9 ο FORUM ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΩΝ ΑΔΡΙΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΙΟΥΝΙΟΥ Αγρίνιο (Ελλάδα), 27-29 Απριλίου Τ.Ε.Ι. Πάτρας «ΚΑΙΝΟΤΟΜΑ ΣΧΕΔΙΑ –ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ.

Παρουσίαση με θέμα: "9 ο FORUM ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΩΝ ΑΔΡΙΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΙΟΥΝΙΟΥ Αγρίνιο (Ελλάδα), 27-29 Απριλίου Τ.Ε.Ι. Πάτρας «ΚΑΙΝΟΤΟΜΑ ΣΧΕΔΙΑ –ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 9 ο FORUM ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΩΝ ΑΔΡΙΑΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΙΟΥΝΙΟΥ Αγρίνιο (Ελλάδα), 27-29 Απριλίου Τ.Ε.Ι. Πάτρας «ΚΑΙΝΟΤΟΜΑ ΣΧΕΔΙΑ –ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (Α.Π.Ε.) ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΜΕ ΣΤΟΧΟ ΤΗΝ ΒΙΩΣΙΜΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ» Καθ. Σωκράτης Ν. Καπλάνης Πρόεδρος Τ.Ε.Ι. Πάτρας

2 Το ΤΕΙ Πάτρας, στα πλαίσια του Ρόλου & της Αποστολής του, έχει αναπτύξει ιδιαίτερη δραστηριότητα με Στόχο να συμβάλλει στη  Βιώσιμη Ανάπτυξη ( Sustainable Development) μέσω Προγραμμάτων Έρευνας & Τεχνολογικής Ανάπτυξης (RTD) για:  Oρθολογική Διαχείριση Ενέργειας & Πόρων  Διαχείριση, Έλεγχο και Προστασία Περιβάλλοντος (Περιβάλλον, Αισθητική, Υγεία, Ασφάλεια) (Περιβάλλον, Αισθητική, Υγεία, Ασφάλεια)

3 Τα ανωτέρω τρία θεματικά πεδία αλληλεπιδρούν και επηρεάζουν επιστημονικά- πολιτικά- κοινωνικά τις κοινωνίες Ούτως συντελείται άνοδος της Ποιότητας Ζωής

4 Ειδικότερα, το ΤΕΙ Πάτρας έχει να επιδείξει δραστηριότητα στον τομέα ΕΝΕΡΓΕΙΑ-ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ, με Μελέτες και Σχέδια (projects) στην Ελλάδα και σε Ευρωπαϊκό επίπεδο (LLP-Lutwig, Tempus) α. Health & Safety Indoors (Εσωτερικό Περιβάλλον) b. Συλλογή και επεξεργασία Μετεωρολογικών δεδομένων- Meteo Station (http://solar-net.teipat.gr) c. ICT Tools for Environmental Management

5 Έρευνα ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΥΠΕΠΘ (Ε.Π.Ε.Α.Ε.Κ.) Πρόγραμμα Πρόγραμμα ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ AΡΧΙΜΗΔΗΣ Ι «Ανάπτυξη Σχεδιασμός και Ενσωμάτωση Τεχνολογιών Ηλιακής Ενέργειας στα Κτίρια- Ενεργειακό Έξυπνο Κτίριο» «Ανάπτυξη Σχεδιασμός και Ενσωμάτωση Τεχνολογιών Ηλιακής Ενέργειας στα Κτίρια- Ενεργειακό Έξυπνο Κτίριο»

6 Πρόγραμμα ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ AΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙ Πρόγραμμα ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ AΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙ «Μείωση περιβαλλοντολογικής ρύπανσης με χρήση Ηλιακής ενέργειας για ξήρανση προϊόντων- Βελτίωση βιοχημικών διεργασιών,ε ορθολογική εγκατάσταση των πηγών εκπομπής ρύπων» «Μείωση περιβαλλοντολογικής ρύπανσης με χρήση Ηλιακής ενέργειας για ξήρανση προϊόντων- Βελτίωση βιοχημικών διεργασιών,ε ορθολογική εγκατάσταση των πηγών εκπομπής ρύπων»

7 Ανάπτυξη Πρόγραμμα ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΩ, (ΕΠΑΝ & Περ. Δυτικής Ελλάδος) Πρόγραμμα ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΩ, (ΕΠΑΝ & Περ. Δυτικής Ελλάδος) Έχουν ήδη υπογραφεί Προγραμματικές Συμφωνίες με τον Δήμο Αμαλιάδας για:

8 Προγραμματική Συμφωνία Νο1 1. Ανάπλαση Χώρων Συνοικιών (Τμ. Ανακαίνισης & Αποκατάστασης Κτιρίων, Εργαστήριο ΑΠΕ) (Τμ. Ανακαίνισης & Αποκατάστασης Κτιρίων, Εργαστήριο ΑΠΕ) Οι παρεμβάσεις μπορεί να έχουν την ακόλουθη μορφή: α. Βελτίωση κοινόχρηστων και οικοδομήσιμων χώρων με επεμβάσεις στις όψεις των κτιρίων, στην αισθητική αναβάθμιση των κοινόχρηστων χώρων και των ακάλυπτων χώρων των οικοδομικών τετραγώνων α. Βελτίωση κοινόχρηστων και οικοδομήσιμων χώρων με επεμβάσεις στις όψεις των κτιρίων, στην αισθητική αναβάθμιση των κοινόχρηστων χώρων και των ακάλυπτων χώρων των οικοδομικών τετραγώνων

9 β. Προστασία, ανάδειξη μνημείων, πολιτιστικών πόρων και μνημείων φυσικού κάλλους γ. Δημιουργία χώρων αναψυχής και παιδότοπων δ. Μείωση κυκλοφοριακού φόρτου

10 ε. Μονοδρόμηση μη κυρίων οδών, δημιουργία χώρων στάθμευσης και πεζοδρομίων στ. Δημιουργία δεντροστοιχιών και χώρων καλλωπιστικής φύτευσης ζ. Περιορισμό ατμοσφαιρικής ρύπανσης και ηχορύπανσης

11 η. Εγκατάσταση δικτύων (τηλεφώνου, αποχέτευσης, θέρμανσης, κλπ) θ. Εφαρμογή Ηλιακών Θερμικών Συστημάτων και Φ/Β τεχνολογίας στα κτίρια και τους κοινόχρηστους χώρους. Στόχος: Η κάλυψη των θερμικών, ψυκτικών και ηλεκτρικών φορτίων από ΑΠΕ.

12 Προγραμματική Συμφωνία Νο2 Αποτελεί μία Καινοτόμο προσπάθεια συνεργασίας με τον Δήμο Αμαλιάδας που αφορά κυρίως στην εφαρμογή των Α.Π.Ε. στα κτίρια με στόχο: 1. Εξοικονόμηση ενέργειας και επομένως πόρων ενεργειακών –οικονομικών 2. Καθαρό και Υγιεινό περιβάλλον 3. Την επίδειξη καλής πρακτικής (Good Practice) στη χρήση των ΑΠΕ

13 Για τούτο το Εργαστήριο των ΑΠΕ του ΤΕΙ Για τούτο το Εργαστήριο των ΑΠΕ του ΤΕΙ Πάτρας θα σχεδιάσει και θα προωθήσει Πάτρας θα σχεδιάσει και θα προωθήσει καινοτόμες επεμβάσεις και πιλοτικά σχέδια καινοτόμες επεμβάσεις και πιλοτικά σχέδια εφαρμογής με αντικείμενο την ένταξη εφαρμογής με αντικείμενο την ένταξη Τεχνολογιών ΑΠΕ, πχ Ηλιακά Θερμικά Τεχνολογιών ΑΠΕ, πχ Ηλιακά Θερμικά Συστήματα, Φ/Β διατάξεις και συνδυασμό των Συστήματα, Φ/Β διατάξεις και συνδυασμό των ΑΠΕ στα κτήρια και στη διαχείριση περιβάλλοντος, αποβλήτων κλπ. ΑΠΕ στα κτήρια και στη διαχείριση περιβάλλοντος, αποβλήτων κλπ.

14 Για το σκοπό αυτό και για Εκπαίδευση- Κατάρτιση στελεχών φορέων και πτυχιούχων ΑΕΙ, τα ΤΕΙ οργανώνουν το Summer University κάθε χρόνο, όπως και φέτος με τίτλο : «e- Technologies on Renewable Energy Systems (R.E.S.): Teaching & Learning» 29 Ιουνίου-12 Ιουλίου 2009

15 Πρόταση για Καινοτόμο Επιστημονικό Έργο Ευρωπαϊκής εμβέλειας, ειδικότερα: Βιολογικός Καθαρισμός Φυτικών-Ζωϊκών καταλοίπων (συνεργασία με Παν/μιο Εφαρμοσμένων Επιστημών του Aachen, Γερμανία)

16 Ειδικότερα η Καινοτόμος πρόταση περιλαμβάνει τα εξής στοιχεία: 1. Μια μορφή ΑΠΕ για παραγωγή θερμότητας, ηλεκτρισμού, εδαφοβελτιωτικών λιπασμάτων, μπορεί να θεωρηθεί και το βιοαέριο. 1. Μια μορφή ΑΠΕ για παραγωγή θερμότητας, ηλεκτρισμού, εδαφοβελτιωτικών λιπασμάτων, μπορεί να θεωρηθεί και το βιοαέριο. Μετά την επεξεργασία και την αναβάθμισή του έχει την ποιότητα του φυσικού αερίου. Παράγεται από βιομάζα ή από το βιο-αποικοδομήσιμο κλάσμα βιομηχανικών και αστικών αποβλήτων και ενδείκνυται η χρήση του για την παραγωγή ενέργειας.

17 2. Η διαφορά του από τα ορυκτά καύσιμα είναι, ότι αποτελεί μια «καθαρή» μορφή ενέργειας. Δηλαδή, το συνολικό ισοζύγιο των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, το οποίο παράγεται κατά την καύση του βιοαερίου, είναι ισοδύναμο αυτού που απορροφάται κατά την παραγωγή του, άρα δεν επιβαρύνει την ατμόσφαιρα

18 3. Η ανάπτυξη και εγκατάσταση τεχνολογιών βιοαερίου, αποτελεί μία εναλλακτική λύση με σημαντικά πλεονεκτήματα, καθώς ταυτόχρονα επιλύει το πρόβλημα της διαχείρισης των απορριμμάτων. Υπολογίζεται ότι 1.000.000 τόνοι απορριμμάτων παρέχουν αρκετό βιοαέριο για την παραγωγή ενός MW ηλεκτρικού ρεύματος ετησίως για δέκα περίπου χρόνια.

19 4. Το ενεργειακό δυναμικό βιομάζας για την παραγωγή βιοαερίου στην Περιφέρεια Δυτικής Ελλάδας είναι αρκετά υψηλό. Συγκεκριμένα το δυναμικό ημερήσιας παραγωγής ζωικών αποβλήτων στους Νομούς Ηλείας, Αιτωλοακαρνανίας είναι 50-100 m3/d και στο Νομό Αχαΐας 20-50 m3/d. Οι περιοχές αυτές διαθέτουν ένα μεγάλο αριθμό χοιροτροφικών μονάδων

20 Διαδικασία χρήσης του βιοαερίου

21 5. Tο παραγόμενο βιοαέριο θα χρησιμοποιηθεί αμέσως για την συμπαραγωγή ενέργειας και θερμότητας. 6. Συμπαραγωγή είναι η συνδυασμένη παραγωγή ηλεκτρικής ή μηχανικής και θερμικής ενέργειας από την ίδια αρχική πηγή ενέργειας. Τα συστήματα Συμπαραγωγής έχουν ως κύριο χαρακτηριστικό τους την ανάκτηση του μεγαλύτερου μέρους της παραγόμενης θερμικής ενέργειας, η οποία, αν δεν μεσολαβήσει κάποια άλλη διεργασία, αποτελεί απλώς απώλεια προς το περιβάλλον, επιτυγχάνοντας με τον τρόπο αυτόν εξοικονόμηση πόρων και βελτιωμένη ενεργειακή απόδοση σε σχέση με τις συμβατικές μεθόδους παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Στη συνέχεια παρουσιάζονται επιγραμματικά τρεις τρόποι χρήσης του παραγόμενου βιοαερίου για την συμπαραγωγή ενέργειας και θερμότητας.

22 1 ο ς Τρόπος Καύση βιοαερίου με συμπαραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας σε Μηχανές Εσωτερικής Καύσεως 7. Σε αυτές συγκαταλέγονται και οι αεριομηχανές (gas engines), οι οποίες είναι παλινδρομικές Μ.Ε.Κ. και μπορούν να λειτουργήσουν με το βιοαέριο, το οποίο παράγεται από τα ζωικά και αστικά απόβλητα. Οι εμπορικά διαθέσιμοι τύποι αεριομηχανών είναι οι σταθερές μηχανές διπλού καυσίμου.

23 8. Το καύσιμο αποτελείται κατά 90 % από βιοαέριο, η έναυση του οποίου δεν γίνεται με σπινθηριστή αλλά με έγχυση υγρού καυσίμου Diesel (που είναι το υπόλοιπο 10 % της προσφερόμενης ενέργειας). Είναι κινητήρες ισχύος μέχρι 6 ΜW και πλεονεκτούν, επειδή μπορούν να λειτουργήσουν είτε με βιοαέριο είτε με καύσιμο Diesel, προσφέροντας μεγαλύτερη ανεξαρτησία.

24 9. Επειδή ο έλεγχος και η ρύθμιση ενός συστήματος με Μ.Ε.Κ. βασίζεται στη ζήτηση του θερμικού φορτίου, η ηλεκτρική ισχύς, η οποία παράγεται, παρουσιάζει πολλές διακυμάνσεις. Η εκμεταλλεύσιμη θερμότητα από τη Μ.Ε.Κ. προέρχεται κυρίως από την υψηλή ενθαλπία των καυσαερίων, το χιτώνιο της μηχανής και το σύστημα ψύξεως των λιπαντικών.

25 10. Ακόμη, μπορούμε να εκμεταλλευτούμε τη θερμότητα, που προέρχεται από τα συστήματα ψύξεως των υπολοίπων ρευστών, τα οποία έχουν σχέση με τη λειτουργία της μηχανής, δηλαδή του κλειστού κυκλώματος ψύξεως του κινητήρα και του αέρα υπερπληρώσεως, με χρήση κατάλληλων εναλλακτών θερμότητας. Μια τυπική διάταξη ενός συστήματος Σ.Η.Θ. με παλινδρομική Μ.Ε.Κ. φαίνεται στο επόμενο σχήμα.

26 Τυπική διάταξη ενός συστήματος Σ.Η.Θ. με παλινδρομική Μ.Ε.Κ.

27 2 ο ς Τρόπος Καύση βιοαερίου σε αεριοστρόβιλο με παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και τροφοδοσία ατμοστρόβιλου με θερμότητα για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με παράλληλη παραγωγή θερμότητας σε παραβολικούς συλλέκτες σκάφης για την τροφοδοσία προθερμαντήρα

28 11. Οι Μηχανές Εσωτερικής Καύσεως (Μ.Ε.Κ.) χρησιμοποιούνται συνήθως για χαμηλής ισχύος συστήματα συμπαραγωγής, ενώ για μεγαλύτερες επιδόσεις προτιμούνται οι αεριοστρόβιλοι. 12. Με την καύση του βιοαερίου στους αεριοστροβίλους παράγεται με υψηλούς συντελεστές απόδοσης ηλεκτρική ενέργεια, ενώ η εκλυόμενη θερμότητα χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία ενός ατμοστρόβιλου για παραγωγή επιπρόσθετης ηλεκτρικής ενέργειας.

29 13. Υπάρχει επιπλέον η παράλληλη παραγωγή θερμότητας από ηλιακή ενέργεια σε παραβολικούς συλλέκτες σκάφης για την τροφοδοσία προθερμαντήρα. Με αυτόν τον τρόπο έχουμε τον συνδυασμό δύο τεχνολογιών σε ένα υβριδικό σύστημα. Το σύστημα του παραβολικού συλλέκτη συγκεντρώνει τις ηλιακές ακτίνες χρησιμοποιώντας παραβολικές σκάφες, οι οποίες εστιάζουν σε μια διάσταση την ακτινοβολία σε έναν ευθύ σωλήνα. Ένας ηλεκτροπαραγωγικός σταθμός με παραβολικούς συλλέκτες σκάφης δίνεται στην Εικόνα Ένας ηλεκτροπαραγωγικός σταθμός με παραβολικούς συλλέκτες σκάφης δίνεται στην Εικόνα

30 Παράδειγμα ηλεκτροπαραγωγικού σταθμού με παραβολικούς συλλέκτες σκάφης

31 14. Στη συνέχεια παρουσιάζεται μια πρώτη προσέγγιση για το υβριδικό σύστημα ηλιακού πύργου με καύση βιοαερίου σε αεριοστρόβιλο

32 15. To βιοαέριο θα χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας με την καύση του σε έναν αεριοστρόβιλο. Η παραγόμενη θερμότητα θα διοχετεύεται την ημέρα σε ψύκτες απορρόφησης για τον κλιματισμό κτιρίων και το βράδυ θα χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα ατμοηλεκτρικό εργοστάσιο. Την ημέρα θα υπάρχει παράλληλη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με ηλιακό πύργο.

33 Αρχή λειτουργίας του υβριδικού συστήματος του ηλιακού πύργου με καύση βιοαερίου

34 16. Το καινοτόμο έργο του υβριδικού εργοστασίου θα λειτουργήσει ως μοντέλο ενός τρόπου διαχείρισης αποβλήτων με παράλληλη παραγωγή ενέργειας. Μελλοντικά θα υπάρχει ο στόχος της δημιουργίας μεγαλύτερων εργοστασίων παραγωγής ενέργειας και διαχείρισης αποβλήτων με πάνω από 10 MW. Με την εγκατάσταση και λειτουργία της συνολικής πιλοτικής εγκατάστασης το εργοστάσιο θα είναι επισκέψιμο και για το ευρύ κοινό. Με αυτόν τον τρόπο, εφόσον προβληθεί ανάλογα, θα αναπτυχθεί και ο ενεργειακός τουρισμός για να βλέπουν οι πολίτες την μονάδα και να ευαισθητοποιούνται για περιβαλλοντικά θέματα και για τις ΑΠΕ. Το όλο εγχείρημα είναι πρωτοπόρο στον κόσμο για τον συνδυασμό τόσων διαφορετικών τεχνολογιών στον τομέα των ΑΠΕ.

35 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ Α.Π.Ε. http://solar-net.teipat.gr http://solar-net.teipat.gr kaplanis@teipat.gr kaplanis@teipat.gr