ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Project Α’ Λυκείου Μαθητές: Αγιασμάτης Μιχ. Κούρτης Κωνστ. Εκπαιδευτικός: Συρρής Π. ΠΕ04.01

Ορισμός: Ως Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) έχουν οριστεί οι ενεργειακές πηγές, οι οποίες υπάρχουν σε αφθονία στο φυσικό περιβάλλον. Είναι η πρώτη μορφή ενέργειας που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος πριν στραφεί έντονα στη χρήση των ορυκτών καυσίμων. Οι ΑΠΕ πρακτικά είναι ανεξάντλητες.

Ιστορική Αναδρομή: Το ενδιαφέρον για την ανάπτυξη των τεχνολογιών αυτών εμφανίσθηκε αρχικά μετά την πρώτη πετρελαϊκή κρίση του 1974 και παγιώθηκε μετά τη συνειδητοποίηση των παγκόσμιων σοβαρών περιβαλλοντικών προβλημάτων την τελευταία δεκαετία.

Μορφές Α.Π.Ε: Αιολική ενέργεια-(άνεμος). Ηλιακή ενέργεια-(ήλιος). Μορφές Α.Π.Ε: Αιολική ενέργεια-(άνεμος). Ηλιακή ενέργεια-(ήλιος). Θερμική ενέργεια-(από βιομάζα). Υδροδυναμική ενέργεια-θάλασσα- υδατοπτώσεις (νερό). Γεωθερμική ενέργεια-(γεωθερμία).

ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Είναι η κινητική ενέργεια που παράγεται από τη δύναμη του ανέμου και μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια ή / και σε ηλεκτρική ενέργεια. Σήμερα κατά κύριο λόγο χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με την χρήση ανεμογεννητριών.

Μερικά Πλεονεκτήματα: Ο άνεμος μπορεί να βρεθεί παντού και είναι δωρεάν. Δεν εκλύονται στην ατμόσφαιρα αέρια θερμοκηπίου και άλλοι ρύποι. Η αιολική ενέργεια δημιουργεί τις προϋποθέσεις για την οικονομική ανάπτυξη περιοχών με υψηλό αιολικό δυναμικό. Ο εξοπλισμός είναι απλός στην κατασκευή και την συντήρηση. Η αιολική ενέργεια ενισχύει την ενεργειακή ανεξαρτησία και ασφάλεια.

Μερικά Μειονεκτήματα: Παρουσιάζουν διακυμάνσεις ως προς την απόδοση ισχύος, διακύμανση που οφείλεται στη μεταβαλλόμενη -κατά τη διάρκεια της ημέρας, του μήνα και του έτους- ένταση του ανέμου. Η αιολική ενέργεια δεν μπορεί να αποθηκευτεί (εκτός αν χρησιμοποιηθούν μπαταρίες που όμως αυξάνουν κατά πολύ το κόστος). Ως μορφή ενέργειας έχει αρκετά μικρό συντελεστή απόδοσης της τάξης του 30% ή και χαμηλότερο.

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Χαρακτηρίζεται το σύνολο των διαφόρων μορφών ενέργειας που προέρχονται από τον Ήλιο. Τέτοιες είναι το φώς ή φωτεινή ενέργεια, η θερμότητα καθώς και διάφορες ακτινοβολίες ή ενέργεια ακτινοβολίας.

Εκμεταλλευόμαστε την ηλιακή ενέργεια για: •Ενεργητικά Ηλιακά Συστήματα: μετατρέπουν την ηλιακή ακτινοβολία σε θερμότητα. •Βιοκλιματικό σχεδιασμό και παθητικά ηλιακά συστήματα: αφορούν αρχιτεκτονικές λύσεις και χρήση κατάλληλων δομικών υλικών για τη μεγιστοποίηση της απ' ευθείας εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας για θέρμανση, κλιματισμό ή φωτισμό. •Φωτοβολταϊκά Ηλιακά Συστήματα: μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια άμεσα σε ηλεκτρική ενέργεια. https://youtu.be/a9T1htWRdzg

Πλεονεκτήματα: Μηδενική ρύπανση. Αθόρυβη λειτουργία. Αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής. Απεξάρτηση από τροφοδοσία καυσίμων για την παραγωγή της ενέργειας (μπαταρίες). Δυνατότητα επέκτασης. Μηδενικό κόστος παραγωγής ενέργειας - ελάχιστη συντήρηση.

Μειονεκτήματα: Υψηλό κόστος κατασκευής. Έλλειψη επιδοτήσεων. Προβλήματα στην αποθήκευση.

ΒΙΟΜΑΖΑ Με τον όρο βιομάζα αποκαλείται οποιοδήποτε υλικό που παράγεται από ζωντανούς οργανισμούς (όπως είναι το ξύλο και άλλα προϊόντα του δάσους) και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για παραγωγή ενέργειας. Το καύσιμο βιομάζας είναι γνωστό στην Ελλάδα κι ως πέλετ. * Η ενέργεια που είναι δεσμευμένη στις φυτικές ουσίες προέρχεται από τον ήλιο. Με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, τα φυτά μετασχηματίζουν την ηλιακή ενέργεια σε βιομάζα.

Kύριες εφαρμογές με καύσιμο βιομάζα είναι: Θέρμανση θερμοκηπίων.  Θέρμανση κτιρίων με καύση βιομάζας.  Παραγωγή ενέργειας σε γεωργικές βιομηχανίες. Παραγωγή ενέργειας σε βιομηχανίες ξύλου. Παραγωγή ενέργειας σε μονάδες βιολογικού καθαρισμού.

Μερικά Πλεονεκτήματα: Η αποτροπή του φαινομένου του θερμοκηπίου. Η βιομάζα δεν συνεισφέρει στην αύξηση της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Η αποφυγή της επιβάρυνσης της ατμόσφαιρας με το διοξείδιο του θείου. Η μείωση της ενεργειακής εξάρτησης, που είναι αποτέλεσμα της εισαγωγής καυσίμων από τρίτες χώρες, με αντίστοιχη εξοικονόμηση συναλλάγματος.

Μειονεκτήματα: Ο μεγάλος όγκος της και η μεγάλη περιεκτικότητά της σε υγρασία. Η δυσκολία στη συλλογή, μεταποίηση, μεταφορά και αποθήκευσή της, έναντι των ορυκτών καυσίμων. Οι δαπανηρές εγκαταστάσεις. Η μεγάλη διασπορά και η εποχιακή παραγωγή της.

Υδροδυναμική Ενέργεια Υδροδυναμική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που παρέχεται στον άνθρωπο από τη δύναμη του νερού στη φύση. Η πιο διαδεδομένη χρήση της είναι για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω υδατοπτώσεων και φραγμάτων. Τα τελευταία χρόνια γίνεται μεγάλη προσπάθεια εκμετάλλευσης της ενέργειας των κυμάτων της θάλασσας και των παλιρροιών.

Η υδροδυναμική ενέργεια έπαιξε σημαντικό ρόλο στη βιομηχανική ανάπτυξη * Η υδροδυναμική ενέργεια έπαιξε σημαντικό ρόλο στη βιομηχανική ανάπτυξη. Μέσω της υδροδυναμικής ενέργειας παράγεται το 24% της ηλεκτρικής ενέργειας παγκοσμίως.

Μερικά Πλεονεκτήματα: Είναι μία "καθαρή" και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, με τα γνωστά πλεονεκτήματα (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. Είναι πρακτικά ανεξάντλητη πηγή ενέργειας και συμβάλλει στη μείωση της εξάρτησης από συμβατικούς ενεργειακούς πόρους. Δεν παράγει ατμοσφαιρικούς ρύπους και θόρυβο (παρά μόνο μικρής έντασης και χρονικής διάρκειας στη φάση των κατασκευών).

Μειονεκτήματα: Το μεγάλο κόστος κατασκευής φραγμάτων και εξοπλισμού των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής καθώς και η μεγάλη χρονική διάρκεια 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, αύξηση σεισμικής επικινδυνότητας, κ.ά.).

Γεωθερμική Ενέργεια Γεωθερμία ή Γεωθερμική ενέργεια ονομάζουμε τη φυσική θερμική ενέργεια της Γης που διαρρέει από το θερμό εσωτερικό του πλανήτη προς την επιφάνεια. Η μετάδοση θερμότητας πραγματοποιείται με δύο τρόπους: α) Με αγωγή από το εσωτερικό προς την επιφάνεια. β) Με ρεύματα μεταφοράς, που περιορίζονται όμως στις ζώνες κοντά στα όρια των λιθοσφαιρικών πλακών.

Χρήσεις: Η γεωθερμική ενέργεια χρησιμοποιήθηκε από τον άνθρωπο για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Η θερμική ενέργεια που δεσμεύεται από την γεωθερμική πηγή διοχετεύεται προς τους χρήστες με τη βοήθεια ενός δικτύου αγωγών με τηλεθέρμανση. Ανάλογα με τη θερμοκρασία με την οποία φέρνει στην επιφάνεια την γεωθερμική ενέργεια, ο άνθρωπος, τη χρησιμοποιεί με διαφορετικούς τρόπους. Αρχικά, όταν η γεωθερμία εξάγεται με τη μορφή βραστού νερού ή ατμού χρησιμοποιείται για να παραχθεί ηλεκτρισμός. Επίσης, σε πεδία χαμηλής ή μέσης θερμοκρασίας η γεωθερμία χρησιμοποιείται στην θέρμανση κτιρίων (τηλεθέρμανση), σε ιχθυοκαλλιέργειες και θερμοκήπια.

Πλεονεκτήματα: Μείωση εισαγωγών πετρελαίου. Εξοικονόμηση φυσικών πόρων. Λιγότερες εκπομπές διοξειδίου άνθρακα και ελάχιστες έως μηδενικές οξειδίων του αζώτου και του θείου.

Μειονεκτήματα: • Προβλήματα από την απόρριψη των γεωθερμικών ρευστών στο περιβάλλον της περιοχής ή δύσοσμα αέρια (π.χ. υδρόθειο). • Προβλήματα διάβρωσης και δημιουργίας αποθέσεων, κυρίως στις σωληνώσεις μεταφοράς των ρευστών.