ΑΝΑΠΤΥΞΙΑΚΗ ΣΥΜΠΡΑΞΗ ΗΛΙΟΣ. Χάρτες Δυναμικού

1 2 3 4 5 6 7 8 Σειρά Πληροφοριακού και εκπαιδευτικού υλικού Χάρτες Δυναμικού 9 10 11 - Τοπικό σχέδιο για την απασχόληση ανέργων στην κατασκευή και τη συντήρηση έργων Α.Π.Ε. με έμφαση στις δράσεις του προγράμματος και παρεμβάσεων εξοικονόμησης ενέργειας Κωδικός ΟΠΣ: 383433 ΣΑΕ: Ενάριθμος: ΕΠ0018 2013ΕΠ00180017 12 DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 0 of 49

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0. Σκοπός Σκοπός του εγγράφου είναι να παρουσιάσει πληροφορίες και σχετικούς χάρτες που αφορούν το δυναμικό των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στην Ελλάδα. Το παρόν συνετάγη στο πλαίσιο του προγράμματος «- Τοπικό σχέδιο για την απασχόληση ανέργων στην κατασκευή και τη συντήρηση έργων Α.Π.Ε. με έμφαση στις δράσεις του προγράμματος και παρεμβάσεων ε- ξοικονόμησης ενέργειας» και αποτελεί παραδοτέο της ακόλουθης δράσης: Δράση Τίτλος Παραδοτέο/προϊόν 4 Ηλεκτρονική δικτύωση, προετοιμασία υπηρεσιών και παραγωγή εκπαιδευτικού και πληροφοριακού υλικού Έντυπο και ηλεκτρονικό αντίγραφο του πληροφοριακού και εκπαιδευτικού υλικού Η σύνταξη του πραγματοποιήθηκε από: Πανεπιστήμιο Πατρών / Πολυτεχνική Σχολή / Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών / Εργαστήριο Τεχνικής Μηχανικής & Ταλαντώσεων. Υπεύθυνος Επικοινωνίας/email/τηλέφωνο: Ιάκωβος Καλαϊτζόγλου / jk@mech.upatras.gr / +30 2610969443 DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 1 of 49

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 Περιεχόμενα 0. Σκοπός... 1 1. Ορισμοί & Συντομογραφίες... 4 1.1. Ορισμοί... 4 1.2. Συντομογραφίες... 6 2. Εισαγωγή... 7 3. Χάρτης Ηλιακής Ενέργειας... 8 4. Χάρτης Αιολικού Δυναμικού... 14 5. Γεωθερμικός Χάρτης Ελλάδας... 26 6. Χάρτης Δυναμικού Βιομάζας... 29 7. Χάρτης Δυναμικού για Υδροηλεκτρικά Εργοστάσια... 42 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΦΟΡΑ... 49 Εικόνα 1: Χάρτης μέσης ετήσιας ολικής ηλιακής ενέργειας (kwh/m2) από το 2002 - μέχρι 2012 (Ελληνικό Δίκτυο Ηλιακής Ενέργειας)... 10 Εικόνα 2: Χάρτης μέσης μηνιαίας ολικής ηλιακής ακτινοβολίας (kwh/m2) από το 2002 2012 για το μήνα Απρίλιο (Ελληνικό Δίκτυο Ηλιακής Ενέργειας)... 11 Εικόνα 3: Χάρτης μέσης μηνιαίας ολικής ηλιακής ακτινοβολίας (kwh/m2) από το 2002-2012 για το μήνα Ιούλιο (Ελληνικό Δίκτυο Ηλιακής Ενέργειας)... 12 Εικόνα 4: Χάρτης μέσης μηνιαίας ολικής ηλιακής ακτινοβολίας (kwh/m2) από το 2002 2012 για το μήνα Νοέμβριο (Ελληνικό Δίκτυο Ηλιακής Ενέργειας)... 13 Εικόνα 5: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Ελλάδα (ΚΑΠΕ)... 16 Εικόνα 6: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Πελοπόννησος (ΚΑΠΕ)... 17 Εικόνα 7: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Αττική /Εύβοια (ΚΑΠΕ)... 18 Εικόνα 8: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Στερεά Ελλάδα (ΚΑΠΕ)... 19 Εικόνα 9: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Θεσσαλία (ΚΑΠΕ)... 20 Εικόνα 10: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Ήπειρος (ΚΑΠΕ)... 21 Εικόνα 11: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Μακεδονία (ΚΑΠΕ)... 22 Εικόνα 12: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Θράκη (ΚΑΠΕ)... 23 Εικόνα 13: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Νησιά Αιγαίου (ΚΑΠΕ)... 24 Εικόνα 14: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Νησιά Ιονίου (ΚΑΠΕ)... 25 Εικόνα 15: Γεωθερμικός χάρτης Ελλάδας (Ινστιτούτο Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών)... 29 Εικόνα 16: Διαθέσιμοι Τόνοι Υπολειμμάτων Αροτραίες Καλλιέργειες (ΚΑΠΕ)... 30 Εικόνα 17: Διαθέσιμοι Τόνοι Υπολειμμάτων Σημειακές Πηγές Βιομάζας (ΚΑΠΕ)... 31 Εικόνα 18: Διαθέσιμοι Τόνοι Υπολειμμάτων Δενδρώδεις Καλλιέργειες (ΚΑΠΕ)... 32 DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 2 of 49

60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 Εικόνα 19: Διαθέσιμοι Τόνοι Υπολειμμάτων Δάση (ΚΑΠΕ)... 33 Εικόνα 20: Διαθέσιμοι Τόνοι Υπολειμμάτων Θερμοκηπιακά (ΚΑΠΕ)... 34 Εικόνα 21: Διαθέσιμοι Τόνοι Υπολειμμάτων Άμπελοι (ΚΑΠΕ)... 35 Εικόνα 22: Διαθέσιμη Ενέργεια Υπολειμμάτων (MJ) Άμπελοι (ΚΑΠΕ)... 36 Εικόνα 23: Διαθέσιμη Ενέργεια Υπολειμμάτων (MJ) Αροτραίες Καλλιέργειες (ΚΑΠΕ)... 37 Εικόνα 24: Διαθέσιμη Ενέργεια Υπολειμμάτων (MJ) Δάση (ΚΑΠΕ)... 38 Εικόνα 25: Διαθέσιμη Ενέργεια Υπολειμμάτων (MJ) Δενδρώδεις Καλλιέργειες (ΚΑΠΕ)... 39 Εικόνα 26: Διαθέσιμη Ενέργεια Υπολειμμάτων (MJ) Σημειακές Πηγές Βιομάζας (ΚΑΠΕ)... 40 Εικόνα 27: Διαθέσιμη Ενέργεια Υπολειμμάτων (MJ) Θερμοκηπιακά (ΚΑΠΕ)... 41 Εικόνα 28: Υδρολογική Λεκάνη Κάτω Αλφειού Πελοπόννησος (Εθνικό Πληροφοριακό Σύστημα για την Ενέργεια)... 44 Εικόνα 29: Υδρολογική Λεκάνη Άνω Αλφειού Πελοπόννησος (Εθνικό Πληροφοριακό Σύστημα για την Ενέργεια)... 45 Εικόνα 30: Υδρολογική Λεκάνη Ασωπού Πελοπόννησος (Εθνικό Πληροφοριακό Σύστημα για την Ενέργεια)... 46 Εικόνα 31: Υδρολογική Λεκάνη Άνω Λουσίου Πελοπόννησος (Εθνικό Πληροφοριακό Σύστημα για την Ενέργεια)... 47 Εικόνα 32: Υδρολογική Λεκάνη Κάτω Λουσίου Πελοπόννησος (Εθνικό Πληροφοριακό Σύστημα για την Ενέργεια)... 48 Πίνακας 1: Πίνακας τυπικών τιμών παραμέτρου "α"... 15 DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 3 of 49

77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 1. Ορισμοί & Συντομογραφίες 1.1. Ορισμοί Υδροηλεκτρική Εγκατάσταση Μία διάταξη αποτελούμενη από έργα πολιτικού μηχανικού και μηχανολογικό εξοπλισμό κατάλληλη για την μετατροπή της δυναμικής ενέργειας του ύδατος σε ηλεκτρισμό. Μικρό Υδροηλεκτρικό Έργο Υδροηλεκτρική Εγκατάσταση με εγκατεστημένη ισχύ μέχρι 15 MW. Υδροηλεκτρική Εγκατάσταση Ρεύματος Ποταμού (run-of-river power station) Υδροηλεκτρική εγκατάσταση η οποία χρησιμοποιεί αυτούσια την ροή του ποταμού και τους φυσικούς αποταμιευτήρες αυτού. Υδροηλεκτρική Εγκατάσταση με Τεχνητό Αποταμιευτήρα (pondage power station) Υδροηλεκτρική εγκατάσταση στην οποία γίνεται πλήρωση τεχνητών αποταμιευτήρων / φραγμάτων κάνοντας χρήση της αθροιστικής ροής του ύδατος Στρόβιλος Francis Υδραυλικός στρόβιλος με πτέρυγες σταθερού βήματος, ο οποίος συνήθως χρησιμοποιείται στις περιπτώσεις χαμηλού ή μέσου στατικού ύψους με μέσες ταχύτητες ροής Στρόβιλος Kaplan Αξονικός υδραυλικός στρόβιλος με πτέρυγες μεταβλητού βήματος χρησιμοποιούμενος σε υψηλές ταχύτητες ροής. Οριακό Στρώμα Το οριακό στρώμα είναι το λεπτό στρώμα ενός ρευστού, στο οποίο επιδρά η τριβή κατά την κίνηση του ρευστού πάνω από ένα στερεό. Στο στρώμα αυτό το ιξώδες αποτελεί ένα σημαντικό παράγοντα για τη διαμόρφωση της ροής του ρευστού. Τυρβώδες Οριακό Στρώμα Το τμήμα του οριακού στρώματος, στο οποίο η ροή του ρευστού δεν είναι στρωτή αλλά τυρβώδης. Η παράμετρος που ορίζει το είδος του οριακού στρώματος είναι ο αριθμός Reynolds. Πιο συγκεκριμένα, εάν ο αριθμός Reynolds του ρευστού υπερβεί μία κρίσιμη τιμή, τότε η ροή μετατρέπεται από στρωτή σε τυρβώδης. Μέση Ταχύτητα Ανέμου Ο στατιστικός μέσος της στιγμιαίας ταχύτητας του ανέμου ανηγμένο εντός συγκεκριμένης χρονικής περιόδου, η οποία μπορεί να μεταβάλλεται από λίγα δευτερόλεπτα έως πολλά έτη. Βιομάζα Υλικό βιολογικής προέλευσης εξαιρουμένου του υλικού εβρισκόμενου σε γεωλογικούς σχηματισμούς το οποίο μετατράπηκε σε ορυκτό καύσιμο. DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 4 of 49

109 110 Στερεά καύσιμα από βιομάζα Στερεή βιομάζα φυτικής προέλευσης, η οποία διαιρείται στις εξής υποκατηγορίες: 111 112 113 114 115 Ξυλώδης βιομάζα (Woody Biomass): προερχόμενη από δένδρα και θάμνους Βιομάζα από ποώδη βλάστηση (hebacus biomass): προερχόμενη από φυτά με ποώδες στέλεχος, τα οποία πεθαίνουν στο τέλος της καλλιεργητικής περιόδου. Τα δημητριακά συμπεριλαμβάνονται σε αυτή την κατηγορία. Βιομάζα από φρούτα (fruit biomass) Μίγματα (mixes) 116 117 118 119 120 Γεωθερμία ή Γεωθερμική Ενέργεια Η θερμική ενέργεια που περιέχεται στα πετρώματα και στα ρευστά της γης είτε μέσω αγωγής είτε μέσω μεταφοράς. Αξιοποιήσιμη Γεωθερμική Ενέργεια Το τμήμα της γεωθερμικής ενέργειας που βρίσκεται αποθηκευμένο με την μορφή θερμού νερού, ατμού ή θερμών πετρωμάτων σε ευνοϊκές συνιήκες. 121 DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 5 of 49

122 123 1.2. Συντομογραφίες ΦΒ: Φωτοβολταϊκό (-ά) Α/Γ: Ανεμογεννήτρια ΑΠ: Αιολικό Πάρκο ΜΥΗΕ: Μικρό Υδροηλεκτρικό Έργο ΑΠΕ: Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 6 of 49

124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 2. Εισαγωγή Κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών, κυρίως λόγω της εφαρμογής του Νόμου 3468/2006 «Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας και Συμπαραγωγή Ηλεκτρισμού και Θερμότητας Υψηλής Απόδοσης και λοιπές διατάξεις» προέκυψαν διάφορες μελέτες και ερευνητικά προγράμματα ως προς την καταγραφή του δυναμικού ΑΠΕ στην Ελλάδα. Ορισμένα από τα προγράμματα αυτά είχαν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία πληροφοριακών συστημάτων, στα οποία έχουν συγκεντρωθεί πληροφορίες σχετικά με το δυναμικό των ΑΠΕ και παρουσιάζονται στον χρήστη με διαδραστικό τρόπο. Σημειώνεται ότι ορισμένα από τα πληροφοριακά αυτά συστήματα αναπτύχθηκαν στο πλαίσιο Κοινοτικών Πλαισίων Στήριξης (Β / Γ ΚΠΣ) ή λοιπών Επιχειρησιακών Προγραμμάτων. Οι πληροφορίες που παρέχονται από τους χάρτες ακολουθούν κατάλληλη επεξεργασία ώστε να χρησιμοποιηθούν κατά την εκπόνηση τεχνικοοικονομικών μελετών για την κατασκευή του αντίστοιχου έργου ΑΠΕ. DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 7 of 49

134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 3. Χάρτης Ηλιακής Ενέργειας Τα στοιχεία για την ηλιακή ενέργεια στην Ελλάδα παρέχονται από το Ελληνικό Δίκτυο Ηλιακής Ενέργειας. Το Δίκτυο αυτό αναπτύχθηκε στο πλαίσιο της Δράσης «ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ» - Πράξη Ι, εντάχθηκε στο Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Ανταγωνιστικότητα και Επιχειρηματικότητα» (ΕΠΑΝ-ΙΙ) και στα Επιχειρησιακά Προγράμματα (ΠΕΠ) Αττικής και Μακεδονίας Θράκης, και χρηματοδοτήθηκε από το Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης και από Εθνικούς Πόρους. Αντικείμενο του έργου ήταν ο σχεδιασμός και η υλοποίηση ενός ολοκληρωμένου συστήματος για την παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο του διαθέσιμου ηλιακού δυναμικού στην Ελλάδα με μετρήσεις από επίγειους σταθμούς, εκτιμήσεις από δορυφορικές εικόνες και δεδομένα, και την παροχή προγνώσεων σε ορίζοντα 3 ημερών. Το σύστημα υποστηρίζεται από μια επικαιροποιημένη κλιματολογική μελέτη της ηλιακής ενέργειας για περίοδο περίπου 10 ετών από το 2002. Το έργο συνδυάζει μετρήσεις της ηλιακής ενέργειας από ένα οργανωμένο δίκτυο σταθμών, με δορυφορικές εικόνες της νέφωσης, δορυφορικά δεδομένα των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων και υπολογισμούς με μοντέλα, οδηγώντας στην παραγωγή χαρτών και γραφημάτων αποτύπωσης της ηλιακής ενέργειας πάνω από την Ελλάδα σε λεπτομερή χρονική και χωρική κλίμακα, καθώς στην καθημερινή ολιγοήμερη πρόγνωση των επιπέδων ηλιακής ενέργειας. Οι σταθμοί που χρησιμοποιούνται βρίσκονται στις ακόλουθες περιοχές: Άργος, Αθήνα, Βόλο, Φινοκαλιά, Θεσσαλονίκη, Ιωάννινα, Κοζάνη, Μυτιλήνη, Ξάνθη, Ορεστιάδα, Πάτρα, Πρέβεζα, Πύλο και Ρόδο. Τα δεδομένα του χάρτη μπορεί να αφορούν τη μέση ετήσια ηλιακή ενέργεια ανά μονάδα επιφάνειας (kw / m 2 ), τη μέση μηνιαία ηλιακή ενέργεια ανά μονάδα επιφανείας (kw / m 2 ), επιλέγοντας το προς εξέταση μήνα, την ετήσια ηλιακή ενέργεια ανά μονάδα επιφανείας (kw / m 2 ), επιλέγοντας το προς εξέταση έτος (από 2002 2012), τη μηνιαία ηλιακή ενέργεια ανά μονάδα επιφανείας (kw / m 2 ), επιλέγοντας το προς εξέταση έτος και μήνα και την ηλιακή ενέργεια ανά μονάδα επιφανείας (kw / m 2 ) για κάθε ημέρα της περιόδου 2002-2012. Επιπλέον, τα δεδομένα του χάρτη μπορεί να αφορούν στην άμεση, στην προσανατολισμένη ή στην ολική ηλιακή ακτινοβολία. Η άμεση ηλιακή ακτινοβολία αντιστοιχεί στην ακτινοβολία που προσπίπτει σε επιφάνεια που είναι συνεχώς κάθετη σε αυτή. Η προσανατολισμένη ηλιακή ακτινοβολία αφορά σε ακτινοβολία που προσπίπτει σε κεκλιμένη επιφάνεια με τη βέλτιστη γωνία κλίσης και νότιο προσανατολισμό. Η ολική ακτινοβολία είναι η ακτινοβολία που προσπίπτει σε μία οριζόντια επιφάνεια. Η ηλιακή ακτινοβολία είναι το απαραίτητο συστατικό για την ενεργοποίηση του φωτοβολταϊκού φαινομένου. Η ηλιακή ακτινοβολία παρέχει την απαιτούμενη ενέργεια για την κίνηση των ηλεκτρονίων και κατ επέκταση την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Επομένως, η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας είναι ιδιαίτερα σημαντική για την απόδοση του φωτοβολταϊκού συστήματος. Τα δεδομένα που λαμβάνονται από το χάρτη θα πρέπει να υποστούν κατάλληλη επεξεργασία για την εύρεση της ποσότητας της ηλιακής ακτινοβολίας που εν τέλει προσπίπτει στην κεκλιμμένη επιφάνεια. Η μεθοδολογία που ακολουθείται είναι η εξής:, όπου: S module : η ηλιακή ακτινοβολία στην επιφάνεια του δομοστοιχείου S horizontal : η ηλιακή ακτινοβολία σε οριζόντια επιφάνεια β: η γωνία κλίσης του δομοστοιχείου, μετρούμενη από την οριζόντια θέση DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 8 of 49

168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 α: ύψος του ήλιου (σε μοίρες) Το ύψος του ήλιου ορίζεται ως:, όπου: φ: γεωγραφικό πλάτος (της ΦΒ εγκατάστασης) Η γωνία δ ορίζεται ως εξής:, όπου: d: η μέρα του έτους, για την οποία αναζητείται το ύψος του ήλιου. 1 Σύμφωνα με τον παραπάνω τύπο και τους αντίστοιχους χάρτες ηλιακής έντασης σε κάθε περιοχή, ο μελετητής μπορεί να υπολογίσει τη μέση ηλιακή ακτινοβολία που προσπίπτει στην κεκλιμμένη πλευρά του δομοστοιχείου. Εν συνεχεία, λαμβάνοντας υπόψη το συντελεστή απόδοσης του δομοστοιχείου και το βαθμό απόδοσης του πάρκου, καθώς και τη συνολική επιφάνεια των δομοστοιχείων του πάρκου είναι δυνατή η εκτίμηση της παραγόμενης ενέργειας του πάρκου. Στις παρακάτω εικόνες παρουσιάζονται οι χάρτες της μέσης ηλιακής ενέργειας για όλη την ελληνική επικράτεια για διάφορα διαστήματα του έτους. 1 PVEDUCATION.ORG, http://www.pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/solar-radiation-on-tilted-surface DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 9 of 49

181 182 Εικόνα 1: Χάρτης μέσης ετήσιας ολικής ηλιακής ενέργειας (kwh/m2) από το 2002 - μέχρι 2012 (Ελληνικό Δίκτυο Ηλιακής Ενέργειας) 183 DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 10 of 49

184 185 186 Εικόνα 2: Χάρτης μέσης μηνιαίας ολικής ηλιακής ακτινοβολίας (kwh/m2) από το 2002 2012 για το μήνα Απρίλιο (Ελληνικό Δίκτυο Ηλιακής Ενέργειας) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 11 of 49

187 188 189 Εικόνα 3: Χάρτης μέσης μηνιαίας ολικής ηλιακής ακτινοβολίας (kwh/m2) από το 2002-2012 για το μήνα Ιούλιο (Ελληνικό Δίκτυο Ηλιακής Ενέργειας) 190 DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 12 of 49

191 192 193 194 195 Εικόνα 4: Χάρτης μέσης μηνιαίας ολικής ηλιακής ακτινοβολίας (kwh/m2) από το 2002 2012 για το μήνα Νοέμβριο (Ελληνικό Δίκτυο Ηλιακής Ενέργειας) Περαιτέρω πληροφορίες και λοιποί χάρτες μπορούν να εντοπιστούν στην ιστοσελίδα του Ελληνικού Δικτύου Ηλιακής Ενέργειας, http://www.helionet.gr/maps. DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 13 of 49

196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 4. Χάρτης Αιολικού Δυναμικού Η αιολική ενέργεια στηρίζεται στην κινητική ενέργεια του ανέμου και την κατάλληλη αξιοποίησή της για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ο άνεμος προέρχεται από τις διαφοροποιήσεις στην ατμοσφαιρική πίεση, οι οποίες οφείλονται στη διαφορετική θέρμανση της επιφάνειας της γης και της θάλασσας από τον ήλιο. Η αιολική ενέργεια είναι έμμεση μορφή της ηλιακής ενέργειας και περίπου 1-2% της ηλιακής ακτινοβολίας που προσπίπτει στην επιφάνεια της γης μετατρέπεται σε άνεμο. Καθώς ο αέρας θερμαίνεται στις τροπικές ζώνες αρχικά ανυψώνεται στην ατμόσφαιρα και κατόπιν οδεύει εν γένει προς τους πόλους. Η κίνηση αυτή της ατμόσφαιρας επηρεάζεται σημαντικά από την περιστροφή της γης, η επίδραση της οποίας είναι μεγαλύτερο στον ισημερινό και μηδενική στους πόλους, από την αναλογία της επιφάνειας της ξηράς προς την αντίστοιχη της θάλασσας, τα μορφολογικά χαρακτηριστικά της ξηράς (βουνά, πεδιάδες) και από εποχές του χρόνου. Άνεμοι δημιουργούνται και σε τοπική κλίμακα με διάφορους μηχανισμούς, όπως η δημιουργία θαλάσσιας ή απόγειας αύρας και τα καθοδικά ρεύματα προς τις κοιλάδες από τα βουνά. Οι ταχύτητες του ανέμου διαφέρουν με το ανάγλυφο μιας περιοχής και ποικίλλουν σημαντικά με την εποχή και την ημέρα. Ο άνεμος αποτελεί ένα ιδιαίτερα μεταβλητό μέγεθος, τόσο κυρίως με το χρόνο, όσο και το ύψος από το έδαφος. Επομένως, για την εκτίμηση του αιολικού δυναμικού μιας περιοχής χρειάζονται αναλυτικές μετρήσεις της ταχύτητας και της διεύθυνσης του ανέμου. Η ένταση του ανέμου αυξάνεται με αύξηση του ύψους και η κατακόρυφη κατανομή του αέρα ακολουθεί τη συμπεριφορά τυρβώδους οριακού στρώματος. Έχουν προταθεί αρκετές προσεγγίσεις, δύο από τις οποίες είναι: 214 Λογαριθμική κατανομή, κατά την οποία η ταχύτητα στο ύψος z δίνεται από τη σχέση: 215 ( ), όπου: 216 217 η παράμετρος zo σχετίζεται με το ύψος της τραχύτητας του εδάφους (zo=0,01 m για γρασίδι, zo=0,5 m για δασωμένη περιοχή, zo=3,0 m για μια πόλη) και το z r είναι το ύψος αναφοράς, στο οποίο η ταχύτητα του αέρα είναι γνωστή v (z r ). 218 219 Εκθετική κατανομή, η οποία εκφράζεται από τη σχέση:, όπου: 220 221 222 V(z r ): η ταχύτητα του ανέμου (ταχύτητα αναφοράς) σε συγκεκριμένο ύψος z r (ύψος αναφοράς). Το μέγεθος αυτό είναι γνωστό. Η παράμετρος α εξαρτάται από την τραχύτητα του εδάφους και τη διεύθυνση του ανέμου. Τυπικές τιμές του «α» δίνονται στον παρακάτω Πίνακα. Κάλυψη Εδάφους α Λεία επιφάνεια, θάλασσα, άμμος 0,1 Γρασίδι 0,16 Χαμηλές καλλιέργειες 0,18 DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 14 of 49

223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 Ψηλές καλλιέργειες ή θάμνοι 0,20 Ψηλά δέντρα, σπίτια 0,30 Πίνακας 1: Πίνακας τυπικών τιμών παραμέτρου "α" Η ενέργεια που περιέχεται στον άνεμο είναι η κινητική του ενέργεια, η οποία δίνεται από τη σχέση:, όπου: m: μαζική παροχή του αέρα σε kg/s και είναι ίση με:, όπου: ρ: πυκνότητα του αέρα (kg/m 3 ) A: η προβαλλόμενη επιφάνεια κάθετα στην διεύθυνση του ανέμου την οποία οι πτέρυγες εγγράφουν σε μία πλήρη περιστροφή τους (m 2 ) v: ταχύτητα του αέρα (m/s) Επομένως, η ενέργεια του ανέμου εξαρτάται από την ταχύτητα του ανέμου και πιο συγκεκριμένα εξαρτάται από τον κύβο της ταχύτητας του ανέμου. Επομένως, η μέση ταχύτητα του ανέμου στις διάφορες περιοχές της χώρας μπορεί να προσδιορίσει το ενεργειακό περιεχόμενο του αέρα. Η παρακάτω εικόνα παρουσιάζει τη μέση ταχύτητα του ανέμου από τον Γεωπληροφοριακό Χάρτη της ΡΑΕ για την Ελλάδα. DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 15 of 49

237 238 Εικόνα 5: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Ελλάδα (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 16 of 49

239 240 Εικόνα 6: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Πελοπόννησος (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 17 of 49

241 242 Εικόνα 7: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Αττική /Εύβοια (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 18 of 49

243 244 Εικόνα 8: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Στερεά Ελλάδα (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 19 of 49

245 246 Εικόνα 9: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Θεσσαλία (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 20 of 49

247 248 Εικόνα 10: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Ήπειρος (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 21 of 49

249 250 Εικόνα 11: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Μακεδονία (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 22 of 49

251 252 Εικόνα 12: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Θράκη (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 23 of 49

253 254 Εικόνα 13: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Νησιά Αιγαίου (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 24 of 49

255 256 Εικόνα 14: Μέση ταχύτητα ανέμου (m/s) για ύψος 40 m - Νησιά Ιονίου (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 25 of 49

257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 5. Γεωθερμικός Χάρτης Ελλάδας Η γεωθερμία είναι μια ήπια και πρακτικά ανεξάντλητη ενεργειακή πηγή, που μπορεί με τις σημερινές τεχνολογικές δυνατότητες να καλύψει ανάγκες θέρμανσης και ψύξης, αλλά και σε ορισμένες περιπτώσεις να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Η γεωθερμία προσφέρει ενέργεια χαμηλού κόστους, ενώ δεν επιβαρύνει το περιβάλλον με εκπομπές βλαβερών ρύπων. Η θερμοκρασία του γεωθερμικού ρευστού ή ατμού, ποικίλει από περιοχή σε περιοχή, ενώ συνήθως κυμαίνεται από 25 ο C μέχρι 360 ο C. Στις περιπτώσεις που τα γεωθερμικά ρευστά έχουν υψηλή θερμοκρασία (πάνω από 150 ο C), η γεωθερμική ενέργεια χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η κυριότερη θερμική χρήση της γεωθερμικής ενέργειας παγκοσμίως αφορά στη θέρμανση θερμοκηπίων. Χρησιμοποιείται ακόμα στις υδατοκαλλιέργειες, όπου εκτρέφονται υδρόβιοι οργανισμοί αλλά και για τηλεθέρμανση, δηλαδή θέρμανση συνόλου κτιρίων, οικισμών, χωριών ή και πόλεων. Ο ρυθμός αύξησης της θερμοκρασίας με το βάθος από την επιφάνεια της γης είναι γνωστός με το όνομα γεωθερμική βαθμίδα. Η γεωθερμική βαθμίδα κυμαίνεται από 5 μέχρι 70 C/km, με μέση τιμή τους 30 C/km. Περιοχές με θεωρητικά γεωθερμικό ενδιαφέρον είναι οι περιοχές που διαθέτουν γεωθερμική βαθμίδα μεγαλύτερη από τη μέση τιμή. Ο Ελλαδικός χώρος, εξαιτίας κατάλληλων γεωλογικών συνθηκών, είναι από τους γεωθερμικά ευνοημένους και διαθέτει σημαντικές γεωθερμικές πηγές και των τριών κατηγοριών (υψηλής μέσης και χαμηλής ενθαλπίας) σε οικονομικά βάθη (100-1500 m). Σε μερικές περιπτώσεις τα βάθη των γεωθερμικών ταμιευτήρων είναι πολύ μικρά, κάνοντας ιδιαίτερα ελκυστική, από οικονομική άποψη, τη γεωθερμική εκμετάλλευση. Στη Μήλο και Νίσυρο έχουν ανακαλυφθεί σπουδαία γεωθερμικά πεδία υψηλής ενθαλπίας (δηλ. με θερμοκρασίες ρευστών μεγαλύτερες από 150ºC) και έχουν γίνει γεωτρήσεις παραγωγής (5 και 2 αντίστοιχα). Οι γεωτρήσεις αυτές θα μπορούσαν να στηρίξουν μονάδες ηλεκτροπαραγωγής 20 και 5 MWe, ενώ το πιθανό συνολικό δυναμικό υπολογίζεται να είναι της τάξης των 200 και 50 ΜWe, αντίστοιχα. Στη Μήλο μετρήθηκαν θερμοκρασίες μέχρι 325ºC σε βάθος 1000 m και στη Νίσυρο 350ºC σε βάθος 1500 m. Εκτός από τα πεδία της Μήλου και της Νισύρου, ικανοποιητικά στοιχεία για πιθανά πεδία υψηλής ή μέσης ενθαλπίας προέκυψαν στην Κίμωλο, Σαντορίνη, Κω, Λέσβο και Σουσάκι Κορινθίας. Η αυξημένη ροή θερμότητας, λόγω της έντονης τεκτονικής και μαγματικής δραστηριότητας, δημιούργησε εκτεταμένες θερμικές ανωμαλίες, με μέγιστες τιμές γεωθερμικής βαθμίδας που πολλές φορές ξεπερνούν τους 100ºC/km. Σε κατάλληλες γεωλογικές συνθήκες η ενέργεια αυτή θερμαίνει υπόγειους ταμιευτήρες ρευστών σε θερμοκρασίες μέχρι 100ºC. Τα γεωθερμικά πεδία χαμηλής ενθαλπίας είναι διάσπαρτα στη νησιωτική και ηπειρωτική Ελλάδα. Μόνο από υπάρχουσες γεωτρήσεις σε γεωθερμικά πεδία των πεδινών εκτάσεων της Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης είναι δυνατόν να αντληθούν 2500 m 3 /h θερμών ρευστών, με θερμοκρασίες μεταξύ 35 και 92 ο C. Στην πεδινή περιοχή του Δέλτα Νέστου έχουν εντοπισθεί δύο πολύ σημαντικά γεωθερμικά πεδία: στην περιοχή Ερατεινό-Χρυσούπολη Καβάλας και στην περιοχή Ν. Εράσμιο-Μάγγανα Ξάνθης. Στη Ν. Κεσσάνη και στο Πόρτο Λάγος Ξάνθης, σε μεγάλης έκτασης γεωθερμικά πεδία παράγονται νερά μέχρι 82ºC. Σε διάφορες περιοχές του Ν. Ροδόπης (Σάππες, Μέση, Σιδηροχώρι, Νότια Κομοτηνής, κ.ά.) υπάρχουν πολύ ενθαρρυντικά στοιχεία για τον εντοπισμό γεωθερμικών πεδίων. Στη λεκάνη των λιμνών Βόλβης και Λαγκαδά (Ν. Θεσσαλονίκης) έχουν εντοπιστεί τρία πολύ «ρηχά» πεδία με θερμοκρασίες μέχρι 56 ο C. Στην περιοχή Ελαιοχωρίων-Ν. Τρίγλιας Χαλκιδικής υπάρχουν ήδη πολλές «ρηχές» γεωτρήσεις παραγωγής με ρευστά μέχρι 42 o C. Το δυναμικό τους ξεπερνά τα 1000 m 3 /h. Στη Νότια Θεσσαλία εντοπίσθηκαν ενδιαφέρουσες συνθήκες ταμιευτήρων (65 ο C στα 700 m). Η DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 26 of 49

294 295 296 297 298 299 300 301 κοιλάδα του Σπερχειού και η απέναντι Εύβοια διαθέτουν ένα πολύ μεγάλο γεωθερμικό δυναμικό, με θερμοκρασίες μέχρι 80 o C. Η Δυτική Ελλάδα έχει λιγότερο ευνοϊκές συνθήκες (μικρότερες θερμοκρασίες) αλλά δεν λείπει το ενδιαφέρον σε συγκεκριμένες περιοχές. Ήδη στην πεδινή περιοχή Άρτας π.χ. βρέθηκαν ρευστά μέχρι 60 o C στα 250 m. βάθους. Τέλος στην ευρύτερη λεκάνη του Στρυμόνα, την περισσότερο αξιοποιημένη γεωθερμικά περιοχή στην Ελλάδα, έχουν εντοπισθεί τα πολύ σημαντικά πεδία Θερμών-Νιγρίτας, Λιθότοπου-Ηράκλειας, Θερμοπηγής-Σιδηροκάστρου και Αγγίστρου. Πολλές γεωτρήσεις παράγουν νερά μέχρι 75 o C, συνήθως αρτεσιανά και πολύ καλής ποιότητας και παροχής. Στην παρακάτω εικόνα παρουσιάζονται οι γεωθερμικές περιοχές της Ελλάδας, σύμφωνα με το Ινστιτούτο Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών. DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 27 of 49

302 DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 28 of 49

303 Εικόνα 15: Γεωθερμικός χάρτης Ελλάδας (Ινστιτούτο Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών) 304 305 306 6. Χάρτης Δυναμικού Βιομάζας Γενικά, ως βιομάζα ορίζεται η ύλη που έχει βιολογική (οργανική) προέλευση. Πρακτικά, στον όρο βιομάζα εμπεριέχεται οποιοδήποτε υλικό προέρχεται άμεσα ή έμμεσα από το φυτικό κόσμο. Πιο συγκεκριμένα, σ αυτήν περιλαμβάνονται: 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 Οι φυτικές ύλες που προέρχονται είτε από φυσικά οικοσυστήματα, όπως π.χ. τα αυτοφυή φυτά και δάση, είτε από τις ενεργειακές καλλιέργειες (έτσι ονομάζονται τα φυτά που καλλιεργούνται ειδικά με σκοπό την παραγωγή βιομάζας για παραγωγή ενέργειας) γεωργικών και δασικών ειδών, όπως π.χ. το σόργο το σακχαρούχο, το καλάμι, ο ευκάλυπτος κ.ά., τα υποπροϊόντα και κατάλοιπα της φυτικής, ζωικής, δασικής και αλιευτικής παραγωγής, όπως π.χ. τα άχυρα, στελέχη αραβόσιτου, στελέχη βαμβακιάς, κλαδοδέματα, κλαδιά δένδρων, φύκη, κτηνοτροφικά απόβλητα, οι κληματίδες κ.ά., τα υποπροϊόντα που προέρχονται από τη μεταποίηση ή επεξεργασία των υλικών αυτών, όπως π.χ. τα ελαιοπυρηνόξυλα, υπολείμματα εκκοκκισμού βαμβακιού, το πριονίδι κ.ά., το βιολογικής προέλευσης μέρος των αστικών λυμάτων και σκουπιδιών. 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 Η βιομάζα αποτελεί μία δεσμευμένη και αποθηκευμένη μορφή της ηλιακής ενέργειας και είναι αποτέλεσμα της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας των φυτικών οργανισμών. Κατά τη διάρκεια αυτής, η χλωροφύλλη των φυτών μετασχηματίζει την ηλιακή ενέργεια με μια σειρά διεργασιών, χρησιμοποιώντας ως βασικές πρώτες ύλες διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα καθώς και νερό και ανόργανα συστατικά από το έδαφος. Η βιομάζα μπορεί να αξιοποιηθεί για την κάλυψη ενεργειακών αναγκών (παραγωγή θερμότητας, ψύξης, ηλεκτρισμού κ.λ.π.) είτε με απ ευθείας καύση, είτε με μετατροπή της σε αέρια, υγρά ή/και στερεά καύσιμα μέσω θερμοχημικών ή βιοχημικών διεργασιών. Επειδή η αξιοποίηση της βιομάζας αντιμετωπίζει συνήθως τα μειονεκτήματα της μεγάλης διασποράς, του μεγάλου όγκου και των δυσχερειών συλλογής-μεταποίησης-μεταφοράς-αποθήκευσης, επιβάλλεται η αξιοποίησή της να γίνεται όσο το δυνατόν πλησιέστερα στον τόπο παραγωγής της. Για το λόγο αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό να είναι γνωστό το δυναμικό της βιομάζας στις διάφορες περιοχές της ελληνικής επικράτειας. Οι παρακάτω χάρτες παρουσιάζουν το εκτιμώμενο δυναμικό της βιομάζας και πιο συγκεκριμένα τη βιομάζα που προέρχεται από στερεά υπολείμματα που μπορεί να αξιοποιηθεί ενεργειακά για παραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας. Οι σχετικοί υπολογισμοί έχουν σαν βασική πηγή την ετήσια γεωργική στατιστική της Εθνικής Στατιστικής Αρχής και εκφράζουν, στο επίπεδο του δημοτικού διαμερίσματος, τις διαθέσιμες ποσότητες κατηγοριών υπολειμμάτων σε μάζα (τόνους) και ενέργεια (MJ). Οι στατιστικοί υπολογισμοί είναι ενδεικτικοί για το ύψος του δυναμικού εφόσον εξαρτώνται από την υιοθέτηση ενός μεγάλου αριθμού παραμέτρων. Σημειώνεται ότι τα πρωτογενή δεδομένα είναι έως το 2006. DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 29 of 49

334 335 Εικόνα 16: Διαθέσιμοι Τόνοι Υπολειμμάτων Αροτραίες Καλλιέργειες (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 30 of 49

336 337 Εικόνα 17: Διαθέσιμοι Τόνοι Υπολειμμάτων Σημειακές Πηγές Βιομάζας (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 31 of 49

338 339 Εικόνα 18: Διαθέσιμοι Τόνοι Υπολειμμάτων Δενδρώδεις Καλλιέργειες (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 32 of 49

340 341 Εικόνα 19: Διαθέσιμοι Τόνοι Υπολειμμάτων Δάση (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 33 of 49

342 343 Εικόνα 20: Διαθέσιμοι Τόνοι Υπολειμμάτων Θερμοκηπιακά (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 34 of 49

344 345 Εικόνα 21: Διαθέσιμοι Τόνοι Υπολειμμάτων Άμπελοι (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 35 of 49

346 347 Εικόνα 22: Διαθέσιμη Ενέργεια Υπολειμμάτων (MJ) Άμπελοι (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 36 of 49

348 349 Εικόνα 23: Διαθέσιμη Ενέργεια Υπολειμμάτων (MJ) Αροτραίες Καλλιέργειες (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 37 of 49

350 351 352 353 Εικόνα 24: Διαθέσιμη Ενέργεια Υπολειμμάτων (MJ) Δάση (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 38 of 49

354 355 356 Εικόνα 25: Διαθέσιμη Ενέργεια Υπολειμμάτων (MJ) Δενδρώδεις Καλλιέργειες (ΚΑΠΕ) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 39 of 49

357 358 359 Εικόνα 26: Διαθέσιμη Ενέργεια Υπολειμμάτων (MJ) Σημειακές Πηγές Βιομάζας (ΚΑΠΕ) 360 DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 40 of 49

361 362 Εικόνα 27: Διαθέσιμη Ενέργεια Υπολειμμάτων (MJ) Θερμοκηπιακά (ΚΑΠΕ) 363 DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 41 of 49

364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 7. Χάρτης Δυναμικού για Υδροηλεκτρικά Εργοστάσια Η Υδροηλεκτρική Ενέργεια (Υ/Ε) είναι η ενέργεια η οποία στηρίζεται στην εκμετάλλευση και τη μετατροπή της δυναμικής ενέργειας του νερού των λιμνών και της κινητικής ενέργειας του νερού των ποταμών σε ηλεκτρική ενέργεια. Η μετατροπή αυτή γίνεται σε δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο, μέσω της πτερωτής του στροβίλου, έχουμε την μετατροπή της κινητικής ενέργειας του νερού σε μηχανική ενέργεια με την μορφή περιστροφής του άξονα της πτερωτής και στο δεύτερο στάδιο, μέσω της γεννήτριας, επιτυγχάνουμε τη μετατροπή της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική. Το σύνολο των έργων και εξοπλισμού μέσω των οποίων γίνεται η μετατροπή της υδραυλικής ενέργειας σε ηλεκτρική, ονομάζεται Υδροηλεκτρικό Έργο (ΥΗΕ). Η δέσμευση/ αποθήκευση ποσοτήτων ύδατος σε φυσικές ή τεχνητές λίμνες, για ένα Υδροηλεκτρικό Σταθμό, ισοδυναμεί πρακτικά με αποταμίευση Υδροηλεκτρικής Ενέργειας. Η προγραμματισμένη αποδέσμευση αυτών των ποσοτήτων ύδατος και η εκτόνωσή τους στους υδροστροβίλους οδηγεί στην ελεγχόμενη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Με δεδομένη την ύπαρξη κατάλληλων υδάτινων πόρων και τον επαρκή εφοδιασμό τους με τις απαραίτητες βροχοπτώσεις, η Υ/Ε καθίσταται μια σημαντικότατη εναλλακτική πηγή ανανεώσιμης ενέργειας. Για τον υπολογισμό της ενέργειας που παράγεται από τη ροή του νερού ισχύει ο κάτωθι τύπος:, όπου: P th : Η παραγόμενη (θεωρητική) ισχύς ρ: πυκνότητα του ρευστού (kg/m 3 ) (για το νερό η πυκνότητα είναι ίση με 1000 kg/m 3 ) q: η ροή του ρευστού (m 3 /s) g: η επιτάχυνση της βαρύτητας (9,81 m/s 2 ) h: το ύψος από το οποίο πέφτει το ρευστό (m) Ωστόσο, στον παραπάνω τύπο δεν υπολογίστηκαν οι απώλειες και η απόδοση του συστήματος, η οποία συνήθως είναι 0,75 0,95. Επομένως, η πραγματική ισχύς που παράγεται θα είναι:, όπου: P: πραγματική ισχύς μ: βαθμός απόδοσης του συστήματος Η ταξινόμηση των υδροηλεκτρικών εγκαταστάσεων πραγματοποιείται με τα εξής κριτήρια: Με το ύψος της υδατόπτωσης Με την εγκατεστημένη ισχύ Με τον τύπο του υδροστροβίλου Με την τοποθεσία και τον τύπο του φράγματος και του ταμιευτήρα Οι συνηθέστεροι τύποι υδροστροβίλου που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι τρεις: DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 42 of 49

398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 Ο Στρόβιλος Francis. Ο στρόβιλος αυτός, ο οποίος ανήκει στους στροβίλους αντίδρασης (reaction turbines) χρησιμοποιείται κατά κύριο λόγο όταν η ροή του νερού είναι αρκετά μεγάλη και το ύψος υδατόπτωσης είναι σχετικά μεγάλο (40-600 m). Ο στρόβιλος Francis επιτυγχάνει αποδόσεις μεγαλύτερες του 90%. Στρόβιλος Kaplan ή τύπου προπέλας. Οι στρόβιλοι Kaplan επέτρεψαν την αποδοτική παραγωγή ενέργειας σε χαμηλά ύψη υδατόπτωσης (10-70 m), το οποίο δεν ήταν εφικτό με τους στροβίλους Francis. Επίσης, οι στρόβιλοι αυτοί είναι κατάλληλοι για μεγάλες παροχές νερού. Στρόβιλος Pelton. Ο στρόβιλος Pelton χρησιμοποιείται κυρίως όταν η ροή του νερού είναι χαμηλή, αλλά το ύψος υδατόπτωσης είναι ιδιαίτερα μεγάλο. Το Εθνικό Πληροφοριακό Σύστημα για την Ενέργεια του Υπουργείου Περιβάλλοντος Ενέργειας και Κλιματικής Αλλαγής παρουσιάζει για τις Υδρολογικές Λεκάνες της Πελοποννήσου και της Δυτικής και Βόρειας Ελλάδας τη μέση τιμή παροχής νερού, καθώς και τις κλίσεις των εδάφων, ώστε να είναι δυνατή η εκτίμηση της ενέργειας που μπορεί να παραχθεί με ένα υδροηλεκτρικό εργοστάσιο. Ενδεικτικά παρουσιάζονται οι πληροφορίες για τις υδρολογικές λεκάνες του Κάτω Αλφειού, του Άνω Αλφειού, του Ασωπού, του Άνω Λουσίου και του Κάτω Λουσίου, από την ιστοσελίδα του Εθνικού Πληροφοριακού Συστήματος για την Ενέργεια. Περαιτέρω πληροφορίες για λοιπές υδρολογικές λεκάνες δύναται να αναζητηθούν στο: http://195.251.42.2/cgi-bin/nisehist.sh?objtype=hydro DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 43 of 49

416 417 Εικόνα 28: Υδρολογική Λεκάνη Κάτω Αλφειού Πελοπόννησος (Εθνικό Πληροφοριακό Σύστημα για την Ενέργεια) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 44 of 49

418 419 Εικόνα 29: Υδρολογική Λεκάνη Άνω Αλφειού Πελοπόννησος (Εθνικό Πληροφοριακό Σύστημα για την Ενέργεια) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 45 of 49

420 421 Εικόνα 30: Υδρολογική Λεκάνη Ασωπού Πελοπόννησος (Εθνικό Πληροφοριακό Σύστημα για την Ενέργεια) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 46 of 49

422 423 Εικόνα 31: Υδρολογική Λεκάνη Άνω Λουσίου Πελοπόννησος (Εθνικό Πληροφοριακό Σύστημα για την Ενέργεια) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 47 of 49

424 425 Εικόνα 32: Υδρολογική Λεκάνη Κάτω Λουσίου Πελοπόννησος (Εθνικό Πληροφοριακό Σύστημα για την Ενέργεια) DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 48 of 49

426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΦΟΡΑ 1) Μ. Χρύστου, (2010), Δυναμικό Βιομάζας στην Ελλάδα 2) Ν. Ανδρίτσος, Ενέργεια και Περιβάλλον, Διδακτικές Σημειώσεις, http://users.auth.gr/karapant/tdk/teaching/book_3.pdf 3) Φύτικας, Ανδρίτσος, Δρακούλης, Γεωθερμία και Τυποποίηση, Διήμερο Συμπόσιο για την Τυποποίηση,ΤΕΕ, 27-28 Νοεμβρίου, 2008, Αθήνα 4) ΚΑΠΕ, (nd), ΒΙΟΜΑΖΑ, http://www.cres.gr/energy-saving/images/pdf/biomass_guide.pdf 5) Wikipedia, (23.11.2014), Pelton wheel, http://en.wikipedia.org/wiki/pelton_wheel 6) Wikipedia, (21.12.2014), Francis turbine, http://en.wikipedia.org/wiki/francis_turbine 7) Wikipedia, (15.08.2014), Kaplan turbine, http://en.wikipedia.org/wiki/kaplan_turbine 8) ΥΠΕΚΑ, (nd), ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ, http://www.ypeka.gr/default.aspx?tabid=484 9) ΥΠΕΚΑ, (nd), Εθνικό Πληροφοριακό Σύστημα για την Ενέργεια, http://195.251.42.2/cgibin/nisehist.sh?objtype=hydro 10) ΚΑΠΕ, (nd), Ανοιχτά Δεδομένα, http://geodata.gov.gr/geodata/index.php?option=com_sobi2&sobi2task=datasets&browse=thematiccategory&category=energy&itemid=17 11) ΕΝ 61116, Electromechanical equipment guide for small hydroelectric installations 12) ΕΝ 61400, Wind turbines Part 1: Design requirements DOC Type Controlled Document Created@ 3/12/2014 Created by M.B. Signature M.B. Page 49 of 49