Ανάπτυξη Πολυμεσικής Εφαρμογής για την Εξοικονόμηση Ενέργειας σε ένα Τυπικό Χώρο Γραφείων με τη Χρήση Υβριδικού Συστήματος Α.Π.Ε.

Ανάπτυξη Πολυμεσικής Εφαρμογής για την Εξοικονόμηση Ενέργειας σε ένα Τυπικό Χώρο Γραφείων με τη Χρήση Υβριδικού Συστήματος Α.Π.Ε. Ι. Καρράς 1, Χ.Δ.Καμπεζίδης 2, Δ.Ζευγώλης 1 1 Ελληνικό Ανοιχτό Πανεπιστήμιο, Τμήμα Γραφικές Τέχνες και Πολυμέσα, Πάτρα, Ελλάδα 2 Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών, Ινστιτούτο Ερευνών Περιβάλλοντος και Βιώσιμης Ανάπτυξης (ΙΕΠΒΑ), Ομάδα Ατμοσφαιρικής Έρευνας, Αθήνα, Ελλάδα Περίληψη Η ενεργειακή κρίση έχει γίνει όλο και περισσότερο έκδηλη σε κάθε τμήμα της καθημερινής μας ζωής, επηρεάζοντας την σε σημαντικό βαθμό. Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας φαίνεται να αποτελούν τη λύση του προβλήματος καθώς βαθμιαία επεκτείνονται όλο και περισσότερο στο χώρο της ενέργειας. Η εργασία αυτή επικεντρώνεται στην ανάλυση της εγκατάστασης ενός συγκεκριμένου συστήματος ΑΠΕ (φωτοβολταϊκά, ανεμογεννήτρια και γεωθερμία) καθώς και στο σχεδιασμό και την υλοποίηση μιας πολυμεσικής εφαρμογής που τονίζει τη σημασία και τις δυνατότητες των ΑΠΕ στο συγκεκριμένο κτίριο, επίσης βοηθάει τους πιθανούς χρήστες αρχάριους ή έμπειρους να εξοικειωθούν με αυτές. Αυτό έγινε λαμβάνοντας υπόψη όλα τα δομικά και τεχνικά χαρακτηριστικά του χώρου για να επιτύχουμε την πιο φτηνή και πιο αποδοτική λύση. Επίσης, αυτό το καταφέραμε υπολογίζοντας την προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία, την ταχύτητα και την κατεύθυνση του ανέμου για την περιοχή των Τρικάλων στη Θεσσαλία, στην κεντρική Ελλάδα καθώς και μέσα από την έρευνα αγοράς για τα κατάλληλα φωτοβολταϊκά πάνελ, την ανεμογεννήτρια και την γεωθερμία. Συγκεκριμένα, οι αναφερθείσες ΑΠΕ και η πολυμεσική εφαρμογή, μαζί με όλα τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της, που διασφαλίζουν τη σωστή χρήση της, περικλείονται και παρουσιάζονται στην παρούσα εφαρμογή. Η παρούσα εργασία αποκαλύπτει : - Τι σημασία των ΑΠΕ. - Την καταλληλότητα των πολυμεσικών εφαρμογών για την πληροφόρηση πιθανών χρηστών. - Την καταλληλότητα των πολυμεσικών εφαρμογών στα μαθήματα φυσικής σε συσχέτιση με τις ΑΠΕ καθώς και την εκμετάλλευση αυτών. Κύριο Σώμα της Εργασίας Εισαγωγή Η διαρκώς αυξανόμενη ενεργειακή ζήτηση είναι άμεση συνέπεια της βιομηχανικής ανάπτυξης και της ανόδου του βιοτικού επιπέδου των λαών. Η πρώτη ενεργειακή κρίση στις αρχές του 1970 και η δεύτερη του 1979, οι υψηλές τιμές των υγρών καυσίμων και η βαθμιαία εξάντληση των αποθεμάτων τους, όξυναν το ενεργειακό πρόβλημα και αναζωογόνησαν το ενδιαφέρον για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Επιπλέον, η επιδείνωση στο περιβάλλον του πλανήτη, σαν συνέπεια του φαινομένου του θερμοκηπίου, οδήγησε ή και ανάγκασε στη θέσπιση του Πρωτοκόλλου του Κιότο (Δεκέμβριος 1997). Το Πρωτόκολλο του Κιότο προέκυψε από τη Σύμβαση-Πλαίσιο για τις Κλιματικές Αλλαγές που είχε υπογραφεί στη Διάσκεψη του Ρίο, τον Ιούνιο του 1992. Κεντρικός άξονας του είναι οι νομικά κατοχυρωμένες δεσμεύσεις των βιομηχανικά αναπτυγμένων κρατών να μειώσουν τις εκπομπές έξι (6) αερίων του θερμοκηπίου την περίοδο 2008-2012, σε ποσοστό 5,2% σε σχέση με τα επίπεδα του 1990. Για την επίτευξη του στόχου αυτού κρίνεται απαραίτητη η αύξηση της συμμετοχής των ΑΠΕ στο ενεργειακό ισοζύγιο καθώς επίσης και η εξοικονόμηση ενέργειας. Στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας εντάσσονται: η βιομάζα (στερεή βιομάζα, βιοαέρια, βιομηχανικά απόβλητα, αστικά απόβλητα), η υδροηλεκτρική ενέργεια, η γεωθερμική ενέργεια, η αιολική ενέργεια, η ηλιακή ενέργεια, η κυματική ενέργεια και η ενέργεια από το υδρογόνο. Η Ελλάδα είναι ιδιαίτερα προικισμένη με όλες τις μορφές AΠE. Η χώρα απολαμβάνει υψηλή ηλιακή ακτινοβολία καθ όλη τη διάρκεια του χρόνου και στο μεγαλύτερο τμήμα της η ηλιοφάνεια διαρκεί περισσότερο από 2.700 ώρες το χρόνο. Αρκετές περιοχές της ηπειρωτικής και νησιωτικής Ελλάδας έχουν σταθερούς και δυνατούς ανέμους σε συνεχή βάση. Λόγω της μορφολογίας του εδάφους, σε πολλά σημεία της ενδοχώρας, κυρίως στη Δυτική Ελλάδα, υπάρχουν κατάλληλες συνθήκες, που ευνοούν τη δημιουργία μικρών αλλά και μεγάλων υδροηλεκτρικών έργων. Παράλληλα, η Ελλάδα ως χώρα κυρίως γεωργική, διαθέτει αρκετά αποθέματα βιομάζας κατάλληλα για την παραγωγή ενέργειας (π.χ. αιθανόλη από Ενέργεια: σημερινή εικόνα Σχεδιασμός Προοπτικές, ΤΕΕ, 8-10/03/2010: Αθήνα 1

ζαχαρότευτλα). Τέλος, είναι προικισμένη και με την ενέργεια του υπεδάφους, τη γεωθερμία, εφόσον σε πολλές περιοχές της χώρας υπάρχουν εξακριβωμένα πεδία υψηλής αλλά και χαμηλής ενθαλπίας. Τα τελευταία χρόνια οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές εξελίσσονται συνεχώς και αποτελούν σήμερα κύριο μέσο επικοινωνίας και γνώσης εκατομμύριων ανθρώπων σε όλο τον κόσμο. Παράλληλα το Διαδίκτυο και οι εφαρμογές του αναπτύσσονται εξίσου και καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα αναγκών και αντικαθιστούν σιγά σιγά παραδοσιακότερους τρόπους επικοινωνίας και γνώσης. Η ενημέρωση του κόσμου για τις ΑΠΕ αποτελεί μονόδρομος για την προστασία του περιβάλλοντος. Η ενημέρωση μπορεί να γίνει με τα πολυμέσα και τις εφαρμογές τους. Η σημασία όμως των πολυμέσων είναι ασύγκριτα μεγαλύτερη από την ιστορία τους, η τεχνολογία καλπάζει αφήνοντας πολύ πίσω την κοινωνία που προσπαθεί να την ερμηνεύει με τα κοινωνιολογικά εργαλεία της βιομηχανικής επανάστασης. Ο κίνδυνος που διατρέχουμε είναι ο πλούτος των μορφών του μηνύματος που παρέχει η τεχνολογία να επισκιάσει το περιεχόμενο του μηνύματος. Η λύση δεν είναι να περιορίσουμε την ποικιλία του μηνύματος αλλά να αναπτύξουμε το περιεχόμενο. Η μηχανή σαν αντανάκλαση του ανθρώπινου νου Σύμφωνα με τον Negroponte: «Οι υπολογιστές είναι νοητικές μηχανές που μας επιτρέπουν να προσομοιώνουμε την ανθρώπινη συμπεριφορά». Κατά τη διάρκεια της δημιουργίας προγραμμάτων υπολογιστών, οι προγραμματιστές βρίσκονται συχνά αντιμέτωποι με τις εξής ερωτήσεις: πώς σκέπτονται οι άνθρωποι και πώς αναπτύσσεται ο σχεδιασμός; Με άλλα λόγια, οι υπολογιστές πρέπει να θεωρηθούν όχι μόνο ως μηχανές μίμησης αυτών που είναι ήδη γνωστά, αλλά επιπλέον και ως μέσα διερεύνησης αυτών που δεν είναι γνωστά. Η όλη διαδικασία καθορισμού των λειτουργιών του υπολογιστή μπορεί να θεωρηθεί παρόμοια με αυτήν της ανθρώπινης σκέψης. Όταν κάποιος συντάσσει ένα υπολογιστικό πρόγραμμα για την κατανόηση της γλώσσας επικοινωνίας, για την αναπαράσταση της γνώσης, για την εξαγωγή συμπερασμάτων ή την εκμάθηση, στην πραγματικότητα μεταφέρει στη μηχανή διαδικασίες της ανθρώπινης σκέψης. Ο υπολογιστής δηλαδή γίνεται ο «καθρέφτης» του ανθρώπινου νου, και ως τέτοιος, αντανακλά τη σκέψη του. Με αυτή την έννοια, εάν οι υπολογιστές έχουν κωδικοποιημένες τις βασικές αρχές της ανθρώπινης λογικής και έχουν «διδαχθεί» τρόπους αφενός να αποκτήσουν τη δική τους γνώση και αφετέρου να εισάγουν και να εξάγουν πληροφορίες από και προς τον πραγματικό κόσμο αντίστοιχα, τότε μπορούν ενδεχομένως να συμπεριφερθούν με τρόπους όμοιους (ή και με πιο προηγμένους) με εκείνους των ανθρώπων. Επιπλέον, ο σχεδιασμός μπορεί να διερευνηθεί ως διανοητική διαδικασία, παρατηρώντας όχι μόνο την ανθρώπινη συμπεριφορά, αλλά και τη συμπεριφορά της μηχανής. Για να επιτευχθεί αυτό, είναι απαραίτητο να εφαρμοστούν μεμονωμένες λειτουργίες με ουσιαστική ανεξαρτησία στην εκάστοτε συμπεριφορά (ανθρώπου - μηχανής), αλλά παράλληλα και με δυνατότητα αμοιβαίας επικοινωνίας. Η συνολική διαδικασία των λειτουργιών πρέπει να είναι τέτοια, ώστε να μην υπάρχει ανθρώπινη παρέμβαση από τη στιγμή που τα δεδομένα εισάγονται στον υπολογιστή και μέχρι να εξαχθούν τα αποτελέσματα. Οι μηχανισμοί εξαγωγής αποφάσεων πρέπει να κατασκευαστούν και να υιοθετηθούν από τη μηχανή. Αυτό δεν σημαίνει ότι πρέπει να οδηγηθούμε σε έναν «υπολογιστή-σχεδιαστή», παρ όλο που τελικά αυτό μπορεί να είναι επιθυμητό. Αντίθετα, προτείνεται η επίτευξη της ανεξαρτησίας και της αυτονομίας στην επίλυση συγκεκριμένων σχεδιαστικών προβλημάτων. Με αυτό τον τρόπο, ο σχεδιαστής μπορεί να παρατηρεί, μέσω του υπολογιστή, τη διαδικασία εξαγωγής αποφάσεων και να τη συγκρίνει με τη δική του. Ο υπολογιστής μπορεί να γίνει ο καθρέφτης της ανθρώπινης σκέψης Σχέση ανθρώπου-μηχανής Εικόνα 1. Ο υπολογιστής ως καθρέφτης της ανθρώπινης σκέψης Οι υπολογιστές είναι ισχυρές μηχανές επεξεργασίας δεδομένων με τεράστια χωρητικότητα μνήμης, ενώ οι άνθρωποι είναι πολύ ικανοί στην επίλυση σύνθετων προβλημάτων ή στην καλλιτεχνική δημιουργία. Ποια είναι όμως η ισχύς της μηχανής και ποια η ισχύς του ανθρώπου; Φαίνεται ότι οι άνθρωποι είναι καλοί στο να επεξεργάζονται υψηλού επιπέδου αφηρημένη πληροφορία. Έτσι, η κρίση, η ερμηνεία και η δημιουργικότητα Ενέργεια: σημερινή εικόνα Σχεδιασμός Προοπτικές, ΤΕΕ, 8-10/03/2010: Αθήνα 2

είναι ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της ανθρώπινης σκέψης. Από την άλλη πλευρά οι άνθρωποι είναι πολύ αργοί σε σύνθετους αριθμητικούς υπολογισμούς ή στην απομνημόνευση μεγάλου πλήθους πληροφορίας. Επομένως, είναι φανερό ότι οι υπολογιστές και οι άνθρωποι είναι καλοί ο καθένας σε διαφορετική περιοχή. Το διάγραμμα του Σχήματος 1 δείχνει ότι οι άνθρωποι είναι ικανοί στη χρήση πολλών κανόνων σε λίγες εργασίες, ενώ, αντίθετα, οι υπολογιστές στη χρήση λιγότερων κανόνων και στη διεκπεραίωση πολλών εργασιών (Newell Α., 1990). Σχήμα 1. Σχέση ανθρώπου - μηχανής Η ανάγκη επικοινωνίας και αλληλεπίδρασης όλο και περισσότερων ανθρώπων με υπολογιστικά συστήματα διαφόρων τύπων μεγαλώνει καθώς η χρήση των υπολογιστών επεκτείνεται και οι υπολογιστές υπεισέρχονται ολοένα και περισσότερο σε νέες πτυχές της ζωής στις σύγχρονες κοινωνίες. Η ανάγκη, συνεπώς, να μελετηθούν θεωρητικά τα χαρακτηριστικά της επικοινωνίας ανθρώπου-υπολογιστή ώστε να βελτιωθεί η σχεδίαση της διεπιφάνειας ανθρώπου-υπολογιστή (human-computer interface), δηλαδή του μέσου που διευκολύνει την επικοινωνία και την αλληλεπίδραση μεταξύ δύο οντοτήτων τόσο διαφορετικών όπως ο άνθρωπος και η μηχανή, γίνεται επιτακτική. Η μελέτη αυτή είναι αντικείμενο της επιστημονικής περιοχής που είναι γνωστή ως "Επικοινωνία Ανθρώπου-Υπολογιστή (ΕΑΥ)" (Human- Computer Interaction, HCI). Σύμφωνα με την ACM (Association of Computing Machinery - Επιστημονική Οργάνωση Πληροφορικής), η Επικοινωνία Ανθρώπου-Υπολογιστή είναι η γνωστική περιοχή της πληροφορικής που μελετάει το σχεδιασμό, την ανάπτυξη και την αξιολόγηση διαδραστικών υπολογιστικών συστημάτων (interactive computer systems), δηλαδή συστημάτων που αλληλεπιδρούν με τους χρήστες τους. (ACM SIGCHI 1992). Τα κύρια πορίσματα και η συσσωρευμένη εμπειρία της γνωστικής αυτής περιοχής υπό μορφή κανόνων και μεθόδων έχουν ως στόχο να υποστηρίξουν τη σχεδίαση υπολογιστικών συστημάτων εύχρηστων και προσαρμοσμένων στις ανάγκες και τα χαρακτηριστικά των χρηστών τους. Μοντέλο Ανθρώπινου Επεξεργαστή Η μελέτη και κατανόηση των λειτουργιών του ανθρώπου όταν αυτός αντιδρά σε ερεθίσματα που του προκαλούν γνωστικές διεργασίες (αυτές που αφορούν απόκτηση γνώσης όπως η κατανόηση, η ενθύμηση, η απόκτηση ικανοτήτων κ.α.) και η διαδικασία μέσω της οποίας αυτός καταλήγει σε ενέργειες ώστε να επιτύχει τους στόχους του υπήρξε αντικείμενο της γνωστικής ψυχολογίας για πολλά χρόνια. Η πιο γνωστή θεωρία που εξηγεί την ανθρώπινη συμπεριφορά είναι το μοντέλο του ανθρώπου ως επεξεργαστή πληροφορίας (μοντέλο ανθρώπινου επεξεργαστή, human information processing model). Σχήμα 2. Στάδια επεξεργασίας πληροφορίας από ανθρώπινο επεξεργαστή Σύμφωνα με το μοντέλο αυτό, η πληροφορία που εισέρχεται στον ανθρώπινο εγκέφαλο μέσω των αισθητήρων (ακοή, όραση, αφή, γεύση και όσφρηση) γίνεται αντικείμενο επεξεργασίας από τον άνθρωπο, αφού περάσει από μια σειρά διεργασιών όπως φαίνεται στο Σχήμα 2. Η θεωρία αυτή είναι γνωστή επίσης ως η θεωρία των τεσσάρων σταδίων (κωδικοποίησης/ σύγκρισης/ επιλογής/ εκτέλεσης). Ενέργεια: σημερινή εικόνα Σχεδιασμός Προοπτικές, ΤΕΕ, 8-10/03/2010: Αθήνα 3

Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στην παρούσα εργασία, για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη πολυμεσικής εφαρμογής για την εξοικονόμηση ενέργειας σε ένα τυπικό χώρο γραφείων με τη χρήση φωτοβολταικών στοιχείων, ανεμογεννήτριας και γεωθερμικών πηγών, βασίζεται στην προσέγγιση του ανθρωποκεντρικού σχεδιασμού (user-centered design), ο οποίος εστιάζει στο χρήστη, τις ικανότητες και τις ανάγκες του, στο περιβάλλον όπου χρησιμοποιείται το σύστημα, στην εργασία που καλείται να διεκπεραιώσει και στα καθήκοντα που εκτελεί ο χρήστης με το σύστημα (Ακουμιανάκης, 2006). Σαν οδηγός για το σχεδιασμό χρησιμοποιούνται σενάρια, τα οποία δημιουργούνται βάσει των απαιτήσεων των χρηστών και του περιβάλλοντος χρήσης του συστήματος. Ο σχεδιασμός βάσει σεναρίων (scenario-based design) είναι μια ιδιαίτερα δημοφιλής μέθοδος (διάλεκτος της ανθρωποκεντρικής προσέγγισης), όπου ο σχεδιασμός εστιάζει στην περιγραφή του πώς οι άνθρωποι θα χρησιμοποιήσουν ένα σύστημα για να ολοκληρώσουν εργασίες ή άλλες δραστηριότητες (Rosson and Carroll, 2002). Στην παρούσα εργασία τα σενάρια προσφέρουν το σημείο αναφοράς τόσο για την ανάπτυξη και το σχεδιασμό, όσο και την αξιολόγηση και βελτίωση του συστήματος. Της διαδικασίας του σχεδιασμού προηγήθηκε μια προκαταρκτική φάση, κατά την οποία πραγματοποιήθηκε διερεύνηση και μελέτη της σχετικής με το θέμα βιβλιογραφίας, βάσει της οποίας έγινε η καταγραφή των βασικών εννοιών και ορισμών για τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας,όπως φωτοβολταϊκών στοιχείων, ανεμογεννήτριας και γεωθερμικών πηγών, καθώς και των χαρακτηριστικών του χώρου γραφείων Προχωρήσαμε στον σχεδιασμό και στην υλοποίηση της πολυμεσικής μας εφαρμογής στο πρόγραμμα Adobe Flash CS4 Professional με τη βοήθεια των Adobe Illustrator CS4 και Adobe Photoshop CS4. To λογισμικό Adobe Flash CS4 Professional αποτέλεσε το κύριο περιβάλλον συγγραφής όπου δημιουργήσαμε ελκυστικές διαδραστικές λειτουργίες. Τα object-based εργαλεία animation, που περιέχονται στο λογισμικό μετέφεραν την εργασία στο Flash, με αποτέλεσμα να γίνει το ίδιο εύκολη για τους έμπειρους αλλά και τους αρχάριους χρήστες. Τέλος στο Flash καταφέραμε να παρουσιάζουμε το περιεχόμενο της εφαρμογής μας πιο δυναμικά, ανεξάρτητα από την πλατφόρμα λειτουργίας ή τη συσκευή. Ειδικότερα, για την υλοποίηση της εφαρμογής έπρεπε να χρησιμοποιήσουμε νέες μεθόδους παρουσίασης πληροφοριών οι οποίες δεν απαιτούν την εκμάθηση των τρόπων προβολής τους από τους χρήστες της εφαρμογής. Με απλές κινήσεις του ποντικού και συγκεκριμένα πηγαίνοντας τον δείκτη πάνω σε κάθε σύνδεσμο ή εικονίδιο, εμφανίζονται οι απαραίτητες πληροφορίες. Η σύνδεση των οθονών είναι ιεραρχική ώστε οι χρήστες να μην μπερδεύονται (μην ξεχνάμε ότι απευθύνεται σε μη ειδικούς) και χάνουν την πορεία τους ή τον τελικό στόχο τους. Σχήμα 3. Οργανόγραμμα Ενέργεια: σημερινή εικόνα Σχεδιασμός Προοπτικές, ΤΕΕ, 8-10/03/2010: Αθήνα 4

Η εν λόγω πολυμεσική εφαρμογή είναι μια αυτόνομη CD-DVD εφαρμογή, που χρησιμοποιείται σε έναν υπολογιστή που δεν χρειάζεται σύνδεση με το Διαδίκτυο και με το πρόγραμμα Flash εγκατεστημένο. Περιέχει τρεις μορφές του ΑΠΕ, ηλιακή ενέργεια, ενέργεια του αέρα και γεωθερμική των οποίων τα βασικά στοιχεία και τα χαρακτηριστικά τους παρουσιάζονται. Στην κάτοψη του χώρου γραφείων, κάποιος μπορεί να δει όλες τις ηλεκτρικές συσκευές που υπάρχουν. Με αυτήν την εφαρμογή, κάθε χρήστης, ανεξάρτητα από τη γνώση του σχετικά με τις πολυμεσικές εφαρμογές, θα είναι σε θέση να φέρει τις διάφορες συσκευές σε λειτουργία, τον έλεγχο της ενέργειας που παράγεται από τις ΑΠΕ καθώς επίσης και το όφελός του. Κάποιος μπορεί επίσης να είναι σε θέση να επιλέξει την πηγή ενέργειας είτε από τη ανεμογεννήτρια είτε τα φωτοβολταϊκά. Σχήμα 4. Καταναλώσεις χώρου γραφείων Σχήμα 5. Πίνακας Ισχύος Με την κίνηση του δρομέα σε κάθε συσκευή, ο χρήστης μπορεί να πάρει τις απαραίτητες πληροφορίες για την εκάστοτε. Αυτή η αλληλεπίδραση μπορεί επίσης να επισημανθεί στην κεντρική σελίδα όπου οι συνεισφορές κάθε μορφής των ΑΠΕ στο εσωτερικό του κτηρίου γίνονται προφανείς ( ACM 1992, HCI 2000, Rosson και Carroll 2002) Η γεωθερμική ενέργεια είναι ένα παράδειγμα όπου κάποιος μπορεί να δει την κίνηση ύδατος από το περιβαλλοντικό χώρο στο κτήριο και αντίστροφα. Τέλος, κάθε χρήστης μπορεί να ρυθμίσει την ενεργειακή παραγωγή των ΑΠΕ με το χέρι ή με την επιλογή κάποιου μήνα. Εικόνα 2. Κεντρική οθόνη Εικόνα 3. Οθόνη «Φωτοβολταϊκών» Ενέργεια: σημερινή εικόνα Σχεδιασμός Προοπτικές, ΤΕΕ, 8-10/03/2010: Αθήνα 5

Εικόνα 4. Αρχική Οθόνη Γεωθερμίας Εικόνα 5. Οθόνη «Ανεμογεννήτριες» Εικόνα 6. Οθόνη «Χώρος Γραφείων» Εικόνα 7. Οθόνη «Φωτοβολταϊκή Μετατροπή» Εικόνα 8. Οθόνη «Φ/β Συστήματα» Εικόνα 9. Οθόνη «Γεωθερμική Ενέργεια» Ενέργεια: σημερινή εικόνα Σχεδιασμός Προοπτικές, ΤΕΕ, 8-10/03/2010: Αθήνα 6

Εικόνα 10. Οθόνη «Αρχές Λειτουργίας» Εικόνα 11. Οθόνη «Αιολική Ενέργεια» Εικόνα 12. Οθόνη «Στοιχεία Χώρου Γραφείων» Εικόνα 13. «Οθόνη Στοιχείων Καταναλώσεων» Εικόνα 14,15. Οθόνη Λειτουργίας της εφαρμογής με χρήση δυο μορφών ΑΠΕ (φωτοβολαϊκών και ανεμογεννήτριας) το μήνα Ιούλιο και Οθόνη Λειτουργίας της εφαρμογής στον αριστερό χώρο των γραφείων Ενέργεια: σημερινή εικόνα Σχεδιασμός Προοπτικές, ΤΕΕ, 8-10/03/2010: Αθήνα 7

Εικόνα 16. Οθόνη «Στοιχεία χώρου γραφείων» Εικόνα 17. Οθόνη «Στοιχεία χώρου γραφείων» Εικόνα 18. Οθόνη κατοψης του χώρου γραφείων Εικόνα 19. Οθόνη «Στοιχεία χώρου γραφείων» Τεχνικό Μέρος Εργασίας Η ανάλυση για την εγκατάσταση του συγκεκριμένου συστήματος ΑΠΕ έγινε με βάση όλα τα δομικά και τεχνικά χαρακτηριστικά γνωρίσματα του χώρου γραφείων προκειμένου να επιτευχθεί η ακριβέστερη και αποδοτικότερη λύση. Αυτό έγινε με την εξέταση της συναφούς ηλιακής ακτινοβολίας και της ταχύτηταςκατεύθυνσης του αέρα στην πόλη των Τρικάλων στη Θεσσαλία, και επίσης μέσω της έρευνας αγοράς για τα κατάλληλα φ/β πάνελ, την ανεμογεννήτρια και το γεωθερμικό σύστημα. Με περίπου 200m 2 χώρο, τοποθετήσαμε 120 φωτοβολταϊκά πάνελ με 180 Wp, 24% απόδοση και 1,31 m 2 εμβαδόν, επίσης χρησιμοποιήσαμε μια ανεμογεννήτρια 1000w, 50 μπαταρίες 210Ah (C100) 12V, 4 Ρυθμιστές φόρτισης 60A (PL 60) και 10 αντιστροφείς 12v2000VA καθαρού ημιτόνου Κόστος Εγκατάστασης Τεμάχια Τιμή * Συσσωρευτές 50 27500 Ελεγκτές φόρτισης συσσωρευτών 4 1596 Αντιστροφείς 10 10000 Ηλιακοί συλλέκτες 120 82680 Ανεμογεννήτρια 1 1300 ΣΥΝΟΛΟ 123076 Πίνακας 1. Κόστος εγκατάστασης *Χωρίς την τιμή εγκατάστασης ( 5000) και μας συντήρησης ( 150 ετησίως). Ενέργεια: σημερινή εικόνα Σχεδιασμός Προοπτικές, ΤΕΕ, 8-10/03/2010: Αθήνα 8

Η επιδότηση για την περιοχή μας Θεσσαλίας κυμαίνεται μεταξύ 30% και 40% οπότε αν λάβουμε υπόψη μια επιδότηση μας τάξης του 35% Με βάση τα παραπάνω στοιχεία έχουμε σχεδόν πλήρη κάλυψη των αναγκών του γραφείου σε ρεύμα (για ψύξη και θέρμανση και χωρίς την τοποθέτηση γεωθερμικού συστήματος). Αν είχαμε εγκαταστήσει ψύξη και θέρμανση από γεωθερμία, τότε το παραγόμενο ρεύμα θα το πουλάγαμε στη ΔΕΗ. Με μια μέση τιμή παραγόμενου ρεύματος (αν αφαιρέσουμε τις ανάγκες σε ρέυμα) στα 15KW ημερησίως, τότε το όφελος θα είναι: ΕΤΗΣΙΑ ΕΣΟΔΑ ΕΤΟΣ /kwh kwh 1 0,45282 5475 2479,19 2 0,461876 5475 2528,773 3 0,471114 5475 2579,349 4 0,480536 5475 2630,936 5 0,490147 5475 2683,554 6 0,49995 5475 2737,226 7 0,509949 5475 2791,97 8 0,520148 5475 2847,809 9 0,530551 5475 2904,766 10 0,541162 5475 2962,861 11 0,551985 5475 3022,118 12 0,563025 5475 3082,561 13 0,574285 5475 3144,212 14 0,585771 5475 3207,096 15 0,597486 5475 3271,238 16 0,609436 5475 3336,663 17 0,621625 5475 3403,396 18 0,634057 5475 3471,464 19 0,646738 5475 3540,893 20 0,659673 5475 3611,711 Πίνακας 2. Ετήσια έσοδα σε βάθος 20 ετών από την έναρξη λειτουργίας Ο παραπάνω πίνακας εμφανίζει τα ετήσια έσοδα για κάθε έτος στην περίοδο του χρόνου ζωής της επένδυσης των 20 ετών, λαμβάνοντας υπόψη την ετήσια παραγωγή, την τιμή πώλησης της kwh και την ετήσια αύξηση αυτής. Στην περίπτωση όμως αυτή επωμιζόμαστε το κόστος της γεωθερμικής εγκατάστασης, για το οποίο γνωρίζουμε πως το κόστος εγκατάστασης γεωθερμικών αντλιών θερμότητας ανέρχεται σε 600-1100 /kw(th) για μονάδες που χρησιμοποιούν νερό από υδρογεώτρηση και σε 1000-1600 /kw(th) (τιμές 2006) για μονάδες που χρησιμοποιούν γήινους εναλλάκτες θερμότητας. Το αντίστοιχο κόστος ανά μονάδα παρεχόμενης θερμικής ενέργειας ανέρχεται σε 0,012-0,029 /kwh χωρίς αποσβέσεις, και σε 0,037-0,049 /kwh λαμβάνοντας υπόψη την απόσβεση του αρχικού κεφαλαίου και το κόστος χρήματος. Συζήτηση και Συμπεράσματα Τα τελευταία χρόνια, χάρη στην παρουσίαση σημαντικών μελετών και πειραματικών εργασιών, το ενδιαφέρον για την ιδέα του πανταχού παρόντα υπολογιστή (ubiquitous computing) όλο και αυξάνεται. Σε αυτό το πλαίσιο, ερευνητικά έργα έχουν ασχοληθεί με τα συστήματα επίγνωσης (awareness systems) και το σχεδιασμό τους. Εδώ το επίκεντρο του ενδιαφέροντος είναι ο άνθρωπος, και πρόσφατες εργασίες διερευνούν την ανάπτυξη εφαρμογών για διάφορους χρήστες, προκειμένου οι εφαρμογές τους να ανταποκρίνονται στις ιδιοσυγκρασιακές τους ανάγκες και επιθυμίες. Βάσει αυτής της προσέγγισης, στη μελέτη μας επικεντρώσαμε το ενδιαφέρον μας στην ομάδα των χρηστών που είναι μη ειδικοί σε πολυμεσικές εφαρμογές Ενέργεια: σημερινή εικόνα Σχεδιασμός Προοπτικές, ΤΕΕ, 8-10/03/2010: Αθήνα 9

και ασχοληθήκαμε με εργαλεία προγραμματισμού εφαρμογών εύκολης διάδρασης, και ειδικότερα με το σχεδιασμό και την αξιολόγηση της διεπαφής των χρηστών. Στόχος μας είναι η γνώση των ΑΠΕ και η εξοικονόμηση ενέργειας σε ένα τυπικό χώρο γραφείων με τη χρήση φωτοβολταικών στοιχείων, ανεμογεννήτριας και γεωθερμικών πηγών, όπως και η ανάδειξη της σημασίας των ΑΠΕ στο συγκεκριμένο συγκρότημα μέσα από μια πολυμεσική εφαρμογή. Διερευνώντας τα ιδιαίτερα γνωστικά και φυσικά χαρακτηριστικά των χρηστών που δεν είναι ειδικοί με τις πολυμεσικές εφαρμογές, διαπιστώσαμε ότι έχουν σημαντικές επιπτώσεις στο σχεδιασμό των διεπαφών. Έτσι οδηγηθήκαμε στη σύνταξη ενός πίνακα, όπου καταγράψαμε προδιαγραφές για το στυλ διάδρασης (interaction style), τα συστατικά των διεπαφών και το γραφικό περιβάλλον, ταξινομημένες σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά από τα οποία πηγάζουν. Το υλικό αυτό αποδείχτηκε στη συνέχεια πολύ χρήσιμο για την επιλογή του στυλ διάδρασης και το σχεδιασμό της διεπαφής του εργαλείου τελικών χρηστών, και μας οδήγησε σε χρήσιμα κατά τη γνώμη μας συμπεράσματα. Σαν οδηγό για το σχεδιασμό του συστήματος χρησιμοποιήσαμε σενάρια, που δημιουργήσαμε βάσει των απαιτήσεων των χρηστών και του περιβάλλοντος χρήσης. Από τη μελέτη μας διαπιστώσαμε ότι για να μπορούν να κατανοήσουν και να αξιολογήσουν μια εφαρμογή οι χρήστες θα πρέπει να έχουν τη δυνατότητα να αλληλεπιδράσουν με αυτό. Λαμβάνοντας δε υπόψη μας και τις ιδιαιτερότητες και το πρωτόγνωρο του συστήματος διαμορφώσαμε την δομής της διάδρασης εύκολη για όλους τους χρήστες, (interaction style). Στην απόφαση αυτή σημαντικό ρόλο έπαιξε και η μελέτη της σχέσης των μη ειδικών χρηστών με την τεχνολογία, όπου διαπιστώσαμε ότι εάν τα παρεχόμενα οφέλη έχουν σημαντική αξία οι χρήστες μπορούν να υπερνικήσουν την πολυπλοκότητα των διεπαφών. Προτάσεις για Μελλοντική Έρευνα Η αφετηρία του προβλήματος των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, εστιάζεται αρχικά στην απουσία της κατανόησης του ενεργειακού προβλήματος, που εξειδικεύεται: α) στην κατανόηση των ενεργειακών αναγκών και στην εξέλιξή τους και β) στην κατανόηση των επιπτώσεων από τις ρυπογόνες μορφές παραγωγής και κατανάλωσης, ενώ παράλληλα είναι εμφανές ότι υπάρχει σε κάποιες περιπτώσεις η παρουσία μονοπωλιακών ή ολιγοπωλιακών εθνικών και διεθνών συμφερόντων ενάντια στις ΑΠΕ που είναι ένας αναδυόμενος τομέας επιχειρηματικότητας. Ακόμη και ίσως αυτό είναι το σημαντικότερο, υπάρχει απουσία κατανόησης της κλίμακας των περιβαλλοντικών προβλημάτων και των επιπτώσεων στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Εδώ πρέπει να εστιάσουμε περισσότερο, καθώς έχουμε σχετικά δύο νέα στοιχεία στην κατανόηση του προβλήματος, το πρώτο νέο στοιχείο είναι ότι αφενός μεν η αύξηση της θερμοκρασίας στο βαθμό που έχει επισυμβεί, απελευθερώνει διοξείδιο του άνθρακα από το έδαφος, που σημαίνει ότι επιτείνεται το φαινόμενο του θερμοκηπίου αλυσιδωτά, σε τέτοιο μάλιστα βαθμό, που όση εξοικονόμηση έκανε μία από τις χώρες που επιχειρούν να συμμορφωθούν με το πρωτόκολλο του Κιότο όπως η Μεγάλη Βρετανία, άλλη τόση ήταν και η εκπομπή του διοξειδίου του άνθρακα, από το έδαφος, ή και περισσότερο, με αποτέλεσμα να μην έχει συνεισφέρει η πολιτική προσαρμογής στο Κιότο, το επιθυμητό αποτέλεσμα. Παράλληλα είναι σαφής η ενεργειοβόρος ανάπτυξη που ωθείται μέσα από την επεκτεινόμενη καταναλωτική ζήτηση και από τον παγκόσμιο ανταγωνισμό, με δεδομένο ότι η ζήτηση για ενεργειακή κατανάλωση από χώρες όπως η Κίνα, η Ινδία, εμφανίζει κατακόρυφη άνοδο. Η δραματικότητα αυτών των εξελίξεων δεν είναι κατανοητή, ακόμη, δεν έχουν αναδειχθεί οι δυνατότητες που υπάρχουν από την ανάδειξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, περιβαλλοντικά και οικονομικά. Ιδιαίτερα δεν έχουμε εστιάσει στην ανάδειξη δηλαδή της υπερτοπικής σημασίας των Α.Π.Ε. Τα ζητήματα υπερτοπικής σημασίας, μπαίνουν σε δεύτερη μοίρα, δεν γίνονται επαρκώς αναγνωρίσιμα καθώς δεν υπάρχει αυτή η διαιρετότητα στην αντιστοίχησή τους με τα προβλήματα που προσεγγίζουν οι τοπικές κοινωνίες, αλλά και η ανθρωπότητα ολόκληρη. Τέλος σημειώνουμε ότι ένα σοβαρό πρόβλημα αφετηριακά, είναι η αδυναμία του καθενός μας, να σταθούμε με προσωπική, πολιτική, παραγωγική και καταναλωτική ευθύνη και να συμμετέχουμε καταλυτικά στην επίλυση του ενεργειακού προβλήματος, που σίγουρα είναι ένα από τα μεγαλύτερα που καλείται να αντιμετωπίσει ο άνθρωπος, οι κοινωνίες, η ανθρωπότητα στον 21ο αιώνα. Ελληνική Βιβλιογραφία Αβούρης, Ν. (2000). Εισαγωγή στην Επικοινωνία Ανθρώπου-Υπολογιστή. Αθήνα: Δίαυλος Ακουµιανάκης, Δ. (2005): Συστήµατα διαχείρισης κριτικής, επιχειρηµάτων και συλλογικού µνηµονικού. Κεφάλαιο στον τόµο των Αβούρη, Ν., Καραγιάννίδη χ., Κόµη, Β., Εισαγωγή στη συνεργασία υποστηριζόµενη από υπολογιστή - Συστήµατα και Μοντέλα Συνεργασίας για Εργασία, Μάθηση, Κοινότητες Πρακτικής και Οικοδόµηση Γνώσης, Εκδόσεις Κλειδάριθµος. Ενέργεια: σημερινή εικόνα Σχεδιασμός Προοπτικές, ΤΕΕ, 8-10/03/2010: Αθήνα 10

Κ. Τερζίδης, «Πληροφορική Πολυμέσα - Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές στις Γραφικές Τέχνες», ΕΑΠ. Γ. Παπακωνσταντίνου, «Πληροφορική Πολυμέσα Παραγωγή και Σχεδιασμός Πολυμέσων», ΕΑΠ. Δημητριάδης Σ.Ν., Πομπόρτης Α.Σ., Τριανταφύλλου Ε.Γ. (2004) «Τεχνολογία πολυμέσων θεωρία και πράξη», Εκδόσεις Τζιόλα. Πολίτης Π. 1994. Υπερμέσα, Υπερκείμενα και Πολυμέσα, Εκδ. Νέων Τεχνολογιών Αθήνα Ξενόγλωσση Βιβλιογραφία Abowd G. Beale R. (1991) «Users, Systems and Interfaces: Α Unifying Framework for Interaction», D. Diaper - Ν. Hammond, editors, HC/ '91: People and Computers, VI, ρρ. 73-87, Cambridge University Press, Cambridge. ACM (1992) ACM SIGCHI Curricula for Human-Computer Interaction. Available οn line http://www.acm.org/sigchi/cdg/index.html. Brown C. Μ. (1988) Human-Computer Interface Design Guidelines, Ablex, Norwood, NJ. HCI-Human Computer Interaction, (2000) «Mental Models and Design», available at http://istsvr03.unomaha.edu/hci/mentalmodels.html. Rosson M. B., Carroll J. M.(2002) Scenario-Based Design. In The Human-Computer Interaction Handbook: Fundamentals, Evolving Technologies and Emerging Applications, pp 1032-1050 Newell Α. - Simon Η. Α., Human Problem Solνing, Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1972. Rosson M. B., Carroll J. M. 2002, Scenario-Based Design. In The Human-Computer Interaction Handbook: Fundamentals, Evolving Technologies and Emerging Ενέργεια: σημερινή εικόνα Σχεδιασμός Προοπτικές, ΤΕΕ, 8-10/03/2010: Αθήνα 11