ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΙΟΛΙΚΟΥ ΠΑΡΚΟΥ WIND FARM PERFORMANCE EVALUATION

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ Α.Μ.Θ. ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΙΟΛΙΚΟΥ ΠΑΡΚΟΥ WIND FARM PERFORMANCE EVALUATION ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ ΜΑΚΡΙΔΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΟΤΟΛΙΑΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΚΑΒΑΛΑ 2013

2 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ Α.Μ.Θ. ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΑΙΟΛΙΚΟΥ ΠΑΡΚΟΥ WIND FARM PERFORMANCE EVALUATION ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ ΜΑΚΡΙΔΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΟΤΟΛΙΑΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΚΑΒΑΛΑ

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Εισαγωγή Η αιολική ενέργεια διεθνώς Η αιολική ενέργεια στην Ελλάδα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΑΙΟΛΙΚΑ ΠΑΡΚΑ Εισαγωγή Χερσαία αιολικά πάρκα Αιολικά πάρκα κοντά στην ακτή Περιβαλλοντικές επιπτώσεις των παράκτιων αιολικών πάρκων στο θαλάσσιο περιβάλλον Υπεράκτια αιολικά πάρκα Υπεράκτια αιολικά πάρκα στον κόσμο Υπεράκτια αιολικά πάρκα στην Ελλάδα Λειτουργία αιολικού πάρκου Συντήρηση αιολικού πάρκου ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΙΟΛΙΚΟ ΠΑΡΚΟ ΣΤΑ «ΣΥΝΟΡΑ» ΤΟΥ ΝΟΜΟΥ ΔΡΑΜΑΣ Γενικά στοιχεία-τεχνικά χαρακτηριστικά του έργου Τεχνικές προδιαγραφές Α/Γ VESTAS V MW Δρομέας-Πτερύγια Έλεγχος ισχύος-σύστημα μετάδοσης-γεννήτρια Σύστημα πέδησης-σύστημα προσανατολισμού Καμπύλες ισχύος και ώσης Αυτοματισμοί-Τηλεχειρισμός Πύργος-Κλωβός Πιστοποιητικό τύπου Θεμελίωση Α/Γ Πλατείες και άξονες ανέγερσης των Α/Γ Οικίσκος ελέγχου λειτουργίας του Πάρκου Υπόγειος αγωγός μεταφοράς της παραγόμενης ενέργειας από τις ανεμογεννήτριες στο κέντρο ελέγχου Οδοποιία

4 3.15 Διασύνδεση του αιολικού πάρκου Στοιχεία μετεωρολογικού σταθμού Ε.Μ.Υ Στοιχεία τοπικού σταθμού του φορέα Αξιολόγηση αιολικού δυναμικού ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΑΙΟΛΙΚΟΥ ΠΑΡΚΟΥ Εισαγωγή Ανάλυση έργων καθαρής ενέργειας με το λογισμικό RETScreen Φύλλο εργασίας εκκίνηση Φύλλο εργασίας ενεργειακό μοντέλο Φύλλο εργασίας ανάλυση κόστους Φύλλο εργασίας ανάλυση εκπομπών Φύλλο εργασίας οικονομική ανάλυση Φύλλο εργασίας ανάλυση επικινδυνότητας Υπολογισμός απόδοσης του αιολικού πάρκου Συμπεράσματα Βιβλιογραφία

5 Ευχαριστίες Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον καθηγητή κύριο Κωνσταντίνο Ποτόλια για την πολύτιμη συμβολή του για την ολοκλήρωση της παρούσας πτυχιακής εργασίας. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαιτέρως τον κύριο Βαφειάδη Δημήτριο για τις πληροφορίες που μου μετέφερε για το αιολικό πάρκο στην περιοχή «Σύνορα». Τέλος ένα μεγάλο ευχαριστώ στην οικογένειά μου και στους συμφοιτητές μου για την συμπαράσταση και τη βοήθειά τους. Πρόλογος Ο κλάδος των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι ένας από τους ελάχιστους παραγωγικούς τομείς της οικονομίας που προσφέρει σημαντικές επενδύσεις, απασχόληση και ανάπτυξη, εξοικονομώντας πολύτιμους πόρους χάρη στη μείωση των εισαγωγών ακριβών εισαγόμενων καυσίμων. Η αιολική ενέργεια προσφέρει φθηνή ηλεκτρική ενέργεια και έτσι συμβάλει στην αύξηση της ανταγωνιστικότητας. Η αιολική ενέργεια είναι η ενέργεια του ανέμου που προέρχεται από τη μετακίνηση αερίων μαζών της ατμόσφαιρας. Η αιολική ενέργεια είναι μια πρακτικά ανεξάντλητη πηγή ενέργειας η οποία με βάση τη σημερινή τεχνολογία εκμετάλλευσής της, θα μπορούσε να υπερκαλύψει τις ανάγκες της ανθρωπότητας σε ηλεκτρική ενέργεια. 5

6 Περίληψη Η παρούσα πτυχιακή εργασία ασχολείται με την αξιολόγηση των παραμέτρων της απόδοσης ενός αιολικού πάρκου. Πιο συγκεκριμένα αναλύεται η απόδοση του αιολικού πάρκου στην περιοχή «Σύνορα» των Δήμων Νικηφόρου-Δράμας νομού Δράμας, όπου πρόκειται για ένα πάρκο συνολικής ισχύος 8 MW. Πιο αναλυτικά στο πρώτο κεφάλαιο παραθέτονται εισαγωγικά στοιχεία για τον άνεμο και το πώς αυτός αξιοποιήθηκε με το πέρασμα των χρόνων. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στα αιολικά πάρκα καθώς και στις κατηγορίες στις οποίες αυτά ταξινομούνται. Επίσης αναφέρονται και στοιχεία για την λειτουργία και την συντήρηση που απατούνται για αυτά. Στο τρίτο κεφάλαιο πραγματοποιείται αναλυτική περιγραφή του αιολικού πάρκου στην περιοχή «Σύνορα», η οποία περιλαμβάνει στοιχεία για την εγκατάσταση του πάρκου καθώς και ανεμολογικά και κλιματολογικά δεδομένα. Τέλος στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται αναλυτική περιγραφή του λογισμικού με το οποίο πραγματοποιήθηκε ο υπολογισμός της απόδοσης του αιολικού πάρκου. Ακόμα αναλύονται τα αποτελέσματα τα οποία προέκυψαν και συγκρίνονται με τα αποτελέσματα της μελέτης που πραγματοποίησε ο επενδυτής. Abstract The aim of this dissertation is the evaluation of the parameters concerning the efficiency of a wind farm. To be more specific, what is being analyzed is the efficiency of a particular wind farm in the «Synora» region which is located between the boroughs of Nikiforos-Drama, in the prefecture of Drama. The total power of the above-mentioned wind farm can reach the 8 MW. In the first chapter some introductory data about the wind and how it has been exploited throughout the years are mentioned. The second chapter focuses on wind farms, in general, as well as on the various categories into which they are classified. In addition, certain guidelines about their function and maintenance are quoted. 6

7 The third chapter aims at the through description of the wind farm in the «Synora» region, which also includes information about the installation of the farm as well as wind and climatic data. The last chapter, which is the fourth, deals with the analytical description of the software through which the calculation of the efficiency of the wind farm was performed. Finally, the results of the research which was carried out are analyzed and, afterwards, they compared to the results of the study the investor has done. 7

8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΙΑ Πτυχιακή Εργασία 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο άνεμος είναι μια πηγή ενέργειας που προέρχεται βασικά από τις διαφοροποιήσεις στην ατμοσφαιρική πίεση, οι οποίες από τη μεριά της οφείλονται στην άνιση θέρμανση της επιφάνειας της γης και της θάλασσας από τον ήλιο. Επομένως, η αιολική ενέργεια είναι έμμεση μορφή της ηλιακής ενέργειας και περίπου 1-2% της ηλιακής ακτινοβολίας που προσπίπτει στην επιφάνεια της γης μετατρέπεται σε άνεμο. Καθώς ο αέρας θερμαίνεται στις τροπικές ζώνες αρχικά ανυψώνεται στην ατμόσφαιρα και κατόπιν οδεύει χοντρικά προς τους πόλους. Η κίνηση αυτή της ατμόσφαιρας επηρεάζεται σημαντικά από την περιστροφή της γης, η επίδραση της οποίας είναι μεγαλύτερο στον ισημερινό και μηδενική στους πόλους, από την αναλογία της επιφάνειας της ξηράς προς την αντίστοιχη της θάλασσας, τα μορφολογικά χαρακτηριστικά της ξηράς (βουνά, πεδιάδες) και από εποχές του χρόνου. Ως αποτέλεσμα των παραπάνω δημιουργούνται συγκεκριμένα «πρότυπα» της κίνησης των ανέμων στη γη που αποτυπώνονται στην εικόνα 1. Άνεμοι δημιουργούνται και σε τοπική κλίμακα με διάφορους μηχανισμούς, όπως η δημιουργία θαλάσσιας ή απόγειας αύρας (εικόνα 2) και τα καθοδικά ρεύματα προς τις κοιλάδες από τα βουνά. Οι ταχύτητες του ανέμου διαφέρουν με το ανάγλυφο μιας περιοχής και ποικίλλουν σημαντικά με την εποχή και την ημέρα. Για να θεωρηθεί μια περιοχή κατάλληλη για την αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας θα πρέπει η μέση ετήσια ταχύτητα του ανέμου (μετρούμενη 10 m από το έδαφος της γης) να είναι μεγαλύτερη από 4 m/s. 8

9 Εικόνα 1: Απλοποιημένη αναπαράσταση της κυκλοφορίας των ανέμων (Boyle, 1996) Κατά τη διάρκεια της ημέρας ο άνεμος φυσάει από τη θάλασσα προς τη στεριά, ως αποτέλεσμα διαφορετικών ρυθμών θέρμανσης της ξηράς και της θάλασσας που οφείλονται στις διαφορετικές τιμές της θερμοχωρητικότητας. Η θερμοχωρητικότητα της ξηράς είναι μικρότερη από τη θερμοχωρητικότητα της θάλασσας. Το βράδυ αντιστρέφεται η κατεύθυνση του ανέμου όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Εικόνα 2: Σχηματισμός ανέμων από τοπική θέρμανση και ψύξη της ξηράς και της θάλασσας. 9

10 Αν υπήρχε η δυνατότητα, με την σημερινή τεχνολογία, να καταστεί εκμεταλλεύσιμο το συνολικό αιολικό δυναμικό της γης, εκτιμάται ότι η παραγόμενη σε ένα χρόνο ηλεκτρική ενέργεια θα ήταν υπερδιπλάσια από τις ανάγκες τις ανθρωπότητας στο ίδιο διάστημα. Υπολογίζεται ότι στο 25% της επιφάνειας της γης επικρατούν άνεμοι μέσης ετήσιας ταχύτητας πάνω από 5,1m/sec, σε ύψος 10m πάνω από το έδαφος. Όταν οι άνεμοι πνέουν με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτή την τιμή, τότε το αιολικό δυναμικό του τόπου θεωρείται εκμεταλλεύσιμο και οι απαιτούμενες εγκαταστάσεις μπορούν να καταστούν οικονομικά βιώσιμες, σύμφωνα με τα σημερινά δεδομένα. Άλλωστε το κόστος κατασκευής των ανεμογεννητριών έχει μειωθεί σημαντικά έχοντας σαν αποτέλεσμα ότι η αιολική ενέργεια κατέχει μια δυναμική θέση έναντι των συμβατικών μορφών ενέργειας Η ενέργεια του ανέμου χρησιμοποιήθηκε από τον άνθρωπο ήδη από την από πολλά χρόνια πριν. Για πολλές εκατοντάδες χρόνια, η κίνηση των πλοίων στηριζόταν στην δύναμη του ανέμου, ενώ γινόταν εκτεταμένη χρήση του ανεμόμυλου, ως κινητήριας μηχανής, κυρίως στον αγροτικό τομέα. Η χρήση της όμως άρχισε να ατονεί περίπου στις αρχές του αιώνα, λόγω της εμφάνισης άφθονων και φθηνών ορυκτών καυσίμων. Αργότερα, το ενδιαφέρον για την εκμετάλλευση της ενέργειας του ανέμου, κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, εκδηλώθηκε έντονα περί τα μέσα της δεκαετίας του 70 και ήταν αποτέλεσμα της πετρελαϊκής κρίσης, που είχε εν τω μεταξύ ξεσπάσει. Από τότε, μέχρι σήμερα υπάρχει μία συνεχώς αυξανόμενη τάση για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος μέσω της εκμετάλλευσης της ενέργειας του ανέμου. Στη σημερινή εποχή η αιολική ενέργεια μπορεί να αξιοποιηθεί χρησιμοποιώντας κατάλληλους μηχανισμούς και διατάξεις, τις ανεμογεννήτριες. Η κινητική ενέργεια του ανέμου μετατρέπεται αρχικά σε μηχανική και ακολούθως σε ηλεκτρική, μέσω των ανεμογεννητριών. Έτσι, η τεχνολογία των ανεμογεννητριών παρουσίασε μεγάλη εξέλιξη τα τελευταία χρόνια με αντίστοιχη μείωση του κόστους παραγωγής της παραγόμενης ενέργειας. 10

11 1.2 Η ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΔΙΕΘΝΩΣ Πτυχιακή Εργασία Η αιολική ενέργεια έχει διεισδύσει ήδη σε ένα πολύ μεγάλο αριθμό χωρών, ενώ η τάση εξάπλωσής της αυξάνεται διαρκώς. Ειδικότερα στη σημερινή συγκυρία, όπου η οικονομική κρίση πλήττει την παγκόσμια αγορά, είναι κοινά αποδεκτό από όλους τους φορείς ότι η πράσινη οικονομία θα αποτελέσει έναν από τους βασικότερους μοχλούς για την ανάνηψη της παγκόσμιας οικονομίας. Η Ευρώπη κατέχει την πρώτη θέση αγοράς αιολικής ενέργειας ενώ σημαντικότατη μπορεί να χαρακτηριστεί η αυξητική τάση που παρουσιάζεται στην Αφρική και Ιδιαίτερα στην Ασία. Συγκεκριμένα στην Ασία η συνολική εγκατεστημένη ισχύς είναι 97,810 MW στο τέλος του 2012 έναντι 82,070 ΜW στο τέλος του 2011 και 16,091 MW στο τέλος του Σύμφωνα με τις πιο πρόσφατες εκτιμήσεις την πρωτοκαθεδρία όσον αφορά τον τομέα των επενδύσεων κατέχει η Κίνα, με δεύτερη τις ΗΠΑ, τρίτη την Ευρωπαϊκή Ένωση, και ακολουθεί η Νότιος Κορέα. Το σημαντικότερο όμως στοιχείο είναι ότι αυτή η επενδυτική αύξηση αναμένεται να κλιμακωθεί ακόμα περισσότερο καθώς πληθαίνουν τα διάφορα προγράμματα που προωθούνται είτε από τις διάφορες κυβερνήσεις ανά τον κόσμο είτε από άλλους φορείς και τα οποία έχουν σαν στόχο την περαιτέρω τόνωση του ενδιαφέροντος προς την πράσινη ανάπτυξη. 11

12 Πίνακας 3: Συνολική εγκατεστημένη ισχύς ανά κράτος το

13 Πίνακας 4: Οι 10 πρώτες χώρες σε εγκατεστημένη αιολική ισχύ το

14 Από τον παραπάνω πίνακα παρατηρούμε πως η Κίνα έχει την πρωτοκαθεδρία στην συνολική εγκατεστημένη ισχύ κατέχοντας το 26,8% του παγκοσμίου δυναμικού, με τις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής στη δεύτερη θέση και την Γερμανία με την Ισπανία να ακολουθούν. Αξιοσημείωτο ωστόσο είναι το γεγονός πως οι 10 πρώτες χώρες αποτελούν την μερίδα του λέοντος όσον αφορά στις επενδύσεις σε αιολική ενέργεια καθώς ουσιαστικά αντιπροσωπεύουν το 85,9% της παγκοσμίας εγκατεστημένης αιολικής ισχύος. Πίνακας 5: Οι 10 πρώτες χώρες σε νέα εγκατεστημένη αιολική ισχύ το

15 Από τον πίνακα 5 βλέπουμε την μεγάλη δυναμική της Κίνας και τις ΗΠΑ οι οποίες κατέχουν το 30% και το 29% της νέας εγκατεστημένης αιολικής ισχύς αντίστοιχα. Αρκετά πίσω σε ποσοστό, στην τρίτη θέση βλέπουμε την Γερμανία, η οποία είναι και η πρώτη χώρα από τις Ευρωπαϊκές χώρες. Στην όγδοη θέση, έχοντας εγκαταστήσει 1,077 MW νέας αιολικής ισχύος, βρίσκεται η Βραζιλία, παρά το γεγονός πως σε συνολική εγκατεστημένη ισχύ δεν ανήκει στα πρώτα 10 κράτη, κάτι που ωστόσο καταδεικνύει την μεγάλη δυναμική που εμφανίζει η συγκεκριμένη χώρα. Συνολικά οι 10 πρώτες χώρες εμφανίζουν νέα εγκατεστημένη ισχύ που αγγίζει τα 38,326 MW επί συνόλου 44,711 MW. Με άλλα λόγια η νέα εγκατεστημένη ισχύς που προέρχεται από τα αναγραφόμενα στον παραπάνω πίνακα κράτη αντιπροσωπεύει το 85,7 % του συνόλου της νέας εγκατεστημένης ισχύος. Πίνακας 6: Συνολική παγκόσμια εγκατεστημένη ισχύ Από τον πίνακα 6 παρατηρούμε την όλο και μεγαλύτερη στροφή της παγκόσμιας οικονομίας προς την παραγωγή ενέργειας από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας. 15

16 Πίνακας 7: Παγκόσμια εγκατεστημένη ισχύς ανά έτος Πίνακας 8: Ετήσια εγκατεστημένη αιολική ισχύς ανά ήπειρο για την περίοδο Από τον πίνακα 8 φαίνεται πως υπάρχει μία σημαντική πτώση στην εγκατεστημένη αιολική ισχύ στην Ασία. Οι Ηνωμένες Πολιτείες τις Αμερικής έχουν περάσει μπροστά από την Ευρώπη και έχουν ανέβει στην δεύτερη θέση έχοντας εγκαταστήσει αρκετή αιολική ισχύ σε σχέση με την προηγούμενη χρονιά. Η Ευρώπη έχει περάσει στη τρίτη θέση, όπως φαίνεται και από το γράφημα, έχοντας σημειώσει 16

17 μία μικρή αύξηση της εγκατεστημένης αιολικής ενέργειας. Από την άλλη μεριά η Γερμανία βρίσκεται στην πρώτη θέση ανάμεσα στις χώρες της Ευρώπης προσθέτοντας 2,439 MW νέας ισχύος από αιολική ενέργεια ανεβάζοντας τον συνολικό αριθμό στα 31,332 MW. Σημαντικό επίσης θετικό στοιχείο αποτελεί το γεγονός πως η αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας έχει σαν αποτέλεσμα να δημιουργούνται πολλές θέσεις εργασίας. Την ίδια στιγμή που παραδοσιακά μεγάλες ευρωπαϊκές δυνάμεις στον τομέα της εκμετάλλευσης των ΑΠΕ όπως η Γερμανία και η Ισπανία συνεχίζουν να επενδύουν σε νέα προγράμματα, και οι υπόλοιπες ευρωπαϊκές χώρες προσπαθούν και καταφέρνουν να ακολουθήσουν το παράδειγμα τους. 1.3 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Η Ελλάδα ως χώρα είναι ευλογημένη από άποψη ενεργειακών πηγών λόγω της αφθονίας του ήλιου ενώ ο αέρας είναι δυνατός, ειδικά στα νησιά, στα οποία είναι αρκετός ώστε να αναπτυχθούν αιολικά πάρκα, οικονομικώς βιώσιμα. Στα νησιά του Αιγαίου υφίστανται δυνατοί άνεμοι, των οποίων η ταχύτητά τους κυμαίνεται από 7-11m/s κατά μέσο όρο. Ακόμη, μετρήσεις έχουν δείξει, πως στα νησιά του Κεντρικού Αιγαίου η μέση ταχύτητα του ανέμου είναι μεγαλύτερη από τα 7m/s και σε τυπικά μέρη κυμαίνεται μεταξύ 8-10m/s και σε εξαιρετικές (υπερβολικές) περιπτώσεις φθάνει τα 12m/s. Στα βόρεια και νότια νησιά του Αιγαίου η ταχύτητα του ανέμου κυμαίνεται στα 6m/s. Το τεχνικά εκμεταλλεύσιμο συνολικό αιολικό δυναμικό στην Ελλάδα εκτιμάται σε περίπου MW για ταχύτητες ανέμου πάνω από 6 m/s. Στην χώρα μας, οι προσπάθειες για την εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας για παραγωγή ηλεκτρισμού ξεκίνησαν στις αρχές της δεκαετίας του 80 από τη ΔΕΗ όποτε και εγκαταστάθηκε (συγκεκριμένα το 1982) το πρώτο αιολικό πάρκο στην Κύθνο και στα μέσα της δεκαετίας του 1990 δόθηκε μεγάλη ώθηση με τη διευκόλυνση επενδύσεων από ιδιώτες. Από τότε δεκάδες αιολικά έχουν εγκατασταθεί σε περιοχές όπως: η Άνδρος, η Εύβοια, η Λήμνος, η Λέσβος, η Χίος, η Σάμος, και η Κρήτη. 17

18 Σχήμα 9: Μέση ετήσια αιολική ταχύτητα στην Ελλάδα Από το παραπάνω σχήμα παρατηρούμε ότι οι πιο ευνοημένες περιοχές στην Ελλάδα βρίσκονται στο Αιγαίο, κυρίως στην περιοχή των Κυκλάδων, της Κρήτης (βόρειο τμήμα του νησιού) στην Ανατολική και Νοτιανατολική Πελοπόννησο την Εύβοια και την Ανατολική Θράκη. Εκεί επικεντρώνονται οι προσπάθειες ανάπτυξης των αιολικών πάρκων. Από πλευράς οικονομικών συνθηκών όμως το πρόβλημα των νησιών είναι η μη ύπαρξη διασύνδεσης με το εθνικό δίκτυο, ώστε να υπάρχει απορρόφηση της παραγόμενης ενέργειας κατά την εποχή χαμηλής ζήτησης αυτής, έξω από την τουριστική περίοδο. Περιοχές με αιολικό ενδιαφέρον όμως υπάρχουν και στη λοφώδη παράκτια ζώνη της Δυτικής Ελλάδας αλλά και σε αρκετά βουνά. 18

19 Διάγραμμα 10: Εγκατεστημένη ισχύς αιολικής ενέργειας στην Ελλάδα 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. 19

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΑΙΟΛΙΚΑ ΠΑΡΚΑ Πτυχιακή Εργασία 2.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα αιολικά πάρκα αποτελούνται από σειρές ανεμογεννητριών που μετατρέπουν την αιολική ενέργεια σε ηλεκτρική. Έτσι γίνεται η εκμετάλλευση του τοπικού αιολικού δυναμικού που αποτελείται από μια ανεξάντλητη φυσική πηγή. Η λειτουργία των ΑΓ δεν απαιτεί πρώτες ύλες, εκτός από την αιολική ενέργεια, και δεν εκπέμπει καμία μορφή ρύπου ή αποβλήτων. Επίσης, το παραγόμενο προϊόν μεταφέρεται απευθείας στο δίκτυο προς κατανάλωση και επομένως, δεν απαιτείται κανενός είδους μετατροπή πρώτης ύλης ή προϊόντος. Τα αιολικά πάρκα χωρίζονται ανάλογα με τον τόπο, όπου εγκαθίστανται οι συστοιχίες των ανεμογεννητριών σε χερσαία και υπεράκτια. Ακόμα υπάρχουν και τα αιολικά πάρκα τα οποία τοποθετούνται κοντά στην ακτή. 2.2 ΧΕΡΣΑΙΑ ΑΙΟΛΙΚΑ ΠΑΡΚΑ Χερσαία αιολικά πάρκα, ονομάζονται αυτά που κατασκευάζονται στις κορυφογραμμές περιοχών με μεγάλο σχετικά υψόμετρο τουλάχιστον τρία χιλιόμετρα προς το εσωτερικό από την πλησιέστερη ακτογραμμή. Αυτό συμβαίνει για την εκμετάλλευση της λεγόμενης τοπογραφικής επιτάχυνσης, την επιτάχυνση δηλαδή του ανέμου καθώς διασχίζει μια κορυφογραμμή. Η αύξηση της ταχύτητας του ανέμου οδηγεί και σε αύξηση της παραγόμενης ενέργειας. Ιδιαίτερη σημασία δίνεται στην ακριβή τοποθέτηση των ανεμογεννητριών, η οποία γίνεται μετά από αναλυτική παρακολούθηση των τοπικών ανέμων για ένα μεγάλο χρονικό διάστημα πριν την εγκατάσταση. 20

21 Εικόνα 1: Χερσαίο αιολικό πάρκο 2.3 ΑΙΟΛΙΚΑ ΠΑΡΚΑ ΚΟΝΤΑ ΣΤΗΝ ΑΚΤΗ Είναι τα πάρκα που βρίσκονται στην ξηρά εντός της ζώνης των τριών χιλιομέτρων από την ακτογραμμή ή στην θάλασσα εντός της ζώνης των δέκα χιλιομέτρων από την ακτογραμμή. Αυτές οι τοποθεσίες είναι αποδοτικές για εγκατάσταση λόγω του ανέμου που δημιουργείται από την θερμοκρασιακή διαφορά μεταξύ θάλασσας και ξηράς καθημερινά. 21

22 Εικόνα 2: Παράκτιο αιολικό πάρκο στην ξηρά ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΩΝ ΠΑΡΑΚΤΙΩΝ ΑΙΟΛΙΚΩΝ ΠΑΡΚΩΝ ΣΤΟ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ. Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις από Παράκτια Αιολικά Πάρκα Οι επιπτώσεις των παράκτιων αιολικών πάρκων στο περιβάλλον διαφέρουν σημαντικά, ανάλογα με τη θέση, τον αριθμό, τη διάταξη των ανεμογεννητριών, το είδος θεμελίωσης και τα χρησιμοποιούμενα κατασκευαστικά υλικά. Βραχυπρόθεσμες επιπτώσεις θα προκύψουν κατά τα στάδια κατασκευής και απεγκατάστασης του αιολικού πάρκου, ενώ μικρότερες, αλλά μεγαλύτερης διάρκειας κατά την φάση λειτουργίας του. Επαναιώρηση Ιζημάτων και Θολότητα Νερού Κατά τη διάρκεια εγκατάστασης και απεγκατάστασης του αιολικού πάρκου θα υπάρξει μεταφορά ιζήματος. Ο πυθμένας διαταράσσεται από την εγκατάσταση των θεμελίων των συσκευών και από την τοποθέτηση των υποθαλάσσιων καλωδίων που συνδέουν τις ανεμογεννήτριες με τον σταθμό συλλογής της ηλεκτρικής ενέργειας. Η μετατόπιση του ιζήματος σχετίζεται με το μέγεθος των κόκκων των ιζημάτων, την 22

23 πυκνότητα του υλικού και την ενέργεια που απαιτείται για τον μηχανισμό μεταφοράς. Η μετακίνηση των ιζημάτων μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια ενδιαιτήματος. Επίσης στην περιοχή θα παρατηρηθεί αύξηση στην θολότητα του νερού εξαιτίας των αιωρούμενων σωματιδίων. Ηλεκτρομαγνητικά Πεδία Τα υποβρύχια καλώδια που χρησιμοποιούνται για την σύνδεση των ανεμογεννητριών μεταξύ τους, αλλά και για την μεταφορά ενέργειας από το αιολικό πάρκο στον σταθμό συλλογής ηλεκτρικής ενέργειας που βρίσκεται στην ξηρά παράγουν ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Ανάλογα με τον τύπο των καλωδίων τα πεδία που δημιουργούνται είναι ισχυρά ή ασθενή και προκαλούν επιπτώσεις στους θαλάσσιους οργανισμούς. Τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία επηρεάζουν τα ψάρια, ιδίως τα ελασμοβράγχια καθώς και τα θαλάσσια θηλαστικά που χρησιμοποιούν το μαγνητικό πεδίο της γης για την μετακίνηση τους. Παραδείγματος χάριν, ένα μαγνητικό πεδίο ίσο με αυτό της γης (περίπου 50μT) που εκπέμπεται από καλώδια συνεχούς ρεύματος, υψηλής τάσης μπορεί να ανιχνευθεί στην Βαλτική θάλασσα σε μια απόσταση περίπου 6 m. Ένα τέτοιο πεδίο θα επηρεάσει τις πυξίδες των πλοίων και θα αλληλεπιδράσει με τον προσανατολισμό οποιουδήποτε οργανισμού βασίζεται στο μαγνητικό πεδίο της γης. Αλλαγές στο Καθεστώς των Ρευμάτων Η φυσική παρουσία των πύργων των ανεμογεννητριών θα μπορούσε να οδηγήσει σε περίθλαση των κυμάτων και των υποθαλάσσιων ρευμάτων ανάμεσα στις ανεμογεννήτριες ενός αιολικού πάρκου, με αποτέλεσμα την μεταβολή της υδρογραφίας της περιοχής. Το φαινόμενο αυτό μπορεί να επηρεάσει την μορφολογία των γειτονικών ακτών, αφού λιγότερη κυματική ενέργεια καταλήγει σε αυτές. Κατά τη λειτουργία, ενός παράκτιου αιολικού πάρκου και σε πολύ ειδικές περιπτώσεις μπορεί να μεταβληθεί η ροή του νερού πίσω από κάθε πυλώνα με αποτέλεσμα να επηρεαστεί η μεταφορά υλικού και οι ιδιότητες των ιζημάτων στην περιοχή εγκατάστασης του. Η αντίσταση που δημιουργείται στη ροή του νερού από τις εγκαταστάσεις, είναι πιθανό να επηρεάσει τις συνθήκες του ρεύματος και του κύματος της περιοχής, γεγονός το οποίο μπορεί με τη σειρά του να επηρεάσει το ρυθμό της διάβρωσης και της εναπόθεσης του ιζήματος στην περιοχή. 23

24 Ρύποι Πτυχιακή Εργασία Ρύποι μπορεί να διοχετευτούν στο θαλάσσιο περιβάλλον από τα παράκτια αιολικά πάρκα με δύο τρόπους, είτε ως τυχαίο γεγονός ατύχημα, είτε ως φυσική φθορά των υλικών των ανεμογεννητριών. Ατυχήματα μπορεί να προκληθούν κατά την διάρκεια συντήρησης των ανεμογεννητριών, από τη σύγκρουση πλοίων τόσο μεταξύ τους, όσο και με τις ανεμογεννήτριες, αλλά και κατά την κατασκευή και λειτουργία τους. Επιπλέον, υπάρχει κίνδυνος διαρροής καυσίμων, λιπαντικών ουσιών αλλά και ψυκτικών μιγμάτων από τα κιβώτια ταχυτήτων και τους μετασχηματιστές. Το μέγεθος της ρύπανσης εξαρτάται κάθε φορά από τις καιρικές συνθήκες που επικρατούν και τη φύση των χημικών ουσιών. Θόρυβος και Δόνηση Κατά την διάρκεια εγκατάστασης, λειτουργίας και απεγκατάστασης ενός παράκτιου αιολικού πάρκου, παράγεται θόρυβος. Ο θόρυβος διαδίδεται πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, αλλά και κάτω από αυτή και διακρίνεται σε δύο κατηγορίες, τον αεροδυναμικό και τον μηχανικό θόρυβο. I. Θόρυβος πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας Ο αεροδυναμικός θόρυβος είναι συνδεδεμένος με την αλληλεπίδραση της τύρβης με την επιφάνεια των πτερυγίων και είναι ο κύριος μηχανισμός παραγωγής ακουστικού θορύβου. Ο μηχανικός θόρυβος προέρχεται κυρίως από τα μεταλλικά εξαρτήματα που βρίσκονται σε κίνηση ή τριβή μεταξύ τους, δημιουργείται δηλαδή από τον πολλαπλασιαστή, το σύστημα μετάδοσης κίνησης, και τη γεννήτρια. Ο θόρυβος μεταδίδεται μέσω των δομικών στοιχείων της μηχανής και εκπέμπεται από επιφάνειες όπως ο πύργος, τα πτερύγια και η άτρακτο II. Θόρυβος κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας Κατά την εγκατάσταση και την απεγκατάσταση ενός αιολικού πάρκου ο θόρυβος και οι δονήσεις προέρχονται από τις μηχανές και τα πλοία που συμμετέχουν στις εργασίες, τα εργαλεία για την τοποθέτηση των θεμελίων, τις εκρήξεις και την τοποθέτηση των ανεμογεννητριών. Από μελέτες που πραγματοποιηθήκαν στο Ηνωμένο Βασίλειο, κατά την διάρκεια εγκατάστασης αιολικού πάρκου, προέκυψαν επίπεδα θορύβου 250 db στο 1 m κατά την διάρκεια των πασσαλομπήξεων. Αυτά τα 24

25 υψηλά επίπεδα θορύβου μπορεί να προκαλέσουν μεγάλη ή μόνιμη βλάβη στο ακουστικό σύστημα των ζώων που βρίσκονται στη ζώνη επίδρασης της περιοχής εγκατάστασης του αιολικού πάρκου. Οπτική Όχληση Η οπτική όχληση είναι κάτι υποκειμενικό και δύσκολα μπορούν να τεθούν κοινά αποδεκτοί κανόνες. Από έρευνες σε χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης προκύπτει ότι κάποιος που είναι ευνοϊκά διατεθειμένος απέναντι στην ανάπτυξη της αιολικής ενέργειας, αποδέχεται τις ανεμογεννήτριες και οπτικά πολύ πιο εύκολα από κάποιον\ που είναι αρνητικός εξαρχής. Από τις ίδιες μελέτες, προκύπτει ότι τα αιολικά πάρκα είναι πιο αποδεκτά από αισθητικής άποψης σε ανθρώπους που είναι ενημερωμένοι για τα οφέλη που προέρχονται από την χρήση τους. Δεδομένου βεβαίως ότι οι ανεμογεννήτριες είναι κατ' ανάγκη ορατές από απόσταση, είναι σημαντικό να λαμβάνονται υπόψη οι ιδιαιτερότητες κάθε τόπου εγκατάστασης και να γίνεται προσπάθεια ενσωμάτωσης τους στο τοπίο. Η οπτική όχληση επηρεάζεται από τα χαρακτηριστικά του συγκεκριμένου χώρου εγκατάστασης και εξαρτάται από ένα αριθμό παραγόντων, όπως: Το φυσικό μέγεθος των ανεμογεννητριών Η απόσταση των ανεμογεννητριών από τον παρατηρητή Ο αριθμός και ο σχεδιασμός των ανεμογεννητριών Η διάταξη του αιολικού πάρκου Η πυκνότητα του τοπικού πληθυσμού μέσα στη ζώνη της οπτικής επιρροής του αιολικού πάρκου Ο αριθμός των επισκεπτών της γύρω περιοχής Το είδος του τοπίου και η ύπαρξη εναλλακτικών "μη υποβαθμισμένων" περιοχών Οι καιρικές συνθήκες και η τοπική τοπογραφία Η στάση των ατόμων όσο αφορά στο τοπίο και στο φυσικό κάλλος Η αντίληψη των ατόμων για το υπάρχον επίπεδο της οπτικής καλαισθησίας Η στάση των ατόμων ως προς την αιολική ενέργεια 25

26 Προφανώς ο οπτικός αντίκτυπος μικραίνει με την απόσταση στην ακτή, και γενικά υποτίθεται ότι ο οπτικός αντίκτυπος στους θεατές στη στάθμη της θάλασσας είναι αμελητέος όταν βρίσκονται σε απόσταση μεγαλύτερη των 8 km από την ακτή γνώση για να καθοριστούν τα όρια του θορύβου που επιτρέπονται για την αποτροπή των συνεπειών. 2.4 ΥΠΕΡΑΚΤΙΑ ΑΙΟΛΙΚΑ ΠΑΡΚΑ Τα υπεράκτια αιολικά πάρκα (offshore wind farms) αποτελούν στις μέρες μας μια νέα σχετικά παγκόσμια προσπάθεια αύξησης της παραγωγής ενέργειας από την εκμετάλλευση του ανέμου. Με την νέα αυτή πρακτική των υπεράκτιων αιολικών πάρκων εγκαθίστανται ανεμογεννήτριες σε θαλάσσιες περιοχές αυξάνοντας έτσι κατά πολύ τις κατάλληλες περιοχές δημιουργίας αιολικών πάρκων. Με αυτό τον τρόπο αυξάνεται και η δυνατότητα παραγωγής ενέργειας «φιλικής» προς το περιβάλλον από χώρες μικρές όπως η Ελλάδα όπου οι κατάλληλες περιοχές στη ξηρά για δημιουργία αιολικών πάρκων είναι περιορισμένες ενώ από την άλλη πλευρά διαθέτει ατελείωτες θαλάσσιες περιοχές που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για αυτό το σκοπό. Επίσης, έχει βρεθεί ότι η ταχύτητα του ανέμου στην επιφάνεια της θάλασσας είναι συνήθως μεγαλύτερη από αυτή στην ξηρά γεγονός που κάνει αποδοτικότερη τη λειτουργία μιας ανεμογεννήτριας. 26

27 Εικόνα 3: Υπεράκτιο Αιολικό Πάρκο ΥΠΕΡΑΚΤΙΑ ΑΙΟΛΙΚΑ ΠΑΡΚΑ ΣΤΟΝ ΚΟΣΜΟ Σε παγκόσμιο επίπεδο η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από υπεράκτια αιολικά πάρκα είναι ακόμα σε χαμηλά επίπεδα σε σχέση με αυτή που παράγεται από πάρκα της ξηράς. Σύμφωνα με πρόσφατα στοιχεία (Ιούνιος 2010) του Ινστιτούτου για την Ενέργεια (Institute for Energy) του Κοινού Κέντρου Ερευνών (Joint Research Centre) της Ευρωπαϊκής Ένωσης το ποσοστό της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας, σε όλο τον κόσμο, από υπεράκτια αιολικά πάρκα σε σχέση με τα πάρκα της ξηράς είναι 1,2%. Πράγματι, μέχρι το τέλος του 2009, η ηλεκτρική ενέργεια που παράχθηκε σε όλο τον κόσμο από την εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας ήταν 160 GW (ή αλλιώς 340 TWh δηλαδή το 2% της παγκόσμιας ανάγκης σε ηλεκτρική ενέργεια) από αυτή, μόνο τα 2 GW παράχθηκαν από ανεμογεννήτριες του θαλάσσιου περιβάλλοντος. 27

28 2.4.2 ΥΠΕΡΑΚΤΙΑ ΑΙΟΛΙΚΑ ΠΑΡΚΑ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Στην Ελλάδα δεν είναι ακόμα εγκατεστημένα υπεράκτια αιολικά πάρκα. ωστόσο, πρόσφατα το Υπουργείο Περιβάλλοντος, Ενέργειας και Κλιματικών Αλλαγών επέλεξε 12 θαλάσσιες περιοχές ανά τη χώρα για εγκατάσταση ανεμογεννητριών με ορίζοντα το Αυτές οι περιοχές είναι σε Αγιο Ευστράτιο, Αλεξανδρούπολη, Κάρπαθο, Κέρκυρα, Θάσο, Κρυονέρι, Κύμη, Λήμνο, Λευκάδα, Πεταλιούς, Σαμοθράκη και Φανάρι Ροδόπης συνολικής παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας 1,2 GW. 2.5 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΑΙΟΛΙΚΩΝ ΠΑΡΚΩΝ Το ενδιαφέρον για τη χρήση παράκτιων αιολικών πάρκων αυξάνεται σημαντικά διεθνώς. Ο λόγος είναι πως η ταχύτητα του ανέμου κοντά στην ακτή είναι υψηλότερη από ότι χερσαία πάρκα, κάτι που σημαίνει πολύ υψηλότερη παραγωγή ισχύος. Ένα 10% αύξηση στην ταχύτητα του ανέμου αντιστοιχεί σε 30 % αύξηση στην παραγωγή ισχύος. Εντούτοις, το κόστος εγκατάστασης είναι πολύ μεγαλύτερο για ένα παράκτιο αιολικό πάρκο σε σχέση με χερσαίο αιολικό πάρκο. Το εσωτερικό ηλεκτρικό σύστημα ενός παράκτιου αιολικού πάρκου και η σύνδεσή του με το κύριο σύστημα ισχύος θέτει νέες προκλήσεις. Στο χερσαίο η συνηθισμένη λύση είναι ένα a.c. δίκτυο μέσα στο αιολικό πάρκο, το οποίο συλλέγει την παραγωγή ισχύος από κάθε ανεμογεννήτρια. Το επίπεδο της τάσης μέσα σε ένα αιολικό πάρκο είναι συχνά το ίδιο με το μέσο επίπεδο της τάσης στο σημείο διανομής του δικτύου. Όπως οι περισσότερες γεννήτριες σε αιολικά συστήματα λειτουργεί σε ένα επίπεδο τάσης των 690V. Μετασχηματιστές οι οποίοι έχουν εγκατασταθεί απευθείας ή κοντά στη βάση κάθε ανεμογεννήτριας χρησιμοποιούνται για να αυξήσουν το επίπεδο τάσης της γεννήτριας στο επίπεδο τάσης του δικτύου του αιολικού πάρκου. Το υψηλότερο επίπεδο τάσης που χρησιμοποιείται σε ένα χερσαίο αιολικό πάρκο κινείται συνήθως μεταξύ 33 και 36kV. Εντούτοις, τα παράκτια αιολικά πάρκα τείνουν να γίνουν μεγαλύτερα και η απόσταση ανάμεσα στις ανεμογεννήτριες είναι συνήθως μεγαλύτερη από ότι σε 28

29 χερσαία αιολικά πάρκα. Για μεγάλα παράκτια αιολικά πάρκα με a.c. δίκτυο, υψηλότερα επίπεδα τάσης είναι χρήσιμα για την ελαχιστοποίηση των απωλειών ισχύος, αλλά από την άλλη μπορεί να έχουν ως αποτέλεσμα μεγαλύτερους μετασχηματιστές και υψηλότερα κόστη μετασχηματιστών. Οι μετασχηματιστές τοποθετούνται στην άτρακτο, τον πύργο ή σε ένα κιβώτιο μετά την ανεμογεννήτρια. Για αυτό το λόγο το μέγεθος του μετασχηματιστή μπορεί να είναι πρόβλημα. Σήμερα, μια τάση συλλογής των 36kV θεωρείται κλασική επιλογή. Μικρότερα παράκτια αιολικά πάρκα επιλέγονται για συγκριτικά χαμηλά επίπεδα τάσης. Ο λόγος είναι ότι η μείωση των απωλειών φόρτισης δεν είναι επαρκής για να δικαιολογηθεί το κόστος του απαιτούμενου εξοπλισμού για υψηλότερα επίπεδα τάσης. Το ίδιο εφαρμόζεται σε μικρότερα παράκτια αιολικά πάρκα που σχεδιάζονται τελευταία. Ο σχεδιασμός δικτύου ενός παράκτιου αιολικού πάρκου δεν αντιστοιχεί απαραίτητα στο πιο ενεργειακά αποδοτικό δίκτυο (δηλ. με τις χαμηλότερες απώλειες). Ο λόγος είναι ότι οι παράκτιοι σταθμοί μετασχηματισμού είναι πιο σύνθετοι και περιλαμβάνουν μεγάλες δομές υποστήριξης. Έτσι παράκτιοι σταθμοί μετασχηματισμού είναι πολύ ακριβοί ενώ δεν είναι εξακριβωμένη ακόμα η αξιοπιστία τους. Για τη μεταφορά στην ακτή, χρησιμοποιούνται είτε HVAC (υψηλής τάσης εναλλασσόμενο ρεύμα) είτε HVDC (υψηλής τάσης συνεχές ρεύμα) συνδέσεις. Για HVDC υπάρχουν δυο τεχνικές: ο LCC (line commutated converter) βασισμένος στην HVDC τεχνολογία και ο VSC (voltage source converter) βασισμένος στο HVDC. Όλα τα παράκτια αιολικά πάρκα που λειτουργούν τελευταία έχουν αποδεχτεί την a.c. επιλογή, καθώς και όλα όσα προγραμματίζεται να εγκατασταθούν στο άμεσο μέλλον θα χρησιμοποιούν επίσης την a.c. λύση. Αυτό γίνεται εξαιτίας του συγκριτικά μικρού μεγέθους και / ή της μικρής απόστασης ανάμεσα στην ακτή και τα υπαρκτά αιολικά πάρκα. Καθώς το μέγεθος των μελλοντικών αιολικών πάρκων και η απόσταση από την ακτή φαίνεται να αυξάνονται, αυτό μπορεί να αλλάξει. Υπάρχουν 3 διαφορετικοί τρόποι σύνδεσης των παράκτιων αιολικών πάρκων με την ακτή. - HVAC μεταφορά - LCC βασισμένη σε HVDC μεταφορά - VSC βασισμένη σε HVDC μεταφορά 29

30 Το γενικό μοντέλο ενός παράκτιου αιολικού πάρκου, με HVAC ή HVDC μεταφορά φαίνεται στο σχήμα 6.4. Σχήμα 4: Παρουσιάζεται σχηματικά ένα παράκτιο αιολικό πάρκο. Το σημείο συλλογής μπορεί να είναι ένας παράκτιος υποσταθμός. (PCC = point of common coupling) 2.6 ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΑΙΟΛΙΚΟΥ ΠΑΡΚΟΥ Οι ανεμογεννήτριες είναι αρκετά πολύπλοκες μηχανές και η σωστή λειτουργία τους επηρεάζεται από πλήθος παραγόντων όπως είναι οι καιρικές συνθήκες, η ταχύτητα του ανέμου, οι δονήσεις των πτερυγίων κ.α. Επομένως είναι πολύ σημαντική η ορθή και τακτή συντήρηση τους προκειμένου να προληφθούν καταστάσεις που μπορεί να οδηγήσουν σε ανεπανόρθωτες ζημιές. Οι δονήσεις που δέχονται, κυρίως τα πτερύγια αλλά και άλλα μέρη μιας ανεμογεννήτριας από τον άνεμο είναι ο παράγοντας που καθορίζει κατά το μέγιστο τη πιθανότητα λειτουργικής αστοχίας ή ατυχήματος. Οι δονήσεις μπορούν να προκαλέσουν τη μετατόπιση υλικών, την αποκόλληση κάποιων συνδέσμων ακόμα και το μερικό ή ολικό σπάσιμο των πτερυγίων. Ένας άλλος παράγοντας που μπορεί να οδηγήσει σε μία πιθανή βλάβη στην ανεμογεννήτρια είναι η σκόνη. Η σκόνη (με τη μορφή γύρης, χνουδιών, σπόρων, εντόμων, κλπ.) παρεμποδίζει τη ροή του αέρα και μειώνει την ψύξη και κατά συνέπεια αυξάνεται η θερμοκρασία των διαφόρων μηχανικών και ηλεκτρικών εξαρτημάτων, όπως είναι η γεννήτρια παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος, το κιβώτιο ταχυτήτων, κλπ. 30

31 Για την εξάλειψη αυτών των προβλημάτων και την ελαχιστοποίηση της πιθανότητας λειτουργικής αστοχίας ή ατυχήματος είναι απαραίτητη η εκτέλεση της κατάλληλης προληπτικής συντήρησης. Κάθε κατασκευαστής ανεμογεννητριών παρέχει το δικό του εγχειρίδιο και πρόγραμμα προληπτικής συντήρησης. Η ετήσια προληπτική συντήρηση περιλαμβάνει διάφορες εργασίες, ελέγχους, και δραστηριότητες στα διαφορετικά μέρη των ανεμογεννητριών. Η προληπτική συντήρηση είναι σημαντική εκτός των άλλων και για τη βελτίωση της λειτουργίας των ανεμογεννητριών. Για παράδειγμα, η λίπανση των κινούμενων μερών που περιλαμβάνεται στην προληπτική συντήρηση εάν δεν εκτελεστεί, μπορεί να προκαλέσει σοβαρές συνέπειες ακόμα και σε βραχυπρόθεσμες λειτουργίες. Εκτός της προληπτικής συντήρησης, υπάρχει και η «έγκαιρη» συντήρηση. Οι στόχοι της είναι οι ίδιοι να βελτιωθεί η αξιοπιστία εξαλείφοντας πιθανές βλάβες. Ωστόσο, έχει ορισμένες ιδιαιτερότητες. Αυτού του τύπου η συντήρηση βασίζεται στην ανάλυση συγκεκριμένων στοιχείων για μία έγκαιρη ανίχνευση των μεταβολών στις συνθήκες λειτουργίες. Η συντήρηση αυτή επίσης εκτελείται τακτικά, αναλύοντας ορισμένα δεδομένα, τα οποία οι τεχνικοί καταχωρούν και προσφέρουν τη δυνατότητα ανάλυσης και σύγκρισης τους. Έτσι προκύπτουν σημαντικά συμπεράσματα σχετικά με την εξέλιξη κάποιων μεταβλητών. Η εκτίμηση αυτή επιτρέπει τον προγραμματισμό διορθωτικών εργασιών με την ελάχιστη δυνατή επίδραση στην παραγωγικότητα της κάθε ανεμογεννήτριας Ένα άλλο είδος συντήρησης, για τις ανεμογεννήτριες, είναι η προαιρετική συντήρηση. Η προαιρετική συντήρηση ασχολείται κυρίως με την ανάλυση των υπαρχόντων βλαβών και την προέλευσή τους. Εστιάζει στην αναγνώριση και διόρθωση των αιτιών των βλαβών τόσο στα εξαρτήματα της κάθε ανεμογεννήτριας όσο και στην διαδικασία εγκατάστασής της. Υπάρχουν πολλοί τρόποι για την πρόληψη αυτού του είδους των σφαλμάτων. Τροποποιήσεις στο σχεδιασμό, βελτίωση των διαδικασιών συντήρησης, και βελτιώσεις στην εκπαίδευση και την εμπλοκή του προσωπικού συντήρησης, είναι κάποιοι από αυτούς. Σε οποιαδήποτε φάση συντήρησης η πρώτη εργασία που εκτελείται αμέσως με την άφιξη στο αιολικό πάρκο είναι ο έλεγχος της κατάστασης κάθε ανεμογεννήτριας. Εάν μία ανεμογεννήτρια δεν λειτουργεί εξαιτίας βλάβης, τότε απαιτείται διορθωτική ενέργεια (διορθωτική συντήρηση). Η διορθωτική συντήρηση σε μία ανεμογεννήτρια είναι η εκτέλεση των απαιτούμενων εργασιών συντήρησης με 31

32 στόχο την διόρθωση πιθανών σφαλμάτων, την αντικατάσταση εξαρτημάτων ή τη διόρθωση οποιασδήποτε ανωμαλίας ανιχνεύθηκε κατά τη διάρκεια οποιουδήποτε είδους συντήρησης που προηγήθηκε. Η διορθωτική συντήρηση μπορεί να είναι αρκετά πολύπλοκη και χρονοβόρα ανάλογα με το είδος βλάβης που εντοπίζεται. Ένας πλήρες και λεπτομερές πρόγραμμα συντήρησης απαιτείται για τη βελτίωση της απόδοσης ενός αιολικού πάρκου. Η καθυστέρηση πραγματοποίησης μιας συντήρησης μπορεί να προκαλέσει προβλήματα λειτουργίας αλλά δεν είναι πάντα εύκολο να αποφευχθεί καθώς η συντήρηση εξαρτάται από τις καιρικές συνθήκες, το μέγεθος των παρατηρούμενων βλαβών κλπ. Ένα άλλο σημαντικό θέμα είναι η ανάλυση των δεδομένων που λαμβάνονται από τις ανεμογεννήτριες. Με ειδικά όργανα οι ανεμογεννήτριες δύναται να καταγράφουν ποικίλες πληροφορίες σχετικά με την κατάστασή τους την κατεύθυνση και την ταχύτητα του ανέμου, την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια κλπ. Αυτά τα δεδομένα πρέπει αφενός να αποθηκεύονται και αφετέρου να αναλύονται συστηματικά. Ο αριθμός των ωρών λειτουργίας μιας ανεμογεννήτριας, η παραγωγική της ικανότητα, ο μέσος χρόνος μεταξύ των παρατηρούμενων βλαβών και ο μέσος χρόνος επιδιόρθωσης αποτελούν επίσης πολύ σημαντικές πληροφορίες που πρέπει πάντα να καταγράφονται για κάθε αιολικό πάρκο. 32

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΑΙΟΛΙΚΟ ΠΑΡΚΟ ΣΤΗ ΘΕΣΗ «ΣΥΝΟΡΑ», ΔΗΜΩΝ ΝΙΚΗΦΟΡΟΥ ΔΡΑΜΑΣ ΝΟΜΟΥ ΔΡΑΜΑΣ 3.1 ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ - ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ Το Α/Π αποτελείται από τέσσερις (4) ανεμογεννήτριες, ισχύος 2.0ΜW έκαστη, συνολικής ισχύος 8MW στη θέση «Σύνορα» στα διοικητικά όρια του δήμου Νικηφόρου και του δήμου Δράμας νομού Δράμας. Το οικόπεδο εγκατάστασης έχει συνολική έκταση επιφάνειας περίπου 111στρ. με υψόμετρο από 900 έως 1100m. Το Α/Π λειτουργεί ως ανεξάρτητη μονάδα ηλεκτροπαραγωγής για το σκοπό αυτό είναι συνδεδεμένο στο δίκτυο μέσης τάσεως (Μ.Τ.). Κάθε ανεμογεννήτρια διαθέτει εντός του κλωβού της (nacelle) μετασχηματιστή ανύψωσης τάσης 0.69/20kV συνολικής ισχύος 2100kVA. Η παραγόμενη ενέργεια μεταφέρεται μέσω υπόγειας γραμμής Μ.Τ. σε κεντρικό πίνακα ελέγχου από όπου διοχετεύεται στο δίκτυο Μ.Τ. Ο τύπος των ανεμογεννητριών Vestas V90-2.0ΜW επιλέχτηκε ως ο πιο κατάλληλος για την υποψήφια θέση εγκατάστασης με βάση το αιολικό δυναμικό της περιοχής, τις τεχνικές απαιτήσεις του έργου και την βέλτιστη απόδοσή του. Η ανεμογεννήτρια Vestas V90-2.0ΜW είναι Δανέζικης προέλευσης και αποτελεί ένα από τα τελευταία μοντέλα της εταιρείας που διατίθεται για ανεμολογικές συνθήκες κλάσεως IIΙA κατά IEC (2nd Edition). Σύμφωνα με την ενεργειακή μελέτη η κλάση IIΙA καλύπτει πλήρως τις κλιματολογικές συνθήκες που επικρατούν στην περιοχή εγκατάστασης. Ο έλεγχος ισχύος των ανεμογεννητριών Vestas V90-2.0ΜW βασίζεται σε συνδυασμό της μεθόδου μεταβλητού βήματος πτερυγίων και μεταβλητών στροφών δρομέα. Η συγκεκριμένη μέθοδος είναι τελευταίας τεχνολογίας, παρέχοντας το πλεονέκτημα μεγιστοποίησης της δεσμευόμενης από τον άνεμο ενέργειας σε κάθε επίπεδο ταχύτητας με ταυτόχρονη μείωση του εκπεμπόμενου θορύβου. Είναι αυτονόητο δε ότι η λειτουργία των ανεμογεννητριών αυτών είναι πλήρως αυτοματοποιημένη διαθέτοντας τα αναγκαία μέσα προστασίας και απομόνωσης, τόσο για το μηχανικό όσο και το ηλεκτρικό μέρος τους. 33

34 Εικόνα 1: Αιολικό πάρκο στη θέση «Σύνορα» Εικόνα 2: Χάρτης ευρύτερης περιοχής του αιολικού πάρκου 34

35 3.2 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ Α/Γ VESTAS V90-2.0MW Πίνακας 3: Τεχνικές προδιαγραφές ανεμογεννήτριας Η ανεμογεννήτρια Vestas V90-2.0ΜW, διαμέτρου δρομέα 90m, έχει ονομαστική ισχύ 2000kW. Τα κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά της καταγράφονται συγκεντρωτικά στον παραπάνω πίνακα, ενώ η σχηματική αναπαράσταση των βασικών διαστάσεών της φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. 35

36 Εικόνα 4: Σχηματική αναπαράσταση βασικών διαστάσεων ανεμογεννήτριας 3.3 ΔΡΟΜΕΑΣ ΠΤΕΡΥΓΙΑ Ο δρομέας που έχει διάμετρο 90m, σαρώνοντας συνολικό εμβαδόν επιφανείας m2, είναι οριζόντιου άξονα, τριών πτερυγίων και τοποθετημένος ανάντι της ροής. Τα πτερύγια έχουν μήκος 44m και βάρος 6.7tn περίπου το καθένα. Είναι 36

37 κατασκευασμένα από σύνθετο υλικό εποξειδικής ρητίνης ενισχυμένης με υαλονήματα και ανθρακονήματα. Το κάθε πτερύγιο αποτελείται από δύο κελύφη που συνδέονται σε μία κεντρική δοκό. Το πτερύγιο συνδέεται με το έδρανό του στη ρίζα με ένα ειδικό παρέμβυσμα αλουμινίου. Το έδρανο του πτερυγίου είναι έδρανο κυλίσεως που ηλώνεται στερεώνεται στην κεφαλή των πτερυγίων. Κάθε πτερύγιο διαθέτει σύστημα αντικεραυνικής προστασίας, το οποίο αποτελείται από ειδικούς αισθητήρες που έχουν τοποθετηθεί στην άκρη του πτερυγίου και χάλκινο αγωγό γειώσεως που διατρέχει το εσωτερικό του. 3.4 ΈΛΕΓΧΟΣ ΙΣΧΥΟΣ - ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ - ΓΕΝΝΗΤΡΙΑ Η εν λόγω ανεμογεννήτρια διαθέτει ενεργητικό σύστημα ελέγχου της γωνίας βήματος των πτερυγίων το οποίο ρυθμίζει διαρκώς την κλίση τους, μέσω υδραυλικού συστήματος, ώστε να επιτυγχάνεται η μέγιστη παραγωγή ισχύος για κάθε ταχύτητα ανέμου, ενώ στις μεγάλες ταχύτητες, την περιορίζει στην ονομαστική της τιμή (2000kW). Το αξονικό σύστημα μεταφέρει την ισχύ προς τη γεννήτρια μέσω πλανητικού-ελικοειδούς κιβωτίου ταχυτήτων. Το σύστημα μετάδοσης είναι τριών βαθμίδων με σχέση μετάδοσης 1:113.1 και ψύξη μέσω αντλίας ελαίου. Η πρώτη βαθμίδα εισόδου, της υψηλής ροπής, είναι πλανητική, ενώ η δεύτερη και τρίτη βαθμίδα είναι ελικοειδείς. Ο άξονας εισόδου χαμηλής ταχύτητας συνδέεται απευθείας με την κεφαλή των πτερυγίων, χωρίς την ανάγκη χρησιμοποίησης του παραδοσιακού κύριου άξονα. Η γεννήτρια είναι ασύγχρονη με ονομαστική ταχύτητα 1680rpm, τετραπολική και εφοδιασμένη με ειδικό σύστημα μετατροπέα (IGBT Converters) και με ειδικό ρυθμιστή εύρους παλμών (PWM) που παρέχουν την δυνατότητα λειτουργίας σε μεταβλητές στροφές μεγιστοποιώντας έτσι την αεροδυναμική απόδοση του δρομέα. Η αρχική σύνδεση με το δίκτυο γίνεται μέσω θυρίστορ που βραχυκυκλώνονται με ένα διακόπτη μόλις πραγματοποιηθεί η σύνδεση. Ο συνδυασμός των συστημάτων ελέγχου της γωνίας βήματος και των μεταβλητών στροφών εξασφαλίζει μέγιστη δέσμευση ενέργειας για κάθε ταχύτητα ανέμου ενώ παράλληλα δίνει τη δυνατότητα ελέγχου του εκπεμπόμενου θορύβου και μειώνει τα φορτία που αναπτύσσονται σε όλα ζωτικά τμήματα της ανεμογεννήτριας. Η 37

38 ασύγχρονη γεννήτρια της μηχανής αποδίδει την ονομαστική ισχύ της (2000kW) σε ταχύτητα ανέμου περίπου 11.5m/s, λειτουργώντας στα 1680rpm. 3.5 ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΕΔΗΣΗΣ - ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Η μηχανή διαθέτει σύστημα πέδησης που ακινητοποιεί πλήρως τον δρομέα όταν αυτό κριθεί απαραίτητο και βασίζεται στην πλήρως ρυθμιζόμενη κλίση των πτερυγίων. Ένα υδραυλικό φρένο ακινητοποίησης ενεργοποιείται σε τελικό στάδιο που είναι τοποθετημένο στο τμήμα υψηλών στροφών του αξονικού συστήματος. Η λειτουργία του συστήματος ρύθμισης της γωνίας βήματος πραγματοποιείται μέσω τριών υδραυλικών κυλίνδρων, ένα για κάθε πτερύγιο. Η υδραυλική μονάδα βρίσκεται εντός του κλωβού (nacelle) και παρέχει υδραυλική πίεση τόσο στο σύστημα ρύθμισης της γωνίας βήματος των πτερυγίων όσο και στο φρένο ακινητοποίησης του δρομέα. Η ανεμογεννήτρια Vestas V90-2.0ΜW διαθέτει επίσης ενεργό σύστημα προσανατολισμού (active yaw system) που αποτελείται από τρεις βαθμίδες πλανητικού τύπου και μια βαθμίδα ατέρμονος κοχλία. 3.6 ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΙΣΧΥΟΣ ΚΑΙ ΩΣΗΣ Η καμπύλη ισχύος μιας ανεμογεννήτριας μας δίνει την ισχύ της ανεμογεννήτριας σε σχέση με την ταχύτητα του ανέμου ένα συγκεκριμένο ύψος. Στο ακόλουθο σχήμα παρουσιάζονται τα δεδομένα καμπύλης ισχύος και ώσης της ανεμογεννήτριας για πυκνότητα 1.12kgr/m3 που αντιστοιχεί στις συνθήκες λειτουργίας του αιολικού πάρκου. 38

39 Εικόνα 5: Καμπύλη ισχύος της ανεμογεννήτριας Εικόνα 6: Καμπύλη ώσης της ανεμογεννήτριας 39

40 3.7 ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ ΤΗΛΕΧΕΙΡΙΣΜΟΣ Όλες οι λειτουργίες της ανεμογεννήτριας παρακολουθούνται και ελέγχονται μέσω μονάδας ελέγχου που βασίζεται σε μικροεπεξεργαστή. Όλες οι μονάδες ελέγχου των ανεμογεννητριών συνδέονται μέσω υπόγειου δικτύου που καταλήγει σε κεντρικό πίνακα μετατροπής σημάτων στον οικίσκο ελέγχου (control room). Συνεπώς, από τον οικίσκο ελέγχου επιτυγχάνεται πλήρης τηλεχειρισμός του αιολικού πάρκου, ενώ διεξάγεται πλήρης συλλογή στοιχείων λειτουργίας για κάθε ανεμογεννήτρια. 3.8 ΠΥΡΓΟΣ ΚΛΩΒΟΣ Ο πυλώνας (πύργος) έχει ύψος 80m και είναι σωληνωτός κωνικού σχήματος από χάλυβα. Η διάμετρος κορυφής είναι 2.3m και της βάσης περίπου 4.15m. Παραδίδεται σε τέσσερα τμήματα ενώ ένα κεντρικό άνοιγμα παρέχει πρόσβαση από τον πύργο εντός του κλωβού στον οποίο είναι εγκατεστημένη γερανομηχανή μεγάλης ανυψωτικής δυνατότητας. Το κέλυφος της ατράκτου είναι από πολυεστερικό υλικό ενισχυμένο με υαλονήματα και προστατεύει τον ηλεκτρομηχανολογικό εξοπλισμό της ανεμογεννήτριας. 3.9 ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΤΙΚΟ ΤΥΠΟΥ Η ανεμογεννήτρια Vestas V90-2.0ΜW έχει πιστοποιητικό κλάσης IΙΙΑ κατά IEC από τον οίκο Germanischer Lloyd (2006) με κωδικό TC-WT01-005A- 2006, διασφαλίζοντας την ποιότητα σχεδιασμού, λειτουργίας και συντήρησης σε κάθε παράμετρο της ανεμογεννήτριας (συστήματα ασφαλείας, ηλεκτρικά, ηλεκτρονικά, υδραυλικά συστήματα, ποιοτικός έλεγχος κλπ.). Κάθε ανεμογεννήτρια είναι σχεδιασμένη για ελάχιστη διάρκεια ζωής 20 ετών συνεχούς λειτουργίας. Η αντοχή και διαστασιολόγηση όλων των επί μέρους εξαρτημάτων και συνιστωσών έχουν υπολογισθεί με βάση την παραπάνω διάρκεια ζωής και λαμβάνοντας υπόψη συγκεκριμένες ανεμολογικές συνθήκες, όπως επιβάλλουν οι διεθνείς προδιαγραφές 40

41 μεγάλων οργανισμών πιστοποίησης, που είναι κατά πολύ δυσμενέστερες των συνθηκών της συγκεκριμένης περιοχής εγκατάστασης του Α/Π.. Με δεδομένα ότι η ανεμογεννήτρια Vestas V90-2.0ΜW έχει ακτίνα δρομέα 45m και ύψος πύργου 80m και ότι η περιοχή εγκατάστασης είναι εκτός οικισμών και εκτός Ζ.Ο.Ε., οι ελάχιστες απαιτούμενες αποστάσεις των ακραίων κινητών σημείων είναι: α) από Όρια Γειτονικού Οικοπέδου= Rπτερυγίου / 2 = 22.5m β) από το Έδαφος = 5m γ) από Κτίσμα εντός ιδιοκτησίας = Rπτερυγίου= 45m δ) από Eπαρχιακή Oδό = Ηπύργου= 80m Στον πίνακα 4.2 καταγράφονται οι θέσεις των ανεμογεννητριών και του γηπέδου εγκατάστασης του αιολικού πάρκου λαμβάνοντας υπόψη τα ανωτέρω. Πίνακας 7: Συντεταγμένες των θέσεων των ανεμογεννητριών Για την υλοποίηση του αιολικού πάρκου πραγματοποιήθηκαν μόνο τα παρακάτω έργα υποδομής: Θεμελιώσεις των ανεμογεννητριών κυκλικής επιφανείας ακτίνας 8m περίπου. Πλατείες ανέγερσης των ανεμογεννητριών διαστάσεων 50m x 50m περίπου. 41

42 Υπόγειος αγωγός Μ.Τ. μεταφοράς της παραγόμενης ενέργειας από τις ανεμογεννήτριες στον οικίσκο ελέγχου (κοινός με εκείνον του Α/Π «Μεγαλοβούνι 19.8MW» του ιδίου φορέα). Εσωτερική οδοποιία συνολικού μήκους περίπου 1.4km με προδιαγραφές δασικού δρόμου Γ κατηγορίας. Για την έγχυση της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας στο ηλεκτρικό δίκτυο χρησιμοποιείται η υποδομή του γειτονικού Α/Π στην θέση «Μεγαλοβούνι» του ιδίου φορέα, οπότε και δεν απαιτείται διασυνδετική γραμμή μεταφοράς ή υποσταθμός, ενώ για τον έλεγχο και τηλεχειρισμό του προτεινόμενου Α/Π χρησιμοποιείται κοινός οικίσκος ελέγχου ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ Η κάθε ανεμογεννήτρια στηρίζεται σε βάση κυκλικής επιφάνειας ακτίνας 8m περίπου, που χυτεύτηκε στο έδαφος μετά από μικρή εκσκαφή και επανεπίχωση σε βάθος 0.5m.. Δεν έγινε καμιά επέμβαση στον περιβάλλοντα χώρο και η χρήση για λοιπούς σκοπούς (βοσκή, χορτονομή) συνεχίστηκε ανεπηρέαστα. Στις βάσεις στηρίζονται οι πύργοι που είναι μεταλλικοί, σχήματος κόλουρου κώνου, διαμέτρου βάσης περίπου 4.15m και κορυφής 2.3m. Στην κορυφή κάθε πύργου κοχλιώθηκε η ανεμογεννήτρια. Το χρώμα των πύργων, των ανεμογεννητριών και των πτερυγίων είναι λευκό, γεγονός που μπορεί να αναδείξει το αιολικό πάρκο ως αξιοθέατο της περιοχής. Όλες οι καλωδιώσεις, διακόπτες, ηλεκτρικοί πίνακες κτλ. βρίσκονται στο εσωτερικό του πύργου. Δεν υπάρχει καμία ανάγκη περίφραξης και η θέση εγκατάστασης είναι από παντού ελεύθερη. Κάθε μηχανή παράγει ρεύμα τάσεως 690V που μέσω διατιθέμενου μετασχηματιστή 2100kVA 20/0.69kV, ο οποίος είναι εγκατεστημένος εντός του κλωβού των ανεμογεννητριών, ανυψώνεται στα 20kV. Η παραγόμενη ενέργεια μεταφέρεται μέσω υπόγειας γραμμής Μ.Τ. σε κεντρικό πίνακα ελέγχου από όπου διοχετεύεται στο ηλεκτρικό δίκτυο. 42

43 Εικόνα 8: Βάση στήριξης του πύργου της ανεμογεννήτριας 3.11 ΠΛΑΤΕΙΕΣ ΚΑΙ ΑΞΟΝΕΣ ΑΝΕΓΕΡΣΗΣ ΤΩΝ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ Προκειμένου να ανεγερθούν στην τελική τους θέση οι πυλώνες και οι μηχανές των ανεμογεννητριών δημιουργήθηκαν οριζόντιες πλατείες των οποίων οι διαστάσεις είναι 50m x 50m περίπου και οι οποίες χρησιμοποιούνται για την τοποθέτηση των μεταλλικών στοιχείων του έργου, την έδραση των γερανών ανέγερσης και την κίνηση των οχημάτων. Οι πλατείες αυτές δημιουργήθηκαν μέσα στις εκτάσεις επέμβασης, σύμφωνα με τα όρια ασφαλείας, με εκσκαφές προσαρμοσμένες στο ανάγλυφο του εδάφους με μικτή διατομή και μηδενικό περίσσευμα και έλλειμμα εκσκαφών (δηλαδή πλήρες ισοζύγιο χωματισμών). Κατά την κατασκευή των πλατειών πραγματοποιήθηκε ελαφρά διαμόρφωση ημιβραχωδών εκτάσεων. Ο προσανατολισμός και η ακριβής διάταξη κάθε πλατείας προσδιορίστηκε λεπτομερειακά, συνεκτιμώντας παράγοντες και παραμέτρους που έχουν να κάνουν με 43

44 τη μορφολογία και τα εδαφολογικά δεδομένα σε συνδυασμό με τις απαιτήσεις και τις ανάγκες των απαραίτητων χώρων. Επιπλέον, για την ανέγερση των ανεμογεννητριών χρειάστηκε πέραν των πλατειών και οι άξονες ανέγερσης, μήκους περίπου 120m ο καθένας, επί των οποίων τοποθετείται ο βραχίονας του γερανού ανύψωσης, καθώς και οι βοηθητικοί γερανοί. Οι άξονες αυτοί αποτελούν μέρος της εσωτερικής οδοποιίας του πάρκου. Εικόνα 9: Πλατεία ανέγερσης για την έδραση της ανεμογεννήτριας 3.12 ΟΙΚΙΣΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΠΑΡΚΟΥ Ο κεντρικός πίνακας Μ.Τ. του αιολικού πάρκου καθώς και οι λοιπές απαιτούμενες βοηθητικές εγκαταστάσεις στεγάζονται στον οικίσκο ελέγχου. Στον ίδιο οικίσκο υφίσταται το σύστημα κεντρικού εποπτικού ελέγχου και τηλεπίβλεψης (SCADA), αποτελούμενο από ηλεκτρονικό υπολογιστή και τις κατάλληλες διατάξεις και γραμμές επικοινωνίας. Το σύστημα καταγράφει όλα τα στοιχεία σχετικά με την λειτουργία του αιολικού πάρκου και επιτρέπει την τηλεπίβλεψη και τον τηλεχειρισμό. Για την ελαχιστοποίηση των παρεμβάσεων χρησιμοποιήθηκε κοινός οικίσκος ελέγχου με εκείνο του γειτονικού αιολικού πάρκου «Μεγαλοβούνι 19.8MW» του ιδίου φορέα,συνεπώς δεν θα γίνει νέα παρέμβαση στο χώρο. 44

45 3.13 ΥΠΟΓΕΙΟΣ ΑΓΩΓΟΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΤΗΣ ΠΑΡΑΓΟΜΕΝΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΤΙΣ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΣΤΟ ΚΕΝΤΡΟ ΕΛΕΓΧΟΥ. Για την αποφυγή περιβαλλοντικών επιπτώσεων πραγματοποιήθηκε υπογείωση του αγωγού μεταφοράς της παραγόμενης ενέργειας από τις ανεμογεννήτριες στον οικίσκο ελέγχου για την αποφυγή επιπλέον επεμβάσεων αλλά και για την ασφάλεια του έργου, σε όλο το μήκος του νέου εσωτερικού οδικού δικτύου μέχρι τον οικίσκο ελέγχου. Όλες οι Α/Γ του πάρκου συνδέθηκαν σε μια ομάδα εν σειρά (άφιξηαναχώρηση από Α/Γ σε Α/Γ) μέσω καλωδίου Μ.Τ. 20KV, αλουμινίου και μόνωσης XLPE (δικτυωμένου πολυαιθυλενίου), το οποίο θα τοποθετηθεί και θα θαφτεί μέσα σε κατάλληλο χαντάκι. Η ομάδα αυτή των Α/Γ συνδέονται σε βιομηχανικό προκατασκευασμένο οικίσκο κατάλληλο για τη στέγαση πινάκων Μ.Τ. και εν συνεχεία μέσω καλωδίου Μ.Τ. 20KV, αλουμινίου και μόνωσης XLPE (δικτυωμένου πολυαιθυλενίου), το οποίο τοποθετήθηκε και θάφτηκε μέσα σε κατάλληλο χαντάκι το οποίο καταλήγει στον κεντρικό πίνακα 20KV του οικίσκου ελέγχου του Α/Π. Ο δε πυθμένας των καναλιών καλύφθηκε αρχικά με μια πρώτη στρώση κοσκινισμένης άμμου λατομείου, μέσου πάχους 0.4m και αφού καλύφθηκαν οι ανωμαλίες του πυθμένα τοποθετήθηκαν τα καλώδια ισχύος και ο αγωγός γείωσης. Κατόπιν, τοποθετήθηκε μια δεύτερη στρώση άμμου, πάχους περίπου 0.25m για την υπερκάλυψη και προστασία των καλωδίων, ακολουθούμενη από διάστρωση πλακών. Στη στάθμη αυτή επιστρώθηκε ειδική πλαστική ταινία για τον εντοπισμό των καλωδίων και την αποφυγή πληγώματός τους σε περίπτωση μελλοντικής εκταφής τους ΟΔΟΠΟΙΙΑ Όσον αφορά στο υπάρχον οδικό δίκτυο, το οποίο χρησιμοποιήθηκε ως οδοποιία προσπέλασης, σημειώνεται ότι στο μεγαλύτερο μήκος του ήταν επαρκές από πλευράς προδιαγραφών για την εξυπηρέτηση των αναγκών κατασκευής και λειτουργίας του αιολικού πάρκου και κατά συνέπεια υλοποιήθηκαν μικρές μόνο βελτιώσεις σε περιορισμένα τμήματα για τη μεταφορά των ανεμογεννητριών. Η 45

46 κατασκευή του νέου οδικού δικτύου, το οποίο αφορά μόνο στη εσωτερική οδοποιία του πάρκου, συνολικού μήκους 1.4km, πραγματοποιήθηκε με βάση τις τεχνικές προδιαγραφές μεταφοράς και ανέγερσης, καθώς και ασφαλείας του κατασκευαστή των ανεμογεννητριών και προφανώς σύμφωνα με την ισχύουσα νομοθεσία περί διατάξεων δασικών οδών Γ' κατηγορίας (πλάτους 5m και μέγιστης κλίσης έως 14%) ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΤΟΥ ΑΙΟΛΙΚΟΥ ΠΑΡΚΟΥ Για τη σύνδεση του αιολικού πάρκου «Σύνορα 8MW» με τη ΔΕΗ χρησιμοποιήθηκε ο Υ/Σ «Νικηφόρος» Δράμας του αιολικού πάρκου «Μεγαλοβούνι 19.8MW» το οποίο όπως έχει αναφερθεί παραπάνω ανήκει στον ίδιο φορέα, χωρίς να απαιτηθεί νέα κατασκευή. Η σύνδεση αυτή περιλαμβάνεται από δύο (2) κυκλώματα με υπόγεια καλώδια (3 x 400mm2) 20KV, τύπου XLPE, και σχεδιάστηκε ώστε αρχικά να χρησιμοποιηθεί για το αιολικό πάρκο «Μεγαλοβούνι 19.8MW» και σε αμέσως επόμενη φάση να έχει τη δυνατότητα να μεταφέρει και την παραγόμενη ισχύ από το νέο πάρκο «Σύνορα 8MW». Ως προς τη ζώνη διέλευσης για την τοποθέτηση του εν λόγω υπογείου καλωδίου διασύνδεσης χρησιμοποιήθηκε η υπάρχουσα του αιολικού πάρκου «Μεγαλοβούνι 19.8MW. 46

47 Εικόνα 10: Υποσταθμός αιολικού πάρκου Εικόνα 11: Μετασχηματιστής αιολικού πάρκου 3.16 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ Ε.Μ.Υ. Η μέση ετήσια θερμοκρασία εμφανίζει μέση μέγιστη τιμή τον Ιούλιο. Στον παρακάτω πίνακα αλλά και στο σχετικό γράφημα καταγράφονται οι τιμές της μέσης μηνιαίας, μέσης μέγιστης, μέσης ελάχιστης, απολύτως μέγιστης και απολύτως ελάχιστης θερμοκρασίας ανά μήνα. Πίνακας 12: Στοιχεία θερμοκρασιών ανά μήνα 47

48 Ο ψυχρότερος μήνας είναι ο Ιανουάριος και με μικρή διαφορά ακολουθεί ο Δεκέμβριος. Επίσης, θα πρέπει να σημειωθεί ότι η Άνοιξη είναι ψυχρότερη του Φθινοπώρου. Δηλαδή, οι θερμοκρασίες του Μαρτίου και Απριλίου είναι χαμηλότερες του Σεπτέμβρη και του Οκτώβρη. Εικόνα 13: Διάγραμμα στοιχείων θερμοκρασίας ανά μήνα Από τα στοιχεία του παρακάτω πίνακα και τη γραφική αναπαράσταση φαίνεται ότι, στην περιοχή, η σχετική υγρασία δεν μεταβάλλεται έντονα, εμφανίζοντας ελάχιστο τον Ιούλιο και μέγιστο το Δεκέμβριο, στοιχεία που είναι φυσιολογικά για την εποχή επίπεδα. 48

49 Πίνακας 14: Μέση σχετική υγρασία ανά μήνα Εικόνα 15: Διάγραμμα μέσης σχετικής υγρασίας ανά μήνα Το μέσο συνολικό ετήσιο ύψος βροχής ανέρχεται στα 508.6mm, παρουσιάζοντας τον Σεπτέμβριο ελάχιστο ύψος και μέγιστα τον Νοέμβριο και Δεκέμβριο, στοιχεία που είναι σχετικά σύμφωνα με την κατανομή της υγρασίας. 49

50 Πίνακας 16: Υετός ανά μήνα Εικόνα 17: Διάγραμμα υετού ανά μήνα Ο μέσος ετήσιος αριθμός ημερών βροχής είναι 88.7 με συχνότερη εμφάνιση κατά τη περίοδο της άνοιξης. Χαλάζι σημειώνεται κυρίως το διάστημα Απριλίου έως 50

51 Ιουνίου. Δροσιά παρατηρείται σχεδόν σε όλη την διάρκεια του φθινοπώρου και του χειμώνα, ενώ ομίχλη και χιονόπτωση παρατηρούνται τους χειμερινούς μήνες. Πίνακας 18: Καιρικά φαινόμενα ανά μήνα 3.17 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΠΙΚΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ ΤΟΥ ΦΟΡΕΑ Με βάση τα επιτόπου ανεμολογικά δεδομένα από μετεωρολογικό σταθμό ύψους 10m a.g.l. σε αντιπροσωπευτική θέση εντός της περιοχής, διαπιστώνεται ότι οι συνθήκες νηνεμίας εμφανίζονται με συχνότητα μόλις 19%, ενώ επικρατούντες άνεμοι είναι οι νότιο-δυτικοί και δυτικοί νοτιοδυτικοί. Λεπτομέρειες ως προς την ανάλυση του αιολικού δυναμικού σε τοπικό επίπεδο παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα και στα ακόλουθα διαγράμματα: Πίνακας 19: Κατανομή της μέσης ταχύτητας του ανέμου 51

52 Εικόνα 20: Γράφημα της κατανομής της ταχύτητας του ανέμου σε σχέση με το χρόνο Εικόνα 21: Ροδόγραμμα ανέμου ως προς τον χρόνο 3.18 ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΙΟΛΙΚΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ Ο προσδιορισμός του αιολικού δυναμικού μεγάλων εκτάσεων γίνεται με χρήση συστηματικών μετρήσεων από ανεμολογικούς σταθμούς τοποθετημένους σε αντιπροσωπευτικά σημεία και παράλληλη εφαρμογή μετεωρολογικών μαθηματικών μοντέλων για την πρόβλεψη του πεδίου ροής του ανέμου, σε συγκεκριμένο ύψος πάνω από το δεδομένο τοπογραφικό ανάγλυφο. Για τον τοπικό προσδιορισμό του 52

53 ανέμου στη θέση εγκατάστασης του Α/Π διεξήχθη ανάλυση αιολικού δυναμικού, λαμβάνοντας μεταξύ άλλων υπ όψιν τα εξής: Τη μορφολογία και το τοπογραφικό ανάγλυφο της περιοχής. Διαθέσιμα ανεμολογικά δεδομένα στη υποψήφια θέση εγκατάστασης του αιολικού πάρκου. Τις προλέξεις εξειδικευμένου προτύπου προσομοίωσης του πεδίου ροής του ανέμου πάνω από περιοχές με σύνθετη τοπογραφία. Τον αιολικό χάρτη της ευρύτερης περιοχής. Προγνωστικά μετεωρολογικά δεδομένα Εθνικών μετεωρολογικών φορέων. Μεθοδολογίες συσχέτισης της ταχύτητας του ανέμου και εκτίμησης των μακροχρόνιων χαρακτηριστικών του αιολικού δυναμικού. Στη συνέχεια παρουσιάζονται τα βασικά συμπεράσματα της ανάλυσης αιολικού δυναμικού: Το αιολικό δυναμικό στο χώρο εγκατάστασης είναι αρκετά υψηλό, λόγω τόσο των χαρακτηριστικών του ανέμου στην ευρύτερη περιοχή όσο και της επίδρασης της τοπογραφίας εξ αιτίας της οποίας η ροή επιταχύνεται τοπικά. Οι γενικές επικρατούσες διευθύνσεις επαληθεύονται από τους υπολογισμούς αλλά και τις μετρήσεις έως τώρα με μικρές αποκλίσεις τοπικού χαρακτήρα. Το σύνολο της έκτασης ενδιαφέροντος χαρακτηρίζεται από εκμεταλλεύσιμο δυναμικό καθιστώντας την έκταση κατάλληλη για εγκατάσταση ανεμογεννητριών. Παρακάτω παρατίθενται σχετικά σχήματα στα οποία αναπαρίσταται η κατανομή του ανέμου. Αυτά περιλαμβάνουν το μέσο πεδίο ταχύτητας ανέμου στην 53

54 ευρύτερη περιοχή όπως προκύπτει από τον αιολικό χάρτη του ΚΑΠΕ (σχήμα 22) αλλά και τις τοπικές αναπαραστάσεις του πεδίου ανέμου στο ύψος του άξονα των ανεμογεννητριών όπως προκύπτουν από εξειδικευμένες προσομοιώσεις στην περιοχή μελέτης. Συγκεκριμένα, παρουσιάζονται δύο σχετικοί χάρτες, ένας που αφορά στη διανομή της μέσης ταχύτητας του ανέμου (σχήμα 23) και ένας που αφορά στην περίπτωση πνοής νοτιοδυτικών ανέμων οι οποίοι και αντιστοιχούν στις επικρατούσες συνθήκες (σχήμα 24). Στα σχήματα αυτά σημειώνονται οι θέσεις των τεσσάρων ανεμογεννητριών με έντονη μαύρη κουκίδα. Εικόνα 22: Μέσο πεδίο ταχύτητας ανέμου στην ευρύτερη περιοχή του αιολικού πάρκου 54

55 Εικόνα 23: Διανομή της μέσης ταχύτητας του ανέμου Εικόνα 24: Πνοή νοτιοδυτικών ανέμων 55

56 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΑΙΟΛΙΚΟΥ ΠΑΡΚΟΥ 4.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Για τον υπολογισμό της απόδοσης του αιολικού πάρκου έγινε χρήση του λογισμικού RETScreen. Το RETScreen είναι ένα πρόγραμμα το οποίο αποτελείται από ένα τυποποιημένο και ενσωματωμένο λογισμικό ανάλυσης της καθαρής ενέργειας το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί παγκοσμίως για να αξιολογήσει την ενεργειακή παραγωγή και τις μειώσεις των εκπομπών των αερίων του φαινόμενου του θερμοκηπίου για διάφορους τύπους ενέργειας. Το πρόγραμμα αποτελείται από μια σειρά από φύλλα εργασίας. Αυτά τα φύλλα εργασίας ακολουθούν μια τυποποιημένη προσέγγιση για όλα τα πρότυπα RETScreen. Εκτός από το λογισμικό και τα εργαλεία περιλαμβάνει: βάσεις δεδομένων προϊόντων, καιρού και δαπανών, ένα εγχειρίδιο χρήσης σε μια ιστοσελίδα internet με περιπτώσεις μελετών του προγράμματος και εκπαιδευτικά μαθήματα. Παρακάτω αναφέρονται τα βήματα πρότυπης ανάλυσης που υλοποιούνται για την ανάλυση έργων καθαρής ενέργειας με το πρόγραμμα. 4.2 ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΡΓΩΝ ΚΑΘΑΡΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΜΕ ΤΟ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ RETSCREEN Για την ανάλυση των έργων καθαρής ενέργειας το RETScreen χρησιμοποίει πέντε βήματα πρότυπης ανάλυσης. 56

57 Εικόνα 1: Τα πέντε βήματα πρότυπης ανάλυσης του προγράμματος 1) Ενεργειακό Μοντέλο 2) Ανάλυση Κόστους 3) Ανάλυση Εκπομπών 4) Οικονομική Ανάλυση 5) Ανάλυση Επικινδυνότητας Εκτός από τα παραπάνω βήματα, τα οποία αποτελούν ξεχωριστό φύλλο εργασίας το καθένα, το πρόγραμμα περιλαμβάνει και το φύλλο εργασίας εκκίνηση, το οποίο είναι το πρώτο φύλλο εργασίας, και το φύλλο εργασίας εργαλεία το οποίο είναι το τελευταίο φύλλο. Το λογισμικό χρησιμοποιεί το περιβάλλον εργασίας του λογισμικού Excell. Σε κάθε κελί του φύλλου εργασίας, το οποίο είναι «σκιασμένο», ο χρήστης μπορεί να εισάγει τα δεδομένα του. Όλα τα άλλα κελιά, τα οποία δεν είναι απαραίτητο να συμπληρωθούν είναι προστατευμένα ώστε να αποτρέψουν τον χρήστη να διαγράψει ίσως κάποια εξίσωση κατά λάθος ή κάποιο κελί αναφοράς. Η κωδικοποίηση των χρωματισμών των κελιών του λογισμικού RETScreen για τα κελιά εισαγωγής και εξαγωγής δεδομένων και αποτελεσμάτων παρουσιάζονται παρακάτω : 57

58 Εικόνα 2: Επεξήγηση της κωδικοποίησης των χωμάτων των κελιών 4.3 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΚΚΙΝΗΣΗ Στο φύλλο αυτό εισάγονται γενικές πληροφορίες για το έργο. Επίσης ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να επιλέξει άμεσα σε δυο μεθόδους την 1 και την 2. Η διαφορά ανάμεσα στην μέθοδο 1 και 2 είναι ότι η πρώτη είναι πιο συνοπτική οπότε περιορίζεται σε 3 φύλλα ανάλυσης (την εκκίνηση, το ενεργειακό μοντέλο και τα εργαλεία) ενώ η δεύτερη περιέχει και τα 7 φύλλα όπως έχει προαναφερθεί. Παρατηρούμε ότι με βάση την περιοχή που επιλέγεται, το πρόγραμμα έχει αποθηκευμένες πληροφορίες όπως οι θερμοκρασίες που επικρατούν τα υψόμετρα καθώς και η ταχύτητα του ανέμου η οποία αποτελεί μια πολύ σημαντική παράμετρος. 58

59 Εικόνα 3: Φύλλο εργασίας εκκίνηση 59

60 4.4 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΝΡΓΕΙΑΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ Στο φύλλο αυτό εισάγονται λεπτομέρειες που έχουν να κάνουν κυρίως με τα χαρακτηριστικά της ανεμογεννήτριας που επιλέγουμε, την καμπύλη ισχύος της, καθώς και διάφορες απώλειες που μπορεί να παρουσιαστούν κατά την εγκατάσταση της. Παράλληλα στο φύλλο του προγράμματος «ενεργειακό μοντέλο» εισάγεται και η τιμή πώλησης της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία καθορίζεται από το Λ.Α.Γ.Η.Ε.. 60

61 Εικόνα 4: Φύλλο εργασίας ενεργειακό μοντέλο 4.5 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ Στο φύλλο αυτό γίνεται εισαγωγή των δεδομένων για τα στοιχεία κόστους. Συγκεκριμένα γίνεται η διάκριση του κόστους σε αρχικό, ετήσιο και περιοδικό. Συγκεκριμένα, το αρχικό κόστος περιλαμβάνει το κόστος μελέτης σκοπιμότητας (κόστος εύρεσης κατάλληλης περιοχής, αποτίμησης αιολικού δυναμικού, ταξιδιών, προετοιμασία αναφοράς, αποτίμηση, μελέτης μείωσης εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου) το κόστος ανάπτυξης (άδειες, εγκρίσεις, δικαιώματα γης, καταγραφή των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου, διαπραγμάτευση αγοράς ενέργειας) 61

62 το κόστος του συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (εγκατάσταση ανεμογεννητριών, κατασκευή δρόμων, κατασκευή γραμμών μεταφοράς ηλεκτρισμού) τα υπόλοιπα κόστη που δεν κατατάσσονται σε καμία από τις παραπάνω κατηγορίες (μεταφορά, ανταλλακτικά, απρόβλεπτα) Εικόνα 5: Φύλλο εργασίας ανάλυση κόστους 4.6 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΚΠΟΜΠΩΝ Στο φύλλο αυτό γίνεται υπολογισμός της μείωσης των εκπομπών του αερίου του θερμοκηπίου στην περίπτωση που το αιολικό πάρκο αντικαταστήσει τα συμβατικά συστήματα παραγωγής ενέργειας. 62

63 Εικόνα 6: Φύλλο εργασίας ανάλυση εκπομπών 4.7 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Στο συγκεκριμένο φύλλο γίνεται η παρουσίαση των χρηματοοικονομικών μεγεθών, κάτι που το καθιστά το σημαντικότερο κριτήριο για την βιωσιμότητα της μελέτης. Παράλληλα, γίνεται εισαγωγή στοιχείων κόστους όπως τα στοιχεία δανειοδότησης και το κόστος ενέργειας που εγκαθίσταται. Πιο αναλυτικά, εισάγονται στοιχεία όπως η τιμή απορρόφησης ενέργειας, το κόστος από την μείωση των εκπομπών του θερμοκηπίου, το επιτόκιο προεξόφλησης, ο πληθωρισμός και ο χρόνος ζωής του αιολικού πάρκου. Παράλληλα στο συγκεκριμένο φύλλο λαμβάνει χώρα και η εισαγωγή των επιχορηγήσεων. Στη συνέχεια, το πρόγραμμα υπολογίζει το αρχικό, λειτουργικό και περιοδικό κόστος, ενώ γίνονται και οι υπολογισμοί των διαφόρων οικονομικών δεικτών (χρόνος αποπληρωμής αρχικού κεφαλαίου, του IRR, του λόγου οφέλους κόστους, της καθαρής παρούσας αξίας (NPV), του ετήσιου κύκλου των εργασιών), ενώ η τελική 63

64 αποδοτικότητα της επένδυσης ουσιαστικά εκφράζεται με ένα διάγραμμα αθροιστικής χρηματορροής συναρτήσει του χρόνου. Εικόνα 7: Φύλλο εργασίας οικονομική ανάλυση 64

65 4.8 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΠΙΚΥΝΔΥΝΟΤΗΤΑΣ Εδώ περιλαμβάνονται δεδομένα που αφορούν το συσχετισμό μεταξύ των παραμέτρων-κλειδιών του έργου και σημαντικών οικονομικών δεικτών. Η συμπλήρωση αυτού του φύλλου εργασίας είναι προαιρετική και τα δεδομένα που εισάγονται δεν επηρεάζουν άλλα φύλλα εργασίας. 65

66 Εικόνα 8: Φύλλο εργασίας ανάλυση επικινδυνότητας 4.9 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΤΟΥ ΑΙΟΛΙΚΟΥ ΠΑΡΚΟΥ Υπενθυμίζουμε ότι στο αιολικό πάρκο είναι εγκατεστημένες 4 ανεμογεννήτριες των 2 MW που σημαίνει ότι η συνολική ισχύς του είναι 8 MW. Επιπλέον ο τύπος των ανεμογεννητριών που επιλέχτηκε είναι Vestas V90-2.0ΜW ο οποίος είναι Δανέζικης προέλευσης και χρησιμοποιείτε σε περιοχές όπου έχουμε σχετικά χαμηλό αιολικό δυναμικό. Μετά από την εισαγωγή των στοιχείων στο πρόγραμμα RETScreen προέκυψαν τα παρακάτω αποτελέσματα. Αρχικά παρουσιάζεται το ενεργειακό μοντέλο του αιολικού πάρκου (εικόνα 9). 66

67 Εικόνα 9: Ενεργειακό μοντέλο του αιολικού πάρκου 67

68 Στη συνέχεια ακολουθεί η ανάλυση της μείωσης των εκπομπών αερίου του θερμοκηπίου από την λειτουργία του πάρκου (εικόνα 10), καθώς και η οικονομική του ανάλυση (εικόνα 11). Εικόνα 10: Ανάλυση εκπομπών αερίου του θερμοκηπίου του αιολικού πάρκου 68

69 Εικόνα 11: Οικονομική ανάλυση αιολικού πάρκου 69