ΠΡΟΛΟΓΟΣ
Κύριο θέμα της εργασίας μας αποτελεί η ηλιακή ενέργεια, όντας μία ανανεώσιμη πηγή ενέργειας μεγίστης αξίας. Η πυρηνική ενέργεια και το υδρογόνο αποτελούν υποθέματα της ερευνητικής μας εργασίας, γι’ αυτό και καθ’ όλη την έκτασή της, η αναφορά τους είναι μικρότερη από αυτήν του κυρίως θέματος. Η προσπάθεια πραγμάτωσης της εργασίας μας ξεκίνησε από μέσα Φεβρουαρίου, συνεχίστηκε για περίπου ενάμιση (1,5) μήνα και τελείωσε 4 Απριλίου. Επιστρατεύτηκαν ποικίλα μέσα για την υλοποίηση της, όπως η χρήση του διαδικτύου, ορισμένων εγκυκλοπαιδειών, καθώς και η παροχή συμβουλών από ειδικούς πάνω στο κυρίως θέμα. Στο blog της ερευνητικής εργασίας (ecopress-project.blogspot.com) αναρτήθηκαν πληροφορίες σχετικές με την ηλιακή ενέργεια και τα υποθέματά μας. Επί προσθέτως, ασχοληθήκαμε με τη δημιουργία γραφημάτων, των οποίων οι πληροφορίες αντλήθηκαν από σχετικά ερωτηματολόγια, που μοιράστηκαν σε μαθητές και καθηγητές του Γυμνασίου και Λυκείου μας. Πήραμε συνέντευξη, που αφορά τη χρήση και ωφέλεια των φωτοβολταϊκών συστημάτων από τη διευθύντρια της ΔΕΗ, καθώς και ασχοληθήκαμε (ως τμήμα) με την κατασκευή ενός ηλιακού φούρνου.
Ευχαριστούμε θερμά τους μαθητές και καθηγητές του Γυμνασίου και Λυκείου Κομποτίου για την ευγενική συμπλήρωση των ερωτηματολογίων, που τους δόθηκαν, καθώς και την κυρία Παπαδοπούλου Γεωργία (διευθύντρια της ΔΕΗ στην περιοχή της Άρτας) για τον πολύτιμο χρόνο που αφιέρωσε στην απάντηση των ερωτήσεων, που της υποβλήθηκαν. Ευχαριστούμε επίσης και τον κύριο Αθανασίου Παντελή για την παροχή ορισμένων υλικών (ξυλόκολλας) για την κατασκευή του ηλιακού φούρνου. Τέλος, θέλουμε να ευχαριστήσουμε τους υπεύθυνους καθηγητές μας, κυρίους Κιφοκέρη Ηλία και Ρεμπή Παναγιώτη, για τις γνώσεις που μας μετέδωσαν κατά τη διάρκεια του τετραμήνου, αποσκοπώντας στη βελτίωση και, τελικά, διεκπεραίωση της ερευνητικής μας εργασίας.
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΩΝ
• Σελ.: σελίδα
• RES: Renewable Energy Sources
• ΑΠΕ: Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας
• Φ/Β: Φωτοβολταϊκά (συστήματα)
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Στο 1ο κεφάλαιο του κυρίως θέματος γίνεται αναφορά στα φωτοβολταϊκά συστήματα. Μέσα από υποενότητες δίνονται βασικές πληροφορίες γι’ αυτά, τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματά τους, καθώς και για το βαθμό στον οποίο προωθούνται σε Ελλάδα και Ευρώπη. Το 2ο κεφάλαιο της εργασίας σχετίζεται με τα θερμικά ηλιακά συστήματα και ειδικότερα με τους ηλιακούς θερμοσίφωνες. Γίνεται αναφορά στα είδη τα οποία υπάρχουν, καθώς και στο πόσο μπορεί να θεωρηθεί ο ηλιακός θερμοσίφωνας οικολογική συσκευή. Το 3ο κεφάλαιο εμπεριέχει πληροφορίες για τα παθητικά ηλιακά συστήματα, τα οποία διακρίνονται σε άμεσου, έμμεσου και απομονωμένου κέρδους. Στο τελικό του στάδιο, υπάρχουν τα συμπεράσματα όσων προαναφέρθηκαν. Το 4ο κεφάλαιο περιλαμβάνει πληροφορίες που σχετίζονται με την πυρηνική ενέργεια, ενώ δίνεται περισσότερη έμφαση στα πυρηνικά ατυχήματα, που έχουν συμβεί εξαιτίας της ανά τους χρόνους. Το 5ο κεφάλαιο της ερευνητικής εργασίας μιλά για το υδρογόνο, με ιδιαίτερη αναφορά σε στοιχεία που έχουν σχέση με την υδρογονοκίνηση. Τέλος, στο 6ο κεφάλαιο αναλύονται οι ανάγκες που οδηγούν στη χρήση των ΑΠΕ, καθώς και οι προϋποθέσεις που τίθενται, αν αποφασίσει κανείς να τις χρησιμοποιήσει. Γενικότερα το κεφάλαιο αυτό, έχει να κάνει με την εφαρμογή των ΑΠΕ στην καθημερινότητα.
SUMMARY
In the first chapter of the main theme there is a reference to photovoltaic systems. Through subunits basic information is given about them, their advantages and disadvantages and the extent to which they are diverted to Greece and Europe. The second chapter of this work is related to solar thermal systems and in particular to solar water heaters. There is a reference to the types that exist, and how the solar water heater can be considered as ecological device. The third chapter contains information on passive solar systems, which are divided into direct, indirect and isolated gain. In the final stage, there are the conclusions of the above. The fourth chapter contains information which is related to nuclear energy, while more emphasis is given on nuclear accidents that have happened because of it at the ages. The fifth chapter of this project has to do with hydrogen, with particular reference to data related to cars which move using hydrogen. Finally, the sixth chapter analyzes the needs that lead to the use of RES and the conditions that are imposed, if one decides to use them. More generally, the chapter has to do with the implementation of renewable energy in everyday life.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Οι ανανεώσιμες μορφές ενέργειας (ΑΠΕ) ή ήπιες μορφές ενέργειας , ή νέες πηγές ενέργειας, ή πράσινη ενέργεια είναι μορφές εκμεταλλεύσιμης ενέργειας που προέρχονται από διάφορες φυσικές διαδικασίες, όπως ο άνεμος, η γεωθερμία, η κυκλοφορία του νερού και άλλες. Ο όρος «ήπιες» αναφέρεται σε δυο βασικά χαρακτηριστικά τους. Καταρχάς, για την εκμετάλλευσή τους δεν απαιτείται κάποια ενεργητική παρέμβαση, όπως εξόρυξη, άντληση ή καύση, όπως με τις μέχρι τώρα χρησιμοποιούμενες πηγές ενέργειας, αλλά απλώς η εκμετάλλευση της ήδη υπάρχουσας ροής ενέργειας στη φύση. Δεύτερον, πρόκειται για «καθαρές» μορφές ενέργειας, πολύ «φιλικές» στο περιβάλλον, που δεν αποδεσμεύουν υδρογονάνθρακες, διοξείδιο του άνθρακα ή τοξικά και ραδιενεργά απόβλητα, όπως οι υπόλοιπες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα. Έτσι οι ΑΠΕ θεωρούνται από πολλούς μία αφετηρία για την επίλυση των οικολογικών προβλημάτων που αντιμετωπίζει η Γη.
Ως «ανανεώσιμες πηγές» θεωρούνται γενικά οι εναλλακτικές των παραδοσιακών πηγών ενέργειας (π.χ. του πετρελαίου ή του άνθρακα), όπως η ηλιακή και η αιολική. Ο χαρακτηρισμός «ανανεώσιμες» είναι κάπως καταχρηστικός, μιας και ορισμένες από αυτές τις πηγές, όπως η γεωθερμική ενέργεια δεν ανανεώνονται σε κλίμακα χιλιετιών. Σε κάθε περίπτωση οι ΑΠΕ έχουν μελετηθεί ως λύση στο πρόβλημα της αναμενόμενης εξάντλησης των (μη ανανεώσιμων) αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων. Τελευταία από την Ευρωπαϊκή Ένωση, αλλά και από πολλά μεμονωμένα κράτη, υιοθετούνται νέες πολιτικές για τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, που προάγουν τέτοιες εσωτερικές πολιτικές και για τα κράτη μέλη. Οι ΑΠΕ αποτελούν τη βάση του μοντέλου οικονομικής ανάπτυξης της πράσινης οικονομίας και κεντρικό σημείο εστίασης της σχολής των οικολογικών οικονομικών, η οποία έχει κάποια επιρροή στο οικολογικό κίνημα.
Οι ήπιες μορφές ενέργειας βασίζονται κατ' ουσίαν στην ηλιακή ακτινοβολία, με εξαίρεση τη γεωθερμική ενέργεια, η οποία είναι ροή ενέργειας από το εσωτερικό του φλοιού της γης, και την ενέργεια απ' τις παλίρροιες που εκμεταλλεύεται τη βαρύτητα. Οι βασιζόμενες στην ηλιακή ακτινοβολία ήπιες πηγές ενέργειας είναι ανανεώσιμες, μιας και δεν πρόκειται να εξαντληθούν όσο υπάρχει ο ήλιος, δηλαδή για μερικά ακόμα δισεκατομμύρια χρόνια. Ουσιαστικά είναι ηλιακή ενέργεια "συσκευασμένη" κατά τον ένα ή τον άλλο τρόπο: η βιομάζα είναι ηλιακή ενέργεια δεσμευμένη στους ιστούς των φυτών μέσω της φωτοσύνθεσης, η αιολική εκμεταλλεύεται τους ανέμους που προκαλούνται απ' τη θέρμανση του αέρα ενώ αυτές που βασίζονται στο νερό εκμεταλλεύονται τον κύκλο εξάτμισης-συμπύκνωσης του νερού και την κυκλοφορία του. Η γεωθερμική ενέργεια δεν είναι ανανεώσιμη, καθώς τα γεωθερμικά πεδία κάποια στιγμή εξαντλούνται.
Όπως γίνεται αντιληπτό από το παραπάνω κείμενο, η ηλιακή είναι ίσως η σημαντικότερη ανεξάντλητη πηγή ενέργειας, γιατί από την ίδια πηγάζουν ουσιαστικά και οι περισσότερες εκ των υπολοίπων ανανεώσιμων πηγών. Ηλιακή ενέργεια χαρακτηρίζεται το σύνολο των διαφόρων μορφών ενέργειας που προέρχονται από τον Ήλιο. Τέτοιες είναι το φως ή φωτεινή ενέργεια, η θερμότητα ή θερμική ενέργεια καθώς και διάφορες ακτινοβολίες ή ενέργεια ακτινοβολίας.
Όσον αφορά την εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας, θα μπορούσαμε να πούμε ότι χωρίζεται σε τρεις κατηγορίες εφαρμογών: τα παθητικά ηλιακά συστήματα, τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα, και τα φωτοβολταϊκά συστήματα. Τα παθητικά και τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα εκμεταλλεύονται τη θερμότητα που εκπέμπεται μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας, ενώ τα φωτοβολταϊκά συστήματα στηρίζονται στη μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του φωτοβολταϊκού φαινομένου.
Στόχος της συγκεκριμένης εργασίας είναι ουσιαστικά η αφύπνιση ή και δημιουργία οικολογικών αισθημάτων, όσων την παρακολουθήσουν (είτε στην παρουσίαση, είτε με την ανάγνωσή της). Για την εκπόνησή της προβήκαμε σε μέσα που σχετίζονται με το διαδίκτυο, καθώς και με άλλα βιβλία και απευθυνθήκαμε σε ειδικούς πάνω στο θέμα που αναλάβαμε.
Τα ερευνητικά ερωτήματα που τίθενται στην εργασία είναι τα εξής:
1) Ποιοι λόγοι και ποιες ανάγκες μας οδηγούν στην αναζήτηση εναλλακτικών μορφών ενέργειας;
2) Ποια τα πλεονεκτήματα- μειονεκτήματα αυτών;
3) Πώς τα κράτη-φορείς αντιδρούν σ’ αυτό ή τις προωθούν (π.χ. Ελλάδα).
4) Σε ποιους τομείς και για ποιο σκοπό μπορεί να γίνει χρήση των ΑΠΕ;
5) Πώς συμμετέχουν οι διάφορες πηγές ενέργειας στην καθημερινή ζωή;
ΚΥΡΙΩΣ ΜΕΡΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο: ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ
1.1 ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΚΑΙ ΠΟΙΑ Η ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥΣ
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα αποτελούν μια από τις εφαρμογές των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, με τεράστιο ενδιαφέρον για την Ελλάδα. Εκμεταλλευόμενο το φωτοβολταϊκό φαινόμενο, το φωτοβολταϊκό σύστημα παράγει ηλεκτρική ενέργεια από την ηλιακή ενέργεια.
Ένα φωτοβολταϊκό σύστημα αποτελείται από ένα ή περισσότερα πάνελ (ή πλαίσια, ή όπως λέγονται συχνά στο εμπόριο, «κρύσταλλα») φωτοβολταϊκών στοιχείων (ή «κυψελών», ή «κυττάρων»), μαζί με τις απαραίτητες συσκευές και διατάξεις για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται στην επιθυμητή μορφή.
Το φωτοβολταϊκό στοιχείο είναι συνήθως τετράγωνο, με πλευρά 120-160mm. Δυο τύποι πυριτίου χρησιμοποιούνται για την δημιουργία φωτοβολταϊκών στοιχείων: το άμορφο και το κρυσταλλικό πυρίτιο, ενώ το κρυσταλλικό πυρίτιο διακρίνεται σε μονοκρυσταλλικό ή πολυκρυσταλλικό. Το άμορφο και το κρυσταλλικό πυρίτιο παρουσιάζουν τόσο πλεονεκτήματα, όσο και μειονεκτήματα, και κατά τη μελέτη του φωτοβολταϊκού συστήματος γίνεται η αξιολόγηση των ειδικών συνθηκών της εφαρμογής (κατεύθυνση και διάρκεια της ηλιοφάνειας, τυχόν σκιάσεις κλπ.) ώστε να επιλεγεί η κατάλληλη τεχνολογία.
Στο εμπόριο διατίθενται φωτοβολταϊκά πάνελ – τα οποία δεν είναι παρά πολλά φωτοβολταϊκά στοιχεία συνδεδεμένα μεταξύ τους, επικαλυμμένα με ειδικές μεμβράνες και εγκιβωτισμένα σε γυαλί με πλαίσιο από αλουμίνιο – σε διάφορες τιμές ονομαστικής ισχύος, ανάλογα με την τεχνολογία και τον αριθμό των φωτοβολταϊκών κυψελών που τα αποτελούν. Έτσι, ένα πάνελ 36 κυψελών μπορεί να έχει ονομαστική ισχύ 70-85 W, ενώ μεγαλύτερα πάνελ μπορεί να φτάσουν και τα 200 W ή και παραπάνω.
Η κατασκευή μιας γεννήτριας κρυσταλλικού πυριτίου μπορεί να γίνει και από ερασιτέχνες, μετά από την προμήθεια των στοιχείων. Το κόστος είναι απίθανο να είναι χαμηλότερο από την αγορά έτοιμης γεννήτριας,
καθώς η προμήθεια ποιοτικών στοιχείων είναι πολύ δύσκολη. Εκτός από το πυρίτιο χρησιμοποιούνται και άλλα υλικά για την κατασκευή των φωτοβολταϊκών στοιχείων, όπως το Κάδμιο - Τελλούριο (CdTe) και ο ινδοδισεληνιούχος χαλκός. Σε αυτές τις κατασκευές, η μορφή του στοιχείου διαφέρει σημαντικά από αυτή του κρυσταλλικού πυριτίου, και έχει συνήθως τη μορφή λωρίδας πλάτους μερικών χιλιοστών και μήκους αρκετών εκατοστών. Τα πάνελ συνδέονται μεταξύ τους και δημιουργούν τη φωτοβολταϊκή συστοιχία, η οποία μπορεί να περιλαμβάνει από 2 έως και αρκετές εκατοντάδες φωτοβολταϊκές γεννήτριες.
Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από μια Φ/Β συστοιχία είναι συνεχούς ρεύματος (DC), και για το λόγο αυτό οι πρώτες χρήσεις των φωτοβολταϊκών αφορούσαν εφαρμογές DC τάσης: κλασικά παραδείγματα είναι ο υπολογιστής τσέπης («κομπιουτεράκι») και οι δορυφόροι. Με την προοδευτική αύξηση όμως του βαθμού απόδοσης, δημιουργήθηκαν ειδικές συσκευές – οι αναστροφείς (inverters) - που σκοπό έχουν να μετατρέψουν την έξοδο συνεχούς τάσης της Φ/Β συστοιχίας σε εναλλασσόμενη τάση. Με τον τρόπο αυτό, το Φ/Β σύστημα είναι σε θέση να τροφοδοτήσει μια σύγχρονη εγκατάσταση (κατοικία, θερμοκήπιο, μονάδα παραγωγής κλπ.) που χρησιμοποιεί κατά κανόνα συσκευές εναλλασσόμενου ρεύματος(AC).
1.2 ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
Ο βαθμός απόδοσης εκφράζει το ποσοστό της ηλιακής ακτινοβολίας που μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια στο φωτοβολταϊκό στοιχείο. Τα πρώτα φωτοβολταϊκά στοιχεία, που σχεδιάστηκαν τον 19ο αιώνα, δεν είχαν παρά 1-2% απόδοση, ενώ το 1954 τα εργαστήρια Bell Laboratories δημιούργησαν τα πρώτα Φ/Β στοιχεία πυριτίου με απόδοση 6%. Στην πορεία του χρόνου όλο και αυξάνεται ο βαθμός απόδοσης: η αύξηση της απόδοσης, έστω και κατά μια ποσοστιαία μονάδα, θεωρείται επίτευγμα στην τεχνολογία των φωτοβολταϊκών. Στην σημερινή εποχή ο τυπικός βαθμός απόδοσης ενός φωτοβολταϊκού στοιχείου βρίσκεται στο 13 – 19%, ο οποίος, συγκρινόμενος με την απόδοση άλλου συστήματος (συμβατικού, αιολικού, υδροηλεκτρικού κλπ.), παραμένει ακόμη αρκετά χαμηλός. Αυτό σημαίνει ότι το φωτοβολταϊκό σύστημα καταλαμβάνει μεγάλη επιφάνεια προκειμένου να αποδώσει την επιθυμητή ηλεκτρική ισχύ. Ωστόσο, η απόδοση ενός δεδομένου συστήματος μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά με την τοποθέτηση των φωτοβολταϊκών σε ηλιοστάτη. Οι προϋποθέσεις αξιοποίησης των Φ/Β συστημάτων στην Ελλάδα είναι από τις καλύτερες στην Ευρώπη, αφού η συνολική ενέργεια που δέχεται κάθε τετραγωνικό μέτρο επιφάνειας στην διάρκεια ενός έτους κυμαίνεται από 1400-1800 kWh.
1.3 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ – ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα έχουν τα εξής πλεονεκτήματα:
Τεχνολογία φιλική στο περιβάλλον: δεν προκαλούνται ρύποι από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας
Η ηλιακή ενέργεια είναι ανεξάντλητη ενεργειακή πηγή, διατίθεται παντού και δεν στοιχίζει απολύτως τίποτα
Με την κατάλληλη γεωγραφική κατανομή, κοντά στους αντίστοιχους καταναλωτές ενέργειας, τα Φ/Β συστήματα μπορούν να εγκατασταθούν χωρίς να απαιτείται ενίσχυση του δικτύου διανομής
Η λειτουργία του συστήματος είναι ολοσχερώς αθόρυβη
Έχουν σχεδόν μηδενικές απαιτήσεις συντήρησης
Έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής: οι κατασκευαστές εγγυώνται τα «κρύσταλλα» για 20-30 χρόνια λειτουργίας
Υπάρχει πάντα η δυνατότητα μελλοντικής επέκτασης, ώστε να ανταποκρίνονται στις αυξανόμενες ανάγκες των χρηστών
Μπορούν να εγκατασταθούν πάνω σε ήδη υπάρχουσες κατασκευές, όπως είναι π.χ. η στέγη ενός σπιτιού ή η πρόσοψη ενός κτιρίου,
Διαθέτουν ευελιξία στις εφαρμογές: τα Φ/Β συστήματα λειτουργούν άριστα τόσο ως αυτόνομα συστήματα, όσο και ως αυτόνομα υβριδικά συστήματα όταν συνδυάζονται με άλλες πηγές ενέργειας (συμβατικές ή ανανεώσιμες) και συσσωρευτές για την αποθήκευση της παραγόμενης ενέργειας. Επιπλέον, ένα μεγάλο πλεονέκτημα του Φ/Β συστήματος είναι ότι μπορεί να διασυνδεθεί με το δίκτυο ηλεκτροδότησης (διασυνδεδεμένο σύστημα), καταργώντας με τον τρόπο αυτό την ανάγκη για εφεδρεία και δίνοντας επιπλέον τη δυνατότητα στον χρήστη να πωλήσει τυχόν πλεονάζουσα ενέργεια στον διαχειριστή του ηλεκτρικού δικτύου, όπως ήδη γίνεται στο Φράιμπουργκ της Γερμανίας.
Ως μειονέκτημα θα μπορούσε να καταλογίσει κανείς στα φωτοβολταϊκά συστήματα το κόστος τους, το οποίο, παρά τις τεχνολογικές εξελίξεις παραμένει ακόμη αρκετά υψηλό. Μια γενική ενδεικτική τιμή είναι 4000 ευρώ ανά εγκατεστημένο κιλοβάτ (kW) ηλεκτρικής ισχύος. Λαμβάνοντας υπόψη ότι μια τυπική οικιακή κατανάλωση απαιτεί από 1,5 έως 3,5 κιλοβάτ, το κόστος της εγκατάστασης δεν είναι αμελητέο. Το ποσό αυτό, ωστόσο, μπορεί να αποσβεστεί σε περίπου 5-6 χρόνια και το Φ/Β σύστημα θα συνεχίσει να παράγει δωρεάν ενέργεια για τουλάχιστον άλλα 25χρόνια. Ωστόσο, τα πλεονεκτήματα είναι πολλά, και το ευρύ κοινό έχει αρχίσει να στρέφεται όλο και πιο πολύ στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και στα φωτοβολταϊκά ειδικότερα, για την κάλυψη ή την συμπλήρωση των ενεργειακών του αναγκών.
1.4 ΚΙΝΗΤΡΑ «ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗΣ ΚΙΝΗΤΟΠΟΙΗΣΗΣ» ΣΕ ΕΛΛΑΔΑ ΚΑΙ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΝΩΣΗ
ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ:
Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει θέσει ως στόχο της για το 2020 το 20% της κατανάλωσης ενέργειας να προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές. Ως προς την ηλιοθερμική ενέργεια η Ελλάδα ήταν πρωτοπόρος χώρα στην Ευρώπη τις τελευταίες δεκαετίες με περίπου ένα εκατομμύριο εγκατεστημένους ηλιακούς θερμοσίφωνες, που συμβάλουν σημαντικά στην εξοικονόμηση ενέργειας και στην προστασία του περιβάλλοντος, αξιοποιώντας το ανεξάντλητο ηλιακό δυναμικό. Τώρα μένει να γίνει το ίδιο και ως προς την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Οι προϋποθέσεις μάλιστα για τα Φωτοβολταϊκά Συστήματα είναι ακόμα καλύτερες, αφού τα Φ/Β συστήματα παρουσιάζουν την μέγιστη παραγωγή ακριβώς εκείνες τις ώρες της ημέρας που και η κατανάλωση (ζήτηση) φτάνει στο μέγιστο και η ΔΕΗ ζητά από όλους τους καταναλωτές να περιορίσουν την ζήτηση ή αναγκάζεται να κάνει περικοπές (ελεγχόμενη συσκότιση). Τα φωτοβολταϊκά συστήματα επιδοτούνται από το Ελληνικό κράτος μέσω του νέου επενδυτικού νόμου Ν. 3522/06 και του αναπτυξιακού νόμου Ν. 3299/04 για επενδυτές μεσαίας και μεγάλης κλίμακας (επιδότηση αγοράς εξοπλισμού έως και 40% ανάλογα με την περιοχή της εγκατάστασης και τα επιχειρηματικά κριτήρια που ικανοποιούνται). Στη συνέχεια, με βάση το νόμο Ν. 3468/06 για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας ο επενδυτής συνάπτει δεκαετές συμβόλαιο – με μονομερή δυνατότητα ανανέωσης της σύμβασης από την πλευρά του επενδυτή για ακόμη δέκα χρόνια – για την πώληση της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγει στον ΔΕΣΜΗΕ (Διαχειριστής Ελληνικού Συστήματος Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας) για τις διασυνδεδεμένες περιοχές, ή απευθείας στη ΔΕΗ για τις μη-διασυνδεδεμένες περιοχές. Η τιμή πώλησης κυμαίνεται από 0,40 έως 0,50 Ευρώ ανά κιλοβατώρα (kWh) ανάλογα με το μέγεθος και την περιοχή της εγκατάστασης.
Όμως, και ο ιδιώτης μπορεί να επωφεληθεί του νόμου 3468, πουλώντας την πλεονάζουσα ενέργεια της εγκατάστασης ιδιόχρησης που διαθέτει στις ίδιες ανταγωνιστικές τιμές, με επιπλέον όφελος φοροελάφρυνσης έως και 700 Ευρώ.
Τα κίνητρα αυτά έχουν ήδη δείξει τα πρώτα αποτελέσματα, και πλέον βλέπουμε τη δημιουργία φωτοβολταϊκών πάρκων σε πολλές περιοχές της χώρας, και την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων σε καινούργια ή και παλιότερα σπίτια. Με την τρέχουσα νομοθεσία η Ελληνική πολιτεία στοχεύει στην δημιουργία μεγάλων ως πολύ μεγάλων φωτοβολταϊκών πάρκων, σε αντίθεση με άλλες χώρες, που όπως η Γερμανία στοχεύουν στην ανάπτυξη πολλών μικρών συστημάτων. Μία σχετική σύγκριση φαίνεται στο διάγραμμα που ακολουθεί. Τα στοιχεία του διαγράμματος προέρχονται από τον σύνδεσμο εταιρειών ηλιακής ενέργειας της Γερμανίας (BSW) και από την Ελληνική Ρυθμιστική Αρχή Ενέργειας (ΡΑΕ).
ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΝΩΣΗ:
Η ευρωπαϊκή νομοθεσία είναι αντίστοιχη με την ελληνική. Πολλές πόλεις χωρών της Ευρωπαϊκής Ένωσης έχουν παράσχει ανάλογα κίνητρα για την εγκατάσταση Φ/Β τόσο σε οικιακές όσο και σε εταιρικές εγκαταστάσεις. Πρόσφατα, η πόλη με την μεγαλύτερη ηλιοφάνεια στην Γερμανία, το Φράιμπουργκ[1] (Freiburg im Breisgau) διατηρώντας τον τίτλο της "πράσινης πόλης" ανακοίνωσε την εγκατάσταση Φ/Β σε οικίες και δημόσια κτίρια, ενώ τον Οκτώβριο του 2008 φιλοξενήθηκε το διεθνές συνέδριο για τα Φ/Β[2]. Οι οικιακοί καταναλωτές στην πόλη πωλούν τα ποσά ενέργειας που περισσεύουν στον παροχέα ηλεκτρικής ενέργειας. Παρόμοιες προσπάθειες γίνονται, επίσης, στην Νότια Γαλλία και στην Ιταλία, καθώς οι περιοχές αυτές πλεονεκτούν από την άποψη ημερήσιας ηλιοφάνειας. Προσδοκάται, ωστόσο, η εγκατάσταση Φ/Β και σε βορειότερες περιοχές, ιδιαίτερα όταν βελτιωθεί ο συντελεστής απόδοσής τους.
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο: ΘΕΡΜΙΚΑ ΗΛΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ
2.1 ΗΛΙΑΚΟΙ ΘΕΡΜΟΣΙΦΩΝΕΣ: ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΚΑΙ ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΟΥΝ
Η πιο απλή και διαδεδομένη μορφή των θερμικών ηλιακών συστημάτων, καθώς επίσης γενικότερα η απλούστερη και γνωστότερη ηλιακή συσκευή, είναι οι ηλιακοί θερμοσίφωνες, οι οποίοι απορροφούν την ηλιακή ενέργεια και στη συνέχεια, τη μεταφέρουν με τη μορφή θερμότητας σε κάποιο ρευστό, όπως το νερό για παράδειγμα. Κατά την λειτουργία του ηλιακού θερμοσιφώνου γίνεται εκμετάλλευση δυο φυσικών φαινομένων. Με την αρχή του θερμοσιφώνου επιτυγχάνεται η κυκλοφορία του νερού με φυσικό τρόπο χωρίς μηχανικά μέρη (αντλίες κλπ.) ενώ η θέρμανση του νερού γίνεται με την εκμετάλλευση του φαινομένου του θερμοκηπίου που αναπτύσσεται στους συλλέκτες του. Το παραγόμενο ζεστό νερό χρησιμοποιείται για απλή οικιακή ή πιο σύνθετη βιομηχανική χρήση, τελευταία δε ακόμη και για τη θέρμανση και ψύξη χώρων μέσω κατάλληλων διατάξεων.
2.1 ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Χρησιμοποιείται ευρύτατα στις χώρες που έχουν μεγάλη ηλιοφάνεια, όπως για παράδειγμα στις χώρες της Μεσογείου και στην Κύπρο. Στην Ελλάδα η διάδοση των ηλιακών συσκευών είναι πολύ εντυπωσιακή: το πρώτο μοντέλο λανσαρίστηκε το 1974, το 1980 υπήρχαν εγκατεστημένα περίπου εκατόν πενήντα χιλιάδες τετραγωνικά μέτρα συλλεκτών και το 2004 περίπου τρία εκατομμύρια τετραγωνικά μέτρα συλλεκτών. Μέρος της επιτυχίας αυτής των ηλιακών θερμοσιφώνων στην Ελλάδα οφείλεται στα φορολογικά κίνητρα που είχε θεσπίσει το Ελληνικό κράτος. Σήμερα οι ηλιακοί θερμοσίφωνες χρησιμοποιούνται από περισσότερους από ένα εκατομμύριο καταναλωτές. Μέχρι και τα τελευταία χρόνια, η Ελλάδα ήταν απ' τις κύριες κατασκευάστριες χώρες ηλιακών θερμοσιφώνων.
2.2 ΤΑ ΕΙΔΗ ΤΩΝ ΗΛΙΑΚΩΝ ΘΕΡΜΟΣΙΦΩΝΩΝ
Διακρίνουμε δύο είδη ηλιακών θερμοσιφώνων ανάλογα με το κύκλωμα κυκλοφορίας του θερμαινόμενου μέσου:
Ανοικτού κυκλώματος: απευθείας θέρμανση του νερού χρήσης (το θερμαινόμενο μέσο είναι το ίδιο το νερό που θα χρησιμοποιήσουμε).
Κλειστού κυκλώματος: έμμεση θέρμανση του νερού χρήσης (το θερμαινόμενο μέσο κυκλοφορεί σε ιδιαίτερο κύκλωμα το οποίο θερμαίνει το νερό που θα χρησιμοποιήσουμε χωρίς να γίνεται ανάμιξή τους, μέσω εναλλάκτη θερμότητας).
Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες ανοικτού κυκλώματος είναι απλούστεροι και φθηνότεροι, έχουν όμως προβλήματα σε χαμηλές θερμοκρασίες (παγετούς) γιατί δεν μπορούμε να τους προσθέσουμε αντιψυκτικά μίγματα (το θερμαινόμενο μέσο είναι το ίδιο το νερό χρήσης). Στους ηλιακούς θερμοσίφωνες κλειστού κυκλώματος μπορεί το θερμαινόμενο μέσο να είναι και άλλο ρευστό (π.χ. λάδι). Αν είναι μόνο νερό, έχει αντιψυκτικά και αντιδιαβρωτικά πρόσθετα για προστασία της συσκευής.
Επίσης μπορούμε να κατηγοριοποιήσουμε τους ηλιακούς θερμοσίφωνες ανάλογα με τον αριθμό ενεργειακών πηγών που μπορούν να εκμεταλλευτούν σε:
Διπλής ενέργειας: Ο θερμοσίφωνας λειτουργεί εκμεταλλευόμενος είτε την ηλιακή ενέργεια είτε το ηλεκτρικό ρεύμα (π.χ. κατά την διάρκεια συννεφιάς οπότε η ηλιακή ενέργεια δεν είναι αρκετή για να ζεστάνει το νερό). Για τον σκοπό αυτό, υπάρχει ηλεκτρική αντίσταση τοποθετημένη εντός του τμήματος αποθήκευσης.
Τριπλής ενέργειας: Λειτουργεί όπως ο ηλιακός θερμοσίφωνας διπλής ενέργειας αλλά έχει επιπλέον μια είσοδο για να εκμεταλλευτεί ως θερμαντικό μέσο το ζεστό νερό του καλοριφέρ που παράγεται από τον λέβητα κεντρικής θέρμανσης. Προϋπόθεση για την εγκατάσταση ηλιακού θερμοσίφωνα τριπλής ενέργειας είναι να υπάρχει η κατάλληλη υποδομή στο οίκημα υπό την μορφή ξεχωριστών σωληνώσεων (ανά διαμέρισμα εάν πρόκειται για πολυκατοικία) που να συνδέουν το λεβητοστάσιο με τον χώρο εγκατάστασης του ηλιακού θερμοσίφωνα (ταράτσα ή σκεπή).
2.3 ΜΕΡΗ ΑΠΟ ΤΑ ΟΠΟΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΙΤΑΙ
Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες, ανεξάρτητα από το είδος τους, αποτελούνται από δύο βασικά μέρη:
Το τμήμα συλλογής (οι ηλιακοί συλλέκτες, η επιφάνεια απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας).
Το τμήμα αποθήκευσης (η δεξαμενή αποθήκευσης του νερού).
Τα δύο αυτά μέρη είναι συναρμολογημένα μαζί και συνδέονται με σωληνώσεις, αλλά σε μεγαλύτερα συστήματα μπορούν να είναι και χωριστά και να χρησιμοποιούνται αντλίες για την κυκλοφορία του θερμαινόμενου μέσου, ειδικά όταν το τμήμα αποθήκευσης δεν βρίσκεται στον ίδιο χώρο με το τμήμα συλλογής. Το τμήμα αποθήκευσης διαθέτει και ηλεκτρική αντίσταση με θερμοστάτη, για να μπορεί να παράγεται ζεστό νερό και σε άσχημες καιρικές συνθήκες. Οι ακριβότεροι ηλιακοί θερμοσίφωνες διαθέτουν και κάποια λίγα εξαρτήματα ελέγχου όπως βαλβίδα υπερπίεσης ή αυτόματα εξαεριστικά.
2.4 Ο ΗΛΙΑΚΟΣ ΘΕΡΜΟΣΙΦΩΝΑΣ ΩΣ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΗ
Ο ηλιακός θερμοσίφωνας είναι μια απ' τις "καθαρότερες" και πιο αποδοτικές συσκευές που χρησιμοποιούν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Στη διάρκεια ζωής του ο ηλιακός θερμοσίφωνας εξοικονομεί περίπου δυο χιλιάδες ευρώ απ' τους λογαριασμούς ρεύματος σε τιμές 2005, ενώ αποφεύγεται η έκλυση περίπου τριάντα τόνων διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.
Κάθε ντους με νερό από ηλιακό θερμοσίφωνα ισοδυναμεί με τρία κιλά διοξειδίου του άνθρακα λιγότερα στην ατμόσφαιρα.
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο: ΠΑΘΗΤΙΚΑ ΗΛΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ
3.1 ΤΙ ΕΙΝΑΙ, ΠΡΟΫΠΟΘΕΣΕΙΣ ΓΙΑ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥΣ ΚΑΙ ΕΙΔΗ
Τα παθητικά ηλιακά συστήματα εκμεταλλεύονται τη θερμότητα, που εκπέμπεται μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας.
Αναγκαία προϋπόθεση για τη σωστή λειτουργία των
παθητικών ηλιακών συστημάτων ώστε να αξιοποιήσουν
όσο το δυνατό περισσότερο την ηλιακή ενέργεια, είναι
ένας κατάλληλος σχεδιασμός του κτιρίου. Αυτό σημαίνει
ότι το κέλυφος πρέπει να επιτρέπει :
• Τη μέγιστη ηλιακή συλλογή
• Τη μέγιστη θερμοχωρητικότητα
• Τις ελάχιστες θερμικές απώλειες
Η λειτουργία των παθητικών συστημάτων βασίζεται σε 3 µηχανισµούς
• Το φαινόμενο του θερμοκηπίου
(συλλογή της ηλιακής ακτινοβολίας και η διατήρηση της στο εσωτερικό του κτιρίου για την θέρμανση των χώρων)
• Τη θερμική υστέρηση των υλικών (θερμοχωρητικότητα)
• Τις αρχές µετάδοσης της θερμότητας
(την ιδιότητα της θερμότητας να µμεταφέρεται από το θερμό στο κρύο αντικείμενο).
Είδη παθητικών ηλιακών συστημάτων για θέρμανση
• Άμεσο κέρδος
• Έµµεσο κέρδος
• Αποµονωµένο κέρδος
3.2 ΑΜΕΣΟ ΚΕΡΔΟΣ
Το πιο απλό σύστημα που αξιοποιεί την ηλιακή ακτινοβολία για την θέρμανση του κτιρίου είναι το άμεσο κέρδος µέσω των νότια προσανατολισμένων ανοιγμάτων.
H αποτελεσματικότητα ενός τέτοιου συστήματος επηρεάζεται από τους εξής παράγοντες :
• Προσανατολισμός
• Θέση ανοιγμάτων
• Μέγεθος ανοιγμάτων
3.3 ΕΜΜΕΣΟ ΚΕΡΔΟΣ
Ανήκουν τα συστήµατα που αξιοποιούν έµµεσα τα ηλιακά οφέλη για
την θέρμανση του κτιρίου.
Αυτά τα συστήµατα απορροφούν την ηλιακή ακτινοβολία που
προσπίπτει στο κέλυφος και ύστερα επιτρέπουν στη θερμότητα να
διεισδύσει στους χώρους διαβίωσης.
Ο θερμικός τοίχος (τοίχος μάζης, Τrombe ή τοίχος νερού) το δώμα
θερμικής αποθήκευσης και ο τοίχος μεταξύ του θερμοκηπίου και του
χώρου διαβίωσης, είναι οι κύριες εφαρμογές των μηχανισμών έµµεσου
κέρδους.
Τοίχος θερμικής αποθήκευσης:
Είναι ένας συνδυασμός τοίχου νότιου προσανατολισμού και μιας εξωτερικής διάφανης επιφάνειας (συνήθως γυαλί) στη εξωτερική πλευρά του τοίχου σε απόσταση συνήθως 10cm. Η εξωτερική επιφάνεια του τοίχου πρέπει να είναι σκουρόχρωμη ώστε να μεγιστοποιεί την απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας. Ο τοίχος κατασκευάζεται από υλικά μεγάλης θερμοχωρητικότητας για να διασφαλίζει χρονική υστέρηση τουλάχιστον 6h ώστε η εσωτερική του επιφάνεια να έχει τη μέγιστη θερμοκρασία στην αρχή της νύχτας.
Τοίχος Τrombe Michel:
Είναι ένας τοίχος θερμικής αποθήκευσης που σε όλο το επάνω και κάτω μέρος του μήκους του υπάρχουν θυρίδες για να διευκολύνουν την κίνηση του αέρα.
Η λειτουργία του βασίζεται στο φαινόμενο του θερµοσιφωνισµού και πραγματοποιείται κίνηση του αέρα λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας. Κατά τη διάρκεια της ημέρας ο θερμός αέρας κινείται προς τα πάνω και εισέρχεται στο χώρο απ’ την πάνω θυρίδα, ενώ ο ψυχρότερος αέρας από τον εσωτερικό χώρο περνάει από την κάτω θυρίδα και αντικαθιστά το κενό που δημιουργήθηκε μεταξύ τοίχου και υαλοπίνακα. Το καλοκαίρι βασική προϋπόθεση καλής λειτουργίας είναι ο τοίχος να σκιάζεται µε σταθερό ή κινούμενο σκίαστρο και ο φεγγίτης στο πάνω μέρος του υαλοστασίου να ανοίγει για να εξασφαλιστεί η απομάκρυνση του θερμού αέρα.
Θερμοκήπιο:
Το θερμοκήπιο ή σέρα ή ηλιακός χώρος είναι ένας κλειστός χώρος µε μεγάλο ποσοστό γυάλινης επιφάνειας και νότιο προσανατολισμό προσαρτημένο σε τµήµα του κτιρίου. Το σύστημα λειτουργεί καλύτερα αν μεταξύ του θερμοκηπίου και του κτιρίου υπάρχει τοίχος θερμικής αποθήκευσης κατασκευασμένος από υλικά μεγάλης θερμοχωρητικότητας. Η απόδοση του βελτιώνεται αν προβλεφθούν θυρίδες στο πάνω και κάτω μέρος του τοίχου για την κίνηση του αέρα.
3.4 ΑΠΟΜΟΝΩΜΕΝΟ ΚΕΡΔΟΣ
Στα συστήµατα αποµονωµένου κέρδους η επιφάνεια ηλιοσυλλογής δεν βρίσκεται σε
επαφή µε τον χώρο που επιθυµούµε να θερµάνουµε. Μεταξύ αυτής της επιφάνειας και το χώρο διαβίωσης υπάρχει ένας μηχανισμός µετάδοσης της θερμότητας όπως για παράδειγμα ένας ανεμιστήρας. Στα πραγματικά παθητικά ηλιακά συστήµατα η μετάδοση της θερμότητας γίνεται µε µη μηχανικά μέσα και βασίζεται κυρίως στην άνωση, μεταγωγή και ακτινοβολία της θερμότητας. Παράδειγμα αποµονωµένου κέρδους είναι το θερµοσιφωνικό πανέλο και το rock bed.
3.5 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
τα ηλιακά κέρδη το καλοκαίρι.
Πιο συγκεκριμένα εκτός από την πολύ σημαντική συνεισφορά του άμεσου ηλιακού κέρδους, τα συστήµατα έµµεσου κέρδους συνεισφέρουν στο ενεργειακό ισοζύγιο :
Ηλιακοί χώροι – Θερμοκήπια έως 60 %
Θερμικοί τοίχοι 20 – 35 %
Φυσικά, η εφαρμογή ενός η περισσοτέρων παθητικών συστημάτων σε ένα κτίριο δεν σημαίνει ότι το κτίριο γίνεται αυτομάτως βιοκλιµατικό. Ο στόχος του βιοκλιµατικού σχεδιασμού είναι να προσφέρει ένα θερμικά άνετο και υγιεινό εσωτερικό περιβάλλον, μειώνοντας στο ελάχιστο την επίδραση τους στο περιβάλλον, προστατεύοντας την υγεία του ανθρώπου και βελτιώνοντας την ποιότητα ζωής. Ένας τρόπος επίτευξης αυτών των στόχων είναι τα παθητικά ηλιακά συστήµατα, τα οποία εκμεταλλεύονται την ηλιακή ακτινοβολία για τη θέρμανση των κτιρίων, αλλά εξίσου σημαντικός είναι ο οικολογικός τρόπος δόμησης µε τη προσεχτική επιλογή υλικών και ο ορθός σχεδιασμός που συνεισφέρει τα μέγιστα στη µείωση της ενεργειακής κατανάλωσης.
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο: ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
4.1 ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Πυρηνική ενέργεια ή Ατομική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που απελευθερώνεται όταν μετασχηματίζονται ατομικοί πυρήνες. Είναι δηλαδή η δυναμική ενέργεια που είναι εγκλεισμένη στους πυρήνες των ατόμων λόγω της αλληλεπίδρασης των σωματιδίων που τα συνιστούν. Η πυρηνική ενέργεια απελευθερώνεται κατά τη σχάση ή σύντηξη των πυρήνων και εφόσον οι πυρηνικές αντιδράσεις είναι ελεγχόμενες (όπως συμβαίνει στην καρδιά ενός πυρηνικού αντιδραστήρα) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καλύψει ενεργειακές ανάγκες.
4.2 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ
Στις 16 Σεπτεμβρίου του 1954ο Lewis Strauss, ο πρόεδρος της Αμερικάνικης επιτροπής Ατομικής ενέργειας, στάθηκε μπροστά σε ακροατήριο επιστημόνων στη Νέα Υόρκη και με σιγουριά τους διαβεβαίωσε ότι τα παιδιά τους θα απολάμβαναν την ηλεκτρική ενέργεια, υπερβολικά φτηνή, με μηδαμινό κόστος. Η πρώτη εργαστηριακή πυρηνική σχάση επιτεύχθηκε από τους φυσικούς Όττο Χα και Λίζε Μάιτνερ, το 1938 στο Βερολίνο.
Οι δυο τους "βομβάρδισαν" ουράνιο με νετρόνια, σε μια προσπάθεια να το μετατρέψουν στο άγνωστο τότε στοιχείο με ατομικό αριθμό 93 (το ουράνιο έχει Α.Α. 92 και η προσθήκη στον πυρήνα του ενός νετρονίου θα έπρεπε, όπως είχε ήδη διαπιστωθεί ότι συνέβαινε με ελαφρύτερα στοιχεία, να το μετασχηματίσει σε ένα νέο στοιχείο με ένα πρωτόνιο παραπάνω). Το παραγόμενο όμως στοιχείο είχε ιδιότητες πολύ διαφορετικές από τις αναμενόμενες (για ένα βαρύ στοιχείο με Α.Α.93), γεγονός ανεξήγητο για τους δύο επιστήμονες.
Εκείνη την περίοδο η Μάιτνερ λόγω της εβραϊκής καταγωγής της υποχρεώθηκε να εγκαταλείψει το Βερολίνο και ο Χαν συνέχισε τα πειράματά του με τον επίσης Γερμανό φυσικό Φριτς Στράσμαν. Σύντομα οι τρεις (η Μάιτνερ εξόριστη στη Σκανδιναβία) κατέληξαν σε ένα πολύ τολμηρό συμπέρασμα: Το παραγόμενο στοιχείο με τις αναπάντεχες ιδιότητες ήταν βάριο, που έχει Α.Α. μόλις 56. Αυτό σήμαινε ότι με κάποιο τρόπο η προσθήκη νετρονίου στον πυρήνα του ουρανίου προκαλούσε τη "σχάση" του, όπως ονόμασε τη διαδικασία η Μάιτνερ, σε δύο στοιχεία: Το Βάριο που ήδη ήταν γνωστό και ένα ακόμα στοιχείο (το οποίο αργότερα ονομάστηκε Τεχνήτιο) με Α.Α. 43,απελευθερώνοντας μάλιστα τεράστια ποσά ενέργειας. Εκείνο όμως που έκανε ακόμα πιο ενδιαφέρουσα την ανακάλυψη, ήταν η απελευθέρωση (με τη σχάση) δύο νετρονίων, παρέχοντας τη δυνατότητα για μια αλυσιδωτή αντίδραση. Έτσι, τα δύο νετρόνια που απελευθερώνονται κατά τη σχάση του πυρήνα Ουρανίου προκαλούν τη σχάση δύο πρόσθετων πυρήνων Ουρανίου, απελευθερώνοντας 4 νετρόνια που με τη σειρά τους προκαλούν τη σχάση τεσσάρων πυρήνων κοκ. Με τον τρόπο αυτό μια ελάχιστη ποσότητα Ουρανίου μπορεί να απελευθερώσει με την αλυσιδωτή σχάση της ένα γιγαντιαίο ποσό ενέργειας, που -όπως έγινε σύντομα κατανοητό- είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί είτε για ειρηνικούς σκοπούς (την κάλυψη ενεργειακών αναγκών)είτε για την κατασκευή πυρηνικών βομβών.
4.3 ΠΥΡΗΝΙΚΑ ΑΤΥΧΗΜΑΤΑ
Το πρώτο πυρηνικό ατύχημα με διαρροή ραδιενέργειας συνέβη στον Καναδά, το 1952. Ήταν ωστόσο μικρής κλίμακας και δεν προκάλεσε θύματα ή αξιόλογη ρύπανση. Από τότε έχουν καταγραφεί τουλάχιστον 25 μικρής ή μεσαίας σημασίας ατυχήματα και ένα σοβαρό, αυτό στο Τσέρνομπιλ στις 26 Απριλίου 1986 (ΕΣΣΔ, τώρα Ουκρανία). Το 1964 ένας αμερικανικός δορυφόρος εφοδιασμένος με πλουτώνιο 238 για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας δεν κατόρθωσε να μπει στην προγραμματισμένη τροχιά και κατά την επάνοδό του στη Γη καταστράφηκε απελευθερώνοντας στην ατμόσφαιρα αρκετή ραδιενέργεια ώστε να μετρηθεί με τα μέσα της εποχής.
Τότε ο πυρήνας διασπάται, απελευθερώνει ενέργεια μαζί με δύο ή τρία άλλα νετρόνια. Καθώς διαφεύγουν, αυτά τα νετρόνια μπορούν να συγκρουστούν με άλλους πυρήνες ουρανίου 235 προκαλώντας πάλι σχάση, απελευθερώνοντας και άλλα νετρόνια και ενέργεια κ. ο. κ. Αυτή είναι η φημισμένη αλυσίδα των αντιδράσεων που αποτελεί πηγή ενέργειας στους πυρηνικούς αντιδραστήρες. Για να διευκολυνθεί αυτή η αλυσίδα αντιδράσεων, οι αντιδραστήρες πεπιεσμένου ύδατος χρησιμοποιούν ένα καύσιμο μέσω μιας σύνθετης διαδικασίας, αυξάνεται η ποσότητα του ουρανίου 235.
Πρόκειται για ένα εμπλουτισμένο ουράνιο. Το ουράνιο 235 αποτελείται κυρίως από το ουράνιο 238, ένα άτομο που δεν έχει τη δυνατότητα διάσπασης. Αν χρησιμοποιείται το φυσικό ουράνιο θα γινόταν μόνο μια σύγκρουση των νετρονίων με τον πυρήνα του ουρανίου 235, και έτσι η αλυσίδα αντιδράσεων θα εξελίσσονταν πιο δύσκολα. Επίσης τα απελευθερωμένα νετρόνια ταξιδεύουν με τόσο μεγάλη ταχύτητα που θα υπήρχε μικρή πιθανότητα με τον πυρήνα ενός ουρανίου. Για να αυξηθούν οι πιθανότητες σύγκρουσης, πρέπει να μειωθεί η ταχύτητα των νετρονίων. Αυτό γίνεται με έναν μετατροπέα. Μια ουσία, που επιβραδύνει τα νετρόνια χωρίς να τα απορροφά. Στον αντιδραστήρα πεπιεσμένου ύδατος, το νερό είναι αυτός ο μετατροπέας. Η αλυσίδα των αντιδράσεων γίνεται στην καρδιά του αντιδραστήρα, μια ατσάλινη δεξαμενή με πεπιεσμένο νερό γεμάτη. Το καύσιμο που είναι σε μορφή σβώλων, είναι μέσα σε μεταλλικές θήκες που ονομάζονται μολυβδίδες. Το νερό κυκλοφορεί ανάμεσα στις μολυβδίδες, επιβραδύνει τα νετρόνια που βγαίνουν από τη μια μολυβδίδα στην άλλη και έτσι ξεκινά μια αυτοσυντήρητη αλυσίδα αντιδράσεων. Το νερό όμως, που κυκλοφορεί στην καρδιά του αντιδραστήρα δεν ενεργεί μόνο ως μετατροπέας. Χρησιμοποιείται και ως μέσο ελέγχου της θερμοκρασίας και αποτρέπει την υπερθέρμανση της καρδιάς του αντιδραστήρα. Αυτό το νερό που ονομάζεται και πρωτεύων νερό, έχει μια ακόμα σημαντική λειτουργία: Θερμάμενο από το καύσιμο, εισχωρεί σε μυριάδες σωλήνες στη γεννήτρια ατμού γύρω από την οποία επίσης κυκλοφορεί νερό. Το νερό που κυκλοφορεί γύρω από αυτές τις σωλήνες, το δευτερεύων νερό, εξατμίζεται. Ο ατμός μεταβιβάζεται σε μια τεράστια τουρμπίνα που ενεργοποιεί έναν μεταλλάκτη ο οποίος παράγει ηλεκτρισμό. Ο ατμός δεν αποβάλλεται στο περιβάλλον. Υγροποιείται σε επαφή με ένα τρίτο κύκλωμα, το κύκλωμα ψύξης. Ένας σταθμός με αντλίες τροφοδοτεί το τρίτο κύκλωμα με κρύο νερό από τη θάλασσα ή από κάποιο ποτάμι. Το νερό από κάθε κύκλωμα επιστρέφει στο αρχικό του σημείο. Το τριτεύον νερό επιστρέφει στη θάλασσα ή στο ποτάμι, το δευτερεύον νερό επιστρέφει στη γεννήτρια ατμού και το πρωτεύον στη δεξαμενή του αντιδραστήρα. Αυτά τα τρία κυκλώματα ανταλλάσσουν θερμότητα, αλλά ποτέ υπό φυσιολογικές συνθήκες, νερό. Έτσι μειώνονται οι πιθανότητες μόλυνσης του περιβάλλοντος αφού μόνο το πρωτεύον νερό είναι ραδιενεργό που έρχεται σε επαφή με τα στοιχεία του καυσίμου. Αν δεν δημιουργηθεί διαρροή η ραδιενέργεια αυτή δεν μεταβιβάζεται στο δευτερεύον νερό.
Η πυρηνική ενέργεια έχει και τα μειονεκτήματά της, αλλά από άποψη αποτελεσματικότητας είναι αξεπέραστη. Η σχάση ενός ουρανίου 235 παράγει τόση ενέργεια, όση δύο τόνοι κάρβουνο σε ένα κλασσικό σταθμό ηλεκτρικής ενέργειας. Η ασφαλής λειτουργία ενός σταθμού πυρηνικής ενέργειας, αποτελεί μια τεράστια πρόκληση. Μπορεί να επιτευχθεί μόνο με την αύξηση των φραγμάτων, ανάμεσα στον πυρηνικό αντιδραστήρα και το περιβάλλον.
Χιροσίμα, 6 Αυγούστου 1945. Εκείνη τη μέρα η ανθρωπότητα ανακάλυψε με τρόμο τη φοβερή δύναμη του ατόμου. Ευτυχώς οι φυσικοί έμαθαν πώς να δαμάζουν αυτήν την ενέργεια για ειρηνικούς σκοπούς.
Μεγάλα βήματα έχουν γίνει σήμερα αν αναλογιστούμε ότι η πυρηνική ενέργεια παράγει το 20% του ηλεκτρισμού σε όλο τον κόσμο και γενικά οι επιδράσεις της στην υγεία και το περιβάλλον έχουν ελαχιστοποιηθεί. Εκτός βέβαια από κάποιες εξαιρέσεις, όπως το τρομερό ατύχημα στο Τσέρνομπιλ. Είναι γεγονός, πως η ασφάλεια ενός πυρηνικού αντιδραστήρα απαιτεί πολλά σύνθετα και δαπανηρά μέτρα και τεχνικές. Η ασφάλεια ενός πυρηνικού αντιδραστήρα, βασίζεται, σε μια αρχή που λέγεται ‘άμυνα σε βάθος’.
Αντικειμενικός στόχος της ‘άμυνας σε βάθος’, είναι η μείωση των πιθανών ατυχημάτων τα οποία θα μολύνουν το εργατικό δυναμικό, το περιβάλλον, ακόμα και τον πληθυσμό. Μια από τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται είναι η δημιουργία ασπίδων όσο πιο αξεπέραστων γίνεται ανάμεσα στην καρδιά του πυρηνικού αντιδραστήρα και τον εξωτερικό κόσμο. Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες πεπιεσμένου ύδατος, έχουν τρεις τέτοιες ασπίδες. Είναι διατεταγμένες όπως περίπου οι ‘ρωσικές κούκλες’. Η πρώτη ασπίδα αποτελείται από αεροστεγές μέταλλο, μέσα στην οποία είναι σφραγισμένοι οι σβώλοι του καυσίμου. Η δεύτερη ασπίδα είναι μια δεξαμενή πάχους 20 εκατοστών. Μέσα σ’ αυτή τη δεξαμενή που είναι γεμάτη με νερό και κλείνεται με ένα βαρύ μολύβι, βρίσκονται οι μολυβδίδες του καυσίμου. Η Τρίτη ασπίδα είναι ένας τσιμεντένιος τοίχος, που ονομάζεται κτίριο του αντιδραστήρα. Το κτίριο του αντιδραστήρα έχει σχεδιασθεί έτσι ώστε να αντέχει σε μεγάλα εξωτερικά χτυπήματα όπως η πτώση ενός αεροπλάνου ή ένας πολύ μεγάλος σεισμός. Σύμφωνα με τους ειδικούς, αυτή η τριπλή ασπίδα, εξουδετερώνει κάθε κίνδυνο μόλυνσης τους περιβάλλοντος. Για να περάσουν τα ραδιενεργά στοιχεία προς τα έξω, πρέπει να υπάρχει ταυτόχρονη διαρροή και στις τρεις ασπίδες και είναι ελάχιστη η πιθανότητα για να συμβεί κάτι τέτοιο. Ένας σταθμός πυρηνικής ενέργειας παράγει συνεχώς και ελαφρός ραδιενεργά απόβλητα, αλλά αυτά τα υγρά και τα αέρια απολυμαίνονται και ελέγχονται αυστηρά πριν απελευθερωθούν στο περιβάλλον. Μέσα στο εργοστάσιο λαμβάνονται πολλά μέτρα ασφαλείας που διασφαλίζουν την προστασία του προσωπικού.
Οι υπάλληλοι υποβάλλονται σε συστηματικούς ελέγχους για μόλυνση και το επίπεδο έκθεσης σε ραδιενέργεια. Η ασφάλεια των πυρηνικών αντιδραστήρων όμως, δεν περιλαμβάνει μόνο τον έλεγχο του πεδίου έκθεσης σε ραδιενέργεια των ανθρώπων, αλλά αποσκοπεί και στη μείωση των πιθανοτήτων σοβαρών ατυχημάτων. Γι’ αυτό οι αντιδραστήρες εξοπλίζονται με συστήματα που επιβραδύνουν ή σταματούν την αλυσίδα των αντιδράσεων. Ειδικοί ράβδοι, βυθίζονται στην καρδιά του αντιδραστήρα σε διάφορα βάθη. Οι ράβδοι απορροφούν τα νετρόνια που συμβάλουν στην συνέχιση της αλυσίδας των αντιδράσεων. Αυτό ή επιβραδύνει τις αντιδράσεις ή τις σταματά εντελώς. Ο αντιδραστήρας μπορεί να σταματήσει είτε αυτόματα είτε με το χέρι από την αίθουσα ελέγχου. Αν οι ράβδοι δεν λειτουργήσουν όπως πρέπει, μπορεί να προκληθεί μια αλυσίδα ανεξέλεγκτων αντιδράσεων και συνεπώς κάποιο ατύχημα. Σ’ αυτό το είδος πυρηνικού αντιδραστήρα μπορεί να συμβεί ατύχημα αν το νερό που ψύχει τον αντιδραστήρα σταματήσει να κυκλοφορεί. Στην χειρότερη περίπτωση η θερμοκρασία αυξάνεται στο κρίσιμο σημείο τήξης της καρδιάς του αντιδραστήρα. Αυτή είναι η χειρότερη καταστροφή που μπορεί να συμβεί σ’ αυτό το είδος αντιδραστήρα. Το μολυσμένο νερό που βρίσκεται στη δεξαμενή του αντιδραστήρα θα αρχίσει να βράζει και στη συνέχεια η δεξαμενή θα εκραγεί. Τήξη της καρδιάς του αντιδραστήρα συνέβη μια φορά στις ΗΠΑ, αλλά ευτυχώς δεν απελευθερώθηκε ενέργεια στο περιβάλλον.
Μια πολλά υποσχόμενη τεχνική αποτελεί χρήση ενός ισχυρού Computer που αναπαριστά και μελετάει πώς συμπεριφέρεται ένας πυρηνικός αντιδραστήρας σε επικίνδυνες περιστάσεις. Αυτό το σύστημα αναπαράγει σε πραγματικό χρόνο τη συμπεριφορά ενός αντιδραστήρα σε κάθε περίσταση. Από την αίθουσα ελέγχου αναπαρίστανται διάφορα ατυχήματα, όπως η διαρροή ή η αποτυχία μιας ασπίδωσης.
Μια άλλη οθόνη που ονομάζεται σταθμός εκπαίδευσης, οπτικοποιεί ένα μέρος ή όλο τον αντιδραστήρα για να παρατηρούνται τα φυσικά φαινόμενα που γίνονται μέσα. Από την αίθουσα ελέγχου γίνονται προσπάθειες να διατηρηθεί η κατάσταση υπό έλεγχο. Π. χ. Για να διατηρηθεί η θερμοκρασία ή η πίεση του αντιδραστήρα μέσα σε ασφαλή πλαίσια. Αυτό το εργαλείο επιτρέπει στους επιστήμονες να βρίσκουν τρόπους αντιμετώπισης κάθε πιθανής καταστροφής.
Σήμερα κάθε χώρα που έχει αναπτύξει πυρηνική βιομηχανία, αντιμετωπίζει ένα πολύ λεπτό πρόβλημα. Πώς να διαθέσει τους τόνους ραδιενεργών αποβλήτων που συνεχίζουν να συσσωρεύονται. Η πυρηνική ενέργεια ανακαλύφθηκε πριν λίγες δεκαετίες μόνο και ήδη οι χρήσεις της είναι αμέτρητες. Σήμερα είναι από τις καλύτερες πηγές ελεγχόμενης ενέργειας. Η εικόνα όμως δεν είναι τελείως ρόδινη. Όπως όλες οι ανθρώπινες δραστηριότητες, η πυρηνική ενέργεια παράγει απόβλητα, και ως σήμερα το πρόβλημα των πυρηνικών αποβλήτων είναι άλυτο.
Αυτό που κάνει τα πυρηνικά απόβλητα τόσο επικίνδυνα είναι η ραδιενέργειά τους.
Ένα σώμα είναι ραδιενεργό όταν τα άτομά του είναι ασταθή. Προσπαθώντας να επανέλθουν στη σταθερή τους κατάσταση τα άτομα απελευθερώνουν ραδιενέργεια σε μορφή σωματιδίων ή ενέργειας. Αυτή η ραδιενέργεια είναι πολύ τοξική για όλα τα έμβια όντα. Πέρα από κάποια συγκεκριμένα επίπεδα προκαλεί καρκίνο και μεταλλάξεις για παράδειγμα. Ευτυχώς τα ραδιενεργά στοιχεία δεν είναι αθάνατα. Εκπέμποντας ραδιενέργεια γίνονται νέα στοιχεία που τελικά η ενέργειά τους εξαντλείται. Ο χρόνος που απαιτείται για τη δραστηριότητα ενός συγκεκριμένου ραδιενεργού στοιχείου να μειώσει κατά το ήμισυ την αρχική του τιμή ραδιενέργειας, ονομάζεται ‘ημιπερίοδος ζωής’. Οι ημοπερίοδοι της ζωής, ποικίλουν σημαντικά. Κυμαίνονται από μερικά δέκατα του δευτερολέπτου μέχρι πολλά δισεκατομμύρια χρόνια. Τα πιο επικίνδυνα στοιχεία έχουν μια μέση ημιπερίοδο ζωής. Π. χ. το ιώδιο 131 έχει διάρκεια ζωής 8 ημέρες, το πλουτώνιο 239, 24.000 (είκοσι τέσσερις χιλιάδες χρόνια). Κατά κανόνα η ραδιενέργεια ενός στοιχείου μειώνεται πολύ σταδιακά. Υπολογίζεται ότι χρειάζεται δέκα (10) ημιπεριόδους ζωής, για να σταματήσει ένα στοιχείο να απειλεί σοβαρά.
Υπάρχουν διάφορα είδη πυρηνικών αποβλήτων. Ανάλογα με την προέλευσή τους και τη δραστηριότητά τους. Ως επί το πλείστον έχουν ελάχιστη ή μέτρια δραστηριότητα και σύντομο διάστημα ζωής. Μεταξύ αυτών είναι τα ρούχα ή τα γάντια, οι λαμπτήρες και οι βελόνες των νοσοκομείων. Ενώ αποτελούν το 95% του συνόλου των πυρηνικών αποβλήτων εκπέμπουν λιγότερο από το 1% της συνολικής ραδιενέργειας και γι’ αυτό δεν αποτελούν σοβαρό πρόβλημα. Μπορούν να αποθηκευτούν σε τσιμεντένιες χωματερές, ανάλογες με τους αρχαίους τύμβους. Τα πυρηνικά απόβλητα που προκαλούν τη μεγαλύτερη ανησυχία είναι αυτά με υψηλή περιεκτικότητα σε ραδιενέργεια. Αυτά αποτελούν το 1% των συνολικών πυρηνικών αποβλήτων αλλά εκπέμπουν το 99% της συνολικής ραδιενέργειας και κυρίως η διάρκεια ζωής τους είναι δεκάδες χιλιάδες χρόνια. Αυτά τα απόβλητα προέρχονται κυρίως από τα σβησμένα καύσιμα των σταθμών πυρηνικής ενέργειας. Σε ένα σταθμό ενέργεια ένα καύσιμο σπάνια διαρκεί πάνω από 3-4 χρόνια και μετά παύει να είναι αποτελεσματικό. Το πρόβλημα είναι πώς θα διατεθούν αυτά τα σβησμένα καύσιμα. Ορισμένες τα χώρες ανακυκλώνουν. Τα σβησμένα καύσιμα δεν περιέχουν μόνο άχρηστες ουσίες αλλά και υλικά που μπορούν να ανακυκλωθούν για να παράγουν νέο πυρηνικό καύσιμο.
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5ο: ΥΔΡΟΓΟΝΟ
5.1 ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΥΔΡΟΓΟΝΟΚΙΝΗΣΗ
Το HHO αποτελείται από 2 μέρη Υδρογόνου και 1 Οξυγόνου. Το πρόσθετο μόριο του Οξυγόνου κάνει το ΗΗΟ πιο εύφλεκτο από το σκέτο Υδρογόνο. Οι περισσότεροι χρήστες του ΗΗΟ έχουν οικονομία από 20 έως 30% στην κατανάλωση καυσίμου. Υπάρχουν όμως και περιπτώσεις που τα αποτελέσματα είναι καλύτερα.
Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα. Το αέριο ΗΗΟ μειώνει την κατανάλωση του καυσίμου με το να αυξάνει το επίπεδο των οκτανίων αναγκάζοντας έτσι το βασικό καύσιμο να κάνει καλύτερη καύση. Τα περισσότερα οκτάνια έχουν ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη ιπποδύναμη. Τα υψηλότερα οκτάνια, περισσότερη ιπποδύναμη και καλύτερη ανάφλεξη του βασικού καυσίμου έχουν ως αποτέλεσμα περισσότερα χιλιόμετρα ανά λίτρο. Το ΗΗΟ ως καύσιμο βοηθά να καθαρίσουν τα υπολείμματα του άνθρακα από το εσωτερικό της μηχανής. Τα υπολείμματα της καύσης του ΗΗΟ είναι καθαρό νερό. Έτσι εξοικονομεί κανείς καύσιμα, γλυτώνει χρήματα και βοηθά και το περιβάλλον.
Ένα υβριδικό σύστημα καυσίμου δεν είναι πιο ευάλωτο στην οξείδωση. Το βασικό καύσιμο (βενζίνη, πετρέλαιο, υγραέριο) παράγει αρκετή θερμότητα κατά την καύση του, ούτως ώστε το αέριο ΗΗΟ να εξατμίζεται κατά την μετατροπή του πάλι σε νερό και να αποβάλλεται από την εξάτμιση. Το σύστημα αυτό μπορεί επίσης να βελτιώσει τις επιδόσεις ενός αυτοκινήτου. Η παροχή του ΗΗΟ μέσα στον κινητήρα εσωτερικής καύσης βοηθά στον καθαρισμό των εσωτερικών τμημάτων του κινητήρα κατά την διάρκεια της λειτουργίας του. Θα αυξήσει την ροπή και την ιπποδύναμη και θα μειώσει τους βλαβερούς υδρογονάνθρακες που απελευθερώνονται μέσω της εξάτμισης. Το υδρογόνο καίγεται πιο γρήγορα και πιο καθαρά από το βασικό καύσιμο μέσα στην μηχανή. Αυτό κάνει το όχημα να λειτουργεί πιο ομαλά και πιο αποδοτικά ίσως από κάθε άλλη φορά. Επιπλέον, το ΗΗΟ δουλεύει με όλους τους τύπους καυσίμων σε όλες τις μηχανές εσωτερικής καύσης και η γεννήτρια υδρογόνου δεν προκαλεί κανένα πρόβλημα στις μηχανές.
Όσον αφορά τη συντήρηση, θα πρέπει κανείς να γεμίσει το ντεπόζιτο με αποσταγμένο νερό όταν χρειαστεί. Κάθε 1000 χιλιόμετρα θα χρειαστεί 1 λίτρο νερού. Κάθε 3 με 6 μήνες αναλόγως της χρήσης συνιστάται να αδειάζει και να ξεπλένει ο χρήστης το σύστημα και το μείγμα να αντικαθίσταται με καινούργιο (αποσταγμένο νερό και ηλεκτρολύτης).
Είναι θεμελιώδους αξίας η προσοχή στο να τοποθετηθεί αποσταγμένο νερό στη μηχανή. Το αποσταγμένο νερό κατά βάση είναι καθαρό νερό. Οι άλλοι τύποι νερού όπως το νερό βρύσης, μεταλλικό νερό, νερό από γεώτρηση κ.λπ. θα δουλέψουν αλλά αυτό θα προκαλέσει το να δημιουργηθούν κατάλοιπα με τον ηλεκτρολύτη και με τα άλατα και άλλα στοιχεία που περιέχονται σε αυτά. Αυτά τα κατάλοιπα θα επικαθήσουν στις πλάκες της γεννήτριας και σαν αποτέλεσμα θα έχει το να μην παράγετε αρκετό αέριο ΗΗΟ.
Αυτό επίσης γίνεται και με άλλους τύπους ηλεκτρολύτη που περιέχουν σόδα. Η σόδα σύντομα θα επικαθήσει στις πλάκες τις γεννήτριας και θα την κάνει να λειτουργεί ανεπαρκώς για την παραγωγή του ΗΗΟ.
Σε ό,τι αφορά τη γεννήτρια, θα πρέπει να γίνει γνωστό, πως η γεννήτρια υδρογόνου δεν προκαλεί κανένα πρόβλημα στις μηχανές και δεν υπάρχει καμία περίπτωση να εκραγεί. Η παραγωγή υδρογόνου γίνεται μόνο όταν το αυτοκίνητο λειτουργεί. Σε αντίθεση με τα δοχεία υπό πίεση υπάρχει μόνο μία μικρή ποσότητα ΗΗΟ στο σύστημα. Ούτε σε περίπτωση ατυχήματος μπορεί να εκραγεί, γιατί λειτουργεί μόνο με νερό και ηλεκτρολύτη. Τέλος, η γεννήτρια υδρογόνου μπορεί να χρησιμοποιηθεί μαζί με οποιαδήποτε γεννήτρια ρεύματος.
5.1 ΥΒΡΙΔΙΚΟ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ
Ανεξάρτητες έρευνες έχουν δείξει ότι η μετατροπή του νερού σε ΗΗΟ μπορεί και δουλεύει. Αυτές οι έρευνες έχουν δείξει ότι οι μηχανές που χρησιμοποιούν ΗΗΟ χρειάζονται λιγότερη βενζίνη και παράγουν λιγότερες εκπομπές άνθρακα. Οι έρευνες αυτές έχουν επίσης δείξει ότι η χρήση υδρογόνου επιτρέπει στις μηχανές να δουλεύουν με ένα πιο φτωχό μείγμα καυσίμου/αέρος. Χωρίς την προσθήκη υδρογόνου το ποσοστό βενζίνης/αέρα είναι 1/14,7 σε όγκο μάζας. Με την προσθήκη του υδρογόνου η μηχανή μπορεί να δουλέψει σε ένα ποσοστό βενζίνης/αέρα της τάξεως του 1/20 ή και περισσότερο, πράγμα που θα ήταν αδύνατο χωρίς την προσθήκη του υδρογόνου. Η προσθήκη του ΗΗΟ δεν προσθέτει πολλή ενέργεια όπως την καταλαβαίνουμε. Όμως η παρουσία του υδρογόνου λειτουργεί αναμορφωτικά – βοηθάει τα βαριά μόρια του καυσίμου να καίγονται πιο καλά από ότι θα καίγονταν χωρίς το υδρογόνο. Αυτό σημαίνει ότι η μικρή ποσότητα του ΗΗΟ στη μηχανή βοηθάει στην καύση της ποσότητας του καυσίμου που σε άλλη περίπτωση δεν θα καιγόταν, κατεβάζοντας την παραδοσιακή στοιχειομετρία της ποσότητας καυσίμου/αέρος σε πιο μικρά ποσοστά.
5.2 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ – ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΕΝΑΝΤΙ ΣΥΜΒΑΤΙΚΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ:
Το υδρογόνο έχει τo υψηλότερο ενεργειακό περιεχόμενο ανά μονάδα βάρους από οποιοδήποτε άλλο γνωστό καύσιμο, 120,7 kJ/kg, περίπου τρεις φορές μεγαλύτερο από αυτό της συμβατικής βενζίνης.
Το υδρογόνο κάνει καθαρή καύση. Όταν καίγεται το υδρογόνο με οξυγόνο παράγει μόνο νερό και θερμότητα. Όταν καίγεται το υδρογόνο με τον ατμοσφαιρικό αέρα, ο οποίος αποτελείται περίπου από 68% άζωτο, παράγονται επίσης αμελητέες ποσότητες οξειδίων του αζώτου.
Εξαιτίας της καθαρής καύσης του υδρογόνου είναι σημαντικό να τονίσουμε ότι το καύσιμο αυτό δε συμβάλει στη μόλυνση του περιβάλλοντος. Το ποσό του νερού που παράγεται κατά τη καύση του υδρογόνου είναι τέτοιο ώστε να θεωρείται επίσης αμελητέο και μη ικανό να επιφέρει κάποια κλιματολογική αλλαγή δεδομένης ακόμα και μαζικής χρήσης του υδρογόνου ως καύσιμο που θα μπορούσε να αντικαταστήσει τα υγρά καύσιμα τα οποία του πήραν την πρώτη θέση στην αρχή του αιώνα μας, με τις διαστρεβλωμένες πληροφορίες που πήραν το φως της δημοσιότητας στο αεροπορικό ατύχημα που προαναφέραμε.
• Το υδρογόνο με τις κατάλληλες συνθήκες φύλαξης και διακίνησης είναι το ίδιο ακίνδυνο όσο η βενζίνη, το πετρέλαιο diesel ή το φυσικό αέριο. Ακόμα περισσότερο περιορίζεται κάθε κίνδυνος όταν παράγουμε υδρογόνο την στιγμή της κατανάλωσης του με την απλή διαδικασία της διάσπασης του από το νερό με την γνωστή μέθοδο της ηλεκτρόλυσης. Δηλαδή στην προκειμένη περίπτωση η αποθήκη καυσίμου μας είναι μόνο μια δεξαμενή νερού. Το υδρογόνο μάλιστα είναι το λιγότερο εύφλεκτο σε απουσία αέρα με θερμοκρασία αυθόρμητης ανάφλεξης τους 585 °C (230 °C έναντι 480 °C της βενζίνης).
• Το υδρογόνο μπορεί να συμβάλει στη μείωση του ρυθμού κατανάλωσης των περιορισμένων φυσικών καυσίμων. Αν και σε πολλές περιπτώσεις αυτά τα ίδια καύσιμα χρησιμοποιούνται για την παρασκευή υδρογόνου το ενεργειακό όφελος είναι μεγάλο. Μάλιστα η πιο συμφέρουσα οικονομικά αυτή τη στιγμή μέθοδος παρασκευής υδρογόνου βασίζεται στη μετατροπή του μεθανίου του φυσικού αερίου.
• Υδρογόνο μπορεί να παρασκευαστεί με πάρα πολλές μεθόδους σε οποιαδήποτε χώρα και σε οποιοδήποτε μέρος κι επομένως μπορεί να βοηθήσει στην ανάπτυξη αποκεντροποιημένων συστημάτων παραγωγής ενέργειας. Αυτό θα ωφελήσει φτωχότερα και λιγότερο αναπτυγμένα κράτη τα οποία σήμερα εξαρτώνται ενεργειακά από άλλα ισχυρότερα.
Η πιο συνηθισμένη και διαδεδομένη μέθοδος σήμερα είναι η τοποθέτηση μικρών φωτοβολταϊκών πάνελ για την παραγωγή από τον ήλιο οπουδήποτε στον πλανήτη της λίγης ενέργειας που χρειάζεται για την διάσπαση του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο και στην συνέχεια η αποθήκευση του υδρογόνου για οποιαδήποτε από τις χρήσεις που προαναφέραμε. Εναλλακτικά μπορεί να χρησιμοποιηθεί εξ ίσου καλά ή και ακόμα καλύτερα μια υδρογεννήτρια ή μια ανεμογεννήτρια.
ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ:
Τα περισσότερα μειονεκτήματα χρήσης του υδρογόνου έχουν να κάνουν με την ελλιπή σημερινή υποδομή και αποτελούν κυρίως τεχνικά προβλήματα τα οποία αναζητούν λύση.
• Η αποθήκευση του υδρογόνου. Δεδομένου του ότι το υδρογόνο είναι πολύ ελαφρύ, η συμπίεση μεγάλης ποσότητας σε μικρού μεγέθους δεξαμενή είναι δύσκολη λόγω των υψηλών πιέσεων που χρειάζονται για να επιτευχθεί η υγροποίηση.
• Η έλλειψη οργανωμένου δικτύου διανομής υδρογόνου.
• Η τιμή του υδρογόνου είναι σχετικά υψηλή σε σύγκριση με αυτή της βενζίνης ή του πετρελαίου. Η περισσότερο διαδεδομένη λόγω χαμηλού κόστους μέθοδος παραγωγής υδρογόνου αυτή τη στιγμή είναι η μετατροπή του φυσικού αερίου. Ωστόσο όσο εξελίσσονται και άλλες μέθοδοι, όπως η μετατροπή της αιολικής ενέργειας, το κόστος θα συνεχίσει να μειώνεται. (το παράδειγμα που προαναφέραμε με απλά την χρήση μιας πηγής ενέργειας για την διάσπαση του νερού).
• Αν και στις περισσότερες των περιπτώσεων το υδρογόνο θεωρείται περισσότερο ασφαλές από οποιοδήποτε άλλο καύσιμο, κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες μπορεί να γίνει εξαιρετικά επικίνδυνο αν ξεφύγουμε έστω και ελάχιστα από τα στάνταρτ ασφαλείας.
• Η αυξημένη τιμή των κυψελών καυσίμου με τις οποίες αυτή τη στιγμή γίνεται η μεγαλύτερη εκμετάλλευση του υδρογόνου ως καύσιμο. Επιπλέον η τεχνολογία των κυψελών καυσίμου δε μπορεί να θεωρηθεί ολοκληρωτικά αξιόπιστη αφού προς το παρόν υπάρχουν αρκετά τεχνικά προβλήματα τα οποία αναζητούν αξιόπιστες λύσεις. Κυψέλες προσανατολισμένες για οικιακή και μεταφορική χρήση χαρακτηρίζονται από μικρή ανοχή σε καύσιμα μη υψηλής καθαρότητας. Αυτό με τη σειρά του αυξάνει το κόστος παραγωγής του καυσίμου.
Κυψέλες καυσίμου προσανατολισμένες για βιομηχανική χρήση πάλι χαρακτηρίζονται από πολύ υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας.
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6ο: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ΑΠΕ ΣΤΗΝ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΟΤΗΤΑ
6.1 ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ ΑΝΑΓΚΩΝ
Το πρώτο βήμα για την αλλαγή που θα πρέπει να κάνει κανείς, είναι ο υπολογισμός της ενέργειας που καταναλώνει σήμερα. Αν είναι νέο σπίτι τότε θα πρέπει να υπολογιστούν οι ανάγκες αυτού του σπιτιού. Κάθε συσκευή που θα χρησιμοποιηθεί, θα πρέπει να καταγραφεί και θα πρέπει να υπολογιστεί η κατανάλωσή τους και η χρήση τους ανά ημέρα , ανά εποχή, ανά χρήση. Θα πρέπει να καταγραφούν όλες τις συνήθειές μας, τον τρόπο ζωής μας σε έναν πίνακα και στο τέλος να προσθέτουμε τις καταναλώσεις για να υπολογίσουμε τις συνολικές ανάγκες. Στόχος μιας τέτοιας ανάλυσης είναι ο καλύτερος υπολογισμός των αναγκών, την κορύφωσή της κατανάλωσης για τον καλύτερο σχεδιασμό του συστήματος που πρόκειται να τοποθετήσουμε.
6.2 ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ
Η ζωή με ένα αυτόνομο σύστημα έχει και απαιτήσεις από τον χρήστη του. Όλος ο σχεδιασμός θα πρέπει να βασίζεται σε δύο αρχές, την πειθαρχία και την αποτελεσματικότητα.
Η πειθαρχία αφορά την αλλαγή συμπεριφοράς στην κατανάλωση ενέργειας. Δηλαδή αλλάζοντας τον τρόπο συμπεριφοράς του χρήστη από μια σπάταλη νοοτροπία σε μια πειθαρχημένη συμπεριφορά όπως π. χ. να σβήνει κάποιος το φως από ένα δωμάτιο όταν φεύγει, από το να το αφήνει αναμμένο όπως γίνεται συνήθως. Τέτοιες συνειδησιακές επιλογές είναι απαραίτητες για την μείωση της κατανάλωσης ενέργειας.
Η αποτελεσματικότητα από την άλλη πλευρά, μειώνει την κατανάλωση ενέργειας χωρίς να αλλάζει τον τρόπο ζωής επιλέγοντας ‘συσκευές χαμηλής κατανάλωσης’ και λαμπτήρες φθορισμού.
Με την μείωση της κατανάλωσης ενέργειας μειώνουμε το κόστος εγκατάστασης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Για κάθε Ευρώ που θα επενδύσετε στον τομέα της αποτελεσματικότητας, θα κερδίσετε από 3-5 Ευρώ από το κόστος ενός συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ΑΠΕ.
Η πειθαρχία και η αποτελεσματικότητα πηγαίνουν μαζί σε όλες τις επιλογές στην ενέργεια και είναι προϋπόθεση για να τοποθετήσει κάποιος ΑΠΕ.
6.3 ΕΠΙΛΟΓΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΓΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑΣ
Φώτα: Οι λάμπες πυρακτώσεως με την ενέργεια που καταναλώνουν, παράγουν 95% θερμότητα και μόνο 5% φως. Η επιλογή λαμπτήρων φθορισμού είναι μονόδρομος για τις ΑΠΕ. Χρειαζόμαστε μόνο το ένα τέταρτο της ενέργειας για να έχουμε το ίδιο το αποτέλεσμα.
Ψυγείο: Τη δεκαετία του 1970 τα ψυγεία κατανάλωναν 1500 Kwh το χρόνο. Σήμερα αυτό έχει μειωθεί σε κάτω από 500Kwh το χρόνο για τα ψυγεία ενεργειακής κλάσης Α. Ένα τέτοιο ψυγείο καταναλώνει 40% λιγότερο από ένα συμβατικό ψυγείο του 2001.
Πλυντήριο: Στις προηγούμενες δεκαετίες άλλαξαν πολλά στα πλυντήρια. Ήρθαν τα οριζοντίου άξονα που καταναλώνουν λιγότερο νερό και λιγότερο ρεύμα που χρειάζεται για να ζεστάνει το νερό. Σήμερα υπάρχουν πλυντήρια με δικό τους θερμοστάτη, ώστε να μπορούν να παίρνουν ζεστό νερό από ηλιακό θερμοσίφωνα και να μειώσουν την κατανάλωση μέχρι και 90% σε σύγκριση με ένα συμβατικό πλυντήριο.
6.4 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΚΑΤΟΙΚΙΑΣ
Σ’ ένα τυπικά αμερικάνικο σπίτι (κάτι αντίστοιχο συμβαίνει και σε κατοικίες του δυτικού κόσμου), η μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας γίνεται για τη θέρμανση και την ψύξη του σπιτιού, καθώς και για τη θέρμανση του ζεστού νερού χρήσης. Αν θέλει κανείς να ασχοληθεί σοβαρά με την αποτελεσματικότητα, σ’ αυτό θα πρέπει να επικεντρώσει τις προσπάθειές του.
Θα πρέπει να μειώσει κανείς τις απώλειες του κτιρίου. Να απομονώσει τους τοίχους, την οροφή και το δάπεδο από το εξωτερικό περιβάλλον. Να δημιουργήσει ένα περίβλημα στο κτίριο για να διατηρήσει ένα ανεκτό περιβάλλον χειμώνα καλοκαίρι. Αν κατασκευάζει ένα σπίτι εξ’ αρχής, τα πράγματα είναι ευκολότερα. Θα πρέπει να σκεφτεί σοβαρά την κατασκευή ενός βιοκλιματικού σπιτιού, το οποίο είναι ιδανικό για την ψύξη και την θέρμανση του κτιρίου. Βασική αρχή του σχεδιασμού είναι η χρησιμοποίηση των φυσικών μορφών ενέργειας, όπως η ακτινοβολία του ήλιου και ο άνεμος για την θέρμανση και την ψύξη του σπιτιού.
6.1 ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΝΟΣ ΤΥΠΙΚΑ ΑΜΕΡΙΚΑΝΙΚΟΥ ΣΠΙΤΙΟΥ
6.5 Η ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΩΝ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Δεν υπάρχει ένα σταθερό σύστημα αξιολόγησης και σχεδιασμού για το ιδανικό σύστημα ΑΠΕ.
Σημαντικοί παράγοντες για το σχεδιασμό του έχουν: η θέση του, οι κλιματικές αλλαγές, τα εμπόδια, και οι οικονομικοί παράγοντες. Ας δούμε όμως τις ΑΠΕ και τις ανάγκες τους.
Ηλιακοί Θερμοσίφωνες: Σ αυτόν τον τομέα περιλαμβάνονται διάφορες πηγές συλλεκτών και τρόπους διανομής. Έτσι μπορεί να αφορά ζεστό νερό χρήσης αλλά και ζεστό νερό για τη θέρμανση του σπιτιού με καλύτερη απόδοση όταν αυτό γίνεται σε συνδυασμό με ενδοδαπέδια θέρμανση ή την υποβοήθηση του συστήματος θέρμανσης του σπιτιού. Τοποθετώντας ένα ηλιακό σύστημα θέρμανσης νερού είναι η καλύτερη επένδυση που μπορεί να κάνει κάποιος για να μειώσει τους λογαριασμούς του ηλεκτρικού ρεύματος ή του φυσικού αερίου. Η επιστροφή των χρημάτων της επένδυσης γίνεται συνήθως σε λιγότερο από 8 χρόνια. Εξαρτάται φυσικά από το μέγεθος του εγκατεστημένου συστήματος, το τοπικό κλίμα και τη χρήση του ζεστού νερού. Για ένα σπίτι ανεξάρτητο από τα δίκτυα ρεύματος η τοποθέτηση ηλιακού θερμοσίφωνα αποτελεί ανάγκη και υποχρέωση. Όλοι οι ηλιακοί θερμοσίφωνες όμως δεν είναι ίδιοι. Ένα αξιόπιστο σύστημα θα πρέπει να καλύπτει το 90% των αναγκών.
Αν οι λόγοι που θέλετε να εγκαταστήσετε ένα συστήματος ΑΠΕ είναι για την προστασία του περιβάλλοντος ή δεν είστε ακόμα έτοιμοι να διαχειριστείτε την ενέργεια, τότε είναι προτιμότερο να τοποθετήσετε ένα διασυνδεδεμένο σύστημα με το δίκτυο. Ένα σύστημα φωτοβολταϊκών είναι απλό, πιο οικονομικό, χωρίς επισκευές, και αποτελεσματικό.
Φωτοβολταϊκά: Υπάρχουν πολλές επιλογές για τον σχεδιασμό ενός συστήματος. Ανάλογα με το χώρο που έχετε διαθέσιμο. Αυτό θα σας τα εξηγήσουν όλοι οι προμηθευτές, αλλά μερικά που δεν θα σας πουν είναι: Τα φωτοβολταϊκά υπερθερμαίνονται. Η θερμοκρασία πίσω από τα πάνελ μπορεί να αγγίξει και τους 80 βαθμούς Κελσίου. Γι’ αυτό προσοχή στο χώρο που θα τα τοποθετήσετε γιατί μπορεί να δημιουργηθούν άλλα προβλήματα. Η σωστή κλίση είναι ίδια με την παράλληλο που βρίσκεται το σπίτι. Η απόδοσή τους μπορεί να επηρεαστεί σε υψηλές θερμοκρασίες ή σε υπερβολική υγρασία και φυσικά δεν θα πρέπει να σκιάζονται. Η σωστή επιλογή εταιρείας θα σας προστατέψει από τέτοια προβλήματα. Πειράματα μείωσης κόστους με φθηνά προϊόντα αμφιβόλου προέλευσης είναι επιλογή υψηλού ρίσκου.
Ανεμογεννήτρια: Οι ανεμογεννήτριες είναι αρκετά οικονομικές στην παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Θα πρέπει όμως πρώτα να είστε σίγουροι για το ότι υπάρχει αρκετός άνεμος στην περιοχή σας. Και ειδικά όσον αφορά τον άνεμο δεν θα πρέπει να υπάρχουν εμπόδια στην περιοχή. Η ανεμογεννήτρια θα πρέπει να βρίσκεται τουλάχιστον 9 μέτρα πάνω από τα γύρω εμπόδια. Και εδώ υπάρχουν πολλές επιλογές. Τα μυστικά δε που θα πρέπει να ψάξετε είναι το επίπεδο του θορύβου και το σύστημα ανάρτησης. Οι ανεμογεννήτριες θα πρέπει ετησίως να κατεβαίνουν και να συντηρούνται. Απλές μεν συντηρήσεις , αλλά θα πρέπει να κατεβαίνουν εύκολα και χωρίς μεγάλο κόστος και να διαθέτουν γύρω τους ένα χώρο ασφαλείας ώστε να μην προξενήσουν ζημιά σε περίπτωση ατυχήματος. Για την τοποθέτησή της θα χρειαστεί πύργος, αγκύρια και ειδικός τεχνικός.
Μικρά υδροηλεκτρικά: Αυτά φυσικά είναι πολύ αποτελεσματικά, αλλά πολύ σπάνια υπάρχει η δυνατότητα να τοποθετηθούν στην χώρα μας.
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ
ΣΥΝΕΝΤΕΥΞΗ ΜΕ ΘΕΜΑ ΤΑ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ
Mας δόθηκε η ευκαιρία να συνομιλήσουμε στα γραφεία της ΔΕΗ με την υπάλληλο, η οποία απασχολείται με τα φωτοβολταϊκά στοιχεία στο κατάστημα πωλήσεων, κυρία Παπαδοπούλου Γεωργία. Ακολουθεί η συνέντευξη μας όπως αυτή καταγράφηκε:
Ερώτηση: Αληθεύει ότι τα φωτοβολταϊκά στοιχεία θεωρούνται τοξικά;
Απάντηση: Κυκλοφορεί αυτή η φήμη. Το πυρίτιο, που είναι το βασικό υλικό κατασκευής των πλαισίων των πάνελ, δε θεωρείται τοξικό. Υπάρχουν βέβαια και τοξικά υλικά σε μικρό ποσοστό, όπως είναι ο μόλυβδος, το κάδμιο και το αρσένιο. Αυτά δεν απελευθερώνονται στο περιβάλλον, αλλά όταν περάσει η διάρκεια ζωής των πάνελ, θα ανακυκλωθούν. Βέβαια, το κόστος ανακύκλωσης των πάνελ είναι άγνωστο, καθώς επίσης και κατά πόσο υπάρχει περίπτωση τα τοξικά αυτά υλικά να απελευθερωθούν στο περιβάλλον σε περίπτωση διαρροής, λόγω κακής κατασκευής ή διαρροής σε δύσκολες καιρικές συνθήκες, πυρκαγιάς κ.λπ..
Ερώτηση: Πόσο προσδόκιμο χρόνο ζωής έχουν οι φωτοβολταϊκοί συλλέκτες;
Απάντηση: Οι φωτοβολταϊκοί συλλέκτες έχουν διάρκεια ζωής 20-25 χρόνια. Βέβαια, ενδιάμεσα κάθε 7 ή 10 χρόνια θα πρέπει να αντικαθίστανται οι μπαταρίες των συστημάτων.
Ερώτηση: Έχουμε κέρδος με τη χρήση των φωτοβολταϊκών στοιχείων;
Απάντηση: Αναμφισβήτητα ναι. Ανάλογα με την ηλιοφάνεια, ένα μέσο σπίτι για φωτοβολταϊκό στέγης έχει καθαρό έσοδο 7.500-10.000 ευρώ το χρόνο.
Ερώτηση: Πόσο χώρο απαιτεί ένα φωτοβολταϊκό σύστημα;
Απάντηση: Υπολόγισε ότι για κάθε 1KW από το οποίο παράγονται ετησίως 1.200-1.500 KWh το χρόνο ανάλογα με την ηλιοφάνεια, απαιτούνται 8,5 τμ χώρου.
Ερώτηση: Τα πάνελ αντέχουν σε δύσκολες καιρικές συνθήκες;
Απάντηση: Κατά το μέγιστο δυνατό, χωρίς να μπορούμε να προεξοφλούμε την αντοχή τους.
Ερώτηση: Στην Ελλάδα σε ποιες περιοχές μπορούν να τοποθετηθούν φωτοβολταϊκά στοιχεία;
Απάντηση: Οπουδήποτε, ανά την επικράτεια της Ελλάδας.
Ερώτηση: Για ποιο λόγο θεωρείτε ότι οι Έλληνες είναι ακόμα επιφυλακτικοί με τα φωτοβολταϊκά;
Απάντηση: Οι δύσκολες οικονομικές συνθήκες και το κόστος εγκατάστασης φωτοβολταϊκών συστημάτων, οι αλλαγές της τιμής της KWh απόδοσης, η οποία αναθεωρείται με πτωτικές πιέσεις πάντα. Ακόμα, μέχρι σήμερα υπήρχε μεγάλη ευχέρεια δανειοδότησης από τράπεζες, που εντός 6-7 χρόνων ο ιδιοκτήτης των φωτοβολταϊκών έκανε και απόσβεση της επένδυσής του, ενώ τώρα και οι τράπεζες είναι επιφυλακτικές, αλλά και καθυστερεί η απόσβεση της επένδυσης λόγω της πτώσης της τιμής ανά παραγόμενη KWh.
Ερώτηση: Τι ενεργειακές ανάγκες καλύπτουμε με ένα φωτοβολταϊκό;
Απάντηση: Καλύπτουμε ανάγκες τηλεπικοινωνίας, φωτισμού και ψύξης.
Ερώτηση: Εάν κάποιος θελήσει να τοποθετήσει στην οικεία του
Φωτοβολταϊκά στέγης, πού μπορεί να απευθυνθεί;
Απάντηση: Κατ’ αρχήν θα πρέπει να έρθει σε επικοινωνία με την εταιρεία εγκατάστασης φωτοβολταϊκών συστημάτων, η οποία θα του εκπονήσει μελέτη ανάλογη με τις ενεργειακές ανάγκες που θα καλύπτονται από το συγκεκριμένο φωτοβολταϊκό. Ύστερα θα έρθει σε επαφή με τη ΔΕΗ υποβάλλοντας το σχέδιο του συγκεκριμένου φωτοβολταϊκού. Η ΔΕΗ με τη σειρά της θα εγκρίνει κατά πόσο είναι σε θέση να απορροφήσει μέσω του δικτύου της την παραγόμενη ενέργεια από το φωτοβολταϊκό, δίνοντας το πράσινο φως με την υπογραφή των σχετικών συμβάσεων, για την εγκατάσταση του συστήματος.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΣΥΝΕΝΤΕΥΞΗΣ
Τα φωτοβολταϊκά είναι ό,τι πιο νέο στο χώρο της ενέργειας στη χώρα μας. Σε μια εποχή που η χώρα μας μαστίζεται από πλείστα όσα προβλήματα προσέλκυσης επενδύσεων και ανάπτυξης, αποτελούν τον κύριο πόλο έλξης επίτευξης των στόχων αυτών. Αυτό πραγματοποιείται, τόσο σε επίπεδο κρατικό με το πρόγραμμα «ΗΛΙΟΣ», όσο και σε επίπεδο ιδιωτικής πρωτοβουλίας.
Ως κάτι νέο που θα πρέπει να εστιάσουμε, έχουμε την αίσθηση, ότι το τελικό συμπέρασμα της προσφοράς των φωτοβολταϊκών στον ενεργειακό ορίζοντα της χώρας, στο περιβάλλον, στην οικονομία, αλλά και της ωφέλειάς τους ως επένδυσης σε κάθε επίπεδο, θα μπορούμε να το έχουμε σε δέκα περίπου χρόνια, όταν θα χρειαστεί να γίνουν και κάποιες εργασίες πάνω σε αυτά και θα έχουν αφεθεί εκτεθειμένα στις καιρικές μεταβολές. Σίγουρα με τα σημερινά δεδομένα και την τιμή της παραγόμενης kwh {0,495} που πωλείται στη ΔΕΗ αποτελούν μια επένδυση, η οποία αποσβένεται μέσα στα πρώτα πέντε έως επτά χρόνια και μπορεί να αποφέρει σταθερά κέρδη στα υπόλοιπα από αυτά χρόνια.
Ωστόσο είναι βέβαιο, ότι σταδιακά επειδή η παραπάνω τιμή θα μειώνεται θα χαθεί και το ενδιαφέρον προσέλκυσης μικροεπενδυτών μέσω των φωτοβολταϊκών στέγης και θα υπάρχουν μόνο μεγάλες επενδύσεις που θα καλύπτουν χωράφια και αγρούς χωρίς να έχει καθοριστεί ακόμη αν όλα αυτά θα γίνουν εις βάρος της αγροτικής παραγωγής της χώρας . Παραμένει να δούμε τα όποια αποτελέσματα και να τα αξιοποιήσουμε με τον καλύτερο δυνατό τρόπο.
ΓΡΑΦΗΜΑΤΑ ΠΡΟΕΡΧΟΜΕΝΑ ΑΠΟ ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΠΟΥ ΜΟΙΡΑΣΤΗΚΑΝ
Από ερωτηματολόγια που δόθηκαν σε μαθητές του Γυμνασίου και Λυκείου, λάβαμε τις παρακάτω απαντήσεις, υπολογίζοντας τον μέσο όρο.
7. Στην περιοχή σας, σε πόσες οικιακές μονάδες γνωρίζετε ότι έχουν τοποθετηθεί φωτοβολταϊκά;
Ο μέσος όρος των φωτοβολταϊκών που παρατηρήθηκε από τους ερωτηθέντες σε οικιακές μονάδες στην περιοχή τους, ανέρχεται στον αριθμό 5.
Ωστόσο, μέσω της έρευνας που κάναμε, διαπιστώσαμε, ότι συνολικά στην περιφέρεια της Άρτας έχουν τοποθετηθεί 2.200 φωτοβολταϊκά στέγης. Επομένως, καταλήγουμε στο συμπέρασμα, πως οι μαθητές δεν έχουν παρατηρήσει το σωστό αριθμό ΦΒ συστημάτων στη γύρω περιοχή τους.
8. Στην περιοχή σας, σε πόσες γεωργικές μονάδες γνωρίζετε ότι έχουν τοποθετηθεί φωτοβολταϊκά;
Ο μέσος όρος των φωτοβολταϊκών που έχει παρατηρηθεί από τους ερωτηθέντες σε γεωργικές μονάδες, ανέρχεται στον αριθμό 3.
Για τις ΑΠΕ ισχύει:
α) Κοστίζουν αρχικά και δεν υπάρχει κανένα οικονομικό όφελος.--> 9%
β) Είναι ασύμφορες οικονομικά, αλλά είναι οικολογικές.--> 19%
γ) Κοστίζουν αρχικά, αλλά μακροπρόθεσμα επιφέρουν κέρδη.--> 61%
δ) Τίποτα από τα παραπάνω.--> 11%
ΠΗΓΕΣ
www.ecoarchitects.gr
el.wikipedia.org
1gym-ag-parask.att.sch.gr
www.mikres-aggelies.com
www.automobile-club.gr
