ΕΠΑΛ ΜΕΓΑΛΟΠΟΛΗΣ Σχολ.Ετος 2014-2015 Τμήμα: ΑΤΕΧ Θέμα Ερευνητικής Εργασίας: ΄΄Ο θαυμαστός κόσμος της ενέργειας΄΄

ΓΙΩΡΓΟΣ ΧΡΙΣΤΟΔΟΥΛΟΠΟΥΛΟΣ ΓΙΑΝΝΗΣ ΤΣΟΛΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΤΣΑΓΚΑΝΗΣ Ομάδα 1:Τα πριονίδια ΓΙΩΡΓΟΣ ΧΡΙΣΤΟΔΟΥΛΟΠΟΥΛΟΣ ΓΙΑΝΝΗΣ ΤΣΟΛΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΤΣΑΓΚΑΝΗΣ ΑΘΑΝΑΣΙΑ ΧΡΙΣΤΟΦΙΛΗ Ομάδα 2:Μαύρες Πλακέτες ΑΙΜΙΛΙΟΣ ΤΖΑΣΤΕ ΜΕΜΑ ΝΤΕΝΙΣ ΚΛΕΝΤΗΣΙΑΝ ΡΗΠΑΪ ΚΟΚΚΟΛΗΣ ΚΩΣΤΑΣ ΚΟΚΚΟΛΗ ΝΙΚΟΛΕΤΑ

ΑΣΗΜΑΚΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ ΒΑΛΤΕΣΗΝΙΩΤΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΧΑΧΑΜΗΣ ΝΙΚΟΣ Ομάδα 3:Black Diamonds ΑΣΗΜΑΚΟΠΟΥΛΟΣ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ ΒΑΛΤΕΣΗΝΙΩΤΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΧΑΧΑΜΗΣ ΝΙΚΟΣ ΠΑΝΑΓΟΠΟΥΛΟΣ ΛΑΜΠΡΟΣ ΚΛΑΣΟΓΙΑΝΝΗΣ ΓΡΗΓΟΡΗΣ Ομάδα 4:Άσπροι γίγαντες ΝΙΚΟΣ ΣΤΑΘΟΥΡΟΣ ΝΙΚΟΣ ΚΡΟΜΠΑΣ ΔΗΜΗΤΡΑ ΜΙΧΑΛΑΚΟΠΟΥΛΟΥ ΚΑΤΕΡΙΝΑ ΤΣΙΝΤΩΝΗ ΚΩΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΒΑΛΑΣΟΠΟΥΛΟΣ

Η ενέργεια είναι το φυσικό μέγεθος που συνοδεύει άρρηκτα κάθε μεταβολή στο φυσικό μας κόσμο, από την πιο απλή και ανεπαίσθητη έως την πιο πολύπλοκη και έντονα αντιληπτή. Γίνεται κυρίως αισθητή εκ του αποτελέσματός της, που είναι γνωστό ως έργο και ευθύνεται για τις διάφορες μεταβολές που παρατηρούνται στον υλικό κόσμο.

ανεμογεννήτρια

Είδη ενέργειας 1. Μηχανική ( κινητική & δυναμική ) 2 Είδη ενέργειας 1. Μηχανική ( κινητική & δυναμική ) 2. Ηλεκτρομαγνητική ( ηλεκτρική & φωτεινή ή ενέργεια ακτινοβολίας ) 3. Πυρηνική 4. Θερμική 5. Χημική  

Τι είναι ανεμογεννήτρια Αιολική μηχανή που παράγει ενέργεια

Από τι αποτελείται η ανεμογεννήτρια Πτερύγια Πύργο Ρότορα Γεννήτρια Ανεμόμετρο

Είδη ανεμογεννητριών Οριζόντιου άξονα Κάθετου άξονα

Τα αιολικά πάρκα της Ελλάδας Κύθνου Εύβοιας Θράκης Πελοποννήσου Αγία Δυνατή Κεφαλληνίας Ημεροβίγλι Σαντορίνης Μονολάτη-Ξερολίμπα Κεφαλληνίας

Από τι εξαρτάται η απόδοση των ανεμογεννητριών Μέγεθος του έλικα Ταχύτητα του ανέμου

Πως λειτουργούν οι ανεμογεννήτριες Γυρίζουν τον ατρακτό Περιστρέφουν τον άξονα Συνδέονται με μια γεννήτρια

Τι περιλαμβάνει ένας εκμεταλευτής αιολικής ενέργειας Σχεδιασµό της αεροδυναµικής διάταξης Μελέτη  µετατροπής του  µηχανικού έργου σε άλλη Μελέτη των χαρακτηριστικών του ανέμου Εύρεση αντιµετώπισης διακυµάνσεων της ενέργειας

Σε τι κατατάσονται οι αιολικές μηχανές Ταχύστροφες Αργόστροφες

Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Ανανεώσιμη πηγή ενέργειας Δεν ρυπαίνουν την ατμόσφαιρα Μειονεκτήματα Κάνουν θόρυβο Σκοτώνουν πουλιά Μεγάλο κόστος

Η ωφέλεια των ανεμογεννητριών Κάλυψη των ενεργειακών αναγκών με χαμηλό κόστος

Βιομάζα

Τι είναι βιομάζα Βιομάζα, ονομάζεται η ύλη που έχει βιολογική προέλευση, προέρχεται άμεσα ή από οργανισμούς που μέχρι πρόσφατα ήταν ζωντανοί και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για την παραγωγή ενέργειας ή έμμεσα από ζωντανούς οργανισμούς

Πλεονεκτήματα βιομάζας Η βιομάζα είναι ανανεώσιμο υλικό σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα τα οποία εξαντλούνται. Με την καύση της βιομάζας δεν επιβαρύνεται το περιβάλλον με βλαβερές ουσίες Η καύση της βιομάζας, δε συμβάλλει στο φαινόμενο της όξινης βροχής

Μειονεκτήματα βιομάζας Ο αυξημένος όγκος και η μεγάλη περιεκτικότητα σε υγρασία, σε σχέση με τα ορυκτά καύσιμα δυσχεραίνουν την ενεργειακή αξιοποίηση της βιομάζας. Η μεγάλη διασπορά και η εποχιακή παραγωγή της βιομάζας δυσκολεύουν την συνεχή τροφοδοσία με πρώτη ύλη των μονάδων ενεργειακής αξιοποίησης της βιομάζας.

ΜΟΡΦΕΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΟΜΕΝΑ ΠΡΟΪΟΝΤΑ Η βιομάζα περιλαμβάνει οποιοδήποτε υλικό προέρχεται από ζωντανούς οργανισμούς. Ειδικότερα η βιομάζα περιλαμβάνει κάθε τύπο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή στερεών, υγρών και αέριων καυσίμων.

Βιομάζα γεωργικής προέλευσης Η γεωργική βιομάζα που αξιοποιείται για παραγωγή ενέργειας εμπεριέχεται στη βιομάζα των υπολειμμάτων των γεωργικών καλλιεργειών

Βιομάζα ζωικής προέλευσης Η βιομάζα ζωικής προέλευσης είναι διαθέσιμο δυναμικό. Περιλαμβάνει κυρίως απόβλητα εντατικής κτηνοτροφίας από πτηνοτροφεία, χοιροστάσια, βουστάσια και σφαγεία.

Βιομάζα δασικής προέλευσης Η αξιοποίηση βιομάζας δασικής προέλευσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ενεργειακούς σκοπούς συνίσταται στα καυσόξυλα υπολείμματα καλλιέργειας των δασών στα προϊόντα καθαρισμών για την προστασία τους από πυρκαγιές καθώς και στα υπολείμματα επεξεργασίας του ξύλου

Λιγνίτης

Tι είναι λιγνήτης φαιάνθρακας οργανικής προελεύσεως πέτρωμα, του οποίου το κύριο στοιχείο είναι ο άνθρακας. Είναι πέτρωμα χωρίς σχηματισμένους κρυστάλλους, δηλαδή άμορφο. Χρησιμοποιείται κυρίως στα ατμοηλεκτρικά εργοστάσια για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος.

Τα εργοστάσια της Ελλαδας Πτολεμαΐδας Αμυνταίου Φλώρινας Μεγαλόπολης Ελασσόνας Αλιβέρι Εύβοιας Δράμας

Ιστορία του άνθρακα Οι Ινδιάνοι της Βόρειας Αμερικής χρησιμοποίησαν τον άνθρακα πολύ πριν να φθάσουν οι πρώτοι άποικοι στο νέο κόσμο. Οι ευρωπαίοι άποικοι ανακάλυψαν τον άνθρακα στη Βόρεια Αμερική κατά τη διάρκεια του πρώτου μισού του 1600.

Μεταλλεία άνθρακα Υπάρχουν δυο είδη μεταλλείων άνθρακα: τα μεταλλεία επιφανείας χρησιμοποιούνται για να παραγάγουν το μεγαλύτερο μέρος του άνθρακα. τα υπόγεια μεταλλεία.

Ο καθαρισμός βελτιώνει τη θερμαντική αξία του άνθρακα Μετά από το καθάρισμα ο άνθρακας είναι έτοιμος προς χρήση Σε κάποιες εγκαταστάσεις ο άνθρακας συντρίβεται, αναμιγνύεται με νερό, και μεταφέρεται μέσω σωλήνων.

Άνθρακας και το περιβάλλον Άνθρακας και το περιβάλλον Ο άνθρακας κατά την καύση του παράγει ρύπους Σημαντικός ρύπος είναι το διοξείδιο του άνθρακα. Το θείο αναμιγνύεται με το οξυγόνο και σχηματίζει το διοξείδιο του θείου Δημιουργεί την όξινηβροχή η οποία προκαλεί ζημιές στα φυτά και δηλητηριάζει το νερό.

φωτοβολταικα

Με τον γενικό όρο Φωτοβολταϊκά ονομάζεται η βιομηχανική διάταξη πολλών φωτοβολταϊκών κυττάρων σε μία σειρά. Στην ουσία πρόκειται για τεχνητούς ημιαγωγούς (συνήθως από Πυρίτιο) οι οποίοι ενώνονται με σκοπό να δημιουργήσουν ένα ηλεκτρικό κύκλωμα σε σειρά. Οι ημιαγωγοί αυτοί απορροφούν φωτόνια από την ηλιακή ακτινοβολία και παράγουν μια Ηλεκτρική τάση.

Η πρώτη γνωριμία του ανθρώπου με το φωτοβολταϊκό φαινόμενο έγινε το 1839 όταν ο Γάλλος φυσικός Edmond Becquerel (1820 - 1891) ανακάλυψε το φωτοβολταϊκό φαινόμενο κατά την διάρκεια πειραμάτων του με μια ηλεκτρολυτική επαφή φτιαγμένη από δύο μεταλλικά ηλεκτρόδια. 

Το επόμενο σημαντικό βήμα έγινε το 1876 όταν οι Adams (1836 - 1915) και ο φοιτητής του Day παρατήρησαν ότι μια ποσότητα ηλεκτρικού ρεύματος παραγόταν από το σελήνιο (Se) όταν αυτό ήταν εκτεθειμένο στο φως.

Το 1918 ο Πολωνός Czochralski (1885 - 1953) πρόσθεσε την μέθοδο παραγωγής ημιαγωγού μονοκρυσταλλικού πυριτίου (Si) με την σχετική έρευνα του και η οποία μάλιστα χρησιμοποιείται βελτιστοποιημένη ακόμα και σήμερα

Μια σημαντική ανακάλυψη έγινε επίσης το 1949 όταν οι Mott και Schottky ανέπτυξαν την θεωρία της διόδου σταθερής κατάστασης. Στο μεταξύ η κβαντική θεωρία είχε ξεδιπλωθεί. Ο δρόμος πλέον για τις πρώτες πρακτικές εφαρμογές είχε ανοίξει.

Το πρώτο ηλιακό κελί ήταν γεγονός στα εργαστήρια της Bell το 1954 από τους Chapin, Fuller και Pearson. Η απόδοση του ήταν 6% εκμετάλλευση της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας.

Το 1962 η μεγαλύτερη ΦΒ εγκατάσταση στον κόσμο γίνεται στην Ιαπωνία από την Sharp, σε έναν φάρο. Η εγκατεστημμένη ισχύς του συστήματος είναι 242Wp. Τα φωτοβολταϊκά ξεκίνησαν λοιπόν να κάνουν την εμφάνιση τους αλλά λόγω του υψηλού κόστους παραγωγής η εφαρμογή τους ήταν δυνατή μόνο σε ειδικές περιπτώσεις αυτόνομων συστημάτων. Η έρευνα όμως προχωρούσε και η απόδοση των ΦΒ συνεχώς βελτιωνόταν. Κυριότερος πελάτης των φωτοβολταϊκών τις δεκαετίες που ακολούθησαν είναι η NASA.

Οι υψηλές τιμές στα φωτοβολταϊκά ήταν ο σημαντικότερος λόγος που δεν υπήρχε περισσότερο ενθουσιώδης αποδοχή από την αγορά. Ενδεικτικά η τιμή των φωτοβολταϊκών ξεκινάει από τα 500$ ανά εγκατεστημμένο Watt το 1956, ενώ μετά από 14 χρόνια , το 1970 αγγίζει τα 100$/Watt. To 1973 οι βελτιώσεις στις μεθόδους παραγωγής φέρνουν το κόστος των φωτοβολαϊκών στα 50$/Watt.

Η πρώτη εγκατάσταση PV που φτάνει στα επίπεδα του 1MW (μεγαβατ) γίνεται στην Καλιφόρνια το 1980 από την ARCO Solar χρησιμοποιώντας ταυτόχρονα και σύστημα παρακολούθησης της τροχιάς του ηλίου 2 αξόνων (dual-axis trackers). Η εξέλιξη αρχίζει πλέον να γίνεται με ταχύτερους ρυθμούς. Το 1983 η παγκόσμια παραγωγή ΦΒ φτάνει τα 22MW και ο συνολικός τζίρος τα 250.000.000$.

Το 1999 η εταιρία Spectrolab σε συνεργασία με το NREL αναπτύσσουν ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο με απόδοση 32,3%!!!. Το στοιχείο αυτό είναι συνδυασμός τριών υλικών (στρώσεων) και ειδικό για εφαρμογές σε συγκεντρωτικά συστήματα CPV. Την ίδια χρονιά το ρεκόρ στην απόδοση των Thin Films φτάνει στο 18.8%. Η παραγωγή όλων των τεχνολογιών των ΦΒ πάνελ φτάνει συνολικά τα 200 MegaWatt.

2004: Η πορεία πια είναι ασταμάτητη 2004: Η πορεία πια είναι ασταμάτητη. Η μαζική είσοδος μεγάλων εταιρειών στον χώρο των ΦΒ φέρνει την μαζική παραγωγή και αυτή με την σειρά της την τιμή των διασυνδεδεμένων συστημάτων στα 6,5 ευρώ/Wp. Γερμανία και Ιαπωνία κυριαρχούν στην κατασκευή ΦΒ πάνελ και πλέον σε όλες τις αναπτυγμένες χώρες αρχίζουν, με τον έναν (παραγωγή εξοπλισμού) ή τον άλλον τρόπο (κατασκευή ΦΒ εγκαταστάσεων), να υιοθετούν τις τεχνολογίες των φωτοβολταϊκών και να τις παγιώνουν στην συνείδηση των επενδυτών αλλά και των καταναλωτών.

Σήμερα με οικονομίες μεγάλης κλίμακας έχουν επιτευχθεί μεγάλες αποδόσεις στα κρυσταλλικά κυρίως υλικά και αρκετές χώρες με πρωτοπόρες την Γερμανία και την Ιαπωνία έχουν ήδη επενδύσει τεράστια κονδύλια με σκοπό την ευρύτερη εκμετάλλευση της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας. Ήδη βέβαια οι χώρες αυτές έχουν αρχίσει και απολαμβάνουν τους καρπούς της εξελιγμένης τεχνογνωσίας τους.

Φωτοβολταϊκά Πάρκα Τα φωτοβολταϊκά πάρκα είναι διασυνδεδεμένα συστήματα με τη ΔΕΗ που έχουν σχέση αμφίδρομη και έχουν τη δυνατότητα να τροφοδοτούν με ενέργεια το ένα στο άλλο. Χωρίζονται σε διάφορες κατηγορίες με κριτήριο τα συστήματα στήριξης. Ένα φωτοβολταϊκό πάρκο αποτελείται από τα φωτοβολταϊκά πάνελ τα οποία συνδέονται σε στοιχειοσειρές (strings). Στην συνέχεια παραλληλίζονται κατάλληλα οι στοιχειοσειρές ώστε να οδηγηθούν σε έναν οι περισσότερους αντιστροφείς AC/DC (inverters).