Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας 5ο Δημοτικό Σχολείο Καλαμπάκας Ε΄τάξη Υπεύθυνος εκπαιδευτικός: Βασίλειος Νάστος

Οι σύγχρονες κοινωνίες καταναλώνουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας για: τη θέρμανση χώρων (κατοικιών και γραφείων) τα μέσα μεταφοράς την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας τη λειτουργία των βιομηχανικών μονάδων.

Στις μέρες μας, το μεγαλύτερο ποσοστό ενέργειας που χρησιμοποιούμε προέρχεται από τις συμβατικές πηγές ενέργειας που είναι: το πετρέλαιο (και η βενζίνη) οι ορυκτοί άνθρακες το φυσικό αέριο

Πρόκειται για μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας που αργά η γρήγορα θα εξαντληθούν. Η παραγωγή και χρήση της ενέργειας που προέρχεται από αυτές τις πηγές δημιουργούν μια σειρά από περιβαλλοντικά προβλήματα με αιχμή τους, το γνωστό σε όλους μας: φαινόμενο του θερμοκηπίου

Το φαινόμενο του θερμοκηπίου Η αύξηση της συγκέντρωσης των αερίων ρύπων: διοξείδιο του άνθρακα (CΟ2) διοξείδιο του θείου (SΟ2) μεθάνιο (CΗ4) χλωρο-φθοριωμένοι υδρογονανθράκες (CFCs) που παράγονται από τη χρήση συμβατικών καυσίμων παρεμποδίζει τη διαφυγή της ηλιακής ακτινοβολίας που ανακλάται από την επιφάνεια της γης, έξω από την ατμόσφαιρα. Έτσι αυξάνεται η θερμοκρασία του πλανήτη.

Η θερμοκρασία αποτελεί βασικό χαρακτηριστικό του κλίματος και ταυτόχρονα επηρεάζει το επίπεδο των βροχοπτώσεων, τα ανεμολογικά δεδομένα, τα θαλάσσια ρεύματα και άλλα φυσικά φαινόμενα. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου: υποβαθμίζει την ποιότητα της ατμόσφαιρας διαταράσσει την οικολογική ισορροπία και Προκαλεί ακραία καιρικά φαινόμενα και καταστροφές

Από την άλλη πλευρά, οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας ανανεώνονται μέσω του κύκλου της φύσης και θεωρούνται πρακτικά ανεξάντλητες. Ο ήλιος, ο άνεμος, τα ποτάμια , οι οργανικές ύλες όπως το ξύλο και ακόμη τα απορρίμματα οικιακής και γεωργικής προέλευσης, είναι πηγές ενέργειας που δεν εξαντλούνται ποτέ. Υπάρχουν σε αφθονία στο φυσικό μας περιβάλλον και είναι οι πρώτες μορφές ενέργειας που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος, σχεδόν αποκλειστικά, μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα.

Ηλιακή ενέργεια

Ενεργητικά ηλιακά συστήματα είναι όσα συλλέγουν την ηλιακή ακτινοβολία, και στη συνέχεια τη μεταφέρουν με τη μορφή θερμότητας σε νερό, σε αέρα ή σε κάποιο άλλο ρευστό. Η πλέον διαδεδομένη εφαρμογή των συστημάτων αυτών είναι η παραγωγή ζεστού νερού χρήσης, οι γνωστοί σε όλους ηλιακοί θερμοσίφωνες.

Φωτοβολταϊκά Συστήματα Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο ανακαλύφθηκε το 1839 και χρησιμοποιήθηκε για πρακτικούς σκοπούς στα τέλη της δεκαετίας του '50 σε διαστημικές εφαρμογές. Τα φωτοβολταϊκά (Φ/Β) συστήματα έχουν τη δυνατότητα μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική γίνεται αθόρυβα, αξιόπιστα και χωρίς περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Κτήρια και κατανάλωση ενέργειας Τα κτήρια είναι υπεύθυνα για το 40% περίπου της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας, θερμικής ή ηλεκτρικής. Η κατανάλωση αυτή, έχει ως αποτέλεσμα τη μεγάλη επιβάρυνση της ατμόσφαιρας κυρίως με διοξείδιο του άνθρακα (CO2), που ευθύνεται για το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Η μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης στα κτήρια επιτυγχάνεται με τον κατάλληλο σχεδιασμό των κτιρίων (βιοκλιματική αρχιτεκτονική)

Βιοκλιματική αρχιτεκτονική και βιοκλιματικός σχεδιασμός Η βιοκλιματική αρχιτεκτονική αφορά στο σχεδιασμό κτιρίων με βάση το τοπικό κλίμα, αξιοποιώντας την ηλιακή ενέργεια και τα φυσικά φαινόμενα του κλίματος. Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός περιλαμβάνει: Θερμική προστασία των κτιρίων με την κατάλληλη θερμομόνωση και σκίαση Αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας για τη θέρμανση των κτιρίων τη χειμερινή περίοδο και για φυσικό φωτισμό όλο το χρόνο. Βελτίωση του κλίματος έξω από τα κτίρια, με τον βιοκλιματικό σχεδιασμό των χώρων γύρω από τα κτίρια.

Αιολική ενέργεια

Οι άνεμοι, δηλαδή οι μεγάλες μάζες αέρα που μετακινούνται με ταχύτητα από μία περιοχή σε κάποια άλλη, οφείλονται στην ανομοιόμορφη θέρμανση της επιφάνειας της Γης από την ηλιακή ακτινοβολία. Η κινητική ενέργεια των ανέμων είναι τόση που θα μπορούσε να καλύψει πάνω από δύο φορές τις ανάγκες της ανθρωπότητας σε ηλεκτρική ενέργεια.

Η εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας χάνεται στα βάθη της ιστορίας Η εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας χάνεται στα βάθη της ιστορίας. Για πολλές εκατοντάδες χρόνια η κίνηση των πλοίων στηριζόταν στη δύναμη του ανέμου, ενώ η χρήση του ανεμόμυλου σταμάτησε όταν άρχισε η χρήση του ηλεκτρισμού και των άλλων συμβατικών καυσίμων. Σήμερα, που υπάρχει επιτακτική ανάγκη για την προστασία του περιβάλλοντος, γίνεται πλέον συνείδηση σε όλο και περισσότερο κόσμο, πως ο άνεμος είναι μια καθαρή ανεξάντλητη πηγή ενέργειας. Η μηχανές που μετατρέπουν την ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική ενέργεια ονομάζονται ανεμογεννήτριες.

Υδραυλική ενέργεια Η υδραυλική ενέργεια, η ενέργεια του νερού, είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας που υπηρέτησε και υπηρετεί πιστά τον άνθρωπο στο δρόμο της ανάπτυξης. Πολυάριθμοι νερόμυλοι, δριστέλλες, υδροτριβεία, πριονιστήρια και κλωστοϋφαντουργεία συνεχίζουν ακόμη και σήμερα να χρησιμοποιούν τη δύναμη του νερού, με απόλυτα φιλικό προς το περιβάλλον τρόπο. Σε πολλά σημεία της Ελλάδας υπάρχουν μικρά υδροηλεκτρικ’α έργα που αξιοποιούν την ενέργεια του νερού για την παραγωγή μηχανικού έργου αλλά κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος.

Bιομάζα Η βιομάζα είναι η ύλη που έχει βιολογική (οργανική) προέλευση. Πρακτικά περιλαμβάνεται σε αυτήν οποιοδήποτε υλικό προέρχεται άμεσα ή έμμεσα από ζωντανούς οργανισμούς (ζωικούς ή φυτικούς)

Πιο συγκεκριμένα, με τον όρο βιομάζα εννοούμε: τα φυτικά και δασικά υπολείμματα (καυσόξυλα, κλαδοδέματα, άχυρα, πριονίδια, ελαιοπυρήνες, κουκούτσια) τα ζωικά απόβλητα (κοπριά, άχρηστα αλιεύματα) τα φυτά που καλλιεργούνται στις ενεργειακές φυτείες για να χρησιμοποιηθούν ως πηγή ενέργειας τα αστικά απορρίμματα και τα υπολείμματα της βιομηχανίας τροφίμων και της αγροτικής βιομηχανίας.

Η βιομάζα χρησιμοποιείται κυρίως για: την παραγωγή θερμικής και ηλεκτρικής ενέργειας. την παραγωγή υγρών βιοκαυσίμων (βιοαιθανόλη, βιοντήζελ κ.λπ.).

Εφαρμογές με καύσιμο βιομάζα Θέρμανση θερμοκηπίων αλλά και κτιρίων με καύση βιομάζας σε ατομικούς/κεντρικούς λέβητες Παραγωγή ενέργειας: σε βιομηχανίες ξύλου από τα υπολείμματα βιομηχανιών επεξεργασίας ξύλου (πριονίδι, πούδρα, ξακρίδια κλπ) σε γεωργικές βιομηχανίες σε μονάδες βιολογικού καθαρισμού και Χώρους Υγειονομικής Ταφής Απορριμμάτων (ΧΥΤΑ)

Γεωθερμία

Όπως προκύπτει από τα ηφαίστεια, τις θερμές πηγές και από μετρήσεις σε γεωτρήσεις, το εσωτερικό της γης βρίσκεται σε υψηλή θερμοκρασία, η οποία υπερβαίνει τους 5000 °C στον πυρήνα. Η θερμότητα αυτή που περιέχεται στο εσωτερικό της γης αποτελεί την γεωθερμική ενέργεια και είναι τόσο μεγάλη, ώστε μπορεί να θεωρηθεί πρακτικά ανεξάντλητη μορφή ενέργειας.

Σε μερικές περιοχές, είτε λόγω ηφαιστειότητας, είτε λόγω ανόδου ζεστού νερού από μεγάλα βάθη μέσω ρηγμάτων, υπάρχει μεγαλύτερη γεωθερμική ενέργεια. Τέτοιες περιοχές στη χώρα μας είναι τα ηφαιστειακά νησιά του Αιγαίου (Μήλος, Νίσυρος, Σαντορίνη, Λέσβος, Σαμοθράκη, κ.ά.) και πολλές περιοχές στη Μακεδονία και τη Θράκη (Νιγρίτα, Σιδηρόκαστρο, Νέο Εράσμιο, Νέα Κεσσάνη, Τυχερό Έβρου κ.α). Στην Ελλάδα υπάρχουν 56 θερμές πηγές.

εφαρμογές της γεωθερμικής ενέργειας θέρμανση χώρων ψύξη και κλιματισμό θέρμανση θερμοκηπίων βιομηχανικές εφαρμογές θερμά λουτρά

Πλεονεκτήματα των Ανανεώσιμων πηγών ενέργειας Είναι πρακτικά ανεξάντλητες πηγές ενέργειας και συμβάλλουν στη μείωση της εξάρτησης από συμβατικούς ενεργειακούς πόρους. Οδηγούν σε ελάττωση εκπομπών από άλλους ρυπαντές π.χ. οξείδια θείου και αζώτου που προκαλούν την όξινη βροχή. Καλύπτουν πολλές και διαφορετικές ενεργειακές ανάγκες των ανθρώπων (π.χ. ηλιακή ενέργεια για θερμότητα, αιολική ενέργεια για ηλεκτροπαραγωγή κλπ.) Έχουν συνήθως χαμηλό κόστος παραγωγής αλλά και μεταφοράς, καθώς είναι διάσπαρτες γεωγραφικά και οδηγούν στην αποκέντρωση του ενεργειακού συστήματος