ΤΟ ΝΕΡΟ ΣΑΝ ΦΥΣΙΚΟ ΑΓΑΘΟ. Πηγή: Wikipedia

Transcript

1 ΤΟ ΝΕΡΟ ΣΑΝ ΦΥΣΙΚΟ ΑΓΑΘΟ Πηγή: Wikipedia

2 ΤΟ ΝΕΡΟ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΩΣ ΑΓΑΘΟ 1. Για Οικιακή Κατανάλωση 2. Στην Κτηνοτροφία 3. Στη Γεωργία 4. Στη Βιομηχανία ΣΥΜΒΑΛΕΙ 1. Οικονομική Ανάπτυξη 2. Δημόσια Υγεία 3. Καλύτερη Ποιότητα Ζωής

3 ΤΟ ΝΕΡΟ 1. Καλύπτει το 70% της γης 2. Το 97% είναι αλμυρό 3. Μόνο το 3% είναι κατάλληλο για χρήση 4. Πάνω από το 1/3 του πληθυσμού δεν έχει πρόσβαση σε καθαρό νερό Water, water, everywhere And all the boards did shrink Water, water, everywhere Nor any drop to drink -Samuel Taylor Coleridge Ο επόμενος πόλεμος θα είναι για το νερό

4 ΤΟ ΝΕΡΟ ΑΝΥΔΡΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΤΟΥ ΠΛΑΝΗΤΗ

5 ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΦΑΛΑΤΩΣΗΣ 1. ΜΕ ΑΠΟΣΤΑΞΗ ΑΠΟΣΤΑΞΗ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΦΑΣΗΣ (Multistage flash distillation MSF) ΑΠΟΣΤΑΞΗ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΣΥΜΠΙΕΣΗ ΑΤΜΟΥ (Vacuum Compression VC) 2. ΜΕ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑΛΥΣΗ (Reverse Electro dialysis RED) ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ ΟΣΜΩΣΗ (Reverse Osmosis RO) ΝΑΝΟΦΙΛΤΡΑΡΙΣΜΑ (Nanofiltration NF) ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΙΟΝΤΩΝ (Ion Exchange ) ΜΕ ΜΕΜΒΡΑΝΗ (Membrane Distillation (MD)

6 ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΦΑΛΑΤΩΣΗΣ 3. ΣΤΕΡΕΟΠΟΙΗΣΗ 4. ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΑΦΑΛΑΤΩΣΗ 5. ΗΛΙΑΚΗ ΥΓΡΟΠΟΙΗΣΗ ΑΦΥΓΡΟΠΟΙΗΣΗ

7 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ - ΠΡΟΒΛΕΨΕΙΣ Πρόβλεψη για τα επόμενα χρόνια:

8 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΦΑΛΑΤΩΣΗ Η ενέργεια που απαιτεί κάθε μέθοδος αφαλάτωσης φαίνεται στον παρακάτω πίνακα: Διαδικασία Κατανάλωση ενέργειας kwh/m3 MSF 2,5 3,5 MED 2 VC 7 15 SWRO 4 6 BWRO 0,5 2,5 ED 0,7 2,5

9 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΟΣΤΟΥΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΦΑΛΑΤΩΣΗ Σε γενικές γραμμές τα κόστη, (σε για κάθε κυβικό μέτρο), για μια εγκατάσταση αφαλάτωσης φαίνονται στον παρακάτω πίνακα: Διαδικασία Κόστος Ενέργεια Αναλώσιμα Συντήρηση MSF ,6 1,8 0,03 0,09 0,02 0,06 MED ,38 1,12 0,02 0,15 0,02 0,06 VC ,56 2,4 0,02 0,15 0,02 0,08 SWRO ,32 1,28 0,09 0,25 0,02 0,05 BWRO ,04 0,4 0,05 0,13 0,004 0,02 ED ,06 0,4 0,05 0,13 0,006 0,009

10 ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗ ΟΣΜΩΣΗ

11 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ RO Για μια υβριδική εγκατάσταση αφαλάτωσης χρειάζεται να γίνουν οι παρακάτω παραδοχές - υπολογισμοί: Νερού χρήσης Απαιτούμενης ενέργειας Μεθόδου παραγωγής της ενέργειας, (Φ/Β & Α/Γ) Αποθήκευσης ενέργειας, (ενδεχομένως) Απωλειών εγκατάστασης Δεξαμενής ή δεξαμενών Τελική εκτίμηση παραγωγής της μονάδας Κόστους εγκατάστασης, (λειτουργία, συντήρηση, χρηματοδότηση)

12 1. Εκφώνηση Θέματος Κίμωλος Κυκλάδες 910 Μόνιμοι Κάτοικοι (απογραφή 2011) Ξενοδοχεία Β κατηγορίας δυναμικότητας 480 κλινών Ένα (1) ξενοδοχείο Α κατηγορίας 80 κλινών με εστιατόριο Ενοικιαζόμενα δωμάτια δυναμικότητας κλινών Ταβέρνες δυνατότητας παραγωγής γευμάτων Καφέ μπαρ για κουβέρ Camping φιλοξενίας ατόμων με εστιατόρια Δημοτικό σχολείο 200 μαθητών Γυμνάσιο Λύκειο 220 μαθητών Κέντρο Υγείας δυνατότητας νοσηλείας 30 ασθενών Αστυνομικό τμήμα

13 1. Νερό χρήσης Είδος κτιρίου Μέση ημερήσια κατανάλωση νερού / άτομο (lt) Σχολεία 15 Κατοικίες, (μέση στάθμη) Κατοικίες (υψηλή στάθμη) Ενοικιαζόμενα δωμάτια Εστιατόρια Camping 180 Ξενοδοχεία Κατ. Lux 450 Ξενοδοχεία Κατ. Α & Β 350 Ξενοδοχεία Κατ. Γ 250

14 2. Υπολογισμός νερού χρήσης ανά 24h Μόνιμοι κάτοικοι: 910 x 200lt = lt Ξενοδοχεία Β κατηγορίας: 480 x 350lt = lt Ξενοδοχεία Α κατηγορίας: 80 x 450lt = lt Ενοικιαζόμενα δωμάτια: x 200 = lt Ταβέρνες για κουβέρ x 40 = lt Καφέ μπαρ: x 20 = lt Camping x 180 = lt Σχολεία: 420 x 15 = Κέντρο Υγείας: 30 x 15 = 450lt Αστυνομικό Τμήμα 500lt

15 2. Υπολογισμός νερού χρήσης ανά 24h Μόνιμοι κάτοικοι: 182 m 3 Ξενοδοχεία Β κατηγορίας: 168 m 3 Ξενοδοχεία Α κατηγορίας: 36 m 3 Ενοικιαζόμενα δωμάτια: 240 m 3 Ταβέρνες: 240 m 3 Καφέ μπαρ: 120 m 3 Camping: 216 m 3 Σχολεία: 6.3 m 3 Κέντρο Υγείας: 0,45 m 3 Αστυνομικό Τμήμα: 0,5 m 3

16 2. Υπολογισμός νερού χρήσης ανά 24h Συνολική ημερήσια αναγκαία ποσότητα νερού 1.209,25 m 3 Στρογγυλοποιούμε στα m 3

17 3. Υπολογισμός απαιτούμενης ενέργειας Η ενέργεια που απαιτείται για την αφαλάτωση ενός κυβικού μέτρου (1m 3 ) νερού με τη μέθοδο της αντίστροφης όσμωσης είναι: 5,0 kwh m 3 x 5 kwh/m 3 = kwh Η ενέργεια αυτή απαιτείται για να παραχθεί η απαιτούμενη ποσότητα νερού χρήσης για 24 ώρες

18 3. Υπολογισμός απαιτούμενης ενέργειας m 3 x 5 kwh/m 3 = kwh Η ενέργεια αυτή μπορεί να προκύψει από: Τον άνεμο με τη χρήση Α/Γ Τον ήλιο με τη χρήση Φ/Β Αντλιοταμιευτήρες Το δίκτυο διανομής ρεύματος ή Η/Ζ Συνδυασμούς των παραπάνω Εμείς θα εξετάσουμε τα δύο πρώτα

19 3. Υπολογισμός απαιτούμενης ενέργειας Στην περίπτωση ενός υβριδικού συστήματος, η ενέργεια θα παράγεται από συνδυασμό Α/Γ και Φ/Β. Στα inverter τροφοδοσίας εξομάλυνσης, θα υπάρχει απώλεια της τάξης του 20% Άρα η παραγωγή ενέργειας θα πρέπει να είναι 6.000/0,8 = 7.500,00 kwh/ημέρα Η δυνατότητα παραγωγής ενέργειας στις Α/Γ ή στα Φ/Β θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 7.500,00 Kwh /24h Είναι όμως απαραιτήτως αναγκαία μία τέτοια εγκατάσταση;

20 4. Αυτονομία Συστήματος Υπολογισμός Δεξαμενής Έστω αυτονομία 7 ημέρες Η δεξαμενή ή οι δεξαμενές θα πρέπει να αποθηκεύουν x 7 = 8.400m 3 Υποθετικά, η παραπάνω ποσότητα θα μπορούσε να αποθηκευτεί σε τρεις δεξαμενές Φ30 x 4 m

21 5. Υπολογισμός Μονάδας Αφαλάτωσης - Σκεπτικό Πότε θα μου ζητηθούν τα κυβικά; Πότε θα έχω πληρότητα 100% σε δωμάτια, ξενοδοχεία κλπ; Τι στοιχεία υπάρχουν για την επισκεψιμότητα του νησιού; Τι στοιχεία υπάρχουν για την τάση εξέλιξης του πληθυσμού; Μπορώ να γεμίζω τις δεξαμενές μου με νερό που παράγεται από τη μονάδα αφαλάτωσης, αλλά δεν καταναλώνεται άμεσα; Ποια θα είναι η χρυσή τομή παραγωγής/κατανάλωσης, ώστε ποτέ να μην ξεμείνει η εγκατάσταση από νερό;

22 5. Υπολογισμός Μονάδας Αφαλάτωσης - Σκεπτικό Παρατήρηση: Οι μόνιμοι κάτοικοι αντιστοιχούν στο 17% της 100% πληρότητας του νησιού! Άρα κατά τους χειμερινούς μήνες θα μπορούσε η περίσσεια νερού να αποθηκεύεται σε περισσότερες δεξαμενές. Μήνας Πληρότητα Μήνας Πληρότητα Ιανουάριος 17 Ιούλιος 80 Φεβρουάριος 17 Αύγουστος 95 Μάρτιος 20 Σεπτέμβριος 80 Απρίλιος 30 Οκτώβριος 50 Μάιος 35 Νοέμβριος 25 Ιούνιος 60 Δεκέμβριος 25

23 5. Υπολογισμός Μονάδας Αφαλάτωσης - Σκεπτικό Περιεκτικότητα Ταμιευτήρα 1.Ιαν 0 m 3 Ζήτηση αιχμής m 3 /24h Παράδειγμα Μοντέλο Παραγωγή μον. αφαλάτωσης m 3 /24h Εκτιμούμε ότι η δεξαμενή την 1 η Ιαν είναι άδεια Μήνας Πληρότητα Περιοχής Περίσσεια m 3 /day Ισοζύγιο /month Θα υπολογίσουμε τη χωρητικότητα σε σχέση με την παραγωγή νερού από την αφαλάτωση, ώστε να μην αδειάσει την περίοδο αιχμής Ιανουάριος Φεβρουάριος Μάρτιος Το μοντέλο υπολογισμού θα μπορούσε να είναι ως εξής: Απρίλιος Μάιος Ιούνιος Ιούλιος Αύγουστος Σεπτέμβριος Οκτώβριος Νοέμβριος Δεκέμβριος m 3

24 5. Υπολογισμός Μονάδας Αφαλάτωσης - Σκεπτικό Περιεκτικότητα Ταμιευτήρα 1.Ιαν 0 m 3 Ζήτηση αιχμής m 3 /24h Παραγωγή μον. αφαλάτωσης 800 m 3 /24h Μήνας Πληρότητα Περιοχής Περίσσεια m 3 /day Ισοζύγιο /month m 3 Ιανουάριος Φεβρουάριος Μάρτιος Απρίλιος Μάιος Ιούνιος Ιούλιος Αύγουστος Σεπτέμβριος Οκτώβριος Νοέμβριος Δεκέμβριος

25 5. Υπολογισμός Μονάδας Αφαλάτωσης - Σκεπτικό Περιεκτικότητα Ταμιευτήρα 1.Ιαν 0 m 3 Χωρητικότητα Ταμιευτήρα m 3 /24h Ζήτηση αιχμής m 3 /24h Παραγωγή μον αφαλάτωσης 600 m 3 /24h Μήνας Πληρότητα Περίσσεια m 3 σε Ταμιευτήρα/day Ισοζύγιο Ταμρα/month m 3 Ιανουάριος Φεβρουάριος Μάρτιος Απρίλιος Μάιος Ιούνιος Ιούλιος Αύγουστος Σεπτέμβριος Οκτώβριος Νοέμβριος Δεκέμβριος

26 5. Υπολογισμός Μονάδας Αφαλάτωσης - Σκεπτικό Συμπέρασμα Ο τελευταίος πίνακας δείχνει πως με αποθήκευση m 3 το πρόβλημα λύνεται με μονάδα αφαλάτωσης 600 m 3 /day Η ενέργεια που απαιτείται θα είναι 600 x 5 = Kwh/day Και με τις απώλειες : 3.000/ 0,8 = kwh/day Άρα χρειαζόμαστε kwh/day