ΜΕΛΕΤΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΔΙΑΤΑΞΗ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ»

Τ.Ε.Ι. ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕΛΕΤΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΔΙΑΤΑΞΗ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» Σπουδάστρια Καραγιάννη Α. Κωνσταντίνα Α.Ε.Μ.: 4636 Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: ΚόγιαΓρ. Φωτεινή Καβάλα, Απρίλιος 2012

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Το παρόν τεύχος αποτελεί την Πτυχιακή Εργασία που εκπονήθηκε στο Τμήμα Μηχανολογίας του Τεχνολογικού Εκπαιδευτικού Ιδρύματος Καβάλας. Η υπεύθυνη κα ΚόγιαΓρ. Φωτεινή, Καθηγήτρια Εφαρμογών του Τομέα Φυσικής, του Γενικού Τμήματος Θετικών Επιστημών, της Σχολής Τεχνολογικών Εφαρμογών, του Τ.Ε.Ι. Καβάλας, με παρότρυνε να μελετήσω επισταμένως και διεξοδικά το θέμα της εκμετάλλευσης της κυματικής ενέργειας μέσω μιας καινοτομίας, επονομαζόμενης «Υποβρύχιος Χαρταετός». Η εργασία αυτή έχει ως σκοπό τη συγκέντρωση πληροφοριών για την κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των «Υποβρύχιων Χαρταετών», για την αποτελεσματικότητα εφαρμογής τους καθώς επίσης και για τα πλεονεκτήματα εγκατάστασής τους αλλά και για τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις που έχουν. Στην καθηγήτριά μου κα Κόγια Φωτεινή οφείλω τις θερμές μου ευχαριστίες για την αμέριστη βοήθεια που μου έχει δώσει καθ όλη τη διάρκεια διεκπεραίωσης της παρούσας Πτυχιακής Εργασίας, καθώς επίσης για την εμπιστοσύνη και το αμείωτο ενδιαφέρον που μου έχει δείξει όλον αυτόν τον καιρό, χωρίς τη βοήθεια της οποίας η ολοκλήρωση αυτής της μελέτης θα ήταν αδύνατη. Ακόμη, θέλω να ευχαριστήσω από καρδιάς την οικογένειά μου για την αγάπη, τη συμπαράσταση και την κατανόηση που μου έχει δείξει όλα αυτά τα χρόνια. Η καθοδήγησή τους έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην ανατροφή και εξέλιξή μου. Τέλος, θα ήταν παράλειψή μου να μην αναφερθώ στους καθηγητές μου για τη βοήθεια και τις γνώσεις που μου έχουν παρέχει όλα αυτά τα χρόνια, καθώς επίσης και στο φιλικό μου περιβάλλον που μου έχει σταθεί σε όλες μου τις επιλογές για την πραγματοποίηση των στόχων μου. Καβάλα, Απρίλιος 2012

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΞΩΦΥΛΛΟ ΕΞΩΦΥΛΛΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΑΦΙΕΡΩΝΕΤΑΙ & ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ i ii iii v vi ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 ΓΕΝΙΚΑ 1 1.2 ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ 2 1.3 ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 8 1.4 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΩΝ Α.Π.Ε. 9 1.5 ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΩΝ Α.Π.Ε. 10 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ 2.1 ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 12 2.2 ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ 13 2.3 ΚΥΡΙΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 14 2.4 ΚΥΡΙΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 15 2.5 ΠΑΛΙΡΡΟΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 15 2.6 ΚΥΜΑΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 20 2.7 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ 23

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ 3.1 ΓΕΝΙΚΗ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ 27 3.2 MINESTO 27 3.3 CARBON TRUST 30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» 4.1 ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ 33 4.2 ΤΑ ΜΕΡΗ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» 34 4.3 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΣΥΣΚΕΥΗΣ 35 4.4 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΠΟ ΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» 38 4.4.1 ΚΕΝΤΡΟΜΟΛΟΣ ΔΥΝΑΜΗ 38 4.4.2 ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΟΣ ΔΥΝΑΜΗ 40 4.4.3 ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 41 4.5 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΟΝΤΕΛΩΝ 43 4.5.1 «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» DG - 8 44 4.5.2 «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» DG - 10 46 4.5.3 «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» DG - 12 47 4.5.4 «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» DG - 14 49 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ο ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΔΙΑΤΑΞΗΣ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» 5.1 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ 52 5.2 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» 53

5.3 ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» 55 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ο ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ 6.1 ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ 57 6.2 ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» 58 6.3 ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» 58 6.3.1 ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ ΤΩΝ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 59 6.3.2 ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΕΡΟΥ 60 6.3.3 ΓΗΙΝΟ ΚΑΙ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΤΟΠΙΟ 61 6.3.4 ΘΟΡΥΒΟΣ 62 6.3.5 ΘΑΛΑΣΣΙΟΣ ΒΥΘΟΣ ΚΑΙ ΦΕΡΤΕΣ ΥΛΕΣ 62 6.3.6 ΑΛΙΕΙΑ 63 6.3.7 ΝΑΥΣΙΠΛΟΪΑ 63 6.3.8 ΑΝΑΨΥΧΗ ΚΑΙ ΤΟΥΡΙΣΜΟΣ 63 6.4 ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΠΑΡΟΠΛΙΣΜΟΥ 64 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ο ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ 7.1 ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ 65 7.2 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ 66 7.3 ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΚΥΜΑΤΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ 67 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 ο ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ 8.1 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 70

8.2 ΠΡΟΤΑΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΕΡΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» 71 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 73

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 ΓΕΝΙΚΑ Μελετώντας τις τελευταίες δεκαετίες σε παγκόσμιο επίπεδο, παρατηρείται μία μακρά περίοδος ανάπτυξης. Ασφαλώς, η ανάπτυξη αυτή δεν είναι προνόμιο όλων αλλά ορισμένων εφόσον εκατομμύρια ανθρώπων ζούσαν και συνεχίζουν να ζουν κάτω από τα όρια της φτώχειας παλεύοντας καθημερινά για την επιβίωσή τους. Ωστόσο, οι αναπτυγμένες κοινωνίες που είχαν τη δυνατότητα να επωφεληθούν από την εν λόγω ανάπτυξη έχουν αφοσιωθεί σε ένα έργο αλόγιστης κατανάλωσης και κακής διαχείρισης των φυσικών πόρων, ιδιαίτερα εκείνων που απαιτούνται για την παραγωγή ενέργειας. Τα δεδομένα όμως έπεται να αλλάξουν καθώς τρείς μεγάλες κρίσεις που ξεσπούν σε παγκόσμιο επίπεδο φαίνεται να φέρνουν καθοριστικές αλλαγές στον τομέα της ενέργειας και στροφή προς τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (Α.Π.Ε.). Η πρώτη κρίση φέρνει την ανθρωπότητα αντιμέτωπη με μεγάλα περιβαλλοντικά προβλήματα. Η ζήτηση για κατανάλωση ενέργειας είναι τεράστια δεδομένου ότι ο τρέχων παγκόσμιος πληθυσμός ανέρχεται στα 7 δισεκατομμύρια και συνεχίζει να αυξάνεται ραγδαία. Έτσι, ο κίνδυνος για ενδεχόμενη αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη πάνω από 5 o C είναι μεγάλος και δεν μπορεί να αντιμετωπιστεί παρά μόνο με περιορισμό των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα που προκαλούν το πρόβλημα. Μια δεύτερη κινητήρια δύναμη για τη προώθηση των Α.Π.Ε. η οποία είχε και καθοριστικό ρόλο, έχει να κάνει με τις οι δύο πετρελαϊκές κρίσεις, του 1973 και του 1979-80 που οδήγησαν τις βιομηχανικά ανεπτυγμένες χώρες να αναθεωρήσουν την απόλυτη εξάρτησή τους από τα ορυκτά καύσιμα και ιδιαίτερα το πετρέλαιο. Οι χώρες - προμηθευτές, κατά κύριο λόγο τα κράτη της Αραβικής Χερσονήσου και του Περσικού Κόλπου, δεν ήταν ποτέ απολύτως αξιόπιστοι σύμμαχοι της Δύσης. Άλλωστε τα τελευταία 30 χρόνια, με την άνοδο 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ του Ισλαμικού φονταμενταλισμού, έχει ενταθεί περαιτέρω η ενεργειακή ανασφάλεια των ανεπτυγμένων χωρών σχετικά με τις μη Α.Π.Ε. Η τρίτη κρίση μπορεί να αποδειχτεί και η οικονομική κρίση. Η ανάγκη για εργασία είναι μεγαλύτερη από ποτέ εφόσον τα κεφάλαια και η πίστωση περιορίζονται. Οι επενδύσεις στην πράσινη τεχνολογία θα μεταφράζονται σε χιλιάδες νέες θέσεις εργασίας ανακουφίζοντας την οικονομία και δίνοντας μια διέξοδο στο πρόβλημα. Ήδη αρκετές χώρες προωθούν την πράσινη τεχνολογία ως λύση στα σοβαρά προβλήματα της απασχόλησης. 1.2 ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ Τα κυριότερα περιβαλλοντικά προβλήματα που οδηγούν στις Α.Π.Ε είναι: Μόλυνση της ατμόσφαιρας. Σήμερα το 95% της ατμοσφαιρικής ρύπανσης οφείλεται στη χρήση συμβατικών καυσίμων (άνθρακας, πετρέλαιο, φυσικό αέριο) από τα εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Τα εργοστάσια λειτουργούν σαν ηφαίστεια παραγωγής ρύπων σε βαθμό που όχι μόνο υποβαθμίζουν την ποιότητα της ζωής μας, αλλά τη θέτουν και σε σοβαρό κίνδυνο. Το αυτοκίνητο είναι αδιαμφισβήτητα ένας άλλος μεγάλος παράγοντας μόλυνσης του περιβάλλοντος. Σχεδόν όλες οι πόλεις, μικρές και μεγάλες, βρίσκονται πνιγμένες στο νέφος. Εικόνα 1.1 Μολυσμένη ατμόσφαιρα πυκνοκατοικημένης περιοχής. 2

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Το φαινόμενο αυτό οφείλεται στην αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.το φαινόμενο του θερμοκηπίου γίνεται κάθε μέρα και χειρότερο εξαιτίας δύο αρνητικών φαινομένων που συμβαίνουν ταυτόχρονα. Το πρώτο είναι ότι οι ποσότητες του διοξειδίου του άνθρακα είναι τρομακτικά μεγάλες και αυξάνονται εκθετικά με το χρόνο. Το δεύτερο είναι ότι τα δάση, που απορροφούν μέρος του διοξειδίου του άνθρακα, καταστρέφονται (καίγονται ή εκχερσώνονται) με μεγάλους ρυθμούς, με αποτέλεσμα η απορρόφηση αυτή να μειώνεται κάθε μέρα και περισσότερο. Έτσι και τα δύο αυτά δεινά μαζί, εντείνουν ανησυχητικά το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Πολλοί ειδικοί υποστηρίζουν ότι, εξαιτίας του θερμοκηπίου, σε περίπου 50 χρόνια, η ζωή πάνω στη Γη θα είναι σχεδόν αδύνατη. Σχήμα 1.1 Το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Η τρύπα του όζοντος. Το στρώμα του όζοντος εμποδίζει να φθάσουν στη Γη οι θανατηφόρες υπεριώδεις ακτινοβολίες του Ήλιου. Η χρήση κοινών «σπρέι» κατά το χτένισμα των μαλλιών και η λειτουργία ψυγείων και κλιματιστικών είναι οι κύριες πηγές της καταστροφής του λεπτού στρώματος του όζοντος. Έτσι έχουν προκληθεί «τρύπες» στο στρώμα του όζοντος, μέσα από τις οποίες περνούν ανενόχλητα οι υπεριώδεις ακτινοβολίες του Ήλιου. Αν οι 3

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ τρύπες αυτές μεγαλώσουν (και όντως μεγαλώνουν) και καταστρέψουν μεγάλο μέρος του στρώματος του όζοντος, τότε εκτιμάται ότι θα πεθαίνουν εκατομμύρια άνθρωποι κάθε χρόνο από καρκίνο του δέρματος. Εικόνα 1.2 Η τρύπα του όζοντος. Η μόλυνση του περιβάλλοντος από πολεμικές αλλά και ειρηνικές χρήσεις της ατομικής ενέργειας. Το περιβάλλον εκτίθεται αφόρητα σε ραδιενέργεια. Για παράδειγμα οι βόμβες απεμπλουτισμένου ουρανίου που χρησιμοποιήθηκαν στον πόλεμο του κόλπου το 1990 και στον πόλεμο του Κόσοβου το 1999, έχουν μολύνει τα εδάφη και τα νερά, όχι μόνο των χωρών όπου έγιναν οι πόλεμοι, αλλά και των γειτονικών χωρών. Έχουν προκαλέσει πολλούς θανάτους και πάρα πολλές ασθένειες, ιδιαίτερα στα μικρά παιδιά. Η μόλυνση αυτή θα διαρκέσει περίπου 4,5 εκατομμύρια χρόνια. Υπολογίζεται ότι για να διορθωθεί το κακό που έγινε στα Βαλκάνια εξαιτίας των βομβών απεμπλουτισμένου ουρανίου, απαιτούνται γύρω στα 30 δισεκατομμύρια 4

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ δολάρια, ποσό που δεν έχουν όλοι οι λαοί των Βαλκανίων μαζί. Αλλά και η ειρηνική χρήση της ατομικής ενέργειας μολύνει το περιβάλλον, ιδιαίτερα όταν συμβεί κάποιο ατύχημα. Π.χ. από το ατύχημα του Chernobyl (Τσέρνομπιλ) την άνοιξη του 1986, εκτιμάται ότι γύρω στα 5 εκατομμύρια άτομα βρέθηκαν επικίνδυνα εκτεθειμένα στη ραδιενέργεια. Παρόμοια ατυχήματα υπήρξαν και σε άλλες χώρες. Πολλά από αυτά δεν είδαν ποτέ το φως της δημοσιότητας για ευνόητους λόγους. Εικόνα 1.3 Έκρηξη ατομικής βόμβας. Σχήμα 1.2 Σύμβολο ραδιενέργειας. 5

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η μόλυνση του εδάφους. Το έδαφος και το υπέδαφος του πλανήτη μας, τα τελευταία χρόνια, έχει αρχίσει να αλλοιώνεται σε βάθος μερικών μέτρων από τα λιπάσματα και τα φυτοφάρμακα και άλλες ανθρώπινες παρεμβάσεις. Ειδικότερα, τα τελευταία χρόνια, τα ζιζανιοκτόνα έχουν πολλαπλασιαστεί κατά 25 φορές, ενώ τα συνθετικά λιπάσματα κατά 12 φορές. Τα ζιζανιοκτόνα και τα λιπάσματα παρασύρονται από τα νερά της βροχής και εισέρχονται στα υπόγεια ύδατα, όπου προκαλούν μαζική ρύπανση τεραστίων εκτάσεων. Οι ρύποι αυτοί πέφτουν στις θάλασσες, στις λίμνες και στα ποτάμια, απειλώντας έτσι σοβαρά, σε παγκόσμια κλίμακα, τη ζωή μέσα στο νερό. Οι χωματερές κατακλύζουν τον πλανήτη κατά εκατοντάδες χιλιάδες, δημιουργώντας μολύνσεις του περιβάλλοντος και του πόσιμου νερού παρακείμενων περιοχών. Εικόνα 1.4 Μόλυνση εδάφους από σκουπιδότοπους. Καταστροφή των δασών.τα τροπικά δάση, αλλά και όλα τα δάση, εξαιτίας των πυρκαγιών αλλά και των εκχερσώσεων, οδηγούνται στον αφανισμό. Οι πυρκαγιές καταστρέφουν τους πνεύμονες της Γης. Ο μισός δασικός πλούτος της Γης κάηκε τα τελευταία 30 χρόνια. Ο ρυθμός εκχέρσωσης των τροπικών δασών κυμαίνεται από 10 έως 20 εκατομμύρια εκτάρια το χρόνο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα οι κάτοικοι περιοχών γύρω από μεγάλες δασικές περιοχές να ζουν με το φόβο των πλημμύρων που μεγαλώνει κάθε χρόνο και 6

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ περισσότερο. Ακόμη κάθε έτος έχουμε τεράστιες πυρκαγιές σε ολόκληρο τον πλανήτη. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι οι περιοχές γύρω από τα Ιμαλάια, όπου 50 έως 100 εκατομμύρια άνθρωποι ζουν με τον εφιάλτη των πλημμύρων. Εικόνα 1.5 Παρομοίωση αναγκαιότητας των δασών για την ύπαρξη οξυγόνου. Το κλίμα της γης. Το κλίμα της Γης αλλάζει τα τελευταία χρόνια και οι αλλαγές αυτές φαίνεται ότι θα είναι μεγάλες στα επόμενα 50 έως 100 έτη. Τα αίτια των κλιματολογικών αλλαγών είναι πολλά, με σπουδαιότερο την αύξηση της μέσης θερμοκρασίας από 3 έως 5 ο C για τα επόμενα 100 χρόνια. Η αύξηση αυτή θα λιώσει ένα ποσοστό από πάγους στους δύο πόλους της Γης και η στάθμη του νερού στις θάλασσες θα ανεβεί με αποτέλεσμα να «πνίξει» πόλεις, παραλίες, δάση και ό, τι άλλο υπάρχει στις ακτές. Σημειώνεται ότι στις παραθαλάσσιες ακτές κατοικεί περίπου το 1/4 του πληθυσμού της Γης, δηλαδή σήμερα κατοικούν περίπου 1,5 δισεκατομμύριο άνθρωποι. Αναφέρεται ότι κατά τα τελευταία 10000 χρόνια η θερμοκρασία της Γης έχει αυξηθεί μόνο 1 ο C, ενώ σε 100 χρόνια από σήμερα θα αυξηθεί περί τους 3 έως 5 ο C. Αν η στάθμη του νερού της θάλασσας ανέβει έστω και ένα μέτρο, τότε σχεδόν όλες οι παράκτιες ακτές θα πληγούν. Σε μερικές περιπτώσεις η ζημιά που θα προκληθεί θα είναι τεράστια, όπως π.χ. πολλά μικρά νησιώτικα κράτη στον Ειρηνικό ωκεανό θα 7

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ σβήσουν από το χάρτη. Επίσης, από τις μισές βιομηχανικές εγκαταστάσεις σε χώρες όπως Ιαπωνία, Βιετνάμ, Ινδονησία, Ταϊλάνδη θα εξαφανιστούν. Σχήμα 1.3 Υπολογισμός αύξησης της θερμοκρασίας στην επιφάνεια της Γης από το 1960 έως και το 2060. 1.3 ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (Α.Π.Ε.) ή και αλλιώς ήπιες μορφές ενέργειας είναι πηγές τα αποθέματα των οποίων ανανεώνονται φυσικά, και οι οποίες συνεπώς θεωρούνται πρακτικά ανεξάντλητες. Στην κατηγορία αυτή, η σημασία της οποίας για τη βιωσιμότητα του πλανήτη έχει πλέον συνειδητοποιηθεί ευρέως, συγκαταλέγονται ο ήλιος, ο άνεμος, η γεωθερμία, τα ποτάμια, οι οργανικές ύλες όπως το ξύλο και τα απορρίμματα οικιακής και γεωργικής προέλευσης και πρόκειται για τις πρώτες μορφές ενέργειας που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος. Ο όρος «ήπιες» αναφέρεται σε δυο βασικά χαρακτηριστικά τους. Αρχικά, για την εκμετάλλευσή τους δεν απαιτείται κάποια ενεργητική παρέμβαση, όπως εξόρυξη, άντληση ή καύση, όπως με τις μέχρι τώρα χρησιμοποιούμενες πηγές ενέργειας, αλλά απλώς η εκμετάλλευση της ήδη υπάρχουσας ροής ενέργειας στη φύση. Δεύτερον, πρόκειται για «καθαρές» μορφές ενέργειας, πολύ «φιλικές» στο περιβάλλον, που δεν αποδεσμεύουν 8

υδρογονάνθρακες, διοξείδιο του άνθρακα ή τοξικά ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ ή ραδιενεργά απόβλητα, όπως οι υπόλοιπες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα. Έτσι οι Α.Π.Ε. θεωρούνται από πολλούς μία αφετηρία για την επίλυση των οικολογικών προβλημάτων που αντιμετωπίζει η Γη. Εικόνα 1.6 Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας. 1.4 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΩΝ Α.Π.Ε. Τα κυριότερα πλεονεκτήματα των Α.Π.Ε. αναφέρονται παρακάτω: Είναι πολύ φιλικές προς το περιβάλλον, έχοντας ουσιαστικά μηδενικά κατάλοιπα και απόβλητα. καύσιμα. Δεν πρόκειται να εξαντληθούν ποτέ, σε αντίθεση με τα ορυκτά Συμβάλουν στη μείωση της εξάρτησης από συμβατικούς, μη ανανεώσιμους ενεργειακούς πόρους και μπορούν να αποτελέσουν την εναλλακτική πρόταση σε σχέση με την οικονομία του πετρελαίου. 9

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ Επιδοτούνται από τις περισσότερες κυβερνήσεις. Συμβάλουν στην άμβλυνση του φαινομένου του θερμοκηπίου, καθώς συνεισφέρουν στον περιορισμό της εκπομπής των 6 αερίων του θερμοκηπίου (CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6) στην ατμόσφαιρα. Συνεισφέρουν στην ενίσχυση της ενεργειακής ανεξαρτησίας και της ασφάλειας του ενεργειακού εφοδιασμού σε εθνικό επίπεδο. Συμβάλουν στην αποκέντρωση του ενεργειακού συστήματος, εξαιτίας της γεωγραφικής τους διασποράς, με αποτέλεσμα τη δυνατότητα κάλυψης των ενεργειακών αναγκών σε τοπικό και περιφερειακό επίπεδο ανάλογα με τις ανάγκες του επί τόπου πληθυσμού και τη συνεπακόλουθη ανακούφιση των συστημάτων υποδομής και τον περιορισμό των απωλειών από τη μεταφορά ενέργειας. Δίνουν τη δυνατότητα ορθολογικής αξιοποίησης των ενεργειακών πόρων, με διαφορετικές λύσεις για διαφορετικές ενεργειακές ανάγκες (για παράδειγμα χρήση ηλιακής ενέργειας για θερμότητα χαμηλών θερμοκρασιών, χρήση αιολικής ενέργειας για ηλεκτροπαραγωγή κ.ά.). Έχουν χαμηλό λειτουργικό κόστος που δεν επηρεάζεται από τις διακυμάνσεις της διεθνούς οικονομίας και ειδικότερα των τιμών των συμβατικών καυσίμων, με απλό εξοπλισμό στην κατασκευή και στη συντήρηση και με μεγάλη διάρκεια ζωής. Συνεισφέρουν στην αναζωογόνηση οικονομικά και κοινωνικά υποβαθμισμένων περιοχών με τη δημιουργία θέσεων εργασίας και την προσέλκυση ανάλογων επενδύσεων (π.χ. καλλιέργειες θερμοκηπίου με τη χρήση γεωθερμικής ενέργειας). 1.5 ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΩΝ Α.Π.Ε. Εκτός από τα παραπάνω πλεονεκτήματα οι Α.Π.Ε. παρουσιάζουν και ορισμένα χαρακτηριστικά που δυσχεραίνουν την αξιοποίηση και ταχεία ανάπτυξή τους: 10

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΕΙΣΑΓΩΓΗ Έχουν αρκετά μικρό συντελεστή απόδοσης, της τάξης του 30% ή και χαμηλότερο. Συνεπώς απαιτείται αρκετά μεγάλο αρχικό κόστος εφαρμογής σε μεγάλη επιφάνεια γης. Γι αυτόν το λόγο μέχρι τώρα χρησιμοποιούνται σα συμπληρωματικές πηγές ενέργειας και δε μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κάλυψη των αναγκών μεγάλων αστικών κέντρων. Η παροχή και απόδοση της αιολικής, υδροηλεκτρικής και ηλιακής ενέργειας εξαρτάται από την εποχή του έτους αλλά και από το γεωγραφικό πλάτος και το κλίμα της περιοχής στην οποία εγκαθίστανται. Για τις αιολικές μηχανές υπάρχει η άποψη ότι δεν είναι κομψές από αισθητική άποψη και ότι προκαλούν θόρυβο και θανάτους πουλιών. Με την εξέλιξη όμως της τεχνολογίας τους και την προσεκτικότερη επιλογή χώρων εγκατάστασης (π.χ. σε πλατφόρμες στην ανοιχτή θάλασσα) αυτά τα προβλήματα έχουν σχεδόν λυθεί. Για τα υδροηλεκτρικά έργα λέγεται ότι προκαλούν έκλυση μεθανίου από την αποσύνθεση των φυτών που βρίσκονται κάτω από το νερό και έτσι συντελούν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Το διασπαρμένο δυναμικό τους είναι δύσκολο να συγκεντρωθεί σε μεγάλα μεγέθη ισχύος, να μεταφερθεί και να αποθηκευθεί. Έχουν χαμηλή πυκνότητα ισχύος και ενέργειας και συνεπώς για μεγάλες τιμές ισχύος απαιτούνται συχνά εκτεταμένες εγκαταστάσεις. Παρουσιάζουν συχνά διακυμάνσεις στη διαθεσιμότητά τους που μπορεί να είναι μεγάλης διάρκειας απαιτώντας την εφεδρεία άλλων ενεργειακών πηγών ή γενικά δαπανηρές μεθόδους αποθήκευσης. Η χαμηλή διαθεσιμότητά τους, συνήθως, οδηγεί σε χαμηλό συντελεστή χρησιμοποίησης των εγκαταστάσεων εκμετάλλευσής τους. 11

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ 2.1 ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Θαλάσσια ενέργεια είναι κάθε πηγή ενέργειας, άμεση ή έμμεση, που προέρχεται από τα ωκεάνια ύδατα. Όπως είναι γνωστό, η Γη σκεπάζεται κατά τα ¾ από ωκεανούς. Είναι λοιπόν απορίας άξιο πώς το μεγαλύτερο μέρος του πλανήτη μας δεν έχει ακόμη αξιοποιηθεί για την παραγωγή φτηνής ενέργειας, ενώ η κατανομή του πλούτου στον κόσμο φαίνεται να υπαγορεύεται αποκλειστικά από μία και μόνο και μάλιστα εν εκλείψει, πηγή ενέργειας, το πετρέλαιο. Εικόνα 2.1 Παλιρροιακά κύματα. Οι μορφές θαλάσσιας ενέργειας είναι πολλές και οι ποσότητες ενέργειας οι οποίες μπορούν να αξιοποιηθούν τεράστιες. Η θαλάσσια επιφάνεια απορροφά μεγάλες ποσότητες ηλιακής και αιολικής ενέργειας, η οποία εμφανίζεται στη θάλασσα σε διάφορες μορφές, όπως κύματα ή ρεύματα (wave energy). Ο ήλιος θερμαίνει την επιφάνεια του νερού περισσότερο από ότι τα μεγαλύτερα βάθη και σε αυτήν τη διαφορά θερμοκρασίας οφείλεται η θερμική ενέργεια. Ακόμη οι άνεμοι που πνέουν πάνω από τους ωκεανούς δημιουργούν την κυματική

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ ενέργεια. Επιπλέον, διάφορες άλλες πηγές ενέργειας στο θαλάσσιο περιβάλλον είναι το φαινόμενο της παλίρροιας (tidal energy), που οφείλεται κυρίως στη βαρυτική επίδραση της Σελήνης (και σε μικρότερο βαθμό του Ήλιου) στις μεγάλες γήινες υδάτινες μάζες όπως είναι οι ωκεανοί, το θερμικό δυναμικό μεταξύ των ανώτερων (θερμότερων) και των κατώτερων (ψυχρότερων) θαλάσσιων στρωμάτων (ocean thermal energy) και οι μεταβολές πυκνότητας σε θαλάσσια στρώματα διαφορετικής αλατότητας (salinity power). 2.2 ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ Σε παγκόσμιο επίπεδο το θαλάσσιο ενεργειακό δυναμικό σε πολλές περιοχές είναι πολύ σημαντικό (Σχήμα 2.1). Παρατηρείται ότι το υψηλότερο δυναμικό καταγράφεται στην εύκρατη ζώνη. Σχήμα 2.1 Παγκόσμιο Θαλάσσιο Ενεργειακό Δυναμικό. Παρατηρώντας το Σχήμα 2.1 βλέπουμε ότι η θαλάσσια ενέργεια μπορεί να καλύψει σήμερα τις παγκόσμιες απαιτήσεις σε ηλεκτρισμό. Παγκόσμιο κυματικό δυναμικό: 8000 80000 TWh/έτος. Παγκόσμιο δυναμικό από τα θαλάσσια ρεύματα: 800 TWh/έτος. Το καλύτερο κυματικό δυναμικό παρουσιάζεται στην εύκρατη ζώνη (γεωγραφικό πλάτος μεταξύ 30 ο και 60 ο μοιρών και στα δύο ημισφαίρια με 13

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ κυματική ισχύ μεταξύ 20 70 kw/m μετώπου του κυματισμού ή και υψηλότερη. Ιδιαίτερα στις ακτές της Δυτικής Ευρώπης, ανοικτά των ακτών του Καναδά και των Η.Π.Α., καθώς και στις Νότιες ακτές της Αυστραλίας και της Νοτίου Αμερικής. Σε Ευρωπαϊκό επίπεδο εκτιμάται ότι το συνολικά εκμεταλλεύσιμο κυματικό δυναμικό είναι της τάξης των: 120 190 TWh/έτος στα ανοικτά 34 46 TWh/έτος σε παράκτιες περιοχές Το ετήσιο μακροχρόνιο επίπεδο κυματικής ισχύος αυξάνεται από 25 kw/m περίπου στις νοτιότερες ακτές της Ευρώπης (Κανάρια Νησιά) και φθάνει τα 75 kw/m ανοικτά της Ιρλανδίας και της Σκωτίας. Το συνολικό κυματικό δυναμικό στο Βόρειο Ανατολικό Ατλαντικό (περιλαμβανόμενης και της Βόρειας Θάλασσας) είναι περί τα 290 GW. Στις ακτές των Ευρωπαϊκών χωρών της Μεσογείου το κυματικό δυναμικό κυμαίνεται μεταξύ 4 11 kw/m (Νότιο - Δυτικό Αιγαίο). Το συνολικό κυματικό δυναμικό στις Ευρωπαϊκές ακτές της Μεσογείου είναι περί τα 30 GW. Σε Ευρωπαϊκό επίπεδο το δυναμικό από θαλάσσια παλιρροιακά ρεύματα αντίστοιχα, εκτιμάται ότι με το σημερινό επίπεδο τεχνολογίας μπορεί να παρέχει 48 TWh/έτος στο ηλεκτρικό δίκτυο. 2.3 ΚΥΡΙΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Τα κυριότερα προβλήματα που παρουσιάζονται κατά την εφαρμογή της θαλάσσιας ενέργειας είναι: Σύνδεση με το δίκτυο. Το κόστος για τη μεταφορά της ενέργειας στην ξηρά είναι μεγάλο. Επιπλέον το δίκτυο ξηράς δεν είναι προσαρμοσμένο στις μεγάλες ποσότητες ενέργειας που μπορούν να προέλθουν από τη θάλασσα. Κόστος παραγωγής. Σήμερα είναι της τάξης των 33 37 c /kwh. Στόχος είναι να μειωθεί σε κόστος αντίστοιχο αυτού των συμβατικών τεχνολογιών. Για το σκοπό αυτό είναι αναγκαία η καλύτερη κατανόηση της συμπεριφοράς των συστημάτων στο θαλάσσιο περιβάλλον. 14

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Θεσμικό πλαίσιο. Απόλυτη καθίσταται η ανάγκη για περιβαλλοντική πολιτική που να ενθαρρύνει τους πιθανούς επενδυτές. Είναι αναγκαίες πιο σταθερές συνθήκες στην αγορά για να επιταχύνουν την τεχνολογική εξέλιξη και την εμπορική εκμετάλλευση. Είναι αναγκαία η ύπαρξη Εθνικού και Ευρωπαϊκού θεσμικού πλαισίου που να ακολουθεί μια τιμολογιακή πολιτική αντίστοιχη αυτής των φωτοβολταϊκών. Απλοποίηση των διαδικασιών αδειοδότησης. 2.4 ΚΥΡΙΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Τα κυριότερα πλεονεκτήματα από τη χρήση της ενέργειας των ωκεανών, εκτός από την «καθαρή» και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας που προκύπτει με τα γνωστά ευεργετήματα, είναι το σχετικά μικρό κόστος κατασκευής των απαιτούμενων εγκαταστάσεων, η μεγάλη απόδοση (40-70 kw/m μετώπου κύματος) και η δυνατότητα παραγωγής υδρογόνου με ηλεκτρόλυση από το άφθονο θαλασσινό νερό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. 2.5 ΠΑΛΙΡΡΟΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Η θαλάσσια επιφάνεια απορροφά τεράστιες ποσότητες ηλιακής και αιολικής ενέργειας, η οποία εμφανίζεται στη θάλασσα σε διάφορες μορφές, όπως κύματα ή ρεύματα. Σκόπιμο είναι να γνωρίζουμε το πώς σχηματίζονται οι παλίρροιες. Τα παλιρροιακά ρεύματα που παράγονται οφείλονται στο φυσικό φαινόμενο της περιοδικής ανόδου και καθόδου της στάθμης του νερού των θαλασσών. Η άνοδος της στάθμης ονομάζεται πλημμυρίδα (floodtide), ενώ η κάθοδος ονομάζεται άμπωτη (ebb ή lowtide). Από κοινού, πλημμυρίδα και άμπωτη αποτελούν το φαινόμενο της παλίρροιας. Το φαινόμενο αυτό που επαναλαμβάνεται δύο φορές το 24ωρο (ακριβέστερα 24 ώρες 50' και 30") οφείλεται στη βαρυτική έλξη της Σελήνης αλλά και του Ηλίου πάνω στη Γη, καθώς και στην περιστροφή αυτών των ουρανίων σωμάτων (Σχήμα2.2). Από αυτό προκύπτει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η διακύμανση τόσο μεγαλύτερη θα είναι και η παλιρροϊκή παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια. Η ενέργεια που 15

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ προκύπτει από τέτοια σχετική κίνηση ονομάζεται παλιρροϊκή ενέργεια και είναι η μόνη υπάρχουσα μορφή της εν λόγω ενέργειας. Σχήμα 2.2 Το φυσικό φαινόμενο της περιοδικής ανόδου και καθόδου της στάθμης του νερού των θαλασσών. Οι τεχνολογίες παλιρροιακής ενέργειας αξιοποιούν την αυξομείωση της θαλάσσιας στάθμης κατά την παλίρροια. Οι παλίρροιες έχουν σταθερές περιόδους περίπου 12,5 και 24 ωρών και για το λόγο αυτό είναι προβλέψιμες. Οι αυξομειώσεις της θαλάσσιας στάθμης κατά την παλίρροια είναι συνυφασμένες με «παλιρροιακά ρεύματα», οριζόντιες μετατοπίσεις θαλάσσιας μάζας, οι οποίες έχουν περίπου την ίδια περιοδικότητα. Τα ρεύματα είναι ισχυρά και θεωρούνται ιδιαίτερα κατάλληλα για ενεργειακή αξιοποίηση, επειδή εμφανίζονται σε 16

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ σχετικά μικρά βάθη. Στις παράκτιες ζώνες, όπου οι πλημμύρες περνούν μέσα από στενά ή σε ρηχά νερά, μπορούν να σημειωθούν πολύ ψηλές ταχύτητες ροής. Η εκμετάλλευση της δυναμικής ενέργειας της παλίρροιας γίνεται συνήθως με την κατασκευή ενός φράγματος στην είσοδο ενός κόλπου ή θαλάσσιου διαύλου, δημιουργώντας έτσι μία φυσική δεξαμενή. Κατά την άνοδο της παλίρροιας το νερό εισέρχεται στη φυσική αυτή δεξαμενή μέσα από υδατοφράκτες, οι οποίοι κλείνουν όταν η παλίρροια φτάσει στο ζενίθ. Οι υδατοφράκτες ανοίγουν πάλι στο ναδίρ της παλίρροιας, επιτρέποντας την έξοδο του νερού διά μέσου υδροστροβίλων. Η τεχνολογία αυτή μπορεί να θεωρηθεί «ώριμη». Ωστόσο, λίγοι σταθμοί αυτού του τύπου έχουν κατασκευασθεί ανά τον κόσμο. Ο μεγαλύτερος, συνολικής ισχύος 240 MW, κατασκευάστηκε τη δεκαετία του 1960 στη Γαλλική πόλη La Rance και λειτουργεί από τότε με επιτυχία. Εικόνα 2.2 Σταθμός παραγωγής παλιρροιακής ενέργειας στην πόλη La Rance της Γαλλίας. Τα παλιρροιακά ρεύματα θεωρούνται ιδιαίτερα αποδοτική πηγή ενέργειας. Την τελευταία δεκαετία πολλοί Ευρωπαϊκοί οργανισμοί και τεχνικές εταιρείες έχουν εστιάσει τις δραστηριότητές τους σε αυτόν τον τομέα. Οι τεχνολογίες είναι παρόμοιες προς αυτές της αιολικής ενέργειας, χρησιμοποιούν δηλαδή στροβίλους οριζόντιου ή κατακόρυφου άξονα, πλωτούς ή πακτωμένους στο θαλάσσιο πυθμένα. Λόγω της πολύ μεγαλύτερης πυκνότητας του ύδατος, 17

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ περίπου 850 φορές μεγαλύτερη από εκείνη του αέρα το μέγεθος ενός στροβίλου παλιρροιακού ρεύματος είναι πολύ μικρότερο, περίπου το 1/4, από αυτό μίας ανεμογεννήτριας της ίδιας ηλεκτρικής ισχύος. Επιπλέον, η οπτική και ακουστική όχληση από στροβίλους παλιρροιακών ρευμάτων είναι μηδαμινή. Σε αρκετές περιπτώσεις τα παλιρροιακά ρεύματα μπορούν να αναχαιτιστούν με κινητά φράγματα ή με φράγματα εκτροπής. Εικόνα 2.3 Διατάξεις παραγωγής παλιρροιακής ενέργειας. Αν και η συστηματική έρευνα στον τομέα αυτόν ξεκίνησε την τελευταία δεκαετία, ήδη στην Ευρώπη έχουν εγκατασταθεί και λειτουργούν με επιτυχία αρκετοί πιλοτικοί σταθμοί. Για το κοντινό μέλλον προγραμματίζονται μεγάλες εγκαταστάσεις ισχύος αρκετών MW. Πιο συγκεκριμένα, στην Ευρώπη δυνατά ρεύματα εμφανίζονται γύρω από τα Βρετανικά νησιά και την Ιρλανδία, ανάμεσα στα Αγγλονορμαδικά νησιά και στη Γαλλία, στα στενά της Μεσσίνα ανάμεσα στην Ιταλία και στη Σικελία και γύρω από τα νησιά του Αιγαίου Πελάγους με γνωστότερο το ρεύμα του Ευρίπου (Εικόνα 2.4). 18

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Εικόνα 2.4 Το ρεύμα του Ευρίπου. Ακόμη, ένας σχετικά πρόσφατος εγκατεστημένος σταθμός είναι το SeaGen Tidal System στο Strangford Lough της Βόρειας Ιρλανδίας, 400 m από την ακτή. Είναι το μεγαλύτερο στον κόσμο σύστημα παραγωγής ενέργειας από παλιρροιακά ρεύματα (στο είδος του), με δυναμικότητα 1,2 MW. Εικόνα 2.5 Το SeaGen στη Βόρεια Ιρλανδία. 19

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Η μονάδα ζυγίζει 1000 τόνους, έχει 4 γεννήτριες που θα λειτουργούν 18-20 ώρες την ημέρα και θα παράγουν ενέργεια για 1000 νοικοκυριά. Στην εικόνα 2.5 φαίνεται ο σταθμός πριν τη βύθιση στο νερό. Η πρόοδος που επιτεύχθηκε στην αξιοποίηση αυτών των ειδών της θαλάσσιας ενέργειας ήταν πολύ σημαντική κατά τα περασμένα έτη. Πολλές από τις προαναφερθείσες τεχνικές που εξετάζονται τώρα, προβλέπεται ότι θα αποδειχθούν οικονομικά βιώσιμες στο κοντινό μέλλον. 2.6 ΚΥΜΑΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Κυματική ενέργεια είναι η μορφή ενέργειας που προκύπτει από την κινητική ενέργεια των κυμάτων. Το φαινόμενο των ανέμων έχει ως συνέπεια το σχηματισμό κυμάτων τα οποία είναι εκμεταλλεύσιμα. Η ενέργεια από τα κύματα παράγεται από την κίνηση των κυμάτων στη θαλάσσια επιφάνεια που προκαλείται από τους κατά τόπους ανέμους. Εικόνα 2.6 Κυματική ενέργεια. Η κυματική ενέργεια αποτελεί μία μη συνηθισμένη χαμηλής συχνότητας πηγή ενέργειας η οποία θα πρέπει να μετατραπεί σε συχνότητα της τάξεως των 60 Hz πριν ενσωματωθεί στο ηλεκτρικό δίκτυο. Παρόλο που τα τελευταία 20

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ χρόνια πολλά συστήματα έχουν επινοηθεί, μόνο ένα μικρό ποσοστό έχει δοκιμαστεί και αξιολογηθεί για την αξιοπιστία τους. Επιπρόσθετα, ελάχιστα από αυτά έχουν δοκιμαστεί στη θάλασσα υπό πραγματικές συνθήκες εξομοίωσης ενώ τα περισσότερα έχουν αξιολογηθεί σε εργαστηριακές δεξαμενές. Ένα σύστημα κυματικής ενέργειας μπορεί να τοποθετηθεί σε οποιοδήποτε σημείο στον ωκεανό και να παράγει ενέργεια, μπορεί να είναι αγκυρωμένο στον πυθμένα ή πλωτό ανοιχτά της θάλασσας, ή σύστημα εγκαταστημένο στα παράλια ή στα ρηχά νερά. Ένα τέτοιο σύστημα μπορεί επίσης να είναι ολικά βυθισμένο στο νερό ή να είναι τοποθετημένο πάνω από τη θαλάσσια επιφάνεια σε μία πλωτή πλατφόρμα. Παρά τις δυνατότητες που παρουσιάζουν τα συστήματα κυματικής ενέργειας, τα περισσότερα πρωτότυπα αυτών έχουν εγκατασταθεί στις ακτές. Η αισθητική επίδραση ενός συστήματος στο περιβάλλον εξαρτάται από τον τύπο που θα υιοθετηθεί. Έτσι ένα σύστημα μερικώς βυθισμένο ή τοποθετημένο λίγα χιλιόμετρα μακριά δεν επηρεάζει την εναρμόνιση του συστήματος στο φυσικό περιβάλλον. Αντίθετα συστήματα κυματικής ενέργειας τοποθετημένα στις ακτές μπορεί να επιδράσουν αρνητικά στην όλη αισθητική και να μετατρέψουν ένα φυσικό περιβάλλον σε άκρως βιομηχανικό. Έτσι προσοχή απαιτείται τόσο στη μορφή του συστήματος που πρόκειται να υιοθετηθεί, καθώς και πως θα εναρμονιστεί με την υπάρχουσα αρχιτεκτονική του τοπίου και το φυσικό ανάγλυφο της περιοχής. Η συνεργασία του μελετητή, ενός αρχιτέκτονα και ενός μηχανολόγου μηχανικού κρίνεται απαραίτητη και επιτακτική για αρμονικό σχεδιασμό. Κατά τη δεκαετία του '70 μόνο δύο χώρες κατάφεραν να αναδείξουν τις δυνατότητες των συστημάτων κυματικής ενέργειας μέσα από τα ερευνητικά τους προγράμματα, η Ιαπωνία και η Μεγάλη Βρετανία. Οι επίμονες προσπάθειες των ερευνητών τους κατάφεραν να βελτιώσουν την απόδοση παραγωγικότητας των συστημάτων αυτών. Σε γενικές γραμμές τα συστήματα μπορούν να διαχωριστούν σε δύο κατηγορίες, τα σταθερά και τα πλωτά. Τα σταθερά συστήματα τα οποία τοποθετούνται στις ακτές ή στα ρηχά νερά έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι των πλωτών συστημάτων και συγκεκριμένα στον τομέα της συντήρησης. 21

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Ωστόσο, ο αριθμός των διαθέσιμων περιοχών που είναι κατάλληλες για σταθερά συστήματα είναι περιορισμένος. Εικόνα 2.7 Φωτομοντάζ ενός συστήματος κυματικής ενέργειας (OWC, Παλλόμενη Στήλη Νερού). Στη διάταξη αξιοποίησης της θαλάσσιας ενέργειας που φαίνεται στην Εικόνα 2.7 οι ταλαντώσεις που συντελούνται στη στήλη νερού του συστήματος μετατρέπουν την κυματική ενέργεια σε ηλεκτρική. Η διαδικασία που ακολουθείται γίνεται σε δύο στάδια. Καθώς το νερό εισέρχεται στο εσωτερικό του συστήματος αναγκάζει τον αέρα που υπάρχει να μετατοπιστεί προς το επάνω μέρος και να θέσει σε λειτουργία την τουρμπίνα η οποία μετατρέπει την κινητική ενέργεια σε ηλεκτρική. Η διαδικασία μετατροπής περιγράφεται σχηματικά στο Σχήμα 2.3. Σχήμα 2.3 Σχηματική αναπαράσταση λειτουργίας ενός συστήματος κυματικής ενέργειας. 22

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Η κινητική ενέργεια των κυμάτων μπορεί να περιστρέψει την τουρμπίνα, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.3. Η ανυψωτική κίνηση του κύματος πιέζει τον αέρα προς τα πάνω, μέσα στο θάλαμο και θέτει σε περιστροφική κίνηση την τουρμπίνα έτσι ώστε η γεννήτρια να παράγει ρεύμα. Αυτός είναι ένας μόνο τύπος εκμετάλλευσης της ενέργειας των κυμάτων. Η παραγόμενη ενέργεια είναι σε θέση να καλύψει τις ανάγκες μιας οικίας, ενός φάρου κ.λπ. Έρευνες έχουν δείξει ότι η κυματική ενέργεια μπορεί να καλύψει το 10% της ζήτησης σε ηλεκτρική ενέργεια στην Ευρώπη, ως το 2030. Η κυματική ενέργεια παρουσιάζει όλα τα οφέλη των Α.Π.Ε. ορισμένα από τα οποία είναι μηδενικές εκπομπές προϊόντων καύσης (CO2), απεξάρτηση από εισαγόμενα ορυκτά καύσιμα κ.λπ. αλλά και ειδικότερα πλεονεκτήματα, με σημαντικότερο αυτό της μεγάλης πυκνότητας ενέργειας και της μικρής οπτικής όχλησης, ακόμα και αν οι συσκευές εγκαθίστανται σε απόσταση που είναι ορατές από την ακτή, καθώς το μεγαλύτερο μέρος τους είναι βυθισμένο στη θάλασσα. 2.7 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ Ως θαλάσσιο ρεύμα ορίζεται η συνεχής οριζόντια κίνηση, οριζόντια μετακίνηση μεγάλων ποσοτήτων θαλασσίου ύδατος μέσα στις εκτεταμένες υδάτινες μάζες των ωκεανών. Αυτή η κίνηση οφείλεται σε ορισμένους παράγοντες όπως στην πνοή των επιφανειακών ανέμων, στις αντιθέσεις πυκνότητας των υδάτων λόγω έντονης εξάτμισης και αλμυρότητας. Άλλοι παράγοντες είναι η διαμόρφωση των ακτών και των πυθμένων, η θέση των μεγάλων κέντρων ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας καθώς και η επίδραση της AKδύναμης Coriolis (δεξιόστροφη στο Βόρειο ημισφαίριο και αριστερόστροφη στο Νότιο). Τα θαλάσσια ρεύματα γενικά διακρίνονται στα: Θερμά θαλάσσια ρεύματα, τα οποία κινούνται από τον Ισημερινό προς τους Πόλους και είναι θερμότερα από τα γειτονικά ύδατα. Ψυχρά θαλάσσια ρεύματα, τα οποία κινούνται από τους Πόλους προς τον Ισημερινό και είναι ψυχρότερα από τα γειτονικά ύδατα. 23

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Ρεύματα αποζημίωσης (ή επιστρέφοντα ρεύματα), τα οποία αναπληρώνουν τις απώλειες σε νερό που υφίσταται μια θαλάσσια περιοχή από την οποία ξεκινούν θαλάσσια ρεύματα. Eπίσης πολύ στενή είναι η σχέση μεταξύ της Γ.Κ.Α. (Γενικής Κυκλοφορίας Ατμόσφαιρας) και των θαλασσίων ρευμάτων. Αυτή η σχέση είναι εντονότερη στα μεσαία και στα μεγάλα πλάτη του Νότιου Ημισφαιρίου. Στα μεγάλα πλάτη του Βόρειου Ημισφαιρίου η σχέση αυτή διαταράσσεται λόγω της μεγάλης εξάπλωσης της ξηράς. Σχήμα 2.4 Παγκόσμιος χάρτης με τα θαλάσσια ρεύματα. Ορισμένα θερμά θαλάσσια ρεύματα είναι τα εξής: Ρεύμα του Κόλπου (Gulf Stream) Βορειοατλαντικό ρεύμα Βόρειο Ισημερινό ρεύμα Νότιο Ισημερινό ρεύμα Ισημερινό αντίρρευμα Εκτροπή Βορείου Ειρηνικού Ρεύμα Γουινέας Ρεύμα Βραζιλίας Ρεύμα Μοζαμβίκης 24

και ψυχρά: Χειμερινή μουσωνική εκτροπή Θερινή μουσωνική εκτροπή Κουροσίο (Ιαπωνία) Ανατολικό Αυστραλιανό ρεύμα Ρεύμα Λαμπραντόρ Ρεύμα Καναρίων Ρεύμα Καλιφόρνιας Ρεύμα Περού Ανατολικό Γροιλανδικό ρεύμα Περιανταρκτικό ρεύμα Ρεύμα Φώκλαντ Ρεύμα Μπεγκουέλα Δυτικό Αυστραλιανό ρεύμα Ογιασίο (Ιαπωνία). ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ Όσον αφορά τη φορά κίνησης των θαλασσίων ρευμάτων αυτή είναι ίδια με τη φορά των δεικτών του ρολογιού για το Βόρειο Ημισφαίριο ενώ στο Νότιο Ημισφαίριο είναι αντίθετη από τη φορά των δεικτών του ρολογιού. Oι κλιματικές επιδράσεις των θαλασσίων ρευμάτων είναι οι εξής: 1. Δυτικές ακτές τροπικών περιοχών βρέχονται από ψυχρά ρεύματα χαμηλές θερμοκρασίες ξηρασία, συχνές ομίχλες 2. Δυτικές ακτές μέσων, μεγάλων πλατών βρέχονται από θερμά ρεύματα ωκεάνιο κλίμα ήπιοι χειμώνες, δροσερά καλοκαίρια, μέτριες βροχοπτώσεις παράδειγμα κλίμα Μεγάλης Βρετανίας 3. Ανατολικές ακτές μικρών πλατών θερμά ρεύματα θερμό βροχερό κλίμα 4. Ανατολικές ακτές μέσων πλατών 25

θερμά ρεύματα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ ψυχροί χειμώνες, θερμά καλοκαίρια λόγω ηπειρωτικής επίδρασης 5. Ανατολικές ακτές μεγάλων πλατών ψυχρά ρεύματα ψυχροί χειμώνες, δροσερά καλοκαίρια 26

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» 3.1 ΓΕΝΙΚΗ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ Με την ακόμα πιο έντονη αναζήτηση για νέους τρόπους παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και με την πρόσφατη τραγωδία στην Ιαπωνία να αυξάνει τις αμφιβολίες για την πυρηνική ενέργεια, οι ωκεανοί του κόσμου μπορούν να παρέχουν μια εναλλακτική βιώσιμη καθαρή ενέργεια. Έτσι, οι περισσότερες εταιρείες έχουν στρέψει τις μελέτες τους στην ανάπτυξη τεχνολογιών αξιοποίησης της ενέργειας της θάλασσας. 3.2 MINESTO Εικόνα 3.1 Λογότυπο της Minesto. Ο όμιλος Saab ξεκίνησε το 2003 την ανάπτυξη μιας νέας τεχνολογίας για ένα νέο τύπο παραγωγής παλιρροιακής ενέργειας. Έπειτα από τέσσερα χρόνια τεχνολογικής και εμπορικής αξιολόγησης, το 2007, ιδρύθηκε ένα παρακλάδι του ομίλου η Minesto, μια νεοσύστατη εταιρεία κυματικής ενέργειας. Η Minesto έχει την έδρα της στη Frolunda έξω από το Gothenburg της Σουηδίας. Έχει λάβει χρηματοδότηση ύψους 530000 λιρών Αγγλίας από τη Carbon Trust, για να

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» δοκιμάσει στη Βόρεια Ιρλανδία τη νέα της τεχνολογία για τους παλιρροιακούς σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που ονομάζεται «Deep Green» ή αλλιώς «Υποβρύχιος Χαρταετός». Η «Deep Green» είναι βασισμένη σε μια θεμελιώδη νέα αρχή για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από παλιρροιακά ρεύματα. Η νέα τεχνολογία περιλαμβάνει μια γεννήτρια, προσκολλημένη σε ένα πτερύγιο και ένα πηδάλιο, δεμένο στον πυθμένα του ωκεανού. Το καλώδιο με το οποίο είναι δεμένο το πηδάλιο φτάνει τα 100 m. Η γεννήτρια που κυματίζει στη θάλασσα έχει σχήμα χαρταετού. Ο σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι εφαρμόσιμος σε περιοχές όπου καμία άλλη γνωστή τεχνολογία δεν μπορεί να λειτουργήσει κερδοφόρα, χάρη στη μοναδική του ικανότητα να λειτουργεί σε χαμηλές ταχύτητες. Επιπλέον, χάρη στο σχήμα του και στο πηδάλιο που διαθέτει, μπορεί να επιταχύνει αποτελεσματικά την ταχύτητα του νερού που εισέρχεται στη γεννήτρια, αυξάνοντας σημαντικά την παραγόμενη ενέργεια, κάτι που συνεπάγεται μείωση του κόστους. Έτσι, επεκτείνει τη συνολική θαλάσσια δυνητική ενέργεια και προσφέρει μία βαθμιαία αλλαγή από άποψη κόστους για την παλιρροιακή ενέργεια. Η Minesto ακολουθεί ένα εστιασμένο σχέδιο ανάπτυξης, όπου ο στόχος της είναι να αναπτυχθεί μια 3 MW «Deep Green» σειρά το 2015, αυξάνοντας σε μια σειρά 10 MW το 2016. Προηγούμενα έργα, συμπεριλαμβανομένων των δοκιμών στον ωκεανό, έχουν αποδείξει τη λειτουργικότητα και την ανταγωνιστικότητα του προϊόντος, αν και εξακολουθούν να υπάρχουν ακόμη προκλήσεις. Στρατηγική της για την αντιμετώπιση των προκλήσεων αυτών είναι να αναβαθμίσει διαδοχικά τους σταθμού ηλεκτροπαραγωγής, προκειμένου να ελαχιστοποιηθούν οι κίνδυνοι και το κόστος, αντιμετωπίζοντας πάντα τις πιο κρίσιμες πτυχές. Οι έλεγχοι που έχουν γίνει επαληθεύουν τη λειτουργικότητα των βασικών ιδιοτήτων και των συστατικών του χαρταετού τους. Ένα κλιμακωτό «Deep Green» μοντέλο υποβάλλεται σε ένα σκληρό πρόγραμμα δοκιμών στο Strangford Lough από το 2011. Ο στόχος είναι να αποδειχθεί ότι η τεχνολογία λειτουργεί αποδοτικά και με ασφάλεια στον ωκεανό. Μέχρι στιγμής, οι υδροδυναμικές ιδιότητες και το σύστημα ελέγχου επαληθεύθηκαν με επιτυχία με κλίμακα μοντέλου που μιμούνταν ένα εμπορικού μεγέθους προϊόν. Όλα τα συστήματα είχαν αναλογία προς την πλήρη κλίμακα, 28

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» με αποτέλεσμα το μαζικό άλμα της εμπιστοσύνης και της γνώσης. Οι δοκιμές επιβεβαίωσαν επίσης το τεράστιο δυναμικό της διάταξης και επαλήθευσαν ότι ο «Υποβρύχιος Χαρταετός» είναι εμπορικά βιώσιμος. Εικόνα 3.2 Διενέργειες πειραματικής εγκατάστασης της διάταξης. Τα υπό εξέλιξη σχέδια στοχεύουν στη βελτιστοποίηση θεμελιωδών τμημάτων του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής, όπως το σύστημα πρόσδεσης, ο στροφέας και το ηλεκτρικό σύστημα συμπεριλαμβανομένης και της σύνδεσης δικτύου. Περαιτέρω ανάπτυξη της εγκατάστασης, λειτουργίας και συντήρησης των διαδικασιών αναμένεται να αποφέρει σημαντικές μειώσεις κόστους. Η Minesto σχεδιάζει να εγκαταστήσει τους «Υποβρύχιους Χαρταετούς» στις ακτογραμμές του Ηνωμένου Βασιλείου για την παραγωγή 530 GWh ετησίως μέχρι το 2020. Η παραγόμενη ενέργεια θα είναι ικανή να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες μιας πόλης όπως το Newcastle. Η Minesto υποστηρίζεται από πολλούς εξέχοντες οπαδούς της βιομηχανικής R&D όπως είναι η Saab, η Midroc New Technology, η BGA Invest, η Verdane Capital και η Chalmers University of Technology, που έχουν βοηθήσει με τη συμπληρωματική τεχνογνωσία της βιομηχανίας. Η αποδοχή στο θαλάσσιο πρόγραμμα από την Carbon Trust το 2007, επιβεβαιώνει τη δυνατότητα της Minesto να προσφέρει μια σημαντική αλλαγή στο κόστος για την παλιρροιακή ενέργεια. 29

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» Η Minesto έχει ήδη κερδίσει διάφορους επαίνους για το πρωτότυπο μοντέλο της αν μη τι άλλο από το Time Magazine που τη συμπεριέλαβε στις «50 Καλύτερες Εφευρέσεις του 2010». Ήταν επίσης η μοναδική μη - Αμερικάνικη εταιρεία που συμπεριλήφθηκε στη λίστα το 2011 με τις «15 Καλύτερες και Χρησιμότερες Λύσεις» που έγινε από την Clean Technology και Sustainable Industries Organization (CTSI). Τέλος, της απονεμήθηκε βραβείο στην 5 η Ετήσια Διεθνή Σύνοδο Κορυφής για την Παλιρροιακή ενέργεια και Βράβευση στην κατηγορία «Καινοτομίες Τεχνολογίας Παλιρροιακής Ενέργειας 2011» για την τεχνολογία «Deep Green». 3.3 CARBON TRUST Η Carbon Trust είναι μια παγκοσμίως πρωτοπόρα οργάνωση που βοηθάει τις επιχειρήσεις, τις κυβερνήσεις και το δημόσιο τομέα για να επιταχυνθεί η μετάβαση προς μια οικονομία χαμηλών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα μέσω της μείωσης του διοξειδίου του άνθρακα, την εξοικονόμηση ενέργειας και την εμπορευματοποίηση των στρατηγικών τεχνολογιών χαμηλών εκπομπών άνθρακα. Εικόνα 3.3 Λογότυπο της CarbonTrust. Δημιουργήθηκε το 2001 και έχει εξελιχθεί σε μια παγκόσμια πρωτοπόρα και αξιόπιστη εταιρεία, εξειδικευμένη σε θέματα και στρατηγικές για τις χαμηλές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, για τις επιπτώσεις του άνθρακα και για την 30

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» ανάπτυξη των τεχνολογιών του. Η αποστολή της είναι να αντιμετωπίσει την κλιματική αλλαγή, δημιουργώντας μια δυναμική οικονομία χαμηλών εκπομπών άνθρακα που προσφέρει θέσεις εργασίας και πλούτο. Βοηθάει τους οργανισμούς να θέσουν τη βιωσιμότητα στο επίκεντρο της επιχειρηματικής στρατηγικής τους και να αποκτήσουν ανταγωνιστικό πλεονέκτημα στην αγορά. Με την τόνωση της χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα η δράση, θα συμβάλει σε οικολογικούς στόχους, συμπεριλαμβανομένης της μείωσης των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, της ανάπτυξης των επιχειρήσεων με χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, της αυξημένης ενεργειακής ασφάλειας και της δημιουργίας θέσεων εργασίας. Οι ειδικοί της εταιρείας, που προέρχονται από ένα φάσμα υποβάθρων και εθνικοτήτων, βοηθούν τους οργανισμούς να συμβάλουν στη μάχη κατά της κλιματικής αλλαγής, να μειώσουν τα κόστη τους καθώς και στο να εντοπίσουν και να αναπτύξουν τα έσοδά τους. Μέχρι στιγμής, η άμεση εξοικονόμηση κόστους, που έχει βοηθήσει τους πελάτες της να κάνουν, ανέρχεται στα 3,7 δισεκατομμύρια δολάρια. Ακόμη, το ποσό του διοξειδίου του άνθρακα που έχει βοηθήσει να μειωθεί είναι περίπου 38 Mt, ενώ το ποσό των ιδιωτικών επενδύσεων που έχουν αξιοποιηθεί σε εταιρείες πρώιμης φάσης ανέρχεται στα 123 εκατομμύρια δολάρια. Σχήμα 3.1 Συνολικά οφέλη των χρηματοδοτήσεων της CarbonTrust. «Η τεχνολογία «Deep Green» της Minesto μπορεί να συμβάλλει στη μείωση του κόστους κυματικής ενέργειας και να δημιουργήσει ευκαιρίες για την 31

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» παραγωγή ενέργειας στις ακτές του Ηνωμένου Βασιλείου», δήλωσε ο Benj Sykes, διευθυντής του τμήματος καινοτομίας στην Carbon Trust. «Η ενίσχυση από την Carbon Trust βοήθησε πραγματικά τη Minesto να επιταχύνει την τεχνολογική της ανάπτυξη και αποδεικνύει ότι το Ηνωμένο Βασίλειο έχει μεγάλες φιλοδοξίες για το Θαλάσσιο Πρόγραμμα Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας», απάντησε ο Anders Jansson, διευθυντής της Minesto. 32

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» 4.1 ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Εικόνα 4.1 Ο «Υποβρύχιος Χαρταετός» της Minesto Η συσκευή παλιρροιακής ενέργειας που αναπτύχθηκε από τη Minesto και ονομάζεται «Υποβρύχιος Χαρταετός», μετατρέπει την ενέργεια από τη ροή των

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» παλιρροιακών ρευμάτων σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω μιας νέας αρχής, κάπως παρόμοιας με αυτήν των ανεμογεννητριών. Ο χαρταετός, που αποτελείται από ένα πτερύγιο και ένα στρόβιλο, συνδέεται με ένα σύστημα πρόσδεσης σε ένα σταθερό σημείο στον πυθμένα του ωκεανού. Καθώς το νερό ρέει πάνω από το υδροδυναμικό πτερύγιο, μια δύναμη ανύψωσης δημιουργείται η οποία επιτρέπει στη συσκευή να κινηθεί ομαλά μέσα στο νερό και κατά συνέπεια στην τουρμπίνα να περιστρέφεται, με αποτέλεσμα την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. 4.2 ΤΑ ΜΕΡΗ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Τα κύρια μέρη που χαρακτηρίζουν έναν «Υποβρύχιο Χαρταετό» είναι το πτερύγιο (wing), το σύστημα πρόσδεσης (tether) και ο στροφέας (swivel). Αυτά τα εξαρτήματα είναι η «κινητήρια δύναμη» της συσκευής και εξασφαλίζουν ότι οι κατευθυντήριες δυνάμεις θα είναι αρκετά μεγάλες ώστε να ξεπερνιούνται οι δυνάμεις αντίστασης. Έτσι, επιτυγχάνεται επαρκής ταχύτητα, κατοχυρώνοντας υψηλές ταχύτητες ροής στο στρόβιλο, για την αποτελεσματική λειτουργία της διάταξης και την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (Εικόνα 4.2) Εικόνα 4.2 Το πτερύγιο της διάταξης. Το πτερύγιο είναι από σχεδιασμού του έτσι φτιαγμένο ώστε να δημιουργεί υψηλά φορτία. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να απαιτείται οι ιδιότητες 34

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» των υλικών κατασκευής να πληρούν κάποιες προϋποθέσεις για την αντοχή της κατασκευής και τη διάρκειά της στο χρόνο. Κάποιες από αυτές είναι να έχει μiα άκαμπτη δομή, μικρό βάρος αλλά με επαρκή αντοχή σε καταπόνηση, να περιλαμβάνει στεγανά διαμερίσματα και να εξασφαλίζει μια διάρκεια ζωής τουλάχιστον 20 ετών. Το πτερύγιο στεγάζει επίσης συστήματα πλευστότητας, μπαταρίες καθώς επίσης και αισθητήρες πίεσης. Το σύστημα πρόσδεσης έχει ως κύρια λειτουργία να κρατά το χαρταετό συνδεδεμένο στον πυθμένα της θάλασσας σε βάθος 60-150 m, ανάλογα με τις απαιτήσεις της εγκατάστασης. Επίσης είναι ένα υψηλής αντοχής στοιχείο σχεδιασμένο να λαμβάνει τα υψηλά φορτία που δημιουργούνται από το πτερύγιο. Ακόμη φιλοξενεί τα καλώδια τροφοδοσίας από τη γεννήτρια και τα καλώδια επικοινωνίας ως το σύστημα ελέγχου. Για την καλύτερη δυνατή απόδοση το σύστημα πρόσδεσης είναι σχεδιασμένο με γνώμονα την υδροδυναμική δύναμη ούτως ώστε να ελαχιστοποιηθεί η συνολική αντίσταση της συσκευής. Ο στροφέας που είναι τοποθετημένος στα θεμέλια στο βυθό της θάλασσας είναι το κομβικό σημείο για το σύστημα πρόσδεσης και ως εκ τούτου απαραίτητος για τη διασφάλιση ότι το σύστημα πρόσδεσης μπορεί να μεταβεί ομαλά προς όλες τις κατευθύνσεις ανάλογα με την τρέχουσα κατεύθυνση και ταχύτητα του ρεύματος και ανάλογα με τις κινήσεις του χαρταετού. 4.3 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΣΥΣΚΕΥΗΣ Ο χαρταετός αποτελείται από ένα πτερύγιο (wing) (1), το οποίο μεταφέρει ένα θάλαμο (nacelle) (2) και ένα στρόβιλο (turbine) (3) ο οποίος είναι άμεσα συνδεδεμένος με μια γεννήτρια μέσα στο θάλαμο. Το πτερύγιο είναι συνδεμένο στον πυθμένα της θάλασσας με αντηρίδες και ένα σύστημα πρόσδεσης (tether) (4). Το σύστημα πρόσδεσης φιλοξενεί τα καλώδια τροφοδοσίας στην ξηρά αλλά επίσης και τα καλώδια για την επικοινωνία. Με τη βοήθεια ενός πηδαλίου (rudder) (5), ενός συστήματος σέρβο στο πίσω μέρος του κώνου (cone) (6) της ατράκτου και ενός συστήματος ελέγχου, ο χαρταετός καθοδηγείται σε μια προκαθορισμένη τροχιά. Το σύστημα πρόσδεσης αποδίδει 35

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» τη κίνηση του χαρταετού στο στροφέα που είναι τοποθετημένος σε μια βάση στο βυθό της θάλασσας (Σχήμα 4.1). Σχήμα 4.1 Τα μέρη της συσκευής. Η αρχή της τεχνολογίας μπορεί να εξηγηθεί ως μία διαδικασία δύο (2) σταδίων. Το πρώτο στάδιο αυξάνει τη σχετική ταχύτητα ροής που εισέρχεται στο στρόβιλο. Όταν η παλίρροια χτυπά το πτερύγιο δημιουργεί μια ανυψωτική δύναμη και δεδομένου ότι ο χαρταετός είναι τοποθετημένος στον πυθμένα του ωκεανού με το σύστημα πρόσδεσης και ελέγχεται από το πηδάλιο, οδηγείται στην επιθυμητή τροχιά σε ένα μονοπάτι που σχηματίζει «οκτώ». Η μέθοδος αυτή αυξάνει την ταχύτητα ροής στο στρόβιλο μέχρι και 10 φορές σε σύγκριση με την πραγματική ταχύτητα ροής του περιβάλλοντος λειτουργίας του. Έτσι ακολουθεί μια πολύ πιο αποτελεσματική τροχιά σε σχέση με τις ανεμογεννήτριες πάνω στην επιφάνεια. Αυτό οφείλεται και στο γεγονός ότι το θαλασσινό νερό είναι περίπου 800 φορές πυκνότερο από τον αέρα, συνεπώς ο στρόβιλος μπορεί να παράγει 800 φορές περισσότερη ενέργεια. Το δεύτερο στάδιο χρησιμοποιεί τη γεννήτρια για τη μετατροπή της κινητικής ενέργειας σε ηλεκτρική. Η ενέργεια αυτή μεταφέρεται μέσα από ένα καλώδιο τροφοδοσίας στο πηδάλιο. Το τελικό αποτέλεσμα είναι αυξημένη ισχύς από ένα μικρότερο πακέτο. 36

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Η πλήρους μεγέθους εγκατάσταση ζυγίζει μόνο 7 t εξαιρώντας την αγκύρωση και δίνει μια ενεργητική χρονική διάρκεια αποπληρωμής περίπου 3 εβδομάδων σε σύγκριση με 8 μήνες για χερσαίες εγκαταστάσεις ανέμου. Το σύστημα παράγει ένα πρόσθετο ποσό ενέργειας 18 TWh περίπου, που είναι αρκετό για να διαθέσει σε 3,8 εκατομμύρια νοικοκυριά στο Ηνωμένο Βασίλειο οικολογική αξιόπιστη ηλεκτρική ενέργεια κάθε χρόνο ή σε ολόκληρο τον πληθυσμό των Surrey, Essex και Kent μαζί. Σχήμα 4.2 Προσομοίωση των «Υποβρύχιων Χαρταετών» εν λειτουργία. Στον πυθμένα διακρίνονται τα σημεία πρόσδεσης. O Stephen Wyatt, ειδικός στη θαλάσσια ενέργεια της εταιρείας Carbon Trust, ισχυρίζεται ότι συσκευές όπως οι χαρταετοί που εκμεταλλεύονται χαμηλής ταχύτητας παλιρροιακά κύματα έχουν τη δυνατότητα να επεκτείνουν την παλιρροϊκή ανανεώσιμη πηγή ενέργειας του Ηνωμένου Βασιλείου κατά 16%, που σημαίνει ότι θα μπορούσαν να καλύψουν το 1% της τωρινής ανάγκης για ηλεκτρική ενέργεια. Για παράδειγμα, το μέσο Αμερικάνικο σπίτι χρησιμοποιεί περίπου 11040 kwh κάθε χρόνο. Οπότε όταν ένας από αυτούς 37

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» τους χαρταετούς δουλεύει για μια ώρα μπορεί να προσφέρει για περίπου 2 εβδομάδες την αξία του ρεύματος για το μέσο σπίτι. Ο διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας Minesto, Ander Jansson ισχυρίζεται ότι αυτή η κατασκευή τιθασεύει τα θαλάσσια ρεύματα με χαμηλές ταχύτητες (1,0 2,5 m/sec) σε βάθος από 60 έως 120 m ενώ η πρώτης γενιάς συσκευές χρειάζονται πάνω από 2,5 m/sec. Ανάλογα με την τοποθεσία και το μέγεθος του χαρταετού ο καθένας έχει την ικανότητα λειτουργίας ανάμεσα στα 150-800 kw και να αναπτυχθεί σε νερό βάθους 50-300 m. 4.4 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΠΟ ΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Για να είναι κατανοητή η λειτουργία ενός «Υποβρύχιου Χαρταετού» πρέπει να είναι αντιληπτές και οι βασικές αρχές της Φυσικής για την κεντρομόλο και τη φυγόκεντρη δύναμη καθώς αυτές είναι οι βασικές δυνάμεις που περιστρέφουν τη συσκευή. Ακόμη πρέπει να είναι γνωστό το πώς η περιστροφική ενέργεια που δημιουργείται από την κίνηση του χαρταετού μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια και μπορεί να φτάσει μέχρι τους οικισμούς για κατανάλωση. 4.4.1 ΚΕΝΤΡΟΜΟΛΟΣ ΔΥΝΑΜΗ Όταν ένα σώμα εκτελεί κυκλική κίνηση, δηλαδή περιστρέφεται διαγράφοντας κύκλο γύρω από ένα σταθερό σημείο στο χώρο, τότε στο σώμα ασκείται δύναμη η οποία έχει φορά προς το κέντρο του κύκλου αυτού που διαγράφει η τροχιά του. Αυτή η δύναμη ονομάζεται κεντρομόλος δύναμη (centripetal force). Η κεντρομόλος δύναμη είναι η συνιστώσα της συνολικής δύναμης που ασκείται στο σώμα κατά τη διεύθυνση που ορίζει κάθε στιγμή η θέση του με το κέντρο της κυκλικής τροχιάς του, έχει κατεύθυνση (φορά) προς το κέντρο αυτό και είναι κάθε χρονική στιγμή κάθετη στην ταχύτητα του σώματος. Στην ομαλή κυκλική κίνηση στο σώμα ασκείται μόνο η κεντρομόλος δύναμη και το μέτρο της είναι ανάλογο του τετραγώνου της ταχύτητας. Η κεντρομόλος δύναμη υπολογίζεται από τον τύπο: 38

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» όπου R η ακτίνα της τροχιάς m η μάζα του σώματος u η ταχύτητά του F = mu2 R (σχέση 4.1) Σχήμα 4.3 Σχεδιάγραμμα κεντρομόλου δύναμης. Στο πολικό σύστημα συντεταγμένων (συνήθως δύο διαστάσεων) τοποθετούμε στο κέντρο της τροχιάς του σώματος το σημείο αναφοράς. Έτσι, η συνολική δύναμη επί του σώματος αναλύεται σε δύο συνιστώσες την κεντρομόλο και την επιτρόχια. Αν το σύστημα αναφοράς είναι περιστρεφόμενο με κέντρο περιστροφής το κέντρο και άξονα περιστροφής τον άξονα της κυκλικής τροχιάς του σώματος που εξετάζουμε (όπως ένας παρατηρητής στην επιφάνεια της Γης, η οποία περιστρέφεται), τότε το σύστημα είναι μη αδρανειακό και μας βοηθά μαθηματικά η έννοια της φυγόκεντρης 39

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» δύναμης, η οποία έχει αντίθετη κατεύθυνση από την κεντρομόλο και το μέτρο της αφαιρείται από την κεντρομόλο. 4.4.2 ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΟΣ ΔΥΝΑΜΗ Η φυγόκεντρος δύναμη είναι φαινόμενη (ψευδής) δύναμη που «αισθάνεται» ένα σώμα το οποίο εκτελεί κυκλική κίνηση, η οποία μοιάζει να το σπρώχνει (ή να το τραβά) να φύγει από την κυκλική του τροχιά, προς τα έξω. Κάθε σώμα που κινείται σε μη επιταχυνόμενο σύστημα αναφοράς τείνει να διατηρήσει την ταχύτητα προς την κατεύθυνση που έχει κάθε στιγμή. Ο εξαναγκασμός ενός σώματος να κινείται κυκλικά και όχι ευθύγραμμα, να στρίβει δηλαδή συνεχώς από μια δύναμη, φέρνει την αίσθηση πως η αδράνειά του (η τάση του να συνεχίσει να κινείται ευθύγραμμα) είναι δύναμη (φυγόκεντρος). Σχήμα 4.4 Σχέση φυγόκεντρης με κεντρομόλο δύναμη. Σημαντικό ρόλο στην εμφάνιση της φυγόκεντρης δύναμης παίζει η κεντρομόλος δύναμη. Η κεντρομόλος έχει κατεύθυνση προς το κέντρο του κύκλου τον οποίο διαγράφει η τροχιά, σε αντίθεση με τη φυγόκεντρη που εμφανίζεται να έχει την αντίθετη κατεύθυνση, από το κέντρο της κυκλικής τροχιάς προς τα έξω. Ένα αισθητό παράδειγμα φυγόκεντρης δύναμης είναι η 40

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» αίσθηση των επιβατών μέσα σε ένα αυτοκίνητο όταν αυτό στρίβει, που νιώθουν να πετάγονται προς την εξωτερική μεριά της στροφής. Η κεντρομόλος στην περίπτωση αυτή είναι προς το κέντρο της στροφής και οφείλεται στην τριβή που έχουν τα λάστιχα με το οδόστρωμα ώστε το αυτοκίνητο να μη γλυστρά. Η φυγόκεντρη δύναμη είναι αντίθετη της κεντρομόλου. Αυτό για παράδειγμα συμβαίνει σε ένα δορυφόρο που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη, όπου η περιστροφή του εξετάζεται προσεγγιστικά ως προς μη περιστρεφόμενο (αδρανειακό) σύστημα αναφοράς, τη Γη. Η κεντρομόλος δύναμη προέρχεται από τη βαρυτική έλξη της Γης στο δορυφόρο στην απόσταση που αυτός βρίσκεται σε τροχιά και είναι σε μέτρο ίση ακριβώς με τη φαινόμενη δύναμη της φυγόκεντρης, με αποτέλεσμα να μη γίνεται καμία εκ των δύο αισθητή στον ίδιο το δορυφόρο (θεωρώντας τον με καλή προσέγγιση σημειακό και όχι με διαστάσεις τέτοιες που θα προκαλούσαν εφελκυσμό του). Γενικά η φυγόκεντρη δύναμη, ενώ στην ουσία είναι το αποτέλεσμα της αδράνειας στην κίνηση των σωμάτων και όχι δύναμη, βοηθά στη μαθηματική μελέτη των προβλημάτων όταν τη θεωρούμε δύναμη κατά σύμβαση. Η φυγόκεντρος δύναμη υφίσταται όσο χρόνο ασκείται η κεντρομόλος δύναμη. Μόλις παύσει η δεύτερη παύει ταυτόχρονα και η πρώτη και το σώμα τείνει πλέον να κινείται ευθύγραμμα, στην εφαπτομένη στην κυκλική τροχιά τη στιγμή που απομακρύνεται η κεντρομόλος, με την προϋπόθεση πως το σώμα κινείται σε αδρανειακό σύστημα αναφοράς. 4.4.3 ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να παραχθεί με μια απλή γεννήτρια όπως αυτή του Σχήματος 4.5. Εάν περιστρέψουμε ένα μαγνήτη στο εσωτερικό μιας σπείρας από σύρματα, τότε παρουσιάζεται διαφορά τάσης στις άκρες των συρμάτων, δηλαδή ηλεκτρική ενέργεια. Εάν συνδέσουμε μια λάμπα στις άκρες των συρμάτων και περιστρέψουμε το μαγνήτη τότε η λάμπα θα ανάψει. Ασφαλώς για να παραχθεί αρκετή ηλεκτρική ενέργεια η οποία θα επαρκεί για όλους, πρέπει να χρησιμοποιηθούν μεγάλες γεννήτριες. Αυτές κατασκευάζονται με διάφορους τρόπους. 41

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Σε σταθμούς που καίνε πετρέλαιο, κάρβουνο ή αέριο, το νερό μετατρέπεται σε ατμό. Κατόπιν, αυτός ο ατμός χρησιμοποιείται για να περιστρέψει ένα σύνολο τροχών που λέγεται στρόβιλος ατμού. Αυτός με τη σειρά του περιστρέφει τη γεννήτρια. Σχήμα 4.5 Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω μιας απλής γεννήτριας. Σε έναν υδροηλεκτρικό σταθμό, μεγάλες ποσότητες νερού πέφτουν με μεγάλη δύναμη πάνω σε έναν τροχό και τον περιστρέφουν. Αυτός συνδέεται με τη γεννήτρια την οποία και περιστρέφει. Οι πυρηνικοί σταθμοί χρησιμοποιούν ένα ραδιενεργό καύσιμο που λέγεται ουράνιο. Τα άτομα του ουρανίου απελευθερώνουν σωματίδια που λέγονται νετρόνια, τα οποία χτυπούν άλλα άτομα ουρανίου και τα διαχωρίζουν ενώ παράγεται θερμότητα, ακτινοβολία και ακόμη περισσότερα νετρόνια. Η παραγόμενη θερμότητα χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατμού, ο οποίος κινεί την τουρμπίνα ατμού, αυτή με τη σειρά της τη γεννήτρια και έτσι παράγεται ηλεκτρική ενέργεια. Σε σταθμούς βιομάζας χρησιμοποιείται βιομάζα από δέντρα, θάμνους και ζωικά κατάλοιπα τα οποία καίγονται σε ένα λέβητα για να παράγει ατμό υψηλής πίεσης. Ο ατμός περιστρέφει τις τουρμπίνες και αυτές τη γεννήτρια που παράγει ηλεκτρική ενέργεια. 42

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Οι γεωθερμικοί σταθμοί χρησιμοποιούν τον ατμό από το ζεστό νερό που βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια της Γης, στο οποίο φτάνουν με γεωτρήσεις. Καθώς το νερό κινείται προς την επιφάνεια, αρχίζει να βράζει και να εξατμίζεται. Ο ατμός κινεί τις τουρμπίνες και αυτές με τη σειρά τους τη γεννήτρια η οποία και παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με τα φωτοβολταϊκά συτήματα. Αυτά συνήθως περιέχουν πυρίτιο και παράγουν ηλεκτρική ενέργεια όταν το ηλιακό φως πέσει πάνω τους. Οι παλιρροιακές τουρμπίνες είναι ένας από τους πολλούς τρόπους με τους οποίους μπορούμε να παράγουμε ενέργεια από τη θάλασσα. Είναι παρόμοιες με τις αεροτουρμπίνες αλλά τα πτερύγιά τους περιστρέφονται από τα παλιρροιακά κύματα. Οι ανεμογεννήτριες διαθέτουν πολύ μεγάλα πτερύγια που συνδέονται με τη γεννήτρια. Τα πτερύγια περιστρέφονται με τον αέρα και κατόπιν περιστρέφουν τη γεννήτρια που παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Σχήμα 4.6 Διαδικασία που περνάει το ρεύμα μέχρι να φτάσει στους οικισμούς. Ασφαλώς, για να φτάσει στους οικισμούς και να καταναλωθεί το ηλεκτρικό ρεύμα πρέπει να περάσει πρώτα από μια διαδικασία. Αρχικά με υπόγεια καλώδια φτάνει σε έναν υποσταθμό. Εκεί υπάρχει ένας μετασχηματιστής ο οποίος ρυθμίζει την ισχύ του ρεύματος. Έπειτα, με εναέριες γραμμές μεταφέρεται στους πυλώνες και μετά στους μετασχηματιστές της κάθε οικίας οι οποίοι και καθιστούν το ρεύμα καταναλώσιμο (Σχήμα 4.6). 43

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» 4.5 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΟΝΤΕΛΩΝ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Η διάταξη «Υποβρύχιος Χαρταετός» απαρτίζεται από τέσσερις (4) διατάξεις «Deep Green» ίδιας τεχνολογίας, διαφορετικού όμως μεγέθους, προσαρτημένες στις απαιτήσεις του περιβάλλοντος εγκατάστασης τους. Αυτές οι συσκευές είναι η DG - 8, η DG - 10, η DG 12 και η DG - 14. 4.5.1 «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» DG 8 Ο «Υποβρύχιος Χαρταετός» DG 8 είναι ο μικρότερος σε μέγεθος από τους χαρταετούς και έχει μήκος πτερυγίου 8 m και πλάτος πτερυγίου 1,73 m (Σχήμα 4.7). Σχήμα 4.7 Μέγιστο μήκος και μέγιστο πλάτος πτερυγίου «Υποβρύχιου Χαρταετού» DG - 8. Όλα τα χαρακτηριστικά του «Υποβρύχιου Χαρταετού» DG 8 αναγράφονται στον Πίνακα 4.1. Το Διάγραμμα 4.1 δείχνει την αναλογία της ταχύτητας του ρεύματος μέσα στο οποίο λειτουργεί η διάταξη σε σχέση με την ισχύ. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα ρεύματος τόσο μεγαλύτερη ισχύ έχουμε μέχρι τη μέγιστη απόδοση της διάταξης που φτάνει τα 120 kw. Έπειτα η ονομαστική ισχύς παραμένει σταθερή. 44

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Πίνακας 4.1 Χαρακτηριστικά «Υποβρύχιου Χαρταετού» DG - 8 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» DG - 8 Εύρος Πτερυγίου 8 m Ονομαστική Ισχύς(@m/s) 120 kw@1,3 Μήκος Συστήματος Πρόσδεσης 60-80 m Βάθος 50 65 m Επιθυμητή Ταχύτητα 1,2 1,8 m/s Κατώτερη/Ανώτερη Ροή Ρεύματος 0,5/2,5 m/s Βάρος 2 tn Διατάξεις/km 2 50 Ανοχή (μέχρι την επιφάνεια) 7,5 10 m Διάμετρος Στροφέα 0,67 m Διαγραφόμενη Περιοχή 888 m 2 Διάμετρος Θαλάμου 0,5 m Μήκος Θαλάμου 3 m Βάρος Θαλάμου 1,2 tn Διάγραμμα 4.1 Καμπύλη Ισχύος για τον «Υποβρύχιο Χαρταετό» DG - 8. 45

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» 4.5.2 «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» DG 10 Σχήμα 4.8 Μέγιστο μήκος και μέγιστο πλάτος πτερυγίου «Υποβρύχιου Χαρταετού» DG - 10. Πίνακας 4.2 Χαρακτηριστικά «Υποβρύχιου Χαρταετού» DG - 10 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» DG-10 Εύρος Πτερυγίου 10 m Ονομαστική Ισχύς(@m/s) 220 kw@1,4 Μήκος Συστήματος Πρόσδεσης 75 100 m Βάθος 60 80 m Επιθυμητή Ταχύτητα 1,4-2 m/s Κατώτερη/Ανώτερη Ροή Ρεύματος 0,5/2,5 m/s Βάρος 4 tn Διατάξεις/km 2 30 Ανοχή (μέχρι την επιφάνεια) 9,5 12,5 m Διάμετρος Στροφέα 0,83 m Διαγραφόμενη Περιοχή 1400 m 2 Διάμετρος Θαλάμου 0,625 m Μήκος Θαλάμου 3,75 m Βάρος Θαλάμου 2,3 tn 46

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Ο «Υποβρύχιος Χαρταετός» DG 10 έχει μήκος πτερυγίου 10 m και πλάτος πτερυγίου 2,16 m (Σχήμα 4.8). Όλα τα χαρακτηριστικά του «Υποβρύχιου Χαρταετού» DG 8 αναγράφονται στον Πίνακα 4.2. Το Διάγραμμα 4.2 δείχνει την αναλογία της ταχύτητας του ρεύματος μέσα στο οποίο λειτουργεί η διάταξη, σε σχέση με την ισχύ. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα ρεύματος τόσο μεγαλύτερη ισχύ έχουμε μέχρι τη μέγιστη απόδοση της διάταξης που φτάνει τα 270 kw. Έπειτα η ονομαστική ισχύς παραμένει σταθερή. Διάγραμμα 4.2 Καμπύλη Ισχύος για τον «Υποβρύχιο Χαρταετό» DG - 10. 4.5.3 «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» DG 12 Ο «Υποβρύχιος Χαρταετός» DG 12 έχει μήκος πτερυγίου 12 m και πλάτος πτερυγίου 2,6 m (Σχήμα 4.9). Όλα τα χαρακτηριστικά του «Υποβρύχιου Χαρταετού» DG 12 αναγράφονται στον Πίνακα 4.3. Το διάγραμμα 4.3 δείχνει την αναλογία της ταχύτητας του ρεύματος μέσα στο οποίο λειτουργεί η διάταξη σε σχέση με την ισχύ. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα ρεύματος τόσο μεγαλύτερη ισχύ έχουμε μέχρι τη μέγιστη απόδοση 47

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» της διάταξης που φτάνει τα 500 kw. Έπειτα η ονομαστική ισχύς παραμένει σταθερή. Σχήμα 4.9 Μέγιστο μήκος και μέγιστο πλάτος πτερυγίου «Υποβρύχιου Χαρταετού» DG - 12. Πίνακας 4.3 Χαρακτηριστικά «Υποβρύχιου Χαρταετού» DG - 12 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» DG-12 Εύρος Πτερυγίου 12 m Ονομαστική Ισχύς(@m/s) 500 kw Μήκος Συστήματος Πρόσδεσης 85 120 m Βάθος 75 100 m Επιθυμητή Ταχύτητα 1,4 2,2 m/s Κατώτερη/Ανώτερη Ροή Ρεύματος 0,5/2,5 m/s Βάρος 7 tn Διατάξεις/km 2 25 Ανοχή (μέχρι την επιφάνεια) 12 16 m Διάμετρος Στροφέα 1 m Διαγραφόμενη Περιοχή 2000 m 2 Διάμετρος Θαλάμου 0,75 m Μήκος Θαλάμου 4,5 m Βάρος Θαλάμου 4 tn 48

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Διάγραμμα 4.3 Καμπύλη Ισχύος για τον «Υποβρύχιο Χαρταετό» DG - 12. 4.5.4 «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» DG 14 Ο «Υποβρύχιος Χαρταετός» DG 14 είναι ο μεγαλύτερος σε μέγεθος από τους χαρταετούς και έχει μήκος πτερυγίου 14 m και πλάτος πτερυγίου 3 m (Σχήμα 4.10). Σχήμα 4.10 Μέγιστο μήκος και μέγιστο πλάτος πτερυγίου «Υποβρύχιου Χαρταετού» DG - 14. 49

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Όλα τα χαρακτηριστικά του «Υποβρύχιου Χαρταετού» DG 14 αναγράφονται στον Πίνακα 4.4. Πίνακας 4.4 Χαρακτηριστικά «Υποβρύχιου Χαρταετού» DG - 14 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» DG-14 Εύρος Πτερυγίου 14 m Ονομαστική Ισχύς(@m/s) 850 kw@1,7 Μήκος Συστήματος Πρόσδεσης 110 140 m Βάθος 90-120m Επιθυμητή Ταχύτητα 1,4 2,2 m/s Κατώτερη/Ανώτερη Ροή Ρεύματος 0,5/2,5 m/s Βάρος 11 tn Διατάξεις/km 2 16 Ανοχή (μέχρι την επιφάνεια) 14 18 m Διάμετρος Στροφέα 1,15 m Διαγραφόμενη Περιοχή 2700 m 2 Διάμετρος Θαλάμου 0,875 m Μήκος Θαλάμου 5,25 m Βάρος Θαλάμου 6,35 tn Διάγραμμα 4.4 Καμπύλη Ισχύος για τον «Υποβρύχιο Χαρταετό» DG - 14. 50

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Το Διάγραμμα 4.4 δείχνει την αναλογία της ταχύτητας του ρεύματος μέσα στο οποίο λειτουργεί η διάταξη σε σχέση με την ισχύ. Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα ρεύματος τόσο μεγαλύτερη ισχύ έχουμε μέχρι τη μέγιστη απόδοση της διάταξης που φτάνει τα 850 kw. Έπειτα η ονομαστική ισχύς παραμένει σταθερή. 51

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΔΙΑΤΑΞΗΣ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΔΙΑΤΑΞΗΣ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» 5.1 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ Εικόνα 5.1 Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από την ενέργεια των κυμάτων. Η εκμετάλλευση των ωκεανών συγκεντρώνει τα περισσότερα πλεονεκτήματα που χαρακτηρίζουν τις Α.Π.Ε. Αυτά είναι χαμηλοί δείκτες ρύπανσης σε επίπεδο κύκλου ζωής, αποκέντρωση της παραγωγής ενέργειας, απεξάρτηση από εισαγωγές ορυκτών καυσίμων, προοπτικές οικονομικής ανάπτυξης σε απομακρυσμένες ή και υποβαθμισμένες περιοχές, τόνωση της βιομηχανικής παραγωγής, δημιουργία θέσεων εργασίας κ.ά. Αξιοσημείωτο επίσης είναι ότι η εγκατάσταση παλιρροιακών σταθμών ενέργειας δεν απαιτεί δέσμευση γης καθώς επίσης ότι αποθέματα της πρώτης ύλης (νερό) υπάρχουν σε αφθονία σε

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΔΙΑΤΑΞΗΣ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» παγκόσμια κλίμακα εφόσον το υδάτινο περιβάλλον αποτελεί το 75% της επιφάνειας του πλανήτη μας και αυτό το καθιστά εμπορικά προσελκυστικό. 5.2 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Η τεχνολογία «Deep Green» χρησιμοποιεί χαμηλή ταχύτητα ρευμάτων, σε αντίθεση με άλλες τεχνολογίες οι οποίες ανταγωνίζονται για τις καλύτερες παλιρροιακές τοποθεσίες. Μια καλή τοποθεσία μπορεί να οριστεί ως μια περιοχή όπου οι ταχύτητες των ρευμάτων είναι άνω των 2,5 m/s. Άλλες συσκευές παλιρροιακής ενέργειας δε μπορούν να λειτουργήσουν σε τοποθεσία με χαμηλές ταχύτητες ρευμάτων, καθώς η ροή του νερού δεν είναι αρκετή για να δημιουργηθεί μια χρήσιμη ροή ηλεκτρικού ρεύματος. Ωστόσο, η υδροδυναμική αρχή στην οποία βασίζεται η τεχνολογία επιτρέπει ο χαρταετός να κινηθεί με ταχύτητα έως και δέκα φορές μεγαλύτερη από τη ροή του νερού που λειτουργεί αποδεσμεύοντας τοιουτοτρόπως πολλές περισσότερες τοποθεσίες με δυνατότητα παλιρροιακής εκμετάλλευσης σε σχέση με τους ανταγωνιστές της. Εικόνα 5.2 Ενέργεια της θάλασσας. 53

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΔΙΑΤΑΞΗΣ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» Σχήμα 5.1 Χαρακτηριστικά του εγκατεστημένου «Υποβρύχιου Χαρταετού». Η τεχνολογία «Deep Green» προσφέρει πολλά ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα: Χαμηλή τρέχουσα ταχύτητα. Η «Deep Green» λειτουργεί οικονομικά σε βαθιά νερά με χαμηλές ταχύτητες, με αποτέλεσμα ο αριθμός των κατάλληλων θέσεων εγκατάστασης να είναι τεράστιος. πύργος ελέγχου. Ανθεκτικό σύστημα αγκύρωσης, δεδομένου ότι δεν απαιτείται Χαμηλό κόστος συντήρησης, δεδομένου ότι μόνο προσκόλληση και απόσπαση πρέπει να γίνει υπεράκτια. Ελάχιστη οπτική επίπτωση. Η συσκευήείναι πάντα τοποθετημένη στα 20 m ή και περισσότερο κάτω από την επιφάνεια του νερού. τακτικά και σταθερά. Προβλεψιμότητα. Τα παλιρροιακά ρεύματα είναι εξαιρετικά 54

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΔΙΑΤΑΞΗΣ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» Μικρό και χαμηλό βάρος, λιγότερο από 7 tn ανά μονάδα 500 kw, που συνεπάγεται μεγαλύτερη ευκολία στη μεταφορά και εγκατάσταση, καθώς επίσης και χαμηλότερο κόστος κατασκευής, λόγω χρησιμοποίησης λιγότερων υλικών. Σύστημα στροβίλου γεννήτριας χωρίς ταχύτητες. δεν παράγονται απόβλητα. Φιλικό προς το περιβάλλον καθώς κατά τη λειτουργία της μονάδας 5.3 ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Τα κυριότερα μειονεκτήματα των τεχνολογιών παλιρροιακής ενέργειας αφορούν την αξιοπιστία τους, το κατασκευαστικό και λειτουργικό τους κόστος και τη μικρή δυνατότητα που έχουν να συνδυασθούν με άλλες μορφές παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Έτσι τα μειονεκτήματα για τους «Υποβρύχιους Χαρταετούς» είναι τα εξής: Δυσκολία εγκατάστασής τους καθώς, όπως σε όλες τις υποθαλάσσιες διατάξεις, απαιτείται ειδική διαδικασία τοποθέτησης καθώς επίσης και εξειδικευμένο προσωπικό. Το πολύ διαβρωτικό περιβάλλον στο οποίο καλούνται να λειτουργήσουν οι εγκαταστάσεις αυτές, απαιτεί τα υλικά κατασκευής τους να είναι ανοξείδωτα ή να προστατεύονται αποτελεσματικά με βαφή, αυξάνοντας κατά ένα ποσοστό το κόστος της εγκατάστασης. πολύ υψηλό. Το κόστος μεταφοράς της παραγόμενης ενέργειας στη στεριά είναι 55

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΔΙΑΤΑΞΗΣ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΣ ΧΑΡΤΑΕΤΟΣ» Η δυσπροσιτότητα των υποβρύχιων εγκαταστάσεων δυσχεραίνει τον έλεγχο, τη συντήρηση ή την επισκευή τους και αυξάνει το λειτουργικό κόστος. 56

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Ο ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ 6.1 ΓΕΝΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ Εικόνα 6.1 Θαλάσσια ζωή. Παρά το γεγονός ότι οι τεχνολογίες για την αξιοποίηση της παλιρροιακής ενέργειας θεωρούνται σε γενικές γραμμές περιβαλλοντικά φιλικές, δεν είναι δυνατή στην παρούσα φάση, η πρόβλεψη και εκτίμηση όλων των πιθανών επιπτώσεων από την εγκατάσταση και λειτουργία τους σε βιομηχανική κλίμακα. Η χωροθέτηση των μελλοντικών πάρκων παλιρροιακής ενέργειας πρέπει να επιλεχθεί και να σχεδιαστεί με ιδιαίτερη προσοχή, προκειμένου η ανάπτυξη των εφαρμογών αυτών να είναι συμβατή με τις λοιπές χρήσεις του θαλάσσιου χώρου, ιδίως του παράκτιου και συγχρόνως να περιοριστούν στον ελάχιστο βαθμό οι πιθανές αρνητικές συνέπειες για τα θαλάσσια οικοσυστήματα. Ακόμη, δεδομένου ότι πρόκειται για νέες τεχνολογίες, τα διαθέσιμα δεδομένα είναι ακόμα ελάχιστα, γεγονός που καθιστά αναγκαίες τις αναλυτικές μελέτες περιβαλλοντικών επιπτώσεων, με κριτήρια εξειδικευμένα κατά περίπτωση, αφού οι πιθανές επιδράσεις στα θαλάσσια οικοσυστήματα και είδη, ποικίλουν

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Ο ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ανάλογα με τον τύπο και το μέγεθος της μονάδας και τα οικολογικά χαρακτηριστικά της περιοχής. Γενικά, μπορούμε να χωρίσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις σε τρεις (3) διαφορετικές περιόδους, στην περίοδο εγκατάστασης, στην περίοδο λειτουργίας και συντήρησης και στην περίοδο παροπλισμού. 6.2 ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Κατά τη διάρκεια εγκατάστασης του «Υποβρύχιου Χαρταετού» οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις έχουν να κάνουν κυρίως με την έντονη ανθρώπινη δραστηριότητα που απαιτείται για να τοποθετηθεί η συσκευή και να τεθεί σε λειτουργία. Αναφέρονται στις γεωτρήσεις που πραγματοποιούνται για την εγκατάσταση των διατάξεων, στο στοίβαγμα των μπαζών που προκύπτουν από τις γεωτρήσεις, στις αυξημένες στάθμες θορύβου λόγω των πραγματοποιούμενων εργασιών, στον αυξημένο κίνδυνο ρύπανσης λόγω των κατασκευαστικών σκαφών και των δραστηριοτήτων στην περιοχή καθώς επίσης και στον κίνδυνο μόλυνσης λόγω ατυχήματος ή αστοχίας των μηχανημάτων, εξαιτίας της άμεσης παρέμβασης του ανθρώπινου παράγοντα. Μέγιστες είναι επίσης οι επιδράσεις στο βυθό, λόγω εγκατάστασης των διατάξεων και των καλωδίων, εξαιτίας της πιθανής καταστροφής των ενδιαιτημάτων της περιοχής. 6.3 ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις κατά τη διάρκεια λειτουργίας και συντήρησης του «Υποβρύχιου Χαρταετού» αναφέρονται κυρίως: 1. Στην οικολογία των οικοσυστημάτων. 2. Στην ποιότητα του νερού. 3. Στο γήινο και θαλάσσιο τοπίο. 4. Στο θόρυβο. 5. Στο θαλάσσιο βυθό και στις φερτές ύλες. 58

6. Στην αλιεία. 7. Στη ναυσιπλοΐα. 8. Στην αναψυχή και στον τουρισμό. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Ο ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ 6.3.1 ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ ΤΩΝ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Εικόνα 6.2 Πυθμένας με φύκια. Η οικολογία των υδάτινων οικοσυστημάτων επηρεάζεται άμεσα από την τοποθέτηση των «Υποβρύχιων Χαρταετών». Τα ψάρια, τα θαλάσσια θηλαστικά, το πλαγκτόν, γενικότερα οι βενθικές κοινότητες του περιβάλλοντος, διαταράσσονται καθώς επέρχονται μορφοποιήσεις στις κατοικίες τους και γενικά στον περιβάλλοντα χώρο τους. Υπάρχει περίπτωση γενικότερης αλλαγής συμπεριφοράς των θαλάσσιων κοινοτήτων όπως αλλαγή περιοχής κατοικίας, αναπαραγωγής και σίτισης. Ιδιαίτερα τα ψάρια και τα θηλαστικά επηρεάζονται από τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία που δημιουργούνται από τις μηχανές και τα υποβρύχια καλώδια, από τα υποθαλάσσια ρεύματα που δημιουργούνται και φυσικά από τους υποβρύχιους θορύβους της εγκατάστασης. Αυτό έχει ως συνέπεια τον κίνδυνο πρόσκρουσής τους στις εγκατεστημένες διατάξεις. Αν και αυτός ο κίνδυνος είναι μικρός, καθώς είναι συνηθισμένα στο να κινούνται αντικείμενα γύρω τους και επίσης διότι η ταχύτητα των στροβίλων είναι σχετικά μικρή, πρέπει να λαμβάνεται σοβαρά υπόψη και να μελετάται εξονυχιστικά κατά τις πειραματικές διαδικασίες. 59

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Ο ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ Ένας ακόμη παράγοντας που πιθανότατα επηρεάζεται είναι οι φυσικές κατοικίες στη στεριά. Εκεί μπορεί να πραγματοποιούνται έργα υποδομής για τη διευκόλυνση της χερσαίας μεταφοράς του ηλεκτρικού ρεύματος ή και την πιθανή κατασκευή εγκατάστασης αποθήκευσης του παραγόμενου ηλεκτρικού ρεύματος. Αξιοσημείωτο είναι όμως και το γεγονός ότι εκτός από τις βλαβερές συνέπειες της εξέλιξης της αξιοποίησης τον παλιρροιών μέσω του «Υποβρύχιου Χαρταετού», υπάρχουν και θετικές επιπτώσεις στην οικολογία των οικοσυστημάτων. Ο περιβάλλοντας χώρος των εγκαταστάσεων θα μπορέσει να αποτελέσει καταφύγιο για πολλά είδη ψαριών, εξαιτίας της μείωσης της αλιείας λόγω δημιουργίας ζωνών όπου απαγορεύεται το ψάρεμα. Ακόμη, ο «Υποβρύχιος Χαρταετός» με την κίνησή του στέλνει αέρα πίσω στον ωκεανό το οποίο θα έχει σαν αποτέλεσμα να βοηθήσει στον καθαρισμό του νερού. Τέλος, με την πάροδο του χρόνου η επιφάνεια του πτερυγίου καλύπτεται με πλαγκτόν το οποίο αποτελεί τροφή για μικρά ψάρια. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τα ψάρια να τρέφονται όπως ακριβώς γίνεται και με τις θαλάσσιες χελώνες αλλά και να παραμένει η επιφάνειά του καθαρή. 6.3.2 ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΕΡΟΥ Είναι απαραίτητο να δοθεί ιδιαίτερη βάση στη διατήρηση της καλής ποιότητας του νερού αφού από εκεί εξαρτάται κατά μέγιστο βαθμό η διατήρηση της ζωής της βενθικής κοινότητας. Η ποιότητα του νερού μπορεί να επηρεαστεί άμεσα από την πιθανή διαρροή λιπαντικών ουσιών ή τη διαρροή υδραυλικών υγρών λόγω βλάβης ή και κακής χρήσης. Ακόμη είναι πιθανόν να παρατηρηθεί αύξηση της στάθμης διαρροής πετρελαίου στην περιοχή ή και υπολειμμάτων καύσιμης ύλης, ιδιαίτερα κατά την περίοδο κατασκευής, εξαιτίας της έντονης κινητικότητας των πλοίων λόγω της εγκατάστασης. 60

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Ο ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ Εικόνα 6.3 Σπουδαιότητα ποιότητας νερού. 6.3.3 ΓΗΙΝΟ ΚΑΙ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΤΟΠΙΟ Οι περισσότερες εγκαταστάσεις Α.Π.Ε. έχουν μεγάλον όγκο κατασκευής. Αυτό έχει σα συνέπεια την οπτική όχληση, κυρίως σε παράκτιες περιοχές με φυσικό πλούτο ομορφιάς, απαραίτητο για τις τοπικές κοινότητες, για τους επισκέπτες και για τους παραθεριστές. Σχήμα 6.1 Σύγκριση «Υποβρύχιου Χαρταετού» με άλλες διατάξεις σύμφωνα με την οπτική επίπτωση. Ο «Υποβρύχιος Χαρταετός» έχει μικρόν όγκο κατασκευής και το σημαντικό πλεονέκτημα είναι ότι λειτουργεί υποθαλάσσια, τουλάχιστον 20 m 61

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Ο ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας. Έτσι συγκριτικά με άλλες εγκαταστάσεις εκμετάλλευσης της παλιρροιακής ενέργειας, αλλά και σε σύγκριση με τις συσκευές εκμετάλλευσης της αιολικής ενέργειας, όπως π.χ. τις ανεμογεννήτριες, δεν προκαλεί καμία οπτική όχληση ούτε στο γήινο, ούτε και στο θαλάσσιο τοπίο. 6.3.4 ΘΟΡΥΒΟΣ Ο ήχος έχει την ικανότητα να μεταδίδεται και υποθαλάσσια σε αρκετά μακρινές αποστάσεις. Αυτό φυσικά εξαρτάται από την ένταση, από τη συχνότητα, αλλά και από τη διάρκειά του. Έτσι, ο θόρυβος που θα προκαλείται από τον «Υποβρύχιο Χαρταετό» είτε κατά τη διάρκεια λειτουργίας του, είτε κατά τη διάρκεια συντήρησής του, αλλά κυρίως κατά τη διάρκεια κατασκευής του, θα μεταδίδεται σε σημαντικές αποστάσεις. Αυτό θα έχει σα πιθανό αποτέλεσμα την αρνητική επίδρασή του στα ψάρια και στα θαλάσσια θηλαστικά. Σε εξάρτηση πάντα από την απόσταση από την ακτή, από τις κλιματικές συνθήκες και από την κατεύθυνση του ανέμου, ο θόρυβος από τις δραστηριότητες της κατασκευής, της συντήρησης και της απόσυρσης επίσης μπορεί να πλήττει τις τοπικές κοινωνίες. 6.3.5 ΘΑΛΑΣΣΙΟΣ ΒΥΘΟΣ ΚΑΙ ΦΕΡΤΕΣ ΥΛΕΣ Η τοποθέτηση του «Υποβρύχιου Χαρταετού» και των σχετικών καλωδίων, για τη μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας στον πυθμένα, θα έχει σαν αποτέλεσμα τη μεταβολή των φυσικών χαρακτηριστικών της περιοχής, λόγω των γεωτρήσεων και των γενικότερων εργασιών και πιθανό να προκαλέσει και την απώλεια φυσικών κατοικιών. Ακόμη για μια συστοιχία «Υποβρύχιων Χαρταετών», η τακτοποίηση των καλωδίων θα είναι ακόμη πιο σύνθετη, αυξάνοντας δραστικά τη διάρκεια εγκατάστασης μιας διάταξης. Τα καλώδια μπορεί να έχουν μια σύντομη αλλά πολύ σημαντική και δυσμενή επίπτωση στο θαλάσσιο πυθμένα. Στο στάδιο του παροπλισμού, τα καλώδια πιθανό να αφεθούν στη θέση τους για την αποφυγή περαιτέρω ενόχλησης ή για την επαναχρησιμοποίησή τους με μια νέα εγκατάσταση διατάξεων. 62

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Ο ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ Ένας ακόμη σημαντικός κίνδυνος που απειλεί κυρίως την εγκατάσταση, είναι τα φύκια και οι φερτές ύλες που πιθανότατα θα πιαστούν στο σύστημα πρόσδεσης. Αυτά με τον καιρό μπορεί να αποτελέσουν φυσικές παγίδες για τα ψάρια και να προξενήσουν κάποια δυσλειτουργία στον «Υποβρύχιο Χαρταετό». Τέλος, σε περίπτωση συστοιχίας διατάξεων, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η αθροιστική επίδραση των επιπτώσεων. 6.3.6 ΑΛΙΕΙΑ Οι επιπτώσεις αφορούν τόσο την εμπορική όσο και την ερασιτεχνική αλιεία. Η λειτουργία και συντήρηση των διατάξεων περιορίζουν σε μέγιστο βαθμό τις κινήσεις των αλιευτικών σκαφών, την εμπορική βιωσιμότητα της αλιευτικής προσπάθειας και τις χρησιμοποιούμενες αλιευτικές μεθόδους. Έτσι η περιοχή έχει τη δυνατότητα να προσφέρει καταφύγιο σε πολλά είδη ψαριών. Παρόλα αυτά όμως μια μείωση στο τυρβώδες θα μπορούσε να υποστηρίξει μια αύξηση στις υδατοκαλλιέργειες οστράκων. 6.3.7 ΝΑΥΣΙΠΛΟΪΑ Η ναυσιπλοΐα είναι ένας σημαντικός παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη όταν πρόκειται για τέτοιου είδους ενέργειες, αφού από αυτήν εξαρτώνται κυρίως οι παράκτιες κοινωνίες μέσω του εμπορίου αλλά και του τουρισμού. Το μεγάλο προτέρημα του «Υποβρύχιου Χαρταετού» είναι ότι δεν περιορίζει τέτοιου είδους δραστηριότητες ως ένα βαθμό, αφού όπως έχει προαναφερθεί είναι εγκατεστημένος τουλάχιστον 20 m κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας. Σαφέστατα θα πρέπει να υπάρχουν προειδοποιητικά σήματα ύπαρξής του αλλά κατά κύριο λόγο δεν αποτελούν τροχοπέδη για τη διέλευση πλοίων. 6.3.8 ΑΝΑΨΥΧΗ ΚΑΙ ΤΟΥΡΙΣΜΟΣ Στις θαλάσσιες δραστηριότητες αναψυχής και τουρισμού περιλαμβάνονται τα θαλάσσια σπορ, όπως είναι οι κυματοδρομίες (σέρφινγκ), η ιστιοπλοΐα και οι καταδύσεις, η ερασιτεχνική αλιεία, η γενικότερη καταφυγή τουριστών για αναψυχή κ.ά. Από όλες αυτές τις δραστηριότητες τις μεγαλύτερες 63

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 Ο ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ επιπτώσεις θα τις έχουν οι ερασιτέχνες ψαράδες, λόγω απαγόρευσης της αλιείας, οι καταδύτες λόγω απαγόρευσης καταδύσεων για την αποφυγή ατυχημάτων και πιθανότατα και οι λάτρεις των κυματοδρομιών και της ιστιοπλοΐας λόγω μείωσης του ύψους των κυμάτων. Οπτική όχληση δεν υφίσταται συνεπώς δεν επηρεάζονται οι τουρίστες των ακτών ακόμη και οι επιβάτες των πλοίων. 6.4 ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΠΑΡΟΠΛΙΣΜΟΥ Η διάρκεια ζωής μιας τέτοιου είδους διάταξης υπολογίζεται γύρω στα 20 χρόνια. Κατά τη διάρκεια του παροπλισμού παρατηρούνται παρόμοιες περιβαλλοντικές επιπτώσεις όπως αυτές που επισημάνθηκαν κατά τη διάρκεια εγκατάστασης του «Υποβρύχιου Χαρταετού» οι οποίες είναι πολύ σημαντικές. Ακόμη, προκαλείται αναστάτωση σε κάθε νέα κοινότητα θαλάσσιων οργανισμών που πιθανότατα να έχουν βρει καταφύγιο εκεί. Μελέτες έχουν δείξει ότι οι διατάξεις αξιοποίησης της ενέργειας της θάλασσας, σε αντίθεση με κάποιες άλλες τεχνολογίες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, δεν είναι απαραίτητο να αποσυρθούν ακόμη και αν σταματήσουν να παράγουν ισχύ. Αυτό γίνεται αρχικά λόγω του υψηλού κόστους απόσυρσης που μπορεί να είναι τόσο υψηλό όσο και το κόστος κατασκευής. Έπειτα, άλλοι λόγοι μη απόσυρσης της διάταξης είναι η προκαλούμενη αναταραχή στο περιβάλλον το οποίο προσαρμόστηκε μέχρι κάποιο σημείο στην υπάρχουσα κατάσταση και η χρήση των διατάξεων από τους θαλάσσιους οργανισμούς σαν καταφύγια ή ακόμα και σαν κατοικίες. Στην περίπτωση του «Υποβρύχιου Χαρταετού» το να αφαιρεθεί το πτερύγιο της διάταξης από την θάλασσα είναι σχετικά εύκολη διαδικασία και όχι τόσο δαπανηρή. Συνιστάται όμως τα καλώδια και το σημείο πρόσδεσής του στον πυθμένα να παραμένουν και να μην αποσύρονται για τους λόγους που αναφέρθηκαν. 64

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Ο ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Ο ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΕΤΟΥ» ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ 7.1 ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ Σχήμα 7.1 Το Διεθνές δυναμικό. Σε παγκόσμιο επίπεδο το κυματικό δυναμικό σε πολλές περιοχές είναι πολύ σημαντικό. Παρατηρείται ότι το υψηλότερο δυναμικό καταγράφεται στην εύκρατη ζώνη. Οι πλέον ευνοϊκές τοποθεσίες για να συλλεχτεί η ενέργεια των κυμάτων είναι συγχρόνως εκείνες όπου ο άνεμος είναι πολύ ισχυρός (στη ζώνη γεωγραφικού πλάτους 30 ο με 60 ο ) και επίσης στα ανοιχτά του ωκεανού.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Ο ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ 7.2 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Η κατάσταση στην Ελλάδα δε μοιάζει διαφορετική από αυτήν που κυριαρχεί παγκοσμίως. Άλλωστε, όπως ήδη αναφέραμε τα περιβαλλοντικά προβλήματα είναι παγκόσμια. Συνοπτικά στοιχεία για την ενεργειακή κατάσταση στη χώρα μας: το πετρέλαιο χώρες. Η Ελλάδα είναι 4η στη λίστα με τις πλέον εξαρτημένες από Το 57% της ενέργειας που παράγεται στη χώρα μας προέρχεται από το πετρέλαιο. 15 βαρέλια το έτος είναι η μέση κατανάλωση ανά κάτοικο (11,8 βαρέλια στην Ιταλία, 11,7 βαρέλια στη Γερμανία και 10,9 βαρέλια στη Βρετανία). 5% είναι ο βαθμός διείσδυσης των εναλλακτικών μορφών ενέργειας στο ενεργειακό ισοζύγιο της χώρας. οι μεταφορές. Το 39% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας απορροφούν 50% - 60% του ηλεκτρισμού προέρχεται από τον Εθνικό λιγνίτη, ο οποίος ρυπαίνει περισσότερο από το πετρέλαιο. Εξαιρετικά χαμηλές είναι οι επιδόσεις μας και στο δείκτη ενεργειακής απόδοσης, που μετρά την ορθή αξιοποίηση της ενέργειας σε σχέση με την ποσότητα που καταναλώνεται στην τελική χρήση και ανέρχεται στο 66,1% της ενέργειας που διατίθεται, ενώ ο αντίστοιχος Ευρωπαϊκός μέσος όρος βρίσκεται στο 71,3%. Εκτός από την περιβαλλοντική επιβάρυνση, η υψηλή εξάρτηση της χώρας από το πετρέλαιο είναι και ο βασικός λόγος που ο πληθωρισμός επηρεάζεται τόσο πολύ από τις υψηλές Διεθνείς τιμές του πετρελαίου. Ακόμη, τα τελευταία χρόνια οι κυβερνήσεις και μέρος του επιστημονικού κόσμου υποστηρίζουν τη «ρεαλιστική» επιλογή των πυρηνικών, εφόσον η ενεργειακή ζήτηση αυξάνεται και οι Εθνικές πηγές (λιγνίτης) εξαντλούνται. Γι αυτούς τους λόγους και για το γεγονός ότι η Ελλάδα είναι μια χώρα με μεγάλη ηλιοφάνεια, ισχυρούς ανέμους 66

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Ο ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ και υψηλό κυματικό δυναμικό, πρέπει να στραφούμε στις Α.Π.Ε. που διάπλατα μας προσφέρονται στη χώρα μας. 7.3 ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΚΥΜΑΤΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Όπως σε πολλά μέρη του κόσμου έτσι και στην Ελλάδα, οι άνεμοι πνέουν με αρκετή συνέπεια και δύναμη για να παρέχουν τεράστια ποσά ενέργειας. Η κυματική ενέργεια προέρχεται από τις δύο εναλλασσόμενες κινήσεις του νερού της θαλάσσιας επιφάνειας, την κατακόρυφη και την οριζόντια. Η μεν προσδιορίζει το ύψος του κύματος και η δε την ταχύτητα με την οποία κινείται το κύμα. Η αξιοποίηση της κίνησης των κυμάτων χρησιμοποιεί την κινητική συνιστώσα της διαθέσιμης ενέργειας των κυμάτων και το ενεργειακό δυναμικό του αυξημένου ύψους των μορίων νερού κατά τον κυματισμό του. Η ενέργεια αυτή χαρακτηρίζεται από περιοδικότητα και σχετικά μικρή (ενεργειακή) πυκνότητα. Εικόνα 7.1 Δορυφορική εικόνα του Αιγαίου Πελάγους. 67

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Ο ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Ωστόσο, το κύριο ερώτημα είναι εάν η κυματική ενέργεια σε μια θαλάσσια περιοχή ή συγκεκριμένη τοποθεσία είναι διαθέσιμη σε τέτοιες ποσότητες ώστε να δικαιολογείται το κόστος εγκατάστασης κατάλληλων μονάδων (μετατροπέων) συλλογής της μηχανικής ενέργειας των κυμάτων και μετατροπής της σε ηλεκτρική ενέργεια, προκειμένου να μπορεί να καλυφθεί μέρος των ενεργειακών αναγκών μιας περιοχής ενδιαφέροντος (π.χ. των νησιών). Προκειμένου να διερευνηθούν αυτές οι δυνατότητες είναι απαραίτητο να μελετηθούν πρωτίστως οι επικρατούσες κυματικές συνθήκες στις περιοχές ενδιαφέροντος και πώς αυτές μεταβάλλονται διαχρονικά. Για το σκοπό αυτό, η τεχνική της δορυφορική αλτιμετρίας παρέχει τα αναγκαία κυματικά δεδομένα από τα οποία μπορεί να γίνει μια πρώτη αξιόπιστη αξιολόγηση των διαφαινόμενων προοπτικών αξιοποίησης της κυματικής ενέργειας στις διάφορες περιοχές ενδιαφέροντος. Το τεχνικά εκμεταλλεύσιμο κυματικό δυναμικό για τα κράτη μέλη της Ε.Ε. υπολογίζεται συνολικά σε 150-230 TWh/y. Από αυτές 4-11 TWh/y αντιστοιχούν στις Ελληνικές θάλασσες που διαθέτουν μεγάλη ακτογραμμή, μήκους περίπου 16000 km, υψηλό αιολικό δυναμικό πάνω από το Αιγαίο Πέλαγος το οποίο επάγει σχετικά έντονη κυματική δραστηριότητα στην περιοχή, με μέσες ετήσιες τιμές κυματικής ισχύος ανά μέτρο μετώπου κύματος της τάξης των 4-11 TWh/y. Εντοπίζονται επίσης θαλάσσιες περιοχές «εστιασμού» κυματικής ενέργειας (hot spots) λόγω φαινόμενων ανάκλασης και περίθλασης των κυμάτων. Το τεχνικά εκμεταλλεύσιμο θαλάσσιο κυματικό δυναμικό της Ελλάδας θεωρείται το υψηλότερο της Μεσογείου της τάξης των 5-9 TWh/y σε ετήσια βάση. Το δυναμικό αυτό θα μπορούσε να συνεισφέρει σημαντικά στην ηλεκτροδότηση μεγάλου αριθμού νησιών στο Αιγαίο Πέλαγος. Υπάρχουν όμως και άλλοι παράγοντες που μπορεί να καταστήσουν μια περιοχή μη εκμεταλλεύσιμη. Τα ακόλουθα χαρακτηριστικά ορίζουν αυτές τις περιοχές: Περιοχές στρατιωτικής άσκησης. Θαλάσσιες προστατευόμενες περιοχές. 68

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 Ο ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Περιοχές 500 m γύρω από τα υποβρύχια καλώδια. Περιοχές κυματικής σκίασης. Εισόδους λιμένων και πλοήγηση καναλιών. Επιπρόσθετα χαρακτηριστικά που πρέπει να θεωρούνται ως σταθμισμένα περιλαμβάνουν παράγοντες όπως: Απόσταση από την ακτογραμμή. Απόσταση από λιμένες. Απόσταση από το ηλεκτρικό δίκτυο σε σημεία σύνδεσης. Τύπος θαλάσσιου βυθού. Κλιματολογία κύματος. Κύριο εμπόδιο ανάπτυξης των Α.Π.Ε. στα νησιά του Αιγαίου είναι το ενεργειακό ισοζύγιο της μικρής χωρητικότητας δικτύων και η μεταβλητή φύση της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας η οποία μπορεί να μην αντιστοιχεί στις απαιτήσεις (κυρίως τουριστική θερινή περίοδος). Τα μεγαλύτερα νησιά έχουν το πλεονέκτημα της ενεργειακής απόδοσης σε σχέση με τα μικρότερα, τα οποία, από την άλλη πλευρά, μπορούν να επιτύχουν μεγαλύτερη διείσδυση σε μορφές Α.Π.Ε. Επιπλέον, οι εκτιμήσεις του ανέμου - κύματος σε διάφορα νησιά του Αιγαίου Πελάγους, δείχνουν ότι η ενέργεια αυτή, μπορεί να καλύψει τη ζήτηση της ηλεκτρικής ενέργειας σε ποσοστό που υπερβαίνει το 85-90%, ακολουθούμενη από την ελαχιστοποίηση των εισαγόμενων καυσίμων και από τη σημαντική μείωση των αρνητικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Εν κατακλείδι και με βάση όλα τα παραπάνω δεδομένα, η τεχνολογία του «Υποβρύχιου Χαρταετού» μπορεί να εγκατασταθεί στις Ελληνικές θάλασσες. Ειδικά στην περίπτωση της Ελλάδας, ηλεκτροπαραγωγικοί σταθμοί κυματικής ενέργειας θα μπορούσαν να αποτελέσουν βιώσιμη λύση ηλεκτροδότησης στο μεγάλο αριθμών των νησιών του Αιγαίου. Η αξιοποίηση της παλιρροιακής ενέργειας πρέπει να προωθηθεί, με πρωταρχικό στόχο την πλήρη μελέτη όλου του Ελληνικού χώρου, με ανάλυση και καταγραφή της δυναμικότητας στην παραγωγή ενέργειας σε κάθε περίπτωση, προκειμένου να βρεθούν οι πιο συμφέρουσες λύσεις για την οικονομία και το περιβάλλον της χώρας. 69

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 ο ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 Ο ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ 8.1 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Ζούμε στην εποχή των μεγάλων κλιματικών αλλαγών επηρεάζοντας την ποιότητα της ζωής μας, που κάνουν επιτακτική την ανάγκη για ταχύτατη στροφή στις Α.Π.Ε. Μέχρι σήμερα έχουν γίνει αξιόλογες προσπάθειες αλλά πρέπει να προχωρήσουμε γρηγορότερα και με σαφή προσανατολισμό. Η θάλασσα είναι μία ανεξάντλητη πηγή ενέργειας εξαιρετικά υψηλής πυκνότητας, της υψηλότερης μεταξύ των Α.Π.Ε. Στις Ευρωπαϊκές ακτές προς τον Ανατολικό Ατλαντικό Ωκεανό παρουσιάζονται από τα υψηλότερα επίπεδα κυματικής ενέργειας στον πλανήτη, γεγονός το οποίο έχει δώσει μεγάλη ώθηση στην Ε&ΤΑ στην Ευρώπη για την εκμετάλλευση του δυναμικού αυτού. Η εκμετάλλευση αυτών των ενεργειακών πόρων θα μπορούσε να καλύψει σε μεγάλο βαθμό τις ανάγκες πολλών Ευρωπαϊκών χωρών. Στις χώρες αυτές διεξάγεται Ε&ΤΑ εδώ και τρεις δεκαετίες περίπου, η οποία έχει οδηγήσει στην υλοποίηση πιλοτικών ηλεκτροπαραγωγικών σταθμών ονομαστικής ισχύος 50-500 kw. Οι σταθμοί αυτοί λειτουργούν ικανοποιητικά, η δε απόδοσή τους βελτιώνεται συνεχώς. Ένας αριθμός άλλων τεχνολογιών βρίσκεται σε προχωρημένο στάδιο έρευνας σε μικρή κλίμακα ή στη φάση κατασκευής πρωτοτύπου σε πλήρη κλίμακα όπως αυτή του «Υποβρύχιου Χαρταετού». Η Δανία, η Ελλάδα, η Ισπανία, η Ιταλία, η Γαλλία και η Σουηδία είναι χώρες με χαμηλότερα, πλην όμως αξιοποιήσιμα, επίπεδα κυματικής ενέργειας. Ο «Υποβρύχιος Χαρταετός» παρότι βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό στάδιο, αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη νέα τεχνολογία. Αντιμετωπίζει με θετικά αποτελέσματα τις δυσκολίες που προκύπτουν και εξαλείφονται με τις εντατικές μελέτες. Άλλωστε, πάντοτε υπάρχουν δυσκολίες στην εφαρμογή κάθε τι καινούργιου, οι οποίες όμως δεν πρέπει να μας αποθαρρύνουν από το επιχειρηματικό, πολιτικό και επενδυτικό ενδιαφέρον. Οφείλουμε όλοι να

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 ο ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ δώσουμε βάση σε αυτές τις νέες τεχνολογίες διότι από αυτές κρίνεται το μέλλον μας. 8.2 ΠΡΟΤΑΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΕΡΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ «ΥΠΟΒΡΥΧΙΟΥ ΧΑΡΤΑΕΤΟΥ» Μια πρόταση που θα μπορούσαμε να κάνουμε για την εφαρμογή των «Υποβρύχιων Χαρταετών» είναι να συνδέονταν με μια πλήμνη κυμάτων (wavehub) (Σχήμα 8.1). Μια πλήμνη κυμάτων μπορεί καλύτερα να περιγραφεί ως μία μεγάλη «πρίζα» στο βυθό της θάλασσας που συλλέγει ηλεκτρική ενέργεια από τις διατάξεις στην επιφάνεια της θάλασσας και μεταφέρει την ενέργεια μέσα από τα καλώδια πίσω στο Εθνικό δίκτυο. Στη θέση αυτών των διατάξεων θα μπορούσαν να τοποθετηθούν οι χαρταετοί που μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια την παλίρροια της θάλασσας. Αυτή η ηλεκτρική ενέργεια στη συνέχεια θα τροφοδοτείται μέσω καλωδίων χαμηλής τάσης στην πλήμνη. Η πλήμνη θα συλλέγει την ηλεκτρική ενέργεια από τους χαρταετούς στον τομέα και θα την στέλνει σε μετασχηματιστές στην ξηρά. Έτσι δε θα χρειάζεται να σκαφτεί μεγάλο μέρος του πυθμένα για την τοποθέτηση των υποβρύχιων καλωδίων για κάθε χαρταετό ξεχωριστά. Έπειτα από εκεί θα πηγαίνει στο Εθνικό δίκτυο. Σχήμα 8.1 Πλήμνη κυμάτων. 71