Τµήµα Φυσικών Πόρων & Περιβάλλοντος-Εργαστήριο Ανανεώσιµων Ενεργειακών Τεχνολογιών. [Εικόνα]

Τ.Ε.Ι. Κρήτης Τµήµα Φυσικών Πόρων & Περιβάλλοντος [Εικόνα] Ενεργειακή Απόδοση Αιολικής Εγκατάστασης ΙΩΑΝΝΑ ΞΥΝΟΥ Επιβλέπων Καθηγητής Εµµανουήλ Καραπιδάκης Χανιά Οκτώβριος 2007 1

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ 1 ABSTRACT 2 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Ελλάδα & Αιολική Ενέργεια 3 1.1 Εισαγωγή 3 1.2 Συµβολή Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας 4 1.3 ΑΠΕ & η Νοµοθετικό Πλαίσιο 5 1.4 Ενίσχυση των ΑΠΕ µε όρους των Κοινοτικών Πλαισίων Στήριξης & Εθνικών Πόρων 1.5 ηµιουργία Αιολικών Πάρκων στην Ελλάδα Ανάλογα µε το Αιολικό υναµικό 11 13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ενεργειακή Συµ εριφορά Αιολικών Εγκαταστάσεων 17 2.1 Εισαγωγή 17 2.2 Υ ολογισµός της Μέσης Ετησίως Παραγόµενης Ενέργειας 22 2.3 Υ ολογισµός του Μέσου Συντελεστή Ισχύος 26 2.4 Ε ίδραση του Τύ ου της Χαρακτηριστικής Λειτουργίας µιας Ανεµογεννήτριας στο Μέσο Συντελεστή Ισχύος 2.5 Ε ίδραση της Μέσης Ταχύτητας του ανέµου στο ω 34 2.6 Ε ίδραση της ιασ οράς της Ταχύτητας του Ανέµου στο ω 37 2.7 Αιολικό υναµικό & Ενεργειακή Παραγωγή 40 32 2

2.8 Ε ίδραση του Ύψους στην Τιµή του Μέσου Συντελεστή Ισχύος 43 2.9 ιαχρονική Μεταβολή του Μέσου Συντελεστή Ισχύος 45 2.10 Η Αναγκαιότητα Σωστής Αλληλε ίδρασης ιαθέσιµου Αιολικού υναµικού- Χαρακτηριστικών Λειτουργίας Ανεµογεννήτριας 47 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Τεχνική Περιγραφή µιας Αιολικής Εγκατάστασης (Ξηρολίµνης Σητείας Κρήτης) 51 3.1 Χώρος Εγκατάστασης & Προδιαγραφές 51 3.1.1 Παράµετροι ου Ε ηρεάζουν την Ε ιλογή Το οθεσίας Ανεµοκινητήρα 3.2 Ανεµογεννήτριες µε Ισχύς 2,7MW & Τεχνικά Χαρακτηριστικά 62 3.3 Λοι ά Εγκατάστασης & Κόστος 65 58 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Τεχνοοικονοµικά Στοιχεία της Εγκατάστασης 4.1 Κόστος Συντήρησης & Λειτουργίας Αιολικής Εγκατάστασης 66 66 3

4.2 Οικό εδο 67 4.3 Κτηριακές Εγκαταστάσεις 68 4.4 Μηχανήµατα 69 4.5 Μεταφορά & Εγκατάσταση Βασικού Εξο λισµού 70 4.6 Ειδικές Εγκαταστάσεις 71 4.7 Λοι ός Εξο λισµός 72 4.8 ιαµόρφωση Χώρου Χωµατουργικά 73 4.9 Μεταφορικά Μέσα 74 4.10 Λογισµικό Ελέγχου & Τηλεχειρισµού 74 4.11 Λοι ές α άνες 75 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΚΟΠΙΜΟΤΗΤΑΣ ΤΗΣ ΕΠΕΝ ΥΣΗΣ 76 5.1 Εισαγωγή 76 5.2 Οικονοµική Αξιολόγηση & είκτες Ε ενδύσεως 78 5.2.1 Περίοδος Κατασκευής 78 5.2.2 Περίοδος Λειτουργίας 79 5.3 Γενικά Στοιχεία Ε ενδύσεως & Παράµετροι Υ ολογισµού 80 5.3.1 Παράµετροι - εδοµένα 80 5.3.2 Στοιχεία Παραγωγής 81 5.4 Α οτελέσµατα Εκµεταλλεύσεως 82 5.5 Ετήσια Προβλε όµενη Ταµειακή Ροή 84 5.5.1 είκτες Αξιολογήσεως της Ε ένδυσης 86 5.5.2 Χρόνος Α ο ληρωµής Ε ενδύσεως 86 4

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Τις τελευταίες τρεις δεκαετίες ολόκληρη η ανθρω ότητα δοκιµάζεται α ό τις συνέ ειες των σαρωτικών αλλαγών ου αρατηρούνται στο κλιµατολογικό το ίο του λανήτη. Ταυτόχρονα, οι κυβερνήσεις του κόσµου εκδηλώνουν όλο και ιο έντονα το ενδιαφέρον τους για τη µείωση της εξάρτησής τους α ό τις συµβατικές ηγές αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, ό ως είναι το ετρέλαιο. Τα γεγονότα αυτά καθιστούν ολύ ιο ε ιτακτική την εξεύρεση εναλλακτικών ηγών αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, οι ο οίες θα είναι φιλικές ρος το εριβάλλον. Μία αξιό ιστη α άντηση στην αναζήτηση αυτή φαίνεται να είναι οι Ανανεώσιµες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ), οι ο οίες το τελευταίο διάστηµα κερδίζουν συνεχώς έδαφος. Σχετικά µε τη χρησιµο οίηση των ΑΠΕ ανακύ τει το ερώτηµα του όσο καλά θα µ ορέσουν να αντικαταστήσουν τις συµβατικές ηγές ενέργειας, καθώς και του όσο α οδοτική οικονοµικά είναι η χρησιµο οίηση των ΑΠΕ. Η αρούσα εργασία δια ραγµατεύεται τη χρησιµο οίηση µίας µορφής ΑΠΕ και ιo συγκεκριµένα των αιολικών µηχανών. Οι αιολικές µηχανές αξιο οιούν την κινητική ενέργεια του ανέµου, αράγουν ωφέλιµη ισχύ στην έξοδο της µηχανής και διαµέσου κατάλληλων διατάξεων τη µετατρέ ουν α ευθείας σε ηλεκτρική. Στην εργασία αυτή εριγράφεται η ρόοδος ου σηµειώθηκε τα τελευταία χρόνια στη χρησιµο οίηση των ανεµογεννητριών, καθώς και το ερευνητικό ενδιαφέρον ου υ άρχει σήµερα ως ρος την ανά τυξη και τη δηµιουργία ερισσότερων αιολικών άρκων. Ακόµα, στην εργασία γίνεται αναφορά για το νοµοθετικό λαίσιο της αιολικής ενέργειας στο χώρο της Ελλάδας. Ε ίσης, στην εργασία εριγράφεται η ενεργειακή α όδοση αιολικών εγκαταστάσεων εισάγοντας την έννοια του µέσου συντελεστή ισχύος και δίνοντας αράλληλα µια ολοκληρωµένη διαδικασία υ ολογισµού του. Ακόµα γίνεται η τεχνική εριγραφή µιας αιολικής εγκατάστασης και συγκεκριµένα της Ξηρολίµνης Σητείας Κρήτης. Γίνεται αναφορά για το χώρο εγκατάστασης και ροδιαγραφές της αιολικής εγκατάστασης. Ε ίσης οι αράµετροι ου ε ηρεάζουν την ε ιλογή το οθεσίας ανεµογεννητριών, η εγκατάσταση ανεµογεννητριών µε ισχύ 2,7 MW και τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους. Τέλος γίνεται αναφορά των τεχνοοικονοµικών στοιχείων της εγκατάστασης και η οικονοµική ανάλυση σκο ιµότητας της ε ένδυσης. 5

ABSTRACT Over the last three decades all mankind is experiencing the consequences of the sweeping changes noted in the planary environment.at the same time,governments all over the world show an increasing interest in the decrease of their dependence on the conventional sources of electric power production such as petrol.these facts render much more imperative the need for establishing alternative sources of electric power production,which should be more environmental friendly.a reliable answer to this search seems to be the renewable energy sources(res), which seem to be gaining ground recently.regarding the use of RES, the question arises as to what extend they are able to replace the conventional power sources as well as how profitable their use would be. This thesis deals with the use of a particular form of RES and more concretely the aeolian machines.the aeolian machines turn the kinetic wind energy to advantage,produce beneficial power in the exit of the machine and through suitable regulations they transform it directly to electric(power).this thesis provides a description of the progress noted through the last years in the use of wind generators as well as the searching interest still existent nowadays concerning the development and creation of more aeolian parks.what is more,the legislative margin of the aeolian power in Greece is another topic dealt with in this thesis. Moreover, the power efficiency of aeolian installations introducing the concept of the average power co-efficient and offering at the same time a complete process of its calculation is described.a technical description of an aeolian installation, specifically that of Xirolimni in Sitia, Crete,takes also place. The place of installation and the specifications of the aeolian installation are mentioned as well as the parameters influencing the choice of the wind generators place, the installation of wind generators in power of 2,7 MW and their technical characteristics.finally,the technoeconomical elements of this installation together with the economical analysis of the investment expenditure are among the subjects raised. 6

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΛΛΑ Α & ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Κατά τα τελευταία χρόνια, η ανησυχία σχετικά µε την αύξηση της θερµοκρασίας του λανήτη και τις βλαβερές συνέ ειες των εκ οµ ών καυσαερίων, ου ροκαλούν το φαινόµενο του θερµοκη ίου, την όξινη βροχή κλ., δηµιούργησε την ανάγκη για καθαρούς και ανανεώσιµους ενεργειακούς όρους, ό ως ο άνεµος. Σήµερα όλοι καταλαβαίνουµε ότι υ άρχει σοβαρή ε ιβάρυνση του εριβάλλοντος α ό τις συµβατικές µορφές αραγωγής ενέργειας. Έχουν ροκληθεί ανε ανόρθωτες ζηµιές στη φυσική ισορρο ία και ο άνεµος, µε την κινητήρια δύναµή του, καλείται να µειώσει το ρόλο όλων αυτών των ρυ ογόνων ηγών.(άνθρακας, ετρέλαιο, υρηνική ενέργεια κλ ). Η αιολική ενέργεια α οτελεί µια α ό τις ταχύτερα ανα τυσσόµενες ενεργειακές ηγές στον κόσµο, αυξανόµενη µε ραγδαίους ρυθµούς τα τελευταία χρόνια. Καθαρή και άφθονη, καθίσταται βέλτιστη ε ιλογή, όχι µόνο λόγω των εριβαλλοντικών λεονεκτηµάτων, αλλά ε ίσης ε ειδή γίνεται ολοένα και ιο ανταγωνιστική οικονοµικά στις αγκόσµιες ενεργειακές αγορές, α οτελώντας βασικό στόχο της ενεργειακής ολιτικής των τεχνολογικά ανα τυγµένων χωρών. 7

1.2 ΣΥΜΒΟΛΗ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Στην Ελλάδα οι Ανανεώσιµες Πηγές Ενέργειας µ ορούν να έχουν σηµαντική συµβολή τόσο στην κάλυψη της ενεργειακής ζήτησης της χώρας όσο και στην ροστασία του εριβάλλοντος. Α ό την ανά τυξη της αιολικής ενέργειας υ άρχουν βάσιµες ροσδοκίες για τη δηµιουργία ολλών νέων θέσεων εργασίας, δηµιουργούνται οι ροϋ οθέσεις για συνεργασία µε άλλες χώρες και ροϋ οθέσεις για την ανταλλαγή τεχνογνωσίας. Η Ευρω αϊκή Ένωση έχει αγκαλιάσει γενικότερα τις Ανανεώσιµες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) θέτοντας φιλόδοξους εθνικούς ενδεικτικούς στόχους των κρατών µελών, όσον αφορά τη συµµετοχή των ΑΠΕ στην αραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ειδικότερα για την Ελλάδα ο στόχος για το οσοστό διείσδυσης των ΑΠΕ ροσεγγίζει το 20,1%, για το έτος 2010 και το 29% για το έτος 2020. 8

1.3 ΑΠΕ & ΝΟΜΟΘΕΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ Α αρχή της εισόδου των ΑΠΕ στη χώρα α οτέλεσε ο Ν. 1559/1985 Ρύθµιση θεµάτων εναλλακτικών µορφών ενέργειας και ειδικών θεµάτων ηλεκτρο αραγωγής α ό συµβατικά καύσιµα και άλλες διατάξεις στα λαίσια του ο οίου η ΕΗ εγκατέστησε 24MW, ενώ οι Οργανισµοί Το ικής Αυτοδιοίκησης εριορίστηκαν στο ελάχιστο ε ί εδο των 3 MW µέχρι το 1995, µε τον ιδιωτικό τοµέα να αραµείνει εκτός σκηνής. Για ρώτη φορά δόθηκε η δυνατότητα σε ιδιώτες να αράγουν και να διαθέσουν την αραγόµενη ηλεκτρική ενέργεια α ό την αξιο οίηση του αιολικού δυναµικού µε τον νόµο 1559/85, ο ο οίος εξέφρασε την ολιτική βούληση της ολιτείας να ε ιτρέψει σε ιδιώτες την εγκατάσταση ανεµογεννητριών, ισχύος µέχρι τρεις φορές την εγκαταστηµένη ισχύ του αυτο αραγωγού, µε στόχο αρχικά την κάλυψη των αναγκών του και ε ικουρικά την ώληση της ενεργειακής ερίσσειας στο το ικό δίκτυο της ΕΗ. Παρόλες τις καλές ροθέσεις του νοµοθέτη, το ροτεινόµενο νοµικό λαίσιο δεν λειτούργησε στο βαθµό ου αναµενόταν, για διάφορους λόγους. Το εκφρασµένο ενδιαφέρον της ολιτικής ηγεσίας συνεχίσθηκε σε µια ροσ άθεια για την ε ιτάχυνση ίδρυσης αιολικών σταθµών στη χώρα µας. 9

Σύµφωνα δε µε τα λάνα των αρχών της δεκαετίας του 90 αναµένετο η εγκατάσταση 400MW αιολικής ισχύος µέχρι το τέλος του εικοστού αιώνα. Εξ αυτών τα 150MW θα εντάσσονται στο ανα τυξιακό ρόγραµµα της ΕΗ, ενώ τα υ όλοι α 250 MW αναµένεται να υλο οιηθούν α ό ιδιωτικούς και άλλους φορείς! Εν συνεχή ο νόµος Ν.2244/1994 «Ρύθµιση θεµάτων ηλεκτρο αραγωγής α ό ανανεώσιµες ηγές ενέργειας και α ό συµβατικά καύσιµα και άλλες διατάξεις» (ΦΕΚ Α 168) α οτέλεσε την α αρχή για την ουσιαστική ανά τυξη των ΑΠΕ. Σύµφωνα µε την ισχύουσα νοµοθεσία η ΕΗ είναι υ οχρεωµένη να αγοράζει την αραγόµενη ενέργεια α ό ανεξάρτητο αραγωγό,ενώ η τιµή ώλησης της kwh συνδέεται µε τα τιµολόγια των καταναλωτών. Α ό τα βασικά σηµεία διαφορο οίησης του Ν2244/94 σε σχέση µε το Ν1559/85 (για τον τοµέα των ΑΠΕ) είναι η δυνατότητα ανεξάρτητης αραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας α ό τρίτους µέχρι την ονοµαστική ισχύ των 50MW, µε κατ αρχήν υ οχρέωση της ΕΗ για αγορά της αραγόµενης α ό ΑΠΕ ενέργειας. Παράλληλα στην ερί τωση αυτο αραγωγής ε ιτρέ εται ο µέχρι και κατά 90% συµψηφισµός της αγοράς- ώλησης ενέργειας α ό και ρος το δίκτυο της ΕΗ. 10

Ε ι λέον στο άρθρο 2 του Ν2244/94 ροβλέ εται ότι η σύµβαση διάθεσης της ηλεκτρικής ενέργειας α ό ΑΠΕ στη ΕΗ είναι δεκαετούς διάρκειας µε δυνατότητα ανανέωσής της για άλλα 10 χρόνια. Παράλληλα σε µια ροσ άθεια για κατάργηση της γραφειοκρατίας, καταργείται το άρθρο 10 του Ν1559/85 ου ροέβλε ε την έκδοση άδειας ίδρυσης για τη δηµιουργία ενός σταθµού ηλεκτρο αραγωγής και έτσι οι α αραίτητες άδειες εριορίζονται σε δύο (άδεια εγκατάστσης, άδεια λειτουργίας). Τέλος µε βάση το άρθρο 2 του Ν2244/94 καθορίζονται οι βασικές αρχές οι ο οίες και διέ ουν την τιµολόγηση της ηλεκτρικής ενέργειας και ισχύος, κατά την σύνδεση των ανεξάρτητων ή αυτόνοµων αραγωγών µε τα δίκτυα της ΕΗ. Ε ι λέον, µέσω του τότε ανα τυξιακού νόµου 2601/98 τα Αιολικά Πάρκα χρηµατοδοτήθηκανµε µε οσοστό της τάξης του 40% ου οδηγεί στην λήρη α όσβεση της ε ένδυσης α ό 3-6 χρόνια, ανάλογα µε το αιολικό δυναµικό της εριοχής και την ονοµαστική ισχύ του σταθµού. Μια εναλλακτική ηγή χρηµατοδότησης ήταν τα Κοινοτικά Προγράµµατα (Ενεργειακά Ε ιχειρησιακά Προγράµµατα). Ο νόµος καθόρισε για το διασυνδεδεµένο σύστηµα της χώρας σταθερές τιµές ώλησης ανανεώσιµης ενέργειας σε ε ί εδα ίσο µε 90% του γενικού τιµολογίου στη µέση τάση και υ οχρέωση της ΕΗ για αγορά του. 11

Το 1991 η ψήφιση του Ν.2773/99 βελτιώνει ακόµη ερισσότερο το θεσµικό λαίσιο για αραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας α ο της ΑΠΕ. Όσον αφορά στη λήψη της άδειας αραγωγής, βάσει του νόµου 2773/99, ιδρύθηκε µια ανεξάρτητη αρχή ενέργειας (PAE), ό ου οι ενδιαφερόµενοι ε ενδυτές/ εταιρείες/κοινο ραξίες µ ορούν να καταθέτουν µια αίτηση και ένα φάκελο µελέτης. Η PAE, µε την σειρά της, εξετάζει κάθε αίτηση ξεχωριστά και διαµορφώνει µια γνώµη για αυτή. Αυτή η γνώµη κοινο οιείται στον Υ ουργό Ανά τυξης, ο ο οίος λαµβάνει και την τελική α όφαση για την έκδοση άδειας αραγωγής. Ο Ν.2773/1999 για την α ελευθέρωση της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας διατήρησε το ευνοϊκό τιµολογιακό καθεστώς των ΑΠΕ δίνοντας έµφαση και στο θέµα της ροτεραιότητας ρόσβασης στο δίκτυο. Ε ίσης ε έβαλε τέλος 2% ε ί των ωλήσεων ανανεώσιµης ενέργειας υ έρ των οικείων οργανισµών το ικής αυτοδιοίκησης. Το αυξανόµενο ε ενδυτικό ενδιαφέρον για εγκαταστάσεις ανανεώσιµης ηλεκτρο αραγωγής σε ορισµένες εριοχές της χώρας ό ως η Νότια Εύβοια και η Λακωνία ου εµφανίζουν ιδιαίτερα ευνοϊκό αιολικό δυναµικό ροκάλεσε έντονες αντιδράσεις των το ικών κοινωνιών. 12

Αφετέρου η τότε έλλειψη ρητών νοµοθετικών διατάξεων ου να ρονοούν για την εγκατάσταση ΑΠΕ σε δάση και δασικές εκτάσεις έθεσε σε δοκιµασία το καθεστώς αδειοδότησης σύµφωνα µε σχετικές α οφάσεις του Συµβουλίου της Ε ικρατείας ου ουσιαστικά ζήτησε την θέσ ιση αυστηρότερων κανόνων για το ζήτηµα αυτό. Ο Ν.2941/2001 «Α λο οίηση διαδικασιών ίδρυσης εταιρειών, αδειοδότησης Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας, ρύθµιση θεµάτων της Α.Ε. ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΝΑΥΠΗΓΕΙΑ και άλλες διατάξεις»(φεκ Α 201) αντιµετώ ισε α οτελεσµατικά το θέµα εγκατάστασης ΑΠΕ σε δάση και δασικές εκτάσεις µε διατάξεις ου έγιναν α οδεκτές και κρίθηκαν συνταγµατικές α ό το Συµβούλιο Ε ικρατείας. Με το Ν.3017/2002 «Κύρωση του Πρωτοκόλλου του Κιότου στη Σύµβαση λαίσιο των Ηνωµένων Εθνών για την αλλαγή του κλίµατος»(φεκ Α 117) η Ελληνική Βουλή ε ισηµο οίησε τη δέσµευση της χώρας για δράσεις αντιστρατευόµενες την τάση ε ιδείνωσης του φαινοµένου του θερµοκη ίου. Η ίδρυση του Κέντρου Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας (ΚΑΠΕ) ροβλέφθηκε µε τις διατάξεις του άρθρου 25 του Ν. 1514/1985 Ανά τυξη της ε ιστηµονικής και τεχνολογικής έρευνας (ΦΕΚ Α 13) και υλο οιήθηκε µε το Π.. 375/1987 Ίδρυση Νοµικού Προσώ ου Ιδιωτικού ικαίου µε την ε ωνυµία Κέντρο Ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας (ΦΕΚ Α 167). Σκο ός του Κέντρου είναι η ροώθηση των ΑΠΕ, της εξοικονόµησης και της ορθολογικής χρήσης της 13

ενέργειας, καθώς και η κάθε είδους υ οστήριξη δραστηριοτήτων στους εν λόγω τοµείς. Περαιτέρω µε το άρθρο 11 του Ν. 2702/1999 ιάφορες ρυθµίσεις θεµάτων αρµοδιότητας Υ ουργείου Ανά τυξης και άλλες διατάξεις (ΦΕΚ Α 70) το ΚΑΠΕ λειτουργεί ως εθνικό συντονιστικό κέντρο των εν λόγω δραστηριοτήτων. Το ΚΑΠΕ διαθέτει εργαστήρια ιστο οίησης τεχνολογιών ΑΠΕ, εκ ονεί µελέτες ροσδιορισµού του φυσικού και οικονοµικού δυναµικού των ΑΠΕ και συµµετέχει ενεργά στην αξιολόγηση και αρακολούθηση των ε ενδύσεων του χώρου εριλαµβανοµένου του τοµέα εξοικονόµησης ενέργειας. 14

1.4 ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΤΩΝ ΑΠΕ ΜΕ ΠΟΡΟΥΣ ΤΩΝ ΚΟΙΝΟΤΙΚΩΝ ΠΛΑΙΣΙΩΝ ΣΤΗΡΙΞΗΣ ΚΑΙ ΕΘΝΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Με όρους του Β Κοινοτικού Πλαισίου Στήριξης ου ολοκληρώθηκε στις 31.12.2002 το Ε ιχειρησιακό Πρόγραµµα Ενέργειας (ΕΠΕ) ου διαχειρίστηκε το Υ ουργείο Ανά τυξης χρηµατοδότησε έργα συνολικού ροϋ ολογισµού 1,061 δις Ευρώ. οσοστό 33,8 % του ροϋ ολογισµού ροέρχονταν α ό το Ευρω αϊκό Ταµείο Περιφερειακής Ανά τυξης (ΕΤΠΑ), 45,2% α ό εθνικούς όρους εριλαµβανοµένων όρων της ΕΗ Α.Ε. και η συµµετοχή του ιδιωτικού κεφαλαίου ανήλθε σε 21%. Τµήµα του υ ογράµµατος 3 αφορούσε στην ανανεώσιµη ηλεκτρο αραγωγή. Στον αρακάτω ίνακα αρουσιάζονται συνο τικά στοιχεία για τα αιολικά άρκα. 15

Πίνακας 1. Συνο τικά στοιχεία κόστους και αραγωγής α ό εγκαταστάσεις ηλεκτρο αραγωγής µε χρήση ΑΠΕ και χρηµατοδότηση α ό όρους του Β ΚΠΣ Αιολικά Πάρκα Αριθµός ε ενδύσεων 16 Συνολικός ροϋ ολογισµός δα ανών 141,6 Συνολική δηµόσια δα άνη σε εκατ. Ευρώ 53,2 Ετήσια αραγωγή ενέργειας σε δις kwh 354,0 Συνολική εγκατεστ. Ηλεκτρική ισχύς σε MW 121,0 Εξάλλου το Υ ουργείο Εθνικής Οικονοµίας (σήµερα οικονοµίας και οικονοµικών ) αρέσχε οικονοµική υ οστήριξη α ό εθνικούς όρους στο λαίσιο του Ν.1892/1990 Για τον εκσυγχρονισµό και την ανά τυξη και άλλες διατάξεις (ΦΕΚ Α 101) και στη συνέχεια του Ν. 2601/1998 «Ενισχύσεις ιδιωτικών ε ενδύσεων για την οικονοµική και εριφρειακή ανά τυξη της χώρας και άλλες διατάξεις» (ΦΕΚ Α 81). Α ό τα διαθέσιµα στοιχεία εκτιµάται ότι ερί ου το ένα τρίτο των εν λειτουργία έργων χρηµατοδοτήθηκε α ό εθνικούς όρους. Εν συνεχή το ε ιχειρησιακό Πρόγραµµα Ανταγωνιστικότητα (ΕΠΑΝ) ου αντλεί όρους α ό το Γ Κοινοτικό Πλαίσιο Στήριξης αρέχει δηµόσια ενίσχυσης για τις ΑΠΕ και την εξοικονόµηση, υ οκατάσταση και άλλες σχετικές µε την ενέργεια δράσεις ενέργειας ύψους 1,02 δις Ευρώ. 16

1.5 ΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΑΙΟΛΙΚΩΝ ΠΑΡΚΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑ Α ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟ ΑΙΟΛΙΚΟ ΥΝΑΜΙΚΟ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ Υ άρχουν αυτή τη στιγµή (2007) άδειες εγκατάστασης για σταθµούς ΑΠΕ εν των ο οίων 505 MW αφορούν αιολικά άρκα. Πρόκειται για ώριµα έργα σε όλη την Ελλάδα, χωρίς ροβλήµατα σύνδεσης µε τα δίκτυα και λυµένα τα ζητήµατα εριβαλλοντικής αδειοδότησης µε συνέ εια να εκτιµάται ότι θα έχουν υλο οιηθεί µέχρι τέλος του 2007. Είναι ιδιαίτερα σηµαντικό να υ ογραµµισθεί ότι τα έργα αυτά µ ορούν να συνδεθούν άµεσα χωρίς να α αιτούνται εκτεταµένα έργα ενίσχυσης του το ικού δικτύου µεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Αντίθετα σε εριοχές ό ως η Νότια Εύβοια, η Νοτιοανατολική Πελο όννησο και η Ανατολική Μακεδονία Θράκη τα υ ό ανά τυξη έργα ΑΠΕ ρέ ει να αναµείνουν την εγκατάσταση τους την ολοκλήρωση των δροµολογηµένων έργων µεταφοράς. Όσον αφορά την ορεία ανά τυξης λιγότερο ώριµων έργων ΑΠΕ στην υ όλοι η Ελλάδα, δηλαδή λην των εριοχών ό ου έχουν δροµολογηθεί εκτεταµένα έργα δικτύων, ρέ ει να σηµειωθεί ότι ειδικά το αιολικό δυναµικό είναι εντο ισµένο σε εριοχές ό ου οι το ικές συνθήκες ε ιτάχυνσης της ροής του ανέµου δηµιουργούν ροϋ οθέσεις ενεργειακής αξιο οίησης του. Είναι γεγονός ότι το εν 17

λόγω αιολικό δυναµικό των εριοχών αυτών είναι γενικά ανεξερεύνητο, όµως τα τελευταία χρόνια υ ήρξε σηµαντική και εκτεταµένη έρευνα α ό ιδιωτικούς φορείς για τον εντο ισµό κατάλληλων θέσεων σε εριοχές ό ου δεν υφίστανται ροβλήµατα ε άρκειας δικτύων ή και δεν έχουν ανακύψει ροβλήµατα το ικής α οδοχής. Οι εριοχές υψηλού δυναµικού(νησιά Αιγαίου, Νότια Εύβοια, Ανατολική Πελο όννησος, Θράκη) έχουν ήδη ροσελκύσει µεγάλο αριθµό ε ενδυτών. Το κύριο χαρακτηριστικό των ιδιαίτερα ανεµωδών και συνήθως αραιοκατοικηµένων εριοχών είναι η ανε άρκεια της υ οδοµής µεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας ου κατασκευάστηκε ολύ ριν αναδυθεί η ανανεώσιµη ενέργεια ως βιώσιµη εναλλακτική λύση. Έτσι στις η ειρωτικές εριοχές υψηλού δυναµικού, οι δυνατότητες ε ενδύσεων αιολικής ενέργειας έχουν εριοριστεί α ό τις δυνατότητες διείσδυσης στο ηλεκτρικό δίκτυο και αρόµοιοι εριορισµοί υφίστανται και στα νησιά εµ οδίζοντας εραιτέρω διείσδυση ανανεώσιµης ενέργειας. Για τη Νότια Εύβοια ροβλέ εται η σύνδεση του δικτύου της µε τον υ οσταθµό Νέας Μάκρης µέσω νέου υ οσταθµού στην εριοχή του Πολυ οτάµου για την α ορρόφηση της αιολικής ενέργειας της ευρύτερης εριοχής. Ε ίσης µελετάται η ενίσχυση-αναβάθµιση της γραµµής Αλιβέρη-Ψαχνά-Σχηµατάρι και η κατασκευή δύο νέων ακτινικών γραµµών α ό το νέο υ οσταθµό στην εριοχή του Πολυ οτάµου ρος την Νότια Εύβοια µε αράλληλη ανά τυξη συνολικά 9 18

υ οσταθµών 20/150Kv. Μέχρι σήµερα έχουν ολοκληρωθεί οι µελέτεςόδευσης και οι ερισσότερες µελέτες εριβαλλοντικών ε ι τώσεων για το τµήµα των έργων ε ί της Νότιας Εύβοιας. Το σύνολο των ανωτέρω έργων θα ε ιτρέψει τη σύνδεση 530MW αιολικών άρκων ου θα εγκατασταθούν στην Εύβοια καθώς και τα νησιά των Κυκλάδων ου είναι συνδεδεµένα µε το διασυνδεδεµένο Σύστηµα της η ειρωτικής χώρας(άνδρος-τήνος). Στο υφιστάµενο δίκτυο λειτουργούν ήδη αιολικά άρκα συνολικής ισχύος 203MW. Στην εριοχή της Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης έχουν ήδη συνδεθεί και λειτουργούν αιολικά άρκα ισχύος 162,5 MW και βρίσκεται σε στάδιο κατασκευής ένα ακόµη ισχύος 34 MW. Η α ορρόφηση εραιτέρω ισχύος εντάσσεται στο ευρύτερο λαίσιο αύξησης της µεταφορικής ικανότητας του εθνικού συστήµατος στην εν λόγω εριοχή. Στην Κρήτη, Ρόδο, Λέσβο και τα άλλα µη διασυνδεδεµένα νησιά του Αιγαίου, οι εριορισµοί ου τίθενται σήµερα α ό τα το ικά δίκτυα αντιστοιχούν σε δυνατότητα α ορρόφησης αιολικής ενέργειας σε οσοστό 30% της ζήτησης αιχµής ισχύος, χωρίς να λαµβάνονται υ όψη δυνατότηττες α οθήκευσης µέσω υβριδικών συστηµάτων, δηλαδή χονδρικά σε 300 MW. Α ό αυτά τα 210 MW διαθέτουν ήδη άδεια εγκατάστασης ή άδεια λειτουργίας. Ειδικότερα στην Κρήτη λειτουργούν ήδη αιολικά άρκα ισχύος 120 MW ενώ η συνολική δυνατότητα α ορρόφησης υ ερβαίνει τα 210 MW. 19

Με βάση τα αρα άνω, η ισχύς των ε ί λέον αιολικών άρκων ου θα µ ορεί να εγκατασταθούν στα νησιά ή στις εριοχές ό ου έχει δροµολογηθεί η ανά τυξη των δικτύων, αρουσιάζονται στον αρακάτω ίνακα Πίνακας 2. Η ισχύς των ε ί λέον αιολικών άρκων ου θα µ ορεί να εγκατασταθούν στα νησιά ή στις εριοχές ό ου έχει δροµολογηθεί η ανά τυξη των δικτύων Περιοχές δροµολογηµένων αρεµβάσεων Ισχύς(MW) 1. Εύβοια-Άνδρος-Τήνος 530 2. Νοτιοανατολική Πελο όννηςος 280 3. Ανατολική Μακεδονία- Θράκη 350 4. Κρήτη, Ρόδος και άλλα µη διασυνδεδεµένα νησιά 80 Σύνολο 1240 20

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΑΙΟΛΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ 2.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η υψηλή ενεργειακή α όδοση α οτελεί ίσως το βασικότερο αράγοντα βιωσιµότητας και α οτελεσµατικότητας µιας αιολικής εγκατάστασης. Στα λαίσια αυτά ε ιχειρήται η ροεκτίµηση της ενεργειακής συµ εριφοράς µιας τέτοιας εγκατάστασης, εισάγοντας την έννοια του µέσου συντελεστή ισχύος (capacity factor), δίνοντας αράλληλα και µια ολοκληρωµένη διαδικασία υ ολογισµού του Σηµαντικό ρόλο ε ίσης αίζει και η εξετάση της ε ίδρασης της µορφής ή του τύ ου της χαρακτηριστικής λειτουργίας µιας ανεµογεννήτριας στην αριθµητική τιµή του µέσου συντελεστή ισχύος, χρησιµο οιώντας τυ ικά στοιχεία αιολικού δυναµικού για τον Ελλαδικό χώρο. 21

Ακολούθως µελετάτε η ε ίδραση της µέσης ταχύτητας και της διασ οράς των ταχυτήτων του ανέµου γύρω α ό τη µέση τιµή τους στην ενεργειακή συµ εριφορά µιας αιολικής εγκατάστασης, γεγονός ου α οδεικνύει την καθοριστική ε ιρροή της µέσης ετήσιας ταχύτητας µιας εριοχής στη βιωσιµότητα και την ελκυστικότητα µιας αντίστοιχης ε ένδυσης. Ε ίσης η ε ίδραση του µεταβατικού τµήµατος λειτουργίας µιας ανεµογεννήτριας στην τιµή του µέσου συντελεστή ισχύος,υ οδεικνύεται µε τέτοιο τρό ο για τις ρακτικές κατευθύνσεις στις ο οίες θα ρέ ει να ε ικεντρωθεί η έρευνα για τη δηµιουργία ερισσότερο α οδοτικών εγκαταστάσεων. Στα λαίσια αυτά καταγράφεται η µεταβολή της ενεργειακής α όδοσης των αιολικών µηχανών µε την αύξηση του ύψους το οθέτησής τους, σε συνάρτηση των χαρακτηριστικών του ατµοσφαιρικού οριακού στρώµατος. Σκο ός των αιολικών µηχανών είναι η αξιο οίηση της κινητικής ενέργειας του ανέµου και η αραγωγή ωφέλιµης ισχύος στην έξοδο της µηχανής. Για τον υ ολογισµό της αραγόµενης ωφέλιµης ενέργειας κά οια χρονική στιγµή t είναι α αραίτητη η γνώση της έντασης του ανέµου ( ταχύτητα V( t ) ), της διαθεσιµότητας της µηχανής, καθώς και της καµ ύλης ισχύος της ανεµογεννήτριας, την ο οία εγγυάται ο κατασκευαστής. Συγκεκριµένα ισχύει ότι: 22

N(t) = N [V(t)] *δ(t) (2.1α) ό ου η συνάρτηση διαθεσιµότητας δ(t) της µηχανής αίρνει την τιµή δ(t)=1.0, όταν η µηχανή βρίσκεται εντός λειτουργίας. Η αραγόµενη ενέργεια κατά τη λειτουργία µιας ανεµογεννήτριας για χρονικό διάστηµα t δίνεται σαν : t0+ t E=( t)= N( t)* dt (2.1β) t0 ό ου για τον υ ολογισµό του ολοκληρώµατος του Β µέλους της αρα άνω εξίσωσης χρησιµο οιούνται αριθµητικές µέθοδοι. Στο αρακάτω σχήµα µας δίνεται γραφικά η στιγµιαία αραγόµενη ισχύς εκ µέρους µιας ανεµογεννήτριας µεγάλης ισχύος (1000Kw) σε χρονικό διάστηµα 10min. Σχήµα. 2.1 23

Για οικονοµικοτεχνικούς υ ολογισµούς είναι χρήσιµο να αντιστοιχίζεται η υ ό µελέτη ανεµογεννήτρια µε µια ισοδύναµη µηχανή συνεχούς ισχύος, η ο οία αράγει την ίδια ενέργεια µε την ανεµογεννήτρια σε χρονικό διάστηµα t. Για το σκο ό αυτό ορίζετε ένας καθαρός αριθµός ω αντι ροσω ευτικό της λειτουργίας της εγκατάστασης. Η αράµετρος αυτή ονοµάζεται µέσος συντελεστής ισχύος ω( t) της εγκατάστασης για το χρονικό διάστηµα t, και υ ολογίζεται βάσει της αρακάτω εξισώσεως: Ω= * (2.1γ) Με τη χρήση του µέσου συντελεστή ισχύος υ οτίθεται ότι µια ανεµογεννήτρια ονοµαστικής ισχύος Νο, συµ εριφέρεται συνολικά για ένα χρονικό διάστηµα t σαν µηχανή συνεχούς ισχύος ίσης µε (ω, Νο). Βέβαια η στιγµιαία αραγωγή ενέργειας της ανεµογεννήτριας είναι συνήθως ισχυρά µεταβαλλόµενη, γεγονός ου ρέ ει ε ίσης να ληφθεί υ όψη κατά την αξιολόγηση της οιότητας της αραγόµενης αιολικής ενέργειας. 24

2.2 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΜΕΣΗΣ ΕΤΗΣΙΩΣ ΠΑΡΑΓΟΜΕΝΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Η µέση ετησίως αραγόµενη ενέργεια α ό µια αιολική µηχανή ονοµαστικής ισχύος Νο µ ορεί να υ ολογιστεί α ό την αρακάτω εξίσωση: Ε = 8760* Ω* Νο (2.2 α ) ό ου µε Ω συµβολίζουµε το µέσο ετήσιο συντελεστή ισχύος της εγκατάστασης, ο ο οίος ορίζεται σαν T 8760 N( V ) Ω=1/Τ* *δ(t)*dt No 0O (2.2β) 25

ενώ η αράµετρος Τ αναφέρεται στη χρονική ερίοδο της έτους, δηλαδή 8760h ή 31,536,000 sec. Ο λέον εύχρηστος τρό ος για τον υ ολογισµό του µέσου συντελεστή ισχύος, ιδιαίτερα χρήσιµος για ενεργειακές ροβλέψεις και ροκαταρκτικούς υ ολογισµούς, ροκύ τει εάν χρησιµο οιήσουµε τη µέση ετήσια διαθεσιµότητα της εγκατάστασης καθώς και τη συνάρτηση υκνότητας ιθανότητας εµφάνισης ανέµων, f(v), για µια εριοχή. Με τη χρήση των αρα άνω µεγεθών ου αναφέραµε µ ορούµε να γράψουµε την εξής εξίσωση: Ε = 8760 * * Ω* Νο (2.2γ) ό ου: Ω= 0 N( V ) * f(v) * dv (2.2δ) No Ε ειδή η αραγόµενη ενέργεια εκ µέρους της ανεµογεννήτριας είναι µηδενική για ταχύτητες ανέµου µικρότερες της ταχύτητας ενάρξεως λειτουργίας και 26

µεγαλύτερες της ταχύτητας διακο ής λειτουργίας, η αρα άνω εξίσωση γράφεται ως εξής: VF N ( V ) Ω= No * f(v) *dv (2.2ε) VC Τέλος υ ενθυµίζουµε ότι: 0 f ( V )* dv =1.0 (2.2στ) Βάσει των εξισώσεων ( N ( V ) Ε = 8760 * * ω* Νο & ω= No * f(v) *dv) VC VF 27

η ακριβής τιµή του µέσου συντελεστή ισχύος είναι συνάρτηση αφενός του το ικού αιολικού δυναµικού µιας εριοχής αφετέρου των λειτουργικών χαρακτηριστικών µιας υ ό µελέτη ανεµογεννήτριας. N ( V ) Ε ι λέον, κάνοντας χρήση της εξίσωσης ( ω= No * f(v) *dv) είναι δυνατή η VC εκτίµηση της συνεισφοράς µέρους του αιολικού δυναµικού µιας εριοχής,.χ. VF για V Vο, στη µέση ενεργειακή αραγωγή µιας αιολικής µονάδος. Είναι δηλαδή δυνατόν να γραφεί ότι: Vo N (' V ) ω(vo)= *f(v )* dv (2.2 η) Vc No 28

2.3 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΜΕΣΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΙΣΧΥΟΣ Η ακριβής τιµή του µέσου συντελεστή ισχύος ροκύ τει, βάσει και της αρακάτω εξίσωσης VF N ( V ) Ω= No VC * f(v) *dv (2.3α) α ό την ακριβή γνώση των χαρακτηριστικών του διαθέσιµου αιολικού δυναµικού µιας εριοχής καθώς και των λειτουργικών χαρακτηριστικών της εξεταζόµενης ανεµογεννήτριας. Εάν µάλιστα θελήσουµε να εκτιµήσουµε την ενεργειακή συνεισφορά ω1 του µεταβατικού σταδίου λειτουργίας µιας ανεµογεννήτριας έχουµε ότι: 29

VR N ( V ) ω1= *f(v) *dv Vc No (2.3β) Αντίστοιχα για την εριοχή ονοµαστικής λειτουργίας της ανεµογεννήτριας ω2 έχουµε ότι: ω2=exp[-(vr /C) k ]-exp[(-(vf /C) k ] (2.3γ) ό ου: ω= ω1+ ω2 Στην ερί τωση της χαρακτηριστικής λειτουργίας (Ν- V) της ανεµογεννήτριας θα ακολουθήσουµε την τυ ική καµ ύλη ισχύος Ν=Ν(V) µιας ανεµογεννήτριας. Ε οµένως η αρα άνω εξίσωση µ ορεί να α λο οιηθεί µε τον εξής τρό ο: VF ω2= VR f ( V ) *dv (2.3δ) 30

Για την ειδική ερί τωση ό ου χρησιµο οιείται η διανοµή Weibull για την εριγραφή του αιολικού δυναµικού µιας εριοχής, η τελευταία εξίσωση ου ε ισηµάνθηκε µας δίνει µε τη βοήθεια της συνάρτησης ολικής ιθανότητας ότι: ω2=exp[-(vr /C) k ]-exp[(-(vf /C) k ] Α ό την τελευταία εξίσωση είναι δυνατόν να εκτιµηθεί η αριθµητική τιµή του ω2 βάσει των τιµών VR, VF, k και C, γεγονός ου α οδεικνύει την εξάρτηση του ω2 α ό τη σχέση της ονοµαστική ταχύτητας της ανεµογεννήτριας και της µέσης ταχύτητας του ανέµου στην υ ό µελέτη εριοχή. Βάσει της εξίσωσης( ω2=exp[-(vr /C) k ]-exp[(-(vf /C) k ]) σχετικά µικρή έως ελάχιστη είναι η ε ίδραση της ταχύτητας διακο ής λειτουργίας στη τελική τιµή του ω2, δεδοµένης της ολύς µικρής ιθανότητας εµφάνισης αντίστοιχων τιµών της ταχύτητας του ανέµου. 31

Ο αξιό ιστος υ ολογισµός του µέσου συντελεστή ισχύος µιας εγκατάστασης αίζει καθοριστικό ρόλο στην οικονοµική βιωσιµότητα της ε ένδυσης. Παρόλα αυτά, εµφανίζονται σηµαντικές α οκλίσεις στις ροτεινόµενες τιµές του µέσου συντελεστή ισχύος, οι ο οίες µεταβάλλονται α ό 0.2 για τους α αισιόδοξους έως 0.6 για τους λέον αισιόδοξους µελετητές. Στη συνέχεια α οδεικνύετε ότι η µεγιστο οίηση της τιµής του ω δεν α οτελεί θέµα ψυχολογικής διάθεσης και κοσµοθεωρίας του µελετητή, αλλά καθαρά θέµα ροσ άθειας και ικανότητας, δεδοµένου ότι µεγάλες τιµές του ω ε ιτυγχάνονται µετά α ό τη βέλτιστη συνεργασία µιας ε ιλεγµένης ανεµογεννήτριας µε το αιολικό δυναµικό µιας συγκεκριµένης εριοχής. 32

Σχήµα 2.3-1 Έτσι η µεταβλητότητα των τιµών του ω α οδεικνύει ότι υ άρχουν σηµαντικές δυνατότητες βελτίωσης των τιµών του µε τη χρήση της σωστής διαδικασίας αλληλε ίδρασης των χαρακτηριστικών του αιολικού δυναµικού µιας εριοχής και των λειτουργικών χαρακτηριστικών µιας ανεµογεννήτριας. Στο αρα άνω σχήµα δίνεται βάσει της εξίσωσης Vo N (' V ) ω(vo)= *f(v )* dv Vc No (2.3δ) 33

η διανοµή του ω = ω(v) για µια ανεµογεννήτρια µε χαρακτηριστική λειτουργίας της τυ ικής καµ ύλης ισχύος N=N(V) ανεµογεννήτριας, ενώ το χρησιµο οιούµενο αιολικό δυναµικό χαρακτηρίζεται α ό τις τιµές (C=6.0 και k=1.7) της διανοµής Weibull. Αξίζει να σηµειωθεί ότι για τον υ ό διερεύνηση συνδυασµό οι τιµές των ω1 και ω2 είναι µικρές, δηλαδή ω1 =0.1594 και ω2 =0.0922, ενώ το ω =0.2516. 34

2.4 ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΤΟΥ ΤΥΠΟΥ ΤΗΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΜΙΑΣ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΣΤΟ ΜΕΣΟ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΙΣΧΥΟΣ Στο σηµείο αυτό είναι χρήσιµο να εξεταστεί η ε ίδραση του τύ ου της χαρακτηριστικής µιας ανεµογεννήτριας στην αξιο οίηση του διαθέσιµου αιολικού δυναµικού µιας εριοχής, δηλαδή στη µεγιστο οίηση της τιµής του ω. Για το λόγο αυτό ε ιλέγετε αρχικά µια τυ ική Αιγαιο ελαγήτικη εριοχή µε µέση ταχύτητα ανέµου V =5.5m/sec και µεσαία διασ ορά ανέµων. Η εριοχή αυτή θεωρείτε ότι εριγράφεται ανεµολογικά α ό µια διανοµή Weibull µε C=6.0 και k=1.7. Αντίστοιχα, για χάρη συγκρίσεως χρησιµο οιούνται χαρακτηριστικές λειτουργίας των ρακάτω σχηµάτων (µηχανή pitch control και µηχανή stall control ), οι ο οίες αντι ροσω εύουν δύο ανεµογεννήτριες ου κατασκευάζονται α ό γνωστές δυτικοευρω αϊκές εταιρείες. 35

Σχήµα 2.4-1 Για τις εν λόγω ανεµογεννήτριες και για την τυ ική καµ ύλη ισχύος της ανεµογεννήτριας, στο αρα άνω σχήµα αρουσιάζεται η εξέλιξη του µέσου συντελεστή ισχύος σαν συνάρτηση της ταχύτητας του ανέµου, για το εύρος των τιµών της ο οίας εξετάζεται η λειτουργία της ανεµογεννήτριας. ια ιστώνεται ότι για τις τρεις διαφορετικές µηχανές κυρίαρχος είναι ο όρος ω1, γεγονός ου ε ιβεβαιώνει τη σηµασία του µεταβατικού τµήµατος λειτουργίας της ανεµογεννήτριας. Αντίθετα και για τις τρεις ανεµογεννήτριες σχετικά µικρότερη είναι η συµβολή του όρου ω2. 36

2.5 ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΤΗΣ ΜΕΣΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΑΝΕΜΟΥ Ό ως αναφέρθηκε αρα άνω η αράµετρος C της εξίσωσης Weibull εριγράφει τη µέση ετήσια τιµή της έντασης του ανέµου σε µια εριοχή. Ακριβέστερα µεγάλες τιµές της αραµέτρου C χαρακτηρίζουν εριοχές µε ανέµους υψηλής έντασης, ενώ µικρότερες τιµές της αραµέτρου C αντι ροσω εύουν εριοχές µε σχετικά χαµηλό αιολικό δυναµικό. Είναι εν γένει αραδεκτό ότι το Αιγαίο Πέλαγος είναι µια εριοχή µε ιδιαίτερα υψηλό αιολικό δυναµικό, ως εκ τούτο τιµές της αραµέτρου C µεταξύ των 5.0m/sec και 7.0m/sec θεωρούνται αντι ροσω ευτικές για τη συγκεκριµένη γεωγραφική εριφέρεια. Ε ίσης αρκετά νησιά του Αρχι ελάγους, ειδικά στο κεντρικό Αιγαίο, οι τιµές του C υ ερβαίνουν κατά ολύ τα 8.0m/sec, µε µικρή µάλιστα διασ ορά. Χρησιµο οιώντας συνε ώς τρεις τυ ικές συντηρητικές τιµές της αραµέτρου C (δηλαδή 5.0, 6.0, 7.0), καθώς και δύο ακραίες τιµές της εν λόγω αραµέτρου (δηλαδή C=4.0 και C=8.0), σε συνδυασµό µε την τιµή k=1.7 για την αράµετρο διασ οράς της διανοµής Weibull, και τη χαρακτηριστική 37

λειτουργίας της ανεµογεννήτριας διερευνάτε, η διανοµή του µέσου συντελεστή ισχύος ω=ω((v; C) σαν συνάρτηση της έντασης του ανέµου. Αρχικά είναι ενδιαφέρον να ε ισηµανθεί ότι, τουλάχιστον για τη συγκεκριµένη µηχανή, οι διαφορές στην υ ολογισµένη τιµή του ω είναι αρκετά σηµαντικές. Για αράδειγµα ο µέσος συντελεστής ισχύος για C=7.0 είναι σχεδόν δι λάσιος (ω=0.3398) της αντίστοιχης τιµής για C=5.0 (ω=0.1597). Πρακτικά αυτό σηµαίνει ότι η συγκεκριµένη ανεµογεννήτρια θα αράγει δι λάσια ενέργεια εάν εγκατασταθεί σε µια εριοχή µε C=7.0 σε σύγκριση µε µια εριοχή µε C=5.0. Στην ερί τωση µάλιστα χρήσης και κά οιων οικονοµικών στοιχείων, ο χρόνος α όσβεσης της ρώτης εγκατάστασης είναι µόλις 8,0 έτη, τη στιγµή ου η εγκατάσταση µε C=5.0 δεν είναι βιώσιµη. 38

Σχήµα 2.5-1 Αντίστοιχα για τις ακραίες ερι τώσεις τιµών της αραµέτρου C έχουµε ωmin=0.0763(για C=4.0) και ωmax=0.4183(για C=8.0), δηλαδή µια σχέση ετήσιας αραγόµενης ενέργειας, για την ίδια µηχανή, ερί ου 1:6. Συνοψίζοντας σηµαντική είναι η διαφορο οίηση της αραγόµενης ενέργειας µε τη µεταβολή της µέσης ταχύτητας του ανέµου, υ ογραµµίζει την καθοριστική σηµασία της σωστής ε ιλογής της θέσεως εγκατάστασης µιας ανεµογεννήτριας στη βιωσιµότητα των αιολικών µονάδων. 39

2.6 ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΤΗΣ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΑΝΕΜΟΥ ΣΤΟ ω Ό ως έχει ήδη αναφερθεί η αράµετρος k της διανοµής Weibull εξαρτάται άµεσα α ό τη διασ ορά της ταχύτητας του ανέµου γύρω α ό τη µέση τιµή για την υ ό µελέτη εριοχή. Χαµηλές τιµές του k οδηγούν σε λέον ε ί εδες και διασ αρµένες διανοµές ιθανότητας, ενώ υψηλές τιµές του k αντι ροσω εύουν οξείες διανοµές εκ των ο οίων η διανοµή ιθανότητας είναι συγκεντρωµένη γύρω α ό τη µέση τιµή. Τέλος η τιµή του k ε ηρεάζει ελαφρά και τη µέση τιµή της ταχύτητας του ανέµου. Σύµφωνα µε τις αναλύσεις των ανεµολογικών δεδοµένων για την εριοχή του Αιγαίου, οι τιµές του k κυµαίνονται µεταξύ του 1.3 και του 2.2. Χρησιµο οιώντας στη συνέχεια τρεις τυ ικές τιµές της αραµέτρου k για την εριοχή το Αιγαίου (δηλαδή 1.5, 1.7 και 2.0), καθώς και δύο ακραίες τιµές της (δηλαδή k=1.3 και k=2.2), σε συνδυασµό µε την τιµή της αραµέτρου C=6.0 και 40

τη χαρακτηριστική της ανεµογεννήτριας υ ολογίζουµε τη διανοµή ω=ω(v;k). Τα α οτελέσµατα των υ ολογισµών δίνονται στο αρακάτω σχήµα Σχήµα 2.6-1 Ό ως ροκύ τει και α ό το αρα άνω σχήµα η τιµή του µέσου συντελεστή ισχύος είναι σχετικά ανεξάρτητη των µεταβολών της τιµής του k (δηλαδή 0.2744, 0.2633, 0.2516, 0.2353 και 0.2254 όταν το k αίρνει τιµές 1.3, 41

1.5, 1.7, 2.0, και 2.2 αντιστοίχως), τουλάχιστον για τον υ ό µελέτη ανεµοκινητήρα και στο εξεταζόµενο εύρος µεταβολής της αραµέτρου διασ οράς, ιδιαίτερα εάν γίνονται κατανοητές οι µεταβολές ου ροκαλεί η µεταβολή της αραµέτρου C. Η µέγιστη µεταβολή για το σύνολο του φάσµατος της αραµέτρου k είναι 19.5%, και αυτή οφείλεται κατά κύριο λόγο στην ε ίδραση της υ ό µελέτη αραµέτρου στη µέση ταχύτητα του ανέµου. Ε ι λέον αρατηρείται η µείωση της τιµής του ω µε την αύξηση της τιµής του k, ου της ιθανόν να οφείλεται και στη χαρακτηριστική λειτουργίας της συγκεκριµένης ανεµογεννήτριας. Σαν α οτέλεσµα της αρατήρησης της, ο χρόνος α όσβεσης των υ ό διερεύνηση εγκαταστάσεων δεν µεταβάλλεται ερισσότερο α ό 20%. 42

2.7 ΑΙΟΛΙΚΟ ΥΝΑΜΙΚΟ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ Α ό τις αρα άνω αναλύσεις ροκύ τει ότι σηµαντική είναι η ε ίδραση της αραµέτρου C στην τιµή του µέσου συντελεστή ισχύος ω, ενώ µικρότερη είναι η ε ίδραση της αραµέτρου k. Ανάλογη ε ίδραση ροκύ τει και για την ετησίως αραγόµενη ενέργεια Ε. Πράγµατι υ οθέτοντας ετήσια τεχνική διαθεσιµότητα =0.95 ου αρουσιάζεται στο αρακάτω σχήµα η µεταβολή της Ε (σε kwh/year) σαν συνάρτηση της µεταβολής C µε αράµετρο το k, δηλαδή έχουµε Ε=E( C;k) για µια µηχανή (.χ. Bonus 600Kw, MkIV). Σχήµα 2.7-1 43

Α ό τα α οτελέσµατα του σχήµατος ροκύ τει η σηµαντική αύξηση του Ε µε το C, ενώ αξιοσηµείωτη είναι η αλλαγή της ε ίδρασης του k για τιµές του C για µικρότερες του οκτώ τιµές λεονεκτούν ενεργειακά µικρότερες τιµές του k, ράγµα ου συµφωνεί και το ροηγούµενο σχήµα, αντίθετα για τιµή του C µεγαλύτερη του οκτώ λεονεκτούν µεγαλύτερες τιµές του k. Η συµ εριφορά αυτή εξηγείται εάν αναλογισθούµε τη σηµασία των αραµέτρων C κα ι k στη µορφή της συνάρτησης υκνότητας ιθανότητας f(v). Πράγµατι για µικρότερες τιµές του C χαµηλές τιµές του k εξασφαλίζουν µεγαλύτερη διασ ορά της ταχύτητας γύρω α ό τη µέση τιµή, ράγµα ου κάνει αρκετά ιθανή και την εµφάνιση µεγαλύτερων (της και µικρότερων) ταχυτήτων α ό αυτή της µέσης ταχύτητας, άρα και µεγαλύτερη ενεργειακή αραγωγή. Αντίθετα για µεγαλύτερες τιµές του C ε ιδιώκονται µεγάλες τιµές του k ώστε να εξασφαλισθεί η συγκέντρωση της ταχύτητας του ανέµου κοντά στην υψηλή µέση τιµή, ο ότε εξασφαλίζεται και η υψηλή ετήσια ενεργειακή αραγωγή της εγκατάστασης. 44

Στο ε όµενο σχήµα αρουσιάζεται η εξέλιξη του Ε µε βάση τη µέση τιµή της ταχύτητας του ανέµου V. Α ό τα διαθέσιµα στοιχεία ροκύ τει αύξηση της ενεργειακής αραγωγής µε την ταυτόχρονη αύξηση της µέσης ταχύτητας. Ωστόσο αξιόλογη είναι η µεταβολή του Ε για ερί ου της της τιµές του V αλλά για διαφορετικές τιµές του k, γεγονός ου της ε ισηµαίνει ότι η ετήσια ενεργειακή αραγωγή δεν εξαρτάται α οκλειστικά α ό τη µέση ταχύτητα του ανέµου, αλλά και α ό τη διασ ορά της ταχύτητας γύρω α ό τη µέση τιµή, ιδιαίτερα για ερι τώσεις µε µικρές (V 5m/sec) και µεγάλες ταχύτητες (V 8m/sec). Σχήµα 2.7-2 45

2.8 ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΤΟΥ ΥΨΟΥΣ ΣΤΗΝ ΤΙΜΗ ΤΟΥ ΜΕΣΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΙΣΧΥΟΣ Στο σηµείο αυτό ε ιχειρείται η µελέτη της ε ίδραση του ύψους το οθέτησης µιας ανεµογεννήτριας στην τιµή του µέσου συντελεστή ισχύος µιας αιολικής εγκατάστασης. Υ άρχουν οι αρακάτω εξισώσεις οι ο οίες εριγράφουν την αύξηση της τιµής της ταχύτητας του ανέµου µε την αύξηση του ύψους µελέτης, εφόσον αυτό είναι µικρότερο α ό το άχος δ του ατµοσφαιρικού οριακού στρώµατος της εριοχής. Το γεγονός αυτό είναι σηµαντικό εάν αναλογισθούµε ότι η συντρι τική λειοψηφία των ανεµοκινητήρων λειτουργεί µέσα στο ατµοσφαιρικό οριακό στρώµα. Για την ακρίβεια δε η διανοµή ταχύτητας µε το ύψος z σε µια εριοχή δίνεται σαν: V= V (z) z δ (2.8α) 46

V = V (δ ) z δ (2.8β) ό ου για το ρώτο σκέλος της εξίσωσης µ ορούν να χρησιµο οιηθούν οι αρα άνω εξισώσεις ου ροαναφέρθηκαν. Το ακριβές µέγεθος του ατµοσφαιρικού οριακού στρώµατος µιας εριοχής εξαρτάται α ό λήθος αραµέτρων, ενώ και η αξιο ιστία των αναλυτικών διανοµών ελέγχεται συχνά για την ε ιτυχία της. Ο ακριβής υ ολογισµός της διανοµής της ταχύτητας του ανέµου σε µια εριοχή µ ορεί να εκτιµηθεί είτε µε ακριβείς και µακροχρόνιες ειραµατικές µετρήσεις, είτε µε τη χρήση αριθµητικών µεθόδων, οι ο οίες ρέ ει να είναι δοκιµασµένες µε ε ιτυχία και να µ ορούν να συµ εριλάβουν σαν οριακές συνθήκες τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της κάθε εριοχής. 47

2.9 ΙΑΧΡΟΝΙΚΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΤΟΥ ΜΕΣΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΙΣΧΥΟΣ Η εκτίµηση της ετήσιας αραγωγής ενέργειας µιας ανεµογεννήτριας για µια µεγάλη ερίοδο λειτουργίας (.χ. είκοσι έτη) είναι α αραίτητο στοιχείο για τον ακριβή ροσδιορισµό του χρόνου α όσβεσης µιας αιολικής εγκατάστασης. Για το λόγο αυτό η διαχρονική µεταβολή του µέσου συντελεστή ισχύος α οτελεί ένα θέµα εξόχως ρακτικό και κά οτε κρίσιµο για την υλο οίηση ή µη µιας ε ένδυσης. Ο ακριβής υ ολογισµός του ω για µια ερίοδο λειτουργίας µ ορεί να ε ιτευχθεί µε ακρίβεια α ολογιστικά βάσει της αρακάτω εξίσωσης µετά την άροδο του υ ό διερεύνηση χρονικού διαστήµατος. T N ( V ) Ω=1/Τ* No O *δ(t)*dt (2.9α) 48

Όµως το γεγονός αυτό δεν είναι αρκετό για τη µελέτη της οικονοµικής βιωσιµότητας µελλοντικών αιολικών ε ενδύσεων. Αξίζει να ε ισηµανθεί στο σηµείο αυτό ότι ελλείψει δεδοµένων όλες οι οικονοµοτεχνικές αναλύσεις αγνοούν τη διαχρονική µεταβολή της ετήσιας αραγωγής ενέργειας, α οδεχόµενες ότι αυτή είναι µικρή και κάνοντας χρήση µιας τιµής του ω, την ο οία θεωρούν αντι ροσω ευτική για ολόκληρη την ερίοδο λειτουργίας της µηχανής. Όµως ο κίνδυνος εσφαλµένης εκτίµησης της ενεργειακής αραγωγής και συνε ώς εξαγωγής λάθος οικονοµικών α οτελεσµάτων είναι άµεσος, εάν τα ανεµολογικά στοιχεία ου χρησιµο οιούνται είναι µόνο για ένα ή το ολύ δύο έτη. Το ρόβληµα γίνεται σηµαντικό ιδιαίτερα δε εάν τα έτη ου λαµβάνονται υ όψη δεν είναι αντι ροσω ευτικά για την υ ό µελέτη εριοχή. 49

2.10 Η ΑΝΑΓΚΑΙΟΤΗΤΑ ΣΩΣΤΗΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΙΑΘΕΣΙΜΟΥ ΑΙΟΛΙΚΟΥ ΥΝΑΜΙΚΟΥ-ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ Α ό ολόκληρη τη µέχρι τώρα αρουσίαση είναι ροφανής η µεγάλη διακύµανση των τιµών του µέσου συντελεστή ισχύος µιας εγκατάστασης. Η ακριβής τιµή του ω εξαρτάται µεταξύ των άλλων α ό τον τύ ο της ανεµογεννήτριας, α ό τα χαρακτηριστικά του αιολικού δυναµικού της εριοχής, α ό το ύψος το οθέτησης της µηχανής, α ό το έτος ή τη χρονική ερίοδο ανάλυσης αλλά και α ό τον τρό ο εξαγωγής των α οτελεσµάτων. Η ακριβής τιµή όµως του ω ε ηρεάζει σε καθοριστικό βαθµό την οικονοµική βιωσιµότητα µιας εγκατάστασης, γεγονός ου ρέ ει να γίνεται µε ροσοχή για τον υ ολογισµό του. Είναι µάλιστα σκό ιµο να γίνεται διάθεση για αρκετό χρόνο ώστε να γίνεται έρευνα για την αγορά, µε βάση τα στοιχεία µιας συγκεκριµένης εριοχής, ώστε η ε ιλογή της λέον κατάλληλης ανεµογεννήτριας, για τη συγκεκριµένη εριοχή αλλά και για το ε ιθυµητό ύψος το οθέτησης. 50

Είναι δε σηµαντικό να α οδοθεί ε ιτέλους η ραγµατική βαρύτητα στη σωστή συνεργασία και αλληλε ίδραση µεταξύ των λειτουργικών χαρακτηριστικών µιας µηχανής και του εγχώριου αιολικού δυναµικού. µε τη σωστή αυτή συνεργασία γίνετε η ε ιτύχής µέχρι και τρι λασιασµό της ενεργειακής αραγωγής µιας εγκατάστασης, µειώνοντας αντίστοιχα και το χρόνο α όσβεσης της αιολικής ε ένδυσης. Α ό σχεδιαστικής δε και κατασκευαστικής σκο ιάς, η συνεχής τεχνολογική ρόοδος στη µελέτη σύγχρονων εργοστροβιλοµηχανών αρέχει τις α αραίτητες ληροφορίες για το σχεδιασµό και την κατασκευή βελτιωµένων ανεµοκινητήρων, ροσαρµοσµένων στις εκάστοτε ανάγκες του αιολικού δυναµικού µιας εριοχής. Ε ι λέον η αξιο οίηση της µεταφοράς τεχνογνωσίας α ό άλλους τοµείς αιχµής (αεροναυ ηγική βιοµηχανία, κατασκευή ελικών κ.λ..) µας δίνει τα α αραίτητα εξελιγµένα σχεδιαστικά εργαλεία για να ικανο οιήσουµε τις σχεδιαστικές κατευθύνσεις, µε τελικό στόχο την αύξηση της ανταγωνιστικότητας και της ελκυστικότητας των αιολικών εγκαταστάσεων. Ένας άλλος καθοριστικός αράγοντας για την α οδοτική συµ εριφορά µιας αιολικής εγκατάστασης είναι η ετήσια τεχνική διαθεσιµότητά της. Η τεχνική 51

διαθεσιµότητα µιας εγκατάστασης υ ολεί εται του 100% για αρκετούς λόγους, οι σηµαντικότεροι α ό τους ο οίους είναι: i. Προγραµµατισµένη ε ιθεώρηση συντήρησης ii. iii. Τυχαίες βλάβες, µη οµαλή λειτουργία Λειτουργία µηχανισµών αυτο ροστασίας της µηχανής(ρι ές ανέµου, αυτο εριστροφή καλωδίων, ροβλήµατα συχνότητας-τάσης, ψευδοσφάλµατα κ.λ..) iv. Αδυναµία του το ικού ηλεκτρικού δικτύου να α ορροφήσει την αρεχόµενη ισχύ, λόγω ροβληµάτων συχνότητας, τάσης, χαµηλής ζήτησης κ.λ. Σε όλες αυτές τις ερι τώσεις η εγκατάσταση δεν αράγει ενέργεια ανεξάρτητα της έντασης του ανέµου στην εριοχή. Η ε ίδραση της τεχνικής διαθεσιµότητας στην ετήσια ενεργειακή αραγωγή αρουσιάζεται στο αρακάτω σχήµα για µια τυχαία ε ιλεγµένη εριοχή(.χ. Vestas V-39). 52

Σχήµα 2.10-1 Στα τέλη της δεκαετίας του 80 η τεχνική διαθεσιµότητα των αιολικών εγκαταστάσεων λησίασε το 90%, ενώ σήµερα η γενικά α οδεκτή διαθεσιµότητα των αιολικών άρκων κυµαίνεται στα ε ί εδα του 95% µε σαφείς αυξητικές τάσεις. 53

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΙΑΣ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ (ΞΗΡΟΛΙΜΝΗΣ ΣΗΤΕΙΑΣ ΚΡΗΤΗΣ) 3.1 ΧΩΡΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ & ΠΡΟ ΙΑΓΡΑΦΕΣ Αναντικατάστατο στοιχείο του ροσδιορισµού του αιολικού δυναµικού µιας θέσης είναι η διενέργεια µετρήσεων για διάστηµα τουλάχιστον ενός έτους ώστε να καλυφθεί ο λήρης ε οχικός κύκλος της ατµοσφαιρικής κυκλοφορίαςδραστηριότητας ου καθορίζει και τα χαρακτηριστικά νοής του ανέµου. Η ακριβής γνώση της οιότητας του αιολικού δυναµικού µιας εριοχής α οτελεί ιδιαίτερα σοβαρό ρόβληµα, ου συχνά σχετίζεται µε την ε ιτυχία ή την α οτυχία µιας αιολικής ε ένδυσης. Για το σκο ό αυτό γίνονται εκτεταµένες χρονικά µετρήσεις της έντασης και της διεύθυνσης του ανέµου στις υ οψήφιες εριοχές. 54

Το αιολικό δυναµικό µιας εριοχής µ ορεί να µετρηθεί κάνοντας ανεµολογικές µετρήσεις σύστηµα ου α οτελείται α ό ένα data logger, έναν ανεµοδείκτη και ένα ως τρία ανεµόµετρα για διαφορετικές καταγραφές ύψους και ταχύτητας (φαίνονται στις αρακάτω εικόνες). Το data logger καταγράφει την ραγµατική ταχύτητα του ανέµου και υ ολογίζει τις στατιστικές τιµές, ό ως είναι η µέση τιµή, η σταθερή α όκλιση, η αναταραχή, κλ. Η ανάκτηση των δεδοµένων µ ορεί να γίνει α οθηκεύοντας τα σε µια κάρτα µνήµης ή σε έναν υ ολογιστή lap top ή µέσω modem. Τα δεδοµένα µ ορούν εν συνεχεία να ε εξεργαστούν στο ρόγραµµα Excel. Data logger Ανεµοδείκτης Ανεµόµετρο 55

Παράλληλα χρησιµο οιούνται αναλυτικές εξισώσεις ό ου αναφέρθηκαν στο αρα άνω κεφάλαιο(διανοµή Weibull & διανοµή Rayleigh), µε στόχο την ρόβλεψη του αιολικού δυναµικού µιας εριοχής µε βάση ορισµένα στοιχεία µετρήσεων. Για τις ανάγκες του υ ολογισµού του διαθέσιµου αιολικού δυναµικού µιας εριοχής δεν ε αρκεί η γνώση της µέσης ταχύτητας του ανέµου της εριοχής, αλλά µας χρειάζονται αναλυτικές ληροφορίες και για την κατανοµή της ιθανότητας εµφάνισης των διαφόρων τιµών ταχύτητας του ανέµου µέσα στο χρόνο, µε εµφάση στην καταγραφή των διαστηµάτων νηνεµίας καθώς και των διαστηµάτων εµφάνισης ολύ ισχυρών ανέµων. Για το σκο ό αυτό και ριν γίνει η τελική α όφαση για την εγκτάσταση µιας ανεµογεννήτριας σε µια εριοχή είναι α αραίτητο να συγκεντρωθούν τα διαθέσιµα ανεµολογικά στοιχεία της εριοχής, να ε εξεργάζονται στατιστικά και να δηµιουργούνται τα αντίστοιχα διαγράµµατα υκνότητας ιθανότητας και διάρκειας των ανέµων (ό ως αναφέρθηκε στο αρα άνω κεφάλαιο) Ε ι λέον είναι α αραίτητος ο εντο ισµός των ταχυτήτων και ά νοιας (δηλ. V<VC ), ο ότε και η ανεµογεννήτρια βρίσκεται εκτός λειτουργίας. 56

Είναι κατανοητό για να γίνει η κατάληξη σε ασφαλή α οτελέσµατα α αιτούνται µακροχρόνιες και αναλυτικές µετρήσεις. Όµως το σηµαντικό κόστος µετρήσεων αλλά και η ανα όφευκτη καθυστέρηση σε συνδιασµό µε την έλλειψη κατά κανόνα µακροχρόνιων µετρήσεων στις συγκεκριµένες ενδιαφέρουσες εριοχές, µας υ οχρεώνει να καταφύγουµε σε ηµιεµ ειρικά αναλυτικά µοντέλα, ου εριγράφουν το το ικό αιολικό δυναµικό µιας εριοχής βάσει µικρού αριθµού αραµέτρων. Οι χρησιµο οιούµενες αυτές σχέσεις έρα α ό τα ροβλήµατα ακρίβειας ου αρουσιάζουν, εµφανίζουν και ε ι λέον ροβλήµατα αξιο ιστίας σε το ικό ε ί εδο για µια συγκεκριµένη εριοχή. Τα υ άρχοντα ανεµολογικά στοιχεία, σε συνδυασµό µε τις κατά καιρούς µελέτες, καθώς ε ίσης και τις σχετικές εφαρµογές, υ οδεικνύουν την αξιο οίηση του αιολικού δυναµικού σαν µία α ό τις ιο συµφέρουσες διαδικασίες υ οκατάστασης συµβατικών ενεργειακών ηγών. Η δέσµευση της αιολικής ενέργειας ε ιτυγχάνεται µε τη χρήση ανεµογεννητριών, και στη συνέχεια τη µετατρο ή της δεσµευόµενης ενέργειας σε άλλη εκµεταλλεύσιµη µορφή. Ο βαθµός ε οµένως αξιο οίησης και εκµετάλλευσης της διαθέσιµης ενέργειας του ανέµου εξαρτάται τόσο α ό τα χαρακτηριστικά της χρησιµο οιούµενης αιολικής µηχανής, όσο και α ό την ε ιτυχή εκλογή της θέσης εγκατάστασης της. 57

Ο δεύτερος αράγοντας α ό τους δύο, δηλαδή η ε ιλογή θέσης εγκατάστασης ανεµογεννητριών είναι ιο σηµαντικός α ό τον ρώτο. Σηµαντικό ρόβληµα, ου συνδέεται µε την αξιολόγηση του αιολικού δυναµικού µιας εριοχής και την ε ιλογή της καταλληλότερης θέσης για την εγκατάσταση µιας ανεµογεννήτριας, είναι το ελάχιστο και το βέλτιστο χρονικό διάστηµα κατά το ο οίο θα ρέ ει να γίνουν λε τοµερείς µετρήσεις των ανεµολογικών χαρακτηριστικών µιας εριοχής, ώστε να συναχθούν αξιό ιστα συµ εράσµατα. Στην ε ίλυση του ροβλήµατος αυτού θα ρέ ει να συνεκτιµηθεί το κόστος των εκτεταµένων µετρήσεων καθώς και ο α αραίτητος χρόνος(µε συνέ εια ανα όφευκτη καθυστέρηση ) ου µεσολαβεί για την αξιολόγηση της εριοχής και την υλο οίηση µιας ιθανής αιολικής ε ένδυσης. εν ρέ ει να ξεχνάµε ακόµη, ότι η αναµενόµενη µέση διάρκεια ζωής µιας ανεµογεννήτριας είναι ερί ου τριάντα (30) χρόνια, διάστηµα µέσα στο ο οίο η διαχρονική µεταβλητότητα του αιολικού δυναµικού µιας εριοχής µ ορεί να είναι αξιόλογη, µε α οτέλεσµα να ε ηρεάζεται και το µέσο κόστος της αραγόµενης ενέργειας. 58

Ο αντικειµενικός σκο ός της διαδικασίας ε ιλογής της θέσης εγκατάστασης µιας ανεµογεννήτριας είναι ο ροσδιορισµός σε λογικό χρονικό διάστηµα των θέσεων, οι ο οίες αρουσιάζουν τη µεγαλύτερη ιθανότητα οικονοµοτεχνικής βιωσιµότητας των µελλοντικών αιολικών εγκαταστάσεων µε την ταυτόχρονη µεγαλύτερη α οδοχή εκ µέρους του κοινωνικού ερίγυρου. Αν εξαιρεθούν οι α αιτήσεις ου συνδέονται µε τα ανεµολογικά στοιχεία µιας εριοχής, η διαδικασία εγκατάστασης µιας ή ερισσοτέρων ανεµογεννητριών χαρακτηρίζεται α ό τα ίδια οικονοµοτεχνικά κριτήρια, ου δεσµεύουν ο οιαδή οτε ενεργειακή ε ένδυση. ηλαδή για αράδειγµα η εγκατάσταση της ανεµογεννήτριας θα ρέ ει να βρίσκεται σε εριοχή ροσ ελάσιµη στα συνηθή µεταφορικά µέσα, να υ άρχει ρόσβαση σε λιµάνια ή συγκοινωνιακούς κόµβους, να είναι κοντά στο δίκτυο της.ε.η. στην ερί τωση σύνδεσής της µε το εθνικό δίκτυο κ.α. Παράλληλα α αιτείται και η σύµφωνη γνώµη του κοινωνικού εριγύρου, µε τη διαβεβαίωση ότι η εγκατάσταση των ανεµογεννητριών δεν θα αλλοιώσει το εριβάλλον, καθώς και µε την υ ενθύµιση ότι η αιολική ενέργεια είναι µια τελείως καθαρή µορφή ενέργειας. Α ό την λευρά της βέλτιστης ε ιλογής της το οθεσίας εγκατάστασης µιας ανεµογεννήτριας σε σχέση µε το διαθέσιµο αιολικό δυναµικό η τήρηση των βασικών ανεµολογικών κριτηρίων ροϋ οθέτει την ε ιλογή το οθεσιών µε: 59

Υψηλή µέση ετήσια ταχύτητα ανέµου Αιολικό δυναµικό υψηλής οιότητας, δηλαδή µεγάλη διάρκεια ισχυρών ανέµων και εριορισµένη ύ αρξη εριόδων νηνεµίας Α ουσία α οφράξεων του ανέµου καθώς και υψηλών εµ οδίων 60

3.1.1 ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΟΠΟΘΕΣΙΑΣ ΑΝΕΜΟΚΙΝΗΤΗΡΑ Το να ροσδιορίσουµε µια το οθεσία στην ο οία νέουν δυνατοί άνεµοι, δεν σηµαίνει ότι βρήκαµε και τη βέλτιστη θέση για την εγκατάσταση της ανεµογεννήτρας. Πολλές και σηµαντικές είναι οι ε ιµέρους αράµετροι, ου ρέ ει να έχει υ όψη του ο µηχανικός, ροκειµένου να καταλήξει στην ε ιλογή της οριστικής θέσης εγκατάστασης. Και η ε ιλογή αυτή θα είναι βέλτιστη, µόνον εφόσον γίνει σωστή και λε τοµερής αξιολόγηση των αραµέτρων τούτων : ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΑΞΙΑ Ο σηµαντικότερος στόχος µιας ανεµογεννήτριας είναι να µειώσει το κόστος της αραγόµενης ηλεκτρικής ενέργειας γι αυτό η οικονοµική βιωσιµότητα είναι η ρωταρχική ιδιότητα για την α οδοχή ή όχι µιας θέσης. Ε ειδή η ανεµογεννήτρια αράγει ηλεκτρική ενέργεια µόνο όταν φυσάει άνεµος, χρησιµο οιείται συνήθως σαν εξοικονοµητής καυσίµου. Έτσι, το κόστος της αραγόµενης ενέργειας οικίλει ανάλογα µε την ώρα της ηµέρας και την ε οχή του έτους. Για να κρίνουµε ε οµένως την οικονοµική 61