ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΟ ΔΚΠΑΙΓΔΤΣΙΚΟ ΙΓΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΥΟΛΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΔΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΜΗΜΑ ΗΛΔΚΣΡΟΛΟΓΙΑ ΠΣΤΥΙΑΚΗ ΔΡΓΑΙΑ

ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΟ ΔΚΠΑΙΓΔΤΣΙΚΟ ΙΓΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΥΟΛΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΔΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΜΗΜΑ ΗΛΔΚΣΡΟΛΟΓΙΑ ΠΣΤΥΙΑΚΗ ΔΡΓΑΙΑ ΗΛΔΚΣΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ ΜΔΩ ΓΤΟ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΩΝ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΤΠΟΛΟΓΙΣΙΚΟΤ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΣΟ ΜΠΑΞΔΒΑΝΗ ΙΩΑΝΝΗ ΔΠΙΒΛΔΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΣΗ: ΚΩΝΣΑΝΣΙΝΟ ΠΟΣΟΛΙΑ ΚΑΒΑΛΑ 2011

ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΟ ΔΚΠΑΙΓΔΤΣΙΚΟ ΙΓΡΤΜΑ ΚΑΒΑΛΑ ΥΟΛΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΔΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΜΗΜΑ ΗΛΔΚΣΡΟΛΟΓΙΑ ΠΣΤΥΙΑΚΗ ΔΡΓΑΙΑ ΗΛΔΚΣΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ ΜΔΩ ΓΤΟ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΩΝ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΤΠΟΛΟΓΙΣΙΚΟΤ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΣΟ ΜΠΑΞΔΒΑΝΗ ΙΩΑΝΝΗ ΔΠΙΒΛΔΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΣΗ: ΚΩΝΣΑΝΣΙΝΟ ΠΟΣΟΛΙΑ ΚΑΒΑΛΑ 2011 2

ΠΔΡΙΔΥΟΜΔΝΑ ΠΔΡΙΔΥΟΜΔΝΑ... 3 ΔΤΥΑΡΙΣΙΔ... 5 ΠΡΟΛΟΓΟ... 6 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 1. Η ΔΝΔΡΓΔΙΑ ΓΔΝΙΚΑ... 7 1.1 Ιζηνξηθή αλαδξνκή... 7 1.2 Δλέξγεηα θαη ηζρχο... 7 1.3 Μνξθέο ελέξγεηαο... 8 1.4 Με αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο... 8 1.5 Αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο... 9 1.5.1 Πιενλεθηήκαηα αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο... 10 1.5.2 Μεηνλεθηήκαηα αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο... 10 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 2. ΔΙΓΗ ΑΝΑΝΔΩΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΔΝΔΡΓΔΙΑ... 11 2.1 Ηιηαθή ελέξγεηα... 11 2.2 Αηνιηθή ελέξγεηα... 12 2.3 Γεσζεξκηθή ελέξγεηα... 14 2.4 Δλέξγεηα βηνκάδαο... 16 2.5 Τδξνειεθηξηθή ελέξγεηα... 19 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 3. ΦΩΣΟΒΟΛΣΑΪΚΑ ΤΣΗΜΑΣΑ... 21 3.1 Φσηνβνιηατθφ θαηλφκελν... 21 3.2 Σερλνινγίεο θσηνβνιηατθψλ ζηνηρείσλ... 25 3.3 Φσηνβνιηατθή δηάηαμε... 27 3.4 Γηάθξηζε θσηνβνιηατθψλ ζπζηεκάησλ... 28 3.5 Παξάγνληεο πνπ επεξεάδνπλ ηελ απφδνζε ησλ θσηνβνιηατθψλ ζηνηρείσλ... 29 3.6 πιινγή ηνπ ειηαθνχ θσηφο... 31 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 4. ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΑΙΟΛΙΚΗ ΔΝΔΡΓΔΙΑ... 33 4.1 Αηνιηθφ δπλακηθφ Υαξαθηεξηζηηθά αλέκνπ... 33 4.2 Αλεκνγελλήηξηεο... 34 4.2.1 Καηεγνξίεο αλεκνγελλεηξηψλ... 34 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 5. ΤΒΡΙΓΙΚΑ ΤΣΗΜΑΣΑ... 41 5.1 Δηζαγσγή... 41 5.2 Τβξηδηθή ηερλνινγία θαη ε εθαξκνγή ηεο... 41 3

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 6. ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΔΚΣΡΙΚΗ ΔΝΔΡΓΔΙΑ ΜΔ ΤΝΓΙΑΜΟ ΓΤΟ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΩΝ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΤΠΟΛΟΓΙΣΙΚΟΤ ΜΟΝΣΔΛΟΤ... 43 6.1 Γεληθά γηα ην ππνινγηζηηθφ κνληέιν (RETScreen)... 43 6.2 Η πεξίπησζε πβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο αλεκνγελλήηξηαο θσηνβνιηατθψλ... 44 ζηνηρείσλ... 44 6.3 Μειέηε πβξηδηθνχ ζπζηήκαηνο κε ρξήζε ηνπ ππνινγηζηηθνχ πξνγξάκκαηνο... 47 6.4 πκπεξάζκαηα... 59 ΔΠΙΛΟΓΟ... 60 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ-ΠΗΓΔ... 61 ΓΙΑΓΙΚΣΤΑΚΟΙ ΣΟΠΟΙ... 61 4

ΔΤΥΑΡΙΣΙΔ Θα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηνλ θαζεγεηή κνπ θχξην Κσλζηαληίλν Πνηφιηα γηα ηελ αλάζεζε ηεο πηπρηαθήο εξγαζίαο θαη ηελ εκπηζηνζχλε πνπ κνπ έδεημε γηα ηελ εθηέιεζε ηεο θαζψο θαη γηα ηελ άςνγε ζπλεξγαζία καδί ηνπ. 5

ΠΡΟΛΟΓΟ Η θαηαλάισζε Δλέξγεηαο ζηνλ θηηξηαθφ ηνκέα γηα ζέξκαλζε, ςχμε, θσηηζκφ θ.ιπ. ζπκβάιιεη ζεκαληηθά ζηελ αηκνζθαηξηθή ξχπαλζε, ζην Φαηλφκελν ηνπ Θεξκνθεπίνπ θαη θαηά ζπλέπεηα ζηα αθξαία θαηξηθά θαηλφκελα πνπ παξαηεξνχληαη ηειεπηαία ζηνλ πιαλήηε. Δίλαη αμηνζεκείσην φηη ην 40% ηεο ζπλνιηθήο ελέξγεηαο πνπ θαηαλαιψλεηαη ζηνλ θφζκν, θαηαλαιψλεηαη γηα ηελ ςχμε ή ηε ζέξκαλζε, θαζψο θαη ην θσηηζκφ θηηξίσλ. Καζψο νη απαηηήζεηο καο γηα πνηφηεηα δσήο αιιάδνπλ, νη αλάγθεο ζε ελέξγεηα ζπλερψο απμάλνπλ. Η παξαγσγή φκσο ηεο επηπιένλ ελέξγεηαο κε ζπκβαηηθνχο ηξφπνπο επηβαξχλεη ην πεξηβάιινλ. Η νξζνινγηθή ρξήζε θαη εμνηθνλφκεζε Δλέξγεηαο (κε βηνθιηκαηηθφ ζρεδηαζκφ θηηξίσλ, παζεηηθά ειηαθά ζπζηήκαηα θ.ιπ.) είλαη θαινί ηξφπνη γηα ηνλ πεξηνξηζκφ ηεο θαηαλάισζεο ελέξγεηαο, αιιά ππάξρνπλ φξηα πνπ θαζνξίδνληαη απφ ηελ αλάγθε καο γηα πςειφ βηνηηθφ επίπεδν. Καηά ζπλέπεηα, ν κφλνο ηξφπνο θάιπςεο ησλ επηπιένλ αλαγθψλ ρσξίο λα δηαθπβεχεηαη ε δεηνχκελε πνηφηεηα δσήο, είλαη ε ζηξνθή ζε κνξθέο ελέξγεηαο πνπ ε παξαγσγή ηνπο δελ έρεη πεξηβαιινληηθέο επηπηψζεηο. 6

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 1. Η ΔΝΔΡΓΔΙΑ ΓΔΝΙΚΑ 1.1 Ιζηνξηθή αλαδξνκή Η γε έρεη ειηθία πεξίπνπ 5 δηζεθαηνκκπξίσλ εηψλ, ελψ ε δσή ζηε γε ππνινγίδεηαη φηη άξρηζε πξηλ απφ 4 πεξίπνπ δηζεθαηνκκχξηα ρξφληα. Ιζηνξηθά γεγνλφηα, θαηαγξάθνληαη εδψ θαη πεξίπνπ 6.000 ρξφληα. Όζνλ αθνξά ηνλ άλζξσπν ε γλψζε φηη ε γε δελ είλαη επίπεδε έγηλε αληηιεπηή εδψ θαη ηέζζεξηο αηψλεο, ε γλψζε ηνπ ειεθηξηζκνχ εδψ θαη ηξεηο πεξίπνπ αηψλεο, έλαλ αηψλα πεξίπνπ ε γλψζε γηα ηε κεηαθνξά ρσξίο άινγα θαη κηζφ πεξίπνπ αηψλα γηα ηελ ππξεληθή ζράζε. Καηά ηε δηάξθεηα ηεο αλζξψπηλεο ηζηνξίαο, κφιηο πξφζθαηα νη άλζξσπνη έρνπλ αξρίζεη λα αιιάδνπλ ξηδηθά ηελ πνξεία ηεο δσήο ζηε γε. Απηφ ζπκβαίλεη ηδηαίηεξα, ζρεηηθά κε ηε ρξεζηκνπνίεζε ηεο ελέξγεηαο. 1.2 Δλέξγεηα θαη ηζρύο Η ελέξγεηα νξίδεηαη σο ε δπλαηφηεηα παξαγσγήο έξγνπ. Οη γαηάλζξαθεο, ην πεηξέιαην θαη ην θπζηθφ αέξην απνηεινχλ κνξθέο ελέξγεηαο γλσζηέο σο θαχζηκα ή πδξνγνλάλζξαθεο. Η ελέξγεηα είλαη δηαθνξεηηθή απφ ηελ ηζρχ. Η δηαθνξά κεηαμχ ησλ δχν φξσλ είλαη ε αθφινπζε: Δλέξγεηα είλαη ε ηθαλφηεηα παξαγσγήο έξγνπ. Ιζρχο είλαη ην κέγεζνο πνπ κεηξά ην παξαγφκελν έξγν κέζα ζε θάπνην ρξνληθφ δηάζηεκα, δειαδή ν ξπζκφο παξαγσγήο έξγνπ. Γηα παξάδεηγκα, ζεσξήζηε ηελ ελέξγεηα γηα ηε ιεηηνπξγία κηαο κεραλήο. Η κεραλή απνδίδεη ή παξάγεη ηζρχ εμφδνπ, ε νπνία ζπλήζσο κεηξάηαη κε ηελ ηππνδχλακε. 7

1.3 Μνξθέο ελέξγεηαο Σν κεγαιχηεξν πνζφλ ελέξγεηαο πνπ ρξεζηκνπνηεί ε αλζξσπφηεηα πξνέξρεηαη απφ ηνλ ήιην είηε άκεζα είηε έκκεζα. Η αηκφζθαηξα ζεξκαίλεηε απφ ηελ ειηαθή ελέξγεηα θαη δεκηνπξγεί ηηο θαηάιιειεο εθείλεο ζεξκνθξαζίεο γηα ηελ επηβίσζε ησλ νξγαληζκψλ. Η θσηνζχλζεζε παξέρεη ζηνπο αλζξψπνπο ηξνθή γηα ηνπο ίδηνπο θαη γηα ηα δψα. Η αλζξσπφηεηα σθειείηαη απφ ηελ ειηαθή αθηηλνβνιία αθφκε θαη απφ ηε κνξθή αλέκσλ θαη βξνρψλ. Δπηπιένλ, ηα ελεξγεηαθά απνζέκαηα ησλ γαηαλζξάθσλ, ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ θαη ηνπ πεηξειαίνπ, αληηπξνζσπεχνπλ απνζεθεπκέλε ειηαθή ελέξγεηα. Γηα ηελ θαιχηεξε κειέηε ηνπ ηξφπνπ ρξεζηκνπνίεζεο ηεο ελέξγεηαο ζηελ θνηλσλία, ππάξρνπλ έμη δηαθνξεηηθέο θαηεγνξίεο κνξθψλ ελέξγεηαο, ε αθηηλνβνιία, ε ρεκηθή, ε κεραληθή (βαξχηεηα, θίλεζε, ήρνο), ε ζεξκηθή, ε ππξεληθή θαη ε ειεθηξηθή ελέξγεηα. 1.4 Με αλαλεώζηκεο πεγέο ελέξγεηαο Σα ελεξγεηαθά απνζέκαηα είλαη κε αλαλεψζηκα, φηαλ ν ξπζκφο ζρεκαηηζκνχ ηνπο είλαη ηφζν αξγφο, ψζηε ε αλαλέσζή ηνπο κέζα ζηε δηάξθεηα κίαο αλζξψπηλεο δσήο λα κελ έρεη θαλέλα λφεκα. Οη κε αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο εμαληινχληαη εληειψο, φηαλ απηέο ρξεζηκνπνηεζνχλ. Οη γαηάλζξαθεο, ην θπζηθφ αέξην θαη ην πεηξέιαην ζρεκαηίζηεθαλ επί ρηιηάδεο ρξφληα. Αλ θαη ηα απνζέκαηα απηά ζπλερίδνπλ λα ζρεκαηίδνληαη κέρξη θαη ζήκεξα, γηα εληειψο πξαθηηθνχο φκσο ιφγνπο δε ζεσξνχληαη αλαλεψζηκα. Παξνκνίσο, ηα ζηνηρεία νπξαλίνπ θαη ζφξην είλαη θαη απηά κε αλαλεψζηκα. 8

1.5 Αλαλεώζηκεο πεγέο ελέξγεηαο Οη αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο είλαη απηέο νη νπνίεο δελ κπνξνχλ λα εμαληιεζνχλ κε ηε ζπιινγή ή ηελ εμαγσγή ηνπο. Η δηαζεζηκφηεηα ησλ ελεξγεηαθψλ απηψλ πεγψλ δελ εμαληιείηαη ζεκαληηθά θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαηαλάισζεο. Δπνκέλσο, νη ελεξγεηαθέο απηέο πεγέο είλαη απεξηφξηζηεο θαη πξνζθέξνπλ ην κεγαιχηεξν δπλακηθφ γηα ηε κειινληηθή νηθνλνκηθή θαη θνηλσληθή αλάπηπμε. Οη αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο ρξεζηκνπνηνχληαη επί ρηιηάδεο ρξφληα. Αλάκεζα ζηηο πξψηεο ρξήζεηο ήηαλ ε απνμήξαλζε ηεο ηξνθήο θαη ε εμαγσγή ηνπ αιαηηνχ. Άιιεο ρξήζεηο ζηε δηάξθεηα ηεο ηζηνξίαο πεξηιακβάλνπλ ηελ εθκεηάιιεπζε ηνπ αλέκνπ κε ηα παληά γηα ηαμίδηα θαη αλεκφκπινπο ή πδξφκπινπο γηα άξδεπζε, άιεζε δεκεηξηαθψλ, θνπή μπιείαο ή πέηξαο ή ζξπκκαηηζκφ κεηαιιεπκάησλ. ίγνπξα ν πνιηηηζκφο δέρζεθε κία δσηηθή ψζεζε απφ ηα ηερλνινγηθά απηά επηηεχγκαηα. Μειινληηθά ε κεγάιεο θιίκαθαο ρξήζε θαη κεηαηξνπή ζε αλαλεψζηκα απνζέκαηα πεγψλ ελέξγεηαο κπνξεί λα βνεζήζεη ζηε κείσζε ηεο εμάληιεζεο ησλ κε αλαλεψζηκσλ θαπζίκσλ. Οη αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο πεξηιακβάλνπλ ηελ ειηαθή αθηηλνβνιία, ηελ πδξνειεθηξηθή θαη αηνιηθή ελέξγεηα, ηελ παιηξξνηαθή ελέξγεηα, ηε γεσζεξκηθή ελέξγεηα πνπ πεξηέρεηαη ζην καλδχα θαηο ην βαζχ θινηφ ηεο γεο θαη ηε ζαιάζζηα ζεξκηθή ελέξγεηα (ε ζεξκηθή ελέξγεηα ηνπ σθεαλνχ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηε ιεηηνπξγία ζηξνβηινγελλεηξηψλ). Δλψ νη αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο απνηεινχλ έλα κηθξφ πνζνζηφ ηεο ζπλνιηθά θαηαλαιηζθφκελεο ελέξγεηαο, ζα παίμνπλ φκσο ζεκαληηθφ ξφιν ζην κέιινλ θαζψο εμαληινχληαη νη κε αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο. 9

1.5.1 Πιενλεθηήκαηα αλαλεώζηκωλ πεγώλ ελέξγεηαο Μείσζε Δμάξηεζεο απφ ζπκβαηηθά, ελεξγεηαθά θαχζηκα Πεξηβάιινλ: πκβνιή ζηελ άκβιπλζε ηνπ θαηλνκέλνπ ηνπ ζεξκνθεπίνπ Δλίζρπζε ηεο ελεξγεηαθήο αλεμαξηεζίαο, αζθάιεηαο, ελεξγεηαθνχ εθνδηαζκνχ ζε εζληθφ επίπεδν Απνθέληξσζε ηνπ ελεξγεηαθνχ ζπζηήκαηνο Οηθνλνκία: Υακειφ ιεηηνπξγηθφ θφζηνο, απεμάξηεζε απφ ηηο δηαθπκάλζεηο ησλ ηηκψλ ησλ ζπκβαηηθψλ θαπζίκσλ, δηεζλψλ πνιηηηθψλ εμειίμεσλ Οξζνινγηθή αμηνπνίεζε ησλ ελεξγεηαθψλ πφξσλ, αλάινγα κε αλάγθεο θαη ραξαθηεξηζηηθά ηεο Αλαλεψζηκεο πεγήο Αλάπηπμε αλαδσνγφλεζε νηθνλνκηθά θαη θνηλσληθά ππνβαζκηζκέλσλ πεξηνρψλ 1.5.2 Μεηνλεθηήκαηα αλαλεώζηκωλ πεγώλ ελέξγεηαο Αλάπηπμε Σερλνινγίαο, αξρηθφ θφζηνο πληειεζηήο απφδνζεο, ηεο ηάμεο ηνπ 30% ηαζεξφηεηα παξαγσγήο, εμάξηεζε απφ ηηο επνρέο ηνπ ρξφλνπ, ηνλ ρψξν Πεξηβαιινληηθά δεηήκαηα: Οπηηθή φριεζε, γεηηλίαζε πεξηνρψλ, ζφξπβνο, φριεζε ρισξίδαο, παλίδαο 10

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 2. ΔΙΓΗ ΑΝΑΝΔΩΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΔΝΔΡΓΔΙΑ 2.1 Ηιηαθή ελέξγεηα Ωο ειηαθή ελέξγεηα νξίδεηαη ε ελέξγεηα πνπ θζάλεη απφ ηνλ ήιην ζηε γε. Η ελέξγεηα απηή εθπέκπεηαη απφ ηνλ ήιην ιφγσ ηεο πςειήο ζεξκνθξαζίαο ηνπ, θαη κεηαδίδεηαη κέζα απφ ην δηάζηεκα κε αθηηλνβνιία. Η ηζρχο ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο πνπ θζάλεη ζηε γε είλαη θαηά κέζν φξν 173 10^15 W θαη είλαη θαηά ηάμεηο κεγαιχηεξε ηεο κέζεο ηζρχνο πνπ απαηηεί ε αλζξσπφηεηα (7 10^12 W). Πέξαλ απηνχ φκσο, ε ειηαθή ελέξγεηα απνηέιεζε θαη απνηειεί ηε βαζηθή ελεξγεηαθή πεγή ζηε γε, θαζψο ζε απηήλ νθείιεηαη ν ζρεκαηηζκφο ή δηαζεζηκφηεηα ηεο πιεηνλφηεηαο ησλ ελεξγεηαθψλ πφξσλ, εμαληιήζηκσλ θαη κε, κε εμαηξέζεηο ηελ ππξεληθή ελέξγεηα, ηε γεσζεξκηθή (νθείιεηαη ζηε ζεξκνθξαζία ηεο γεο) θαη ηελ παιηξξνηαθή (νθείιεηαη ζηελ έιμε γεο ζειήλεο). Η γε βξίζθεηαη ζε απφζηαζε 150 εθαηνκκπξίσλ ρηιηνκέηξσλ απφ ηνλ ήιην, θαη κε δεδνκέλν φηη ν ήιηνο έρεη 125 θνξέο ηε δηάκεηξν ηεο γεο, πξνθχπηεη φηη ε ηειεπηαία δέρεηαη κφιηο ην 1/10^9 ηεο αθηηλνβνιίαο πνπ εθπέκπεη ν ήιηνο. Η ειηθία ηνπ ήιηνπ εθηηκάηαη κεγαιχηεξε απφ πέληε δηζεθαηνκκχξηα έηε, ελψ ππνινγίδεηαη φηη ν ήιηνο ζα ζπλερίζεη λα εθπέκπεη αθηηλνβνιία κε ηνλ ίδην ξπζκφ γηα άιια ηφζα έηε ηνπιάρηζηνλ. Δπνκέλσο ε ειηαθή ελέξγεηα είλαη κία αλαλεψζηκε πεγή ελέξγεηαο. 2.1 Ηιηαθή ελέξγεηα 11

2.2 Αηνιηθή ελέξγεηα Ο άλεκνο είλαη ξεχκα αέξα πνπ πξνθαιείηαη απφ ηηο δηαθνξέο ζεξκνθξαζηψλ ηνπ αέξα ηεο αηκφζθαηξαο. Γηα παξάδεηγκα, θαηά ηελ εκέξα ν ήιηνο κπνξεί λα ζεξκαίλεη ην έδαθνο πνπ κε ηε ζεηξά ηνπ ζεξκαίλεη ηνλ αέξα πνπ βξίζθεηαη ζε επαθή κε απηφ. Ο ζεξκφο αέξαο πνπ δεκηνπξγείηαη έηζη δηαζηέιιεηαη, γίλεηαη ειαθξχηεξνο επνκέλσο θαη θηλείηαη πξνο ηα πάλσ (αλνδηθφ ξεχκα). Η ρακειή πίεζε θάησ απφ ηνλ αλεξρφκελν αέξα πξνθαιεί ηελ θίλεζε ςπρξνχ αέξα πξνο ην ζεκείν απηφ θαη απφ θάζε θαηεχζπλζε. Η θηλεηηθή ελέξγεηα ησλ αλέκσλ νξίδεηαη σο Αηνιηθή Δλέξγεηα. Παγθφζκηα ππάξρνπλ ζεκαληηθφηαηεο δηαθνξέο ζεξκνθξαζηψλ θαζψο νη ηξνπηθέο πεξηνρέο κπνξνχλ λα έρνπλ ζεξκνθξαζίεο πάλσ απφ 38 C φηαλ ζηηο πνιηθέο πεξηνρέο νη ζεξκνθξαζίεο κπνξνχλ λα είλαη πνιχ θάησ ηνπ 0 C. Οη δηαθνξέο απηέο νθείινληαη θπξίσο ζηε δηαθνξεηηθή γσλία ππφ ηελ νπνία πξνζπίπηνπλ νη αθηίλεο ηνπ ήιηνπ θαζψο π.ρ. ε αθηηλνβνιία πνπ πξνζπίπηεη ππφ κηθξφηεξε γσλία ζηνπο πφινπο αλαθιάηαη θπξίσο πξνο ην δηάζηεκα. αλ απνηέιεζκα, ν δεζηφο ειαθξχο αέξαο απφ ηηο ηξνπηθέο πεξηνρέο αλπςψλεηαη θαη θηλείηαη πξνο ηνπο πφινπο, ελψ ηαπηφρξνλα βαξχηεξνο αέξαο απφ ηνπο πφινπο θηλείηαη, θάησ απφ ην δεζηφ αέξα, πξνο ηνλ ηζεκεξηλφ (πιαλεηηθφο άλεκνο). Οη θηλήζεηο απηέο ησλ αεξίσλ καδψλ δελ είλαη αθξηβψο θάζεηεο πξνο ηνλ ηζεκεξηλφ ιφγσ ηεο θίλεζεο ηεο γεο, ψζηε ηειηθά ν αέξαο πνπ θηλείηαη πξνο ηνλ ηζεκεξηλφ θιίλεη δπηηθά, ελψ ν αέξαο πνπ θηλείηαη πξνο ηνπ πφινπο θιίλεη αλαηνιηθά. ηελ πξάμε, ζηα δπν εκηζθαίξηα ηνπ πιαλήηε δηαθξίλνληαη απφ ηξεηο πεξηνρέο ζρεκαηηζκνχ αλέκσλ πνπ νξίδνληαη σο θειχθε. ηνλ ηζεκεξηλφ είλαη ην ηξνπηθφ θέιπθνο πνπ εθηείλεηαη 30 βφξεηα θαη 30 λφηηα. Η πίεζε ηνπ αέξα εδψ είλαη πάληα ρακειή. Ο αέξαο ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο αλπςψλεηαη θαη είλαη πάληα δεζηφο θαη πγξφο, ελψ νη άλεκνη είλαη ζπλήζσο κηθξήο έληαζεο. Βφξεηα θαη λφηηα ηνπ ηξνπηθνχ θειχθνπο ππάξρνπλ δψλεο δπηηθψλ αλέκσλ, ελψ πέξαλ απηψλ ζπλαληάηαη ην πνιηθφ κέησπν φπνπ θαηαιήγνπλ νη πνιηθνί αλαηνιηθνί άλεκνη. Πέξαλ ησλ πιαλεηηθψλ αλέκσλ, ζρεκαηίδνληαη άλεκνη ιφγσ ηνπηθψλ δηαθνξψλ ζεξκνθξαζίαο ή ιφγσ ηεο ηνπνγξαθίαο (ηνπηθνί άλεκνη). ηελ θαηεγνξία απηή αλήθεη ε ςπρξή αχξα απφ ηε ζάιαζζα θαηά ηελ εκέξα, ή απφ ηε ζηεξηά πξνο ηε ζάιαζζα θαηά ηε λχρηα, επεηδή αθξηβψο ε ζηεξηά δεζηαίλεηαη πεξηζζφηεξν θαηά ηελ εκέξα απφ ηνλ ήιην (ε ζάιαζζα έρεη κεγάιε ζεξκνρσξεηηθφηεηα ψζηε δελ κεηαβάιιεηαη ζεκαληηθά ε ζεξκνθξαζία ηεο) θαη αληίζηνηρα επεηδή ε ζάιαζζα ςχρεηαη αξγφηεξα 12

θαη άξα δηαηεξεί ηε ζεξκνθξαζία ηεο θαηά ηε λχρηα. Δπίζεο, ζε κνξθνινγία κε βνπλά θαη θνηιάδεο θαη ιφγσ ηεο αλνκνηφκνξθεο ζέξκαλζεο ησλ θιηηχσλ θαη ηνπ ππζκέλα ηεο θνηιάδαο, ζπλαληψληαη ζηηο θιηηήο ζεξκνί αλεξρφκελνη άλεκνη θαηά ηελ εκέξα θαη ςπρξνί θαηεξρφκελνη θαηά ηε λχρηα. ε παξαζαιάζζηεο ζέζεηο ε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ κπνξεί λα είλαη θαηά 0,5 m/s κεγαιχηεξε απφ γεηηνληθέο επεηξσηηθέο ζέζεηο. Σα πεξάζκαηα ζε νξεηλέο πεξηνρέο είλαη ζπρλά ζέζεηο πςεινχ δπλακηθνχ αηνιηθήο ελέξγεηαο, εηδηθφηεξα εάλ ην άλνηγκά ηνπο είλαη θαηά ηελ θαηεχζπλζε ηνπ επηθξαηνχληνο αλέκνπ. ηελ θνξπθή ινθνζεηξψλ πνπ εθηείλνληαη θάζεηα πξνο ηνλ επηθξαηνχληα άλεκν, παξαηεξείηαη απμεκέλε ηαρχηεηα αλέκνπ (π.ρ. έσο θαη δηπιάζηα) ιφγσ ηεο πχθλσζεο ησλ ξντθψλ γξακκψλ πνπ επηβάιιεη ε ζηέλσζε ηεο δηαζέζηκεο επηθάλεηαο ξνήο απφ ηελ έμαξζε ηεο ινθνζεηξάο. Γηα ηελ εθκεηάιιεπζε ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο ρξεζηκνπνηνχληαη εηδηθέο δηαηάμεηο πνπ εθζέηνπλ έλαλ δξνκέα (πηεξσηή ηχπνπ έιηθαο, κε έλα ή πεξηζζφηεξα πηεξχγηα) ζην ξεχκα ηνπ αλέκνπ, ιακβάλνληαο έηζη κέξνο ηεο θηλεηηθήο ελέξγεηαο ηνπ, κε απνηέιεζκα ηελ πεξηζηξνθηθή θίλεζε ηνπ δξνκέα. Οη δηαηάμεηο απηέο ιέγνληαη αλεκνθηλεηήξεο ή εηδηθφηεξα αλεκνγελλήηξηεο Α/Γ φηαλ ν άμνλαο ηνπο θηλεί ειεθηξνγελλήηξηα παξαγσγήο ξεχκαηνο. Με ηε ρξήζε αλεκνθηλεηήξσλ (π.ρ. αλεκνγελλήηξηεο, αλεκφκπινη) ε αηνιηθή ελέξγεηα κεηαηξέπεηαη ζε πεξηζηξνθηθή θίλεζε ηνπ δξνκέα ηνπ αλεκνθηλεηήξα θαη ηνπ άμνλά ηνπ. Η πεξηζηξνθηθή θίλεζε κπνξεί λα αμηνπνηείηαη άκεζα π.ρ. γηα ηελ άληιεζε λεξνχ απφ πεγάδη, ηελ άιεζε ζηηεξψλ θιπ. ή λα κεηαηξέπεηαη κε αλεκνγελλήηξηα ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα. Η αηνιηθή ελέξγεηα ρξεζηκνπνηείηαη ζπλεζέζηεξα: 1. Γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηζκνχ ζε πεξηνρέο ζπλδεδεκέλεο ζην δίθηπν είηε γηα ηελ θάιπςε ηδίσλ αλαγθψλ (απηνπαξαγσγή ξεχκαηνο) ή γηα ηελ πψιεζε ηνπ ξεχκαηνο ζηελ εηαηξία εθκεηάιιεπζεο ηνπ δηθηχνπ ( αλεμάξηεηε παξαγσγή). 2. Γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηζκνχ ζε πεξηνρέο πνπ δελ είλαη ζπλδεδεκέλεο ζην δίθηπν, γηα ιεηηνπξγία είηε κφλεο ηνπο είηε κε ζπζζσξεπηέο (stand-alone) ή ζε ζπλδπαζκφ κε ζηαζκφ ειεθηξνπαξαγσγήο κε ληίδει (diesel-wind generator autonomous system). 3. Γηα ηελ παξαγσγή χδαηνο (αθαιάησζε) είηε κε ηε κέζνδν ηεο αληίζηξνθεο φζκσζεο (reverse osmosis), νπφηε ε παξαγφκελε ειεθηξηθή ελέξγεηα θαηαλαιψλεηαη γηα ηελ θίλεζε ησλ αληιηψλ πξνψζεζεο ηνπ πξνο αθαιάησζε 13

χδαηνο κέζσ ησλ εκηπεξαηψλ κεκβξαλψλ ή κε ηε κέζνδν ζπκπίεζεο αηκψλ, νπφηε ε πεξηζηξνθηθή θίλεζε ηνπ δξνκέα κπνξεί λα ρξεζηκνπνηείηαη άκεζα γηα ηελ θίλεζε ηνπ ζπκπηεζηή αηκψλ. 4. Γηα ζέξκαλζε, π.ρ. ζε ζεξκνθήπηα, κε δηαδνρηθή κεηαηξνπή ηεο ζε ειεθηξηζκφ θαη αθνινχζσο ζε ζεξκφηεηα κε ηε ρξήζε ειεθηξηθήο αληίζηαζεο ή κε ηελ θίλεζε αληιηψλ ζεξκφηεηαο. 5. ε παξαδνζηαθέο ρξήζεηο, φπσο πξναλαθέξζεθαλ (άιεζε, άληιεζε, άξδεπζε). 2.2 Αηνιηθή ελέξγεηα 2.3 Γεωζεξκηθή ελέξγεηα Η ζεξκνθξαζία ηεο γεο απμάλεηαη κε ην βάζνο, θαη ν εζσηεξηθφο ππξήλαο ηεο θζάλεη κηα κέγηζηε ζεξκνθξαζία πεξίπνπ 4000 C. Πξνθαιείηαη έηζη κηα ξνή ζεξκφηεηαο πνπ απειεπζεξψλεηαη κε αξγφ ξπζκφ πξνο ηα εμσηεξηθά ζηξψκαηα θαη ηειηθά ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο (ζηε ζηεξηά ή θάησ απφ ηε ζάιαζζα). Απηή ε ξνή ζεξκφηεηαο ιακβάλεη ρψξα θπξίσο κε αγσγή, ελψ ζε ιίγεο πεξηπηψζεηο πξαγκαηνπνηείηαη θαη κε ξεχκαηα θπθινθνξίαο κάγκαηνο ή χδαηνο. Γεσζεξκηθή ελέξγεηα είλαη αθξηβψο ε ζεξκφηεηα πνπ θζάλεη ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο ε νπνία ήδε εκπεξηέρεηαη ζην εζσηεξηθφ ηεο ιφγσ ηεο πςειήο ζεξκνθξαζίαο ηεο, 14

αιιά θαη αθφκα απηή πνπ παξάγεηαη πάιη απφ ην εζσηεξηθφ ηεο γεο απφ ηελ ππξεληθή δηάζπαζε ζηνηρείσλ φπσο ην νπξάλην θαη ην ζφξην θαη απφ ρεκηθέο αληηδξάζεηο. Σα ξαδηελεξγά ζηνηρεία θζάλνπλ ζην θινηφ ηεο γεο απφ απνθξπζηάιισζε ηεγκέλεο χιεο θαη βξίζθνληαη πεξηζζφηεξν ζε γξαλίηεο. Πάλησο ζην κεγαιχηεξν πνζνζηφ ηεο ε γεσζεξκηθή ελέξγεηα νθείιεηαη ζηελ ήδε απνζεθεπκέλε ελέξγεηα θαζψο νη ινηπέο αληηδξάζεηο έρνπλ εμαηξεηηθά αξγφ ξπζκφ. Δηδηθφηεξα, θαη παξαηεξψληαο κηα ηνκή ζην εζσηεξηθφ ηεο γεο δηαθξίλνπκε ηα εμήο ζηξψκαηα: Δμσηεξηθφο θινηφο ηεο γεο πάρνπο 30 km. Ο θινηφο είλαη ζηεξεφο, κε κέζε ππθλφηεηα 2700 kg/m^3, εηδηθή ζεξκφηεηα 1 kj/kg- C θαη ζεξκηθή αγσγηκφηεηα 2 W/m- C. Σν πάρνο ηνπ θινηνχ εκθαλίδεη δηαθπκάλζεηο, θζάλνληαο έσο θαη 70 km θάησ απφ ηηο επείξνπο αιιά κφιηο 6 km θάησ απφ ηνπο σθεαλνχο. Αθνινπζεί ν καλδχαο έσο βάζνπο 2900 km, πνπ βξίζθεηαη ζε εκίξξεπζηε θαηάζηαζε, κε ζεξκνθξαζία πεξί ηνπο 1000 C. ηε βάζε ηνπ ε ζεξκνθξαζία ηνπ θζάλεη ηνπο 3700 C, φκσο ε πνιχ ςειή πίεζε πνπ επηθξαηεί εθεί δηαηεξεί ηα πεηξψκαηα ζε ζηεξεά θαηάζηαζε. Ο εμσηεξηθφο ππξήλαο επεθηείλεηαη κέρξη βάζνπο 5150 km. Απνηειείηαη απφ πγξφ ζίδεξν θαη ε ζεξκνθξαζία ηνπ είλαη πεξίπνπ 2200 C. Σέινο ν εζσηεξηθφο ππξήλαο βξίζθεηαη κεηαμχ ησλ 5150 km θαη 6370 km (ε αθηίλα ηεο γεο) θαη έρεη ζεξκνθξαζία πεξί ηνπο 4000 C. Απνηειείηαη απφ ζηεξεφ ζίδεξν θαη ληθέιην. 2.3 Σνκή ηνπ εζσηεξηθνχ ηεο γεο 15

Δπνκέλσο ζε 30 km βάζνο ( πνπ είλαη ην πάρνο ηνπ εμσηεξηθνχ θινηνχ) ε ζεξκνθξαζία πιεζηάδεη ηνπο 1000 C. Πξάγκαηη, ν κέζνο ξπζκφο αχμεζεο ηεο ζεξκνθξαζίαο κε ην βάζνο πνπ νξίδεηαη σο γεσζεξκηθή βαζκίδα, κεηξήζεθε πεξίπνπ 30 C/km. Ο ξπζκφο απηφο είλαη ζρεηηθά ζηαζεξφο κε ην βάζνο θαζφζνλ ζπκβαίλεη κεηάδνζε ζεξκφηεηαο κε αγσγή θαη φρη κε ξεχκαηα θπζηθήο θπθινθνξίαο κάγκαηνο ή χδαηνο. Με βάζε ηελ αγσγηκφηεηα ηνπ θινηνχ (2 W/m- C), πξνθχπηεη ε κέζε γεσζεξκηθή ξνή ζεξκφηεηαο ζηελ επηθάλεηα ηεο γεο ίζε πξνο 60 mw/m^2. Σν παξαπάλσ κέγεζνο θαίλεηαη κηθξφ ζε ζρέζε κε ησλ ινηπψλ αλαλεψζηκσλ (γηα ηηο νπνίεο είλαη πεξί ηα 500 W/m^2), αιιά απνθηά ελδηαθέξνλ ζε πεξηνρέο φπνπ εηδηθφηεξεο ζπλζήθεο επηηξέπνπλ ηελ απφιεςή ηεο κε πνιχ ηαρχηεξνπο ξπζκνχο, π.ρ. ηεο ηάμεο ησλ 10-20 W/m^2 γηα παξαγσγή 100 MW/km^2. Δπίζεο ε απνζεθεπκέλε ελέξγεηα ζην θινηφ ηεο γεο ππνινγίδεηαη ζε 10^20 J/km^2, ψζηε ε εθκεηάιιεπζε κφιηο ηνπ 0,1% απηήο ζα επέηξεπε ηε ιεηηνπξγία εγθαηαζηάζεσλ ηζρχνο 100 MW/km^2 γηα 30 έηε. 2.4 Δλέξγεηα βηνκάδαο Ωο βηνκάδα νξίδνληαη φινη νη ηχπνη δψζεο χιεο πνπ κπνξνχλ λα κεηαηξαπνχλ ζε θάπνηα κνξθή ελέξγεηαο. Νννχληαη έηζη ηα μχια, απφβιεηα μπιείαο, θινχδηα ζηηαξηνχ, θειχθε μεξψλ θαξπψλ, θινηφο ξπδηνχ, απνξξίκκαηα, αλζξψπηλα θαη δσηθά πεξηηηψκαηα, απφβιεηα δαραξνθάιακσλ θαη νξγαληθέο εθξνέο ξεπκάησλ ή ιηκλψλ. Η μεξή χιε βηνκάδαο πνπ αλαθπθιψλεηαη ζηε βηφζθαηξα είλαη πεξίπνπ 250 10^9 t/y, απφ ηελ νπνία είλαη άλζξαθαο νη 100 10^9 t/y (κφιηο ην 0,5% απηήο ρξεζηκνπνηείηαη γηα αλζξψπηλεο ηξνθέο). Η ελέξγεηα θσηνζχλζεζεο αληίζηνηρα είλαη 2 10^21 J/y (=0,7 10^14 W). Απφ ηα παξαπάλσ ε πην ζεκαληηθή ελεξγεηαθά κνξθή είλαη ην μχιν θαη ηα απφβιεηα μπιείαο. Τπάξρνπλ πεξίπνπ 3,9 10^9 εθηάξηα δαζηθήο έθηαζεο ζηνλ θφζκν απφ ηα νπνία ηα 1,6 10^9 είλαη νηθνλνκηθά εθκεηαιιεχζηκα. Η ελέξγεηα πνπ δηαηίζεηαη κε θαχζε ηεο βηνκάδαο πνηθίιιεη απφ πεξίπνπ 10 MJ/kg γηα ην πξάζηλν μχιν ζε πεξίπνπ 40 MJ/kg γηα ηα ιίπε θαη έιαηα, θαη 55 MJ/kg γηα ην κεζάλην. Η βηνκάδα απνηειείηαη θπξίσο απφ πδαηάλζξαθεο πνπ θαηά κέζν φξν έρνπλ ζεξκφηεηα θαχζεο 20 MJ/kg μεξήο χιεο. 16

Η βηνκάδα κπνξεί λα ραξαθηεξίδεηαη σο αλαλεψζηκε θαη κε ξππνγψλνο πεγή ελέξγεηαο. Η αξρηθή ελέξγεηα ηνπ ζπζηήκαηνο βηνκάδα-νμπγφλν πξνέξρεηαη απφ ηνλ ήιην, ελέξγεηα πνπ δεζκεχνπλ ηα θπηά θαηά ηελ αλάπηπμή ηνπο κε ηελ δηαδηθαζία ηεο θσηνζχλζεζεο, φπσο κπνξεί λα απνδνζεί απινπζηεπκέλα κε ηελ εμίζσζε: Φσο CO2 + 2H2O O2+ [CH2O] +H2O Η ειηαθή αθηηλνβνιία παξέρεη ηελ απαηηνχκελε ελέξγεηα ψζηε ηα δπν άηνκα νμπγφλνπ πνπ βξίζθνληαη ζηα ηζάξηζκα κφξηα λεξνχ ζην αξηζηεξφ ζθέινο ηεο εμίζσζεο (ζεκεησκέλα κε Ο) λα ζρεκαηηζηνχλ ην κνξηαθφ νμπγφλν πνπ εκθαλίδεη πνιχ κεγάιε ελέξγεηα ζε ζρέζε κε ηα αληηδξψληα. Με ηε θσηνζχλζεζε πεξλά ν άλζξαθαο απφ αλφξγαλε κνξθή ζε νξγαληθή. Γηα παξάδεηγκα, γηα ηε γιπθφδε ε παξαπάλσ εμίζσζε παίξλεη ηε κνξθή: Φσο 6CO2 + 12H2O 6O2 + C6H12O6 + 6H2O Αληίζηνηρα, κε ηελ θαχζε ηεο ζρεκαηηζζείζαο βηνκάδαο πνπ ζπκβαίλεη θαηά ηελ αληίζεηε έλλνηα ησλ παξαπάλσ εμηζψζεσλ εθιχεηαη αθξηβψο ε ίδηα πνζφηεηα CO2 πνπ είρε απνξξνθεζεί απφ ην θπηφ γηα ηελ αλάπηπμή ηνπ. Δπίζεο ε βηνκάδα πξνέξρεηαη απφ δψζα θπηηθή ή δσηθή χιε ε νπνία αλαπαξάγεηαη, θαη επνκέλσο παξά ηελ θαηαλάισζε ηεο ε ελεξγεηαθή απηή κνξθή αλαδεκηνπξγείηαη. Πξφθεηηαη δειαδή γηα αλαλεψζηκε κνξθή ελέξγεηαο, εθφζνλ βέβαηα ηεξνχληαη θαλφλεο ζηε ρξήζε ηεο θαη θπξίσο φζνλ αθνξά ζηα θαπζφμπια, γηα ηα νπνία ζα πξέπεη ν ξπζκφο πινηφκεζεο λα κελ μεπεξλά ην ξπζκφ αλαδάζσζεο. Σν ηειεπηαίν δελ ζπκβαίλεη πάληα θαζψο γηα παξάδεηγκα ζε ρψξεο φπσο ην νπδάλ, ε Κέλπα, ην Νεπάι, ρξεζηκνπνηνχληαη θαπζφμπια γηα ην καγείξεκα, θαη ν ξπζκφο θαηαλάισζήο ηνπο μεπεξλά ην ξπζκφ αλάπηπμεο ησλ δαζψλ. ηηο πεξηπηψζεηο απηέο ε βηνκάδα ησλ δαζψλ είλαη πιένλ κηα εμαληιήζηκε πεγή ελέξγεηαο, θαη ζα κπνξέζεη λα θαηαζηεί αλαλεψζηκε κφλνλ εθφζνλ εθαξκνζηεί εληαηηθή αλαδάζσζε θαη επηρεηξεζεί πεξηνξηζκφο ηεο θαηαλάισζεο κε ηελ εηζαγσγή πιένλ απνδνηηθψλ κεζφδσλ καγεηξέκαηνο (νη αλνηθηέο εζηίεο έρνπλ πνιχ ρακειή ελεξγεηαθή απφδνζε, ηεο ηάμεο ηνπ 5%). Μέρξη ην ηέινο ηνπ 19 νπ αηψλα, νπφηε ν άλζξαθαο θαηέζηε ε βαζηθή ελεξγεηαθή πεγή, ηα μχια απνηεινχζαλ ηελ θχξηα πεγή ελέξγεηαο. Σα μχια ρξεζηκνπνηνχληαη θαη πάιη, ζε πεξηνξηζκέλε φκσο θιίκαθα θαη θπξίσο ζηνλ νηθηαθφ ηνκέα. Έηζη ε ρξήζε ηεο βηνκάδαο σο πεγή ελέξγεηαο αλέξρεηαη ζε 12% δηεζλψο, ελψ ζε πνιιέο 17

αλαπηπζζφκελεο ρψξεο θζάλεη ην 50% ηεο ζπλνιηθήο ελέξγεηαο πνπ παξάγνπλ. Πεξίπνπ ν κηζφο παγθφζκηνο πιεζπζκφο ρξεζηκνπνηεί ην μχιν ή άιιε βηνκάδα γηα ην καγείξεκα. Θεσξψληαο εκεξήζηα θαηαλάισζε 0,5 έσο 1,0 kg μεξήο βηνκάδαο θαη άηνκν, πξνθχπηεη ηζρχο 10-20 MJ/d ή θαηά κέζν φξν 150 W (είλαη απμεκέλε ε θαηαλάισζε, ιφγσ ηεο ρακειήο απφδνζεο ησλ αλνηθηψλ εζηηψλ), πνπ γηα ηα 2 10^9 άηνκα θζάλεη ηα 300 GW. Δθηφο απφ ηηο εθαξκνγέο ηνπ νηθηαθνχ ηνκέα, νη βηνκεραλίεο επίπισλ, μπιείαο θαη ράξηνπ αμηνπνηνχλ ηα αληίζηνηρα απφβιεηα γηα παξαγσγή αηκνχ, ν νπνίνο αθνινχζσο ρξεζηκνπνηείηαη γηα ζέξκαλζε ρψξσλ θαη ζε βηνκεραληθέο δηεξγαζίεο. Οη εθαξκνγέο βηνκάδαο, ζπκπεξηιακβαλνκέλεο ηεο θαηαλάισζεο πξντφλησλ μχινπ θαη ζθνππηδηψλ, πξαγκαηνπνηνχληαη εδψ θαη πνιιά ρξφληα. Σν βαζηθφηεξν πξφβιεκα ζηελ εθαξκνγή ηνπο είλαη ε δεκηνπξγία ελφο απνηειεζκαηηθνχ ζπζηήκαηνο ζπιινγήο θαη δηαλνκήο ηεο πξνκήζεηαο. Γεληθά ηα πξντφληα απηά είλαη κηθξήο ππθλφηεηαο, δεκηνπξγψληαο έηζη ζεκαληηθά πξνβιήκαηα κεηαθνξάο γηα ηελ παξάδνζε ηνπο ζηηο επηιεγκέλεο ζέζεηο θαηαλάισζεο. Γηα ηνλ παξαπάλσ ιφγν εμεηάδεηαη ελαιιαθηηθά ε κεηαηξνπή ηεο βηνκάδαο ζε άιια θαηαιιειφηεξα πγξά, αέξηα ή ζηεξεά θαχζηκα (βηνθαχζηκα), αληί ηεο ακέζνπ θαχζεο ηεο. ηηο θαηεξγαζίεο απηέο κεηαηξνπήο ζε βηνθαχζηκα εκπίπηνπλ ε ζεξκνρεκηθή ππξφιπζε θαη ε αεξηνπνίεζε. Η ππξφιπζε είλαη δηαδηθαζία φρη ηδηαίηεξα πςειήο ζεξκνθξαζίαο, φπνπ εθαξκφδεηαη ζέξκαλζε ηεο βηνκάδαο απνπζία αέξα γηα ην ζρεκαηηζκφ αεξίσλ, πγξψλ θαη ζηεξεψλ θαπζίκσλ. Αληίζεηα, ε αεξηνπνίεζε είλαη κηα πςειήο ζεξκνθξαζίαο δηαδηθαζία κε ηελ παξνπζία νμεηδσηηθνχ (π.ρ. αέξα), γηα ηελ παξαγσγή αεξίσλ θαπζίκσλ. 2.4 Αεξηνπνίεζε 18

Μηα δεχηεξε θαηεγνξία θαηεξγαζηψλ κεηαηξνπήο ηεο βηνκάδαο είλαη νη βηνρεκηθέο, κηα ησλ νπνίσλ είλαη ε δχκσζε, δειαδή κηθξνβηαθφο κεηαζρεκαηηζκφο νξγαληθψλ πιηθψλ πνπ πεξηιακβάλεη ρψξα δίρσο νμπγφλν θαη παξάγεη αιθνφιε θαη νξγαληθά ρεκηθά φπσο κεζάλην, αηζαλφιε, νμηθφ νμχ θαη αθεηφλε. Η ηππηθή δηαδηθαζία κεηαηξνπήο ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο ζε ειεθηξηζκφ κε ηε ρξήζε θαιιηεξγεηψλ σο ζπιιέθηε είλαη γηα ηελ ψξα αλαπνηειεζκαηηθή. Αλαθνξηθά κε ηελ νηθνλνκηθφηεηα ρξήζεο ηεο βηνκάδαο, ηνχηε εμαζθαιίδεηαη εθφζνλ εθαξκφδεηαη θαηεξγαζία ήδε ζπγθεληξσκέλεο χιεο, θαζψο ην θφζηνο ζπιινγήο δηάζπαξηεο βηνκάδαο είλαη ζπλήζσο κεγάιν θαη ε δηαδηθαζία πνιχπινθε. 2.5 Τδξνειεθηξηθή ελέξγεηα Πξφθεηηαη γηα ηε κεραληθή ελέξγεηα ηνπ χδαηνο πνπ κπνξεί θπξίσο θαη ζπλήζσο λα δεζκεπζεί ζε πδαηνπηψζεηο, ελψ κηθξφηεξν ελδηαθέξνλ παξνπζηάδνπλ νη πεξηπηψζεηο ησλ παιηξξνηψλ (ιφγσ ηεο ζπαληφηεξεο, γεσγξαθηθά, εκθάληζήο ηνπο) θαη ηεο ελέξγεηαο ησλ θπκάησλ (δελ είλαη αθφκα νηθνλνκηθά ειθπζηηθέο νη ηερλνινγίεο αμηνπνίεζήο ηνπο). Πεξίπνπ ην έλα ηέηαξην ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο πνπ πξνζπίπηεη ζηε γε θαηαλαιψλεηαη γηα ηελ εμάηκηζε χδαηνο. Έηζη, νη πδξαηκνί ζηελ αηκφζθαηξα αληηπξνζσπεχνπλ κηα ηεξάζηηα ελεξγεηαθή απνζήθεπζε πνπ αλαλεψλεηαη ζπλερψο. Όκσο, ην κεγαιχηεξν κέξνο ηεο αλαθπθιψλεηαη ζηελ αηκφζθαηξα, φηαλ νη πδξαηκνί ζπκππθλψλνληαη γηα λα ζρεκαηίζνπλ βξνρή ή ρηφλη, θαη κφλν έλα κηθξφ ηκήκα ηεο (κηθξφηεξν απφ 0,1%) είλαη δπλακηθά δηαζέζηκν θαηά ηελ πεξίπησζε πνπ ε βξνρή πέθηεη ζηελ μεξά. Η πδξνειεθηξηθή ηερλνινγία είλαη κηα απφ ηηο θχξηεο ελεξγεηαθέο ηερλνινγίεο θαζψο θαιχπηεη πεξί ην 20% ησλ παγθνζκίσλ αλαγθψλ ζε ειεθηξηζκφ, ελψ ζηηο αλαπηπζζφκελεο ρψξεο θζάλεη ην 40%. Η δπλακηθφηεηα ησλ κεγάισλ πδξνειεθηξηθψλ ζρεκάησλ κπνξεί λα είλαη πνιιαπιάζηα απηήο ησλ ζπκβαηηθψλ ζηαζκψλ. Οη πδξνειεθηξηθνί ζηαζκνί είλαη ηδηαίηεξα απνδνηηθνί, αμηφπηζηνη θαη κε κεγάιν ρξφλν δσήο. Δίλαη ξπζκηδφκελνη θαη εηζάγνπλ έλα ζηνηρείν απνζήθεπζεο ζην ζχζηεκα παξαγσγήο ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. ηε ρψξα καο έρνπλ αλαπηπρζεί ζε 19

κεγάιν βαζκφ ηα πδξνειεθηξηθά έξγα, ηνπιάρηζηνλ γηα ηηο πεξηνρέο πνπ εκθαλίδνπλ πςειφ δπλακηθφ. Έηζη ε Γ.Δ.Η. έρεη εγθαηαζηήζεη πδξνειεθηξηθέο κνλάδεο ζπλνιηθήο ηζρχνο 3052,4 MW, ψζηε πιένλ ζεκαληηθφ ελδηαθέξνλ θαη δπλακηθή εκθαλίδνπλ ηα κηθξά πδξνειεθηξηθά έξγα. 2.5 Τδξνειεθηξηθφο ζηαζκφο 20

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 3. ΦΩΣΟΒΟΛΣΑΪΚΑ ΤΣΗΜΑΣΑ 3.1 Φωηνβνιηαϊθό θαηλόκελν Σν θσηνβνιηατθφ θαηλφκελν θαη ε ιεηηνπξγία ηνπ θσηνβνιηατθνχ ζπζηήκαηνο ζηεξίδεηε ζηηο βαζηθέο ηδηφηεηεο ησλ εκηαγσγψλ πιηθψλ ζε αηνκηθφ επίπεδν. Αο πάξνπκε φκσο ηα πξάγκαηα απφ ηελ αξρή. Όηαλ ην θσο πξνζπίπηεη ζε κηα επηθάλεηα είηε αλαθιάηαη, είηε ηελ δηαπεξλά (δηαπεξαηφηεηα) είηε απνξξνθάηαη απφ ην πιηθφ ηεο επηθάλεηαο. Η απνξξφθεζε ηνπ θσηφο νπζηαζηηθά ζεκαίλεη ηελ κεηαηξνπή ηνπ ζε κηα άιιε κνξθή ελέξγεηαο (ζχκθσλα κε ηελ αξρή δηαηήξεζεο ηεο ελέξγεηαο) ε νπνία ζπλήζσο είλαη ε ζεξκφηεηα. Παξφια απηά φκσο ππάξρνπλ θάπνηα πιηθά ηα νπνία έρνπλ ηελ ηδηφηεηα λα κεηαηξέπνπλ ηελ ελέξγεηα ησλ πξνζπηπηφλησλ θσηνλίσλ (παθέηα ελέξγεηαο) ζε ειεθηξηθή ελέξγεηα. Απηά ηα πιηθά είλαη νη εκηαγσγνί θαη ζε απηά νθείιεηαη επίζεο ε ηεξάζηηα ηερλνινγηθή πξφνδνο πνπ έρεη ζπληειεπηεί ζηνλ ηνκέα ηεο ειεθηξνληθήο θαη ζπλεπαθφινπζα ζηνλ επξχηεξν ρψξν ηεο πιεξνθνξηθήο θαη ησλ ηειεπηθνηλσληψλ. Γεληθφηεξα ηα πιηθά ζηελ θχζε ζε ζρέζε κε ηα ειεθηξηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπο εκπίπηνπλ ζε ηξεηο θαηεγνξίεο, ηνπο αγσγνχο ηνπ ειεθηξηζκνχ, ηνπο κνλσηέο θαη ηνπο εκηαγσγνχο. Έλαο εκηαγσγφο έρεη ηελ ηδηφηεηα λα κπνξεί λα ειεγρζεί ε ειεθηξηθή ηνπ αγσγηκφηεηα είηε κφληκα είηε δπλακηθά. Υαξαθηεξηζηηθά Ηκηαγωγώλ: Σν ραξαθηεξηζηηθφ ζηνηρείν ελφο εκηαγσγνχ πνπ ην δηαθνξνπνηεί απφ ηα ππφινηπα πιηθά είλαη ν αξηζκφο ησλ ειεθηξνλίσλ ελφο αηφκνπ πνπ βξίζθεηαη ζηελ εμσηεξηθή ηνπ ζηνηβάδα (ζζέλνπο). Ο πεξηζζφηεξν γλσζηφο εκηαγσγφο είλαη ην ππξίηην (Si) γηα απηφ θαη ζα επηθεληξσζνχκε ζε απηφ. 21

3.1 Ππξίηην (Si) Σν ππξίηην έρεη αηνκηθφ αξηζκφ 14 θαη έρεη ζηελ εμσηεξηθή ηνπ ζηνηβάδα 4 ειεθηξφληα. Όια ηα άηνκα πνπ έρνπλ ιηγφηεξα ε πεξηζζφηεξα ειεθηξφληα ζηελ εμσηεξηθή ζηνηβάδα (είλαη γεληθά ζπκπιεξσκέλε κε 8 ειεθηξφληα) ςάρλνπλ άιια άηνκα κε ηα νπνία κπνξνχλ λα αληαιιάμνπλ ειεθηξφληα ή λα κνηξαζζνχλ θάπνηα κε ζθνπφ ηειηθά λα απνθηήζνπλ ζπκπιεξσκέλε εμσηεξηθή ζηνηβάδα ζζέλνπο. ε απηήλ ηελ ηάζε νθείιεηαη θαη ε θξπζηαιιηθή δνκή ηνπ ππξηηίνπ αθνχ φηαλ ζπλππάξρνπλ πνιιά άηνκα καδί δηαηάζζνληαη κε ηέηνην ηξφπν ψζηε λα ζπλεηζθέξνπλ ειεθηξφληα κε φια ηα γεηηνληθά ηνπο άηνκα θαη ηειηθά κε απηφλ ηνλ ηξφπν λα απνθηνχλ κηα ζπκπιεξσκέλε εμσηεξηθή ζηνηβάδα θαη θξπζηαιιηθή δνκή. Απηή είλαη θαη ε θαζνξηζηηθή ηδηφηεηα πνπ έρνπλ ηα θξπζηαιιηθά πιηθά. ηελ θξπζηαιιηθή ηνπ κνξθή φκσο ην ππξίηην είλαη ζηαζεξφ. Γελ έρεη αλάγθε νχηε λα πξνζζέζεη νχηε λα δηψμεη ειεθηξφληα θάηη πνπ νπζηαζηηθά ηνπ δίλεη ειεθηξηθά ραξαθηεξηζηηθά πνιχ θνληά ζε απηά ελφο κνλσηή αθνχ δελ ππάξρνπλ ειεχζεξα ειεθηξφληα γηα ηελ δεκηνπξγία ειεθηξηθνχ ξεχκαηνο ζην εζσηεξηθφ ηνπ. Γεκηνπξγία ειεθηξηθά θνξηηζκέλωλ εκηαγωγώλ: Σηο εκηαγσγέο ηδηφηεηεο ηνπ ην ππξίηην ηηο απνθηά κε ηερληθφ ηξφπν. Απηφ πξαθηηθά γίλεηαη κε ηελ πξφζκεημε κε άιια ζηνηρεία ηα νπνία είηε έρνπλ έλα ειεθηξφλην πεξηζζφηεξν είηε έλα ιηγφηεξν ζηελ ζηνηβάδα ζζέλνπο ησλ. Απηή ε πξφζκεημε ηειηθά θάλεη ηνλ θξχζηαιιν δεθηηθφ είηε ζε ζεηηθά θνξηία (πιηθφ ηχπνπ p) είηε ζε αξλεηηθά θνξηία (πιηθφ ηχπνπ n) Γηα λα θηηαρηεί ινηπφλ έλαο εκηαγσγφο ηχπνπ n ή αιιηψο έλαο αξλεηηθά θνξηηζκέλνο θξχζηαιινο ππξηηίνπ ζα πξέπεη λα γίλεη πξφζκεημε ελφο πιηθνχ κε 5e ζηελ εμσηεξηθή ηνπ ζηνηβάδα φπσο γηα παξάδεηγκα ην αξζεληθφ (As). 22

3.2 Αξζέλην (As) Αληίζηνηρα γηα λα δεκηνπξγήζνπκε έλαλ εκηαγσγφ ηχπνπ p ε αιιηψο ζεηηθά θνξηηζκέλνο θξχζηαιινο ππξηηίνπ ρξεηάδεηαη λα γίλεη πξφζκεημε ζηνλ θξχζηαιιν θάπνηνπ πιηθνχ φπσο ην βφξην (Β) πνπ έρεη 3 ειεθηξφληα ζηελ εμσηεξηθή ηνπ ζηνηβάδα. 3.3 Βφξην (Β) Γεκηνπξγία ηεο επαθήο (ηνπ ειεθηξηθνύ πεδίνπ): Δάλ θέξνπκε ζε επαθή δχν θνκκάηηα ππξηηίνπ ηχπνπ n θαη ηχπνπ p ην έλα απέλαληη απφ ην άιιν δεκηνπξγείηαη κηα δίνδνο ε αιιηψο έλα ειεθηξηθφ πεδίν ζηελ επαθή ησλ δχν πιηθψλ ην νπνίν επηηξέπεη ηελ θίλεζε ειεθηξνλίσλ πξνο κηα θαηεχζπλζε κφλν. 3.4 Δπαθή p-n Σα επηπιένλ ειεθηξφληα ηεο επαθήο n έιθνληαη απφ ηηο νπέο ηηο επαθήο p. Απηφ ην δεπγάξη ησλ δχν πιηθψλ είλαη ην δνκηθφ ζηνηρείν ηνπ θσηνβνιηατθνχ θειηνχ θαη ε βάζε ηεο θσηνβνιηατθήο ηερλνινγίαο. 23

Η επίδξαζε ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο: Η ειηαθή αθηηλνβνιία έξρεηαη κε ηελ κνξθή παθέησλ ελέξγεηαο ή θσηνλίσλ. Σα θσηφληα φηαλ πξνζπίπηνπλ ζε κηα δηάηαμε θσηνβνιηατθνχ θειηνχ πεξλνχλ αδηαηάξαρηα ηελ επαθή ηχπνπ n θαη ρηππνχλ ηα άηνκα ηεο πεξηνρήο ηχπνπ p. Σα ειεθηξφληα ηεο πεξηνρήο ηχπνπ p αξρίδνπλ θαη θηλνχληαη κεηαμχ ησλ νπψλ ψζπνπ ηειηθά θηάλνπλ ζηελ πεξηνρή ηεο δηφδνπ φπνπ θαη έιθνληαη πιένλ απφ ην ζεηηθφ πεδίν ηεο εθεί πεξηνρήο. Αθνχ μεπεξάζνπλ ην ελεξγεηαθφ ράζκα απηήο ηεο πεξηνρήο κεηά είλαη αδχλαηνλ λα επηζηξέςνπλ. ην θνκκάηη ηεο επαθήο n πιένλ έρνπκε κηα πεξίζζεηα ειεθηξνλίσλ πνπ κπνξνχκε λα εθκεηαιιεπηνχκε. Απηή ε πεξίζζεηα ησλ ειεθηξνλίσλ κπνξεί λα παξάγεη ειεθηξηθφ ξεχκα εάλ ηνπνζεηήζνπκε κηα δηάηαμε φπσο έλαο κεηαιιηθφο αγσγφο ζην πάλσ κέξνο ηεο επαθήο n θαη ζην θάησ ηεο επαθήο p θαη έλα θνξηίν ελδηάκεζα κε ηέηνην ηξφπν ψζηε λα θιείζεη έλαο αγψγηκνο δξφκνο γηα ην ειεθηξηθφ ξεχκα πνπ παξάγεηαη. Απηή είλαη απινπνηεκέλα ε γεληθή αξρή ιεηηνπξγίαο ηνπ θσηνβνιηατθνχ θαηλφκελνπ. 3.5 Φσηνβνιηατθφ θαηλφκελν 24

3.2 Σερλνινγίεο θωηνβνιηαϊθώλ ζηνηρείωλ Σα θσηνβνιηατθά ζηνηρεία ρσξίδνληαη ζε δπν βαζηθέο θαηεγνξίεο: 1. Κξπζηαιιηθνχ Ππξηηίνπ Μνλνθξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ, κε νλνκαζηηθέο απνδφζεηο πιαηζίσλ 14,5% έσο 21%, Πνιπθξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ, κε νλνκαζηηθέο απνδφζεηο πιαηζίσλ 13% έσο 14,5%.2. 2. Λεπηψλ Μεκβξαλψλ Άκνξθνπ Ππξηηίνπ, νλνκαζηηθήο απφδνζεο ~7%. Υαιθνππξηηψλ CIS / CIGS, νλνκαζηηθήο απφδνζεο απφ 7% έσο 11%. Σν ππξίηην (Si) είλαη ε βάζε γηα ην 90% πεξίπνπ ηεο παγθφζκηαο παξαγσγήο θσηνβνιηατθψλ. Η θπξηαξρία απηή νθείιεηαη αξρηθά ζηελ ηεξάζηηα παγθφζκηα επηζηεκνληθή θαη ηερληθή ππνδνκή γηα ην πιηθφ απηφ απφ ηε δεθαεηία ηνπ '60. Μεγάιεο θπβεξλεηηθέο θαη βηνκεραληθέο επελδχζεηο έγηλαλ ζε πξνγξάκκαηα γηα ηηο 25

ρεκηθέο θαη ειεθηξνληθέο ηδηφηεηεο ηνπ Si, ψζηε λα δεκηνπξγεζεί ν εμνπιηζκφο πνπ απαηηείηαη ζηα βήκαηα ηεο επεμεξγαζίαο γηα ηελ απφθηεζε ηεο απαξαίηεηεο θαζαξφηεηαο θαη ηεο θξπζηαιιηθήο δνκήο ηνπ πιηθνχ. Η γλψζε πνπ πξνέθπςε έηζη γηα ην ππξίηην, ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θαη ε αθζνλία ηνπ ζηε γε, ην θαηέζηεζαλ ηθαλφ θαη ζπκθέξνλ κέζν γηα ηελ εθκεηάιιεπζε ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο. Δληνχηνηο, ιφγσ ηνπ φηη είλαη εχζξαπζην, ην ππξίηην απαηηεί ηνλ ζρεκαηηζκφ ζηνηρείσλ ζρεηηθά κεγάινπ πάρνπο. Απηφ ζεκαίλεη φηη κεξηθά απφ ηα ειεθηξφληα πνπ απειεπζεξψλνληαη κεηά ηελ απνξξφθεζε ηεο ειηαθήο ελέξγεηαο πξέπεη λα ηαμηδέςνπλ κεγάιεο απνζηάζεηο γηα λα εληαρζνχλ ζηελ ξνή ηνπ ξεχκαηνο θαη λα ζπλεηζθέξνπλ ζην ειεθηξηθφ θχθισκα. πλεπψο, ην πιηθφ ζα πξέπεη λα έρεη πςειή θαζαξφηεηα θαη δνκηθή ηειεηφηεηα, ψζηε λα απνηξέςεη ηελ επηζηξνθή ησλ ειεθηξνλίσλ ζηηο θπζηθέο ηνπο ζέζεηο. Οη αηέιεηεο πξέπεη λα απνθεπρζνχλ ψζηε ε ελέξγεηα ηνπ ειεθηξνλίνπ λα κελ κεηαηξαπεί ζε ζεξκφηεηα. Η παξαγσγή ζεξκφηεηαο, ε νπνία είλαη επηζπκεηή ζηα ειηαθά ζεξκηθά πιαίζηα, φπνπ απηή ε ζεξκφηεηα κεηαθέξεηαη ζε έλα ξεπζηφ, είλαη αλεπηζχκεηε ζηα θσηνβνιηαταθά πιαίζηα, φπνπ ε ειηαθή ελέξγεηα ζα πξέπεη λα κεηαηξαπεί ζε ειεθηξηθή. Σν ππξίηην, αλάινγα κε ηελ επεμεξγαζία ηνπ, δίλεη κνλνθξπζηαιιηθά, πνιπθξπζηαιιηθά ή άκνξθα πιηθά, απφ ηα νπνία παξάγνληαη ηα θσηνβνιηατθά ζηνηρεία. Σα ιεπηά πιηθά είλαη έλαο ηξφπνο λα κεησζεί ην θφζηνο ησλ θσηνβνιηατθψλ πιαηζίσλ θαη λα απμεζεί ε απφδνζή ηνπο. Δθηφο απφ ηε ρξήζε κηθξφηεξεο πνζφηεηαο πιηθνχ, έλα άιιν πιενλέθηεκα είλαη φηη νιφθιεξα πιαίζηα κπνξνχλ λα θαηαζθεπαζηνχλ παξάιιεια κε ηε δηαδηθαζία απφζεζεο. Απηφ είλαη ζπκθέξνλ νηθνλνκηθά, αιιά επίζεο πνιχ απαηηεηηθφ ηερληθά, επεηδή ε επεμεξγαζία ρσξίο αηέιεηεο αθνξά κεγαιχηεξε επηθάλεηα. ηα πιενλεθηήκαηα ησλ ιεπηψλ πιαηζίσλ ηα νπνία αλαθέξζεθαλ παξαπάλσ, ζα πξέπεη λα αληηπαξαηεζεί ε ρακειφηεξε σο ηψξα απφδνζή ηνπο, ε νπνία πεξηνξίδεηαη ζην 5-10%, αλάινγα κε ην πιηθφ. Πάλησο ε ηερλνινγία ιεπηνχ ζηξψκαηνο (thin film) είλαη ζε θάζε αλάπηπμεο, αθνχ κε δηάθνξεο κεζφδνπο επεμεξγαζίαο θαη ρξήζε δηαθνξεηηθψλ πιηθψλ αλακέλεηαη αχμεζε ηεο απφδνζεο, ζηαζεξνπνίεζε ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηνπο θαη αχμεζε ηεο δηείζδπζεο ζηελ αγνξά. ήκεξα πάλησο απνηεινχλ ηελ πην θζελή επηινγή θσηνβνιηατθψλ πιαηζίσλ. 26

3.6 Κνκκάηη ππξηηίνπ 3.3 Φωηνβνιηαϊθή δηάηαμε Σα θσηνβνιηαίθά πιαίζηα έρνπλ σο βαζηθφ κέξνο ην ειηαθφ ζηνηρείν (solar cell) πνπ είλαη έλαο θαηάιιεια επεμεξγαζκέλνο εκηαγσγφο κηθξνχ πάρνπο ζε επίπεδε επηθάλεηα. Η πξφζπησζε ειηαθήο αθηηλνβνιίαο δεκηνπξγεί ειεθηξηθή ηάζε θαη κε ηελ θαηάιιειε ζχλδεζε ζε θνξηίν παξάγεηαη ειεθηξηθφ ξεχκα. Σα θσηνβνιηατθά ζηνηρεία νκαδνπνηνχληαη θαηάιιεια θαη ζπγθξνηνχλ ηα θσηνβνιηατθά πιαίζηα ή γελλήηξηεο (module), ηππηθήο ηζρχνο απφ 20W έσο 300W. Οη θσηνβνιηατθέο γελλήηξηεο ζπλδένληαη ειεθηξνινγηθά κεηαμχ ηνπο θαη δεκηνπξγνχληαη νη θσηνβνιηατθέο ζπζηνηρίεο (arrays). 3.7 Solar cell, Module, Arrays 27

3.4 Γηάθξηζε θωηνβνιηαϊθώλ ζπζηεκάηωλ Τπάξρνπλ δπν θχξηεο θαηεγνξίεο ζπζηεκάησλ, ην δηαζπλδεδεκέλν κε ην δίθηπν θαη ην απηφλνκν. Η απινχζηεξε κνξθή ηνπ δεχηεξνπ εθ ησλ δπν απνηειείηαη απιψο απφ κηα θσηνβνιηατθή γελλήηξηα, ε νπνία κφλε ηεο ηξνθνδνηεί κε ζπλερέο ξεχκα έλα θνξηίν νπνηεδήπνηε ππάξρεη επαξθήο θσηεηλφηεηα. Απηνχ ηνπ ηχπνπ ην ζχζηεκα είλαη θνηλφ ζε εθαξκνγέο άληιεζεο. ε άιιεο πεξηπηψζεηο ην ζχζηεκα πεξηέρεη ζπλήζσο κηα θξνληίδα γηα απνζήθεπζε ελέξγεηαο απφ ηηο κπαηαξίεο. πρλά ζπκπεξηιακβάλεηαη θάπνηα κνξθή ξχζκηζεο ηεο ηζρχνο, φπσο ζηελ πεξίπησζε πνπ απαηηείηαη ελαιιαζζφκελν ξεχκα λα εμέξρεηαη απφ ην ζχζηεκα. ε κεξηθέο πεξηπηψζεηο ην ζχζηεκα πεξηέρεη κηα εθεδξηθή γελλήηξηα. Σα ζπλδεδεκέλα ζην δίθηπν ζπζηήκαηα κπνξνχλ λα ππνδηαηξεζνχλ ζ εθείλα ζηα νπνία ην δίθηπν ελεξγεί απιψο σο κηα βνεζεηηθή ηξνθνδνζία (εθεδξηθφ δίθηπν) θαη εθείλα ηα νπνία ίζσο ιάβνπλ επίζεο πξφζζεηε ηζρχ απφ ηε θσηνβνιηατθή γελλήηξηα (αιιεινεπηδξψκελν δίθηπν). Μέζα ζηνπο θσηνβνιηατθνχο ζηαζκνχο φιε ε παξαγφκελε ηζρχο ηξνθνδνηείηαη ζην δίθηπν. 28

3.5 Παξάγνληεο πνπ επεξεάδνπλ ηελ απόδνζε ηωλ θωηνβνιηαϊθώλ ζηνηρείωλ Η αχμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ θσηνβνιηατθνχ ζηνηρείνπ πνπ επηδξά αξλεηηθά ζηελ απφδνζε ηνπ. Απηφ ην βιέπνπκε απφ ην ηχπν nζ = n ζζ φπνπ n ν ζπληειεζηήο απφδνζεο ελφο θσηνβνιηατθνχ ζηνηρείνπ κε κηα ζπκβαηηθή ζεξκνθξαζία (π.ρ. 20 C) θαη nζ ν ζπληειεζηήο απφδνζεο ζε κηα δηαθνξεηηθή ζεξκνθξαζία. Ο ζπληειεζηήο ζζ είλαη ίζνο κε ηε κνλάδα ζηε ζπκβαηηθή ζεξκνθξαζία θαη κεηψλεηαη θαηά 0,005 αλά βαζκφ αχμεζεο ηεο ζεξκνθξαζίαο. Η ηηκή ηνπ ζπληειεζηή απνξξφθεζεο κεηαβάιιεηαη ζε ζπλάξηεζε κε ην κήθνο θχκαηνο ηεο αθηηλνβνιίαο. Ο ζπληειεζηήο απνξξφθεζεο καο δείρλεη ηελ επθνιία κε ηελ νπνία πξαγκαηνπνηείηε ε απνξξφθεζε ησλ θσηνλίσλ απφ εκηαγψγηκν πιηθφ θαηαζθεπήο ελφο θσηνβνιηατθνχ ζηνηρείνπ. Η απφζηαζε κεηαμχ ηεο φςεο ηνπ ζηνηρείνπ θαη ηεο έλσζεο p n. Η κέζε δηάξθεηα ησλ θνξέσλ κεηνλφηεηαο ζηνλ εκηαγσγφ, απφ ηνλ νπνίν είλαη θαηαζθεπαζκέλν ην ζηνηρείν ζα πξέπεη λα είλαη αξθεηά κεγάιε. Η έληαζε ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο επηδξά ζεκαληηθά ζηελ απφδνζε ηεο ειηαθήο θπςέιεο. 29

3.8 Δπίδξαζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ζηηο θακπχιεο I V κηαο ηππηθήο θπςέιεο θξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ 3.9 Παξαγσγή ξεχκαηνο θαη ηάζεο κηαο ειηαθήο θπςέιεο ππφ δηαθνξεηηθέο εληάζεηο θσηφο. 30

3.6 πιινγή ηνπ ειηαθνύ θωηόο Έλα ζεκαληηθφ πξφβιεκα πνπ αληηκεησπίδεη ν ζρεδηαζηήο κηαο δηάηαμεο είλαη ην πνπ ζα ζηεξεσζνχλ νη βαζηθέο κνλάδεο, αλ ζα ζηεξεσζνχλ ζε ζηαζεξέο ζέζεηο ή νη πξνζαλαηνιηζκνί ηνπο ζα αθνινπζνχλ (ηρλειαηνχλ) ηελ θίλεζε ηνπ ειίνπ. ηηο πεξηζζφηεξεο δηαηάμεηο νη βαζηθέο κνλάδεο ζηεξεψλνληαη ζ έλα ζηαζεξφ θεθιηκέλν επίπεδν κε ηελ πξφζνςε πξνο ηνλ ηζεκεξηλφ. Απηφ έρεη ηελ αξεηή ηεο απιφηεηαο, δειαδή θαλέλα θηλνχκελν ηκήκα θαη ρακειφ θφζηνο. H άξηζηε γσλία θιίζεο εμαξηάηαη θπξίσο απφ ην γεσγξαθηθφ πιάηνο, ηελ αλαινγία ηεο δηάρπηεο αθηηλνβνιίαο ζηελ ηνπνζεζία θαη ην είδνο ηνπ θνξηίνπ. 3.10 ηαζεξφ ζχζηεκα ηεξεψλνληαο ηε δηάηαμε πάλσ ζε ζχζηεκα κε δχν άμνλεο παξαθνινχζεζεο ηνπ Ηιίνπ, κπνξεί λα ζπιιερζεί κέρξη 25% πεξηζζφηεξε ειηαθή ελέξγεηα θαηά ηε δηάξθεηα ελφο έηνπο, ζε ζχγθξηζε κε ηελ εγθαηάζηαζε ζηαζεξήο θιίζεο. Κάηη ηέηνην φκσο απμάλεη ηελ πνιππινθφηεηα θαη έρεη σο απνηέιεζκα κηα ρακειφηεξεο αμηνπηζηίαο θαη πςειφηεξνπ θφζηνπο ζπληήξεζε. 31

3.11 χζηεκα κε δχν άμνλεο Η κνλνχ άμνλα παξαθνινχζεζε (ηρλειάηεζε) είλαη ιηγφηεξν ζχλζεηε αιιά παξνπζηάδεη κηθξφηεξν θέξδνο. Ο πξνζαλαηνιηζκφο κπνξεί λα ξπζκίδεηαη ρεηξνθίλεηα, εθεί πνπ ε πξνζθνξά εξγαζίαο είλαη δηαζέζηκε, απμάλνληαο έηζη ηηο φπνηεο απνιαβέο. Έρεη ππνινγηζηεί φηη ζε θιίκαηα κε ειηνθάλεηα κηα δηάηαμε επίπεδεο θηλνχκελεο πιάθαο πνπ έρεη θαηάιιειε ξχζκηζε ψζηε λα ζηξέθεηαη πξνο ηνλ ήιην δπν θνξέο ηελ εκέξα θαη λα παίξλεη ηελ θαηάιιειε θξίζε ηέζζεξηο θνξέο ην ρξφλν, κπνξεί λα ζπιιακβάλεη ην 95% ηεο ελέξγεηαο, πνπ ζπιιέγεηε κε έλα ζχζηεκα δπν αμφλσλ παξαθνινχζεζεο πιήξσο απηνκαηνπνηεκέλν. 3.12 χζηεκα κνλνχ άμνλα 32

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 4. ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΑΙΟΛΙΚΗ ΔΝΔΡΓΔΙΑ 4.1 Αηνιηθό δπλακηθό Υαξαθηεξηζηηθά αλέκνπ Κάζε ζχζηεκα αλεκνγελλήηξηαο δηαζέηεη ην δηθφ ηεο ζπληειεζηή ηζρχνο, ν νπνίνο εθθξάδεη ηελ ελέξγεηα πνπ κπνξεί λα εμαρζεί απφ ηνλ άλεκν. Λφγσ ηεο δπλακηθήο ηνπ αέξα θαη ηνπ ηξφπνπ πεξηζηξνθήο ησλ πηεξπγίσλ ζεσξεηηθά κπνξεί λα εμαρζεί κφλνλ ην 59,3% ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο. Όηαλ επηηπγράλεηαη απηφ ην πνζνζηφ, ηφηε ιέκε φηη ην ζπγθεθξηκέλν ζχζηεκα αλεκνγελλήηξηαο έρεη ζπληειεζηή ηζρχνο 100%. Μία αλεκνγελλήηξηα κε ζπληειεζηή ηζρχνο 80% ζεκαίλεη φηη εμάγεη ην 80% ηνπ κεγίζηνπ 59,3%. ηελ πξάμε, νη πεξηζζφηεξεο αλεκνγελλήηξηεο εμάγνπλ ζπλνιηθά πεξί ην 35% ηεο αηνιηθήο ελέξγεηαο. Απηφ εθθξάδεη ην ζπλνιηθφ βαζκφ απφδνζεο (πηεξπγίσλ θαη γελλήηξηαο). Ο ιφγνο ηαρχηεηαο αθξνπηεξπγίσλ είλαη πνιχ ζεκαληηθφ ραξαθηεξηζηηθφ ησλ αλεκνγελλεηξηψλ γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηεο βέιηηζηεο ηαρχηεηαο πεξηζηξνθήο ησλ πηεξπγίσλ. πγθεθξηκέλα εθθξάδεη ην ιφγν ηεο ηαρχηεηαο ησλ αθξνπηεξπγίσλ πξνο ηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ. Έλαο ιφγνο 6 πξνο 1 ζεκαίλεη φηη ηα αθξνπηεξχγηα θηλνχληαη 6 θνξέο ηαρχηεξα απφ ηνλ άλεκν. Κάζε ηχπνο αλεκνγελλήηξηαο ιεηηνπξγεί απνδνηηθφηεξα ζε ζπγθεθξηκέλε ηηκή ηνπ ιφγνπ ηαρχηεηαο ησλ αθξνπηεξπγίσλ. Οη ηηκέο ηνπ ιφγνπ θπκαίλνληαη απφ 1 πξνο 1 έσο 6 πξνο 1 ή πεξηζζφηεξν, αλάινγα κε ηνλ ηχπν ηεο αλεκνγελλήηξηαο. 4.1 Γηα θάζε ηχπν αλεκνγελλήηξηαο ε βέιηηζηε απφδνζε ηζρχνο εμαξηάηαη απφ ην ιφγν ηαρχηεηαο αθξνπηεξπγίσλ. 33

4.2 Αλεκνγελλήηξηεο Οη αηνιηθέο κεραλέο απνηεινχλ αλζξψπηλεο επηλνήζεηο πνπ έρνπλ ζαλ ζθνπφ ηελ απνηειεζκαηηθή αμηνπνίεζε απηνχο θηλεηηθήο ελέξγεηαο ηνπ αλέκνπ. Γειαδή, ε αλεκνγελλήηξηα είλαη ε δηάηαμε πνπ έρεη ζθνπφ λα κεηαηξέςεη ηελ αηνιηθή ελέξγεηα ζε ειεθηξηθή. Απφ ηελ επνρή εκθάληζήο απηνχο κέρξη απηνχο κέξεο απηνχο έρεη πεξάζεη απφ πνιιά ζηάδηα εμέιημεο, ηφζν σο απηνχο ηνλ ηχπν απηνχο, φζν θαη σο απηνχο ηα ππνζπζηήκαηα απηνχο. Δμειίμεηο έρνπλ απηνχο ζεκεησζεί θαη ζηνλ ηξφπν δέζκεπζεο, αμηνπνίεζεο απνζήθεπζεο ή κεηαθνξάο απηνχο ελέξγεηαο ηνπ αλέκνπ. Ιδηαίηεξν ελδηαθέξνλ παξνπζηάδνπλ νη κηθξέο αλεκνγελλήηξηεο πνπ κπνξνχλ λα εληαρζνχλ ζε έλα απηφλνκν αηνιηθφ ζχζηεκα ηθαλφ λα ηθαλνπνηεί θαηαλαισηέο πεξηνξηζκέλεο ελεξγεηαθήο δήηεζεο. Γεληθά, νη αλεκνγελλήηξηεο ζχγρξνλεο ηερλνινγίαο, κηθξνχ ή κεγάινπ κεγέζνπο, απνδεηθλχνληαη πιένλ, αμηφπηζηεο θαη απνδνηηθέο δηαηάμεηο, φπνπ ε νλνκαζηηθή απηνχο ηζρχ έρεη θηάζεη ζην επίπεδν ησλ MW, κε κήθνο πηεξπγίσλ 60m θαη ηζηφ 100m. 4.2.1 Καηεγνξίεο αλεκνγελλεηξηώλ Τπάξρνπλ δχν βαζηθέο δηακνξθψζεηο αλεκνγελλεηξηψλ: ε νξηδνληίνπ θαη ε θαηαθφξπθνπ άμνλα. Απηνχο αλεκνγελλήηξηεο νξηδνληίνπ άμνλα ηα πηεξχγηα βξίζθνληαη πάλσ ζε έλαλ άμνλα παξάιιειν απηνχο ην έδαθνο. Οη αλεκνγελλήηξηεο θαηαθφξπθνπ άμνλα ρξεζηκνπνηνχληαη εδψ θαη αηψλεο. Καη κε απηνχο δχν απηνχο ηχπνπο, ν άλεκνο παξέρεη ηε κεραληθή ελέξγεηα πεξηζηξνθήο ησλ πηεξπγίσλ (είηε νξηδνληίνπ είηε θαηαθφξπθνπ άμνλα). 34

4.2 Καηεγνξίεο αλεκνγελλεηξηψλ Οη ρξεζηκνπνηνχκελεο γελλήηξηεο κπνξεί λα είλαη ζπλερνχο (DC) ή ελαιιαζζφκελνπ ξεχκαηνο (AC). Οη γελλήηξηεο DC, κπνξεί λα ρξεζηκνπνηνχληαη γηα κηθξφηεξεο ή πην απνκαθξπζκέλεο πεξηνρέο. Μπνξνχλ επίζεο λα ζπλδεζνχλ ζην δίθηπν ηεο ειεθηξηθήο εηαηξίαο κεηά απφ ηελ κεηαηξνπή ηνπο ζε ελαιιαζζφκελν ξεχκα. Αλεκνγελλήηξηεο θαηαθόξπθνπ άμνλα: Τπάξρνπλ δηάθνξνη ηχπνη αλεκνγελλεηξηψλ θαηαθφξπθνπ άμνλα, νη νπνίεο έρνπλ θαηά θαηξνχο ρξεζηκνπνηεζεί. Ωζηφζν, ηξεηο είλαη νη βαζηθφηεξνη: ε Darrieus, ε Savonius θαη ν γπξφκπινο. 4.3 Savonius-Γξνκέαο, Darrieus-Γξνκέαο, H-Darrieus-Γξνκέαο 35

Η αλεκνγελλήηξηα Darrieus δηαζέηεη πηεξχγηα (αεξφθπιια), ηα νπνία δέρνληαη ηνλ άλεκν απφ νπνηαδήπνηε δηεχζπλζε. Ολνκάζηεθε έηζη πξνο ηηκή ηνπ Γάιινπ κεραληθνχ G. J. M. Darrieus, ν νπνίνο ζπλέιαβε ην ζρέδην απηφ θαηά ηε δεθαεηία ηνπ 1920. Η δηακφξθσζε απηή δελ απαηηεί επαλαηνπνζέηεζε γηα θάζε αιιαγή ηεο δηεχζπλζεο ηνπ αλέκνπ. Μνηάδεη κε έλα ρηππεηήξη απγψλ. Η ειεθηξηθή γελλήηξηα ζπλδέεηαη κέζσ γξαλαδηψλ κε ηνλ θαηαθφξπθν άμνλα. εκεηψζηε φηη κηα ηέηνηα δηάηαμε απαηηεί γηα ηελ εθθίλεζε ηεο θάπνην ειεθηξηθφ θηλεηήξα. 4.4 Αλεκνγελλήηξηα Darrieus ε κηα αλεκνγελλήηξηα Savonious, ε ξνπή εμφδνπ ειέγρεηαη κε θαηάιιειε ξχζκηζε ηεο ξνήο ηνπ αέξα. Η ζρεδίαζε απηή απνηειείηαη απφ έλα θπιηλδξηθφ θέιπθνο ρσξηζκέλν ζε δχν κηζά, ηα νπνία πεξηζηξέθνληαη κεηαμχ δχν θπιηλδξηθψλ πιαθψλ (πάλσ θαη θάησ). Σα δχν κηζά (πηεξχγηα) απνκαθξχλνληαη κε ηέηνην ηξφπν, έηζη ψζηε λα κπνξεί λα δηέξρεηαη κεηαμχ ηνπο αέξαο. Όηαλ θιείζεη ην θεληξηθφ άλνηγκα ηφηε δελ επηηξέπεηαη ε ξνή ηνπ αέξα κεηαμχ ησλ δχν πηεξπγίσλ. Απηφ αλαπηχζζεη ρακειή πίεζε ζηελ ππήλεκε πιεπξά ησλ πηεξπγίσλ, κε απνηέιεζκα λα επηβξαδχλεηαη ε πεξηζηξνθή. Δάλ ηα πηεξχγηα ξπζκηζηνχλ ζηε ζέζε ηνπ ζρήκαηνο ηφηε, ιφγσ ηεο δηέιεπζεο ηνπ αέξα κεηαμχ ησλ πηεξπγίσλ, ε πεξηνρή πνπ πξνεγνπκέλσο είρε ππνπίεζε ηψξα έρεη πςειφηεξε πίεζε. Απηφ πξνθαιεί ππεξηξηπιαζηαζκφ ηεο ξνπήο εμφδνπ. Με ηε ζρεδίαζε απηή ε ηαρχηεηα πεξηζηξνθήο είλαη ειεγρφκελε. 36

4.5 Αλεκνγελλήηξηα Savonious Ο ηξίηνο ηχπνο αλεκνγελλήηξηαο θαηαθφξπθνπ άμνλα είλαη ν γπξφκπινο. Σα πηεξχγηα (αεξφθπιια) ζηεξίδνληαη πάλσ ζε βξαρίνλεο. Καηά ηελ πεξηζηξνθή, ε ζέζε ησλ πηεξπγίσλ κεηαβάιιεηαη, έηζη ψζηε λα ζπιιάβεη ηε κέγηζηε έληαζε ηνπ αλέκνπ. Αλεκνγελλήηξηεο νξηδόληηνπ άμνλα: Οη αλεκνγελλήηξηεο νξηδφληηνπ άμνλα παξάγνπλ κεγάιεο πνζφηεηεο ειεθηξηθήο ηζρχνο. Οη αλεκνγελλήηξηεο απηέο κπνξεί λα είλαη ζρεδηαζκέλεο ζε πξνζήλεκε ή ππήλεκε δηακφξθσζε. ηελ πξνζήλεκε δηακφξθσζε, ν άλεκνο πξνζπίπηεη ζηα πηεξχγηα πξηλ απφ ηε γελλήηξηα. Δδψ ρξεηάδεηαη έλα πηεξχγην νπξάο, ην νπνίν ζα δηαηεξεί ηελ αλεκνγελλήηξηα ζηξακκέλε πξνο ηνλ άλεκν. ηελ ππήλεκε δηακφξθσζε ζπκβαίλεη αθξηβψο ην αληίζεην. Σν θχξην πιενλέθηεκα ζηελ πεξίπησζε απηή είλαη φηη ε ξχζκηζε πξνο ηελ θαηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ είλαη επθνιφηεξε ρσξίο πηεξχγην νπξάο. 37

4.6 Αλεκνγελλήηξηα νξηδφληηνπ άμνλα Κύξηα κέξε αλεκνγελλήηξηαο νξηδόληηνπ άμνλα: 4.7 Κχξηα κέξε αλεκνγελλήηξηαο νξηδφληηνπ άμνλα Ο δξνκέαο: Δίλαη ην ζηξεθφκελν κέξνο ηεο κεραλήο θαη απνηειείηαη απφ έλα (κνλφπηεξνο), δπν ή θαη ηξία πηεξχγηα, θαη ηελ πιήκλε κέζσ ηεο νπνίαο ζπλδένληαη ηα πηεξχγηα κε ηνλ θηλεηήξην άμνλα. Απνηειεί ην πιένλ δηαθξηηφ εμάξηεκα κηαο αλεκνγελλήηξηαο θαζψο κεηαηξέπεη ηελ θηλεηηθή ελέξγεηα ηνπ αλέκνπ ζε πεξηζηξνθηθή ελέξγεηα ζηνλ άμνλα πεξηζηξνθήο. Σελ αεξνδπλακηθή απφδνζε ησλ πηεξπγίσλ επεξεάδνπλ ηφζν ε κνξθή ηνπ πηεξπγίνπ φζν θαη ε γσλία ηνπ ζε ζρέζε κε ηνλ άλεκν. Σα πιηθά απφ ηα νπνία θαηαζθεπάδνληαη ηα πηεξχγηα ησλ ζχγρξνλσλ αλεκνγελλεηξηψλ θαηαηάζζνληαη ζε ηξεηο θχξηεο θαηεγνξίεο: μχιν, ζπλδπαζκνί ζπλζεηηθψλ (φπσο πνιπεζηέξαο εληζρπκέλνο κε γπαιί) θαη κέηαιια (φπσο αλνμείδσηνο ζίδεξνο). 38

Η άηξαθηνο: Η άηξαθηνο ζηεγάδεη ην ζχζηεκα κεηάδνζεο ηεο θίλεζεο, ηελ ειεθηξνγελλήηξηα, ην ζχζηεκα πξνζαλαηνιηζκνχ θαη ηνλ εμνπιηζκφ ειέγρνπ. Σν πξνζσπηθφ ζπληήξεζεο έρεη πξφζβαζε ζηελ άηξαθην κέζσ ηνπ πχξγνπ. Αλαιπηηθά ν εμνπιηζκφο πνπ πεξηέρεη ε άηξαθηνο είλαη ν εμήο: 1. χζηεκα κεηάδνζεο ηεο θίλεζεο: κεηαδίδεη ηελ θίλεζε ηνπ δξνκέα (ρακειέο ζηξνθέο) ζηελ ειεθηξνγελλήηξηα (πςειέο ζηξνθέο). Απνηειείηαη απφ ηνλ θχξην άμνλα, ηα έδξαλα ζηα νπνία απηφο ζηεξίδεηαη θαη απφ ην θηβψηην πνιιαπιαζηαζκνχ ζηξνθψλ ην νπνίν πξνζαξκφδεη ηελ ηαρχηεηα πεξηζηξνθήο ηνπ δξνκέα ζηε ζχγρξνλε ηαρχηεηα πεξηζηξνθήο (ηαρχηεηα κε νξηζκέλν αξηζκφ ζηξνθψλ) ζηελ αλεκνγελλήηξηα. 2. Γηζθφθξελν: ηνπνζεηείηαη ζηνλ θχξην άμνλα, ζπλήζσο πξηλ απφ ηνλ κεηαηξνπέα ζηξνθψλ, θαη απνηειεί ην ζχζηεκα πέδεζεο ηεο αλεκνγελλήηξηαο. 3. Ηιεθηξνγελλήηξηα: κεηαηξέπεη ηε κεραληθή ελέξγεηα ηνπ άμνλα εηζφδνπ ζε ειεθηξηθή. πλδέεηαη κε ην θηβψηην ηαρπηήησλ κέζσ ειαζηηθνχ ή πδξαπιηθνχ ζπλδέζκνπ. Οη πνιχ κηθξέο αλεκνγελλήηξηεο κπνξεί λα έρνπλ γελλήηξηεο νη νπνίεο λα παξάγνπλ ζπλερέο ξεχκα (DC) γηα ηε θφξηηζε κπαηαξηψλ ή γηα ηελ ειεθηξνδφηεζε ζθαθψλ θαη κηθξψλ θαηνηθηψλ. ηηο κεγάιεο αλεκνγελλήηξηεο ε παξαγφκελε ηάζε ζα πξέπεη λα είλαη ζπκβαηή κε ην δίθηπν ειεθηξνδφηεζεο νπφηε ε ειεθηξνγελλήηξηα είλαη κεραλή ελαιιαζζφκελνπ ξεχκαηνο (AC). 4. χζηεκα πξνζαλαηνιηζκνχ: πεξηζηξέθεη ηελ άηξαθην έηζη ψζηε ν άμνλαο πεξηζηξνθήο ηνπ δξνκέα λα είλαη ζπλερψο παξάιιεινο κε ηε δηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ. Σν ζχζηεκα πξνζαλαηνιηζκνχ ηνπνζεηείηαη κεηαμχ ηεο αηξάθηνπ θαη ηνπ πχξγνπ ζηεξέσζεο. Οη κηθξέο αλεκνγελλήηξηεο ρξεζηκνπνηνχλ ζπλήζσο νπξαίνπο αλεκνδείθηεο ελψ νη κεγαιχηεξεο θαηάιιεινπο αηζζεηήξεο νη νπνίνη ελεξγνπνηνχλ ην ζχζηεκα πξνζαλαηνιηζκνχ. 39

Πύξγνο: Ο πχξγνο κηαο αλεκνγελλήηξηαο ππνζηεξίδεη ην ζχζηεκα ηεο αηξάθηνπ ην νπνίν δπγίδεη αξθεηνχο ηφλνπο θαη αλπςψλεη ην δξνκέα ζε χςνο φπνπ ε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ είλαη αξθεηά κεγαιχηεξε θαη ιηγφηεξν δηαηαξαγκέλε ζε ζρέζε κε ην έδαθνο. Σν χςνο ηνπ πχξγνπ έρεη λα θάλεη κε ηελ αλάγθε ν δξνκέαο λα βξίζθεηαη κέζα ζε έλα θαιφ πξνθίι αλέκνπ, αιιά ηαπηφρξνλα ζα πξέπεη θαη ν πχξγνο λα κπνξεί λα αληέμεη ηελ αχμεζε ηεο ξνπήο ζηε βάζε ηνπ. πλήζσο ν πχξγνο είλαη κεηαιιηθφο, ζσιελσηφο, δηθηπσηφο. Ηιεθηξηθόο πίλαθαο θαη πίλαθαο ειέγρνπ: Σνπνζεηνχληαη ζηε βάζε ηνπ πχξγνπ θαη ξπζκίδνπλ φιεο ηηο ιεηηνπξγίεο ηεο αλεκνγελλήηξηαο. πλνςίδνληαο, ηα βήκαηα πνπ αθνινπζνχληαη θαηά ηελ παξαγσγή θαη κεηαθνξά ηεο αηνιηθήο ηζρχνο απφ κηα αλεκνγελλήηξηα είλαη ηα εμήο: 1. Η θηλεηηθή ελέξγεηα ηνπ αλέκνπ κεηαηξέπεηαη κέζσ ηνπ δξνκέα ζε πεξηζηξνθηθή ελέξγεηα ζηνλ άμνλα πεξηζηξνθήο. 2. Η ρακειή ζπρλφηεηα πεξηζηξνθήο ηνπ δξνκέα απμάλεηαη κέζσ ελφο κεηαηξνπέα ζηξνθψλ ηνπ νπνίνπ ν άμνλαο πεξηζηξέθεη κηα γελλήηξηα. 3. Η ειεθηξηθή ελέξγεηα πνπ παξάγεη ε γελλήηξηα δηέξρεηαη απφ ην ζχζηεκα ειέγρνπ θαη εληζρχεηαη ζε κηα κέζε ηάζε απφ ηνλ κεηαζρεκαηηζηή. 4. Μέζσ ηνπ δηθηχνπ ε ειεθηξηθή ελέξγεηα κεηαβηβάδεηαη ζηελ πεξηνρή ρξήζεο ηνπ. 40

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 5. ΤΒΡΙΓΙΚΑ ΤΣΗΜΑΣΑ 5.1 Δηζαγωγή Η αγνξά ελέξγεηαο απαηηεί ηεξάζηηεο πνζφηεηεο γηα ηελ δηάζεζή ηηο ζην θαηαλαισηηθφ θνηλφ. Η ελέξγεηα απνηειεί ην ζηνηρείν εθείλν πνπ σζεί ζηελ αλάπηπμε θαη εμέιημε ηνπ παγθφζκηνπ πνιηηηζκνχ. Γηα ηηο δεθαεηίεο νη αλαλεψζηκεο πεγέο ελέξγεηαο έδξαζαλ ρσξηζηά απνηειψληαο κηα θαζαξή θαη αλεμάληιεηε πεγή ελέξγεηαο. Η παξαγφκελε ελέξγεηα, πξνεξρφκελε απφ ηνλ άλεκν, ηνλ ήιην, ηηο πδαηνπηψζεηο, ηελ γεσζεξκία, ηε βηνκάδα θαη έλα ζσξφ ηηο αλαλεψζηκεο κνξθέο ελέξγεηαο. Απηφ βέβαηα πξνυπνζέηεη ηελ χπαξμε κεγάισλ εγθαηαζηάζεσλ πνπ παξάγνπλ ζεκαληηθά πνζά ελέξγεηαο. Με ηελ πάξνδν ηνπ ρξφλνπ, εθηφο απφ ηα ζεκαληηθά πιενλεθηήκαηα ησλ εγθαηαζηάζεσλ απηψλ ηηο ε κε έθιπζε ξχπσλ ζην πεξηβάιινλ θαη ε ρξήζε αλεμάληιεησλ κνξθψλ ελέξγεηαο, εκθαλίζηεθαλ θάπνηα κεηνλεθηήκαηα. Γελ ππήξρε δηαζεζηκφηεηα ελέξγεηαο ζε φιε ηελ δηάξθεηα ηνπ έηνπο ιφγσ ηηο ελαιιαγήο ησλ επνρψλ. Η αλάγθε γηα ζπλερή παξνρή ζηαζεξψλ πνζνηήησλ ελέξγεηαο αλεμάξηεηα απφ ηελ επνρηαθή ελαιιαγή γέλλεζε ηελ ηδέα ησλ πβξηδηθψλ ζπζηεκάησλ. 5.2 Τβξηδηθή ηερλνινγία θαη ε εθαξκνγή ηεο Με ηνλ φξν πβξηδηθή ηερλνινγία ελλννχκε ηελ ζπλχπαξμε ζε έλα ζχζηεκα δχν ή πεξηζζφηεξσλ κνξθψλ ελέξγεηαο νη νπνίεο αιιειεπηδξνχλ κεηαμχ ηηο. Ο φξνο αιιειεπίδξαζε αθνξά ηελ θάιπςε ησλ κεηνλεθηεκάησλ πνπ έρεη ε θάζε κία απφ ηελ άιιε. Έηζη γηα παξάδεηγκα φηαλ ζε έλα ζχζηεκα αλεκνγελλήηξηαο θσηνβνιηατθνχ ζηακαηάλε λα πλένπλ άλεκνη πνπ θηλνχλ ηελ αλεκνγελλήηξηα θαη ζπλεπψο παξάγεηαη ελέξγεηα, αλαιακβάλνπλ ηα θσηνβνιηατθά πάλει κέζσ ηηο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο λα ηηο παξέρνπλ ηελ ρξεηαδνχκελε ελέξγεηα κε απνηέιεζκα ην ζχζηεκα λα κελ ηεζεί 41

πνηέ εθηφο ιεηηνπξγίαο ιφγσ θαηξηθψλ ελαιιαγψλ. Σν παξαπάλσ ζχζηεκα κπνξεί θπζηθά λα εκπινπηηζηεί θαη κε ηερλνινγίεο πνπ εθκεηαιιεχνληαη ηηο κνξθέο ελέξγεηαο ηηο πδαηνπηψζεηο, γεσζεξκία, βηνκάδα θαη ηηο θαιχπηνληαο φζν ην δπλαηφλ πεξηζζφηεξν ηελ αδπλακία θάπνησλ ηερλνινγηψλ λα παξάγνπλ ελέξγεηα ιφγσ θαηξηθψλ ελαιιαγψλ. πλεπψο θάζε ηερλνινγία ζηελ πεξίπησζε ησλ πβξηδηθψλ ζπζηεκάησλ θαιχπηεη ηα θελά πνπ δεκηνπξγεί ε άιιε. ε ηηο πεξηπηψζεηο ζε έλα ζχζηεκα κπνξεί λα ιεηηνπξγνχλ ηαπηφρξνλα νη ηερλνινγίεο πνπ ελζσκαηψλεη παξάγνληαο ελέξγεηα πνπ ππεξβαίλεη ηηο αλάγθεο ηνπ θαηαλαισηή. Σφηε ε ρξήζε εηδηθψλ ξπζκηζηηθψλ δηαηάμεσλ βνεζά ψζηε ε πεξίζζεηα ελέξγεηα είηε λα απνζεθεχεηαη ζε ζπζζσξεπηέο γηα κειινληηθή ρξήζε ή αλ νη ζπζζσξεπηέο είλαη πιήξσο θνξηηζκέλνη λα ζηακαηάεη ε ιεηηνπξγία ησλ παξαγσγηθψλ ηκεκάησλ ηηο εγθαηάζηαζεο. Η ρξήζε πβξηδηθψλ ζπζηεκάησλ παξαηεξείηαη ηδηαίηεξα ζε πεξηνρέο φπνπ νη θαηαλαισηέο βξίζθνληαη πνιχ καθξηά απφ ην θεληξηθφ δίθηπν δηαλνκήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Τπάξρνπλ ζηνλ πιαλήηε ηηο απνκαθξπζκέλεο νξεηλέο ή λεζησηηθέο πεξηνρέο φπνπ νη άλζξσπνη δελ απνιακβάλνπλ ηα πξνλφκηα ηηο ζπλερνχο παξνρήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Αραλείο εθηάζεηο ζηα νξνπέδηα ηηο Κίλαο, ζπκπιέγκαηα λεζηψλ ζηνλ Δηξεληθφ σθεαλφ, εθηάζεηο ηηο εξήκνπο ηηο Αθξηθήο αιιά θαη ζηα δάζε ηηο λνηίνπ Ακεξηθήο δελ δηαζέηνπλ ηηο αλέζεηο ησλ αλαπηπγκέλσλ πεξηνρψλ. Οη αλάγθεο ηηο πεξηνρέο απηέο εληνπίδνληαη ζηελ επηθνηλσλία (ρξήζε ξαδηνθψλνπ θαη ζπαλίσο ηειενξάζεσο), ζηελ ρξήζε ςπγείσλ γηα ηε δηαηήξεζε ηηο ηξνθήο θαη ζηνλ θσηηζκφ ησλ ζπηηηψλ. εκαληηθή ηηο είλαη θαη ε εμαζθάιηζε πφζηκνπ λεξνχ γηα πφζε θαη άξδεπζε. Με γλψκνλα ηα παξαπάλσ αλαπηχρζεθαλ πβξηδηθά ζπζηήκαηα ηα νπνία κπνξνχλ απνηειεζκαηηθά λα ππεξθαιχςνπλ ηηο βαζηθέο αλάγθεο απηψλ ησλ απνκαθξπζκέλσλ πιεζπζκψλ. 42

ΚΔΦΑΛΑΙΟ 6. ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΔΚΣΡΙΚΗ ΔΝΔΡΓΔΙΑ ΜΔ ΤΝΓΙΑΜΟ ΓΤΟ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΩΝ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΤΠΟΛΟΓΙΣΙΚΟΤ ΜΟΝΣΔΛΟΤ 6.1 Γεληθά γηα ην ππνινγηζηηθό κνληέιν (RETScreen) Σν δηεζλέο θέληξν ππνζηήξημεο απνθάζεσλ θαζαξήο ελέξγεηαο RETScreen απνζθνπεί ζηελ ελίζρπζε ηνπ αλζξψπηλνπ δπλακηθνχ ζρεδηαζκνχ, ιήςεο απνθάζεσλ θαη βηνκεραλίαο γηα ηελ εθαξκνγή έξγσλ αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο θαη ελεξγεηαθήο απφδνζεο. Ο ζθνπφο απηφο επηηπγράλεηαη κέζσ ηεο αλάπηπμεο εξγαιείσλ ππνζηήξημεο απνθάζεσλ (π.ρ. ινγηζκηθφ RETScreen) πνπ κεηψλνπλ ην θφζηνο κειεηψλ πξν-ζθνπηκφηεηαο, ηεο δηάρπζεο γλψζεο βνεζψληαο ζηε ιήςε θαιχηεξσλ απνθάζεσλ, θαη κέζσ εθπαίδεπζεο αλζξψπσλ ζηελ βειηησκέλε αλάιπζε ηεο ηερληθήο θαη νηθνλνκηθήο βησζηκφηεηαο πηζαλψλ έξγσλ. Σν ινγηζκηθφ αλάιπζεο έξγσλ θαζαξήο ελέξγεηαο RETScreen είλαη έλα κνλαδηθφ εξγαιείν ιήςεο απνθάζεσλ πνπ δεκηνπξγήζεθε κε ηελ ζπκβνιή κεγάινπ αξηζκνχ εηδηθψλ απφ ηελ θπβέξλεζε, ηελ βηνκεραλία θαη ηελ εθπαίδεπζε. Σν ινγηζκηθφ, ην νπνίν παξέρεηαη δσξεάλ, κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί παγθνζκίσο γηα λα απνηηκήζεη ηελ ελεξγεηαθή παξαγσγή θαη εμνηθνλφκεζε, ην θφζηνο θχθινπ δσήο, ηε κείσζε εθπνκπψλ, ηα νηθνλνκηθά θαη ηελ αλαζθάιεηα ησλ δηαθφξσλ ηερλνινγηψλ ελεξγεηαθήο απφδνζεο θαη αλαλεψζηκσλ πεγψλ ελέξγεηαο (ΑΠΔ). Σν ινγηζκηθφ πεξηιακβάλεη επίζεο βάζεηο δεδνκέλσλ κε πξντφληα, θφζηνο θαη θιηκαηνινγηθά δεδνκέλα - θαη έλα αλαιπηηθφ εγρεηξίδην ρξήζηε. 43

Σν RETScreen International δηαρεηξίδεηαη ππφ ηελ θαζνδήγεζε θαη ηελ ζπλερή νηθνλνκηθή ελίζρπζε ηνπ CanmetENERGY ηνπ Natural Resources Canada (NRCan). Σν RETScreen αλαπηχζζεηαη ζε ζπλεξγαζία κε πιήζνο άιισλ θπβεξλεηηθψλ θαη πνιπκεξψλ νξγαλψζεσλ, θαζψο θαη κε ηελ ηερληθή ππνζηήξημε ελφο κεγάινπ δηθηχνπ εκπεηξνγλσκφλσλ απφ ην ρψξν ηεο βηνκεραλίαο, ησλ θπβεξλήζεσλ θαη ησλ αθαδεκατθψλ. 6.2 Η πεξίπηωζε πβξηδηθνύ ζπζηήκαηνο αλεκνγελλήηξηαο θωηνβνιηαϊθώλ ζηνηρείωλ Καηά ηελ εθθίλεζε ηνπ ινγηζκηθνχ αλάιπζεο έξγσλ θαζαξήο ελέξγεηαο (RETScreen) καο δίλνληαη θάπνηεο πιεξνθνξίεο γηα ην έξγν: Η νλνκαζία ηνπ έξγνπ (10 KW) Η ηνπνζεζία ηνπ έξγνπ (Καβάια) Ο ζθνπφο ζχληαμεο (Πηπρηαθή Δξγαζία) Ο ζπληάθηεο (Μπαμεβάλεο Ισάλλεο) Ο ηχπνο ηνπ έξγνπ (Παξαγσγή ειεθηξηζκνχ κε πνιιαπιέο ηερλνινγίεο) Ο ηχπνο αλάιπζεο (Μέζνδνο 1) Η ζεξκνγφλνο ηθαλφηεηα αλαθνξάο (Αλψηεξε Θεξκνγφλνο Ιθαλφηεηα) 44

ηε ζπλέρεηα καο δίλνληαη νη ζπλζήθεο αλαθνξάο ηεο ηνπνζεζίαο: Η ζέζε ησλ θιηκαηνινγηθψλ δεδνκέλσλ (Καβάια) 45

Σα θιηκαηνινγηθά δεδνκέλα 46

6.3 Μειέηε πβξηδηθνύ ζπζηήκαηνο κε ρξήζε ηνπ ππνινγηζηηθνύ πξνγξάκκαηνο Με βάζε ην ινγηζκηθφ αλάιπζεο έξγσλ θαζαξήο ελέξγεηαο (RETScreen) αθνχ έρνπκε επηιέμεη θαηά ηελ εθθίλεζε ηνλ ηχπν ηνπ έξγνπ (παξαγσγή ειεθηξηζκνχ κε πνιιαπιέο ηερλνινγίεο) πεξλάκε ζην δεχηεξν θνκκάηη ην ελεξγεηαθφ κνληέιν. ην ελεξγεηαθφ κνληέιν αθνχ έρνπκε επηιέμεη έξγν ειεθηξνπαξαγσγήο επηιέγνπκε θαη ζπζηήκαηα παξαγσγήο ειεθηξηζκνχ. ηελ πεξίπησζή καο αλαιπηηθφηεξα, επηιέγνπκε ζπζηήκαηα παξαγσγήο ειεθηξηζκνχ θσηνβνιηατθά κε αλεκνγελλήηξηεο. ηελ ζπλέρεηα, δίλνπκε ηερληθά θαη νηθνλνκηθά ζηνηρεία γηα ην θάζε ζχζηεκα μερσξηζηά. Φωηνβνιηαϊθό ζύζηεκα ηερληθά ζηνηρεία 47

Γηα θνξηίν βάζεο επηιέγνπκε ην θσηνβνιηατθφ ζχζηεκα. ην θσηνβνιηατθφ ζχζηεκα γηα ηελ παξαθνινχζεζε ηνπ ήιηνπ επηιέγνπκε αδηκνχζην κε θιίζε ηνπ γεσγξαθηθνχ πιάηνπο 41, κε βάζε ηελ πεξηνρή ζηελ πεξίπησζή καο ηελ Καβάια. Αδηκνχζην γ: ε γσλία πνπ ζρεκαηίδεη ε πξνβνιή ηνπ θάζεηνπ δηαλχζκαηνο ηεο επηθάλεηαο ζην νξηδφληην επίπεδν κε ηνλ άμνλα Βνξξάο-Νφηνο Γηα λφηην πξνζαλαηνιηζκφ γ=0 Γηα γσλίεο δπηηθά γ (+) Γηα γσλίεο αλαηνιηθά γ (-) 48

6.1 Αδηκνχζην γ Αθφκε καο δίλνληαη θάπνηα κεληαία θαη εηήζηα ζηνηρεία. Απηά αθνξνχλ ηελ εκεξήζηα ειηαθή αθηηλνβνιία, ηελ ειεθηξηθή ελέξγεηα πνπ απνβάιεηε ζην δίθηπν ζε MWh θαη καο δεηείηαη ε ηηκή πσινχκελνπ ειεθηξηζκνχ ζε ΔΤΡΩ/MWh. 49

ηελ πεξίπησζή καο έρνπκε έλα ζχζηεκα ειεθηξνπαξαγσγήο 10 KW ην νπνίν είλαη δηαζπλδεδεκέλν ζην θεληξηθφ δίθηπν ηεο ΓΔΗ. Σηκή πψιεζεο ηεο κεγαβαηψξαο ζηελ ΓΔΗ, βάδνπκε κηα κέζε ηηκή 400 /MWh. 6.2 Σηκέο Πψιεζεο Μεγαβαηψξαο (MWh) ζηε ΓΔΗ 50

Σν θσηνβνιηατθφ ζχζηεκα απνδίδεη ειεθηξηθή ηζρχ 4,14 KW. Δπηιέγνπκε ηχπν πάλει πνιπθξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ (πνιχ-si). 6.3 Φσηνβνιηατθά θειηά πνιπθξπζηαιιηθνχ ππξηηίνπ (MultiCrystalline Silicon, mc-si) Σν πάρνο ηνπο είλαη επίζεο πεξίπνπ 0,3 ρηιηνζηά. Η κέζνδνο παξαγσγήο ηνπο είλαη θζελφηεξε απφ απηήλ ησλ κνλνθξπζηαιιηθψλ γη' απηφ θαη ε ηηκή ηνπο είλαη ζπλήζσο ιίγν ρακειφηεξε. Οπηηθά κπνξεί θαλείο λα παξαηεξήζεη ηηο επηκέξνπο κνλνθξπζηαιιηθέο πεξηνρέο. Όζν κεγαιχηεξεο είλαη ζε έθηαζε νη κνλνθξπζηαιιηθέο πεξηνρέο ηφζν κεγαιχηεξε είλαη θαη ε απφδνζε γηα ηα πνιπθξπζηαιηθά θσηνβνιηατθά θειηά. ε εξγαζηεξηαθέο εθαξκνγέο έρνπλ επηηεπρζεί απνδφζεηο έσο θαη 20% ελψ ζην εκπφξην ηα πνιπθξπζηαιιηθά ζηνηρεία δηαηίζεληαη κε απνδφζεηο απφ 13 έσο θαη 15% γηα ηα θσηνβνιηατθά πιαίζηα (πάλει). Βαζηθφηεξεο ηερλνινγίεο παξαγσγήο είλαη: ε κέζνδνο απ' επζείαο ζηεξενπνίεζεο DS (directional solidification)., ε αλάπηπμε ιησκέλνπ ππξηηίνπ ("ρχηεπζε"), θαη ε ειεθηξνκαγλεηηθή ρχηεπζε EMC. Έρνπκε 18 πάλει κε ρσξεηηθφηεηα αλά κνλάδα 0,23ΚW έηζη ψζηε λα έρνπκε ζην ζχλνιν 4,14ΚW. Σν κνληέιν ηνπ πάλει είλαη Πνιχ-Si - MPE 230 PS 09, ηεο εηαηξίαο Schuco. 51

6.4 Πνιχ-Si - MPE 230 PS 09 Οη κεηαηξνπείο (inverters) είλαη νη ζπζθεπέο πνπ κεηαηξέπνπλ ην ζπλερέο (DC) ξεχκα 12v / 24v / 48v ησλ κπαηαξηψλ ελφο θσηνβνιηατθνχ ζπζηήκαηνο ζε ελαιιαζζφκελν (AC) 230V. Μέζσ ηνπ inveter ηξνθνδνηνχληαη φιεο νη ειεθηξηθέο θαη ειεθηξνληθέο ζπζθεπέο πνπ ιεηηνπξγνχλ κε 220 Volt. Γηα ηελ επηινγή ηνπ θαηάιιεινπ inverter ππνινγίδεηαη ην άζξνηζκα ηεο ηζρχνο φισλ ησλ ζπζθεπψλ πνπ ιεηηνπξγνχλ ηαπηφρξνλα θαη πξέπεη λα κελ μεπεξλά ηελ επηηξεπφκελε ηζρχ ηνπ inverter. Τπάξρνπλ inverter απφ 150W έσο 30Kw ηξηθαζηθνί. Έλα απηφλνκν θσηνβνιηατθφ ζχζηεκα κηθξήο ηζρχνο κπνξεί λα ηξνθνδνηείηαη απφ έλαλ inverter 500W. Δλψ απηφλνκν θσηνβνιηατθφ ζχζηεκα κεγάιεο ηζρχνο κπνξεί λα ηξνθνδνηήζεη κεγάιν θνξηίν κε ρξήζε inverter > 5kW. Η φιε δηακφξθσζε ηεο εγθαηάζηαζεο ελφο θσηνβνιηατθνχ ζπζηήκαηνο ζπλαξηάηαη άκεζα κε ηνλ ηχπν ηνπ αληηζηξνθέα DC/AC πνπ ρξεζηκνπνηείηαη. Σππηθέο ζπλδεζκνινγίεο πνπ εθαξκφδνληαη: Με θεληξηθφ αληηζηξνθέα, πνπ θπξίσο εθαξκφδεηαη ζε εγθαηαζηάζεηο κεγάιεο ηζρχνο 52

Με αληηζηξνθείο θαηά νκάδεο, απφ 1 έσο 3kW Με αληηζηξνθείο αλά θσηνβνιηατθφ πιαίζην, νπφηε εθκεδελίδνληαη νη θαισδηψζεηο Ρ 6.5 πλδεζκνινγίεο inverter ηελ πεξίπησζή καο έρνπκε έλαλ αληηζηξνθέα SB 4000TL-20,ηεο εηαηξίαο SMA κε ηα εμήο ραξαθηεξηζηηθά: Οζφλε LCD.. Ολνκαζηηθή ηζρχο AC: 4000W. Δχξνο ηηκψλ ηάζεο εηζφδνπ: 125-440 V. Βαζκφο πξνζηαζίαο: IP65/IP54. Μέγηζηνο βαζκφο απφδνζεο: 97% Πξναηξεηηθά κέζα επηθνηλσλίαο: ESS, RS485 53

6.6 SB 4000TL-2 ην ινγηζκηθφ ηνπ RETScreen Φωηνβνιηαϊθό ζύζηεκα νηθνλνκηθά ζηνηρεία ην θσηνβνιηατθφ ζχζηεκα έρνπκε 18 πάλει. Σν θαζέλα απφ απηά θνζηίδεη πεξίπνπ 500, δειαδή 18πάλει 500 =9000. Έρνπκε έλαλ αληηζηξνθέα ν νπνίνο θαη απηφο πξνζεγγηζηηθά θνζηίδεη 2.500. Δπηπιένλ ρξεηαδφκαζηε θαη ζηεξίγκαηα γηα ηελ ζηήξημε ησλ πάλει, φπσο επίζεο θαη θαισδηψζεηο γηα ηηο δηάθνξεο ειεθηξνινγηθέο ζπλδέζεηο. πλνιηθά ην θσηνβνιηατθφ ζχζηεκα ζα θνζηίζεη πεξίπνπ 15.000 θφζηνο πιηθψλ θαη εξγαζίαο. 54

Αηνιηθό ζύζηεκα ηερληθά ζηνηρεία ην αηνιηθφ ζχζηεκα έρνπκε δχν αλεκνγελλήηξηεο Whisper 500 ηεο Southwest Windpower, ζπλνιηθήο ειεθηξηθήο ηζρχνο 6 KW. 6.7 Whisper 500 55

6.8 Κακπχιε ηζρχνο ηεο αλεκνγελλήηξηαο Whisper 500 6.9 Μεληαία θακπχιε παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ηεο αλεκνγελλήηξηαο Whisper 500 56

Αηνιηθό ζύζηεκα νηθνλνκηθά ζηνηρεία Η θάζε κία αλεκνγελλήηξηα Whisper 500 θνζηίδεη 7.000. Άξα ζπλνιηθά θαη νη δχν αλεκνγελλήηξηεο θνζηίδνπλ 14.000. πλνιηθά ην αηνιηθφ ζχζηεκα ζα θνζηίζεη πεξίπνπ 17.000 θφζηνο πιηθψλ θαη εξγαζίαο. ην ηέινο ηεο αλάιπζεο ησλ ηερλννηθνλνκηθψλ ζηνηρείσλ καο δίλεηε κηα πεξίιεςε ηεο πεξίπησζήο καο. Γειαδή γηα θνξηίν βάζεο έρνπκε ην θσηνβνιηατθφ ζχζηεκα, γηα ελδηάκεζν θνξηίν ην αηνιηθφ ζχζηεκα. πλνιηθά ηα δχν ζπζηήκαηα απνδίδνπλ ειεθηξηθή ηζρχ 10 KW θαη ελέξγεηα 19 MWh. Οηθνλνκηθή αλάιπζε ηελ νηθνλνκηθή αλάιπζε έρνπκε επηπιένλ παξακέηξνπο, απηέο είλαη ε ηηκή ηνπ πιεζσξηζκνχ 4% θαη ε δηάξθεηα δσήο ηνπ έξγνπ 25 έηε. 57

Σν ζπλνιηθφ θφζηνο ηεο επέλδπζεο αλέξρεηαη ζηηο 32.000. Οη επηδνηήζεηο είλαη 0. Σν θφζηνο ζπληήξεζεο ηεο ζπλνιηθήο εγθαηάζηαζεο αλέξρεηαη ζηα 500 ην ρξφλν. Σα εηήζηα έζνδα απφ ηελ πψιεζε ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο είλαη 7.400.. Η εζσηεξηθή απφδνζε ηεο επέλδπζεο (IRR) είλαη 26,2%. Η απιή απνπιεξσκή ηνπ έξγνπ θηάλεη ηα 4,6 έηε. 58

6.4 πκπεξάζκαηα ην ηέινο ηεο νηθνλνκηθήο αλάιπζεο καο δίλεηαη έλα δηάγξακκα ην νπνίν πεξηέρεη ην άζξνηζκα ησλ ρξεκαηνξξνψλ γηα 25 έηε. Απφ απηφ ην δηάγξακκα ζπκπεξαίλνπκε φηη ε απνπιεξσκή ηνπ έξγνπ γίλεηαη ζην 5 έηνο ηεο δσήο ηνπ έξγνπ. πγθεθξηκέλα απφ ην 5 έηνο θαη κεηέπεηηα έρνπκε ζπλερψο απμαλφκελα θέξδε, νπφηε θαηαιήγνπκε ζην 25 έηνο λα έρνπκε 270.000 ζπλνιηθά θέξδε γηα φιε ηε δηάξθεηα δσήο ηνπ έξγνπ. Όπσο θαίλεηαη θαη ζην αθφινπζν δηάγξακκα ρξεκαηνξξνψλ. 59