ενέργειας, α οτελεί ένα σοβαρό µειονέκτηµα των ανανεώσιµων ηγών, δεδοµένου ότι η ηλεκτρική ενέργεια αράγεται και καταναλώνεται ταυτόχρονα, ενώ η α οθήκευση της σε µεγάλες σχετικά οσότητες είναι τεχνικά δύσκολη και µε υψηλό οικονοµικό κόστος. Το συγκεκριµένο µειονέκτηµα αναδεικνύεται ιδιαίτερα κρίσιµο στις ερι τώσεις µεσαίων και µικρών αυτονόµων ΣΗΕ (νησιωτικά ηλεκτρικά δίκτυα), ό ου η αραγωγή α ό ΑΠΕ µ ορεί να καλύ τει µεγάλο οσοστό της ζητούµενης κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας. Συνε ώς στα αυτόνοµα ΣΗΕ κρίνεται αναγκαία η έρευνα και αξιολόγηση δυνατοτήτων έστω και βραχυχρόνιας α οθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας. Ο ωσδή οτε οι «α οκεντρωµένες µονάδες» αραγωγής των ΑΠΕ, µε τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους, στις ο οίες ρέ ει να ροστεθούν και οι µονάδες «συµ αραγωγής», έχουν σηµαντικές ε ι τώσεις στη λειτουργία των ΣΗΕ. Οι ε ι τώσεις αυτές εριορίζονται στο δίκτυο διανοµής, όταν η συνολική τους ισχύς είναι σχετικά µικρή σε σύγκριση µε αυτή των εν λειτουργία συµβατικών ηγών (διείσδυση µικρότερη του 10%), αλλά 28

29 γίνονται ολύ σηµαντικές και ε ηρεάζουν την λειτουργία των συµβατικών µονάδων αραγωγής του ΣΗΕ, όταν η οσοστιαία αραγωγής τους είναι αρκετά αυξηµένη. 29

30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΙΕΣΠΑΡΜΕΝΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟ ΙΚΤΥΑ 3.1 ΙΕΣΠΑΡΜΕΝΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ Με τον όρο ιανεµηµένες Πηγές Ενέργειας ( ΠΕ) ή ιεσ αρµένη Παραγωγή, νοούνται ηγές αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, οι ο οίες συνδέονται γενικά στο ίκτυο ιανοµής και είναι ισχύος µέχρι 25 ΜW συνήθως, για δίκτυα τάσεως µέχρι 20 ΚV. Ο όρος ιάσ αρτες Πηγές Ενέργειας, αναφέρεται συχνά στις ηγές οι ο οίες α οτελούν µέρος τις εσωτερικής εγκατάστασης των καταναλωτών, συχνά ως εφεδρικές ηγές, και είναι ισχύος µέχρι µερικών εκατοντάδων ΚW. Όταν κανείς αναφέρεται στη διεσ αρµένη αραγωγή µ ορεί να σκεφτεί έναν σηµαντικό αριθµό εφαρµογών ου µ ορούν να χρησιµο οιηθούν, ό ως είναι οι µικροί στρόβιλοι, τα µικρά υδροηλεκτρικά, οι κυψέλες καυσίµων, οι ανεµογεννήτριες, τα φωτοβολταικά, οι µ αταρίες, οι γεννήτριες diesel και οι µικροτουρµ ίνες µε α όδοση ισχύος α ό 1 kw ως 10 ΜW. Η εµφάνιση.χ των µικροτουρµ ινών, µε ταχύτητες εριστροφής έως και άνω των στροφών ανά λε τό, έχει κυριεύσει στη φαντασία αλλά και στη διάθεση για ε ενδύσεις των ε ιχειρηµατιών όλου του κόσµου. Η ιδέα της κατοχής µιας ευέλικτης ηγής αραγωγής ενέργειας, ου µ ορεί να αγοράζεται σταδιακά καθώς το φορτίο αυξάνεται, ου είναι σχετικά α οδοτική, ου ροκαλεί ελάχιστη ρύ ανση και ου α οβάλλει τις ερισσότερες α ό τις α ώλειες ου συνδέονται µε το αραδοσιακό σύστηµα αροχής ηλεκτρικής ενέργειας, α ασχολεί κατά κόρο τη βιοµηχανία. Η ε έκταση της διανεµηµένης αραγωγής ενέργειας στα δίκτυα διανοµής θα µ ορούσε ενδεχοµένως να αυξήσει την αξιο ιστία τους και να χαµηλώσει το κόστος της µεταφοράς ισχύος µε την το οθέτηση των ηγών ενέργειας λησιέστερα στα σηµεία της ζήτησής της. ίνοντας αυτήν τη δυνατότητα αράκαµψης των συµβατικών συστηµάτων µεταφοράς ισχύος, οι διανεµηµένες ηγές ενέργειας θα µ ορούσαν ε ίσης να ροσφέρουν µεγάλη ευελιξία στην αροχή ενέργειας. 30

31 Με την καθιέρωση µιας ανταγωνιστικής αγοράς στον τοµέα της ισχύος και την αυξανόµενη έµφαση στα οικονοµικά οφέλη της, η ροσοχή των ε ενδυτών συνεχίζει να εστιάζεται στις µικρότερες, ιο ευέλικτες µονάδες αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, µε σκο ό µια γρήγορη α άντηση στα αυξανόµενα φορτία και την ανάγκη για µεγαλύτερη αξιο ιστία των συστηµάτων. Η διεσ αρµένη αραγωγή ρωτο αρουσιάστηκε στην αγορά της ενέργειας ριν α ό ολύ καιρό. Παρά τις άρσεις των α αγορεύσεων της αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας α ό ιδιώτες, η εικόνα αραµένει θολή. Το αν η ε ιχειρηµατική δραστηριότητα θα δηµιουργήσει ένα σύστηµα ηλεκτρικής ενέργειας ου θα εκµεταλλεύεται όλους τους τύ ους διεσ αρµένων ηγών ενέργειας ή αν το σύστηµα θα αραµείνει λίγο ολύ στα ε ραγµένα τόσων ετών, θα εξαρτηθεί α ό τις ε ι τώσεις της χρήσης των διαφόρων µονάδων διεσ αρµένης αραγωγής, το µέγεθος και τον τύ ο τους, το λήθος τους και το ώς θα διαµορφωθεί η νοµοθεσία ου διέ ει τη λειτουργία τους. 3.2 ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ ΤΗΣ ΙΕΣΠΑΡΜΕΝΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Με τις ρόσφατες ροόδους στην τεχνολογία, θα ρέ ει να αναµένονται αυξανόµενα οσά διεσ αρµένης αραγωγής ενέργειας στα συστήµατα διανοµής ενέργειας. Αυτή η διεσ αρµένη αραγωγή µ ορεί να έχει θετικό αντίκτυ ο στο όλο σύστηµα ό ως η υ οστήριξη της τάσης και η ραγδαία ελαχιστο οίηση της ανάγκης για εύρεση µεγάλων κεφαλαίων για ε ενδύσεις στην αραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά µ ορεί ε ίσης να ασκήσει αρνητικές ε ιδράσεις στο συντονισµό της ροστασίας των συστηµάτων ηλεκτρικής ενέργειας, στη ρύθµιση της τάσης, και στον κανονισµό των ε ι έδων του τρεµο αίγµατος (flicker) της τάσης και των βραχυκυκλωµάτων. Η αξιο ιστία είναι µια εριοχή ό ου η διανεµηµένη αραγωγή ενέργειας µ ορεί να ασκήσει και θετική και αρνητική ε ίδραση. 31

32 ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΙΕΣΠΑΡΜΕΝΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ? Εικόνα 3.2.1:Σχηµατική α εικόνιση διεσ αρµένης αραγωγής. Οι διεσ αρµένες ηγές ενέργειας (εικόνα 3.1), µ ορούν να διακριθούν στις ΑΠΕ και τις εγκαταστάσεις Συµ αραγωγής Ηλεκτρισµού και Θερµότητας (ΣΗΘ), µε τις ο οίες ε ιτυγχάνεται καλύτερη αξιο οίηση των ηγών ενέργειας. Για τις σηµαντικότερες α ό τις ΑΠΕ (Ανεµογεννήτριες, Φωτοβολταϊκά, Μικρά Υδροηλεκτρικά) δεν είναι δυνατός ο έλεγχος του ρυθµού αραγωγής, ενώ για τις λοι ές (Βιοµάζα, Γεωθερµική) είναι συχνά εριορισµένος. Το συνηθισµένο ρόβληµα µε τις διανεµηµένες γεννήτριες είναι οι υψηλές δα άνες τους. Μια εξαίρεση είναι ιθανώς τα µικροϋδροηλεκρικά. Καλά σχεδιασµένες εγκαταστάσεις έχουν σχεδόν µηδενικές δα άνες συντήρησης ανά kwh και αράγουν ισχύς για ολλά έτη. Είναι συνε ώς ροϋ όθεση για την αξιο οίηση τους η σύνδεση και αράλληλη λειτουργία µε το ΣΗΕ. Την κύρια ηγή για τις εγκαταστάσεις ΣΗΘ α οτελεί σήµερα διεθνώς το φυσικό αέριο, ενώ µελλοντικά ελ ίζετε ότι θα0ανα τυχθούν4και4οι4κυψέλες4καυσίµου. Τα τελευταία χρόνια εντυ ωσιακή είναι η τεχνολογική ρόοδος των ανεµογεννητριών, µε α οτέλεσµα να είναι ανταγωνιστικές των συµβατικών ηγών, υ άρχει σηµαντική ρόοδος στις µονάδες συµ αραγωγής, οι ο οίες είναι συχνά ε ίσης ανταγωνιστικές, ενώ καταβάλλονται µεγάλες ροσ άθειες για να καταστεί ανταγωνιστική και η φωτοβολταϊκή αραγωγή. Ο ωσδή οτε όµως την κινητήρια δύναµη για την ανά τυξη των ΠΕ, α οτελεί η α ελευθέρωση των αγορών ηλεκτρισµού και φυσικού αερίου, αράλληλα µε 32

33 την ανάγκη ροστασίας του εριβάλλοντος. Η χρήση των ανανεώσιµων ηγών ενέργειας για την αραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι ένας α ό τους σηµαντικότερους τρό ους µείωσης εκ οµ ής του διοξειδίου του άνθρακα. Ενώ κά οιες α ό αυτές τις ηγές µ ορούν να αράγουν µεγάλες οσότητες ισχύος σε ανεξάρτητους σταθµούς ισχύος, (για αράδειγµα υδροηλεκτρικά ή γεωθερµικά), στην λειονότητά τους είναι µικρές σε µέγεθος. Αυτό σηµαίνει ότι τέτοιες γεννήτριες είναι ιο κατάλληλες (και φτηνές) για να συνδεθούν µέσα σε δίκτυο χαµηλής τάσης. Βασικής όµως σηµασίας είναι και εξασφάλιση της αναγκαίας ενσωµάτωσης αυτών στο ΣΗΕ κατά τρό ο ου να µην δηµιουργούνται ροβλήµατα και αδικαιολόγητες ε ιβαρύνσεις. Το κύριο λεονέκτηµα των µονάδων διεσ αρµένης αραγωγής είναι η κοντινή α όστασή τους α ό τα φορτία ου εξυ ηρετούν. Προφανώς, υ άρχουν και µειονεκτήµατα σ αυτήν την ρακτική, διαφορετικά θα αντικαθιστούσαν λήρως την κεντρική αραγωγή. 3.3 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΙΕΣΠΑΡΜΕΝΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Τα λεονεκτήµατα της διεσ αρµένης αραγωγής συγκριτικά µε κεντρική αραγωγή είναι τα ακόλουθα: Ευελιξία στην το οθεσία εγκατάστασης Ποικιλοµορφία καυσίµων Μείωση εκ οµ ών Μείωση α ωλειών Μείωση χρόνου εγκατάστασης Χρονική αναβολή των έργων για τη βελτίωση του δικτύου Ποιότητα ισχύος και βελτίωση της αξιο ιστίας το ικά Μείωση ενεργειακού κόστους 33

34 Τα µειονεκτήµατα της διεσ αρµένης αραγωγής συγκριτικά µε κεντρική αραγωγή είναι τα εξής: Γενικά οδηγεί σε υψηλότερες ενεργειακές δα άνες. Α αιτεί λεονασµό για ισοδύναµη αξιο ιστία ισχύος. Ενδεχοµένως να α αιτηθεί σύνδεση κά οιας εφαρµογής για εφεδρική ισχύ. Ενδεχοµένως να α αιτηθεί σύνδεση κά οιας εφαρµογής για την ικανο οίηση του φορτίου. 3.4 ΜΙΚΡΟ ΙΚΤΥΑ Tα µικροδίκτυα (Microgrids) είναι ένα νέο είδος συστήµατος ηλεκτρικής ενέργειας ου στο µέλλον αναµένεται να διαδραµατίσουν σηµαντικό ρόλο. Τα µικροδίκτυα ό ως βλέ ουµε και στην εικόνα 3.2, α οτελούνται α ό µικρές µονάδες αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (µικρο ηγές) ό ως µικροτουρµ ίνες, κυψέλες καυσίµου ή φωτοβολταϊκά σε συνδυασµό µε µέσα α οθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας (µ αταρίες, σφόνδυλοι) αλλά και ελεγχόµενα φορτία. Τα αρα άνω λειτουργούν στην χαµηλή τάση, είτε συνδεδεµένα µε το κεντρικό δίκτυο αραγωγής ισχύος είτε α οσυνδεδεµένα α ό το κεντρικό δίκτυο σχηµατίζοντας µία νησίδα. Τα µικροδίκτυα α οτελούν τµήµα µίας γενικότερης τάσης για αλλαγή του τρό ου λειτουργίας των ηλεκτρικών συστηµάτων ανά τον κόσµο ου ουσιαστικά οφείλεται στην γενικότερη έννοια της διεσ αρµένης αραγωγής. 34

35 3.5 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟ ΙΚΤΥΩΝ Τα µικροδίκτυα ροσφέρουν σηµαντικά οικονοµικά, λειτουργικά και εριβαλλοντικά λεονεκτήµατα και αναµένεται να α οτελέσουν βασικές συνιστώσες των µελλοντικών συστηµάτων ενέργειας. Κά οια α ό τα λεονέκτηµα των µικροδικτύων είναι η χρησιµο οίηση της θερµότητας ου α οβάλλεται, κατά την µετατρο ή του καυσίµου σε ηλεκτρική ενέργεια, ό ου µε την χρήση της θερµότητας αυτής, µειώνονται οι εκ οµ ές των αέριων ρύ ων. Ε ειδή η λειτουργία των Μικροδικτύων βασίζεται ε ί των λείστων στις ανανεώσιµες ηγές ενέργειας και σε µικρές µονάδες αραγωγής, ό ου οι εκ οµ ές είναι µικρές, ροκύ τει σαν α οτέλεσµα η µείωση των εκ οµ ών διοξειδίου του άνθρακα και την βελτίωση της οιότητας ισχύος. Ε ίσης συµβάλλουν στη µείωση του φαινόµενου του θερµοκη ίου και το µετριασµό της αλλαγής του κλίµατος. 3.6 ΣΤΟΧΟΣ ΜΙΚΡΟ ΙΚΤΥΟΥ Κύριος στόχος του µικροδικτύου είναι να ε ιτύχει χαµηλότερο κόστος αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας α ό το αντίστοιχο κόστος του κεντρικού δικτύου ( ΕΗ). Το κεντρικό δίκτυο είναι υ εύθυνο για την διαχείριση της αραγόµενης ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και για τις διαδικασίες αγορα ωλησίας της. Στο σηµείο αυτό θα ρέ ει να αναφερθεί η σηµασία της µορφής του δικτύου (διασυνδεδεµένο ή α οµονωµένο). Ειδικότερα, στην ερί τωση των α οµονωµένων δικτύων, το κόστος αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι υψηλότερο συγκριτικά µε αυτό ενός διασυνδεδεµένου ηλεκτρικού συστήµατος. 35

36 Εικόνα 3.6.1:Σχηµατική α εικόνιση µικροδικτύου. Το µικροδίκτυο είναι υ εύθυνο για να καλύ τει τις ανάγκες των καταναλωτών του, σιγουρεύοντας την οιότητα των αροχών του και ελέγχοντας ιθανό κά οια κρίσιµα φορτία. Το εριβάλλον µαζί µε το το ικό ηλεκτρικό δίκτυο, ανταλλάσσουν ισχύ ούτως ώστε το µικροδίκτυο να συµ εριφέρεται σαν ένα φορτίο ή µια γεννήτρια µε καλή α όδοση. Έτσι µ ορεί µε ένα ευέλικτο τρό ο να ροσαρµοστεί στις α αιτήσεις ενός συγκεκριµένου φορτίου µε µικρής κλίµακας γεννήτριες. Το µικροδίκτυο είτε µ ορεί να υ άρχει σαν ένα κινητό σύστηµα ενέργειας, σε εριοχές ό ου η αροχή ενέργειας δεν είναι διαθέσιµη είτε µ ορεί να ροσαρµοστεί σε µια µεγαλύτερης κλίµακας ηλεκτρική εφαρµογή. Μερικά θέµατα ου α ασχολούν τον έλεγχο του µικροδικτύου είναι τα ακόλουθα: Η συχνότητα λειτουργίας, ου στην ροκειµένη ερί τωση για την Ευρώ η ρέ ει να είναι 50 Hz. Η αραγόµενη τιµή τάσης, της ο οίας τα όρια είναι δεσµευτικά α ό τον νόµο αλλά µε το σωστό σχεδιασµό η αραγωγή της δεν δηµιουργεί ρόβληµα. Η οιότητα της αραγόµενης ισχύος. Ο έλεγχος της οιότητας της αραγόµενης ισχύος, είναι ένα α ό τα µεγαλύτερα θέµατα ου α ασχολούν το µικροδίκτυο. 36

37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΜΙΚΡΟ ΙΚΤΥΩΝ Το βασικό στοιχείο των µικροδικτύων είναι οι µονάδες αραγωγής και στο σηµείο αυτό θα δοθεί µία σύντοµη εριγραφή των βασικών τεχνολογιών αραγωγής ου εµ λέκονται στα συστήµατα ου µελετάµε. 4.1 ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ Οι ανεµογεννήτριες κατατάσσονται σε δύο βασικές κατηγορίες: Οριζοντίου άξονα των ο οίων ο δροµέας είναι τύ ου έλικα και βρίσκεται συνεχώς αράλληλος µε την κατεύθυνση του ανέµου και του εδάφους. Κατακόρυφου άξονα, ο ο οίος αραµένει σταθερός και είναι κάθετος ρος την ε ιφάνεια του εδάφους. Η α όδοση µιας ανεµογεννήτριας εξαρτάται α ό το µέγεθός της και την ταχύτητα του ανέµου. Το µέγεθος είναι συνάρτηση των αναγκών ου καλείται να εξυ ηρετήσει και οικίλει α ό µερικές εκατοντάδες µέχρι µερικά εκατοµµύρια Watt. Οι τυ ικές διαστάσεις µιας ανεµογεννήτριας 500 kw είναι: διάµετρος δροµέα 40 µέτρα και ύψος µέτρα, ενώ αυτής των 3 MW οι διαστάσεις είναι 80m διάµετρο και µέτρα ύψος αντίστοιχα. Παρόλο ου δεν υφίσταται ένας καθοριστικός λόγος, εκτός ίσως α ό την εµφάνιση, στην αγορά έχουν ε ικρατήσει α οκλειστικά οι ανεµογεννήτριες οριζόντιου άξονα, µε δύο ή τρία τερύγια. Μια τυ ική ανεµογεννήτρια οριζοντίου άξονα, α οτελείται α ό τα εξής µέρη(τα ο οία α εικονίζονται στο αρακάτω σχήµα): Το δροµέα ου α οτελείται α ό δύο ή τρία τερύγια α ό ενισχυµένο ολυεστέρα. Τα τερύγια ροσδένονται άνω σε µία λήµνη είτε σταθερά, είτε µε την δυνατότητα να εριστρέφονται γύρω α ό το διαµήκη άξονα τους µεταβάλλοντας το βήµα. 37

38 Το σύστηµα µετάδοσης της κίνησης, α οτελούµενο α ό τον κύριο άξονα, τα έδρανα του και το κιβώτιο ολλα λασιασµού στροφών, το ο οίο ροσαρµόζει την ταχύτητα εριστροφής του δροµέα στη σύγχρονη ταχύτητα της ηλεκτρογεννήτριας. Η ταχύτητα εριστροφής αραµένει σταθερή κατά την κανονική λειτουργία της µηχανής. Την ηλεκτρική γεννήτρια, σύγχρονη ή ε αγωγική µε 4 ή 6 όλους η ο οία συνδέεται µε την έξοδο του ολλα λασιαστή µέσω ενός ελαστικού ή υδραυλικού συνδέσµου και µετατρέ ει την µηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική και βρίσκεται συνήθως άνω στον ύργο της ανεµογεννήτριας. Υ άρχει και το σύστηµα έδης το ο οίο είναι ένα συνηθισµένο δισκόφρενο ου το οθετείται στον κύριο άξονα ή στον άξονα της γεννήτριας. Το σύστηµα ροσανατολισµού, αναγκάζει συνεχώς τον άξονα εριστροφής του δροµέα να βρίσκεται αράλληλα µε την διεύθυνση του ανέµου. Τον ύργο, ο ο οίος στηρίζει όλη την αρα άνω ηλεκτροµηχανολογική εγκατάσταση. Ο ύργος είναι συνήθως σωληνωτός ή δικτυωτός και σ ανίως α ό ο λισµένο σκυρόδεµα. Τον ηλεκτρονικό ίνακα και τον ίνακα ελέγχου, οι ο οίοι είναι το οθετηµένοι στη βάση του ύργου. Το σύστηµα ελέγχου αρακολουθεί, συντονίζει και ελέγχει όλες τις λειτουργίες της ανεµογεννήτριας, φροντίζοντας για την α ρόσκο τη λειτουργία της. 38

39 Εικόνα 4.1.1: Μέρη Ανεµογεννήτριας Οι µικρές ανεµογεννήτριες α οτελούν κατάλληλη και βιώσιµη λύση για εριοχές χωρίς ρόσβαση σε ηλεκτρικό δίκτυο. Ό ως και άλλες ανανεώσιµες ηγές ενέργειας (.χ0τα0φωτοβολταϊκά), µικρές ανεµογεννήτριες µ ορούν να χρησιµο οιηθούν σε αυτόνοµα ή υβριδικά συστήµατα για αραγωγή ηλεκτρικού ρεύµατος, ενώ µικρά οικιακά και εµ ορικά συστήµατα µ ορούν να συνδεθούν στο δίκτυο τροφοδοτώντας το µε ερίσσεια ράσινης ενέργειας και αρέχοντας ένα συµ ληρωµατικό εισόδηµα στον ιδιοκτήτη τους. Ο άνεµος είναι µια ανεξάντλητη ηγή ενέργειας, η ο οία µάλιστα αρέχεται δωρεάν. Η αιολική ενέργεια ενισχύει την ενεργειακή ανεξαρτησία και ασφάλεια και ροστατεύει τον λανήτη, καθώς α οφεύγονται οι εκ οµ ές των αερίων του θερµοκη ίου ου α οσταθερο οιούν το αγκόσµιο κλίµα. Μια µικρή ανεµογεννήτρια ου αντικαθιστά µια ηλεκτρογεννήτρια σε ένα εξοχικό ή µια αγροικία, µας βοηθά να α οφύγουµε την έκλυση ερί ου 2 κιλών διοξειδίου του άνθρακα για κάθε κιλοβατώρα ου χρησιµο οιούµε. 39

40 4.2 ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ Όταν τα φωτοβολταϊκά εκτεθούν στην ηλιακή ακτινοβολία µετατρέ ουν ένα 5-17% της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική ( µε τη σηµερινή τεχνολογία, η ο οία συνεχώς βελτιώνεται). Το όσο ακριβώς είναι αυτό το οσοστό εξαρτάται α ό την τεχνολογία ου χρησιµο οιούµε. Υ άρχουν για αράδειγµα τα λεγόµενα µονοκρυσταλλικά φωτοβολταικά, τα ολυκρυσταλλικά φωτοβολταικά και τα άµορφα φωτοβολταϊκά. Τα τελευταία έχουν χαµηλότερη α όδοση, είναι όµως φτηνότερα. Η ε ιλογή του είδους των φωτοβολταϊκών είναι συνάρτηση των αναγκών, του διαθέσιµου χώρου ή ακόµα και της οικονοµικής ευχέρειας του χρήστη. Τα φωτοβολταϊκά µ ορούν να το οθετηθούν σε οικό εδα, στέγες (ε ί εδες και κεκλιµένες) ή και σε ροσόψεις κτιρίων. Υ άρχουν δύο τρό οι να τα χρησιµο οιήσει κανείς. Ανεξάρτητα α ό το δίκτυο της ΕΗ ή σε συνεργασία µε αυτό. Μια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση µ ορεί να α οτελεί λοι όν ένα αυτόνοµο σύστηµα ου να καλύ τει το σύνολο των ενεργειακών αναγκών ενός κτιρίου ή µιας ε αγγελµατικής χρήσης. Για την συνεχή εξυ ηρέτηση του καταναλωτή, η εγκατάσταση θα ρέ ει να εριλαµβάνει και µια µονάδα α οθήκευσης (µ αταρίες) και διαχείρισης της ενέργειας. Εναλλακτικά, ένα σύστηµα αραγωγής ηλεκτρισµού µε φωτοβολταϊκά µ ορεί να χρησιµο οιηθεί σε συνδυασµό µε το δίκτυο της ΕΗ (διασυνδεδεµένο σύστηµα). Στην ερί τωση αυτή, καταναλώνει κανείς ρεύµα α ό το δίκτυο όταν το φωτοβολταϊκό σύστηµα δεν ε αρκεί (.χ όταν έχει συννεφιά ή κατά τη διάρκεια της νύχτας) και δίνει ενέργεια στο δίκτυο όταν η αραγωγή υ ερκαλύ τει τις ανάγκες του. Π.χ. τις ηλιόλουστες ηµέρες ή όταν λεί ει κανείς. Σε ορισµένες ερι τώσεις, τα φωτοβολταϊκά χρησιµο οιούνται για αροχή ηλεκτρικής ενέργειας εφεδρείας (δηλαδή ως συστήµατα αδιάλει της αροχής- 40

41 UPS). Στην ερί τωση αυτή, το σύστηµα είναι µεν διασυνδεδεµένο µε τη ΕΗ, αλλά διαθέτει και µ αταρίες (συν όλα τα α αραίτητα ηλεκτρονικά) για να αναλαµβάνει την κάλυψη των αναγκών σε ερί τωση διακο ής του ρεύµατος και για όσο διαρκεί αυτή. Η αραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας γίνεται σε DC και µετατρέ εται σε AC µε τη βοήθεια ηλεκτρονικών ισχύος και συγκεκριµένα αντιστροφέων (Inverters). Τα φωτοβολταϊκά λαίσια ανάλογα µε την εγκατάσταση µ ορούν να είναι είτε ακίνητα, είτε κινούµενα ακολουθώντας την ορεία του ήλιου.(εικόνα 4.2.1) Ένα τυ ικό φωτοβολταϊκό ισχύος 1 κιλοβάτ (kw) αράγει κατά µέσο όρο κιλοβατώρες το χρόνο (ανάλογα µε την ηλιοφάνεια της εριοχής) και α οτρέ ει κατά µέσο όρο κάθε χρόνο την έκλυση κιλών διοξειδίου του άνθρακα, όσο δηλαδή θα α ορροφούσαν δύο στρέµµατα δάσους. Εικόνα 4.2.1: Σύστηµα Φωτοβολταϊκών λαισίων 41

42 Τα φωτοβολταϊκά εγγυώνται: Μηδενική ρύ ανση Αθόρυβη λειτουργία Αξιο ιστία και µεγάλη διάρκεια ζωής ( ου φθάνει τα 30 χρόνια) Α εξάρτηση α ό την τροφοδοσία καυσίµων για τις α οµακρυσµένες εριοχές υνατότητα ε έκτασης ανάλογα µε τις ανάγκες Ελάχιστη συντήρηση Τα βασικά χαρακτηριστικά των φωτοβολταϊκών συστηµάτων, ου τα διαφορο οιούν α ό τις άλλες µορφές ΑΠΕ είναι τα εξής: Α ευθείας αραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, ακόµη και σε ολύ µικρή κλίµακα,.χ. σε ε ί εδο µερικών δεκάδων W ή και mw. Είναι εύχρηστα. Τα µικρά συστήµατα µ ορούν να εγκατασταθούν α ό τους ίδιους τους χρήστες. Μ ορούν να εγκατασταθούν µέσα σε όλεις, ενσωµατωµένα σε κτίρια και δεν ροσβάλλουν αισθητικά το εριβάλλον. Μ ορούν να συνδυαστούν µε άλλες ηγές ενέργειας (υβριδικά συστήµατα). Είναι βαθµωτά συστήµατα, δηλ. µ ορούν να ε εκταθούν σε µεταγενέστερη φάση για να αντιµετω ίσουν τις αυξηµένες ανάγκες των χρηστών, χωρίς µετατρο ή του αρχικού συστήµατος. Λειτουργούν αθόρυβα, εκ έµ ουν µηδενικούς ρύ ους, χωρίς ε ι τώσεις στο εριβάλλον. Οι α αιτήσεις συντήρησης είναι σχεδόν µηδενικές. Έχουν µεγάλη διάρκεια ζωής και αξιο ιστία κατά τη λειτουργία. Οι εγγυήσεις ου δίνονται α ό τους κατασκευαστές για τις Φ/Β γεννήτριες είναι ερισσότερο α ό 25 χρόνια καλής λειτουργίας. 42

43 Η ενεργειακή ανεξαρτησία του χρήστη είναι το µεγαλύτερο λεονέκτηµα των Φ/Β συστηµάτων. Το κόστος της αραγόµενης ηλεκτρικής ενέργειας α ό Φ/Β συστήµατα είναι σήµερα συγκρίσιµο µε το κόστος αιχµής ισχύος, ου χρεώνει η εταιρεία ηλεκτρισµού τους ελάτες της. Τα Φ/Β συστήµατα µ ορούν να συµβάλλουν σηµαντικά στη λεγόµενη «ιεσ αρµένη Παραγωγή Ενέργειας» (Distributed Power Generation), η ο οία α οτελεί το νέο µοντέλο ανά τυξης σύγχρονων ενεργειακών συστηµάτων αραγωγής, µεταφοράς και διανοµής ηλεκτρικής ενέργειας. Η διαφορο οίηση στην αραγωγή ενέργειας, ου ροσφέρεται α ό τα Φ/Β συστήµατα, σε συνδυασµό µε την κατά µεγάλο οσοστό α εξάρτηση α ό το ετρέλαιο και την α οφυγή εραιτέρω ρύ ανσης του εριβάλλοντος, µ ορούν να δηµιουργηθούν συνθήκες οικονοµικής ανά τυξης σε ένα νέο ενεργειακό το ίο ου αυτή τη στιγµή διαµορφώνεται στις ανε τυγµένες χώρες. 4.3 Υ ΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΑ Η υδραυλική ενέργεια, είναι µια ανανεώσιµη και α οκεντρωµένη ηγή ενέργειας0 ου0ιστορικά0αξιο οιείται0για0την0κάλυψη0ενεργειακών0 τους αναγκών. Η εκµετάλλευση του δυναµικού υδάτινων συγκεντρώσεων και ηγών µε σκο ό κυρίως της ηλεκτρο αραγωγής είναι εφικτή και α οδοτική µε τη χρήση υψηλής α όδοσης υδροστροβίλων και συστηµάτων. Ε ίσης, τα µικρά υδροηλεκτρικά έργα αρουσιάζουν σηµαντικά λεονεκτήµατα ό ως η δυνατότητα άµεσης σύνδεσης & α όζευξης στο δίκτυο, η αυτόνοµη λειτουργία, η αξιο ιστία, η αραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς διακυµάνσεις, ο ροβλέψιµος χρόνος α όσβεσης της ε ένδυσης, το χαµηλό κόστος συντήρησης και λειτουργίας και η ανυ αρξία κόστους ρώτης ύλης, οι µηδενικές εκ οµ ές ρύ ων, η δυνατότητα αισθητικής και λειτουργικής τους ένταξης στα χαρακτηριστικά του εριβάλλοντος κλ. 43

44 Εικόνα 4.3.1: Εγκαταστάσεις Υδροηλεκτρικών Μια τυ ική υδροηλεκτρική εγκατάσταση, ό ως φαίνεται α ό την αρα άνω εικόνα, α οτελείται α ό την άνω λίµνη και το άνω φράγµα, ου αυξάνει το ύψος τώσης και δηµιουργεί τον ταµιευτήρα α οθήκευσης νερού. Ε ι λέον η εγκατάσταση εριλαµβάνει την υδροληψία, τον αγωγό ροσαγωγής, το κάτω φράγµα, τον ύργο εκτόνωσης, την εγκατάσταση υ ερχείλισης και τον αγωγό τώσης, ου α οτελούν το σύστηµα διαχείρισης του υδάτινου δυναµικού. Ακολουθεί η κύρια µονάδα αραγωγής ενέργειας, δηλαδή το υδροηλεκτρικό εργοστάσιο µε τον κύριο ηλεκτροµηχανολογικό εξο λισµό, ο ο οίος α οτελείται α ό τον κατάλληλο υδροστρόβιλο και την αντίστοιχη ηλεκτρική γεννήτρια, ου συνδέονται α ευθείας µέσω ειδικού άξονα. Τέλος, το νερό διοχετεύεται µέσω του αγωγού (διώρυγα) φυγής στον υφιστάµενο οταµό της εριοχής. Η αραγόµενη ηλεκτρική ενέργεια µεταφέρεται στην κατανάλωση µέσω των α αραίτητων γραµµών µεταφοράς µε τη χρήση και των κατάλληλων συστηµάτων µετασχηµατισµού της τάσης.0συνοψίζοντας, σε µια υδροηλεκτρική µονάδα το νερό α ό την τεχνητή λίµνη µεταφέρεται µέσα σε κλειστό αγωγό, ο ο οίος διαθέτει διακό τη αύσης αροχής, ου ενεργο οιείται σε ερί τωση ου το σύστηµα χρειάζεται να εκκενωθεί. Ο αγωγός συνεχίζει διερχόµενος α ό τη δεξαµενή εκτόνωσης, ου λειτουργεί σαν α ορροφητής υδραυλικών ταλαντώσεων για την α οφυγή των συνε ειών υδραυλικού λήγµατος-υδραυλικού κριού σε ερι τώσεις α ότοµης µεταβολής της αροχής. 44

45 Η στάθµη της δεξαµενής εκτόνωσης βρίσκεται υ ό ατµοσφαιρική ίεση και καταλήγει στη βαλβίδα ροής. Η βαλβίδα ελέγχου αραµένει ανοιχτή κατά τη λειτουργία της µονάδας της εγκατάστασης, κλείνεται δε µόνον όταν χρειάζεται να εκκενωθεί ο αγωγός τώσης. 4.4 ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ Μετατρο είς είναι ηλεκτρονικές διατάξεις ου χρησιµο οιούνται στην µετατρο ή µιας µορφής τάσης σε µια άλλη, κυρίως στα φωτοβολταϊκά χρησιµο οιούνται µετατρο είς ου τροφοδοτούνται α ό µια συνεχής τάση και αυτή τη συνεχή τάση την µετατρέ ουν σε εναλλασσόµενη. Στην ερί τωση αυτή, µιλάµε για µετατρο είς DC/AC. Χωρίζονται σε τριφασικούς και µονοφασικούς αλλά η ισχύς τους είναι εριορισµένη. Η τεχνολογία ου χρησιµο οιούν οι µετατρο είς στις µέρες µας, µας βοηθούν ώστε να κρατάµε α οµονωµένο τον µετατρο έα α ό το υ όλοι ο δίκτυο και έτσι να α οφύγουµε τυχόν αρεµβολές ου θα εράσουν στο δίκτυο µέσω του µετατρο έα ( αρεµβολές συχνότητας, DC αρεµβολές κλ ). Εικόνα 4.4.1: Σύστηµα Μετατρο έα 45

46 4.5 ΒΙΟΜΑΖΑ Γενικά µε τον όρο βιοµάζα εννοούµε τα ροϊόντα και τα κατάλοι α φυτικής, ζωικής και δασικής αραγωγής, τα αρα ροϊόντα ου ροέρχονται α ό τη βιοµηχανική ε εξεργασία αυτών, τα αστικά λύµατα και τα σκου ίδια. Αναερόβια χώνευση της βιοµάζας είναι ουσιαστικά η βακτηριακή α οδόµηση σύνθετων οργανικών µορίων σε ιο α λά µόρια - µεθανίου και διοξειδίου του άνθρακα-, η ο οία γίνεται σε συνθήκες έλλειψης οξυγόνου. Η αναερόβια χώνευση της βιοµάζας διαρκεί α ό δύο τρεις εβδοµάδες και γίνεται σε τρεις θερµοκρασιακές ζώνες ου κυµαίνονται µεταξύ των 20 και 55 βαθµών Κελσίου. Συνήθως α οφεύγεται η α οθήκευση του αραγόµενου βιοαερίου, γιατί α αιτεί µεγάλους α οθηκευτικούς χώρους και κοστίζει αρκετά. Η βιοµάζα είναι ένα καύσιµο φιλικό ρος το εριβάλλον καθώς δεν συµµετέχει στο φαινόµενο του θερµοκη ίου ενώ ταυτόχρονα µειώνει την κατανάλωση συµβατικών καυσίµων σε εθνικό ε ί εδο µε ροφανή οφέλη για την χώρα. Η βιοµάζα για αραγωγή θερµότητας ροέρχεται α ό διαφορετικές ηγές ό ως καυσόξυλα, δασικά υ ολείµµατα, γεωργικά υ ολείµµατα.χ. άχυρο α ό την αραγωγή σιτηρών, υ ολείµµατα α ό αγροτικές εργασίες.χ. σοδειές ου έχουν υ οβληθεί σε ε εξεργασία ή σοδειές ου καλλιεργούνται για να χρησιµο οιηθούν ως καύσιµα. Εικόνα 4.5.1: Προεργασία για αραγωγή βιοµάζας. 46

47 * ΒΙΟΑΕΡΙΟ: Το καύσιµο αέριο ου αράγεται α ό βιοµάζα το ο οίο µ ορεί να καθαριστεί και να αναβαθµιστεί σε οιότητα φυσικού αερίου για χρήση ως βιοκαύσιµο ή το ξυλαέριο. 4.6 ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ Το φυσικό αέριο είναι η καθαρότερη ηγή ρωτογενούς ενέργειας, µετά τις ανανεώσιµες µορφές. Τα µεγέθη των εκ εµ όµενων ρύ ων είναι σαφώς µικρότερα σε σχέση µε τα συµβατικά καύσιµα, ενώ η βελτίωση του βαθµού α όδοσης µειώνει τη συνολική κατανάλωση καυσίµου και συνε ώς εριορίζει την ατµοσφαιρική ρύ ανση. Η σύνθεση του Φυσικού Αερίου ου χρησιµο οιείται στην Ελλάδα είναι 85 % Μεθάνιο και το υ όλοι ο15% Αιθάνιο, Βουτάνιο, Προ άνιο, Άζωτο και άλλα αέρια. Εικόνα 4.6.1: Φυσικό αέριο Το Φυσικό Αέριο α οτελεί µίγµα αερίων υδρογονανθράκων, το ο οίο εξάγεται α ό τις υ όγειες κοιλότητες υ ό υψηλή ίεση ου σχηµατίστηκε ανάλογα µε τον τρό ο σχηµατισµού του ετρελαίου. Μεταφέρεται ρος τους τό ους ό ου ρόκειται να χρησιµο οιηθεί ό ως είναι, χωρίς την ανάγκη εραιτέρω ε εξεργασίας. Είναι άχρωµο και άοσµο. Η χαρακτηριστική του οσµή δίνεται τεχνικά ώστε να γίνεται αντιλη τό σε τυχόν διαρροές. Ανήκει στη δεύτερη οικογένεια των αέριων καυσίµων. Είναι ελαφρύτερο α ό τον αέρα και έχει σχετική υκνότητα 0,59 kgr/m 3. Θεωρείται οικολογικό καύσιµο. 47

48 Τα κοιτάσµατα φυσικού αερίου βρίσκονται συνήθως µακριά α ό τα κύρια κέντρα καταναλώσεως συνε ώς το αέριο ρέ ει να µεταφερθεί, αν και οι βιοµηχανίες χηµικής ε εξεργασίας είναι συχνά εγκατεστηµένες στην εριοχή της αραγωγής. Η µεταφορά του φυσικού αερίου εξαρτάται α ό την κατάστασή του. Σε αέρια κατάσταση µεταφέρεται µε αγωγούς α ό υψηλή ίεση, ενώ σε υγρή κατάσταση µεταφέρεται µε λοία. Οι µεγάλοι αγωγοί υψηλής ίεσης καθιστούν δυνατή τη µεταφορά του αερίου σε α όσταση χιλιάδων χιλιοµέτρων. 4.7 ΚΥΨΕΛΕΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ Οι κυψέλες καυσίµου µ ορούν να χαρακτηριστούν σαν κέντρα ενός συστήµατος το ο οίο χρησιµο οιεί το υδρογόνο ως καύσιµο. Είναι αυτές οι ο οίες αναλαµβάνουν τη µετατρο ή του καυσίµου σε χρήσιµη ηλεκτρική ενέργεια. Η κυψέλη καυσίµου (εικόνα 4.7.1) α οτελεί ένα µηχανισµό για την ηλεκτροχηµική µετατρο ή της ενέργειας µετατρέ οντας υδρογόνο και οξυγόνο σε νερό, αράγοντας ταυτόχρονα µε τη διαδικασία αυτή, ηλεκτρισµό και θερµότητα. Ο ηλεκτρισµός αράγεται µε τη µορφή συνεχούς ρεύµατος. Η λειτουργία της ροσοµοιάζει τη λειτουργία µιας µ αταρίας, µε τη διαφορά ότι δεν έχει τον εριορισµό της εξάντλησης του καυσίµου, µια και το καύσιµο (υδρογόνο) και το οξειδωτικό (αέρας ή οξυγόνο) εισάγονται συνεχώς στην άνοδο και την κάθοδο και τα ροϊόντα (ηλεκτρική ενέργεια, θερµότητα και νερό) α οµακρύνονται άµεσες χρήσεις των κυψελών καυσίµου εριλαµβάνουν την αντικατάσταση των µ αταριών στα συστήµατα α ρόσκο της αροχής ισχύος (UPS) σε σταθµούς ηλεκτρο αραγωγής και τηλε ικοινωνιών και την α οθήκευση ενέργειας α ό Ανανεώσιµες Πηγές σε αυτόνοµα ενεργειακά συστήµατα. 48

49 Εικόνα : Κυψέλη καυσίµου Καθώς ροβλέ εται ότι το υδρογόνο στο µέλλον θα υ οκαταστήσει τα υγρά και αέρια καύσιµα στη θέρµανση και τις µεταφορές, λόγω λήθους λεονεκτηµάτων ου εµφανίζει, η ανά τυξη των σχετικών τεχνολογιών είναι ιδιαίτερα σηµαντική. Η αξιο οίηση τους µ ορεί να συµβάλει, όχι µόνο στην αντιµετώ ιση του ενεργειακού ροβλήµατος, µέσω της καλύτερης εκµετάλλευσης ανανεώσιµων ηγών ενέργειας, αλλά και στον αγώνα ενάντια στις κλιµατολογικές αλλαγές και τη µόλυνση του εριβάλλοντος, σε το ικό και αγκόσµιο ε ί εδο. 4.8 ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ Η γεννήτρια είναι µηχανή ου βασίζεται άνω στους νόµους της φυσικής ου αφορούν την ενέργεια και τη µετατρο ή της α ό τη µια µορφή σε µια άλλη. Συγκεκριµένα η γεννήτρια µετατρέ ει τη µηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική, σύµφωνα µε φαινόµενο της φυσικής κατά το ο οίο αν ένα ηνίο στραφεί µέσα σ' ένα Μαγνητικό Πεδίο, τότε στις άκρες του ηνίου δηµιουργείται ηλεκτρικό ρεύµα. Η γεννήτρια α οτελείται α ό δύο µέρη, ό ως φαίνεται στην εικόνα 11: το ακίνητο µέρος της ου λέγεται στάτορας, στο ο οίο υ άρχουν µαγνήτες (συγκεκριµένα ηλεκτροµαγνήτες) και το κινητό µέρος της ου λέγεται ρότορας στο ο οίο υ άρχουν ηνία. Γυρίζοντας το ρότορα µέσα στο στάτορα αράγεται Ηλεκτρικό Ρεύµα. 49

50 Η εριστροφή του ρότορα γίνεται µε ατµοµηχανή, µε υδροστρόβιλο κλ. Η ιο γνωστή γεννήτρια είναι το «δυναµό» των οδηλάτων. Εικόνα 4.8.1: Φωτογραφία Γεννήτριας ΜΗΧΑΝΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ (ΜΕΚ) Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι µια θερµική µηχανή, στην ο οία καίγεται ένα καύσιµο αρουσία αέρα µέσα σε ένα θάλαµο (θάλαµος καύσης) και α ό την εξώθερµη αντίδραση του καυσίµου µε τον οξειδωτή (θερµική καύση ελεύθερης φλόγας σε αέρια κατάσταση) ου είναι το οξυγόνο του αέρα δηµιουργούνται αέρια. Μέσω της εκτόνωσης αυτών των αερίων κάτω α ό υψηλές συνθήκες ίεσης και θερµοκρασίας αράγεται η α αιτούµενη ισχύς ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ DIESEL Μια γεννήτρια Diesel είναι ο συνδυασµός µιας µηχανής εσωτερικής καύσης και µιας ηλεκτρικής γεννήτριας για να αράγει ηλεκτρική ενέργεια (ΜΕΚ). Οι γεννήτριες Diesel χρησιµο οιούνται σε µέρη ου δεν υ άρχει σύνδεση µε το κυρίως δίκτυο ή σε έκτακτη ανάγκη, εάν έσει το δίκτυο. Εικόνα : Φωτογραφία γεννήτριας Diesel 50

51 4.9 ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ Σε ηλεκτρικό ρεύµα µ ορεί να µετατρα εί κάθε άλλη µορφή ενέργειας (θερµική, υρηνική, αιολική κ.λ..). Για τη µετατρο ή της χηµικής ενέργειας σε ηλεκτρική, χρησιµο οιούνται τα "ηλεκτρικά στοιχεία" και οι "συσσωρευτές" ή "µ αταρίες". Το ηλεκτρικό στοιχείο είναι η θεµελιώδης συσκευή α οθήκευσης και διάθεσης ηλεκτρισµού. Α οτελείται α ό δύο λάκες, φτιαγµένες α ό διαφορετικά µέταλλα και βυθισµένες σε ένα δοχείο µε υγρό. Οι λάκες ( ου ρέ ει να είναι αγώγιµες) λέγονται ηλεκτρόδια, ενώ το υγρό είναι και αυτό αγώγιµο και λέγεται ηλεκτρολύτης. Τα δύο µέταλλα αντιδρούν χηµικά µε τον ηλεκτρολύτη και αν τα συνδέσουµε µε κά οιον αγωγό θα έχουµε κυκλοφορία ηλεκτρικού ρεύµατος. Ένα ή ολλά ηλεκτρικά στοιχεία στη σειρά, σχηµατίζουν µία µ αταρία. Έτσι έχουµε τις υγρές µ αταρίες οι ο οίες α οτελούνται α ό ε αναφορτιζόµενα ηλεκτρικά στοιχεία και τις ξηρές µ αταρίες, οι ο οίες έχουν µη ε αναφορτιζόµενα. Οι υγρές µ αταρίες χρησιµο οιούνται κυρίως στα αυτοκίνητα και λέγονται έτσι ε ειδή ο ηλεκτρολύτης τους είναι υγρός. Εικόνα : Μ αταρίες 51