a.readmore { /* CSS properties go here */ }

Δευτέρα, 30 Ιανουαρίου 2012

ΣΗΜΑΝΤΙΚΕΣ ΠΗΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ


1. ΑΝΑΓΚΑΙΟΤΗΤΑ ΧΡΗΣΗΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Όπως είδαμε η εντατική χρήση των ορυκτών καυσίμων (γαιάνθρακες, πετρέλαιο, φυσικό αέριο) και της πυρηνικής ενέργειας τα τελευταία χρόνια, ευθύνεται σε μεγάλο βαθμό για τα σοβαρά περιβαλλοντικά προβλήματα που αντιμετωπίζει ο πλανήτης μας και τα οποία έχουν άμεσο αντίκτυπο στις κλιματικές συνθήκες και γενικά στις συνθήκες ζωής πάνω στον πλανήτη.
Είναι φανερό ότι οι ενεργειακές ανάγκες συνεχώς θα αυξάνονται, αφού ο πληθυσμός της γης αυξάνεται με γοργούς ρυθμούς αλλά και η βελτίωση του βιοτικού επιπέδου του ανθρώπου πολλαπλασιάζει τις δραστηριότητές του, οι οποίες τελικά απαιτούν κατανάλωση ενέργειας.
Η ανθρωπότητα καλείται να απαντήσει στο βασικό ερώτημα, αν θα συνεχίσει να καλύπτει τις ενεργειακές της ανάγκες κυρίως με τα ορυκτά καύσιμα (μέχρι αυτά να εξαντληθούν) με την επακόλουθη περιβαλλοντική επιβάρυνση ή θα αναζητήσει σύντομα άλλες λύσεις. Οι παγκόσμιες συνδιασκέψεις του Ρίο, του Κιότο και της Χάγης δυστυχώς δεν κατάφεραν να δώσουν ουσιαστική λύση στο πρόβλημα αυτό.

Η μόνη απάντηση που προς το παρόν διαφαίνεται ότι θα περιορίσει δραστικά τα περιβαλλοντικά προβλήματα είναι η χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (Α.Π.Ε). Αν και η τεχνολογία έχει κάνει σημαντικά βήματα προς τον τομέα αυτό, η εφαρμογή των Α.Π.Ε βρίσκεται σε αρχικό ακόμη στάδιο. Η εκμετάλλευση του ήλιου, του ανέμου, του νερού, της γεωθερμίας και της βιομάζας, που αποτελούν πηγές ενέργειας φιλικές προς το περιβάλλον, μπορούν και πρέπει να γίνουν οικονομικά εκμεταλλεύσιμες ώστε να συμβάλλουν στην αειφόρο ανάπτυξη, εφόσον είναι ανανεώσιμες και ρυπαίνουν ελάχιστα ή καθόλου.
Στη χώρα μας υπάρχει η δυνατότητα αξιοποίησης αυτών των πηγών ενέργειας, γιατί και σημαντική ηλιοφάνεια έχουμε και αιολικό δυναμικό υπάρχει, ιδιαίτερα στα νησιά, αλλά και υδάτινο δυναμικό στις ορεινές περιοχές.






Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
Η παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η ηλιακή, αιολική, γεωθερμική και ενέργεια βιομάζας έχουν τη μικρότερη επίδραση στο περιβάλλον. Αυτές οι "φιλικές προς το περιβάλλον" πηγές ενέργειας δίνουν στον καταναλωτή ένα εναλλακτικό τρόπο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από αυτόν με τη χρήση άνθρακα, πυρηνικής ενέργειας, φυσικού αερίου, πετρελαίου και μεγάλων υδροηλεκτρικών μονάδων. Σήμερα οι μονάδες παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος που λειτουργούν με άνθρακα παράγουν το μεγαλύτερο ποσοστό ηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο. Όμως αυτή η φτηνή μέθοδος προκαλεί τη μεγαλύτερη καταστροφή στο περιβάλλον με την εκπομπή τοξικών αερίων. Αυτά τα τοξικά αέρια, διοξείδιο του θείου και οξείδια του αζώτου, σε συνδυασμό με το νερό της βροχής δημιουργούν την όξινη βροχή και συμβάλλουν στη αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη.
Ηλιακή ενέργεια
Ο ήλιος εκπέμπει τεράστια ποσότητα ενέργειας ημερησίως. Η ηλιακή ακτινοβολία αξιοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρισμού με δύο τρόπους. Θερμικές και φωτοβολταϊκές εφαρμογές. Η πρώτη είναι η συλλογή της ηλιακής ενέργειας για να παραχθεί θερμότητα, κυρίως για τη θέρμανση του νερού και τη μετατροπή του σε ατμό για την κίνηση τουρμπίνων. Στη δεύτερη εφαρμογή τα φωτοβολταϊκά συστήματα μετατρέπουν το φως του ήλιου σε ηλεκτρισμό με τη χρήση φωτοβολταϊκών κυψελών ή συστοιχιών. Αυτή η τεχνολογία που εμφανίστηκε στις αρχές του 1970 στα διαστημικά προγράμματα των ΗΠΑ έχει μειώσει το κόστος παραγωγής ηλεκτρισμού με αυτόν τον τρόπο από $300 σε $4 το Watt. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα χρησιμοποιούνται κυρίως σε αγροτικές και απομακρυσμένες περιοχές όπου η σύνδεση με το δίκτυο είναι πολύ ακριβή. Αν και όλη η γη δέχεται την ηλιακή ακτινοβολία, η ποσότητά της εξαρτάται κυρίως από τη γεωγραφική θέση, την ημέρα, την εποχή και τη νεφοκάλυψη. Η έρημος δέχεται περίπου το διπλάσιο ποσό ηλιακής ενέργειας από άλλες περιοχές.
Αιολική ενέργεια
Αυτή η μορφή καθαρής ενέργειας που δεν μολύνει το περιβάλλον παράγεται με τη χρήση τουρμπίνων ή ανεμογεννητριών για την παραγωγή ηλεκτρισμού.Οι ΗΠΑ σήμερα έχουν εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρισμού με ανεμογεννήτριες δυναμικότητας 1600 Mw, οι οποίες παράγουν 3 δισεκατομμύρια κιλοβατώρες ηλεκτρικού ρεύματος κάθε χρόνο. Η αιολική ενέργεια τροφοδοτεί με ηλεκτρικό ρεύμα τους κατοίκους της Καλιφόρνιας με εκατομμύρια κιλοβατώρες κάθε χρόνο. Η μεγαλύτερη ανεμογεννήτρια στο Μίτσιγκαν, που αποτελείται από φτερωτές, γρανάζια και μία γεννήτρια εξοικονομεί 600 τόνους άνθρακα το χρόνο.
Γεωθερμική ενέργεια
Βαθιά κάτω από την επιφάνεια της γης το θερμό μάγμα ζεσταίνει το νερό και ο ατμός που παράγεται χρησιμοποιείται για να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα. Οι γεωθερμικές πηγές διαφέρουν στη θερμοκρασία. Πηγές χαμηλής ή μέτριας θερμοκρασίας (50ο - 150οC) χρησιμοποιούνται για να παρέχουν άμεσα θερμότητα στα σπίτια και στις βιομηχανίες, ενώ οι υψηλής θερμοκρασίας (πάνω από 150οC) γεωθερμικές πηγές χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Οι γεωθερμικές μονάδες παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος είναι πολύ οικονομικές και έχουν πολύ μικρή αρνητική επίδραση στο περιβάλλον καθώς παράγουν μόνο το 1/6 του διοξειδίου του άνθρακα από ότι θα παρήγαγε μια μονάδα που λειτουργεί με φυσικό αέριο. Το κόστος της γεωθερμικής ενέργειας ποικίλει. Μπορεί να είναι από $ 0,015 μέχρι $ 0.35 ανα κιλοβατώρα.
Βιομάζα
Οι μονάδες παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος που λειτουργούν με βιομάζα καίνε ξύλο και αγροτικά ή κτηνοτροφικά απόβλητα για να παράγουν ενέργεια. Η βιομάζα, η οποία είναι καθαρή και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, αξιοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρισμού με δύο τρόπους. Σύμφωνα με τον ένα τρόπο η στερεή βιομάζα καίγεται σε έναν καυστήρα για τη θέρμανση νερού και ο ατμός που παράγεται χρησιμοποιείται για να θέσει σε λειτουργία μια γεννήτρια που παράγει ηλεκρισμό. Σύμφωνα με το δεύτερο τρόπο τα αέρια που δημιουργούνται από τη βιομάζα χρησιμοποιούνται για καύση και παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Στις ΗΠΑ η βιομάζα αποδίδει 7500 Mw ηλεκτρικού ρεύματος - ποσότητα αρκετή για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες εκατομμυρίων νοικοκυριών. Σήμερα οι διάφορες μορφές ενέργειας βιομάζας αντιστοιχούν στο 4% της συνολικής ενέργειας που καταναλώνεται στις ΗΠΑ και το 45% των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Μικρές υδροηλεκτρικές μονάδες
Η μετατροπή της ενέργειας των υδατοπτώσεων με τη χρήση υδραυλικών τουρμπίνων παράγει την υδροηλεκτρική ενέργεια. Η υδροηλεκτρική ενέργεια ταξινομείται σε μεγάλης και μικρής κλίμακας. Η μικρή κλίμακας υδροηλεκτρική ενέργεια διαφέρει σημαντικά από τη μεγάλης κλίμακας σε ότι αφορά τις επιπτώσεις στο περιβάλλον. Οι μεγάλης κλίμακας υδροηλεκτρικές μονάδες απαιτούν τη δημιουργία φραγμάτων και τεράστιων δεξαμενών με σημαντικές επιπτώσεις στο άμεσο περιβάλλον. Η κατασκευή φραγμάτων για τη συγκέντρωση νερού περιορίζει τη μετακίνηση των ψαριών, της άγριας ζωής και επηρεάζει ολόκληρο το οικοσύστημα. Τα μικρής κλίμακας συστήματα τοποθετούνται δίπλα σε ποτάμια και κανάλια και έχουν λιγότερες επιπτώσεις στο περιβάλλον οικοσύστημα. Υδροηλεκτρικές μονάδες λιγότερες των 30 Mw σε μέγεθος χαρακτηρίζονται μικρής κλίμακας και θεωρούνται ανανεώσιμες πηγές. Το γρήγορα κινούμενο νερό οδηγείται μέσα από τούνελ να περιστρέψει τουρμπίνες, δημιουργώντας έτσι μηχανική ενέργεια. Μια γεννήτρια μετατρέπει αυτή την ενέργεια σε ηλεκτρική. Διαφορετικά από ότι συμβαίνει με τα ορυκτά καύσιμα, το νερό δεν αχρηστεύεται κατά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για άλλους σκοπούς.








2.1 ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Όπως είδαμε ο ήλιος είναι η βασική πηγή ενέργειας του πλανήτη μας. Ο Ήλιος ( εκ του αβέλιος - αέλιος - ηέλιος = ο ακτινοβολών, ο πυρπολών) είναι απλανής αστέρας μέσου μεγέθους που λόγω των μεγάλων θερμοκρασιών των στοιχείων που τον συνθέτουν, μεταξύ των οποίων και το υδρογόνο, τα μόρια αλλά και τα άτομά τους βρίσκονται σε μια κατάσταση " νέφους " θετικών και αρνητικών φορτίων ή κατάσταση πλάσματος, όπως ονομάστηκε.

Σχ.7 Οι αναλύσεις των ακτίνων του Ήλιου έδειξαν ότι αποτελείται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο
Σ' αυτές τις θερμοκρασίες, μερικών εκατομμυρίων οC, οι ταχύτατα κινούμενοι πυρήνες υδρογόνου (H) συσσωματώνονται, υπερνικώντας τις μεταξύ τους απωστικές ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις και δημιουργούν πυρήνες του στοιχείου ηλίου (Ηe). Η πυρηνική αυτή αντίδραση -σύντηξη πυρήνων- είναι εξώθερμη και χαρακτηρίζεται από τη γνωστή μας έκλυση τεράστιων ποσοτήτων ενέργειας ή θερμότητας ή όπως συνηθίζεται να λέγεται, ηλιακής ενέργειας, που ακτινοβολείται προς όλες τις κατευθύνσεις στο διάστημα.(Διαφ.2)(Για να δείτε τη διαφάνεια κάντε κλικ πάνω στη λέξη)
Αν και αυτό συμβαίνει συνεχώς εδώ και 5 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου, ο ήλιος διαθέτει τεράστιες ποσότητες υδρογόνου και δεν αναμένεται να υπάρξει μείωση της ενέργειας που ακτινοβολείται από αυτόν. Στο μεγαλύτερο τμήμα της χώρα μας η ηλιοφάνεια διαρκεί περισσότερες από 2700 ώρες το χρόνο. Στη Δυτική Μακεδονία και την Ήπειρο εμφανίζει τις μικρότερες τιμές κυμαινόμενη από 2200 ως 2300 ώρες, ενώ στη Ρόδο και τη νότια Κρήτη ξεπερνά τις 3100 ώρες ετησίως.







2.1.1 Αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας
Σήμερα αξιοποιούμε με πολλούς τρόπους την ευεργετική δράση της ηλιακής ακτινοβολίας:
1) Με τη χρήση των θερμικών ηλιακών συστημάτων που συλλέγουν την, όπου την αποθηκεύουν και ονομάζονται ενεργητικά ηλιακά συστήματα.
2) Με τα παθητικά ηλιακά συστήματα, δηλαδή όλα τα κατάλληλα σχεδιασμένα και συνδυασμένα δομικά στοιχεία των οικοδομικών κατασκευών (κτηρίων) που υποβοηθούν την καλύτερη άμεση ή έμμεση εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας είτε για τη θέρμανση των κτηρίων το χειμώνα είτε για το δροσισμό τους το καλοκαίρι.

Κατοικίες σχεδιασμένες για την καλύτερη αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας

3) Με την κατευθείαν μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική με τη χρήση των φωτοβολταϊκών συστημάτων.

Φωτοβολταϊκά σε κατοικίες

Αυτοκίνητο που κινείται με ηλιακή ενέργεια

Μετατροπή της ηλιακής ενέργειας για την κίνηση αυτοκινήτου






2.1.2 Τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα
Η "καρδιά" ενός ενεργητικού ηλιακού συστήματος είναι ο ηλιακός συλλέκτης που είναι συνήθως τοποθετημένος στην ταράτσα ή στη στέγη ενός σπιτιού.
 Ηλιακός συλλέκτης

Εικ. 3. Ηλιακό χωριό στην Πεύκη Αττικής
(Πηγή: Εγχειρίδιο ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, ΚΑΠΕ-1998)

Ο συλλέκτης αυτός περιλαμβάνει μια μαύρη, συνήθως επίπεδη μεταλλική επιφάνεια,
η οποία απορροφά την ακτινοβολία και θερμαίνεται. Πάνω από την απορροφητική επιφάνεια βρίσκεται ένα διαφανές κάλυμμα (συνήθως από γυαλί ή πλαστικό) που παγιδεύει τη θερμότητα (φαινόμενο θερμοκηπίου). Σε επαφή με την απορροφητική επιφάνεια τοποθετούνται λεπτοί σωλήνες μέσα στους οποίους διοχετεύεται κάποιο υγρό, που απάγει την θερμότητα και τη μεταφέρει, με τη βοήθεια μικρών αντλιών (κυκλοφορητές), σε μια μεμονωμένη δεξαμενή αποθήκευσης. Το πιο απλό και διαδεδομένο σήμερα ενεργητικό ηλιακό σύστημα θέρμανσης νερού είναι ο γνωστός μας ηλιακός θερμοσίφωνας.

Διάγραμμα ηλιακού θερμοσίφωνα
Με τη βοήθεια παραβολικών ανακλαστικών δίσκων, η ηλιακή ακτινοβολία μπορεί να συγκεντρωθεί στο εστιακό σημείο 600 ως 2000 φορές περισσότερο από τη συνήθη και η θερμοκρασία να ανέλθει στους 800 ως 1500 οC. Η θερμότητα που συλλέγεται με τις παραπάνω μεθόδους χρησιμοποιείται για την παραγωγή υπέρθερμου ατμού, ο οποίος κινεί μια ηλεκτρογεννήτρια. Έτσι με τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα μπορούμε να παράγουμε και ηλεκτρική ενέργεια.




2.1.3 Τα παθητικά ηλιακά συστήματα
 
Νότιος προσανατολισμός κτιρίου
Είναι τα δομικά στοιχεία ενός κτιρίου που υποβοηθούν την καλύτερη άμεση ή έμμεση εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας για τη θέρμανση ή το δροσισμό του κτιρίου.
Προϋπόθεση για την εφαρμογή σ' ένα κτήριο παθητικών ηλιακών συστημάτων είναι η θερμομόνωσή του, ώστε να περιοριστούν οι θερμικές απώλειες (χρήση κατάλληλων υλικών και διπλών τζαμιών, στεγανοποίηση, κ.ά.). Η αρχή λειτουργίας των παθητικών συστημάτων θέρμανσης βασίζεται στο "φαινόμενο του θερμοκηπίου" ενώ τα παθητικά συστήματα δροσισμού βασίζονται στην ηλιοπροστασία του κτηρίου, δηλαδή στην παρεμπόδιση της εισόδου των ανεπιθύμητων κατά τη θερινή περίοδο ακτίνων του ήλιου στο κτήριο. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση μόνιμων ή κινητών σκίαστρων (πρόβολοι, τέντες, περσίδες, κληματαριές κ.ά.) που τοποθετούνται κατάλληλα, καθώς και με τη διευκόλυνση της φυσικής κυκλοφορίας του αέρα στο εσωτερικό των κτηρίων.

Τα μεγάλα παράθυρα και ο νότιος προσανατολισμός του κτηρίου
 εκμεταλλεύονται καλύτερα την ηλιακή ενέργεια

Φωτισμός κτιρίου από τον ήλιο


Βιοκλιματική θέρμανση και ψύξη
Ένα κτήριο που περιλαμβάνει παθητικά συστήματα θέρμανσης, δροσισμού ή ακόμη και φυσικού φωτισμού, κατασκευασμένο εξαρχής ή τροποποιημένο, ονομάζεται "βιοκλιματικό κτήριο" και είναι δυνατό να καλύψει μεγάλο μέρος των ενεργειακών του αναγκών από την άμεση ή έμμεση αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας.








2.1.4 Ηλεκτρικό ρεύμα από τον ήλιο
Η σύγχρονη τεχνολογία μάς έδωσε τη δυνατότητα εκμετάλλευσης της ενέργειας της ηλιακής ακτινοβολίας με τη χρήση των ηλιακών φωτοβολταϊκών συστημάτων (Φ/Β), που η λειτουργία τους στηρίζεται στο φωτοβολταϊκό φαινόμενο, δηλαδή την άμεση μετατροπή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε ηλεκτρικό ρεύμα.

Μερικά υλικά, όπως το πυρίτιο με πρόσμιξη άλλων στοιχείων γίνονται ημιαγωγοί (άγουν το ηλεκτρικό ρεύμα προς μια μόνο διεύθυνση), έχουν δηλαδή τη δυνατότητα να δημιουργούν διαφορά δυναμικού όταν φωτίζονται και κατά συνέπεια να παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα. Συνδέοντας μεταξύ τους πολλά μικρά κομμάτια τέτοιων υλικών (φωτοβολταϊκές κυψέλες ή στοιχεία), τοποθετώντας τα σε μία επίπεδη επιφάνεια (φωτοβολταϊκό σύστημα) και στρέφοντάς τα προς τον ήλιο είναι δυνατό να πάρουμε ηλεκτρικό ρεύμα αρκετό για να καλύψουμε τις ανάγκες για τη λειτουργία (Διαφ.10)
- επιστημονικών συσκευών (όπως δορυφόρων), 
- για την κίνηση ελαφρών αυτοκινήτων (ηλιακά αυτοκίνητα),
- για τη λειτουργία φάρων,
- για την κάλυψη έστω και μέρους των ενεργειακών αναγκών μικρών απομονωμένων κατοικιών, όπως φωτισμός, τηλεπικοινωνίες, ψύξη, ηχητική κάλυψη, (όχι κουζίνες, θερμοσίφωνες, ηλεκτρικά καλοριφέρ).

Λειτουργία οικιακών συσκευών από φωτοβολταϊκά στοιχεία
Η μέγιστη απόδοση των φωτοβολταϊκών στοιχείων (Φ/Β), ανάλογα με το υλικό κατασκευής τους κυμαίνεται από 7% (ηλιακά στοιχεία άμορφου πυριτίου) έως 12-15% (ηλιακά στοιχεία μονοκρυσταλλικού πυριτίου). (Μαλαμής Β, 1999). Το σημαντικό είναι ότι η ενέργεια που παράγεται με αυτό τον τρόπο, είναι δυνατό να αποθηκευτεί σε ηλεκτρικούς συσσωρευτές (μπαταρίες). Έτσι έχουμε ενέργεια ανεξάντλητη, ανανεώσιμη, φθηνή και κυρίως "καθαρή". Τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα από τη χρήση των φωτοβολταϊκών είναι :
Πλεονεκτήματα
Μειονεκτήματα
Μηδενική ρύπανση
υψηλό κόστος κατασκευής
Αθόρυβη λειτουργία
έλλειψη επιδοτήσεων
Αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής
προβλήματα στην αποθήκευση
Απεξάρτηση από τροφοδοσία καυσίμων της ενέργειας (μπαταρίες)

Δυνατότητα επέκτασης

Μηδενικό κόστος παραγωγής ενέργειας - ελάχιστη συντήρηση

Τα Φ/Β παράγουν συνεχές ρεύμα που το μετατρέπουμε σε εναλλασσόμενο 220 V στη χώρα μας (ρεύμα ίδιο με της ΔΕΗ) με ηλεκτρονικές συσκευές (αντιστροφείς συνεχούς - εναλλασσόμενου). Μπορούμε να "πουλήσουμε" ρεύμα στη ΔΕΗ (Ν. 2244/94 για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας). Με τα σημερινά οικονομικά και τεχνολογικά δεδομένα, η χρήση αυτών των συστημάτων δεν είναι ιδιαίτερα διαδεδομένη, γίνονται όμως προσπάθειες για τη μείωση του κόστους παραγωγής αυτών των πολύτιμων υλικών.
Προϋποθέσεις κτηρίων για την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών
- Να υπάρχει επαρκής ελεύθερος και ασκίαστος χώρος
- Νότιος προσανατολισμός - Σωστή κλίση ( γεωγραφικό πλάτος του τόπου ± 10ο )
- Κατάλληλος χώρος για ηλεκτρονικά συστήματα και μπαταρίες
Παραδείγματα ενδεικτικών εφαρμογών.
Ηλιακό σχολείο Γούδουρα Κρήτης, φωτοβολταϊκά του ΚΠΕ Καστοριάς ( πιλοτική εγκατάσταση ενσωμάτωσης στη στέγη του ΚΠΕ), εγκαταστάσεις φωτοβολταϊκών του "Αρκτούρου" στον Αετό Φλώρινας


Το Φωτοβολταϊκό κύτταρο
Τα φωτοβολταϊκά κύτταρα είναι φτιαγμενα από ειδικά υλικά, όπως το πυρίτιο (το πιο συνηθισμένο προς το παρόν) που λέγονται ημιαγωγοί. Όταν το φως πέσει στο κύτταρο, ένα μέρος του απορροφάται από τον ημιαγωγό. Αυτό σημαίνει ότι η ενέργεια του φωτός μεταφέρεται στον ημιαγωγό. Η ενέργεια αυτή ελευθερώνει ηλεκτρόνια τα οποία κινούνται ελεύθερα μεσα στον ημιαγωγό. Τα φωτοβολταϊκά κύτταρα έχουν επίσης ένα ή περισσότερα ηλεκτρικά πεδία που υποχρεώνουν τα ελευθερωμένα ηλεκτρόνια να κινούνται προς μία κετεύθυνση. Η κίνηση των ηλεκτρονίων είναι το ηλεκτρικό ρεύμα και με την τοποθέτηση μεταλλικών επαφών πάνω και κάτω από το κύτταρο το βγάζουμε για εξωτερική χρήση. Αυτό το ρεύμα μαζί με την τάση του φωτοβολταϊκού κυττάρου (που είναι αποτέλεσμα των ηλεκτρικών πεδίων του κυττάρου) καθορίζει την ισχύ του ηλεκτρικού ρεύματος που παράγει το κύτταρο.
Αυτή είναι η βασική διαδικασία, αλλά ας δούμε ένα παράδειγμα ενός φωτοβολταϊκού κυττάρου. Το κύτταρο του κρυσταλλικού πυριτίου.
Το πυρίτιο έχει κάποιες ιδιαίτερες χημικές ιδιότητες στην κρυσταλλική του μορφή. Ένα άτομο πυριτίου έχει 14 ηλεκτρόνια κατανεμημένα σε τρεις διαφορετικές στοιβάδες. Οι πρώτες δύο, αυτές που είναι πιο κοντά στο κέντρο, είναι συμπληρωμένες (2 και 8). Η εξωτερική όμως έχει μόνο 4 ενώ θα έπρεπε να έχει 8. Γι αυτό μοιράζεται ηλεκτρόνια με τα γειτονικά του άτομα . Είναι σαν κάθε άτομο να κρατάει το χέρι του γείτονά του, μόνο που το κάθε άτομο έχει 4 χέρια. Έτσι τα άτομα συνδέονται μεταξύ τους και σχηματίζουν την κρυσταλλική μορφή του πυριτίου που είναι πολύ σημαντική για τα φωτοβολταϊκά.
Αυτό είναι το καθαρό κρυσταλλικό πυρίτιο. Το καθαρό κρυσταλλικό πυρίτιο είναι κακός αγωγός του ηλεκτρισμού αφού κανένα ηλεκτρόνιό του δεν είναι ελεύθερο να μετακινηθεί όπως τα ηλεκτρόνια στους καλούς αγωγούς σαν το χαλκό. Αντίθετα τα ηλεκτρόνιά του είναι κλειδωμένα στην κρυσταλλική δομή του. Το Πυρίτιο σε ένα φωτοβολταϊκό κύτταρο τροποποιείται ελαφρά έτσι ώστε να μπορέσει να δουλέψει σαν φωτοβολταϊκό κύτταρο. Το φωτοβολταϊκό κύτταρο έχει και άλλα άτομα αναμεμειγμένα με άτομα πυριτίου που εισάγονται σκόπιμα. Σκεφθείτε το κρυσταλλικό πυρίτιο με άτομα φωσφόρου εδώ και εκεί, πιθανόν ένα σε κάθε εκατομμύριο άτομα πυριτίου. Ο Φώσφορος έχει 5 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στοιβάδα και όχι 4 όπως το πυρίτιο. Πάλι συνδέεται με τα γειτονικά του άτομα πυριτίου αλλά ο φώσφορος έχει ένα ηλεκτρόνιο που δεν συνδέεται με κάποιο άλλο. Δεν σχηματίζει δεσμό, αλλά υπάρχει ένα θετικό πρωτόνιο στον πυρήνα του φωσφόρου που το συγκρατεί.
Όταν διοχετεύουμε ενέργεια στο καθαρό πυρίτιο, για παράδειγμα με τη μορφή θερμότητας, μερικά ηλεκτρόνια σπάζουν τους δεσμούς τους και φεύγουν από τα άτομά τους. Τότε δημιουργείται μια κενή θέση στο άτομο. Αυτά τα ηλεκτρόνια περιφέρονται τυχαία μέσα στο κρυσταλλικό πυρίτιο ψάχνοντας να μπουν σε μια άλλη θέση. Έτσι μεταφέρουν την ενέργεια (ηλεκτρικό ρεύμα). Είναι όμως τόσο λίγα που δεν είναι πολύ χρήσιμα. Το πυρίτιο όμως με άτομα φωσφόρου είναι κάτι διαφορετικό. Χρειάζεται λιγότερη ενέργεια για να ελευθερωθεί το επιπλέον ηλεκτρόνιο του φωσφόρου αφού αυτό δεν σχηματίζει δεσμό με άλλο - τα γειτονικά ηλεκτρόνια δεν το συγκρατούν. Σαν αποτέλεσμα τα περισσότερα από αυτά τα ηλεκτρόνια ελευθερώνονται και γίνονται φορείς ηλεκτρικού ρεύματος που είναι πολύ περισσότεροι από αυτούς του κρυσταλλικού πυριτίου. Η διαδικασία μίξης ατόμων κρυσταλλικού πυριτίου με άτομα φωσφόρου δημιουργεί πυρίτιο πού ονομάζεται πυρίτιο τύπου Ν (Negative, Αρνητικό) εξαιτίας της υπεροχής του αριθμού των ηλεκτρονίων και είναι καλός αγωγός του ηλεκτρικού ρεύματος.
Στην πραγματικότητα μόνο ένα μέρος του φωτοβολταϊκού κυττάρου είναι πυρίτιο τύπου Ν. Το άλλο μέρος είναι ανάμειξη κρυσταλλικού πυριτίου με Βόριο το οποίο έχει μόνο 3 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στοιβάδα αντί για 4, και μετατρέπεται σε πυρίτιο τύπου P. Αντί να έχει ελεύθερα ηλεκτρόνια το πυρίτιο τύπου P (Positive, θετικό) έχει ελεύθερες θέσεις. Οι θέσεις αυτές είναι ουσιαστικά απουσία ηλεκτρονίων, και έτσι μεταφέρουν αντίθετο φορτίο (θετικό) και περιφέρονται όπως και τα ηλεκτρόνια.
Το ενδιαφέρον μέρος αρχίζει όταν τοποθετούμε μαζί πυρίτιο τύπου Ν και Ρ. Το φωτοβολταϊκό κύτταρο έχει τουλάχιστον ένα ηλεκτρικό πεδίο. Χωρίς ηλεκτρικό πεδίο το κύτταρο δεν θα δούλευε. Αυτό το πεδίο σχηματίζεται όταν πυρίτιο τύπου Ν και Ρ έρχονται σε επαφή. Ξαφνικά τα ηλεκτρόνια του πυριτίου τύπου Ν που ψάχνουν για ελεύθερες θέσεις βλέπουν τις κενές θέσεις στο πυρίτιο τύπου Ρ και τρέχουν να τις καλύψουν.
Στην αρχή το πυρίτιο ήταν ηλεκτρικά ουδέτερο. Τα επιπλέον ηλεκτρόνια ισορροπούσαν με τα επιπλέον πρωτόνια του φωσφόρου. Οι κενές θέσεις ισορροπούσαν με την έλλειψη πρωτονίων του βορίου. Όταν οι κενές θέσεις και τα ηλεκτρόνια αναμειγνύονται στην ένωση πυριτίου Ρ και Ν η ισορροπία ανατρέπεται. Όμως όλα τα ηλεκτρόνια συμπληρώνουν τις κενές θέσεις; Όχι. Αν συνέβαινε αυτό τα φωτοβολταϊκά κύτταρα δεν θα ήταν πολύ χρήσιμα. Στην ένωση αναμειγνύονται και σχηματίζουν φράγμα κάνοντας όλο και πιο δύσκολο στα ηλεκτρόνια του πυριτίου τύπου Ν να περάσουν στο πυρίτιο Ρ. Τελικά επιτυγχάνεται η ισορροπία και έχουμε ηλεκτρικό πεδίο που χωρίζει τις δύο πλευρές.
Το ηλεκτρικό πεδίο λειτουργεί σαν ηλεκτρόδιο, επιτρέποντας (ακόμη και σπρώχνοντας) τα ηλεκτρόνια να περάσουν από το πυρίτιο Ρ στο Ν αλλά όχι αντίστροφα. Όπως σε ένα λόφο - τα ηλεκτρόνια μπορούν να κατεβούν το λόφο (στην πλευρά Ν) αλλά δεν μπορούν να ανέβουν (στην πλευρά Ρ). Έτσι έχουμε ηλεκτρικό πεδίο που λειτουργεί σαν ηλεκτρόδιο στο οποίο τα ηλεκτρόνια μπορούν να κινηθούν σε μια μόνο κατεύθυνση. Ας δούμε τι συμβαίνει όταν το φως πέφτει σε ένα φωτοβολταϊκό κύτταρο.

Όταν το φως, με μορφή φωτονίων, πέφτει σε ένα φωτοβολταϊκό κύτταρο η ενέργειά του ελευθερώνει ηλεκτρόνια και θέσεις. Κάθε φωτόνιο με αρκετή ενέργεια φυσιολογικά θα ελευθερώσει ένα ηλεκτρόνιο και θα δημιουργήσει μια κενή θέση. Αν αυτό συμβεί κοντά στο ηλεκτρικό πεδίο ή αν ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο και μια ελεύθερη θέση βρεθούν κοντά το πεδίο θα στείλει το ηλεκτρόνιο στο πυρίτιο Ν και την κενή θέση στο πυρίτιο Ρ. Αυτό προκαλεί μεγαλύτερη ανισορροπία στην ηλεκτρική ουδετερότητα και αν χρησιμοποιήσουμε μια εξωτερική οδό τα ηλεκτρόνια θα περάσουν μέσα από αυτή για να πάνε στην αρχική τους θέση που το ηλεκτρικό πεδίο απομάκρυνε. Η ροή αυτή των ηλεκτρονίων δημιουργεί το ρεύμα, και το ηλεκτρικό πεδίο δημιουργεί την τάση του ρεύματος. Με ρεύμα και τάση έχουμε ηλεκτρικό ρεύμα που είναι παράγωγο αυτών των δύο.
Το μεγαλύτερο ποσό ενέργειας που μπορεί να απορροφήσει ένα φωτοβολταϊκό κύτταρο είναι το 25% της ενέργειας που δέχεται αλλά το πιο συνηθισμένο ποσοστό είναι λιγότερο από 15%. Γιατί όμως τόσο λίγο; Το ορατό φως είναι μόνο ένα μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία δεν είναι μονοχρωματική. Αποτελείται από διαφορετικά μήκη κυμάτων, άρα και από διαφορετικά επίπεδα ενέργειας.
Εφόσον το φως που πέφτει στο κύτταρο μεταφέρει διαφορετικά επίπεδα ενέργειας κάποια από αυτά δεν θα έχουν αρκετή ενέργεια για να μπορέσουν να ελευθερώσουν ηλεκτρόνια. Απλά θα περάσουν μέσα από το κύτταρο σαν να ήταν αυτό διαφανές. Μόνο ένα συγκεκριμένο ποσό ενέργειας, το οποίο εξαρτάται από το υλικό που είναι κατασκευασμένο το κύτταρο, απαιτείται για να ελευθερώσει ένα ηλεκτρόνιο. Μερικά φωτόνια έχουν περισσότερη ενέργεια από ότι χρειάζεται για την απόσπαση ενός ηλεκτρονίου. Η επιπλέον ενέργεια χάνεται εκτός και αν η ενέργεια του φωτονίου είναι διπλάσια από την απαιτούμενη και ελευθερώσει δύο ηλεκτρόνια.
Γιατί όμως να μή χρησιμοποιήσουμε ένα υλικό που να απαιτεί λίγότερη ενέργεια για την απελευθέρωση των ηλεκτρονίων; Δυστυχώς αυτό θα εξασθενούσε το ηλεκτρικό πεδίο και ό,τι θα κερδίζαμε σε ενέργεια θα το χάναμε σε τάση.





2.2 ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Η αιολική ενέργεια δημιουργείται έμμεσα από την ηλιακή ακτινοβολία, γιατί η ανομοιόμορφη θέρμανση της επιφάνειας της γης προκαλεί τη μετακίνηση μεγάλων μαζών αέρα από τη μια περιοχή στην άλλη, δημιουργώντας έτσι τους ανέμους. Είναι μια ήπια μορφή ενέργειας, φιλική προς το περιβάλλον, πρακτικά ανεξάντλητη, γι' αυτό και είναι ανανεώσιμη. (Διαφ.11) (Για να δείτε τη διαφάνεια κάντε κλικ πάνω στη λέξη)



Αν υπήρχε η δυνατότητα, με τη σημερινή τεχνολογία, να καταστεί εκμεταλλεύσιμο το συνολικό αιολικό δυναμικό της γης, εκτιμάται ότι η παραγόμενη σε ένα χρόνο ηλεκτρική ενέργεια θα ήταν υπερδιπλάσια από τις ανάγκες της ανθρωπότητας στο ίδιο διάστημα (Αιολική ενέργεια, ΚΑΠΕ 1998).
Υπολογίζεται ότι στο 25 % της επιφάνειας της γης επικρατούν άνεμοι μέσης ετήσιας ταχύτητας πάνω από 5,1 m/sec, σε ύψος 10 m πάνω από το έδαφος. Όταν οι άνεμοι πνέουν με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτή την τιμή, τότε το αιολικό δυναμικό του τόπου θεωρείται εκμεταλλεύσιμο και οι απαιτούμενες εγκαταστάσεις μπορούν να καταστούν οικονομικά βιώσιμες, σύμφωνα με τα σημερινά δεδομένα. Άλλωστε το κόστος κατασκευής των ανεμογεννητριών έχει μειωθεί σημαντικά και μπορεί να θεωρηθεί ότι η αιολική ενέργεια διανύει την " πρώτη" περίοδο ωριμότητας, καθώς είναι πλέον ανταγωνιστική των συμβατικών μορφών ενέργειας.
Η χώρα μας διαθέτει εξαιρετικά πλούσιο αιολικό δυναμικό και η αιολική ενέργεια μπορεί να γίνει σημαντικός μοχλός ανάπτυξής της. Από το 1982, οπότε εγκαταστάθηκε από τη ΔΕΗ το πρώτο αιολικό πάρκο στην Κύθνο, μέχρι και σήμερα έχουν κατασκευασθεί στην Άνδρο, στην Εύβοια, στη Λήμνο, Λέσβο, Χίο, Σάμο και στην Κρήτη εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από τον άνεμο συνολικής ισχύος πάνω από 30 Μεγαβάτ. Μεγάλο ενδιαφέρον επίσης δείχνει και ο ιδιωτικός τομέας για την εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας, ιδιαίτερα στην Κρήτη, όπου το Υπουργείο Ανάπτυξης έχει εκδώσει άδειες εγκατάστασης για νέα αιολικά πάρκα συνολικής ισχύος δεκάδων Μεγαβάτ.






2.2.1 Τεχνολογία ανεμογεννητριών
(Για να δείτε τις εικόνες κάντε κλικ στις λέξεις με κόκκινους χαρακτήρες)
Σήμερα η εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας γίνεται σχεδόν αποκλειστικά με μηχανές που μετατρέπουν την ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική και ονομάζονται ανεμογεννήτριες. 
Κατατάσσονται σε δύο βασικές κατηγορίες:
- τις ανεμογεννήτριες με οριζόντιο άξονα, όπου ο δρομέας είναι τύπου έλικας και ο άξονας μπορεί να περιστρέφεται συνεχώς παράλληλα προς τον άνεμο και
- τις ανεμογεννήτριες με κατακόρυφο άξονα που παραμένει σταθερός


Αιολικό πάρκο
Στην παγκόσμια αγορά έχουν επικρατήσει οι ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα σε ποσοστό 90 %. Η ισχύς τους μπορεί να ξεπερνά τα 500 Kw και μπορούν να συνδεθούν κατευθείαν στο ηλεκτρικό δίκτυο της χώρας. Έτσι μια συστοιχία πολλών ανεμογεννητριών, που ονομάζεται αιολικό πάρκο, μπορεί να λειτουργήσει σαν μια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.





Πώς λειτουργεί η ανεμογεννήτρια
Ο άνεμος περιστρέφει τα πτερύγια μιας ανεμογεννήτριας, τα οποία είναι συνδεδεμένα με ένα περιστρεφόμενο άξονα. Ο άξονας περνάει μέσα σε ένα κιβώτιο μετάδοσης της κίνησης όπου αυξάνεται η ταχύτητα περιστροφής. Το κιβώτιο συνδέεται με έναν άξονα μεγάλης ταχύτητας περιστροφής ο οποίος κινεί μια γεννήτρια παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος. Aν η ένταση του ανέμου ενισχυθεί πάρα πολύ, η τουρμπίνα έχει ένα φρένο που περιορίζει την υπερβολική αύξηση περιστροφής των πτερυγίων για να περιοριστεί η φθορά της και να αποφευχθεί η καταστροφή της.
Η ταχύτητα του ανέμου πρέπει να είναι περισσότερο από 15 kph για να μπορέσει η μια κοινή τουρμπίνα να παράγει ηλεκτρισμό. Συνήθως παράγουν 50-300 Kw η κάθε μία. Ένα Kw ηλεκτρικού ρεύματος μπορεί να ανάψει 100 λάμπες των 100w.
Καθώς η γεννήτρια περιστρέφεται παράγει ηλεκτρισμό με τάση 25.000 volt. Το ηλεκτρικό ρεύμα περνάει πρώτα από ένα μετεσχηματιστή στην ηλεκτροπαραγωγική μονάδα ο οποίος ανεβάζει την τάση του στα 400.000 volt. Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα διανύει μεγάλες αποστάσεις είναι καλύτερα να έχουμε υψηλή τάση.
Τα μεγάλα, χοντρά σύρματα της μεταφοράς του ηλεκτρικού ρεύματος είναι κατασκευασμένα από χαλκό ή αλουμίνιο για να υπάρχει μικρότερη αντίσταση στη μεταφορά του ρεύματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του σύρματος τόσο πιο πολύ θερμαίνεται. Έτσι κάποιο ποσό ηλεκτρικής ενέργειας χάνεται επειδή μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια.
Τα σύρματα μεταφοράς ρεύματος καταλήγουν σε ένα υποσταθμό όπου οι μετασχηματιστές του μετατρέπουν την υψηλή τάση σε χαμηλή γαι να μπορέσουν να λειτουργήσουν ηλεκτρικές συσκευές.

Τα μηχανικά μέρη μιας ανεμογεννήτριας

Μεταφορά ηλεκτρικού ρέυματος












Πώς λειτουργεί η ανεμογεννήτρια
Ο άνεμος περιστρέφει τα πτερύγια μιας ανεμογεννήτριας, τα οποία είναι συνδεδεμένα με ένα περιστρεφόμενο άξονα. Ο άξονας περνάει μέσα σε ένα κιβώτιο μετάδοσης της κίνησης όπου αυξάνεται η ταχύτητα περιστροφής. Το κιβώτιο συνδέεται με έναν άξονα μεγάλης ταχύτητας περιστροφής ο οποίος κινεί μια γεννήτρια παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος. Aν η ένταση του ανέμου ενισχυθεί πάρα πολύ, η τουρμπίνα έχει ένα φρένο που περιορίζει την υπερβολική αύξηση περιστροφής των πτερυγίων για να περιοριστεί η φθορά της και να αποφευχθεί η καταστροφή της.
Η ταχύτητα του ανέμου πρέπει να είναι περισσότερο από 15 kph για να μπορέσει η μια κοινή τουρμπίνα να παράγει ηλεκτρισμό. Συνήθως παράγουν 50-300 Kw η κάθε μία. Ένα Kw ηλεκτρικού ρεύματος μπορεί να ανάψει 100 λάμπες των 100w.
Καθώς η γεννήτρια περιστρέφεται παράγει ηλεκτρισμό με τάση 25.000 volt. Το ηλεκτρικό ρεύμα περνάει πρώτα από ένα μετεσχηματιστή στην ηλεκτροπαραγωγική μονάδα ο οποίος ανεβάζει την τάση του στα 400.000 volt. Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα διανύει μεγάλες αποστάσεις είναι καλύτερα να έχουμε υψηλή τάση.
Τα μεγάλα, χοντρά σύρματα της μεταφοράς του ηλεκτρικού ρεύματος είναι κατασκευασμένα από χαλκό ή αλουμίνιο για να υπάρχει μικρότερη αντίσταση στη μεταφορά του ρεύματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του σύρματος τόσο πιο πολύ θερμαίνεται. Έτσι κάποιο ποσό ηλεκτρικής ενέργειας χάνεται επειδή μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια.
Τα σύρματα μεταφοράς ρεύματος καταλήγουν σε ένα υποσταθμό όπου οι μετασχηματιστές του μετατρέπουν την υψηλή τάση σε χαμηλή γαι να μπορέσουν να λειτουργήσουν ηλεκτρικές συσκευές.

Τα μηχανικά μέρη μιας ανεμογεννήτριας

Μεταφορά ηλεκτρικού ρέυματος

2.3 ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Γεωθερμική ενέργεια ονομάζεται η θερμική ενέργεια που προέρχεται από το εσωτερικό της γης και εμφανίζεται με τη μορφή θερμού νερού ή ατμού. Η ενέργεια αυτή σχετίζεται με την ηφαιστειότητα και τις ειδικότερες γεωλογικές και γεωτεκτονικές συνθήκες της κάθε περιοχής. Είναι μια ήπια και σχετικά ανανεώσιμη ενεργειακή πηγή, που με τα σημερινά τεχνολογικά δεδομένα μπορεί να καλύψει σημαντικές ενεργειακές ανάγκες.(Διαφ.14) (Για να δείτε τη διαφάνεια κάντε κλικ πάνω στη λέξη)
Οι γεωθερμικές περιοχές συχνά εντοπίζονται από τον ατμό που βγαίνει από σχισμές του φλοιού της γης ή από την παρουσία θερμών πηγών. Για να υφίσταται διαθέσιμο θερμό νερό ή ατμός σε μια περιοχή, (αν η θερμοκρασία τους είναι πάνω από 25οC, τότε σύμφωνα με την ελληνική νομοθεσία ονομάζονται γεωθερμικά ρευστά) πρέπει να υπάρχει κάποιος υπόγειος ταμιευτήρας αποθήκευσής του κοντά σε ένα θερμικό κέντρο. Στην περίπτωση αυτή, το νερό του ταμιευτήρα, που συνήθως είναι βρόχινο νερό που έχει διεισδύσει στους βαθύτερους ορίζοντες της γης, θερμαίνεται και ανεβαίνει προς την επιφάνεια (γεωθερμικό κοίτασμα).

Τα γεωθερμικά αυτά ρευστά εμφανίζονται στην επιφάνεια είτε με τη μορφή θερμού νερού ή ατμού όπως προαναφέρθηκε είτε αντλούνται με γεώτρηση και αφού χρησιμοποιηθεί η θερμική τους ενέργεια, γίνεται επανέγχυση του ρευστού στο έδαφος με δεύτερη γεώτρηση. Έτσι ενισχύεται η μακροβιότητα του ταμιευτήρα και αποφεύγεται η θερμική ρύπανση του περιβάλλοντος.



Τι είναι η γεωθερμική ενέργεια
Είναι μια ανανεώσιμη μορφή ενέργειας που πηγάζει από το εσωτερικό της γης. Μεταφέρεται στην επιφάνεια με θερμική επαγωγή και με την είσοδο στον φλοιό της γης λειωμένου μάγματος από τα βαθύτερα στρώματά της.

Για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, ζεστό νερό σε θερμοκρασίες πού κυμαίνονται από 150οC μέχρι περισσότερο από 370ο C μεταφέρεται με γεωτρήσεις από υπόγειες δεξαμενές σε ειδικές δεξαμενές και με την απελευθέρωση της πίεσης μετατρέπεται σε ατμό. Ο ατμός διαχωρίζεται από τα ρευστά και τροφοδοτεί τουρμπίνες που κινούν γεννήτριες.
Τα γεωθερμικά ρευστά διοχετεύονται σε περιφερειακά τμήματα της δεξαμενής για να βοηθήσουν να διατηρηθεί η πίεση.
Αν η δεξαμενή χρησιμοποιηθεί για άμεση χρήση της θερμότητας τα γεωθερμικά ρευστά τροφοδοτούν έναν εναλλακτήρα θερμότητας πρίν επιστρέψουν στη γη. Το ζεστό νερό από την έξοδο του εναλλακτήρα χρησιμοποιείται για τη θέρμανση κτηρίων, θερμοκηπίων κ.α.
Εφαρμογές
Υπάρχουν δύο κύριες εφαρμογές της γεωθερμικής ενέργειας.
- Η πρώτη βασίζεται στη χρήση της θερμότητας της γης για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος και άλλες χρήσεις (θέρμανση κτηρίων, θερμοκηπίων). Αυτή η θερμότητα μπορεί να προέρχεται από γεωθερμικά γκάιζερ πού φθάνουν με φυσικό τρόπο ως την επιφάνεια της γης ή με γεώτρηση στον φλοιό της γης σε περιοχές που η θερμότητα βρίσκεται αρκετά κοντά στην επιφάνεια. Αυτές οι πηγές είναι συνήθως από μερικές εκατοντάδες μεχρι 3000 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γης.

- Η δεύτερη εφαρμογή της γεωθερμικής ενέργειας εκμεταλλεύται τις θερμές μάζες εδάφους ή υπόγειων υδάτων για να κινήσουν θερμικές αντλίες για εφαρμογές θέρμανσης και ψύξης.
Η χρήση γεωθερμικής ενέργειας παράγει παγκοσμίως 8.000 (MWe) ηλεκτρικού ρεύματος και 4.000 (MWt) θερμικής ενέργειας.
Ποιοι τύποι γεωθερμικής ενέργειας θεωρούνται ανανεώσιμοι και γιατί
Όλοι οι τύποι θεωρούνται ανανεώσιμοι εφόσον ο ρυθμός άντλησης της θερμότητας δεν υπερβαίνει το ρυθμό επαναφόρτισης της γεωθερμικής δεξαμενής από τη γη. Για την παραγωγή ηλεκτρισμού μπορεί να χρειαστούν αρκετές εκατοντάδες χρόνια για να επαναφορτιστεί μια γεωθερμική δεξαμενή η οποία έχει αδειάσει τελείως. Τα περιφερειακά συστήματα θέρμανσης μπορεί να πάρουν 100-200 χρόνια για να επαναφορτιστούν ενώ οι γεωθερμικές αντλίες μόνο 30 χρόνια.
Θα μπορούσε να πει κάποιος ότι η γεωθερμική ενέργεια δεν είναι πραγματικά ανανεώσιμη, γιατί με την πάροδο του χρόνου το εσωτερικό της γης θα κρυώσει και η ραδιενεργή φθορά των στοιχείων που κρατούν το εσωτερικό της γης θερμό θα μειωθεί. Όμως, επειδή οι δεξαμενές γεωθερμίας είναι τεράστιες σε μέγεθος συγκριτικά με τις ανάγκες του ανθρώπου, η γεωθερμική ενέργεια είναι πρακτικά ανανεώσιμη.
Η χρήση της γεωθερμικής ενέργειας είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος να μειωθεί η ατμοσφαιρική ρύπανση. Τα σημερινά γεωθερμικά πεδία παράγουν μόνο το 1/6 CO2 σε σύγκριση με τις γεννήτριες ηλεκτρικού ρεύματος που λειτουργούν με φυσικό αέριο, και καθόλου νιτρικά (NΟx) και θειϊκά (SOx) αέρια. 
Για κάθε 1.000 MW ηλεκτρικού ρεύματος που προέρχεται από γεωθερμικές πηγές εκπέμπονται 1 εκατομμύριο Kg λιγότερα τοξικά αέρια το χρόνο και 4 δισεκατομμύρια Kg λιγότερο CO
2, ενώ οι ρύποι αυτοί θα ήταν πολύ περισσότεροι αν σαν πρώτη ύλη χρησιμοποιούνταν άνθρακας .
Παραδείγματα εφαρμογών
Το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Όρεγκον θερμαίνεται από το 1964 χρησιμοποιώντας άμεσα τη γεωθερμική ενέργεια . Τρεις γεωτρήσεις παρέχουν όλη τη θερμότητα που χρειάζονται 11 κτήρια εμβαδού 60.400 m2. Επίσης ένα μέρος του πανεπιστημίου χρησιμοποιεί ψύξη από γεωθερμικές πηγές. Ο μηχανισμός λειτουργεί όπως και στα ψυγεία και έχει δυνατότητα ψύξης 540 MW. Το ετήσιο κόστος λειτουργίας του συστήματος είναι $35.000 συμπεριλαμβανομένων της συντήρησης (μισθοί και ανταλλακτικά) και το κόστος άντλησης. Αν χρησιμοποιούνταν φυσικό αέριο το κόστος θα ήταν $250.000 - $300.000.

ΙΣΛΑΝΔΙΑ - Η γεωθερμική ενέργεια χρησιμοποιείται για τη θέρμανση των περισσοτέρων σπιτιών στην Ισλανδία. Υπάρχουν περίπου 30 δημοτικά συστήματα θέρμανσης και 200 ιδιωτικά σε αγροτικές περιοχές που καλύπτουν το 86% της θέρμανσης στη χώρα.
Τι είναι οι γεωθερμικές αντλίες;
Οι γεωθερμικές αντλίες είναι από τις πιο αποδοτικές ενεργητικές (σε αντίθεση με τις παθητικές) τεχνολογίες στον κόσμο για τη θέρμανση και ψύξη των σπιτιών, των σχολείων, των επιχειρήσεων και άλλων κτηρίων. Χρησιμοποιούν τη φυσική θερμοκρασία της γης για τη θέρμανση το χειμώνα κα την ψύξη το καλοκαίρι. Εκμεταλλεύονται το πλεονέκτημα ότι η θερμοκρασία του εδάφους δεν ποικίλει από εποχή σε εποχή όπως ο αέρας. Λειτουργεί όπως ένα ψυγείο. Το χειμώνα μεταφέρει τη φυσική θερμότητα της γης στο κτήριο με νερό που κυκλοφορεί σε κλειστούς πλαστικούς σωλήνες που εισάγονται στο έδαφος. Το καλοκαίρι μεταφέρει τη θερμότητα του κτηρίου στη γη ψύχοντας έτσι το σπίτι. Το ίδιο πλαστικό σύστημα χρησιμοποιείται το καλοκαίρι όπως και το χειμώνα. Απλά αλλάζει η κατεύθυνση κίνησης του νερού. Είναι πιο αποτελεσματικά από τα κλιματιστικά επειδή βασικά "μετακινούν" τη θερμότητα αντί να καταναλώνουν ενέργεια για να τη δημιουργήσουν.




2.3.1 Θερμικές εφαρμογές
Η κυριότερη θερμική χρήση της γεωθερμικής ενέργειας σήμερα, τόσο στην Ελλάδα όσο και παγκόσμια, αφορά στη θέρμανση θερμοκηπίων. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στιςυδατοκαλλιέργειες, δεδομένου ότι πολλά είδη υδρόβιων οργανισμών, όπως χέλια, γαρίδες ή φύκια, αναπτύσσονται γρηγορότερα σε αυξημένες θερμοκρασίες (25 έως 30 οC ).
Αλλη διαδεδομένη χρήση της γεωθερμίας είναι η θέρμανση οικισμών. Η θερμική ενέργεια που δεσμεύεται από τη γεωθερμική πηγή διοχετεύεται προς τους χρήστες με τη βοήθεια ενός δικτύου αγωγών (τηλεθέρμανση). Στις άνυδρες νησιωτικές και παραθαλάσσιες περιοχές, μια άλλη εφαρμογή μπορεί να είναι η θερμική αφαλάτωση θαλασσινού νερού, ενώ στις περιπτώσεις γεωθερμικών ρευστών υψηλής θερμοκρασίας (>150οC) μπορεί να γίνει παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος με την εκτόνωση ατμού. 
Η Ελλάδα διαθέτει μεγάλο αριθμό επιβεβαιωμένων γεωθερμικών πεδίων που είναι διάσπαρτα σε ολόκληρη σχεδόν τη χώρα, όπως στη Ν.Κεσσάνη Ξάνθης, Νιγρίτα Σερρών, Λαγκαδά Θεσ/κης, Ελαιοχώρια Χαλκιδικής, Στύψη και Άργεννο Λέσβου, Μήλο, Σαντορίνη και Νίσυρο. Η συστηματική εκμετάλλευσή τους μπορεί να επιφέρει στη χώρα μας σημαντικά οφέλη.






2.3.2 Χρησιμότητα γεωθερμικής ενέργειας
Η εκμετάλλευση της γεωθερμίας συμβάλλει στην:
- Εξοικονόμηση συναλλάγματος, με τη μείωση των εισαγωγών πετρελαίου
- Εξοικονόμηση φυσικών πόρων, κυρίως με την ελάττωση κατανάλωσης των εγχώριων αποθεμάτων λιγνίτη
- Καθαρότερη ατμόσφαιρα (άμβλυνση φαινομένου θερμοκηπίου, περιορισμό της όξινης βροχής)
Από την αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας είναι ενδεχόμενο να προκύψουν:
Προβλήματα από την απόρριψη των γεωθερμικών ρευστών στο περιβάλλον της περιοχής ή δύσοσμα αέρια (υδρόθειο), που αντιμετωπίζονται με την επανέγχυση των ρευστών στον ταμιευτήρα μέσω γεώτρησης επανεισαγωγής και δέσμευσης των αερίων με ειδικές συσκευές.
Προβλήματα διάβρωσης και δημιουργίας αλάτων στις σωληνώσεις μεταφοράς των ρευστών, που αντιμετωπίζονται με την προσθήκη ειδικών χημικών στα γεωθερμικά ρευστά και με τη χρήση ανθεκτικών σωληνώσεων.








2.4 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ
2.4.1 Υδραυλική Ενέργεια
Το νερό κάνοντας τον "κύκλο του" στη φύση έχει δυναμική ενέργεια, όταν βρίσκεται σε περιοχές με μεγάλο υψόμετρο, η οποία μετατρέπεται σε κινητική, όταν το νερό ρέει προς χαμηλότερες περιοχές. Με τα υδροηλεκτρικά έργα (υδροταμιευτήρας, φράγμα, κλειστός αγωγός πτώσεως, υδροστρόβιλος, ηλεκτρογεννήτρια, διώρυγα φυγής) εκμεταλλευόμαστε την ενέργεια του νερού για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος το οποίο διοχετεύεται στην κατανάλωση με το ηλεκτρικό δίκτυο (Διαφ.13). (Για να δείτε τη διαφάνεια κάντε κλικ πάνω στη λέξη)

Φυσικά, μόνο σε περιοχές με σημαντικές υδατοπτώσεις, πλούσιες πηγές και κατάλληλη γεωλογική διαμόρφωση είναι δυνατόν να κατασκευασθούν υδατοταμιευτήρες. Συνήθως η ενέργεια που τελικώς παράγεται, χρησιμοποιείται μόνο συμπληρωματικά με άλλες συμβατικές πηγές ενέργειας, σε ώρες αιχμής. Στη χώρα μας η υδροηλεκτρική ενέργεια ικανοποιεί το 10% των ενεργειακών μας αναγκών.

Νερόμυλος
Τα πλεονεκτήματα από τη χρήση της υδραυλικής ενέργειας είναι : 
- Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί είναι δυνατό να τεθούν σε λειτουργία αμέσως μόλις ζητηθεί επιπλέον ηλεκτρική ενέργεια, σε αντίθεση με τους θερμικούς σταθμούς (γαιανθράκων, πετρελαίου), που απαιτούν χρόνο προετοιμασίας

Σχ.9 Υδροηλεκτρικό φράγμα και εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας
- Είναι μία "καθαρή" και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, με τα γνωστά ευεργετήματα (εξοικονόμηση συναλλάγματος, φυσικών πόρων, προστασία περιβάλλοντος)
- Μέσω των υδροταμιευτήρων δίνεται η δυνατότητα να ικανοποιηθούν και άλλες ανάγκες, όπως ύδρευση, άρδευση, ανάσχεση χειμάρρων, δημιουργία υγροτόπων, αναψυχή, αθλητισμός
Τα μειονεκτήματα που συνήθως εμφανίζονται είναι:
- Το μεγάλο κόστος κατασκευής φραγμάτων και εξοπλισμού των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, όπως και ο πολύς χρόνος που απαιτείται μέχρι την αποπεράτωση του έργου
- Η έντονη περιβαλλοντική αλλοίωση στην περιοχή του ταμιευτήρα (ενδεχόμενη μετακίνηση πληθυσμών, υποβάθμιση περιοχών, αλλαγή στη χρήση γης, στη χλωρίδα και πανίδα περιοχών αλλά και του τοπικού κλίματος, πλήρωση ταμιευτήρων με φερτές ύλες, αύξηση σεισμικής επικινδυνότητας, κ.ά.). Η διεθνής πρακτική σήμερα προσανατολίζεται στην κατασκευή μικρών φραγμάτων.
ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
(Για να δείτε τις εικόνες κάντε κλικ πάνω στις λέξεις με τους έγχρωμους χαρακτήρες)
Οι Υδροηλεκτρικές μονάδες δαμάζουν την ενέργεια του νερού και χρησιμοποιώντας μια απλή μέθοδο μετατρέπουν την ενέργεια αυτή σε ηλεκτρικό ρεύμα. Οι μονάδες αυτές βασίζονται στην κίνηση του νερού που περιστρέφει μια τουρμπίνα η οποία θέτει σε λειτουργία μια γεννήτρια. Οι περισσότερες υδροηλεκτρικές μονάδες χρησιμοποιούν ένα φράγμα το οποίο συγκρατεί μια μεγάλη ποσότητα νερού δημιουργώντας έτσι μια μεγάλη δεξαμενή. Κάποιες θύρες στο φράγμα ανοίγουν και λόγω της βαρύτητας το νερό περνάει σε έναν αγωγό ο οποίος το οδηγεί σε μια τουρμπίνα. Καθώς αυτό περνάει από τον αγωγό δημιουργεί μεγάλη πίεση. Το νερό πέφτει πάνω στις φτερωτές μιας τουρμπίνας και την περιστρέφει (αρχείο Flash).
Η περιστροφική αυτή κίνηση μεταφέρεται στην γεννήτρια η οποία είναι συνδεδεμένη με την τουρμπίνα με ένα άξονα.
Ο πιο συνηθισμένος τύπος τουρμπίνας για υδροηλεκτρικές μονάδες είναι η τουρμπίνα Francis(αρχείο Flash) η οποία μοιάζει με ένα μεγάλο δίσκο με κυρτές φτερωτές.
Προσθήκη λεζάντας
Γεννήτριες 
Επιλέξτε τη εικόνα (αρχείο Flash)
Μια τέτοια τουρμπίνα μπορεί να ζυγίζει μέχρι 172 τόνους και να κάνει 90 περιστροφές το λεπτό. Καθώς οι φτερωτές της τουρμπίνας περιστρέφονται, περιστρέφουν τους μαγνήτες της γεννήτριας γύρω από ένα πηνίο θέτοντας σε κίνηση ηλεκτρόνια και δημιουργώντας έτσι εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα.
 
(Αρχείο Flash)
Ο μετασχηματιστής παίρνει το εναλλασσόμενο ρεύμα και το μετατρέπει σε ρεύμα υψηλής τάσης. Έξω από κάθε υδροηλεκτρική μονάδα υπάρχουν τέσσερα καλώδια: οι τρεις φάσεις του ρεύματος που δημιουργούνται ταυτόχρονα συν η ουδέτερη ή γείωση και για τις τρεις.
Το νερό στην δεξαμενή θεωρείται αποθηκευμένη ενέργεια. Όταν ανοίγουν οι θύρες το νερό που περνά μέσα από τον αγωγό γίνεται κινητική ενέργεια λόγω της κίνησής του. Η ποσότητα του ηλεκτρισμού που παράγεται καθορίζεται από αρκετούς παράγοντες. Δυο από αυτούς είναι ο όγκος του νερού που ρέει και η ποσότητα της υδραυλικής κεφαλής. Υδραυλική κεφαλή είναι η απόσταση μεταξύ της επιφάνεια του νερού και της τουρμπίνας. Όσο αυξάνεται ο όγκος του νερού και της υδραυλικής κεφαλής τόσο αυξάνεται και το παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα. Το μέγεθος της υδραυλικής κεφαλής εξαρτάται από την ποσότητα του νερού της δεξαμενής.

Οι περισσότερες υδροηλεκτρικές μονάδες λειτουργούν με αυτόν τον τρόπο. Όμως υπάρχει και ένας άλλος τύπος υδροηλεκτρικής μονάδας. Σε μια συμβατική υδροηλεκτρική μονάδα το νερό από την δεξαμενή περνάει από την τουρμπίνα και καταλήγει πάλι στο ποτάμι. Οι νέες υδροηλεκτρικές μονάδες χρησιμοποιούν δύο δεξαμενές. Την ανώτερη δεξαμενή η οποία συγκεντρώνει το νερό που συγκρατεί το φράγμα και χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Την κατώτερη δεξαμενή η οποία συγκεντρώνει το νερό που φεύγει από τις τουρμπίνες, αντί να γυρίζει πίσω στο ποτάμι. Μια αντίστροφη τουρμπίνα διοχετεύει αυτό το νερό πάλι πίσω στην ανώτερη δεξαμενή. Επιστρέφοντας το νερό πίσω η μονάδα έχει περισσότερο νερό για χρήση σε περιόδους αιχμής.



Οι υδροηλεκτρικές μονάδες εκμεταλλεύονται μια φυσική συνεχή μέθοδο - την διαδικασία που προκαλεί τη βροχή και δημιουργεί τα ποτάμια. Κάθε μέρα ο πλανήτης μας αποβάλλει μια μικρή ποσότητα νερού στην ατμόσφαιρα καθώς οι υπεριώδεις ακτίνες του ήλιου διασπούν τα μόρια του νερού. Αλλά ταυτόχρονα άλλο νερό εμφανίζεται λόγω της ηφαιστειακής δραστηριότητας. Το ποσό του νερού που δημιουργείται και το ποσό που χάνεται είναι περίπου το ίδιο.
Ο όγκος του συνόλου του νερού εμφανίζεται σε διαφορετικές μορφές. Μπορεί να είναι σε υγρή μορφή πχ. Οι ωκεανοί, τα ποτάμια, η βροχή, σε στερεή μορφή όπως οι παγετώνες και σε αέρια μορφή όπως οι υδρατμοί στην ατμόσφαιρα. Το νερό αλλάζει μορφές καθώς κινείται γύρω από τον πλανήτη από ρεύματα αέρος. Τα ρεύματα αέρος δημιουργούνται από την θερμική ακτινοβολία του ήλιου. Τα αέρια ρεύματα δημιουργούνται επειδή ο ήλιος θερμαίνει τον Ισημερινό περισσότερο από άλλα μέρη της γης. Τα ρεύματα του αέρα μεταφέρουν το νερό μέσα από τον δικό του κύκλο, που ονομάζεται υδρολογικός κύκλος (επιλέξτε εδώ, 
αρχείο Flash). Ο ήλιος θερμαίνει το νερό και το μετατρέπει σε υδρατμούς οι οποίοι γεμίζουν τον αέρα. Ο ήλιος επίσης θερμαίνει τον αέρα. Ο θερμός αέρας ανεβαίνει στην ατμόσφαιρα μεταφέροντας τους υδρατμούς. Στα ανώτερα στρώματα συναντά ψυχρά ρεύματα αέρα. Οι υδρατμοί ψύχονται και γίνονται μικρά σταγονίδια νερού που σχηματίζουν σύννεφα. Όταν αρκετά σταγονίδια συσσωρευτούν βαραίνουν και πέφτουν ξανά στην γη σαν βροχή, χαλάζι ή χιόνι. 
Ο υδρολογικός κύκλος 
(αρχείο Flash) είναι σημαντικός για τις υδροηλεκτρικές μονάδες επειδή η ροή νερού σ'αυτές εξαρτάται από αυτόν. Λιγότερες βροχές σημαίνει λιγότερο νερό και λιγότερη παραγωγή ηλεκτρισμού.






2.4.2 Ενέργεια ωκεανών (κυμάτων, παλίρροιας, θερμοκρασιακών διαφορών)
Οι ωκεανοί μπορούν να μας προσφέρουν τεράστια ποσά ενέργειας. 
Υπάρχουν τρεις βασικοί τρόποι για να εκμεταλλευτούμε την ενέργεια της θάλασσας:
α) από τα κύματα 
β) από τις παλίρροιες (μικρές και μεγάλες)
γ) από τις θερμοκρασιακές διαφορές του νερού
Σχ.10 Σχηματική διάταξη παραγωγής 
ηλεκτρικού ρεύματος από τον
κυματισμό της θάλασσας.
α) Η κινητική ενέργεια των κυμάτων μπορεί να περιστρέψει την τουρμπίνα, όπως φαίνεται στο σχήμα 10. Η ανυψωτική κίνηση του κύματος πιέζει τον αέρα προς τα πάνω, μέσα στο θάλαμο και θέτει σε περιστροφική κίνηση την τουρμπίνα έτσι ώστε η γεννήτρια να παράγει ρεύμα. Αυτός είναι ένας μόνο τύπος εκμετάλλευσης της ενέργειας των κυμάτων. Η παραγόμενη ενέργεια είναι σε θέση να καλύψει τις ανάγκες μιας οικίας, ενός φάρου, κ.λπ.
β) Η αξιοποίηση της παλιρροϊκής ενέργειας χρονολογείται από εκατοντάδες χρόνια πριν, αφού με τα νερά που δεσμεύονταν στις εκβολές ποταμών από την παλίρροια, κινούνταν νερόμυλοι. Ο τρόπος είναι απλός: Τα εισερχόμενα νερά της παλίρροιας στην ακτή κατά την πλημμυρίδα μπορούν να παγιδευτούν σε φράγματα, οπότε κατά την άμπωτη τα αποθηκευμένα νερά ελευθερώνονται και κινούν υδροστρόβιλο, όπως στα υδροηλεκτρικά εργοστάσια. Τα πλέον κατάλληλα μέρη για την κατασκευή σταθμών ηλεκτροπαραγωγής είναι οι στενές εκβολές ποταμών. Η διαφορά μεταξύ της στάθμης του νερού κατά την άμπωτη και την πλημμυρίδα πρέπει να είναι τουλάχιστον 10 μέτρα.
Σήμερα οι μικροί σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από το θαλασσινό νερό βρίσκονται σε πειραματικό στάδιο.
Η ηλεκτρική ενέργεια που μπορεί να παραχθεί είναι ικανή να καλύψει τις ανάγκες μιας πόλης μέχρι και 240 χιλιάδων κατοίκων. Ο πρώτος παλιρροϊκός σταθμός κατασκευάσθηκε στον ποταμό La Rance στις ακτές της Βορειοδυτικής Γαλλίας το 1962 και οι υδροστρόβιλοί του μπορούν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια καθώς το νερό κινείται κατά τη μια ή την άλλη κατεύθυνση. Άλλοι τέτοιοι σταθμοί λειτουργούν στη Ρωσία, στη θάλασσα Barents και στον κόλπο Fuhdy της Νέας Σκοτίας. 
γ) Η θερμική ενέργεια των ωκεανών μπορεί επίσης να αξιοποιηθεί με την εκμετάλλευση της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ του θερμότερου επιφανειακού νερού και του ψυχρότερου νερού του πυθμένα. Η διαφορά αυτή πρέπει να είναι τουλάχιστον 3,5 οC.
Τα πλεονεκτήματα από τη χρήση της ενέργειας των ωκεανών, εκτός από "καθαρή" και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, με τα γνωστά ευεργετήματα, είναι το σχετικά μικρό κόστος κατασκευής των απαιτούμενων εγκαταστάσεων, η μεγάλη απόδοση (40-70 KW ανά μέτρο μετώπων κύματος) και η δυνατότητα παραγωγής υδρογόνου με ηλεκτρόλυση από το άφθονο θαλασσινό νερό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. 
Στα μειονεκτήματα αναφέρεται το κόστος μεταφοράς της ενέργειας στη στεριά.





Ενέργεια των κυμάτων
Υπάρχουν 3 βασικές μέθοδοι μετατροπής της κινητικής ενέργειας των κυμάτων σε ηλεκτρική.

- Το σύστημα TAPCHAN (tapered channel) το οποίο μέσω ενός καναλιού οδηγεί το νερό των κυμάτων σε μία δεξαμενή. Το στένωμα του καναλιού αυξάνει το ύψος των κυμάτων περνώντας το νερό πάνω από τους τοίχους της δεξαμενής γεμίζοντάς την. Η κινητική ενέργεια του κινούμενου κύματος καθώς αποθηκέυεται στη δεξαμενή μπορεί να μετετραπεί σε άλλη μορφή ενέργειας. Επιπλέον το αποθηκευμένο νερό μπορεί να τροφοδοτήσει μια τουρμπίνα Kaplan όπως και σε ένα υδροηλεκτρικό εργοστάσιο.

Αυτό το σύστημα έχει μικρό κόστος λειτουργίας και μεγάλη αξιοπιστία. Δυστυχώς όμως δεν είναι κατάλληλο για όλες τις ακτές. Χρειάζεται περιοχές όπου υπάρχει συνεχής κυματισμός, παλίρροια μικρότερη του ενός μέτρου, αρκετό βάθος κοντά στις ακτές και κατάλληλη τοποθεσία για την δεξαμενή.
Μια άλλη μέθοδος χρησιμοποιείται για να παράγει ηλεκτρισμό σε δύο στάδια. Είναι σταθερή κατασκευή που αποτελείται από μια στήλη που περιέχει μια τουρμπίνα. Καθώς το κύμα μπαίνει στη στήλη σπρώχνει τον αέρα της στήλης να περάσει και να κινήσει μια τουρμπίνα, αυξάνοντας παράλληλα την πίεση του αέρα μέσα στην στήλη. Όταν το κύμα υποχωρεί ο πιεσμένος αέρας γυρίζει πίσω συνεχίζοντας να δίνει κίνηση στην τουρμπίνα.

Οι υποθαλάσσιες τουρμπίνες εκμεταλλεύονται τα ωκεάνια ρεύματα και χρησιμοποιούν την ενέργειά τους για να κινήσουν αργόστροφες τουρμπίνες. Αυτές με τη σειρά τους θέτουν σε λειτουργία μια γεννήτρια όπως και οι νερόμυλοι.










Παλιρροϊκή ενέργεια
Ο τρόπος παραγωγής ηλεκτρισμού από τις παλίρροιες μοιάζει πολύ με αυτόν της υδροηλεκτρικής ενέργειας με τη διαφορά ότι το νερό κινείται σε δύο κατευθύνσεις, ένας σημαντικός παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη στην κατασκευή γεννητριών.
1. Το πιο απλό σύστημα παραγωγής ενέργειας από παλίρροιες περιλαμβάνει ένα φράγμα στην εκβολή ενός ποταμού. Κάποιες θύρες στο φράγμα επιτρέπουν την είσοδο θαλασσινού νερού στη δεξαμενή που σχηματίζεται πίσω από το φράγμα. Η κίνηση του νερού προς τη δεξαμενή κατά την άνοδο της παλίρροιας και από την δεξαμενή κατά την άμπωτη κινεί τουρμπίνες και γεννήτριες πού παράγουν ηλεκτρισμό.

Πολλά είδη τουρμπίνας χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος από παλίρροιες. Για παράδειγμα η μονάδα παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος La Rance κοντά στο St Malo στις ακτές της Βρεττάνης στη Γαλλία χρησιμοποιεί τουρμπίνα όπου το νερό περνάει γύρω από αυτή κάνοντας την συντήρηση της δύσκολη αφού η πρόσβαση προς αυτή είναι δύσκολη.

Οι τουρμπίνες όπως αυτή που χρησιμοποιείται στην Annapolis Royal στη Nova Scotia μειώνουν αυτό το πρόβλημα αφού η γεννήτρια είναι πάνω σε μια ξεχωριστή κατασκευή.

Αρκετά προγράμματα εκμετάλλευσης της παλιρροϊκής ενέργειας στην Μεγάλη Βρετανία προτείνουν τη χρήση κυλινδρικών τουρμπίνων. Σ αυτές η φτερωτή συνδέεται μεσω ενός μεγάλου άξονα με κάποια κλίση με τη γεννήτρια έτσι ώστε η πρόσβαση και η συντήρηση να είναι εύκολη.

2. Οι παλιρροϊκοί φράχτες μοιάζουν με τεράστιες περιστρεφόμενες πόρτες που μπλοκάρουν εντελώς την είσοδο ενός καναλιού έτσι ώστε όλο το νερό της παλίρροιας να περνάει από αυτές.

Μετά τη πετρελαϊκή κρίση του 1970 προτάθηκε η χρήση παλιρροϊκών γεννητριών αλλά μόλις τα τελευταία 5 χρόνια άρχισε η κατασκευή τους όταν λειτούργησε η τουρμπίνα στο Loch Linnhe. Μοιάζει με ανεμογεννήτρια αλλά προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις προηγούμενες, μέσα στα οποία είναι και οι μειωμένες αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Οι παλιρροϊκές γεννήτριες εκμεταλλεύονται τα παλιρροϊκά ρεύματα που κινούνται με ταχύτητα 2-3 m/s για να παράγουν ηλεκτρισμό μεταξύ 4 και 13 KW/m2.
Ενώ η παλιρροϊκή ενέργεια προσφέρει αρκετά πλεονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένης και της μεταφοράς της εξαιτίας της οικονομικής και τεχνικής ανάπτυξης κοντά στις εκβολές των ποταμών καθώς επίσης και μειωμένες εκπομπές αερίων θερμοκηπίου αφού δεν χρησιμοποιούνται στερεά καύσιμα, υπάρχουν ωστόσο σημαντικά περιβαλλοντικά μειονεκτήματα. 
Η κατασκευή δεξαμενών στις εκβολές ποταμών μπορεί να αυξήσει το ίζημα και τη θολερότητα του νερού στη δεξαμενή. Επιπλέον, θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις στη ναυσιπλοϊα και τον τουρισμό αφού το βάθος της θαλάσσιας περιοχής θα μειωθεί λόγω αύξησης του ιζήματος. Πιθανόν το μεγαλύτερο πρόβλημα που θα μπορούσε να δημιουργήσει μια τέτοια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος είναι οι επιπτώσεις στην πανίδα και χλωρίδα της περιοχής. Προς το παρόν πολύ λίγες μονάδες είναι σε λειτουργία για να μπορέσουμε να κατανοήσουμε όλες τις συνέπειες που έχουν στο περιβάλλον.



2.5 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΒΙΟΜΑΖΑΣ
Βιομάζα είναι το σύνολο της ύλης που έχει βιολογική (οργανική) προέλευση. 
Περιλαμβάνει οποιοδήποτε υλικό προέρχεται άμεσα ή έμμεσα από το ζωικό ή το φυτικό κόσμο, όπως φυτικές ύλες από φυσικά οικοσυστήματα (π.χ. δάση) ή από ενεργειακές καλλιέργειες (φυτείες που προορίζονται για παραγωγή ενέργειας), τα υποπροϊόντα και κατάλοιπα της δασικής, αγροτικής (γεωργία και κτηνοτροφία) και αλιευτικής παραγωγής, αλλά και το βιολογικής προέλευσης μέρος των αστικών λυμάτων και σκουπιδιών.
Η ενέργεια της βιομάζας (
Διαφ.15) (Για να δείτε τη διαφάνεια κάντε κλικ πάνω στη λέξη), αποτελεί την αποθηκευμένη μορφή της ηλιακής ακτινοβολίας (ενέργειας), η οποία δεσμεύεται αρχικά από τα φυτά μέσω της φωτοσύνθεσης και στη συνέχεια μετατρέπεται σε χημική ενέργεια που αποταμιεύεται στις νεογέννητες οργανικές ουσίες και μέσα στους ιστούς των φυτών. Με την "καύση" των φυτών και τη σύγχρονη τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως: 
α) καύσιμο για παραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας, 
β) πρώτη ύλη για παραγωγή βιοαερίου ή φυσικού αερίου, το οποίο αποτελεί άριστη καύσιμη ύλη για την παραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας, όπως και
γ) πρώτη ύλη για παραγωγή αιθανόλης και βιοντήζελ για μηχανές εσωτερικής καύσης. Επιπλέον η καύση της βιομάζας έχει μηδενικό ισοζύγιο CO2 - δεν συνεισφέρει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου - επειδή οι ποσότητες του CO2 που απελευθερώνονται κατά την καύση της έχουν ήδη δεσμευτεί από την ατμόσφαιρα για τη δημιουργία της βιομάζας.

Εικ.6 Η ενέργεια της βιομάζας αποτελεί τη βασική πηγή ενέργειας πολλών χωρών του κόσμου
Η επί χιλιάδες χρόνια καύση της ξυλείας για μαγείρεμα και θέρμανση, καθώς και των ζωικών και φυτικών λιπών και ελαίων για φωτισμό, βρίσκει συνέχεια με την καύση της βιομάζας για παραγωγή θερμότητας (τηλεθέρμανση), ηλεκτρισμού, παραγωγή βιοαερίου.

Οι χωματερές και οι μονάδες επεξεργασίας αστικών αποβλήτων, παράγουν βιοαέριο, που μπορεί να συλλεχθεί και να χρησιμοποιηθεί για ηλεκτροπαραγωγή. Στη χώρα μας τέτοιες μονάδες είναι εγκατεστημένες στη Θεσσαλονίκη, Ηράκλειο, Χανιά και Ψυτάλλεια Αττικής με συνολική εγκατεστημένη ισχύ 8000 KW, ενώ το 12% της παγκόσμιας παραγωγής ενέργειας έχει ως πηγή τη βιομάζα.

Στα μειονεκτήματα της παραγωγής ενέργειας από βιομάζα αναφέρονται το κόστος συλλογής και επεξεργασίας των υλικών, καθώς και το μικρό ενεργειακό περιεχόμενο σε σχέση με ίση μάζα καύσιμου απολιθωμάτων.
Συνοπτικά οι θετικές και οι αρνητικές πλευρές της χρήσης των διάφορων πηγών ενέργειας, ανανεώσιμων και συμβατικών, φαίνονται στον παρακάτω πίνακα 3 (Διαφ.16).




Συνοπτικά οι θετικές και οι αρνητικές πλευρές της χρήσης των διάφορων πηγών ενέργειας, ανανεώσιμων και συμβατικών, φαίνονται στον παρακάτω πίνακα


ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ

Πηγή ενέργειας
Θετικές πλευρές
Αρνητικές πλευρές
Ήλιος
Μηδέν εκπομπές
Ανανεωσιμότητα
Επάρκεια
Αστάθεια
Ακριβή τεχνολογία
(εκτός από τη θέρμανση)
Ανεμος
Μηδέν εκπομπές
Ανανεωσιμότητα
Επάρκεια
Δεσμεύει εκτεταμένες περιοχές
Προβλήματα συντήρησης
Βιοκαύσιμα
Ελάχιστες εκπομπές
Ανανεωσιμότητα
Μεταφορά βιομάζας
Χρήση νερού στην παραγωγή βιομάζας. Πιθανές επιπτώσεις στα οικοσυστήματα
Υδατοπτώσεις
Μηδέν εκπομπές
Δωρεάν πρώτη ύλη
Χαμηλό λειτουργικό κόστος 
Υψηλό κόστος κατασκευής
Επιπτώσεις στο τοπίο
Επιπτώσεις στα οικοσυστήματα
Ανθρακας
Σταθερότητα
Επάρκεια στην αγορά
Υψηλές εκπομπές CO2 , SO2
Μη ανανεώσιμη πηγή
Συσσώρευση υπολειμμάτων
Πετρέλαιο
Αναπτυγμένη τεχνολογία
Εξαιρετικά ευέλικτο καύσιμο
Περιορισμένη διαθεσιμότητα
Κόστος μεταφοράς ιδιαίτερα όταν
μεταφέρεται σε μεγάλες αποστάσεις
Μη ανανεώσιμη πηγή. Εύφλεκτο
Υψηλές εκπομπές CO2 ,NOx
Φυσικό αέριο
"Σχετικά" φιλικό προς το περιβάλλον
Καύσιμο υψηλής ενεργειακής αξίας με εύκολο χειρισμό
Περιορισμένη διαθεσιμότητα
Σχετική ρύπανση. Μη ανανεώσιμη πηγή.Εκτεταμένο δίκτυο διανομής
Εκπομπές CO2
Πυρηνική ενέργεια
Αφθονία πρώτης ύλης
Μεταφορά πρώτων υλών
Απόβλητα
Κίνδυνος εξάπλωσης πυρηνικών όπλων
Ραδιενέργεια από λειτουργία και ατυχήματα
(Πηγή: Ετήσια έκδοση τμ. Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης Ν. Σάμου -Τεύχος 3)
Πίνακας 3. Θετικές και αρνητικές πλευρές των πηγών ενέργειας



Β 3. Ενότητα Γ΄ : Αποτελεσματική χρήση ενέργειας - Εξοικονόμηση ενέργειας
Ήδη γνωρίσαμε ότι οι πηγές ενέργειας που κυρίως χρησιμοποιούμε - πετρέλαιο, άνθρακας, φυσικό αέριο και πυρηνική ενέργεια - ρυπαίνουν το περιβάλλον και δημιουργούν σοβαρά προβλήματα, όπως το φαινόμενο του θερμοκηπίου, όξινη βροχή, ραδιενεργή ρύπανση. Αν λάβουμε υπόψη τις συνεχώς αυξανόμενες ανάγκες της ανθρωπότητας σε ενέργεια και ότι τα συμβατικά αποθέματα ενέργειας θα εξαντληθούν σε μερικές δεκάδες ή και εκατοντάδες χρόνια, καταλαβαίνουμε ότι το πρόβλημα ενέργεια παίρνει μεγάλες διαστάσεις. Είναι ανάγκη πλέον να αλλάξει η αντίληψη που θέλει την ενέργεια ως εμπορεύσιμο προϊόν που πρέπει όπως όλα τα προϊόντα να πουλιέται σε όλο και μεγαλύτερες ποσότητες και να γίνει πια λόγος για διαχείριση της ενέργειας στην κατεύθυνση της βιώσιμης ανάπτυξης.

Μέχρι η αντίληψη αυτή να αλλάξει, το καλύτερο που μπορούμε να κάνουμε είναι να μειώσουμε την κατανάλωση της ενέργειας ή να κάνουμε ορθολογική χρήση της. Αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει να χρησιμοποιούμε λιγότερη ενέργεια από μη ανανεώσιμες πηγές όπου είναι δυνατόν και να καταφεύγουμε στις ανανεώσιμες πηγές. Όπως έχει φανεί το μέλλον ανήκει στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας που είναι ανεξάντλητες (θα υπάρχουν όσο ακτινοβολεί ο ήλιος) και είναι φιλικές προς το περιβάλλον. Ήδη τα τελευταία χρόνια σε όλες τις ανεπτυγμένες χώρες γίνονται σημαντικά βήματα για την αξιοποίησή τους. Στο μεταβατικό λοιπόν στάδιο μέχρι την πλήρη αντικατάσταση των συμβατικών πηγών ενέργειας από τις ανανεώσιμες, η μόνη εφικτή λύση είναι η εξοικονόμηση ενέργειας. Με τον όρο εξοικονόμηση ενέργειας εννοούμε τη χρήση μικρότερης ποσότητας ενέργειας στην πορεία μιας ορισμένης χρονικής περιόδου (εξοικονόμηση της ποσότητας της ενέργειας) (Διαφ.17).(Για να δείτε τη διαφάνεια κάντε κλικ πάνω στη λέξη)
Εκείνο που μας ενδιαφέρει, είναι να βρούμε την κατάλληλη μορφή ενέργειας για την κάθε χρήση. Έτσι, μειώνουμε τις απώλειες και αυξάνουμε την απόδοση, γιατί σύμφωνα με το 2ο νόμο της θερμοδυναμικής, όσο περισσότερες μετατροπές υφίσταται η ενέργεια τόσο μεγαλύτερες ποσότητές της υποβαθμίζονται με τη μορφή θερμότητας που δεν είναι πλέον ικανή να παράγει έργο. 
Για παράδειγμα το καλοριφέρ, η σόμπα με ξύλα, ακόμη και ένα καλά σχεδιασμένο τζάκι ξοδεύουν λιγότερη ενέργεια για τη θέρμανση ενός χώρου, από ότι ξοδεύει μια ηλεκτρική θερμάστρα για να ζεστάνει τον ίδιο χώρο (εξοικονόμηση της ποιότητας της ενέργειας).
Η εξοικονόμηση ενέργειας αναμένεται να συμβάλλει θετικά:
- Στη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από την αλόγιστη χρήση των ορυκτών καυσίμων
- Στη διαφύλαξή τους για τις επόμενες γενιές
- Στη μείωση της εξάρτησης των πετρελαιοπαραγωγών χωρών, καθώς και στη μείωση της εκροής συναλλάγματος και συνεπώς του κόστους των προϊόντων
- Στη διαφύλαξη του πετρελαίου ως πρώτη ύλη για φάρμακα και προϊόντα καθημερινής χρήσης, όπως απορρυπαντικά, σακούλες, πλαστικά κ.λπ.
Τα πλεονεκτήματα αντίστοιχα από τη χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας θα συμβάλλουν θετικά
- Στη βελτίωση της ποιότητας ζωής λόγω της μείωσης της ρύπανσης
- Στην ανάπτυξη της εγχώριας τεχνογνωσίας, όπως χαρακτηριστικά συμβαίνει στη χώρα μας με τον κλάδο των κατασκευαστών ηλιακών θερμοσιφώνων, που είναι ιδιαίτερα δυναμικός.





3.1 Τομείς εξοικονόμησης ενέργειας
Εφόσον αλλάξουμε συνήθειες και μάθουμε να ζούμε χωρίς σπατάλη και υπερβολές, υπάρχουν μεγάλα περιθώρια εξοικονόμησης, ιδιαίτερα στους παρακάτω τομείς:
- στις μεταφορές
- στα κτίρια
- στη βιομηχανία




3.1.1 Εξοικονόμηση ενέργειας στις Μεταφορές
Η κατανάλωση ενέργειας στον τομέα των μεταφορών έχει αυξηθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Το 60 % της παγκόσμιας κατανάλωσης πετρελαιοειδών απορροφάται στις μεταφορές. Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο μέσο μεταφοράς είναι το αυτοκίνητο και ακολουθεί με μεγάλη διαφορά το αεροπλάνο, μετά το τρένο και το λεωφορείο. Η μονομερής εξάρτηση των μεταφορικών μέσων από το αργό πετρέλαιο και η κυριαρχία του Ι.Χ. αυτοκινήτου, δεν έχουν μόνο περιβαλλοντικές αλλά επίσης οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις. Οι οικονομικές συνέπειες γίνονται εμφανείς μετά από κάθε πετρελαϊκή κρίση.
Οι κοινωνικές συνέπειες έχουν σχέση με την αύξηση των τροχαίων ατυχημάτων, την υποβάθμιση της ποιότητας ζωής λόγω της κυκλοφοριακής συμφόρησης που προκαλεί άγχος, θόρυβο και απώλεια χρόνου.
Η εξοικονόμηση ενέργειας στις μεταφορές υπόσχεται καλύτερη ποιότητα ζωής σε πόλεις πιο ανθρώπινες, καθαρές και ήσυχες και μπορεί να επιτευχθεί με αλλαγές στα μεταφορικά μέσα, με ορθολογική οργάνωση των συγκοινωνιών και μείωση των μετακινήσεων. 
Ιδιαίτερα :

- Στα ιδιωτικά αυτοκίνητα, ο περιορισμός των άσκοπων μετακινήσεων και της επιθετικής οδήγησης, οι βελτιώσεις στην απόδοση του κινητήρα, η χρήση σύνθετων υλικών ελαφρότερων και ανθεκτικότερων του χάλυβα για να μειωθεί το μέγεθος και το βάρος τους, ακόμη η χρήση μικρών ηλεκτρικών αυτοκινήτων στις πόλεις που δεν ρυπαίνουν το περιβάλλον και είναι αθόρυβα, είναι μέτρα που συμβάλλουν αποφασιστικά στην εξοικονόμηση ενέργειας στις μεταφορές.


- Στις συλλογικές μετακινήσεις, η προώθησή τους με την ενίσχυση του στόλου των μέσων μαζικής μεταφοράς, την αύξηση της ελκυστικότητάς τους, τη χρήση μέσων σταθερής τροχιάς (τραμ, τρόλεϊ, μετρό), την ανάπτυξη και εκσυγχρονισμό των σιδηροδρόμων, και την ορθολογικότερη χρήση των μεταφορικών μέσων, ιδιαίτερα της μεταφοράς εμπορευμάτων μέσω των σιδηροδρόμων αντί των οδικών μέσων, θα συμβάλλουν θετικά στην κατεύθυνση αυτή. Για παράδειγμα, το τρένο για το ίδιο μεταφορικό έργο καταναλώνει 3 φορές λιγότερη ενέργεια σε σχέση με τις οδικές μεταφορές.

- Στον πολεοδομικό σχεδιασμό και στις κυκλοφοριακές συνθήκες, όπου η εξοικονόμηση ενέργειας μπορεί να επιτευχθεί με τη χωροθέτηση περιοχών όπου θα απαγορεύεται ή θα περιορίζεται η κυκλοφορία των Ι.Χ. αυτοκινήτων, θα ενθαρρύνεται η χρήση του ποδηλάτου και θα υπάρχουν χώροι ελεύθεροι για το παιχνίδι των παιδιών αλλά και την επικοινωνία των ανθρώπων. Πολλές ελληνικές πόλεις θα μπορούσαν να βελτιώσουν τις συνθήκες τους και να πετύχουν καλύτερη ποιότητα ζωής, αν αξιοποιούσαν παρόμοιες μεθόδους.

- Στη μείωση των μετακινήσεων με χρήση της σύγχρονης τεχνολογίας, όπου αποφεύγονται πολλές μετακινήσεις και εξυπηρετούνται οι πολίτες στις σχέσεις τους με τις δημόσιες υπηρεσίες ακόμη και στις εμπορικές συναλλαγές χρησιμοποιώντας τηλεπικοινωνιακά συστήματα, όπως το διαδίκτυο, φαξ, τηλεδιασκέψεις κ.λπ.

3.1.2 Εξοικονόμηση ενέργειας στα Κτίρια
Για τη θέρμανση, την ψύξη και το φωτισμό των κτιρίων στις σύγχρονες κοινωνίες καταναλώνεται περίπου το 1/3 της συνολικής ενέργειας και παράγεται το 40 % του διοξειδίου του άνθρακα.

( Πηγή: Πεκόπουλος Δ,2000) 
Πίνακας 4. Η μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας γίνεται στις μεταφορές (39%) και στον οικιακό τομέα (30%)
Η σπατάλη που γίνεται στην ενέργεια είναι μεγάλη και μπορεί να περιορισθεί σημαντικά αν ληφθούν τα μέτρα που αναφέρονται στη συνέχεια.
Θερμομόνωση κτιρίων
- Βελτίωση της θερμομόνωσης των σπιτιών με τη χρήση δομικών υλικών που περιορίζουν τη ροή της θερμότητας, π.χ. οι απώλειες ενέργειας από μεγάλες γυάλινες επιφάνειες, μειώνονται αν χρησιμοποιηθούν διπλά τζάμια, όπου ο αέρας που παρεμβάλλεται μεταξύ των τζαμιών λειτουργεί ως μονωτικό. Η τοποθέτηση επίσης στις οροφές, τα δάπεδα και τους τοίχους των κτιρίων ειδικών μονωτικών υλικών, μειώνουν σημαντικά τις απώλειες θερμότητας. Ένα καλά μονωμένο σπίτι 100 τ.μ μπορεί να εξοικονομήσει μέχρι και 1000 λίτρα πετρελαίου το χρόνο. 
- Η ρύθμιση των θερμοστατών στους 18 - 19οC, η τακτική συντήρηση και ρύθμιση του καυστήρα (1-2 φορές το χρόνο) και η αντικατάσταση παλιών λεβήτων των οικιακών συστημάτων κεντρικής θέρμανσης με άλλους σύγχρονης τεχνολογίας, προσφέρουν οικονομία στα καύσιμα.
- Αποφυγή της χρήσης ηλεκτρικών θερμαντικών σωμάτων και θερμοσυσσωρευτών που καταναλώνουν περισσότερη ενέργεια από το καλοριφέρ, γιατί απαιτούν περισσότερες μετατροπές της ενέργειας, άρα και μεγαλύτερες απώλειες λόγω του 2ου νόμου της θερμοδυναμικής.
Δροσισμός - κλιματισμός κτιρίων
- Για το δροσισμό των κτιρίων το καλοκαίρι, μπορούμε να χρησιμοποιούμε φυσικούς τρόπους όπως τοποθέτηση σκιάστρων, αναρριχώμενα φυτά σε πέργολες και τοίχους, δέντρα σε αυλές - κήπους - πεζοδρόμια, ανοιχτόχρωμα χρώματα στους εξωτερικούς τοίχους, ώστε να εξασφαλίζουμε περισσότερη δροσιά και να αποφεύγουμε τη χρήση των κλιματιστικών που καταναλώνουν ενέργεια και μπορούν να βλάψουν την υγεία.
- Εξοικονόμηση ενέργειας στον κλιματισμό με επεμβάσεις "νοικοκυρέματος", όπως εγκατάσταση ανεμιστήρων, αερισμό σπιτιού ή χώρων εργασίας το βράδυ, τοποθέτηση τεντών κ.λπ., που μειώνουν τις ανάγκες για κλιματισμό.
Περιορισμός της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας στο σπίτι
- Με την επιλογή των πιο ενεργειακά αποδοτικών οικιακών ηλεκτρικών συσκευών που εξασφαλίζει η σύγχρονη τεχνολογία, τη χρήση της κατάλληλης συσκευής για κάθε συγκεκριμένη δουλειά, τη διατήρηση σε καλή κατάσταση και τη σωστή χρήση τους (δεν ανοιγοκλείνουμε άσκοπα τις πόρτες του ψυγείου, θέτουμε σε λειτουργία το πλυντήριο πιάτων ή ρούχων μόνο όταν γεμίσουν, αποφεύγουμε το ηλεκτρικό στέγνωμα των ρούχων ή των μαλλιών προτιμώντας το φυσικό, μαγειρεύουμε και πλένουμε σε χαμηλότερες θερμοκρασίες), επιτυγχάνουμε σημαντική εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας.
Σχ.11 Με τη χρήση λαμπτήρων φθορισμού χαμηλής κατανάλωσης, της ίδιας φωτεινότητας με τους κοινούς λαμπτήρες, το κόστος λειτουργίας περιορίζεται στο 1/ 5 του αρχικού
Ειδικά για το φωτισμό των κτιρίων, αν σβήνουμε όσα φώτα δεν χρειάζονται, αντικαθιστούμε τους κοινούς λαμπτήρες με λαμπτήρες χαμηλής κατανάλωσης, υψηλής απόδοσης και μεγαλύτερης διάρκειας ζωής και τοποθετούμε τα γραφεία ή τους πάγκους εργασίας δίπλα στα παράθυρα, το αποτέλεσμα θα φανεί στο λογαριασμό της ΔΕΗ.
Βιοκλιματικός σχεδιασμός κτιρίων
Η βιοκλιματική αρχιτεκτονική με τις παρεμβάσεις της στο σχεδιασμό, στον τρόπο και στα υλικά κατασκευής, ικανοποιεί τις ανάγκες των κτιρίων για θέρμανση, φωτισμό και δροσισμό, τα εναρμονίζει με το φυσικό περιβάλλον, χρησιμοποιώντας στοιχεία από αυτό, και εξασφαλίζει την εξοικονόμηση ενέργειας.
(Πηγή: Τσίπηρας Κ, Το οικολογικό σπίτι, 1996)
Εικ. 7. Ακόμη και οι σύγχρονες πολυκατοικίες μπορούν να κατασκευασθούν σύμφωνα με τη βιοκλιματική αρχιτεκτονική (δεξιά), και όχι σαν τις άχαρες και ενεργοβόρες πολυκατοικίες της Αθήνας, όπως αυτή της εικόνας αριστερά.

Σ' ένα καλά σχεδιασμένο βιοκλιματικό κτίριο, η αξιοποίηση του φυσικού φωτισμού μπορεί να μειώσει μέχρι και 80% την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Η βιοκλιματική αρχιτεκτονική έχει τις ρίζες της στην παραδοσιακή αρχιτεκτονική πολλών λαών και μπορεί να προσφέρει στη σύγχρονη κατοικία λύσεις και ιδέες φιλικές προς το περιβάλλον.
 
Φωτισμός χώρων από τον ήλιο






3.1.3 Εξοικονόμηση ενέργειας στη Βιομηχανία
Στη βιομηχανία με τους διάφορους κλάδους της (μετάλλων, χημικών, πετρελαιοειδών, γυαλιού, χαρτιού, τροφίμων κ.λπ.) καταναλώνονται τεράστια ποσά ενέργειας, τόσο για την παραγωγή, τη διακίνηση και τη διαφήμιση των προϊόντων, όσο και για την παραγωγή των πρώτων υλών και τη μεταφορά τους στον τόπο επεξεργασίας.
Η εξοικονόμηση ενέργειας σε όλους τους βιομηχανικούς κλάδους και περισσότερο στους πιο ενεργοβόρους, μπορεί να επιτευχθεί με μέτρα που αφορούν στη μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης παράλληλα με την αποτελεσματική ενεργειακή διαχείριση και την ανακύκλωση των απορριμμάτων που μπορούν να αξιοποιηθούν. Έτσι σε βιομηχανίες που χρειάζονται στην παραγωγική τους διαδικασία μεγάλες ποσότητες ζεστού νερού ή ατμού, η χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως κεντρικά ηλιακά συστήματα είτε για παραγωγή νερού χαμηλής θερμοκρασίας (< 50οC) για απευθείας χρήση είτε για προθέρμανση νερού - ατμού μέσης ή υψηλής θερμοκρασίας, μπορεί να προσφέρει σημαντική μείωση στην κατανάλωση ενέργειας.
Επίσης ως πηγή ενέργειας μπορεί να αξιοποιηθεί η βιομάζα που προέρχεται από γεωργικά ή κτηνοτροφικά υπολείμματα, αγροτοβιομηχανικά απόβλητα ή απόβλητα της βιομηχανίας τροφίμων. Για παράδειγμα τα υπολείμματα εκκοκκισμού μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καύσιμη ύλη για την ξήρανση του βαμβακιού σε εκκοκκιστήρια βάμβακος ή σε συστήματα θέρμανσης θερμοκηπίων μαζί με άλλα αγροτικά υπολείμματα, όπως άχυρο κ.λπ.
Ένας άλλος τρόπος εξοικονόμησης ενέργειας είναι η ανακύκλωση των απορριπτόμενων προϊόντων, αφού η ενέργεια που απαιτείται για την κατεργασία των υλικών προς ανακύκλωση είναι σημαντικά μικρότερη από την αντίστοιχη ενέργεια που απαιτείται για τις πρώτες ύλες. Με τον τρόπο αυτό εξοικονομούνται και οι φυσικοί πόροι και δεν αλλοιώνεται το περιβάλλον από έντονες εξορυκτικές και υλοτομικές δραστηριότητες.
Στη χώρα μας σήμερα εκτιμάται ότι από το συνολικό ποσοστό της ενέργειας που καταναλώνεται στη βιομηχανία, που είναι το 27 % της τελικής ενεργειακής κατανάλωσης (Υπ. Ανάπτυξης 1995), μπορεί να εξοικονομηθεί περίπου το 15 % (ανακύκλωση μέρους της ενέργειας).Τα πρακτικά μέτρα για την εξοικονόμηση ενέργειας στη βιομηχανία επιτυγχάνονται κυρίως σε τρία επίπεδα: χωρίς κόστος, με χαμηλό κόστος και υψηλό κόστος. Τα μέτρα αυτά συνοψίζονται στον πίνακα 5.

ΜΕΤΡΑ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ
Μέτρα
Παραδείγματα
Έμφαση
Ποσοστό εξοικονόμησης
Μηδενικού κόστους
(¨Καλό νοικοκύρεμα¨)
Επαναρύθμιση των συστημάτων ελέγχου. Κλείσιμο των διακοπτών όταν δεν λειτουργούν. Επισκευή διαρροών. Επαναπρογραμματισμός των φορτίων /καταναλώσεων.
Ανθρώπινη συμπεριφορά με τη χρήση της υπάρχουσας τεχνολογίας
10 %
Χαμηλού κόστους
Συντήρηση. Μέτρα
παρακολούθησης και στοχοθεσία. Απλά συστήματα ελέγχου. Μόνωση. Εκπαίδευση τελικών χρηστών
Συνδυασμός επενδύσεων χαμηλού κόστους και ανθρώπινης συμπεριφοράς
10 - 15 %
Υψηλού κόστους
(*) Συστήματα ανάκτησης θερμότητας. Συμπαραγωγή θερμότητας και ηλεκτρισμού. Μετατροπή καυσίμων. Συστήματα ενεργειακής διαχείρισης.
Επενδύσεις σε τεχνολογίες υψηλού κόστους και μερική εμπλοκή ατόμων
20 %
Πίνακας 5. (Πηγή το 85% περίπου της ενέργειας του καυσίμου. Φωτεινό παράδειγμα η τηλεθέρμανση στην Κοζάνη



3.2 Μέθοδοι αλλαγής της ανθρώπινης συμπεριφοράς με σκοπό ενεργειακά οφέλη
Από κοινωνιολογικές μελέτες, η ανθρώπινη συμπεριφορά μπορεί να επηρεαστεί με μεθόδους που εμπίπτουν στις τρεις παρακάτω κατηγορίες: 
- κανονισμοί και οδηγίες
- θεσμικά μέτρα
- ζητήματα κουλτούρας και πίστης
Η παροχή οικονομικών κινήτρων αποδείχθηκε ο καλύτερος σύμμαχος στην προσπάθεια αποκομιδής ενεργειακών οφελών. Οικονομικά εργαλεία που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να επηρεάσουν τη συμπεριφορά σχετικά με την εξοικονόμηση ενέργειας είναι οι φοροαπαλλαγές, η διαφοροποίηση στο δασμολόγιο, κ.λπ.
Κρίνεται σκόπιμο το μήνυμα που θα μπορούσε να περιλαμβάνει τρόπους εξοικονόμησης ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά και συγκριτικά στοιχεία κατανάλωσης προηγούμενων μηνών, να περιέχεται στο τιμολόγιο του ηλεκτρικού ρεύματος, δεδομένου ότι τυγχάνει της απαραίτητης προσοχής του κοινού. Με αυτό τον τρόπο και η εταιρεία ηλεκτρισμού δημιουργεί ένα κλίμα εμπιστοσύνης στον πελάτη, καλλιεργώντας του το αίσθημα ότι του παρέχει πρόσθετες υπηρεσίες, αλλά και ο καταναλωτής έχει την ευκαιρία να ενημερωθεί σωστά, να διαπιστώσει ο ίδιος το ποσό της ενέργειας που καταναλώνει, αντιστοιχώντας το σε χρήματα και να το συγκρίνει με προηγούμενη περίοδο.
Επίσης οι ενημερωτικές καμπάνιες που απευθύνονται στο ευρύ κοινό σχετικά με ενεργειακά και περιβαλλοντικά θέματα, μέσω ραδιοφώνου, τηλεόρασης, καταφέρνουν να περάσουν το μήνυμα της ορθολογικής χρήσης ενέργειας σε μεγάλο αριθμό ανθρώπων.



3.3 Απλά μαθήματα εξοικονόμησης ενέργειας- Ορθολογική χρήση ενέργειας
- Συντήρηση καυστήρων - σταθερές θερμοκρασίες 19-20οC. Τα ηλεκτρικά σώματα - οι θερμοσυσσωρευτές καταναλώνουν διπλάσια ενέργεια - δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται αλόγιστα.
- Μόνωση: Θερμομόνωση σε ταράτσες, στέγες, δωμάτια, δάπεδα, τοίχους, διπλά κουφώματα και τζάμια. Ένα καλά μονωμένο σπίτι 100 τ.μ. έχει κέρδος περίπου 1000 lit. πετρέλαιο το χρόνο. Εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας.
- Σκίαστρα, σωστή λειτουργία του κλιματισμού ή αντικατάστασή του με ανεμιστήρες. Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός των κτιρίων, δηλαδή παρεμβάσεις στην αρχιτεκτονική ώστε να ικανοποιούνται οι ανάγκες των κτιρίων για θέρμανση, δροσισμό και φωτισμό, αλλά και η χρήση υλικών από το φυσικό περιβάλλον ώστε να εναρμονίζεται με αυτό, μπορεί να μειώσει σημαντικά την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας.
- Χρήση ηλιακών θερμοσίφωνων για ζεστό νερό.
- Περιορισμός στις μετακινήσεις με αυτοκίνητα και χρησιμοποίηση τράμ, τρόλεϊ, ηλεκτρικών τρένων που καταναλώνουν λιγότερα καύσιμα. 
- Ηλεκτρικές συσκευές: Σωστή χρήση - έλεγχος και συντήρηση για καλή λειτουργία. 
- Στις αγροτικές καλλιέργειες αποφεύγεται η κατασπατάληση του φυσικού πλούτου και περιορίζονται στο ελάχιστο δυνατόν οι εισροές σε ενέργεια και σε συνθετικές αγροχημικές ουσίες με εφαρμογή της οικολογικής (βιολογικής) γεωργίας.



1. Ποια είναι η σημαντικότερη πηγή ενέργειας για τη Γη;
Ο Ήλιος. Η ενέργεια που εκπέμπεται από τον πλησιέστερο αστέρα -τον Ήλιο- κινεί τις περισσότερες φυσικές και βιολογικές διαδικασίες που είναι απαραίτητες για τη ζωή, όπως η κίνηση της γήινης ατμόσφαιρας που διαμορφώνει το κλίμα και τα θαλάσσια ρεύματα, αλλά και διατηρεί στη ζωή τα φυτά και τα ζώα. Περίπου το ήμισυ της ηλιακής ενέργειας απορροφάται ή ανακλάται πίσω στο διάστημα, καθώς διασχίζει την ατμόσφαιρα.





Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου