Επιβλέπων Καθηγητής: κ. Φαντίδης Ιάκωβος Φοιτητής: Κελεμένης Χρήστος

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ ΣΤΗ ΝΗΣΙΩΤΙΚΗ ΕΛΛΑΔΑ COMPARATIVE STUDY OF VARIOUS SIZES IN WIND TURBINE ISLAND GREECE Επιβλέπων Καθηγητής: κ. Φαντίδης Ιάκωβος Φοιτητής: Κελεμένης Χρήστος [1]

2 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα πτυχιακή εργασία αναφέρετε σε μια συγκριτική μελέτη διαφόρων μεγεθών στη νησιωτική Ελλάδα. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνετε μια σύντομη περιγραφεί των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, δίνετε ο ορισμός της κάθε μίας ξεχωριστά, καθώς και κάποια παραδείγματα χρήσης τους. Στο δεύτερο κεφάλαιο μελετούμε την αιολική ενέργεια. Όσο αφορά την εξέλιξη της ενέργειας αυτής, την αναλύουμε αναλυτικά στο κεφάλαιο αυτό, καθώς επίσης και κάποιες παραμέτρους αξιοποίησης του ανέμου όπως οι ανεμογεννήτριες, οπού επίσης αναλύουμε τη λειτουργία τους, τα πλεονεκτήματα-μειονεκτήματα και γενικά τα συμπεράσματα της αιολικής ενέργειας. Στο κεφάλαιο τρία αναφερόμαστε στα υπολογιστικά συστήματα και στο πρόγραμμα HOMER με το οποίο έχουμε πάρει τις μετρήσεις που χρειαζόμαστε και εξηγούμε με πιο τρόπο. Στο τέταρτο κεφάλαιο και τελευταίο, κάνουμε ανάλυση των στοιχείων που καταγράψαμε με το πρόγραμμα HOMER. Έχουμε τρία διαφορετικά συστήματα ισχύος και τα αναλύουμε με συγκριτικούς πίνακες και με σχεδιαγράμματα. ABSTRACT This project presents a comparative study of wind turbines of various sizes in insular Greece. In the first chapter Become a brief description of renewable energy sources, give the definition of each one separately, and some examples of their use. In the second chapter we study the wind. As regards the evolution of this, we analyze the detail in this chapter, as well as some parameters like utilization of wind [2]

3 turbines, which also analyze their operation, advantages - disadvantages and general conclusions of wind energy. In chapter three we refer computing and HOMER program in which we take the measurements we need and explaining how. In the fourth and final chapter, we analyze the data recorded by the program HOMER. We have three different power systems and analyze them with comparative tables and charts. [3]

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΣΤΡΟΦΗ ΣΤΙΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΥΜΒΑΤΙΚΑ Ή ΟΡΥΚΤΑ ΚΑΥΣΙΜΑ ΣΤΕΡΕΑ ΚΑΥΣΙΜΑ Ή ΚΑΡΒΟΥΝΟ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟ ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΥΔΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠΟ ΒΙΟΜΑΖΑ ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ...21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 2.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΜΕΡΗ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΙΣΧΥΣ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΑΙΟΛΙΚΑ ΠΑΡΚΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ - ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΚΑΙ ΤΟΝ ΚΟΣΜΟ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ...43 [4]

5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ - ΗΟΜΕR 3.1 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΗΟΜΕR ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ - ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΣΤΟ HOMER ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΤΩΝ ΥΠΟ ΕΞΕΤΑΣΗ ΠΕΡΙΟΧΩΝ...55 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ 4.1 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ 10 KW ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ 100 KW ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ 1000 KW ΠΙΝΑΚΕΣ ΕΤΗΣΙΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΤΩΝ 10,100 ΚΑΙ 1000 KW ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [5]

6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΣΤΡΟΦΗ ΣΤΙΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι ανανεώσιμες μορφές ενέργειας (ΑΠΕ) ή ήπιες μορφές ενέργειας, ή νέες πηγές ενέργειας, ή πράσινη ενέργεια είναι μορφές εκμεταλλεύσιμης ενέργειας που προέρχονται από διάφορες φυσικές διαδικασίες, όπως ο άνεμος, η γεωθερμία, η κυκλοφορία του νερού και άλλες. Ο όρος «ήπιες» αναφέρεται σε δυο βασικά χαρακτηριστικά τους. Καταρχάς, για την εκμετάλλευσή τους δεν απαιτείται κάποια ενεργητική παρέμβαση, όπως εξόρυξη, άντληση ή καύση, όπως με τις μέχρι τώρα χρησιμοποιούμενες πηγές ενέργειας, αλλά απλώς η εκμετάλλευση της ήδη υπάρχουσας ροής ενέργειας στη φύση. Δεύτερον, πρόκειται για «καθαρές» μορφές ενέργειας, πολύ «φιλικές» στο περιβάλλον, που δεν αποδεσμεύουν υδρογονάνθρακες, διοξείδιο του άνθρακα ή τοξικά και ραδιενεργά απόβλητα, όπως οι υπόλοιπες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα. Έτσι οι ΑΠΕ θεωρούνται από πολλούς μία αφετηρία για την επίλυση των οικολογικών προβλημάτων που αντιμετωπίζει η Γη. Ως «ανανεώσιμες πηγές» θεωρούνται γενικά οι εναλλακτικές των παραδοσιακών πηγών ενέργειας (π.χ. του πετρελαίου ή του άνθρακα), όπως η ηλιακή και η αιολική. Ο χαρακτηρισμός «ανανεώσιμες» είναι κάπως καταχρηστικός, μιας και ορισμένες από αυτές τις πηγές, όπως η γεωθερμική ενέργεια δεν ανανεώνονται σε κλίμακα χιλιετιών. Σε κάθε περίπτωση οι ΑΠΕ έχουν μελετηθεί ως λύση στο πρόβλημα της αναμενόμενης εξάντλησης των (μη ανανεώσιμων) αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων. Τελευταία από την Ευρωπαϊκή Ένωση, αλλά και από πολλά μεμονωμένα κράτη, υιοθετούνται νέες πολιτικές για τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, που προάγουν τέτοιες εσωτερικές πολιτικές και για τα κράτη μέλη. Οι ΑΠΕ αποτελούν τη βάση του μοντέλου οικονομικής ανάπτυξης της πράσινης οικονομίας και κεντρικό σημείο εστίασης της σχολής των οικολογικών οικονομικών, η οποία έχει κάποια επιρροή στο οικολογικό κίνημα. Το ενδιαφέρον για τις ήπιες μορφές ενέργειας ανακινήθηκε τη δεκαετία του 1970, ως αποτέλεσμα κυρίως των απανωτών πετρελαϊκών κρίσεων της εποχής, αλλά και της αλλοίωσης του περιβάλλοντος και της ποιότητας ζωής από τη χρήση κλασικών πηγών ενέργειας. Ιδιαίτερα ακριβές στην αρχή, ξεκίνησαν σαν πειραματικές [6]

7 εφαρμογές. Σήμερα όμως λαμβάνονται υπόψη στους επίσημους σχεδιασμούς των ανεπτυγμένων κρατών για την ενέργεια και αν και αποτελούν πολύ μικρό ποσοστό της ενεργειακής παραγωγής, ετοιμάζουν βήματα για παραπέρα αξιοποίησή τους. Το κόστος δε των εφαρμογών ήπιων μορφών ενέργειας πέφτει συνέχεια τα τελευταία είκοσι χρόνια και ειδικά η αιολική και υδροηλεκτρική ενέργεια, αλλά και η βιομάζα, μπορούν πλέον να ανταγωνίζονται στα ίσα παραδοσιακές πηγές ενέργειας όπως ο άνθρακας και η πυρηνική ενέργεια [5]. 1.2 ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Αιολική ενέργεια. Χρησιμοποιήθηκε παλιότερα για την άντληση νερού από πηγάδια καθώς και για μηχανικές εφαρμογές (π.χ. την άλεση στους ανεμόμυλους). Έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται ευρέως για ηλεκτροπαραγωγή. Ηλιακή ενέργεια. Χρησιμοποιείται περισσότερο για θερμικές εφαρμογές (ηλιακοί θερμοσίφωνες και φούρνοι) ενώ η χρήση της για την παραγωγή ηλεκτρισμού έχει αρχίσει να κερδίζει έδαφος, με την βοήθεια της πολιτικής προώθησης των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας από το ελληνικό κράτος και την Ευρωπαϊκή Ένωση. Υδραυλική ενέργεια. Είναι τα γνωστά υδροηλεκτρικά έργα, που στο πεδίο των ήπιων μορφών ενέργειας εξειδικεύονται περισσότερο στα μικρά υδροηλεκτρικά. Είναι η πιο διαδεδομένη μορφή ανανεώσιμης ενέργειας. Βιομάζα. Χρησιμοποιεί τους υδατάνθρακες των φυτών (κυρίως αποβλήτων της βιομηχανίας ξύλου, τροφίμων και ζωοτροφών και της βιομηχανίας ζάχαρης) με σκοπό την αποδέσμευση της ενέργειας που δεσμεύτηκε απ' το φυτό με τη φωτοσύνθεση. Ακόμα μπορούν να χρησιμοποιηθούν αστικά απόβλητα και απορρίμματα. Μπορεί να δώσει βιο αιθανόλη και βιοαέριο, που είναι καύσιμα πιο φιλικά προς το περιβάλλον από τα παραδοσιακά. Είναι μια πηγή ενέργειας με πολλές δυνατότητες και εφαρμογές που θα χρησιμοποιηθεί πλατιά στο μέλλον. [7]

8 Γεωθερμική ενέργεια. Προέρχεται από τη θερμότητα που παράγεται απ' τη ραδιενεργό αποσύνθεση των πετρωμάτων της γης. Είναι εκμεταλλεύσιμη εκεί όπου η θερμότητα αυτή ανεβαίνει με φυσικό τρόπο στην επιφάνεια, π.χ. στους θερμοπίδακες ή στις πηγές ζεστού νερού. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε απευθείας για θερμικές εφαρμογές είτε για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Η Ισλανδία καλύπτει το 80-90% των ενεργειακών της αναγκών, όσον αφορά τη θέρμανση, και το 20%, όσον αφορά τον ηλεκτρισμό, με γεωθερμική ενέργεια. Ενέργεια από τη θάλασσα Ενέργεια από παλίρροιες. Εκμεταλλεύεται τη βαρύτητα του Ήλιου και της Σελήνης, που προκαλεί ανύψωση της στάθμης του νερού. Το νερό αποθηκεύεται καθώς ανεβαίνει και για να ξανακατέβει αναγκάζεται να περάσει μέσα από μια τουρμπίνα, παράγοντας ηλεκτρισμό. Έχει εφαρμοστεί στην Αγγλία, τη Γαλλία, τη Ρωσία και αλλού. Ενέργεια από κύματα. Εκμεταλλεύεται την κινητική ενέργεια των κυμάτων της θάλασσας. Ενέργεια από τους ωκεανούς. Εκμεταλλεύεται τη διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στα στρώματα του ωκεανού, κάνοντας χρήση θερμικών κύκλων. Βρίσκεται στο στάδιο της έρευνας [6], [7]. 1.3 ΣΥΜΒΑΤΙΚΑ Ή ΟΡΥΚΤΑ ΚΑΥΣΙΜΑ Οι συμβατικές μορφές ενέργειας καλύπτουν το μεγαλύτερο μέρος των ενεργειακών αναγκών των 27 χωρών - μελών της Ε.Ε. Με βάση το ενεργειακό ισοζύγιο του 2005, ο άνθρακας, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο καλύπτουν περίπου το 57% της πρωτογενούς ενεργειακής κατανάλωσης. Το υπόλοιπο ποσοστό καλύπτεται από την πυρηνική ενέργεια σε ποσοστό 30%, την υδροηλεκτρική σε ποσοστό 3% και τις ανανεώσιμες μορφές ενέργειας σε ποσοστό 10%. Συγκεκριμένα, οι «παραδοσιακές» ανανεώσιμες μορφές ενέργειας καλύπτουν το 9%, ενώ το υπόλοιπο 1% καλύπτεται [8]

9 από τις λεγόμενες «σύγχρονες». Ο όρος «παραδοσιακές» ανανεώσιμες πηγές ενέργειας περιλαμβάνει τα καυσόξυλα, πυρηνόξυλα και γενικά τη βιομάζα, ενώ ο όρος «σύγχρονες» περιλαμβάνει την αιολική, την ηλιακή και την γεωθερμική ενέργεια. Το μεγαλύτερο ποσοστό της απαιτούμενης ενέργειας εξασφαλίζεται από συμβατικούς πόρους και από ορισμένες Α.Π.Ε. (υδραυλική ενέργεια και βιομάζα). Η χρήση των συμβατικών πόρων ενέργειας έχει ως αποτέλεσμα την έκλυση διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στην ατμόσφαιρα και την παραγωγή αέριων ρύπων, που εντείνουν το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Το πετρέλαιο, οι γαιάνθρακες (κάρβουνο) και το φυσικό αέριο είναι ορυκτά καύσιμα, προέρχονται από την αποικοδόμηση φυτικής και ζωικής ύλης και χρειάστηκαν εκατομμύρια χρόνια για να δημιουργηθούν. Όταν εξαντληθούν τα κοιτάσματά τους, η ανθρωπότητα θα βρεθεί σε δύσκολη θέση, διότι το μεγαλύτερο μέρος της σημερινής παραγωγής ενέργειας προέρχεται από αυτά. Η καύση των ορυκτών καυσίμων προκαλεί έντονα περιβαλλοντικά προβλήματα αέριας κυρίως ρύπανσης. Βέβαια, αναπτύσσονται συνεχώς νέες τεχνολογίες καύσης, πιο αποδοτικές, με μικρότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις, ενώ βελτιώνονται και οι τεχνολογίες καθαρισμού των καυσαερίων. Τα ορυκτά καύσιμα είναι καύσιμα προερχόμενα από φυσικές πηγές όπως αναερόβια αποσύνθεση νεκρών θαμμένων οργανισμών. Η ηλικία των νεκρών οργανισμών που με την εναπόθεσή τους σχηματίζουν τα ορυκτά καύσιμα κυμαίνεται από μερικά εκατομμύρια μέχρι 650 εκατομμύρια χρόνια. Στα ορυκτά καύσιμα ανήκουν το κάρβουνο, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο. Τα υλικά των ορυκτών καυσίμων μπορεί να είναι ελαφρά αέρια όπως το μεθάνιο ή σκληρά στερεά σώματα όπως ο ανθρακίτης. Αυτά σχηματίζονται από αποθέσεις νεκρών θαλάσσιων οργανισμών, ζώων ή φυτών της ξηράς τα οποία εκτίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις στο εσωτερικό της γης για εκατομμύρια χρόνια. Την διαδικασία αυτή περιγράφει η βιογενετική θεωρία που πρωτοδιατυπώθηκε από τον Ζεόρζ Ακρικόλα το 1556 και αργότερα από τον Μικαΐλ Λομονόσοφ τον 18ο αιώνα. Τα ορυκτά καύσιμα δεν είναι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας γιατί χρειάζονται εκατομμύρια χρόνια για να σχηματιστούν και έτσι εξαντλούνται με πολύ ταχύτερο [9]

10 ρυθμό από τον ρυθμό με τον οποίο σχηματίζονται. Η κατανάλωσή τους ενισχύει το περιβαλλοντικό πρόβλημα. Για να περιοριστεί η κατανάλωσή τους τα τελευταία χρόνια αναπτύσσονται όλο και περισσότερο οι ανανεώσιμες μορφές ενέργειας. Η καύση των ορυκτών καυσίμων παράγει κάθε χρόνο 21,3 εκατομμύρια τόνους διοξείδιο του άνθρακα. Από αυτή την ποσότητα η μισή απορροφάται από την βιόσφαιρα της γης και η υπόλοιπη παραμένει στον ατμοσφαιρικό αέρα. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι το κύριο αέριο που ευθύνεται για το φαινόμενο του θερμοκηπίου [10] ΣΤΕΡΕΑ ΚΑΥΣΙΜΑ Ή ΚΑΡΒΟΥΝΟ Οι γαιάνθρακες χρησιμοποιούνταν σαν καύσιμα από την αρχαιότητα. Για όσο χρονικό διάστημα ήταν άφθονο το ξύλο, δεν χρησιμοποιούνταν ευρέως το κάρβουνο, με την ανάπτυξη της βιομηχανίας και την αποψίλωση των δασών, έγινε επιτακτική η στροφή προς το κάρβουνο. Η εκμετάλλευση του ως καύσιμο, βοήθησε χώρες με σημαντικά αποθέματα κάρβουνου (Βρετανία, Γερμανία), να βρεθούν σε πλεονεκτική θέση με την χρήση του στην βιομηχανική παραγωγή κάτι που μετά τον 13 ο αιώνα εξαπλώθηκε. Οι γαιάνθρακες (γαία = γη και άνθρακας = κάρβουνο) σχηματίστηκαν κατά στρώματα, κατά τη διάρκεια πολλών εκατομμυρίων ετών, από υπολείμματα φυτικής ύλης (δέντρα, φυτά, θάμνους, φύκια) που θάφτηκαν μετά από φυσικές καταστροφές (επιχωματώσεις, καθιζήσεις, σεισμούς, κατακρημνίσεις) μετά από την συνδυασμένη δράση θερμότητας, πίεσης και βακτηριδίων σε απουσία αέρα (ανθρακοποίηση) αντιδρώντας με την νεκρή ύλη δημιούργησαν τους υδρογονάνθρακες από τους οποίους έγινε στη συνέχεια το κάρβουνο. Το κάρβουνο έχει χρώμα μαύρο ή καφέ ανάλογα με την ηλικία του. Η ηλιακή ενέργεια, που είχε δεσμευτεί σ' αυτές τις ουσίες κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης τους, αποδίδεται από τους γαιάνθρακες κατά την καύση τους με τη μορφή θερμότητας. Υπολογίζεται ότι άρχισε να σχηματίζεται εκατομμύρια χρόνια πριν και ολοκληρώθηκε ο σχηματισμός του μέσα σε 85 εκατομμύρια χρόνια περίπου πριν από 250 εκατομμύρια χρόνια. Επειδή αποτελείται κύρια από άνθρακα και υδρογόνο [10]

11 έχει ικανοποιητική θερμογόνο δύναμη (Kcal/Kg) άρα είναι σημαντική καύσιμη υλη και γι 'αυτό επέδρασε καθοριστικά στην πορεία της βιομηχανικής επανάστασης. Χρησιμοποιήθηκε για περισσότερο από έναν αιώνα, τροφοδοτώντας με ενέργεια τόσο την βιομηχανία, βιοτεχνία όσο και τις μεταφορές συμβάλλοντας στην οικονομική ανάπτυξη των βιομηχανικών χωρών. Με τον όρο κάρβουνο, χαρακτηρίζουμε διάφορα ορυκτά καύσιμα που διαφοροποιούνται μεταξύ τους τόσο στην υφή όσο και στη θερμογόνο δύναμη τους. Αυτή η διαφοροποίηση οφείλεται στην διαφορετική προέλευση και ηλικία τους. Κατά την ανθρακοποίηση δημιουργούνται κατά σειρά: η τύρφη ο λιγνίτης οι πισσούχοι άνθρακες ή ασφαλτικό ή μαλακό κάρβουνο ο ανθρακίτης Στην Ελλάδα υπάρχουν σημαντικά κοιτάσματα λιγνίτη (Πτολεμαΐδα, Μεγαλόπολη από τα όποια παράγεται το μεγαλύτερο ποσοστό της ηλεκτρικής ενέργειας στους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς της ΔΕΗ της χώρας μας) και τύρφης (Δράμα, η εκμετάλλευση της τύρφης δεν έχει προχωρήσει, κυρίως για περιβαλλοντικούς λόγους). Τα αποθέματα κάρβουνου είναι σε μεγαλύτερες ποσότητες από υπόλοιπα ορυκτά καύσιμα, πρόσφατες εκτιμήσεις στον πλανήτη μας τα υπολογίζουν σε δισεκατομμύρια τόνους άνθρακα δεσμευμένοι στις διάφορες μορφές κάρβουνου. Έχει υπολογιστεί ότι, με τους σημερινούς ρυθμούς χρήσης σε παγκόσμιο επίπεδο, τα κοιτάσματα γαιανθράκων επαρκούν για μια περίοδο περίπου 300 χρόνων, αυτό όμως δεν είναι απολύτως βέβαιο διότι αφενός τα γνωστά κοιτάσματα διαφοροποιούνται ως προς τον όγκο τους, αφετέρου ανακαλύπτονται νέα αυξάνοντας το συνολικό απόθεμα. Ένα όμως είναι βέβαιο ότι κάποια στιγμή θα εξαντληθούν [1], [3] ΠΕΤΡΕΛΑΙΟ Οι γεωλογικοί σχηματισμοί, μέσα στους οποίους έχει βρεθεί πετρέλαιο, χρονολογούνται μεταξύ 50 και 190 εκατομμυρίων χρόνων. Το πρώτο πετρέλαιο [11]

12 σχηματίστηκε εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια πριν από τους γαιάνθρακες. Καθώς τα υπολείμματα των φυτών και των ζώων κατακάθονταν στον πυθμένα των θαλασσών, τα πρώτα στρώματα καταπλακώνονταν διαδοχικά από νεότερα στρώματα. Αυτά τα πρώτα στρώματα οργανικού υλικού συμπιέστηκαν με ταυτόχρονη παραγωγή θερμότητας με αποτέλεσμα η οργανική ύλη σε συνδυασμό με χημική και βακτηριακή δράση, η οργανική ύλη να μετατραπεί σε υδρογονάνθρακες. Στην συνέχεια, το πετρέλαιο που σχηματίστηκε εγκλωβίστηκε μέσα σε διάφορα γεωλογικά στρώματα, από όπου αντλείται σήμερα. Το πετρέλαιο είναι ίσως το σημαντικότερο καύσιμο για το σύγχρονο άνθρωπο. Αντλείται από τις πετρελαιοπηγές με τη μορφή του αργού πετρελαίου, που είναι ένα παχύρρευστο υγρό. Στη συνέχεια, οδηγείται στα διυλιστήρια, όπου παράγονται τα δύο βασικά προϊόντα, το πετρέλαιο ντίζελ και η βενζίνη, αλλά και η κηροζίνη, το φωτιστικό πετρέλαιο, το προπάνιο, η νάφθα και η άσφαλτος. Ως πρώτη ύλη, χρησιμοποιείται για την παραγωγή των πλαστικών και ορισμένων φαρμακευτικών ουσιών. Με την καύση του εκλύονται διάφοροι ρύποι, αλλά και διοξείδιο του άνθρακα. Η εξόρυξη, η παραγωγή, η μεταφορά και η διανομή του πετρελαίου μπορεί να προκαλέσουν περιβαλλοντικές επιπτώσεις, αν υπάρξει διαρροή στην ξηρά ή στη θάλασσα. Για τη μείωση αυτών των επιπτώσεων έχουν θεσπιστεί κανονισμοί, ενώ έχει αναπτυχθεί η κατάλληλη τεχνολογία για την ασφαλή διαχείρισή του και για την απορρύπανση σε περίπτωση ατυχήματος. Σε παγκόσμιο επίπεδο, τα γνωστά κοιτάσματα πετρελαίου αναμένεται να διαρκέσουν χρόνια, αν διατηρηθεί ο σημερινός ρυθμός κατανάλωσης ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ Το φυσικό αέριο είναι το μείγμα αερίων υδρογονανθράκων οι οποίοι βρίσκονται σε υπόγειους ταμιευτήρες και οι οποίοι μερικές φορές συνδυάζονται με την παρουσία πετρελαίου. Προέρχεται είτε από θαλάσσιους οργανισμούς είτε από φυτική πρώτη ύλη και το βασικό του συστατικό είναι το μεθάνιο (CH4) που αποτελεί το 85% - 95% του φυσικού αερίου. Μετά την άντλησή του, μεταφέρεται με αγωγούς ως αέριο ή με ειδικά διαμορφωμένα τάνκερ προς κατανάλωση. Το φυσικό αέριο είναι καθαρότερο καύσιμο συγκριτικά με το πετρέλαιο και το κάρβουνο, για το λόγο αυτό [12]

13 προτιμάται η χρήση του. Επίσης, είναι φθηνό και έχει μεγάλη ενεργειακή απόδοση. Τα αυτοκίνητα και τα φορτηγά μπορούν να κινηθούν με φυσικό αέριο, όμως πρέπει να διαθέτουν ειδικές δεξαμενές για την αποθήκευσή του. 1.4 ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Η πυρηνική ενέργεια είναι μια σχετικά νέα μορφή ενέργειας. Είναι η ενέργεια η οποία βρίσκεται μέσα στον πυρήνα του ατόμου και μπορεί να απελευθερωθεί είτε με σχάση είτε με σύντηξη. Ο πυρήνας ενός ατόμου μπορεί να διασπαστεί και όταν γίνει αυτό, εκλύεται μια τεράστια ποσότητα ενέργειας σε μορφή θερμότητας και φωτός. Αν η διάσπαση γίνει με αργό ρυθμό, τότε μπορούμε να δεσμεύσουμε τη θερμότητα για να παράγουμε ατμό που στη συνέχεια χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Αν η διάσπαση γίνει βίαια (σε ελάχιστο χρόνο δηλαδή), τότε έχουμε την πυρηνική βόμβα σχάσης, παρόμοια με αυτές που έριξαν οι Η.Π.Α. στις πόλεις Ναγκασάκι και Χιροσίμα της Ιαπωνίας κατά το τέλος του Β Παγκοσμίου Πολέμου. Για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας γίνεται διάσπαση ατόμων του ραδιενεργού ουρανίου στου πυρηνικούς αντιδραστήρες των πυρηνικών εργοστασίων. Σήμερα υπάρχουν πολλά πυρηνικά εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρισμού σε διάφορες χώρες (Β. Αμερική, Δ. Ευρώπη, χώρες τέως Ε.Σ.Σ.Δ. κ.λπ.), η λειτουργία τους όμως αντιμετωπίζει προβλήματα ασφάλειας και διαρροών. Μετά από το ατύχημα στον πυρηνικό σταθμό του Three MileIsland (Η.Π.Α.) το 1979, και κυρίως μετά την καταστροφική έκρηξη στο Τσερνομπίλ (πρώην Ε.Σ.Σ.Δ.) το 1986, η κατασκευή νέων εργοστασίων έχει περιοριστεί, λόγω αντιδράσεων της κοινής γνώμης. Η πυρηνική ενέργεια έχει δύο διαμετρικά αντίθετα χαρακτηριστικά. Από τη μια, μπορεί να αποδώσει ένα τρισεκατομμύριο φορές περισσότερη ενέργεια από τον άνεμο και το νερό, και ένα εκατομμύριο φορές περισσότερη ενέργεια από την καύση. Από την άλλη, παράγει ραδιενεργά απόβλητα, καθώς μεταβάλλεται η θεμελιακή μορφή των μορίων πάνω στα οποία επενεργεί [8]. [13]

14 1.5 ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Ως Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) έχουν οριστεί οι ενεργειακές πηγές, οι οποίες υπάρχουν εν αφθονία στο φυσικό περιβάλλον. Είναι η πρώτη μορφή ενέργειας που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος πριν στραφεί έντονα στη χρήση των ορυκτών καυσίμων. Οι ΑΠΕ πρακτικά είναι ανεξάντλητες, η χρήση τους δεν ρυπαίνει το περιβάλλον ενώ η αξιοποίησή τους περιορίζεται μόνον από την ανάπτυξη αξιόπιστων και οικονομικά αποδεκτών τεχνολογιών που θα έχουν σαν σκοπό την δέσμευση του δυναμικού τους. Το ενδιαφέρον για την ανάπτυξη των τεχνολογιών αυτών εμφανίσθηκε αρχικά μετά την πρώτη πετρελαϊκή κρίση του 1974 και παγιώθηκε μετά τη συνειδητοποίηση των παγκόσμιων σοβαρών περιβαλλοντικών προβλημάτων την τελευταία δεκαετία. Για πολλές χώρες, οι ΑΠΕ αποτελούν μια εγχώρια πηγή ενέργειας με ευνοϊκές προοπτικές συνεισφοράς στο ενεργειακό τους ισοζύγιο, συμβάλλοντας στη μείωση της εξάρτησης από το ακριβό εισαγόμενο πετρέλαιο και στην ενίσχυση της ασφάλειας του ενεργειακού τους εφοδιασμού. Παράλληλα, συμβάλλουν στη βελτίωση της ποιότητας του περιβάλλοντος, καθώς έχει πλέον διαπιστωθεί ότι ο ενεργειακός τομέας είναι ο κλάδος που ευθύνεται κατά κύριο λόγο για τη ρύπανση του περιβάλλοντος. Είναι χαρακτηριστικό ότι ο μόνος δυνατός τρόπος που διαφαίνεται για να μπορέσει η Ευρωπαϊκή Ένωση να ανταποκριθεί στο φιλόδοξο στόχο που έθεσε το 1992 στη συνδιάσκεψη του Ρίο για το Περιβάλλον και την Ανάπτυξη, να περιορίσει δηλαδή, μέχρι το έτος 2000 τους ρύπους του διοξειδίου του άνθρακα στα επίπεδα του 1993, είναι να επιταχύνει την ανάπτυξη των ΑΠΕ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Η ενέργεια που προέρχεται από τον ήλιο είναι πρακτικά ανεξάντλητη και αυτό είναι το βασικό προσόν της. Επιπλέον, επειδή υπάρχει σχετικά ομοιόμορφη κατανομή της στο χώρο, δεν απαιτείται πάντα η μεταφορά της σε μεγάλες αποστάσεις, επομένως, με τη χρήση μικρών ηλιακών συστημάτων μπορεί να αξιοποιείται στον τόπο παραγωγής της. [14]

15 Ταυτόχρονα, η παραγωγή και κατανάλωσή της δεν ρυπαίνει και δεν απαιτεί δύσκολες και δαπανηρές εγκαταστάσεις για τη χρήση της, τουλάχιστον για τις απλές εφαρμογές. Το μειονέκτημα έγκειται στο γεγονός ότι δεν υπάρχει διαθέσιμη κατά τη διάρκεια όλης της μέρας. Έτσι, θα πρέπει να συγκεντρώνεται για ορισμένο διάστημα με ειδικά συστήματα που απαιτούν μεγάλες επιφάνειες για να μπορεί να χρησιμοποιηθεί όταν δεν υπάρχει ηλιοφάνεια. Στην Ελλάδα υπάρχει συνεχής επέκταση της χρήσης της ηλιακής ενέργειας. Ενδεικτικά αναφέρονται, το «Ηλιακό Χωριό» στην Πεύκη Αττικής, οι αθλητικές εγκαταστάσεις του Σταδίου Ειρήνης και Φιλίας στο Νέο Φάληρο Αττικής, που χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια, αλλά και η εκτεταμένη χρήση ηλιακού θερμοσίφωνα για οικιακή χρήση. Οι εγκατεστημένοι ηλιακοί θερμοσίφωνες στη χώρα μας, εξοικονομούν 1,1 δισεκατομμύρια κιλοβατώρες το χρόνο, όση ενέργεια παράγει, δηλαδή, ένας συμβατικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής, ισχύος 200 μεγαβάτ. Ο ήλιος εκπέμπει τεράστια ποσότητα ενέργειας. Η ηλιακή ακτινοβολία αξιοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρισμού με δύο τρόπους: με θερμικές και φωτοβολταϊκές εφαρμογές. Η πρώτη είναι η συλλογή της ηλιακής ενέργειας με στόχο την παραγωγή θερμότητας (χρησιμοποιείται κυρίως για τη θέρμανση του νερού και τη μετατροπή του σε ατμό για την κίνηση τουρμπίνων), ενώ στη δεύτερη εφαρμογή τα φωτοβολταϊκά συστήματα μετατρέπουν το φως του ήλιου σε ηλεκτρισμό με τη χρήση φωτοβολταϊκών κυψελών ή συστοιχιών. Αυτή η τεχνολογία που εμφανίστηκε στις αρχές του 1970 στα διαστημικά προγράμματα των ΗΠΑ έχει μειώσει το κόστος παραγωγής ηλεκτρισμού με αυτόν τον τρόπο από $300 σε $4 το Watt. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα χρησιμοποιούνται κυρίως σε αγροτικές και απομακρυσμένες περιοχές όπου η σύνδεση με το δίκτυο είναι πολύ ακριβή. Αν και όλη η γη δέχεται την ηλιακή ακτινοβολία, η ποσότητά της εξαρτάται κυρίως από τη γεωγραφική θέση, την ημέρα, την εποχή και τη νεφοκάλυψη. Για παράδειγμα, η έρημος δέχεται περίπου το διπλάσιο ποσό ηλιακής ενέργειας από άλλες περιοχές. Στο μεγαλύτερο τμήμα της χώρα μας η ηλιοφάνεια διαρκεί περισσότερες από 2700 ώρες το χρόνο. Στη Δυτική Μακεδονία και την Ήπειρο εμφανίζει τις μικρότερες τιμές κυμαινόμενη από 2200 ως 2300 ώρες, ενώ στη Ρόδο και τη νότια Κρήτη ξεπερνά τις 3100 ώρες ετησίως. [15]

16 1.5.2 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Η ανομοιόμορφη θέρμανση της επιφάνειας της Γης από την ηλιακή ακτινοβολία δημιουργεί διαφορές πίεσης και θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα, προκαλώντας την κίνηση των αέριων μαζών, τους ανέμους. Από παλιά οι άνθρωποι έχουν εκμεταλλευτεί αυτή τη μορφή ενέργειας για να ταξιδέψουν μεγάλες αποστάσεις, αλλά και για το άλεσμα και την άντληση νερού. Στη σύγχρονη εποχή, τα συστήματα εκμετάλλευσης της αιολικής ενέργειας αφορούν σχεδόν αποκλειστικά σε μηχανές που μετατρέπουν την ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική. Οι μηχανές αυτές ονομάζονται αιολικές μηχανές ή ανεμογεννήτριες. Χώρες με ιδιαίτερη ανάπτυξη στην εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας είναι η Γερμανία, η Ισπανία, οι Η.Π.Α, η Δανία. Για την εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας είναι πολύ σημαντικό να γνωρίζουμε το αιολικό δυναμικό μιας περιοχής, δηλαδή την τοπική και εποχιακή κατανομή των ταχυτήτων του ανέμου. Η Ελλάδα διαθέτει εξαιρετικά πλούσιο αιολικό δυναμικό και η αιολική ενέργεια μπορεί να αποτελέσει σημαντικό μοχλό για την ενεργειακή ανάπτυξή της. Περιοχές που προσφέρονται για την εγκατάσταση είναι οι κορυφογραμμές, οι παράκτιες περιοχές της ηπειρωτικής Ελλάδας και κυρίως τα νησιά του Αιγαίου, όπου συχνά πνέουν ισχυροί άνεμοι, έντασης 8 και 9 Μποφόρ. Κριτήριο για την εγκατάσταση είναι, η μέση ετήσια ταχύτητα ανέμου (10 μέτρα από το έδαφος) να είναι τουλάχιστον 6 μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Σε περιοχές λοιπόν τις Ελλάδας όπου πνέουν ισχυροί άνεμοι (π.χ. Εύβοια, Θράκη, Κρήτη) έχουν εγκατασταθεί αιολικά πάρκα. Σήμερα έχουν κατασκευαστεί σύγχρονες ανεμογεννήτριες με προηγμένη τεχνολογία που παράγουν ηλεκτρισμό λειτουργώντας είτε αυτόνομα είτε συνδεδεμένες σε ένα ευρύτερο δίκτυο. Στην περίπτωση των αυτόνομων απαιτείται κάποιας μορφής αποθήκευση της ενέργειας, συνήθως σε μπαταρίες, για τις περιόδους που η ταχύτητα του ανέμου δεν επαρκεί. Είναι επίσης συνηθισμένο στην περίπτωση της αυτόνομης, να λειτουργεί σε συνδυασμό με μια συμβατική ηλεκτρογεννήτρια πετρελαίου. Η αιολική ενέργεια, που είναι μια από τις πιο ελκυστικές μορφές ενέργειας, αναμένεται να αναπτυχθεί ακόμα περισσότερο με την κατασκευή νέων που θα μειώνουν το κόστος και θα [16]

17 κάνουν την αιολική ενέργεια ανταγωνιστική σε ακόμα περισσότερα μέρη. Γενικά κατασκευάζονται δύο τύποι : α) οριζόντιου άξονα και β) κατακόρυφου άξονα όμως η πλειοψηφία των μηχανών που εγκαθίστανται είναι οριζόντιου άξονα. Πολύ μικρές ανεμογεννήτριες (κάτω των 5kW) χρησιμοποιούνται σε μεγάλη έκταση για απομακρυσμένους τηλεπικοινωνιακούς σταθμούς, σε ιστιοπλοϊκά σκάφη. Οι λόγοι της μεγάλης διάδοσης της αιολικής ενέργειας σήμερα είναι: α) η αποδοτικότητα στα μέρη όπου η ταχύτητα του ανέμου είναι ικανοποιητική, β) το γεγονός ότι είναι μια καθαρή και ασφαλής ενεργειακή μορφή, χωρίς σημαντικές επιπτώσεις, γ) είναι μια τοπική μορφή ενέργειας, δίνει συνεπώς μια ενεργειακή αυτοδυναμία, χωρίς εξαρτήσεις από ξένους παράγοντες, διακυμάνσεις τιμής. δ) μπορούν να εγκατασταθούν σε σύντομο χρονικό διάστημα που φθάνει και τον ένα χρόνο, ε) η γη που καταλαμβάνεται από το αιολικό πάρκο μπορεί να έχει και άλλες χρήσεις (π.χ. βόσκηση, καλλιέργεια). Τα περιβαλλοντικά οφέλη από τη χρήση της αιολικής ενέργειας σε εθνική κλίμακα, περιλαμβάνουν την απουσία παραγωγής αέριων ρύπων και την καλή ενεργειακή απόδοση. Μειονεκτήματα σε τοπικό επίπεδο θεωρούνται οι αισθητικές επιπτώσεις στο τοπίο, η διάβρωση του εδάφους από τους δρόμους υποστήριξης, οι παρεμποδίσεις των μεταναστευτικών διαδρομών των πουλιών, οι παρεμβολές στις τηλεπικοινωνίες και η παραγωγή θορύβου. Εξαιτίας των δύο τελευταίων προβλημάτων υπάρχει πρόβλεψη, ώστε η εγκατάσταση των να είναι μακριά από οικισμούς και τηλεπικοινωνιακούς σταθμούς ΥΔΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Το νερό στη φύση, όταν βρίσκεται σε περιοχές με μεγάλο υψόμετρο, έχει δυναμική ενέργεια η οποία μετατρέπεται σε κινητική όταν το νερό ρέει προς χαμηλότερες περιοχές. Με τα υδροηλεκτρικά έργα (υδροταμιευτήρας, φράγμα, κλειστός αγωγός πτώσεως, υδροστρόβιλος, ηλεκτρογεννήτρια, διώρυγα φυγής) γίνεται δυνατή η εκμετάλλευση της ενέργειας του νερού για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος το οποίο διοχετεύεται στην κατανάλωση με το ηλεκτρικό δίκτυο. Η μετατροπή της ενέργειας των υδατοπτώσεων με τη χρήση υδραυλικών τουρμπίνων παράγει την [17]

18 υδροηλεκτρική ενέργεια. Η ενέργεια αυτή ταξινομείται σε υδροηλεκτρική ενέργεια μεγάλης και μικρής κλίμακας. Η υδροηλεκτρική ενέργεια μικρής κλίμακας διαφέρει σημαντικά από αυτή της μεγάλης σε ότι αφορά τις επιπτώσεις της στο περιβάλλον. Οι υδροηλεκτρικές μονάδες μεγάλης κλίμακας απαιτούν τη δημιουργία φραγμάτων και τεράστιων δεξαμενών με σημαντικές επιπτώσεις στο οικοσύστημα και γενικότερα στο άμεσο περιβάλλον. Τα συστήματα μικρής κλίμακας τοποθετούνται δίπλα σε ποτάμια και κανάλια με αποτέλεσμα να έχουν λιγότερες επιπτώσεις στο περιβάλλον. Υδροηλεκτρικές μονάδες λιγότερες των 30 MW χαρακτηρίζονται μικρής κλίμακας και θεωρούνται ανανεώσιμες πηγές. Το γρήγορα κινούμενο νερό οδηγείται μέσα από τούνελ με σκοπό να θέσει σε λειτουργία τις τουρμπίνες παράγοντας έτσι μηχανική ενέργεια. Μια γεννήτρια μετατρέπει αυτή την ενέργεια σε ηλεκτρική. Σε αντίθεση με το ότι συμβαίνει με τα ορυκτά καύσιμα, το νερό δεν αχρηστεύεται κατά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για άλλους σκοπούς. Φυσικά, μόνο σε περιοχές με σημαντικές υδατοπτώσεις, πλούσιες πηγές και κατάλληλη γεωλογική διαμόρφωση είναι δυνατόν να κατασκευασθούν υδατοταμιευτήρες. Συνήθως η ενέργεια που τελικώς παράγεται με τον τρόπο αυτό, χρησιμοποιείται μόνο συμπληρωματικά με άλλες συμβατικές πηγές ενέργειας, σε ώρες αιχμής. Στη χώρα μας η υδροηλεκτρική ενέργεια ικανοποιεί περίπου το 10% των ενεργειακών μας αναγκών. Τα πλεονεκτήματα από τη χρήση της υδραυλικής ενέργειας είναι : Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί είναι δυνατό να τεθούν σε λειτουργία αμέσως μόλις ζητηθεί επιπλέον ηλεκτρική ενέργεια, σε αντίθεση με τους θερμικούς σταθμούς (γαιανθράκων, πετρελαίου), που απαιτούν χρόνο προετοιμασίας. Είναι μία "καθαρή" και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, με τα γνωστά πλεονεκτήματα (εξοικονόμηση συναλλάγματος, φυσικών πόρων, προστασία περιβάλλοντος) Μέσω των υδροταμιευτήρων δίνεται η δυνατότητα να ικανοποιηθούν και άλλες ανάγκες, όπως ύδρευση, άρδευση, ανάσχεση χειμάρρων, δημιουργία υγροτόπων, αναψυχή, αθλητισμός. Τα μειονεκτήματα που συνήθως εμφανίζονται είναι: [18]

19 Το μεγάλο κόστος κατασκευής φραγμάτων και εξοπλισμού των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής καθώς και η μεγάλη χρονική διάρκεια απαιτείται μέχρι την αποπεράτωση του έργου. Η έντονη περιβαλλοντική αλλοίωση στην περιοχή του ταμιευτήρα (ενδεχόμενη μετακίνηση πληθυσμών, υποβάθμιση περιοχών, αλλαγή στη χρήση γης, στη χλωρίδα και πανίδα περιοχών αλλά και του τοπικού κλίματος, αύξηση σεισμικής επικινδυνότητας). Η διεθνής πρακτική σήμερα προσανατολίζεται στην κατασκευή μικρών φραγμάτων [11] ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠΟ ΒΙΟΜΑΖΑ Με τον όρο βιομάζα χαρακτηρίζεται οποιοδήποτε προϊόν, υποπροϊόν ή κατάλοιπο προέρχεται από οργανική ύλη. Η καύση της βιομάζας, είτε απευθείας είτε μετά τη μετατροπή της βιομάζας σε κατάλληλο καύσιμο, αποδίδει θερμική ενέργεια, η οποία, στη συνέχεια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ποικιλία εφαρμογών. Πιο συγκεκριμένα, η βιομάζα περιλαμβάνει: α) Τις φυτικές ύλες που προέρχονται είτε από φυσικά οικοσυστήματα, όπως αυτοφυή φυτά και δάση, είτε από τις λεγόμενες ενεργειακές καλλιέργειες, δηλαδή φυτά που καλλιεργούνται με σκοπό όχι την παραγωγή τροφίμων ή βιομηχανικών πρώτων υλών, αλλά την παραγωγή ενέργειας. Τέτοια φυτά είναι ο ευκάλυπτος, το καλάμι. β) Τα προϊόντα, τα υποπροϊόντα και τα κατάλοιπα της φυτικής, ζωικής, δασικής και αλιευτικής παραγωγής, όπως τα άχυρα, τα κλαδιά δένδρων, τα φύκι, τα κτηνοτροφικά απόβλητα. γ) Τα υποπροϊόντα, που προέρχονται από τη βιομηχανική επεξεργασία των παραπάνω προϊόντων, όπως το ελαιοπυρηνόξυλο, τα υπολείμματα εκκοκκισμού του βαμβακιού, το πριονίδι. δ) Τα αστικά λύματα και απορρίμματα, τα κτηνοτροφικά και αγροτοβιομηχανικά απόβλητα, καθώς και τα απόβλητα των βιομηχανιών τροφίμων. Η βιομάζα μπορεί να αξιοποιηθεί για την κάλυψη ενεργειακών αναγκών (θέρμανσης, ψύξης, ηλεκτρισμού) μετατρεπόμενη σε αέρια, υγρά ή και στερεά καύσιμα, μέσω θερμοχημικών ή βιοχημικών εργασιών. Σε παγκόσμιο επίπεδο, η [19]

20 βιομάζα χρησιμοποιείται κυρίως στις αναπτυσσόμενες χώρες, περισσότερο για παραδοσιακές χρήσεις (καυσόξυλα). Στην Ελλάδα, η βιομάζα χρησιμοποιείται για την παραγωγή θερμότητας οικιακής χρήσης, για τη θέρμανση θερμοκηπίων. Με τη χρήση της βιομάζας δεν έχουμε επιβάρυνση του φαινομένου του θερμοκηπίου, διότι με την καύση εκλύεται το διοξείδιο του άνθρακα που τα φυτά είχαν προηγουμένως αποθηκεύσει με τη φωτοσύνθεση [15] ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Γεωθερμική ενέργεια, είναι η θερμική ενέργεια που προέρχεται από το εσωτερικό της Γης, σχετίζεται με τη μεταβολή της θερμοκρασίας ανάλογα με το βάθος από την επιφάνεια της Γης και εμπεριέχεται σε φυσικούς ατμούς, σε επιφανειακά ή υπόγεια θερμά νερά και σε θερμά ξηρά πετρώματα. Η γεωθερμική ενέργεια μεταφέρεται από τις γεωθερμικές δεξαμενές με αγωγούς στην επιφάνεια του εδάφους. Η γεωθερμία, ως πηγή ενέργειας, θεωρείται ανανεώσιμη ενεργειακή πηγή (αν και υπάρχει δυνητικά κίνδυνος εξάντλησης), η οποία, με τα σημερινά τεχνολογικά δεδομένα, μπορεί να καλύψει σημαντικές ενεργειακές ανάγκες. Η κυριότερη θερμική εφαρμογή της γεωθερμικής ενέργειας στην Ελλάδα, αλλά και παγκοσμίως, αφορά στη θέρμανση θερμοκηπίων. Στην Ελλάδα γεωθερμικά θερμοκήπια βρίσκονται στην περιοχή Σιδηροκάστρου Σερρών. Μια άλλη θερμική εφαρμογή της γεωθερμίας είναι η τηλεθέρμανση. Έτσι ονομάζεται η παροχή ζεστού νερού από έναν κεντρικό σταθμό παραγωγής της θερμότητας, με σκοπό τη θέρμανση διαφόρων χώρων σε έναν οικισμό. Το ζεστό νερό μεταφέρεται, μέσω δικτύου αγωγών, από το σταθμό προς τα κτήρια / καταναλωτές. Μια άλλη χρήση της γεωθερμικής ενέργειας είναι η παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις από τα συστήματα γεωθερμικής ενέργειας συνδέονται κυρίως με: α) τις αέριες εκπομπές (υδρόθειο, διοξείδιο του άνθρακα, αμμωνία, οξείδια του θείου), β) τα υγρά απόβλητα το νερό που προέρχεται από τα γεωθερμικά πεδία περιέχει μεγάλα ποσά από διαλυμένα στερεά άλατα (βάριο, αμμωνία, χλωριούχες ενώσεις, αρσενικό, υδράργυρος), γ) τη θερμική ρύπανση. Ένας τρόπος, προκειμένου να περιοριστούν οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις από τα [20]

21 συστήματα γεωθερμικής ενέργειας, είναι η επιστροφή των ρευστών αποβλήτων μέσα από γεωτρήσεις σε μεγάλο βάθος κάτω από τον υδροφόρο ορίζοντα. 1.6 ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Εξοικονόμηση ενέργειας είναι η προσπάθεια να ξοδέψουμε λιγότερη ενέργεια χωρίς να αλλάξουμε τη ζωή μας. Με την υιοθέτηση τεχνικών εξοικονόμησης ενέργειας και χρήσης φυσικού αερίου και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, οι αναπτυσσόμενες χώρες μπορούν να αποφύγουν δαπάνες δισεκατομμυρίων δολαρίων, που θα έπρεπε να δαπανηθούν για την κατασκευή σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Σε ότι αφορά στην Ελλάδα και σύμφωνα με μελέτες, η ελάχιστη ενέργεια που μπορεί να εξοικονομηθεί στο άμεσο μέλλον από τη βιομηχανία ανέρχεται στο 18% της συνολικής ενεργειακής ζήτησης. Ωστόσο, το μικρό μέγεθος των βιομηχανικών μονάδων, η έλλειψη ενημέρωσης, η έλλειψη τεχνικού προσωπικού και το οικονομικό κόστος των απαιτούμενων μετατροπών αποτελούν ανασταλτικούς παράγοντες προς την κατεύθυνση αυτή. Αντίστοιχες εκτιμήσεις υπάρχουν και για την εξοικονόμηση ενέργειας στις μεταφορές, όπου μέτρα, όπως είναι τα προγράμματα συντήρησης των οχημάτων και οι κυκλοφοριακοί περιορισμοί των αυτοκινήτων, η αύξηση της ελκυστικότητας των δημοσίων μεταφορικών μέσων, υπολογίζεται ότι μπορούν να συμβάλουν, ώστε να περιοριστεί η κατανάλωση ενέργειας κατά 10%. Ανάλογες μειώσεις μπορούν να προκύψουν και από τις υπηρεσίες στον τομέα των κατοικιών, με εφαρμογή μεθόδων εξοικονόμησης ενέργειας, όπως είναι τα ηλιακά συστήματα, η θερμομόνωση, οι βελτιώσεις στην απόδοση των εγκαταστάσεων κεντρικής θέρμανσης. Εξοικονόμηση ενέργειας στα κτήρια α) Εξοικονόμηση ενέργειας για τη θέρμανση των κτηρίων Στην Ε.Ε. υπολογίζεται ότι το 70% της οικιακής κατανάλωσης ενέργειας είναι για τη θέρμανση των κατοικιών. Η μείωση της ενέργειας που καταναλώνεται για τη θέρμανση των κτηρίων μπορεί να επιτευχθεί κυρίως με τους ακόλουθους τρόπους: [21]

22 περιορισμό των απωλειών του κτηρίου, προσθέτοντας θερμομόνωση στο εξωτερικό του κτηρίου και χρησιμοποιώντας διπλά τζάμια, βελτίωση της απόδοσης του συστήματος παραγωγής και διανομής θερμότητας, σωστό προσανατολισμό του κτηρίου, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται η αύξηση των άμεσων ηλιακών κερδών. Σημειώνεται ότι μείωση των απωλειών κατά 10% θα επέφερε εξοικονόμηση ενέργειας της τάξης του 5-7%. β) Εξοικονόμηση ενέργειας για την ψύξη των κτηρίων Η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας για την ψύξη των κτηρίων μπορεί να επιτευχθεί με τους ακόλουθους τρόπους: βελτιστοποίηση του εξωτερικού των κτηρίων, ώστε να αποφεύγεται αύξηση της θερμοκρασίας, ηλιοπροστασία και σκιασμός των διαφανών και αδιαφανών στοιχείων του εξωτερικού των κτηρίων, θερμομόνωση. γ) Εξοικονόμηση ενέργειας για φωτισμό των κτηρίων Το 12% της οικιακής κατανάλωσης ενέργειας στην Ε.Ε. δαπανάται για το φωτισμό και τη λειτουργία των ηλεκτρικών συσκευών. Μείωση της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται για το φωτισμό των εσωτερικών χώρων μπορεί να επιτευχθεί με τους ακόλουθους τρόπους: Σωστή χρήση του φυσικού φωτισμού (π.χ. κατασκευή μεγάλων και πολλών παραθύρων), χρήση φωτιστικών συστημάτων υψηλών αποδόσεων. Συγκεκριμένα, στα κτήρια γραφείων η μέση ετήσια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για φωτισμό είναι 20 kwh/m2, που αντιπροσωπεύει περίπου το 25% της συνολικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας σε κτήρια γραφείων. Υπολογίστηκε ότι η αντικατάσταση των λαμπτήρων πυρακτώσεως με λαμπτήρες φθορισμού περιορίζει την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά 24%. Η εξοικονόμηση ενέργειας για φωτισμό των κτηρίων επιτυγχάνεται, επίσης, με τη χρήση του «έξυπνου φωτισμού», δηλαδή, φωτισμού που ενεργοποιείται μόνο όταν μέσω αισθητήρων γίνεται αντιληπτή η παρουσία ατόμων στο χώρο (ενδείκνυται για εταιρείες, υπηρεσίες και κοινόχρηστους χώρους). Ακόμα, η εκμετάλλευση του φυσικού φωτισμού σε ένα σωστά σχεδιασμένο κτήριο μπορεί να μειώσει μέχρι και 80% την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας σε σύγκριση με ένα κτήριο που χρησιμοποιεί λαμπτήρες πυρακτώσεως. [22]

23 Συνοψίζοντας, ορισμένοι πρακτικοί τρόποι για την εξοικονόμηση ενέργειας στα εντός του κτηρίου, η θερμομόνωση, η επιλογή οικιακών συσκευών με κριτήριο την ενεργειακή τους απόδοση (Ευρωπαϊκός Βαθμός Α+), η επιλογή συσκευών με δυνατότητα εξοικονόμησης ενέργειας (energy saver), η χρήση συμπαγών λαμπτήρων φθορισμού χαμηλής κατανάλωσης. Εξοικονόμηση ενέργειας στις μεταφορές Όταν ένα Ι.Χ. ή φορτηγό κινείται με μέσες ταχύτητες, η κατανάλωση ενέργειας και οι προκαλούμενες εκπομπές καυσαερίων παίρνουν τις μικρότερες τιμές. Η αύξηση της ταχύτητας από τα 64 στα 113 χλμ. /ώρα ανεβάζει την κατανάλωση καυσίμων (και τη ρύπανση) στο τριπλάσιο. Τα αυτοκίνητα ιδιωτικής χρήσης ευθύνονται για το 10% των εκπομπών θερμοκηπιακών αερίων στην Ε.Ε. Για υψηλότερες ταχύτητες ή για μεγάλες αποστάσεις μόνη ορθολογική λύση αποτελεί ο συνδυασμός του αυτοκινήτου με το σιδηρόδρομο. Στο επίπεδο των μετακινήσεων στην πόλη χρειάζεται ενίσχυση των μαζικών μεταφορών, βελτίωση της κυκλοφορίας και προώθηση της χρήσης εναλλακτικών μέσων, όπως το ποδήλατο. Ακόμη, έχει βρεθεί ότι για την κάλυψη ίδιας απόστασης με τη χρήση του σιδηροδρόμου έναντι του αυτοκινήτου επιτυγχάνεται μέχρι και 25 φορές χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμων. Οι αερομεταφορές αποτελούν το πιο ενεργοβόρο μεταφορικό μέσο. Ιδίως κατά τη φάση της απογείωσης απαιτούνται εξαιρετικά μεγάλες ποσότητες καυσίμων. Η χρήση του αεροπλάνου είναι ενεργειακά συμφέρουσα για την κάλυψη μεγάλων αποστάσεων (πάνω από χλμ) και κυρίως για επιβατικές μεταφορές. Οι ποτάμιες μεταφορές, για τις χώρες που τις διαθέτουν, αποτελούν τον οικονομικότερο, αλλά και πιο βραδύ τρόπο μεταφοράς εμπορευμάτων, καθώς εκμεταλλεύονται και το ρεύμα του ποταμού. Το ενεργειακό αυτό πλεονέκτημα εξανεμίζεται, όταν παρεμβάλλονται διώρυγες και υδατοφράκτες που για τη διέλευσή τους απαιτείται μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας. Οι θαλάσσιες μεταφορές καλύπτουν τα δυο τρίτα των μεταφορών παγκοσμίως και έχουν τις χαμηλότερες ενεργειακές απαιτήσεις. Με εξαίρεση ειδικές περιπτώσεις όπως η διακίνηση πετρελαίου αποτελούν τον ορθολογικότερο τρόπο μεταφοράς. Συνοψίζοντας, ορισμένοι πρακτικοί τρόποι για την εξοικονόμηση ενέργειας στις [23]

24 μεταφορές είναι η αγορά / αντικατάσταση των αυτοκινήτων με κριτήριο τη χαμηλή κατανάλωση καυσίμου, η σωστή πίεση των ελαστικών στα αυτοκίνητα, η χρήση λαδιού χαμηλής οξύτητας στον κινητήρα του αυτοκινήτου, η «έξυπνη» οδήγηση (αποφυγή απότομων επιταχύνσεων / φρεναρισμάτων), η επιλογή του τρένου αντί του αυτοκινήτου, όταν έχουμε τη δυνατότητα, η χρήση ποδηλάτου αντί αυτοκινήτου για κοντινές αποστάσεις. Εξοικονόμηση ενέργειας στη βιομηχανία Η εξοικονόμηση ενέργειας στη βιομηχανία επιτυγχάνεται με αυτοματοποιημένα συστήματα διαχείρισης ενέργειας (π.χ. μείωση φωτισμού σε τμήματα που δεν λειτουργούν), όπως και με τη χρήση ανακυκλωμένων υλικών (π.χ. χρήση ανακυκλωμένου αργιλίου για την κατασκευή κονσερβών εξοικονομεί 95% της ενέργειας). Η εξοικονόμηση ενέργειας με εισαγωγή νέων τεχνολογιών, εκσυγχρονισμό και προμήθεια σχετικού εξοπλισμού, εφαρμόζεται μόνο σε ελάχιστες περιπτώσεις, που περιορίζονται σε μερικές μεγάλες βιομηχανικές μονάδες, π.χ. τα διυλιστήρια. Η παροχή οικονομικών κινήτρων για την αντικατάσταση και τον εκσυγχρονισμό των τεχνολογιών παραγωγής και η δημιουργία βιομηχανικών ζωνών, όπου οι βιομηχανικές μονάδες τροφοδοτούνται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, είναι ορισμένα μέτρα που μπορούν να ληφθούν προς την κατεύθυνση μείωσης των ενεργειακών απαιτήσεων της βιομηχανίας. Η συμμετοχή της βιομηχανίας στο ενεργειακό ισοζύγιο της Ελλάδας έχει περιοριστεί μόλις από το 24% το 1994 στο 20% το Ωστόσο, τα περιθώρια για εξοικονόμηση ενέργειας είναι μεγάλα. Στους κλάδους με τη μεγαλύτερη ενεργειακή κατανάλωση ανήκουν οι βιομηχανίες τσιμέντων, οικοδομικών υλικών, υαλουργίας, μη σιδηρούχων μετάλλων, χαρτιού, σιδήρου-χάλυβα, ζάχαρης, λιπασμάτων, υφαντουργίας και τροφίμων, που καταναλώνουν περίπου το 70% της συνολικής ενέργειας στη βιομηχανία. Στην Ε.Ε. περίπου βιομηχανικές εγκαταστάσεις, με τη μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας, συμμετέχουν στο σύστημα εμπορίας δικαιωμάτων εκπομπής σε μια προσπάθεια να βελτιώσουν την ενεργειακή τους απόδοση και να επενδύσουν σε νέες, φιλικές προς το περιβάλλον τεχνολογίες. [24]

25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 2.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Γενικά αιολική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που παράγεται από την εκμετάλλευση του πνέοντος ανέμου. Η ενέργεια αυτή χαρακτηρίζεται "ήπια μορφή ενέργειας" και περιλαμβάνεται στις "καθαρές" πηγές, όπως συνηθίζονται να λέγονται οι πηγές ενέργειας που δεν εκπέμπουν ή δεν προκαλούν ρύπους. Η αρχαιότερη μορφή εκμετάλλευσης της αιολικής ενέργειας ήταν τα ιστία (πανιά) των πρώτων ιστιοφόρων πλοίων και πολύ αργότερα οι ανεμόμυλοι στην ξηρά. Ονομάζεται αιολική γιατί στην ελληνική μυθολογία ο Αίολος ήταν ο θεός του ανέμου. Η αιολική ενέργεια αποτελεί σήμερα μια ελκυστική λύση στο πρόβλημα της ηλεκτροπαραγωγής. Το «καύσιμο» είναι άφθονο, αποκεντρωμένο και δωρεάν. Δεν εκλύονται αέρια θερμοκηπίου και άλλοι ρύποι, και οι επιπτώσεις στο περιβάλλον είναι μικρές σε σύγκριση με τα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής από συμβατικά καύσιμα. Επίσης, τα οικονομικά οφέλη μιας περιοχής από την ανάπτυξη της αιολικής βιομηχανίας είναι αξιοσημείωτα. Η Ελλάδα είναι μια χώρα με μεγάλη ακτογραμμή και τεράστιο πλήθος νησιών. Ως εκ τούτου, οι ισχυροί άνεμοι που πνέουν κυρίως στις νησιωτικές και παράλιες περιοχές προσδίδουν ιδιαίτερη σημασία στην ανάπτυξη της αιολικής ενέργειας στη χώρα. Το εκμεταλλεύσιμο αιολικό δυναμικό εκτιμάται ότι αντιπροσωπεύει το 13,6% του συνόλου των ηλεκτρικών αναγκών της χώρας. Ενέργειες για την ανάπτυξη της αιολικής ενέργειας έχουν γίνει σε ολόκληρη τη χώρα, ενώ στο γεγονός αυτό έχει συμβάλλει και η πολιτική της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τις ΑΠΕ, η οποία ενθαρρύνει και επιδοτεί επενδύσεις στις Ήπιες μορφές ενέργειας. Αλλά και σε εθνική κλίμακα, ο νέος αναπτυξιακός νόμος 3299/04, σε συνδυασμό με το νόμο για της ανανεώσιμες πηγές ενέργειας 3468/06, παρέχει ισχυρότατα κίνητρα ακόμα και για επενδύσεις μικρής κλίμακας. Η περιφέρεια της Δυτικής Ελλάδας αν και έχει μικρότερο αιολικό δυναμικό σε σύγκριση με άλλες περιοχές, διαθέτει ένα ισχυρό ηλεκτρικό δίκτυο και το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με την ύπαρξη ανεμωδών «νησίδων» (λόφοι, υψώματα με [25]

26 εκμεταλλεύσιμο αιολικό δυναμικό) την καθιστούν ενδιαφέρουσα για την ανάπτυξη αιολικών πάρκων. Αιολικά πάρκα υπάρχουν και σε πλήθος νησιών, όπως το Αιολικό Πάρκο «Μανολάτη - Ξερολίμπα» του Δ.Δ. Διλινάτων Δήμου Αργοστολίου στην Κεφαλονιά. Στο ίδιο νησί έχουν ήδη δημιουργηθεί δύο ακόμη αιολικά πάρκα: το Αιολικό Πάρκο "Αγία Δυνατή" του Δήμου Πυλαρέων, και το Αιολικό Πάρκο "Ημεροβίγλι" στα διοικητικά όρια των Δήμων Αργοστολίου και Πυλαρέων. Με τη λειτουργία των τριών αιολικών πάρκων ο Νομός Κεφαλληνίας τροφοδοτεί το δίκτυο ηλεκτροδότησης της χώρας με σύνολο 75,6 MW ηλεκτρικής ισχύος. Επιπλέον, σε διαδικασία αδειοδότησης βρίσκονται πέντε ακόμη μονάδες. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι ανάγκες του νησιού σε ηλεκτρική ενέργεια και σε περίοδο αιχμής (Αύγουστος) ανέρχονται σε 50MW. Η αντιστοιχία μεταξύ της ισχύος που αποδίδει η Κεφαλονιά στο δίκτυο και της ισχύος που καταναλώνει είναι εξαιρετικά ενθαρρυντική για την εξάπλωση της αιολικής ενέργειας και σε πολλά ακόμη νησιά της επικράτειας [2], [6]. 2.2 ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Στη χώρα μας χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά ανεμόμυλοι κυρίως στην Ανατολική Κρήτη για την άντληση ποτιστικού νερού από πηγάδια. Οι ανεμόμυλοι αυτοί είναι σιδερένιοι με υφασμάτινα πανιά, και αναφέρονται συγκεντρωμένοι κύρια στο οροπέδιο του Λασιθίου. Την εποχή της άνθησής τους, πριν το 1940, υπήρξαν χιλιάδες ανεμόμυλοι ενώ σήμερα λειτουργούν περίπου χίλιοι. Παράλληλα στη Σητεία αναφέρθηκε μια ενδιαφέρουσα μέθοδος αντλιοταμίεσης, η οποία διερευνάται ως προς την οικονομικοτεχνική ελκυστικότητα της και σήμερα. Στην περίπτωση αυτή της Σητείας, η αιολική ενέργεια χρησιμοποιείται για την άντληση νερού με την βοήθεια ανεμόμυλων, το οποίο αποθηκεύεται σε υψηλή δεξαμενή. Στη συνέχεια η διαθέσιμη υδατόπτωση χρησιμοποιείται κατά βούληση σε προσκείμενους νερόμυλους. Σημαντικός αριθμός ανεμόμυλων βρέθηκε και στις Κυκλάδες, στη Ρόδο, στη Χίο και γενικότερα στα νησιά του Αιγαίου. Ο τύπος του ανεμόμυλου που αναπτύχθηκε στη πατρίδα μας είναι οριζοντίου άξονα, σε πέτρινο κτίσμα με πάνινα πτερύγια (Μεσογειακός ανεμόμυλος). [26]

27 Στις αρχές του αιώνα μας πρώτοι οι Δανοί παράγουν ηλεκτρισμό από τον άνεμο, ενώ στην Αμερική ανεμόμυλοι μεταλλικής κατασκευής χρησιμοποιούνται επίσης για ηλεκτροδότηση. Έτσι το 1891 λειτούργησε στο Askov της Δανίας πειραματικός ανεμοκινητήρας με δύο ηλεκτρικές γεννήτριες (2Χ9ΚW) με διάμετρο 22.8 m κάτω από την επίβλεψη του καθηγητή P.La Cour. Αντίστοιχα τη δεκαετία του 1930 κατασκευάσθηκε στη βαλτική μηχανή 100 KW, με σχεδιαστική επίβλεψη του Sabanin και Υuriev. Τέλος το 1940 κατασκευάζεται στο Vermont των Η.Π.Α. ένας πειραματικός δίπτερος ανεμοκινητήρας (ανεμογεννήτρια) σημαντικής ισχύος. Μετά τη δεύτερη ενεργειακή κρίση το η διεθνής κοινότητα άρχισε να αναγνωρίζει το πεπερασμένο των παγκοσμίων αποθεμάτων των συμβατικών πηγών ενέργειας (κάρβουνο, πετρέλαιο, ουράνιο) σε σύγκριση με την ανεξέλεγκτη αύξηση των ρυθμών κατανάλωσης ενέργειας, ιδιαίτερα στις ανεπτυγμένες χώρες του πλανήτη μας. Ταυτόχρονα η επιταχυνόμενη συσσώρευση επικινδύνων ρυπαντών (τοξικά και ραδιενεργά απόβλητα) και η αντίστοιχη καταστροφή του περιβάλλοντος, οδηγούν στην εμφάνιση σημαντικών προβλημάτων υγείας, υποβαθμίζοντας παράλληλα την ποιότητα ζωής στις περισσότερες μεγαλουπόλεις π.χ. Ρώμη, Λονδίνο, Αθήνα. Η χρήση της πυρηνικής ενέργειας και η προσπάθεια ελέγχου της πυρηνικής σύνταξης έδωσαν προσωρινά κάποιες ελπίδες για την συνέχιση των υφιστάμενων ρυθμών ανάπτυξης. Δυστυχώς η αναμενόμενη όξυνση των περιβαλλοντικών προβλημάτων, κυρίως από τη διάθεση των ραδιενεργών καταλοίπων και την πιθανότητα μείζονος ατυχήματος σε συνδυασμό με το υψηλό κόστος προστασίας από τη ραδιενέργεια, έθεσε σοβαρά και αναπάντητα ερωτήματα που αφορούν τη βιωσιμότητα αντιστοίχων. Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα παραπάνω προβλήματα που πηγάζουν από τη χρήση των συμβατικών πηγών ενέργειας, αρκετοί ειδικοί πρότειναν την αξιοποίηση των ήπιων ή ανανεώσιμων πηγών ή εναλλακτικών πηγών ενέργειας όπως για παράδειγμα: η υδροηλεκτρική ενέργεια, η αιολική ενέργεια, η ηλιακή ενέργεια, η βιομάζα, η θαλάσσια ενέργεια καθώς και η γεωθερμική ενέργεια. Φυσικά, οι Α.Π.Ε. δεν είναι δυνατόν τη στιγμή αυτή να επιλύσουν τα συνολικό ενεργειακό πρόβλημα της ανθρωπότητας, τουλάχιστον με το τα σημερινά οικονομικά και τεχνολογικά δεδομένα. Εάν όμως η αξιοποίηση τους συνδυασθεί με [27]

28 την προσπάθεια εξοικονόμησης των συμβατικών πηγών ενέργειας και με την ορθολογική διαχείριση των υφιστάμενων ενεργειακών πόρων, είναι δυνατή η σταδιακή απομάκρυνση του εφιάλτη της ανθρωπότητας, δηλαδή του επερχόμενου ενεργειακού χειμώνα. 2.3 ΜΕΡΗ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ Aπό τι αποτελείται μια ανεμογεννήτρια Σήμερα η εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας γίνεται σχεδόν μόνο με μηχανές που μετατρέπουν την ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική και ονομάζονται ανεμογεννήτριες. Κατατάσσονται σε δύο βασικές κατηγορίες: Ανεμογεννήτριες με οριζόντιο άξονα όπου ο δρομέας είναι τύπου έλικας και ο άξονας μπορεί να περιστρέφεται συνεχώς παράλληλα προς τον άνεμο (μετατροπή περιστροφικής κίνησης σε ευθύγραμμη). Μόνο τέτοιου είδους α/γ χρησιμοποιούνται εμπορικά. Ανεμογεννήτριες με κατακόρυφο άξονα Όπου παραμένει σταθερός. Το βασικό πλεονέκτημα του δεύτερου είδους είναι ότι δεν χρειάζεται yaw control και το gear box με τη γεννήτρια τοποθετούνται στο έδαφος. Όμως, η ταχύτητα ανέμου κοντά στο έδαφος είναι χαμηλή, ο βαθμός απόδοσης χαμηλός ενώ χρειάζεται εκκίνηση της μηχανής. Η μοναδική μηχανή [28]

29 τέτοιου είδους είναι η Darrieus ενώ τέτοιες α/γ χρησιμοποιούνται σπανιότατα. Με την αύξηση της ισχύος και των διαστάσεων των α/γ εκτιμάται ότι στα υπεράκτια αιολικά πάρκα τέτοιου είδους α/γ θα βρουν εφαρμογή. Παρακάτω απεικονίζεται και ένα σχήμα με τις παραπάνω ανεμογεννήτριες (Σχήμα 1). Σχήμα 1 Ανεμογεννήτρια οριζόντιου και κάθετου άξονα Η λειτουργία μιας α/γ στηρίζεται στην αεροδυναμική και στις βασικές αρχές της αεροναυπηγικής. Όσον αφορά το πτερύγιο του αεροπλάνου, η ταχύτητα του ανέμου στην επάνω επιφάνεια του φτερού είναι μεγαλύτερη από ότι στην κάτω οπότε η πίεση είναι χαμηλότερη από κάτω. Έτσι, η συνισταμένη των δυνάμεων που ασκούνται στο φτερό προκαλούν την ανύψωσή του. Αν μεταφέρουμε τη θεωρία αυτή στο πτερύγιο της α/γ θα δούμε ότι σε κάθε πτερύγιο ασκείται μία συνισταμένη δύναμη που προκαλεί ροπή και τελικά περιστροφή. Καθώς οι α/γ έχουν περίπου σταθερή ταχύτητα περιστροφής, η ταχύτητα του ακροπτερυγίου είναι 64m/s ενώ στο ¼ του μήκους του πτερυγίου γύρω στα 16m/s.Επιπλέον βλέπουμε ότι οι δυνάμεις που ασκούνται στο μέσο έχουν και μία προς τα πίσω συνιστώσα. Πρέπει να προσθέσουμε ακόμα ότι τα πτερύγια της α/γ [29]

30 παρουσιάζουν ένα twist το οποίο εξασφαλίζει την κατάλληλη γωνία πρόσπτωσης του ανέμου και τη δημιουργία του stall effect σε υψηλές ταχύτητες ανέμου. Αναλυτικά μια ανεμογεννήτρια αποτελείται από τα εξής: Ανεμόμετρο (Anemometer): Μετράει την ταχύτητα του ανέμου και μεταβιβάζει τα ανεμολογικά δεδομένα σε έναν ελεγκτή. Πτερύγια (Blades): Οι περισσότερες ανεμογεννήτριες έχουν δύο ή τρία πτερύγια. Ο άνεμος πάνω στα πτερύγια δημιουργεί άνωση (lift) που έχει σαν αποτέλεσμα μια ροπή γύρω από τον άξονα περιστροφής και αναγκάζει τα πτερύγια να περιστρέφονται. Φρένο (Brake): Ένα δισκόφρενο το οποίο μπορεί να λειτουργεί μηχανικά, ηλεκτρικά ή υδραυλικά για να σταματήσει τον κινητήρα σε περίπτωση ανάγκης. Ελεγκτής (Controller): Ο ελεγκτής ξεκινά τη μηχανή σε ταχύτητες ανέμου περίπου 8-10 μίλια τη ώρα και κλείνει τη μηχανή περίπου στα 65 μίλια την ώρα. Οι ανεμογεννήτριες δε μπορούν να δουλεύουν σε ταχύτητες ανέμου πάνω απ τα 65 μίλια την ώρα γιατί οι γεννήτριές τους μπορούν να υπερθερμανθούν ή και τα πτερύγιά τους να σπάσουν. Κιβώτιο ταχυτήτων (Gear box): Το κιβώτιο ταχυτήτων συνδέει τον άξονα χαμηλής ταχύτητας με τον άξονα υψηλής ταχύτητας και αυξάνει την ταχύτητα περιστροφής από τις 30 με 60 στροφές ανά λεπτό στις 1200 με 1500 στροφές ανά λεπτό. Η ταχύτητα περιστροφής απαιτείται από τις περισσότερες για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Το κιβώτιο ταχυτήτων είναι από τα πιο ακριβά μέρη μιας και οι μηχανικοί έχουν μελετήσει και δημιουργήσει γεννήτριες οι οποίες λειτουργούν σε χαμηλότερες ταχύτητες περιστροφής χωρίς να απαιτούνται κιβώτια ταχυτήτων. Γεννήτρια (Generator) : Συνήθως παράγει εναλλασσόμενο ρεύμα 50 ή 60 Hz. Άξονας υψηλής ταχύτητας (High-speed Shaft) οδηγεί τη γεννήτρια. Άξονας χαμηλής ταχύτητας (Α-speed Shaft) ο ρότορας κινεί τον άξονα χαμηλής ταχύτητας περίπου στις 30 με 60 στροφές ανά λεπτό. Κέλυφος (Nacelle): Ο ρότορας συνδέεται με το κέλυφος, το οποίο βρίσκεται πάνω απ τον πύργο και περιλαμβάνει το κιβώτιο ταχυτήτων, τους άξονες υψηλής και χαμηλής ταχύτητας, τη γεννήτρια, τον ελεγκτή και το φρένο. Ένα κάλυμμα [30]

31 προστατεύει τα μέρη εντός του κελύφους. Μερικά κελύφη είναι αρκετά μεγάλα ώστε να μπορεί ένας τεχνικός να κάθεται όρθιος μέσα σε αυτό ενώ δουλεύει. Κλίση (Pitch): Τα πτερύγια έχουν τη δυνατότητα να περιστρέφονται γύρω από τον διαμήκη άξονά τους, ώστε να μειώνουν τα αεροδυναμικά φορτία (lift) πάνω στην πτερύγωση στις μεγάλες ταχύτητες του ανέμου και να τα μειώνουν στις μικρές ταχύτητες. Ρότορας (Rotor): Τα πτερύγια και το κεντρικό σημείο ονομάζονται ρότορας. Πύργος (Tower): Οι πύργοι είναι κατασκευασμένοι από χαλύβδινο κέλυφος ή χωροδικτύωμα. Επειδή η ταχύτητα του ανέμου αυξάνεται με το ύψος, οι υψηλοί πύργοι περιέχουν γεννήτριες που συλλέγουν περισσότερη ενέργεια και παράγουν περισσότερο ηλεκτρισμό. Ανεμοδείκτης (Wind vane) Υπολογίζει την διεύθυνση του ανέμου και επικοινωνεί με τον οδηγό εκτροπής ώστε να προσανατολίζεται στον άνεμο. Οδηγός εκτροπής (Yaw drive): φέρνει τις ανεμογεννήτριες προς τον άνεμο. Οι ανεμογεννήτριες που λειτουργούν υπήνεμα δεν απαιτούν οδηγό εκτροπής. Ο άνεμος μόνος φέρνει υπήνεμα το ρότορα. Κινητήρας εκτροπής (Yaw motor): Δίνει ενέργεια στον οδηγό εκτροπής. [31]

32 Σχηματική Αναπαράσταση Ανεμογεννήτριας Οριζόντιου Άξονα (σχημα 2): Σχήμα 2 Ανεμογεννήτρια οριζόντιου άξονα. 2.4 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ Πτερύγια Ανεμογεννήτριας Στη σημερινή εποχή δεν συνηθίζονται ανεμογεννήτριες με ζυγό αριθμό πτερυγίων κι ο σημαντικότερος λόγος είναι η σταθερότητα τους. Μια α/γ με περιττό αριθμό πτερυγίων (τουλάχιστον τριών) μπορεί να θεωρηθεί παρόμοια με έναν δίσκο κατά την υπολογισμό των δυναμικών ιδιοτήτων της μηχανής. Η πιο κοινή μορφή είναι αυτή με 3 πτερύγια ανάντι (upwind three-bladed). Η α/γ δύο πτερυγίων δεν συνηθίζεται παρόλο που έχει το πλεονέκτημα μειωμένου κόστους και βάρους. Επιπλέον, τείνει να έχει δυσκολία διείσδυσης στην αγορά, επειδή απαιτείται [32]

33 υψηλότερη ταχύτητα περιστροφής για να παραχθεί η ίδια ενέργεια. Τέλος, προκαλεί αυξημένο θόρυβο και απαιτείται πιο σύνθετο σχέδιο- ο δρομέας πρέπει να είναι σε θέση να γείρει προκειμένου να αποφευχθούν οι απότομοι κραδασμοί. Τέλος, η α/γ ενός μόνο πτερυγίου έχει τα πλεονεκτήματα αλλά και τα μειονεκτήματα της προηγούμενης σε μεγαλύτερο βαθμό, ενώ επιπλέον χρειάζεται αντίβαρο για να αντισταθμίζεται το βάρος του μοναδικού πτερυγίου που φέρει. Πέδηση Ανεμογεννήτριας Για λόγους ασφάλειας της, τα πτερύγια είναι συνήθως εφοδιασμένα με συστήματα αεροδυναμικής πέδησης (αερόφρενα), τα οποία διακόπτουν τη λειτουργία της μηχανής σε έκτακτες περιπτώσεις. Σε ειδικές κατασκευές εκτός από την παρουσία των αερόφρενων (π.χ. επίπεδες πλάκες κάθετες στην επιφάνεια του πτερυγίου) χρησιμοποιούνται και μικρά αλεξίπτωτα, που απελευθερώνονται φυγοκεντρικά μετά από κάποιο όριο στροφών. Πλήμνη: αποτελεί το δεύτερο συστατικό της πτερωτής (δρομέα) και περιλαμβάνει εκείνο το μέρος της πάνω στο οποίο προσαρμόζονται τα πτερύγια. Η τελική της μορφή εξαρτάται τόσο από το είδος της πτερωτής όσο και από τους επιθυμητούς βαθμούς ελευθερίας στη θέση σύνδεσης πτερυγίων και άξονα. Pitch control-stall effect: Oι α/γ είναι σχεδιασμένες να παράγουν maximum ηλεκτρική ενέργεια σε ταχύτητες ανέμου περί τα 12-15m/s και να είναι αξιόπιστες από θέμα ζημιάς ή και καταστροφής σε πολύ μεγάλες ταχύτητες. Αυτό επιτυγχάνεται με τις εξής μεθόδους: 1.Pitch control: Σε αυτόν τον έλεγχο, ο controller της α/γ υπολογίζει συνέχεια την παραγόμενη ενέργεια και αν υπερβαίνει κάποιο όριο ρυθμίζει αυτόματα την κλίση των πτερυγίων ως προς τον άνεμο. 2.Passive Stall control: Η γωνία του πτερυγίου ως προς τον άνεμο παραμένει σταθερή. Όμως, το φτερό είναι έτσι φτιαγμένο από πλευράς αεροδυναμικής ώστε Σε υψηλές ταχύτητες ανέμου να δημιουργούνται δύνες στην πίσω πλευρά του εμποδίζοντας την υπερτάχυνση. Έχει το μειονέκτημα ότι σε μεγάλες ταχύτητες ανέμου υπάρχει μείωση της παραγόμενης ενέργειας κάτω από την ονομαστική. 3.Active Stall control: Οι α/γ που χρησιμοποιούν αυτό το είδος ελέγχου διαθέτουν φτερά με ρυθμιζόμενη γωνία (pitch control). Σε ονομαστική ταχύτητα ανέμου τα [33]

34 πτερύγια στρέφονται στην αντίθετη κατεύθυνση από ότι σε Pitch control ώστε να εξασφαλίζεται ακρίβεια στην εξερχόμενη ενέργεια ακόμα και σε συνθήκες με απότομες ριπές ανέμου. 4.Yaw control: Η α/γ πρέπει να είναι πάντα σε κάθετη διεύθυνση ως προς τον άνεμο, ανάντι ή κατάντι. Αυτό εξασφαλίζεται με το yaw control καθώς τα δεδομένα από τον ανεμοδείκτη στην κορυφή του πύργου περνούν από επεξεργασία και η α/γ στρέφεται κάθετα στη διεύθυνση του ανέμου ενώ υπεισέρχεται κι ένα σφάλμα το οποίο προκαλεί ανομοιομορφία στις φορτίσεις του πύργου και στη ροπή του κάθε πτερυγίου. Επιπλέον υπάρχει έλεγχος για την αποφυγή περιστροφής των καλωδίων σε περίπτωση σταθερής σε φορά περιστροφής γεννήτρια μέσω του άξονα, και του κιβωτίου ταχυτήτων. Εάν χρησιμοποιούσαμε μια συνηθισμένη γεννήτρια (με δύο, τέσσερις, ή έξι πόλους), άμεσα συνδεμένη με ένα ρεύμα ac 50 Hz, θα έπρεπε να έχουμε α/γ με δυνατότητα περιστροφής μεταξύ 1000 και 3000rpm. Με διάμετρο πτερυγίων περίπου 40 μέτρα, θα αναπτυσσόταν περιστροφική ταχύτητα στα άκρα των πτερυγίων διπλάσια από την ταχύτητα του ήχου. Μια άλλη δυνατότητα θα ήταν να χρησιμοποιήσουμε μια αργή γεννήτρια με πολλούς πόλους έτσι θα καταλήγαμε σε μια γεννήτρια 200 πόλων για να έχουμε περιστροφική ταχύτητα 30 περιστροφών/λεπτό. (Πρέπει να σημειώσουμε ότι με την πρόοδο των ηλεκτρονικών ισχύος, έχουν καταργηθεί τα gear box, καθώς η ρύθμιση ταχύτητας, συχνότητας και λοιπών χαρακτηριστικών γίνονται εξ ολοκλήρου από συστήματα ανόρθωσηςαντιστροφής). Γεννήτρια: Υπάρχουν 2 τύποι γεννητριών που χρησιμοποιούνται, οι σύγχρονες και οι ασύγχρονες. A. Σύγχρονη Γεννήτρια: Μια σύγχρονη γεννήτρια αποτελείται από ένα δρομέα και ένα στάτη. Στο σχήμα παρουσιάζεται μία πυξίδα και τρεις μαγνήτες είναι μια διάταξη προσέγγισης μιας 2-πολικης μηχανής. Όταν μια δύναμη αναγκάσει την περιστροφή του δρομέα (2, 3 ή 4 πόλων) τότε θα δημιουργηθεί τάση επαγωγής και τα πηνία θα αρχίσουν να διαρρέονται από εναλλασσόμενο ρεύμα. Στις σύγχρονες μηχανές η ταχύτητα του δρομέα είναι η σύγχρονη, δηλαδή έχει την ίδια συχνότητα(50hz) με το εναλλασσόμενο ρεύμα. Επομένως αν θελήσουμε να έχουμε μικρότερη περιστροφική ταχύτητα δρομέα πρέπει να αυξήσουμε τον αριθμό πόλων. (σχήμα 3). [34]

35 Σχήμα 3 Σύγχρονη γεννήτρια Στην πράξη, οι σύγχρονες γεννήτριες μαγνητών δεν χρησιμοποιούνται ευρέως καθώς οι μόνιμοι μαγνήτες απομαγνητίζονται λόγω των ισχυρών μαγνητικών πεδίων μέσα στη γεννήτρια. Ένας άλλος λόγος είναι ότι οι ισχυροί μαγνήτες είναι αρκετά ακριβοί, ακόμα και σήμερα. Β. Ασύγχρονη γεννήτρια: Αυτού του είδους η γεννήτρια παρουσιάζει μεγάλη αξιοπιστία και χαμηλό κόστος ενώ παράλληλα παρουσιάζει μηχανικές ιδιότητες πολύ χρήσιμες για την α/γ (ολίσθηση, ικανότητα υπερφόρτωσης). Η βασική διαφορά της σύγχρονης και της ασύγχρονης γεννήτριας σχετίζεται με το δρομέα ο οποίος αποτελείται από ράβδους αλουμινίου και χαλκού. Πύργος Στήριξης Πυλώνας: Υπάρχουν 3 είδη πύργων. 1.Σωληνοειδής πύργος από χάλυβα. Κατασκευάζεται σε τομείς μειούμενης διαμέτρου ανάλογα με το ύψος οι οποίοι ενώνονται στο σημείο εγκατάστασης. 2.Δικτυωτός πύργος από συγκολλημένο ατσάλι. Έχει χαμηλότερο κόστος αλλά δεν είναι αισθητικά ωραίος. 3.Πύργος μικρής διαμέτρου που στηρίζεται σε συρματόσχοινα. Χρησιμοποιείται σε μικρού μεγέθους α/γ, Γενικά ο πυλώνας κατασκευάζεται από χάλυβα ώστε να δύναται να αντέχει ισχυρές μη μόνιμες στρεπτικές και καμπτικές ροπές, ενώ η έδρασή του γίνεται συνήθως σε δύο ένσφαιρα έδρανα ικανά να παραλαμβάνουν τόσο το βάρος του άξονα όσο και τα εξασκούμενα φορτία [7]. [35]

36 2.5 ΙΣΧΥΣ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ Η ονομαστική ισχύς που αναφέρει μια ανεμογεννήτρια, από μόνη της δεν μας λέει πολλά πράγματα για την ενέργεια που μπορεί να μας δώσει. Δηλώνει απλώς την ισχύ που μπορεί να δώσει η ανεμογεννήτρια σε μια συγκεκριμένη ταχύτητα ανέμου. Για παράδειγμα 400W στα 12,5 m/s (μέτρα ανά δευτερόλεπτο). Οι συνηθισμένοι άνεμοι είναι όμως περίπου 4-6 m/s και πολύ λίγες ώρες το χρόνο έχουμε 12,5 m/s. Αυτό που πρέπει να ξέρουμε είναι το εξής: Για τις ταχύτητες ανέμου που επικρατούν στην περιοχή που θα εγκαταστήσουμε την ανεμογεννήτρια, πόση ισχύ μπορεί να δώσει η κάθε ανεμογεννήτρια που συγκρίνουμε. Κάποια ανεμογεννήτρια είναι καταλληλότερη για χαμηλότερης ταχύτητας ανέμους και κάποια άλλη ανεμογεννήτρια το αντίθετο. Για αυτό είναι καλό να εξετάζουμε και τις καμπύλες απόδοσης για κάθε ανεμογεννήτρια, σε διάφορες ταχύτητες ανέμου και φυσικά να γνωρίζουμε τις ταχύτητες ανέμου που επικρατούν στην περιοχή της εγκατάστασης. Συνήθως όποτε φυσάει, οι ταχύτητες ανέμου κυμαίνονται μεταξύ 3 και 7 m/s στις περισσότερες περιοχές που μας ενδιαφέρουν. Σε αυτές τις ταχύτητες όμως, όπως βλέπουμε από την πρώτη καμπύλη, η ανεμογεννήτρια μόλις που παράγει γύρω τα 50W ισχύ! Αν γνωρίζουμε όμως τη μέση ετήσια ταχύτητα του ανέμου για την περιοχή που μας ενδιαφέρει, τότε από τη δεύτερη καμπύλη βρίσκουμε μια (πολύ χονδρική) εκτίμηση για την μηνιαία παραγωγή σε KWh (κιλοβατώρες) της. Ένα μέγεθος σαφώς πιο χρήσιμο από το προηγούμενο. Για παράδειγμα, με μέση ετήσια ταχύτητα ανέμου 4,5 m/s μπορούμε να αναμένουμε από την ανεμογεννήτρια γύρω στις 18 έως 25 KWh το μήνα, ανάλογα με το πόσο καλή είναι η τοποθεσία της εγκατάστασης (εμπόδια, ύψος, έδαφος, υψόμετρο, πυκνότητα αέρα, θερμοκρασία). Στοιχεία για τη μέση ταχύτητα του ανέμου μπορούμε να αναζητήσουμε σε μετεωρολογικές υπηρεσίες (όπως η Ε.Μ.Υ). Οι περισσότεροι κατασκευαστές δίνουν και την καμπύλη εκτιμώμενης (ετήσιας ή μηνιαίας) παραγωγής σε KWh (κιλοβατώρες) για μια ανεμογεννήτρια. Αυτό διευκολύνει πολύ, αφού αυτό είναι το μέγεθος που τελικά μας ενδιαφέρει. [36]

37 Είναι όμως υπολογισμένο κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες και όσο απομακρύνεται η δική μας εγκατάσταση από την ιδανική, τόσο χαμηλότερη θα είναι η παραγωγή για την ανεμογεννήτρια (σημαντικά χαμηλότερη). 2.6 ΑΙΟΛΙΚΑ ΠΑΡΚΑ Το συνολικό εκμεταλλεύσιμο αιολικό δυναμικό της Ελλάδας προσφέρει έδαφος για πολύ ελκυστικές επενδύσεις και μπορεί να καλύψει ένα μεγάλο μέρος των ηλεκτρικών αναγκών της. Τα αιολικά πάρκα (Α/Γ) αποτελούνται από σειρές (Α/Γ) που μετατρέπουν την αιολική ενέργεια σε ηλεκτρική έτσι γίνεται η εκμετάλλευση του τοπικού αιολικού δυναμικού που αποτελείται από μια ανεξάντλητη φυσική πηγή. Το αιολικό πάρκο είναι μία μεγάλη περιοχή με πολλές ανεμογεννήτριες που παράγουν ρεύμα με τη βοήθεια του ανέμου για να τροφοδοτήσουν μία κατοικημένη περιοχή, είτε είναι μία πόλη, είτε ένα χωριό. Το αιολικό πάρκο δε μολύνει την ατμόσφαιρα με διοξείδιο του άνθρακα ή άλλα αέρια που συμβάλουν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Κριτήρια για την επιλογή θέσης εγκατάστασης Αιολικών Πάρκων. Τα κύρια κριτήρια για την επιλογή θέσης εγκατάστασης Αιολικών Πάρκων είναι: Υψηλό αιολικό δυναμικό Τα γειτονικά δίκτυα με τη ΔΕΗ ανάλογης ισχύος και η ύπαρξη δρόμων πρόσβασης. Αποστάσεις από τις κοντινότερες κοινότητες. Το αρχαιολογικό ενδιαφέρον για την εξεταζόμενη περιοχή. Η θέση της Α/Γ σε σχέση με τους αναμεταδότες της ΕΡΤ και του ΟΤΕ. Αποστάσεις από τα αεροδρόμια. Ειδικά προγράμματα περιβαλλοντικής προστασίας (NATURA, RAMSAR.) [37]

38 Παρ' όλο που οι ανεμολογικές συνθήκες σε περιοχές κοντά στη θάλασσα είναι συνήθως ιδανικές για την εγκατάσταση αιολικών πάρκων, μπορούν, αντίστοιχα, να εντοπισθούν και ιδιαίτερα ελκυστικές -από οικονομική άποψη ηπειρωτικές περιοχές, που προσφέρονται για την εγκατάσταση. Καθώς ο άνεμος περνάει πάνω από ένα λόφο, ή μέσα από ένα ορεινό πέρασμα, συμπιέζεται και επιταχύνεται σημαντικά. Ομαλές κορυφές λόφων με ανοιχτή θέα προς τις επικρατούσες κατευθύνσεις του ανέμου, είναι, συνεπώς, πολύ ελκυστικές και αυτές για την εγκατάσταση. Η εγκατάσταση με πυλώνες μεγάλου ύψους είναι μία κοινή μέθοδος για την αύξηση της ενεργειακής τους απόδοσης, καθώς η ταχύτητα του ανέμου συνήθως αυξάνεται σημαντικά με το ύψος, πάνω από το επίπεδο του εδάφους. Σε περιοχές με χαμηλή ταχύτητα ανέμου, οι κατασκευαστές μπορούν να σχεδιάσουν και να προμηθεύσουν ειδικούς τύπους ανεμογενννητριών με μεγάλους ρότορες, σε σχέση με το μέγεθος της ηλεκτρογεννήτριας. Τέτοιου τύπου μηχανές, μπορούν να φθάσουν στο μέγιστο δυνατό επίπεδο παραγωγής ηλεκτρισμού, σε σχετικά χαμηλές ταχύτητες ανέμου, αν και έτσι χάνουν μέρος του ενεργειακού δυναμικού που υπάρχει σε ανέμους υψηλών ταχυτήτων. Οι κατασκευαστές, σε παγκόσμιο επίπεδο, βελτιώνουν συνεχώς τις μηχανές τους, έτσι ώστε να ανταποκρίνονται καλύτερα στις τοπικές ανεμολογικές συνθήκες. Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα αιολικών πάρκων: 1. Πλεονεκτήματα Τα αιολικά πάρκα δε μολύνουν την ατμόσφαιρα με επιβλαβή αέρια. Παράγουν ρεύμα από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. 2. Μειονεκτήματα Κάνουν θόρυβο. Μπορεί τα πτερύγια των να σκοτώσουν πτηνά. Δεν παράγουν τόσο ρεύμα όσο ένα ατμοηλεκτρικό εργοστάσιο. [38]

39 Υπάρχει μεγάλο κόστος και χρειάζεται μεγάλη έκταση για να κατασκευαστεί ένα αιολικό πάρκο. Χρειάζεται άνεμο για να παράγει ρεύμα και σε μία περιοχή δε φυσάει συνέχεια όλο το χρόνο. Θαλάσσια αιολικά πάρκα Τα θαλάσσια αιολικά πάρκα παράγουν ρεύμα από τον άνεμο που φυσά στη θάλασσα. Τα θεμέλια των κατασκευάζονται στο βυθό της θάλασσας και ο πύργος της έξω από το νερό. Όμως υπάρχει μεγάλο κόστος για να κατασκευαστεί ένα τέτοιο αιολικό πάρκο, γι' αυτό δεν έχουν φτιάξει πολλά. Η πρώτη χώρα που κατασκεύασε θαλάσσιο αιολικό πάρκο ήταν η Δανία το ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ - ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Πλεονεκτήματα χρήσης Αιολικής Ενέργειας Η παραγωγή ηλεκτρισμού από τον άνεμο είναι σήμερα ελκυστική για πολλούς λόγους. Κατά αρχήν η λειτουργία των Α/Γ δεν απαιτεί πρώτες ύλες, εκτός από την αιολική ενέργεια, και το παραγόμενο προϊόν μεταφέρεται απευθείας στο δίκτυο της ΔΕΗ προς κατανάλωση και, επομένως, δεν απαιτείται κανενός είδους μετατροπή πρώτης ύλης ή προϊόντος. Πρόκειται για ''καθαρή'' ενέργεια. Η χρήση μιας τουρμπίνας 600KW, σε κανονικές συνθήκες, αποτρέπει την αποβολή 1200 τόνων CO 2 ετησίως, που θα αποβάλλονταν στο περιβάλλον αν χρησιμοποιείτο άλλη πηγή για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, όπως π.χ. άνθρακας. Δεν έχει καμιά επιβάρυνση για το περιβάλλον και ο τρόπος παραγωγής έχει αδιαμφισβήτητη ασφάλεια. Η αιολική ενέργεια είναι σήμερα η πιο φτηνή απ' όλες τις υπάρχουσες ήπιες μορφές και είναι ανεξάντλητη. Η παραγωγή ενέργειας από μια ανεμογεννήτρια κατά τα 20 χρόνια λειτουργίας της ισοδυναμεί με την 80πλάσια ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την κατασκευή, λειτουργία και καταστροφή της όταν αυτή κριθεί ανενεργή. [39]

40 Η βιομηχανία αιολικής ενέργειας προσφέρει πάνω από θέσεις εργασίας, σε παγκόσμιο επίπεδο (στοιχεία 2001). Η βιομηχανία αυτή αποκτά ένα όλο και περισσότερο διεθνή χαρακτήρα, καθώς ωριμάζει σταδιακά, επεκτείνεται και δημιουργεί κατασκευαστικές δραστηριότητες σε νέες αγορές. Ενώ μία ανεμογεννήτρια χρησιμοποιεί μόνο 36 m 2 έκταση γης για να παράγει 1,2 έως 1,8 εκατομμύρια kwh το χρόνο, μία τυπική μονάδα βιοκαυσίμου θα απαιτούσε m 2 δασώδους έκτασης με ιτιές, για να παράγει, αντίστοιχα, 1,3 εκατομμύρια kwh ετησίως. Οι φωτοβολταϊκές συστοιχίες θα απαιτούσαν μία έκταση γης της τάξης των m 2 για να παράγουν την ίδια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας, σε ετήσια βάση. Παρότι ο σχεδιασμός μιας έχει εξελιχθεί σε βιομηχανία υψηλής τεχνολογίας, οι ανεμογεννήτριες μπορούν εύκολα να εγκατασταθούν σε αναπτυσσόμενες χώρες, όπως και να συντηρηθούν τοπικά. Οι κατασκευαστές προσφέρουν συγκροτημένα εκπαιδευτικά προγράμματα στο προσωπικό λειτουργίας τους. Η εγκατάσταση δημιουργεί θέσεις εργασίας στην τοπική κοινωνία, ενώ, από την άλλη πλευρά, οι κατασκευαστές επιδιώκουν να κατασκευάζουν τοπικά ορισμένα βαριά τμήματα της, όπως π.χ. τους πυλώνες, όταν ο ρυθμός εγκατάστασης φθάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο. Μειονεκτήματα χρήσης Αιολικής Ενέργειας Ένα σημαντικό μειονέκτημα της αιολικής ενέργειας είναι ότι εξαρτάται άμεσα από την ύπαρξη ικανοποιητικών ταχυτήτων ανέμου. Τι γίνεται όμως όταν δεν φυσάει άνεμος; Επειδή δεν υπάρχουν δυνατότητες για οικονομική αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας, επιβάλλεται να υπάρχει εφεδρεία συμβατικών σταθμών για το σύνολο της εγκατεστημένης ισχύος των. Για ηλεκτρικά συστήματα, όπως το σύστημα της Κρήτης, όπου οι αιχμές φορτίου καλύπτονται με αεροστρόβιλους ντίζελ και με υψηλό κόστος παραγωγής, θα μπορούσε να εξεταστεί η περίπτωση συνδυασμού με αντλητικά υδροηλεκτρικά έργα. Ο θόρυβος των. [40]

41 Οι σύγχρονες ανεμογεννήτριες έχουν εξελιχθεί πλέον σε σχεδόν αθόρυβες μηχανές. Σε αποστάσεις μεγαλύτερες των 200 μέτρων, ο θόρυβος περιστροφής των πτερυγίων συνήθως καλύπτεται πλήρως από το θόρυβο του ανέμου μέσα στα φύλλα των δέντρων και των θάμνων. Υπάρχουν δύο εν δυνάμει πηγές θορύβου σε μία ανεμογεννήτρια: Ο Μηχανικός θόρυβος από το κιβώτιο των ταχυτήτων (gear box) ή τη γεννήτρια (generator) και ο Αεροδυναμικός θόρυβος από τα πτερύγια. Ο Μηχανικός θόρυβος έχει ουσιαστικά εξαλειφθεί από τις σύγχρονες ανεμογεννήτριες. Το γεγονός αυτό οφείλεται στη βελτίωση του μηχανολογικού σχεδιασμού, ο οποίος δίνει ιδιαίτερη έμφαση στην αποφυγή των κραδασμών. Περαιτέρω τεχνικές βελτιώσεις περιλαμβάνουν την ελαστική απόσβεση των στερεώσεων και ζεύξεων των βασικών εξαρτημάτων του κουβουκλίου (nacelle), και, μέχρι ένα βαθμό, την ηχομόνωση. Τέλος, και τα ίδια τα βασικά εξαρτήματα της, συμπεριλαμβανομένου του κιβωτίου των ταχυτήτων (gear box), έχουν βελτιωθεί σε σημαντικό βαθμό στη διάρκεια των τελευταίων ετών. Ο Αεροδυναμικός θόρυβος, δηλαδή ο θόρυβος περιστροφής των πτερυγίων της, καθώς περνούν μπροστά από τον πυλώνα της, εμφανίζεται κυρίως στα άκρα και στην πίσω πλευρά του πτερυγίου. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα περιστροφής, τόσο μεγαλύτερος είναι και ο θόρυβος. Ωστόσο, ο αεροδυναμικός θόρυβος έχει περιοριστεί δραστικά κατά τη διάρκεια των 10 τελευταίων ετών, χάρις στη σημαντική βελτίωση του σχεδιασμού των πτερυγίων (ιδιαίτερα των άκρων και της πίσω πλευράς τους). 2.8 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΚΑΙ ΤΟΝ ΚΟΣΜΟ Στην Ελλάδα, η ανάπτυξη της αιολικής ενέργειας, αντιμετωπίζει μέχρι τώρα αρκετά προβλήματα. Παρά τη σημαντική αύξηση της εγκατεστημένης ισχύος τα τελευταία χρόνια, είναι κοινά αποδεκτό ότι αυτή η αύξηση είναι πολύ μικρή δεδομένου του πλούσιου αιολικού δυναμικού της χώρας μας. Κύριος λόγος για τη μικρή ανάπτυξη μέχρι το 2001 ήταν το νομοθετικό καθεστώς και το μονοπωλιακό μοντέλο της οικονομίας στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Μετά τις νομοθετικές αλλαγές στο χώρο των ΑΠΕ και την απελευθέρωση της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας, η [41]

42 κατάσταση βελτιώθηκε σημαντικά. Η Ελλάδα εφαρμόζει το σύστημα feed- in και η νομοθεσία προσφέρει επιπλέον αρκετά ικανοποιητικά κίνητρα για τους επενδυτές. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το αυξημένο ενδιαφέρον των επενδυτών για ανάπτυξη πολλών MW αιολικής ενέργειας (μεταξύ των οποίων και η Eunice Energy Group). Όμως το επενδυτικό ενδιαφέρον είναι φανερό ότι δεν είναι αρκετό. Χαρακτηριστικά, ο στόχος της χώρας μας για το 2010 ως προς την ηλεκτροπαραγωγή από αιολική ενέργεια ήταν η εγκατεστημένη ισχύς να φτάσει περίπου τα 3500MW ενώ στο τέλος του 2010 η πραγματικά εγκατεστημένη ισχύς ανήλθε μόλις στα 1208 MW. Είναι φανερό ότι σε μια χώρα για την οποία υπάρχει στόχος και καλή θέληση ενώ και οι επενδυτικές προτάσεις δεν είναι λίγες, η ανάπτυξη των αιολικών πάρκων καθυστερεί σημαντικά, με αποτέλεσμα, ο στόχος να έχει πλέον μετατεθεί για το 2020 με εγκατεστημένη ισχύ που θα πρέπει να φτάσει περίπου τα 7500 MW. Οι προβλέψεις μέχρι τώρα δεν είναι ευοίωνες, οι καθυστερήσεις στην έκδοση αδειών παραγωγής και εγκατάστασης είναι σημαντικές και οι προβλέψεις είναι συγκρατημένες. Κύριοι λόγοι για αυτές τις καθυστερήσεις είναι, η, τουλάχιστον μέχρι το 2009, μακροσκελής και περίπλοκη αδειοδοτική διαδικασία, η αδυναμία του δικτύου σε πολλές περιπτώσεις (π.χ. Εύβοια, Κρήτη) να υποστηρίξει επιπλέον εγκατεστημένη ισχύ, οι αντιδράσεις των κατοίκων κυρίως για θέματα οπτικής όχλησης και η έλλειψη χωροταξικού σχεδιασμού. Τα παραπάνω προβλήματα έχουν τεθεί υπό συζήτηση και έχουν καταβληθεί σημαντικές προσπάθειες για την επίλυση τους, όπως η δημιουργία, αρχικά, του νόμου 3468/2006, ο οποίος απλοποίησε κατά ένα μέρος τον τρόπο λήψης άδειας παραγωγής, και, σε δεύτερη φάση, του νόμου 3851/2010 ο οποίος έχει επιταχύνει σημαντικά την αδειοδοτική διαδικασία (ιδιαίτερα στο τμήμα της περιβαλλοντικής αδειοδότησης), χωρίς όμως να λείπουν και σε αυτή την περίπτωση κενά ή αντικρουόμενες αρμοδιότητες μεταξύ κρατικών φορέων. Επίσης, έχουν δρομολογηθεί επεκτάσεις και ενισχύσεις του δικτύου μεταφοράς ρεύματος, ένα έργο το οποίο ενδέχεται να βοηθήσει μακροπρόθεσμα και την αδειοδότηση αλλά και την γρήγορη εισαγωγή των έργων αιολικής ενέργειας στο δίκτυο. Τα προβλήματα των κοινωνικών αντιδράσεων, εφόσον αυτά οφείλονται σε οπτική όχληση από την ύπαρξη των είναι πάντα δύσκολο να [42]

43 αντιμετωπιστούν, υπό την έννοια ότι το αν σε κάποιον αρέσει ή όχι η όψη μιας είναι κάτι το υποκειμενικό. Είναι βέβαιο όμως ότι ένας επενδυτής ο οποίος θα σχεδιάσει και θα τοποθετήσει τις ανεμογεννήτριες, αποφεύγοντας τις υπερβολές και τις μαζικές παρεμβάσεις στο τοπίο μιας περιοχής και με κατανόηση στις ιδιαιτερότητες των τοπικών κοινωνιών, θα αντιμετωπίσει και τα λιγότερα προβλήματα [9], [11]. 2.9 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Οι άνεμοι που πνέουν στη Γη είναι ανεξάντλητοι και θα μπορούσαν να καλύψουν τις ενεργειακές ανάγκες ολόκληρου του πλανήτη, σύμφωνα με δυο ανεξάρτητες μελέτες Αμερικανών επιστημόνων. Ειδικότερα, οι έρευνες καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι με την υφιστάμενη αιολική τεχνολογία θα μπορούσαν να παραχθούν εκατοντάδες τρισεκατομμύρια watt ενέργειας, δηλαδή ποσότητα δεκαπλάσια από αυτή που καταναλώνει σήμερα ο πλανήτης. Ωστόσο, οι μελέτες επικεντρώνονται στη φυσική και δεν εξετάζουν αν αυτό είναι εφικτό από οικονομικής άποψης, κάτι που αμφισβητούν έντονα πολλοί εμπειρογνώμονες, οι οποίοι υποστηρίζουν ότι το κόστος ανάπτυξης για τη δημιουργία ενός συστήματος ικανού να μεταφέρει ενέργεια σε όλους τους καταναλωτές είναι τεράστιο. Η αιολική ενέργεια δεν απελευθερώνει αέρια που ευθύνονται για το φαινόμενο του θερμοκηπίου, όπως συμβαίνει με το πετρέλαιο και το λιγνίτη. Προηγούμενες μελέτες έθεταν ερωτήματα σχετικά με το αν υπάρχουν φυσικοί περιορισμοί που θα μπορούσαν να εμποδίσουν τον κόσμο να καλύψει τις ενεργειακές του ανάγκες αποκλειστικά με αιολική ενέργεια. Οι δυο νέες μελέτες επιβεβαιώνουν πως δεν υπάρχουν φυσικοί περιορισμοί στην αιολική ενέργεια και υπογραμμίζουν πως ο κύριος ανασταλτικός παράγοντας είναι το οικονομικό κόστος. «Το πρόβλημα είναι οικονομικό και δεν τίθεται θέμα διαθεσιμότητας φυσικών πόρων», τόνισε σε δηλώσεις του ο κλιματολόγος Ken Caldeira, η μελέτη του οποίου [43]

44 δημοσιεύθηκε την Κυριακή στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature Climate Change». Βασικό συμπέρασμα της συγκεκριμένης μελέτης είναι ότι ο άνεμος έχει την ικανότητα να παράγει την εικοσαπλάσια ποσότητα ενέργειας από αυτή που καταναλώνει σήμερα ο πλανήτης. Η δεύτερη μελέτη, με επικεφαλής τον Δρ. Mark Jacobson από το πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, περιορίζει ελαφρώς τη δυναμική παραγωγής ενέργειας, ωστόσο και πάλι υποστηρίζει ότι οι άνεμοι που πνέουν υπερκαλύπτουν τις ενεργειακές ανάγκες του πλανήτη στο παρόν και το άμεσο μέλλον [17], [18]. [44]

45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΟΜΕR 3.1 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ RETScreen Το Λογισμικό Ανάλυσης Έργων Καθαρής Ενέργειας RETScreen International χρησιμοποιείται παγκοσμίως με σκοπό την αποτίμηση και την αξιολόγηση συγκεκριμένων δράσεων βελτίωσης και προγραμμάτων που αφορούν την ενεργειακή παραγωγή και εξοικονόμηση, το κόστος κύκλου ζωής εξοπλισμού, τη μείωση εκπομπών, τα οικονομικά στοιχεία και τα αποτελέσματα των διαφόρων τεχνολογιών ενεργειακής αποδοτικότητας και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ). Το Διεθνές Κέντρο Υποστήριξης Αποφάσεων Καθαρής Ενέργειας RETScreen αποσκοπεί στην ενίσχυση του σχεδιασμού ανθρώπινου δυναμικού, της λήψης αποφάσεων και της βιομηχανίας για την εφαρμογή έργων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και ενεργειακής αποδοτικότητας. Ο σκοπός αυτός επιτυγχάνεται μέσω της ανάπτυξης εργαλείων υποστήριξης αποφάσεων (π.χ. λογισμικό RETScreen) που μειώνουν το κόστος μελετών προ-σκοπιμότητας, της διάχυσης γνώσης βοηθώντας στη λήψη καλύτερων αποφάσεων και μέσω εκπαίδευσης ανθρώπων στην βελτιωμένη ανάλυση της τεχνικής και οικονομικής βιωσιμότητας πιθανών έργων. Η RETScreen International διοικείται υπό την ηγεσία και διαρκή οικονομική ενίσχυση των Natural Resources Canada s (NRCan) CANMET Κέντρο Ενεργειακών Τεχνολογιών Varennes (CETC- Varennes). Η ανάλυση με το εργαλείο RETScreen International αποτελείται από 5 στάδια: 1) Τη συμπλήρωση του ενεργειακού μοντέλου 2) Την ανάλυση κόστους του προγράμματος 3) Την ανάλυση εκπομπών αερίων θερμοκηπίου 4) Την οικονομική περίληψη 5) Την ανάλυση ευαισθησίας και κινδύνου Το λογισμικό βοηθά στη λήψη αποφάσεων με τη σύγκριση του σεναρίου που απεικονίζει την παρούσα κατάσταση και των μελλοντικών σεναρίων που [45]

46 προκύπτουν από έργα καθαρής ενέργειας. Η δημιουργία του οφείλεται στη συμβολή μεγάλου αριθμού ειδικών από την κυβέρνηση, τη βιομηχανία και την εκπαίδευση. Περιλαμβάνει επίσης βάσεις δεδομένων με προϊόντα, κόστη και κλιματολογικά δεδομένα και ένα αναλυτικό online εγχειρίδιο χρήστη στην ιστοσελίδα Τα συνοδευτικά εργαλεία που περιλαμβάνονται είναι ένα εκπαιδευτικό σεμινάριο επιπέδου κολλεγίου/ πανεπιστημίου το οποίο βασίζεται σε μελέτες περιπτώσεων, ένα ηλεκτρονικό εγχειρίδιο μηχανολογίας και η προαναφερθείσα ιστοσελίδα. Όλα αυτά τα εργαλεία είναι διαθέσιμα δωρεάν στα αγγλικά και γαλλικά, με κάποια από τα εργαλεία διαθέσιμα και σε άλλες γλώσσες. Τα δεδομένα παραγωγής του λογισμικού περιλαμβάνουν στοιχεία για ηλεκτρισμό, θέρμανση και ψύξη. Αναλυτικά: Για τα στοιχεία ηλεκτρισμού καταγράφονται πληροφορίες για τα εξής πεδία: Στοιχείο καυσίμου Αεριοστρόβιλος Αεριοστρόβιλος- συνδυασμένος κύκλος Γεωθερμική ενέργεια Υδροστρόβιλος Ισχύς ρεύματος ωκεανού Φωτοβολταϊκά Εμβολοφόρος μηχανή Ηλιακή θερμική ενέργεια Ατμοστρόβιλος Παλιρροιακή ενέργεια Κυματική ενέργεια Ανεμογεννήτρια Άλλη επιλογή Για τα στοιχεία θέρμανσης καταγράφονται δεδομένα για τα εξής συστήματα: Σύστημα βιομάζας Λέβητας [46]

47 Μονάδα θερμού νερού Θερμαντής Αντλία θερμότητας Ηλιακό αερόθερμο Ηλιακός θερμαντής νερού Άλλη επιλογή Τέλος, για τα στοιχεία ψύξης καταχωρούνται δεδομένα για: Απορρόφηση Συμπιεστής Αφύγρανση Φυσική ψύξη Αντλία θερμότητας Άλλη επιλογή Οι λόγοι για τους οποίους κάποιος πρέπει να χρησιμοποιήσει το RETScreen International συνοψίζονται στα εξής: Απλοποιεί τις προκαταρκτικές αξιολογήσεις των προγραμμάτων λόγω των λιγοστών δεδομένων που απαιτεί να εισαχθούν από το χρήστη και των αυτομάτων υπολογισμών των τεχνικών και οικονομικών δεικτών βιωσιμότητας. Κοστίζει κατά ένα το ένα δέκατο του συνόλου των λοιπών μεθόδων αξιολόγησης. Επιτρέπει τις αντικειμενικές συγκρίσεις των σεναρίων λόγω των τυποποιημένων διαδικασιών. Προωθεί τη δυνατότητα για εφαρμογή επιτυχημένων προγραμμάτων καθαρής ενέργειας. Η βιωσιμότητα ενός προγράμματος καθαρής ενέργειας εξαρτάται από συγκεκριμένους παράγοντες: Συγκεκριμένα για την περίπτωση μελέτης αιολικού πάρκου οι σημαντικοί παράγοντες είναι: Διαθέσιμοι ενεργειακοί πόροι (π.χ. η ταχύτητα του ανέμου) [47]

48 Η απόδοση του εξοπλισμού (π.χ. η καμπύλη ισχύος της ) Αρχικό κόστος προγράμματος (π.χ. ανεμογεννήτριες, πύργοι, αμοιβή μηχανικών). Λειτουργικό κόστος προγράμματος (π.χ. κόστος συντήρησης ). Οικονομικό όφελος από τη μη κατανάλωση καυσίμων. Χρηματοδότηση. Φορολογία εξοπλισμού και εισοδήματος από παραγωγή ενέργειας. Περιβαλλοντικά οφέλη (π.χ. μείωση εκπομπών αερίων θερμοκηπίου). Τιμές των οικονομικώς αποδοτικών δεικτών (π.χ. καθαρή παρούσα αξία, περίοδος αποπληρωμής, εσωτερικός βαθμός απόδοσης). Η σύγκριση πραγματοποιείται με βάση δείκτες που αφορούν το σενάριο παρούσας κατάστασης που συνήθως περιέχει σύστημα συμβατικής ενέργειας και το σενάριο μελλοντικών δράσεων ενεργειακής βελτίωσης που περιλαμβάνει τεχνολογίες καθαρής ενέργειας. Στην εισαγωγή δεδομένων απαιτείται και η συμπλήρωση των κλιματολογικών δεδομένων, σύμφωνα με μια παγκόσμια βάση δεδομένων. Οι κυριότερες μετεωρολογικοί παράμετροι που λαμβάνονται υπόψη είναι οι θερμοκρασίες σχεδίασης θέρμανσης και ψύξης, η θερμοκρασία αέρα και εδάφους, η σχετική υγρασία, η ατμοσφαιρική πίεση μαζί με τις βαθμοημέρες θέρμανσης και ψύξης. Το εργαλείο λαμβάνει τα κλιματολογικά του δεδομένα από δορυφορικές παρατηρήσεις σταθμών της NASA και άλλων τοπικών επίγειων μετεωρολογικών σταθμών που καλύπτουν ένα ευρύτατο φάσμα παγκοσμίως όπως απεικονίζεται και στο Σχήμα 4. [48]

49 Σχήμα 4: Η παγκόσμια βάση κλιματικών δεδομένων Το λογισμικό συνοδεύεται επίσης και από ορισμένες μελέτες περιπτώσεων. Οι Μελέτες Περιπτώσεων Έργων Καθαρής Ενέργειας RETScreen International βοηθούν το χρήστη του Λογισμικού Retscreen επιδεικνύοντας κατασκευασμένα έργα Καθαρής Ενέργειας και την αντίστοιχη τεχνική και οικονομική ανάλυση. Συνήθως περιλαμβάνουν εργασίες, λυμένα προβλήματα (Ανάλυση Λογισμικού RETScreen) και πληροφορίες για τον τρόπο με τον οποίο τα έργα λειτουργούν σε πραγματικές συνθήκες. Στην ιστοσελίδα εντοπίζεται και το Μάθημα Ανάλυσης Έργων Καθαρής Ενέργειας RETScreen International που δημιουργήθηκε με σκοπό τη χρήση από εκπαιδευτικά κέντρα και οργανισμούς εκπαίδευσης παγκοσμίως, καθώς επίσης και για χρήση από επαγγελματίες και φοιτητές σε μορφή αυτοδίδακτης μάθησης εξ' αποστάσεως. Κάθε ενότητα εκπαίδευσης μπορεί να παρουσιαστεί ως ξεχωριστό σεμινάριο ή ημερίδα, ή σαν μέρος μαθήματος ενός κολεγιακού ή πανεπιστημιακού κύκλου σπουδών. Συνδυασμένα μπορούν να παρουσιαστούν ως εντατικά μαθήματα διάρκειας δύο βδομάδων ή ως ένα μάθημα εξαμήνου. Επιπλέον των διαφανειών παρουσιάσεων είναι διαθέσιμες ηχητικές οδηγίες, υλικό εκπαίδευσης με μελέτες περιπτώσεων και ένα Μηχανολογικό Εγχειρίδιο. [49]

50 Τέλος, το εργαλείο Retscreen χρησιμοποιεί μακροεντολές του Microsoft Excel κατά τη λειτουργία του και αποτελείται από τέσσερα βασικά πεδία: το αρχικό φύλλο που περιέχει γενικές πληροφορίες για τη μελέτη, το πεδίο των φορτίων που περιγράφει τις ετήσιες καμπύλες φορτίων σε θέρμανση και ψύξη, το πεδίο του ενεργειακού μοντέλου όπου καταχωρείται ο τύπος του ενεργειακού καυσίμου προς κατανάλωση, η εξοικονόμηση ενέργειας που προκύπτει από η ανάλυση εκπομπών αερίου θερμοκηπίου και η χρηματοοικονομική ανάλυση και το πεδίο των εργαλείων, στο οποίο καταγράφονται οι μέθοδοι ενεργειακής αποδοτικότητας του προγράμματος που χρησιμοποιούνται [18], [19]. 3.2 ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΗΟΜΕR Η ενέργεια HOMER (λογισμικό μοντελοποίησης) είναι ένα ισχυρό εργαλείο για το σχεδιασμό και την ανάλυση των υβριδικών συστημάτων παραγωγής ενέργειας, οι οποίες περιέχουν ένα μείγμα συμβατικών γεννητριών, συνδυασμένη παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας, ανεμογεννήτριες, τα ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα, μπαταρίες, κυψέλες καυσίμου, υδροηλεκτρική ενέργεια, βιομάζα και άλλες εισροές. Για κάθε δίκτυο συνδεδεμένων ή εκτός δικτύου το HOMER βοηθά στο να καθοριστεί πως οι μεταβλητοί πόροι, όπως η αιολική και η ηλιακή μπορούν να ενσωματωθούν σε βέλτιστα υβριδικά συστήματα. Μηχανικοί και μη επαγγελματίες χρησιμοποιούν το HOMER για να πραγματοποιήσουν προσομοιώσεις διαφόρων ενεργειακών συστημάτων, συγκρίνουν τα αποτελέσματα ώστε να πάρει μια ρεαλιστική προβολή του κεφαλαίου και των λειτουργικών εξόδων. Το πρόγραμμα HOMER καθορίζει την οικονομική βιωσιμότητα ενός υβριδικού ενεργειακού συστήματος και βελτιώνει το σχεδιασμό της εγκατάστασης. Το HOMER ή αλλιώς ΟΜΗΡΟΣ μπορεί να εξυπηρετήσει επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας, τηλεπικοινωνίες, ολοκληρωτές συστημάτων, καθώς και πολλά άλλα είδη της ανάπτυξης του έργου για τον περιορισμό του οικονομικού κινδύνου των υβριδικών έργων. [50]

51 Το HOMER είναι ένα υπολογιστικό μοντέλο που απλοποιεί το έργο του σχεδιασμού κατανεμημένης παραγωγής σε συστήματα τόσο εντός όσο και εκτός δικτύου. Το HOMER παρέχει την αναλυτική αυστηρότητα της χρονολογικής προσομοίωσης και βελτιστοποίησης σε ένα μοντέλο που είναι σχετικά απλό και εύκολο στη χρήση. Είναι προσαρμόσιμο σε μια ευρεία ποικιλία σχεδίων. Για ένα σύστημα κλίμακας χωριού το HOMER μπορεί να μοντελοποιήσει τόσο τους τεχνικούς όσο και τους οικονομικούς παράγοντες που συμμετέχουν στο έργο. Για μεγαλύτερα συστήματα, το HOMER μπορεί να προσφέρει μια σημαντική επισκόπηση που συγκρίνει το κόστος και τη σκοπιμότητα των διαφόρων συνθέσεων του. Στη συνέχεια, οι σχεδιαστές μπορούν να χρησιμοποιήσουν πιο εξειδικευμένο λογισμικό για να μοντελοποιηθεί η τεχνική απόδοση. Το HOMER είναι προσιτό σε μεγάλο σύνολο χρηστών, συμπεριλαμβανομένων των μη τεχνικών λήψης αποφάσεων. Η χρονολογική προσομοίωση είναι απαραίτητη για την μοντελοποίηση διάφορων πηγών, όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια και για τη συνδυασμένη παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας, όπου το θερμικό φορτίο είναι μεταβλητό. Η ανάλυση ευαισθησίας του HOMER βοηθά στο να καθοριστεί η πιθανή αύξηση ή μείωση των παραγόντων όπως οι τιμές των καυσίμων ή της ταχύτητας του ανέμου σε ένα δεδομένο σύστημα, με την πάροδο του χρόνου. 3.3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ - ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΣΤΟ HOMER Στο κεφάλαιο 3.2 έχουμε περιγραφεί του προγράμματος HOMER και στην συνέχεια μια αναλυτικότερη επισκόπηση στην οποία αποδεικνύεται από το πρώτο έως και το τελευταίο βήμα που έκανα ώστε να πάρω τις μετρήσεις ενός βέλτιστου συστήματος εγκατάστασης στην νησιωτική Ελλάδα, με την βοήθεια των ανεμολογικών δεδομένων που έχουν χορηγηθεί από τον υπεύθυνο καθηγητή της πτυχιακή εργασίας. ΒΗΜΑ 1: [51]

52 Αφού εγκαταστήσουμε το πρόγραμμα HOMER στον ηλεκτρονικό μας υπολογιστή κάνουμε διπλό κλίκ στο εικονίδιο του και μπαίνουμε στην αρχική του σελίδα. Στην αρχική οθόνη του homer εμφανίζονται αρκετές επιλογές, ωστόσο εμάς αυτό που μας ενδιαφέρει είναι η επιλογή Add/Remove στο πάνω αριστερό μέρος του παραθύρου του προγράμματος. Αφού κάνουμε κλικ στην επιλογή αυτή, μας εμφανίζεται ο εξοπλισμός που θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε. Για την διαδικασία των μετρήσεων, έχουμε επιλέξει τα εξής: Από την στιγμή που ενδιαφερόμαστε για ανεμογεννήτριες επιλέγουμε το εικονίδιο το οποίο λέει πάνω του Wind Turbine.Στην συνέχεια επιλέγουμε έναν converter όταν η ανεμογεννήτρια που θα χρησιμοποιήσουμε είναι συνεχούς ρεύματος (DC).Τέλος στην ένδειξη Grid, τσεκάρουμε το εικονίδιο που λέει system is connected to grid,το οποίο σημαίνει ότι η ανεμογεννήτρια που χρησιμοποιούμε είναι συνδεδεμένη στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας και έπειτα πιέζουμε το ok.. Στο σχήμα 5 παρακάτω φαίνετε αναλυτικότερα η διαδικασία αυτή: Σχημα 5 Επιλογή Add/Remove ΒΗΜΑ 2 [52]

53 Ολοκληρώνοντας με τα παραπάνω τότε κάτω από τα εικονίδια στο αριστερό μέρος της οθόνης που έχει εμφανιστεί, βρίσκετε μια επιλογή που ονομάζεται Wind resource. Πιέζοντας την εμφανίζεται ένα παράθυρο στο οποίο δείχνει όλους τους μήνες του χρόνου και συμπληρώνουμε από τα ανεμολογικά δεδομένα τα στοιχεία που έχουμε για κάθε μήνα και εμφανίζεται έτσι ο πίνακας Wind resource. Στο σχήμα 6 φαίνετε αναλυτικά: Σχήμα 6 Εισαγωγή ανεμολογικών δεδομένων. ΒΗΜΑ 3 Έπειτα αφού τελειώσει και αυτό το στάδιο, πιέζοντας το ok ξανά πηγαίνουμε στην αρχική οθόνη όπου εκεί έχουμε την επιλογή calculate (υπολογισμός). Αυτόματα το πρόγραμμα κάνει υπολογισμό και δημιουργεί μια οθόνη η οποία περιέχει τα εξής: Cost summary Cash flow Electrical [53]

54 Grid Emissions Hourly data ΒΗΜΑ 4 Στο πρόγραμμα HOMER πηγαίνουμε στην επιλογή electrical όπου εκεί υπάρχει το grid purchases και το total σε kwh/yr όπου και αυτά μας ενδιαφέρουν. Ακριβώς από κάτω υπάρχει ακόμα ένα χρήσιμο γράφημα, το monthly average electrical production. BHMA 5 Σε αυτό το σημείο έχουμε τα στοιχεία που ενδιαφέρουν για την σύγκριση των ανεμολογικών δεδομένων στα διάφορα νησιά που πραγματοποιούμε τη μέτρηση με το πρόγραμμα HOMER. [54]

55 3.4 ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΤΩΝ ΥΠΟ ΕΞΕΤΑΣΗ ΠΕΡΙΟΧΩΝ Περιοχή/μήνας ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ Κέρκυρα 2,5 2,8 2,6 2,3 2 2, ,1 2,7 2,7 Χαλκίδα 3,3 3,4 3 2,6 2,3 2,3 2,5 2,7 2,1 2,5 3 3,3 Λευκάδα 2,8 3,1 3,3 3,4 3,4 3,8 3,5 3,3 3,2 2,8 2,7 2,8 Αργοστόλι 3,5 3,8 3,7 3,3 3,2 3,2 3,2 3 2,9 3,1 3,2 3,4 Χανιά 3,7 4,1 4 3,8 3,5 3,6 3,4 3,3 3,1 3,1 3,2 3,4 Σούδα 4,1 4,3 4,2 4 3,6 3,8 3,5 3,3 3,1 3,2 3,2 3,9 Ρέθυμνο 4,6 5 4,6 3,9 3,1 3 3,5 3,2 3,4 3,7 4,2 4,6 Χίος 5,2 5,9 4,8 3,4 3,1 3,5 5,2 5,2 4,4 4,3 4,5 4,8 Ρόδος 3,9 4,4 4,4 4,6 5,4 5,2 6 5,8 5 3,7 3,2 3,8 Μυτιλήνη 5,5 5,8 5,1 4,3 3,5 3,8 4,9 4,7 4,4 4,3 4,7 5,6 Ιεράπετρα 4,7 4,9 4,6 4 3,7 4,4 6,4 6 5,1 4,4 3,9 4,6 Ζάκυνθος 5,6 5,9 5,3 4,8 4,1 4,1 4,1 4 3,7 4,3 5,4 5,9 Ηράκλειο 5,2 5,6 4,9 4,4 4 4,2 5,3 5,1 4,4 4,5 4,8 5 Λήμνος 5,8 6,3 5,7 4,2 3,9 3,7 4,6 4,8 4,4 5,3 5,3 5,7 Κως 5,1 5,8 5 4,7 4,5 4,9 6 5,6 5 4,5 4,9 5,2 Σητεία 6 6,5 5,6 5 4,5 4,6 5,5 5,1 4,7 4,7 5,3 5,8 θυρα 6,2 6,6 5,7 5 4,5 4,4 5,5 5,2 4,8 5 5,5 6 Τυμπάκιο 6,2 6,5 5,8 5,1 4,6 4,6 5,5 5,3 4,8 4,9 5,5 6 Σκύρος 6,8 6,9 6,2 4,9 4 4,2 4,8 5,1 5,1 6 5,6 6,4 Σάμος 6 6,2 5,5 4,3 4,2 4,7 7 6,6 5,7 5,1 5,5 6 Κύθηρα 7,1 6,8 6,8 5,7 5 4,4 4,4 4,5 5 6,3 5,8 6,8 Πάρος 7,5 7,5 6,5 5,4 4,5 4 5,2 4,9 4,9 5,5 6,3 6,8 Κάρυστος 6, ,1 4,9 4,8 5,9 6 5,5 5,8 6,3 6,5 Μήλος 8,3 8,6 7,5 5,9 5,2 5,2 6,5 6,6 5,5 6,5 6,9 8,3 Νάξος 7,9 8,1 7,6 5,9 4,9 5 6,6 6,9 7 7,4 7,2 7,5 Σύρος 8,1 8,1 7,6 5,8 5,4 4,9 7 7,2 6,5 7,5 7,2 7,8 [55]

56 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΜΕΛΕΤΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ 4.1 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ 10 KW Στο κεφάλαιο αυτό που ακολουθεί γίνετε ανάλυση των συστημάτων ισχύος 10 kw. Τα νησιά τα οποία ανάγονται στην μελέτη αυτή είναι το Αργοστόλι, η Κέρκυρα, η Λευκάδα, το Ρέθυμνο, η Σούδα, η Χαλκίδα, τα Χανιά και η Χίος. Αναλυτικά θα δείξουμε παρακάτω, για κάθε νησί διάφορους τύπους, Υπάρχει ένα πινακάκι, θα γίνει σχολιασμός για το ποιος τύπος Α/Γ είναι αποδοτικότερος στην κάθε περιοχή, επίσης θα βρεθεί η ετήσια παραγωγή που αποδίδει στο δίκτυο και τα γραφήματα των ανεμολογικών δεδομένων (wind resource) και την μέση μηνιαία παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας(monthly average electric production). Το πρώτο νησί που ξεκινάει η συγκριτική μελέτη των Α/Γ στην νησιωτική Ελλάδα είναι το Αργοστόλι και στην συνέχεια θα ακολουθήσουν και τα υπόλοιπα. ΑΡΓΟΣΤΟΛΙ BWC Excel-S [56]

57 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC Excel-S 1 10 KW KWh/yr Capacity factor 2.87 % 0.29 KW 9.07 KW hr/yr ΑΡΓΟΣΤΟΛΙ BWC XL1 [57]

58 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC XL KW KWh/yr Capacity factor 6.10 % 0.6 KW 12.3 KW hr/yr ΑΡΓΟΣΤΟΛΙ SW Whisper 200 [58]

59 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 6.78 % 0.7 KW 10 KW hr/yr ΑΡΓΟΣΤΟΛΙ WES 5 Tulipo [59]

60 Τύπος Ανεμογεννήτριας WES 5 Tulipo 4 10 KW KWh/yr Capacity factor 11.9% 1.19 KW 10.5 KW hr/yr ΑΡΓΟΣΤΟΛΙ SW Whisper 200 (30 Α/Γ) [60]

61 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 6.78 % 2.0 KW 30.1 KW hr/yr ΑΡΓΟΣΤΟΛΙ SW Whisper 500 [61]

62 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 7.88 % 2.4 KW 33.1 KW hr/yr ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: [62]

63 Από την άνωθεν μελέτη προκύπτει πως για το Αργοστόλι η ιδανικότερη Α/Γ είναι η SW Whisper 500, όπου έχουμε εγκατεστημένες 10 Α/Γ και δίνει ετήσια παραγωγή Kwh/yr και οι ώρες λειτουργίας που χρειάστηκαν, είναι hr/yr. ΚΕΡΚΥΡΑ BWC Excel-S [63]

64 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC Excel-S 1 10 KW 963 KWh/yr Capacity factor 1.10% 0.11KW 4.96KW 5315hr/yr [64]

65 ΚΕΡΚΥΡΑ BWC XL1 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC XL KW KWh/yr Capacity factor 1.46 % KW 7.40 KW hr/yr [65]

66 ΚΕΡΚΥΡΑ SW Whisper 200 \ Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 1.50 % KW 8.05 KW hr/yr [66]

67 ΚΕΡΚΥΡΑ WES 5 Tulipo Τύπος Ανεμογεννήτριας WES 5 Tulipo 4 10 KW KWh/yr Capacity factor 3.53 % 0.4 KW 10.2 KW hr/yr [67]

68 ΚΕΡΚΥΡΑ SW Whisper 200 (30 Α/Γ) Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 1.51 % 0.5 KW 24.2 KW hr/yr [68]

69 ΚΕΡΚΥΡΑ SW Whisper 500 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 2.10 % 0.6 KW 22.8 KW hr/yr [69]

70 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Από την παραπάνω μελέτη προκύπτει πως για την Κέρκυρα η ιδανικότερη Α/Γ είναι η SW Whisper 500, όπου έχουμε εγκατεστημένες 10 Α/Γ και δίνει ετήσια παραγωγή Kwh/yr και οι ώρες λειτουργίας που χρειάστηκαν, είναι hr/yr. ΛΕΥΚΑΔΑ BWC Excel-S [70]

71 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC Excel-S 1 10 KW KWh/yr Capacity factor 4.31 % 1.3 KW 31.2 KW 3266 hr/yr ΛΕΥΚΑΔΑ BWC XL1 [71]

72 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC XL KW KWh/yr Capacity factor 5.44 % 0.5 KW 11.8 KW hr/yr [72]

73 ΛΕΥΚΑΔΑ SW Whisper 200 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 7.08 % 2.1 KW 32.5 KW hr/yr [73]

74 ΛΕΥΚΑΔΑ WES 5 Tulipo Τύπος Ανεμογεννήτριας WES 5 Tulipo 4 10 KW KWh/yr Capacity factor 10.7 % 1.1 KW 10.5 KW hr/yr [74]

75 ΛΕΥΚΑΔΑ SW Whisper 200 (30 Α/Γ) Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 6.02 % 1.8 KW 29.6 KW hr/yr [75]

76 ΛΕΥΚΑΔΑ SW Whisper 500 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 7.08 % 2.1 KW 32.5 KW hr/yr [76]

77 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Από την παραπάνω μελέτη προκύπτει πως για την Λευκάδα η ιδανικότερη Α/Γ είναι η SW Whisper 500, όπου έχουμε εγκατεστημένες 10 Α/Γ και δίνει ετήσια παραγωγή Kwh/yr και οι ώρες λειτουργίας που χρειάστηκαν, είναι hr/yr. ΡΕΘΥΜΝΟ BWC Excel-S [77]

78 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC Excel-S Συνολική εγκατεστημένη ισχύς 1 10 KW KWh/yr Capacity factor 5.10 % 0.5 KW 12.0 KW hr/yr [78]

79 ΡΕΘΥΜΝΟ BWC XL1 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC XL KW KWh/yr Capacity factor 10.6 % 1.1 KW 12.4 KW hr/yr [79]

80 ΡΕΘΥΜΝΟ SW Whisper 200 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 11.8 % 1.2 KW 10.0 KW hr/yr [80]

81 ΡΕΘΥΜΝΟ WES 5 Tulipo Τύπος Ανεμογεννήτριας WES 5 Tulipo 4 10 KW KWh/yr Capacity factor 18.9 % 1.9 KW 10.5 KW hr/yr [81]

82 ΡΕΘΥΜΝΟ SW Whisper 200 (30 Α/Γ) Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 11.8 % 3.5 KW 30.1 KW hr/yr [82]

83 ΡΕΘΥΜΝΟ SW Whisper 500 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 12.7 % KW KW hr/yr [83]

84 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Από την παραπάνω μελέτη προκύπτει πως για το Ρέθυμνο η ιδανικότερη Α/Γ είναι η SW Whisper 500, όπου έχει εγκατεστημένες 10 Α/Γ και δίνει ετήσια παραγωγή Kwh/yr και οι ώρες λειτουργίας που χρειάστηκαν, είναι hr/yr. ΣΟΥΔΑ BWC Excel-S [84]

85 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC Excel-S 1 10 KW KWh/yr Capacity factor 4.06 % 0.4 KW 10.3 KW hr/yr [85]

86 ΣΟΥΔΑ BWC XL1 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC XL KW KWh/yr Capacity factor 8.58 % 0.9 KW 12.3 KW hr/yr [86]

87 ΣΟΥΔΑ SW Whisper 200 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 9.60 % 1 KW 10 KW hr/yr [87]

88 ΣΟΥΔΑ WES 5 Tulipo Τύπος Ανεμογεννήτριας WES 5 Tulipo 4 10 KW KWh/yr Capacity factor 16.1 % 1.6 KW 10.5 KW hr/yr [88]

89 ΣΟΥΔΑ SW Whisper 200 (30 Α/Γ) Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 9.60 % 2.9 KW 30.1 KW hr/yr [89]

90 ΣΟΥΔΑ SW Whisper 500 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 10.7 % KW KW hr/yr [90]

91 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Από την παραπάνω μελέτη προκύπτει πως για τη Σούδα η ιδανικότερη Α/Γ είναι και εδώ η SW Whisper 500, όπου έχει εγκατεστημένες 10 Α/Γ και δίνει ετήσια παραγωγή Kwh/yr και οι ώρες λειτουργίας που χρειάστηκαν, είναι hr/yr. ΧΑΛΚΙΔΑ BWC Excel-S [91]

92 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC Excel-S 1 10 KW KWh/yr Capacity factor 1.51 % 0.15 KW 6.40 KW hr/yr ΧΑΛΚΙΔΑ BWC XL1 [92]

93 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC XL KW 4380,2 KWh/yr Capacity factor 5.5 % 0.55 KW KW 4239 hr/yr [93]

94 ΧΑΛΚΙΔΑ SW Whisper 200 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 3.42 % 0.34 KW 9.67 KW hr/yr [94]

95 ΧΑΛΚΙΔΑ WES 5 Tulipo Τύπος Ανεμογεννήτριας WES 5 Tulipo 4 10 KW KWh/yr Capacity factor 6.71 % 0.7 KW 10.4 KW hr/yr [95]

96 ΧΑΛΚΙΔΑ SW Whisper 200 (30 Α/Γ) Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 3.42 % 1.0 KW 29 KW hr/yr [96]

97 ΧΑΛΚΙΔΑ SW Whisper 500 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 4.31 % 1.3 KW 31.2 KW hr/yr ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: [97]

98 Από την παραπάνω μελέτη προκύπτει πως για τη Χαλκίδα η ιδανικότερη Α/Γ είναι και εδώ η SW Whisper 500, όπου έχει εγκατεστημένες 10 Α/Γ και μας δίνει ετήσια παραγωγή Kwh/yr και οι ώρες λειτουργίας που χρειάστηκαν, είναι hr/yr. ΧΑΝΙΑ BWC Excel-S [98]

99 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC Excel-S 1 10 KW KWh/yr Capacity factor 3.61 % 0.4 KW 10.5 KW hr/yr ΧΑΝΙΑ BWC XL1 [99]

100 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC XL KW KWh/yr Capacity factor 7.63 % 0.8 KW 12.1 KW hr/yr [100]

101 ΧΑΝΙΑ SW Whisper 200 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 8.52 % 0.85 KW 9.99 KW hr/yr [101]

102 ΧΑΝΙΑ WES 5 Tulipo Τύπος Ανεμογεννήτριας WES 5 Tulipo 4 10 KW KWh/yr Capacity factor 14.4 % 1.4 KW 10.5 KW hr/yr [102]

103 ΧΑΝΙΑ SW Whisper 200 (30 Α/Γ) Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 8.5 % 2.56 KW 30 KW 4806 hr/yr [103]

104 ΧΑΝΙΑ SW Whisper 500 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 9.60 % 2.9 KW 32.9 KW 4806 hr/yr ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: [104]

105 Πραγματοποιώντας και την μελέτη Α/Γ για συστήματα 10 kw συμπεράνουμε ότι για τα Χανιά η ιδανικότερη Α/Γ είναι και εδώ επίσης η SW Whisper 500, όπου έχουμε εγκατεστημένες 10 Α/Γ και δίνει ετήσια παραγωγή Kwh/yr και οι ώρες λειτουργίας που χρειάστηκαν, είναι hr/yr. ΧΙΟΣ BWC Excel-S [105]

106 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC Excel-S 1 10 KW KWh/yr Capacity factor 7.95 % 0.8 KW 12.0 KW hr/yr [106]

107 ΧΙΟΣ BWC XL1 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC XL KW KWh/yr Capacity factor 16.1 % 1.6 KW 12.4 KW hr/yr [107]

108 ΧΙΟΣ SW Whisper 200 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 17.7 % 1.8 KW 10 KW hr/yr [108]

109 ΧΙΟΣ WES 5 Tulipo Τύπος Ανεμογεννήτριας WES 5 Tulipo 4 10 KW KWh/yr Capacity factor 26.8 % 2.7 KW 10.5 KW hr/yr [109]

110 ΧΙΟΣ SW Whisper 200 (30 Α/Γ) Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 17.7 % 5.3 KW 30.1 KW hr/yr [110]

111 ΧΙΟΣ SW Whisper 500 Τύπος Ανεμογεννήτριας SW Whisper KW KWh/yr Capacity factor 18.5 % 5.56 KW 33.2 KW 6140 hr/yr ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: [111]

112 Πραγματοποιώντας και την τελευταία μελέτη Α/Γ για συστήματα 10 kw συμπεραίνουμε ότι και για την Χίο επίσης η ιδανικότερη Α/Γ είναι η SW Whisper 500, όπου έχουμε εγκατεστημένες 10 Α/Γ και μας δίνει ετήσια παραγωγή Kwh/yr και οι ώρες λειτουργίας που χρειάστηκαν, είναι hr/yr. Στα συστήματα Α/Γ 10 kw ισχύος καταλήγουμε στο συμπέρασμα ύστερα από τις μετρήσεις που έχουμε κάνει με το πρόγραμμα HOMER ότι η καλύτερη Α/Γ δηλαδή αυτή που προσφέρει την μεγαλύτερη ετήσια παραγωγή είναι η sw whisper 500. Η Α/Γ αυτή έχει τα καλύτερα αποτελέσματα, το αναγράφω άλλωστε και στους πίνακες παραπάνω. Συγκριτικά η sw whisper 500 ανεμογεννήτρια με 10 εγκατεστημένες στον αριθμό ανεμογεννήτριες έχει την καλύτερη απόδοση στο νησί της Χίου που είναι όπως είπαμε Kwh/yr και οι ώρες τις οποίες λειτούργησε ώστε να παραχθούν αυτές οι κιλοβατόρες είναι 6.140hr/yr. Στην συνέχεια το αμέσως επόμενο νησί ήταν το Ρέθυμνο με kwh/yr και οι ώρες λειτουργίας hr/yr. Τρίτο στη σειρά ήταν το νησί της Σούδας με ετήσια παραγωγή kwh/yr στις (hr/yr) ώρες ανά χρόνο. Έπειτα ακολουθούν τα Χανιά με kwh/yr και ώρες λειτουργίας hr/yr. Αρκετά χαμηλή ετήσια παραγωγή έχει το Αργοστόλι kwh/yr στις hr/yr Και η Λευκάδα με παραγωγή kwh/yr στις hr/yr. Τέλος ακολουθούν τα νησιά τις Χαλκίδας και τις Κέρκυρας με αντίστοιχες τιμές kwh/yr και ώρες hr/yr και kwh/yr και ώρες λειτουργίας μόλις hr/yr. Τα παραπάνω φαίνονται αναλυτικότερα και στο πίνακα 1 παρακάτω: Πίνακας 1: πίνακας ισχύος 10 kw ΤΥΠΟΣ ΝΗΣΙΑ ΕΤΗΣΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΩΡΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ SW WHISPER 500 ΧΙΟΣ Kwh/yr 6.140hr/yr. (10) SW WHISPER 500 ΡΕΘΥΜΝΟ kwh/yr hr/yr. (10) [112]

113 SW WHISPER 500 (10) SW WHISPER 500 (10) SW WHISPER 500 (10) SW WHISPER 500 (10) SW WHISPER 500 (10) SW WHISPER 500 (10) ΣΟΥΔΑ kwh/yr hr/yr ΧΑΝΙΑ kwh/yr hr/yr ΑΡΓΟΣΤΟΛΙ kwh/yr hr/yr ΛΕΥΚΑΔΑ kwh/yr hr/yr. ΧΑΛΚΙΔΑ kwh/yr hr/yr ΚΕΡΚΥΡΑ kwh/yr hr/yr. 4.2 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ ΙΣΧΥΟΣ 100 KW Στην ενότητα αυτή που ακολουθεί γίνεται αναφορά των συστημάτων ισχύος 100 kw. Παρακάτω λοιπόν θα δούμε στοιχεία όπως αυτά τις παραπάνω ισχύος, τα 10 kw δηλαδή σε μορφή πινάκων και σχεδιαγραμμάτων και θα βρούμε την ιδανικότερη για την περιοχή ανεμογεννήτρια καθώς επίσης θα γίνει σχολιασμός και για την ετήσια παραγωγή που προσφέρει η κάθε ανεμογεννήτρια στο δίκτυο. Τα νησιά που θα μελετηθούν είναι τα εξής: Ηράκλειο, Ιεράπετρα, Κως, Λήμνος, Μυτιλήνη, Ρόδος, Σητεία, Θήρα, Τυμπάκιο, Ζάκυνθος. Το πρώτο νησί που θα ξεκινήσω λοιπόν είναι το Ηράκλειο. [113]

114 ΗΡΑΚΛΕΙΟ BWC Excel-S Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC Excel-S KW KWh/yr Capacity factor 12.6 % 13 KW 120 KW hr/yr [114]

115 ΗΡΑΚΛΕΙΟ WES 5 Tulipo Τύπος Ανεμογεννήτριας WES 5 Tulipo KW KWh/yr Capacity factor 30.5 % 31 KW 105 KW hr/yr [115]

116 ΗΡΑΚΛΕΙΟ Entegrity ew15 Τύπος Ανεμογεννήτριας Entegrity ew KW KWh/yr Capacity factor 21.8 % 22 KW 130 KW hr/yr [116]

117 ΗΡΑΚΛΕΙΟ FL100 Τύπος Ανεμογεννήτριας FL KW KWh/yr Capacity factor 23.5 % 23 KW 125 KW hr/yr [117]

118 ΗΡΑΚΛΕΙΟ Northern Power NW100 Τύπος Ανεμογεννήτριας Northern Power NW KW KWh/yr Capacity factor 16% KW 101 KW hr/yr [118]

119 ΗΡΑΚΛΕΙΟ PGE 25 Τύπος Ανεμογεννήτριας PGE KW KWh/yr Capacity factor 39.2 % 39 KW 106 KW hr/yr Στο σημείο αυτό έχει ολοκληρωθεί η μελέτη για το νησί του Ηρακλείου και μετά από αυτά τα είδη των ισχύος 100 kw που έχουμε πειραματιστεί καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι ιδανικότερος τύπος Α/Γ είναι ο PGE 25 που [119]

120 αποδίδει ετήσια παραγωγή kwh/yr και οι ώρες λειτουργίας που χρειάστηκαν είναι hr/yr ενώ χρειάζεται να έχουμε εγκατεστημένες μόλις 4 ανεμογεννήτριες. Στην συνέχεια το επόμενο νησί είναι η Ιεράπετρα. ΙΕΡΑΠΕΤΡΑ BWC Excel-S [120]

121 Τύπος Ανεμογεννήτριας BWC Excel-S KW KWh/yr Capacity factor 12.1 % 12 KW 120 KW hr/yr [121]

122 ΙΕΡΑΠΕΤΡΑ WES 5 Tulipo Τύπος Ανεμογεννήτριας WES 5 Tulipo KW KWh/yr Capacity factor 29.4 % 29 KW 105 KW hr/yr [122]

123 ΙΕΡΑΠΕΤΡΑ Entegrity ew15 Τύπος Ανεμογεννήτριας Entegrity ew KW KWh/yr Capacity factor 20.8% KW KW 5617hr/yr [123]

124 ΙΕΡΑΠΕΤΡΑ FL100 Τύπος Ανεμογεννήτριας FL KW KWh/yr Capacity factor 22.5 % 23 KW 125 KW hr/yr [124]

125 ΙΕΡΑΠΕΤΡΑ Northern Power NW100 Τύπος Ανεμογεννήτριας Northern Power NW KW KWh/yr Capacity factor 15.5 % 15 KW 101 KW hr/yr [125]

126 ΙΕΡΑΠΕΤΡΑ PGE 25 Τύπος Ανεμογεννήτριας PGE KW KWh/yr Capacity factor 38.2 % 38 KW 106 KW hr/yr Ολοκληρώνοντας την μελέτη με το πρόγραμμα HOMER για την Ιεράπετρα έχουμε τα στοιχεία και λέμε πως η καταλληλότερη Α/Γ για ισχύ 100 kw είναι η PGE 25 [126]