Κωνσταντίνος Ποτόλιας ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΜΘ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓ ΩΝ ΤΕ Ενεργειακή Οικονομία Κωνσταντίνος Ποτόλιας Επίκουρος Καθηγητής 2017

Ορισμοί

Βασικές έννοιες Φυσικής Ισχύς Η ικανότητα παραγωγής έργου από ένα σύστημα Θερμική ισχύς Μηχανική ισχύς Ηλεκτρική ισχύς Υδραυλική ισχύς

1 W (watt) = 1 J/s (joule/sec), 1 kW (kilowatt) = 1000 W, 1 kcal/hr (kilocalorie/hour) = 1,16 W 1 hp (horsepower ή ιπποδύναμη) = 0,73 kW

Βασικά ενεργειακά μεγέθη

Διάγραμμα Παραγωγής - Κατανάλωσης Ενέργειας

Ενέργεια από Συμβατικά καύσιμα Περιλαμβάνει την ενέργεια που προέρχεται από την καύση των ορυκτών καυσίμων (άνθρακας, φυσικό αέριο και πετρέλαιο) και την θερμική ενέργεια από την πυρηνική σχάση του ουρανίου Τα ορυκτά καύσιμα έχουν περιβαλλοντικό κόστος από την εξόρυξη, γεώτρηση, και εκπέμπουν αέρια του θερμοκηπίου και της ρύπανσης του αέρα κατά την καύση Παρά το γεγονός ότι η παραγωγή πυρηνικής ενέργειας δεν εκπέμπει αέρια του θερμοκηπίου κατά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας απαιτεί πάραυτα εξόρυξη, εξαγωγή, και προβλήματα μακροπρόθεσμης αποθήκευσης ραδιενεργών αποβλήτων

Το κόστος της ενέργειας Το κόστος της ηλεκτρικής κυρίως ενέργειας ευρώ/kWh που παράγονται από διαφορετικές πηγές είναι ο υπολογισμός του κόστους της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας λίγο πριν την τελική κατανάλωση, για οικιακή ή βιομηχανική χρήση Περιλαμβάνει: Το αρχικό κεφάλαιο (επένδυση) Τόκους δανείων κλπ τραπεζικά προϊόντα, Τα έξοδα της λειτουργίας των μονάδων παραγωγής, Το κόστος των καύσιμων (Λιγνίτης, diesel, gas κ.α) Τη συντήρηση του εξοπλισμού και των εγκαταστάσεων. Το κόστος αποτελεί βασικό παράγοντα για τους φορείς χάραξης Ενεργειακής πολιτικής, τους ερευνητές και πολλούς άλλους εμπλεκόμενους στις συζητήσεις για τη λήψη αποφάσεων σε ενεργειακά ζητήματα

Οικονομικά μεγέθη I. Κόστος επένδυσης. Το κόστος επένδυσης είναι από τα πλέον συνήθη οικονομικά κριτήρια για την αξιολόγηση των ενεργειακών συστημάτων. Περιλαμβάνει τις δαπάνες που αφορούν ανάμεσα σε άλλα: αγορά εξοπλισμού, εγκαταστάσεων, δημιουργία υποδομών (πρόσβαση, δίκτυα), μελέτες, και συντήρηση εξοπλισμού

II. Κόστος λειτουργίας και συντήρησης Οι δαπάνες λειτουργίας και συντήρησης αποτελούνται από δύο μέρη. Πρώτο δαπάνες για αμοιβές υπαλλήλων και δαπάνες λειτουργίας ενεργειακών συστημάτων και Δεύτερο τα κόστη συντήρησης που στοχεύουν στην παράταση ζωής των ενεργειακών συστημάτων και την αποφυγή βλαβών που μπορεί να οδηγήσουν στην αναστολή λειτουργίας των ενεργειακών μονάδων.

III. Καθαρή παρούσα αξία (NPV) Η Καθαρή Παρούσα Αξία ορίζεται ως η παρούσα αξία των ετήσιων εσόδων μείον την παρούσα αξία των ετήσιων εξόδων, συμπεριλαμβανομένων των επενδύσεων. Είναι μια τυποποιημένη μέθοδος προσδιορισμού της χρονικής αξίας του χρήματος για την αξιολόγηση μακροπρόθεσμων ενεργειακών προγραμμάτων

IV. Χρόνος ανάκτησης κεφαλαίου Ο χρόνος ανάκτησης κεφαλαίου ορίζεται ως το χρονικό διάστημα που απαιτείται για να καλυφθεί η δαπάνη της αρχικής επένδυσης από τις ετήσιες ταμειακές ροές μετά φόρων. Το κριτήριο εφαρμόζεται ευρέως, καθώς κατά μία έννοια εκφράζει το χρονικό διάστημα κατά το οποίο το επενδυμένο κεφάλαιο βρίσκεται «υπό κίνδυνο». Όσο μικρότερη είναι η περίοδος ανάκτησης του κεφαλαίου τόσο ασφαλέστερη θεωρείται η επένδυση

V. Κόστος καυσίμου Το κόστος καυσίμου αναφέρεται στο κεφάλαιο που ξοδεύεται για την παροχή πρώτης ύλης (πετρέλαιο, αέριο, πυρηνικά καύσιμα) που είναι απαραίτητη για την παραγωγής ενέργειας από τη λειτουργία συστημάτων ενεργειακού εφοδιασμού. Οι δαπάνες καυσίμων ποικίλουν αρκετά, μεταβάλλονται στα διαφορετικά χρονικά διαστήματα και περιοχές ως αποτέλεσμα διάφορων αιτίων, συμπεριλαμβανομένων ζητημάτων ζήτησης, παραγωγής και πολιτικής

VI. Αξία Ηλεκτρικής ενέργειας Η αξία ηλεκτρικής ενέργειας αφορά την αξία του «προϊόντος», της παραγόμενης δηλαδή ενέργειας από τις ενεργειακές μονάδες. Θεωρείται ως το κριτήριο αξιολόγησης της οικονομικής τους απόδοσης από την άποψη των καταναλωτών.

Περιβαλλοντικά μεγέθη Εκπομπές CO2, SO2, NO2, σωματιδίων Βασικό κριτήριο ανάπτυξης ενεργειακών επενδύσεων σε μια περιοχή είναι οι εκπομπές ρυπογόνων αερίων που παράγονται κατά την παραγωγική διαδικασία.

Χρήσεις γης Οι εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας καταλαμβάνουν κάποια εδαφική έκταση. Η έκταση που απαιτείται για τα ενεργειακά συστήματα αποτελεί σημαντικό κριτήριο αξιολόγησης των επενδύσεων αυτών. Το περιβάλλον και οι χρήσεις γης επηρεάζεται άμεσα από την εδαφική έκταση που καταλαμβάνεται από τη δραστηριότητα για την παραγωγή ενέργειας.

Η Αισθητική του τοπίου Η παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές απαιτεί μια μεγαλύτερη έκταση γης έναντι των συμβατικών (ορυκτών και πυρηνικών) πηγών. Η μεγάλη διείσδυση των Ανανεώσιμων Τεχνολογιών, όπως της Αιολικής (αιολικά πάρκα) και Ηλιακής (Φ/Β συστήματα) ενέργειας, σε εθνικό και τοπικό επίπεδο μπορεί να είναι ουσιαστική και μπορεί να προκαλέσει αντιδράσεις από τους εμπλεκομένους.

Επιπτώσεις στη χλωρίδα και πανίδα Η ανάπτυξη ενεργειακών μονάδων σε μια περιοχή είναι δυνατό να επηρεάσει τη χλωρίδα και πανίδα, με αρνητικές συνέπειες στο σύνολο του οικοσυστήματος. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να τεθούν ειδικοί κανόνες για την εγκατάσταση τους στην περιοχή, η οποία θα πρέπει να αξιολογείται, εκτός των άλλων και σε σχέση με τις ανάγκες προστασίας της βιοποικιλότητας της περιοχής.

Θόρυβος Ο θόρυβος μπορεί να περιγραφεί ως ανεπιθύμητος ήχος. Είναι αισθητός σε συχνότητες από 20 έως 20.000 Hz. Η ακοή δεν είναι εξίσου ευαίσθητη σε όλες τις συχνότητες. Τα επίπεδα μέτρησης της πίεσης που προκαλεί ο ήχος στην ανθρώπινη ακοή μετρούνται σε λογαριθμική κλίμακα που χρησιμοποιεί decibels ως μονάδες μέτρησης (dB). Μπορεί να ειπωθεί ότι, οι περιοχές καταπόνησης είναι εκείνες που προκαλεί ό ήχος μεταξύ της πίεσης 55 και 65 dB. Ήχος σε επίπεδα κάτω των 45 dB δεν γίνεται αντιληπτός ως ενόχληση

Η ηχορρύπανση από τα ενεργειακά συστήματα είναι δυσάρεστη τόσο ώστε να αναστατώσει τη δραστηριότητα ή την ισορροπία της ανθρώπινης ζωής και εκείνης των ζώων. Χρόνια έκθεση στο θόρυβο που προκαλούν οι εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας μπορεί να προκαλέσουν απώλεια ακοής. Ο θόρυβος μπορεί να είναι ένα από τα περιβαλλοντικά κριτήρια για την αξιολόγηση ενεργειακών συστημάτων