4ο ΠΑΓΚΥΠΡΙΟ ΣΥΝΕΔΡΙΟ ΜΑΘΗΤΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ 27 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ-1 ΜΑΡΤΙΟΥ 2015 ΛΥΚΕΙΟ ΑΓΙΑΣ ΦΥΛΑΞΕΩΣ.

Παρουσίαση με θέμα: "4ο ΠΑΓΚΥΠΡΙΟ ΣΥΝΕΔΡΙΟ ΜΑΘΗΤΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ 27 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ-1 ΜΑΡΤΙΟΥ 2015 ΛΥΚΕΙΟ ΑΓΙΑΣ ΦΥΛΑΞΕΩΣ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 4ο ΠΑΓΚΥΠΡΙΟ ΣΥΝΕΔΡΙΟ ΜΑΘΗΤΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ 27 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ-1 ΜΑΡΤΙΟΥ 2015
ΛΥΚΕΙΟ ΑΓΙΑΣ ΦΥΛΑΞΕΩΣ

2 ΘΕΜΑ: Βελτίωση της Ενεργειακής Απόδοσης του κτηρίου του σχολείου μας
Υπεύθυνοι καθηγητές: Γιώργος Μεσαρίτης Γιώργος Πούλλαδος Ειρήνη Λουκαιδου Ομάδα Μαθητών: Χριστοφή Ανδρέας Ηρακλέους Ασπασία Περικλέους Μαρία Γιαννή Αγγέλα

3 Περιεχόμενα Ενέργεια Κατηγορίες Πηγών Ενέργειας ως προς τη διάρκεια
Ορυκτά καύσιμα… μπορούμε και χωρίς αυτά Βιομάζα-Βιοκαύσιμα Μετατρέπουμε τα τηγανέλαιa μας σε καύσιμο! Γεωθερμία – Γεωθερμικές αντλίες Πλεονεκτήματα –Μειονεκτήματα Η ενεργειακή κατανάλωση στο σχολείο μας

4 Περιεχόμενα Φωτοβολταϊκά
Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με ηλιακή ενέργεια Λειτουργία …. Ανεμογεννήτριες Αιολική Ενέργεια Μειονεκτήματα- Πλεονεκτήματα Η ενεργειακή κατανάλωση στο σχολείο μας Συμπεράσματα

5 ΕΝΕΡΓΕΙΑ Η ενέργεια βρίσκεται αποθηκευμένη στις “αποθήκες της ενέργειας” οι οποίες λέγονται και “πηγές ενέργειας”. Η κυριότερη αποθήκη που τροφοδοτεί με ενέργεια σχεδόν όλες τις άλλες πηγές ενέργειας είναι ο Ήλιος.

6 Κατηγορίες Πηγών Ενέργειας

7 ΟΡΥΚΤΑ ΚΑΥΣΙΜΑ... Μπορουμε και χωρισ αυτα!
ΟΡΥΚΤΑ ΚΑΥΣΙΜΑ... Μπορουμε και χωρισ αυτα!

8 ΟΡΥΚΤΑ ΚΑΥΣΙΜΑ... Μπορουμε και χωρισ αυτα ;
ΟΡΥΚΤΑ ΚΑΥΣΙΜΑ... Μπορουμε και χωρισ αυτα ; Μέλλον χωρίς ορυκτά καύσιμα…. = οικολογική ισορροπία , ξεπέρασμα της παγκόσμιας οικονομικής ύφεσης. Σύμφωνα με το ΕΥΡΩΠΑΪΚΟ ΣΥΜΒΟΥΛΙΟ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (EREC) η προσπάθεια αξίζει τον κόπο και έχει προοπτικές επιτυχίας. Η λύση λοιπόν έρχεται με ενέργεια από τον ήλιο, τον άνεμο και τη γη

9 Η παλαιότερη πηγή ενέργειας
Χρήσιμη για κάλυψη ενεργειακών αναγκών είτε με απ’ ευθείας καύση της είτε με μετατροπή της σε αέρια, υγρά και στερεά βιοκαύσιμα Είναι ανανεώσιμη πηγή! Βιομάζα Βιομάζα είναι κάθε οργανική ύλη που προέρχεται άμεσα ή έμμεσα από τον φυτικό κόσμο. τα φυτά, μέσω της διαδικασίας της φωτοσύνθεσης, δομούνται μετατρέποντας την ηλιακή ενέργεια σε αποθηκευμένη χημική, η οποία αποδίδεται π.χ. κατά την καύση τους. Επίσης, τα φυτά αποτελούν τροφή για τα ζώα, οπότε η ενέργεια μεταφέρεται σε αυτά, άρα και στη βιομάζα που παράγεται από αυτά.

10 Η βιομάζα στον οικιακό τομέα χρησιμοποιείται κυρίως με τη μορφή καυσόξυλων για μαγείρεμα και τη θέρμανση χώρων και νερού. Σήμερα, είναι δυνατή η παραγωγή εξευγενισμένων καυσίμων βιομάζας, όπως θρύμματα ξύλου (woodchips) και συμπυκνώματα βιομάζας (πελλέτες ή pellets, μπριγκέτων), με δυνατότητα αυτοματοποιημένης τροφοδοσίας ικανοποιητικής απόδοσης.

11 Βιομάζα και Βιοντίζελ Η πρώτη ύλη, που συμμετέχει στην παγκόσμια παραγωγή του βιοντίζελ, είναι η ελαιοκράμβη σε ποσοστό 84 % και ακολουθεί ο ηλίανθος με ποσοστό 13 %. Για την παραγωγή του χρησιμοποιούνται όμως και άλλα φυτικά έλαια, όπως σογιέλαιο, αραχιδέλαιο, ηλιέλαιο, φοινικέλαιο, λινέλαιο, ελαιόλαδο κακής ποιότητας και τα έλαια από μαγειρεία. Πετρέλαιο βιολογικής προέλευσης Αποτελεί ένα δοκιμασμένο βιοκαύσιμο Είναι ποιότητας πετρελαίου ντίζελ

12 Μετατρέπουμε τα τηγανέλαιa μας σε καύσιμο!
Στα πλαίσια της συμμετοχής του σχολείου μας στο συνέδριο θετικών επιστημών προχωρήσαμε στην εφαρμογή του προγράμματος Τηγανοκίνηση στο σχολείο μας. Το πρόγραμμα τελεί υπό την αιγίδα του Υπουργείου Παιδείας και Πολιτισμού, σε συνεργασία με το Παιδαγωγικό Ινστιτούτο Κύπρου και το Μη Κερδοσκοπικό Οργανισμό ΑΚΤΗ.

13 Μετατρέπουμε τα τηγανέλαιa μας σε καύσιμο!
Το καθαρό κέρδος από την πώληση των τηγανέλαιων και του βιοντίζελ που θα μαζεύει το σχολείο μας, θα δίδονται στη σχολική μας μονάδα για την υποστήριξη δράσεων σχετικών με την βελτίωση του περιβαλλοντικού του χαρακτήρα (π.χ εφαρμογή φωτοβολταϊκών, εφαρμογή συστημάτων εξοικονόμησης νερού και ενέργειας, αύξηση του πρασίνου, κλπ)

14 Γεωθερμία Με τον αυστηρά επιστημονικό όρο γεωθερμία νοείται η αποθηκευμένη κάτω από την επιφάνεια της γης (στο υπέδαφος, σε υπόγεια νερά, ατμό ή θερμό αέρα) θερμική ενέργεια με θερμοκρασίες από 25 – 350 °C

15 Βαθειά κάτω από την επιφάνεια της γης το θερμό μάγμα ζεσταίνει το νερό το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση κτιρίων , θερμοκηπίων ή ακόμη και για την παραγωγή ηλεκτρικού ρευματός Προσφέρει ενέργεια χαμηλού κόστους, ενώ δεν επιβαρύνει το περιβάλλον με εκπομπές βλαβερών ρύπων

16 Γεωθερμικές Αντλίες Οι γεωθερμικές αντλίες είναι από τις πιο αποδοτικές ενεργητικές (σε αντίθεση με τις παθητικές) τεχνολογίες στον κόσμο για τη θέρμανση και ψύξη των σπιτιών, των σχολείων, των επιχειρήσεων και άλλων κτηρίων. Χρησιμοποιούν τη φυσική θερμοκρασία της γης για τη θέρμανση το χειμώνα και την ψύξη το καλοκαίρι. Εκμεταλλεύονται το πλεονέκτημα ότι η θερμοκρασία του εδάφους δεν ποικίλει από εποχή σε εποχή όπως ο αέρας. Λειτουργεί όπως ένα ψυγείο. Το χειμώνα μεταφέρει τη φυσική θερμότητα της γης στο κτήριο με νερό που κυκλοφορεί σε κλειστούς πλαστικούς σωλήνες που εισάγονται στο έδαφος. Το καλοκαίρι μεταφέρει τη θερμότητα του κτηρίου στη γη ψύχοντας έτσι το σπίτι. Το ίδιο πλαστικό σύστημα χρησιμοποιείται το καλοκαίρι όπως και το χειμώνα. Απλά αλλάζει η κατεύθυνση κίνησης του νερού.

17 ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ

18 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ
Συνεχής παροχή ενέργειας , με υψηλό συντελεστή λειτουργίας Μικρό λειτουργικό κόστος αν και το κόστος παγίων είναι σημαντικά αυξημένο Δεν εκπέμπονται αέρια στο περιβάλλον Μικρή απαίτηση γης Μειώνει την εξάρτηση από ορυκτά καύσιμα Έχει χαμηλό κόστος συντήρησης, εγκατάστασης και εξοπλισμού. Αθόρυβη λειτουργία ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Έχει υψηλότερο αρχικό κόστος από αυτό των συμβατικών συστημάτων αλλά κάνει απόσβεση σε 6 με 8 χρόνια. Κατά την ανόρυξη των γεωτρήσεων δημιουργείται λάσπη, η οποία θα πρέπει να ξηρανθεί και να απομακρυνθεί από το χώρο ανέγερσης της κατοικίας

19 Η ενεργειακή κατανάλωση στο σχολείο μας
Η γεωθερμία συγκεντρώνει πολλά πλεονεκτήματα που την καθιστούν πολύ χρήσιμη στη περίπτωση του σχολείου μας. Η θέρμανση του σχολείου το χειμώνα παρουσιάζει προβλήματα απόδοσης τα οποία μπορούν να επιλυθούν με ταυτόχρονη τροποποίηση της υπάρχουσας εγκατάστασης ώστε να λειτουργεί με γεωθερμία. Η μείωση αυτή σε 6-8 χρόνια θα καλύψει τα έξοδα εγκατάστασης της γεωθερμίας και μετατροπής της υφιστάμενης θέρμανσης αλλά και τα έξοδα των εργασιών που πρέπει να γίνουν για βελτίωση της απόδοσής της.

20 Φωτοβολταϊκα

21 Λειτουργία... Από όλες τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, η ηλιακή είναι αυτή που παρουσιάζει τη μεγαλύτερη ευελιξία, επειδή τα φωτοβολταϊκά μπορούν να τοποθετηθούν σε στέγες ή προσόψεις σπιτιών, αρκεί να δέχονται ηλιακή ακτινοβολία. Όταν τα φωτοβολταϊκά εκτεθούν στην ηλιακή ακτινοβολία μετατρέπουν περίπου το 5-19% της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Ένα τυπικό φωτοβολταϊκό ισχύος 1KW, παράγει κατά μέσο όρο KWh τον χρόνο, ανάλογα με την ηλιοφάνεια του κάθε τόπου. Αυτό σημαίνει ότι αποτρέπει κατά μέσο όρο την έκλυση 1450 κιλών διοξειδίου του άνθρακα στο περιβάλλον , όσο δηλαδή θα απορροφούσαν 2 στρέμματα δάσους.

22 Λειτουργία... Ανάλογα με τη χρήση του παραγόμενου ρεύματος, τα φωτοβολταϊκά συστήματα κατατάσσονται σε δύο κατηγορίες: 1. Διασυνδεδεμένα: Δηλαδή όταν η κατοικία είναι συνδεδεμένη με το ηλεκτρικό δίκτυο της περιοχής όπου το παραγόμενο ρεύμα διοχετεύεται στο κεντρικό δίκτυο της Α.Η.Κ. 2. Αυτόνομα: Όταν η παραγόμενη ενέργεια καταναλώνεται εξ ολοκλήρου από την κατοικία, δηλαδή με την εγκατάσταση ενός αυτόνομου φωτοβολταϊκού . Χρειάζονται όμως μπαταρίες για αποθήκευση της ενέργειας που παράγεται. 1. γίνεται συμψηφισμός με το πλεόνασμα της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας να υπολογίζεται και να πιστώνεται στον ιδιοκτήτη για να χρησιμοποιηθεί πιθανόν όταν θα υπάρχει έλλειμμα. 2. που ενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια της νύχτας ή όταν δεν υπάρχει αρκετή ηλιοφάνεια.

23 Πλεονεκτήματα Είναι ανεξάντλητη πηγή ενέργειας
Συμβάλλουν στην μείωση της εξάρτησης από συμβατικούς ενεργειακούς πόρους. Είναι εγχώριες πηγές ενέργειας και συνεισφέρουν στην ενίσχυση της ενεργειακής ανεξαρτησίας και της ασφάλειας του ενεργειακού εφοδιασμού σε εθνικό επίπεδο. Είναι διάσπαρτες γεωγραφικά και οδηγούν στην αποκέντρωση του ενεργειακού συστήματος δίνοντας την δυνατότητα κάλυψης των ενεργειακών αναγκών σε τοπικό και περιφερειακό επίπεδο.

24 Πλεονεκτήματα Σταθεροποίηση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και ελάττωση εκπομπών από άλλους ρυπαντές, π.χ οξείδια θείου και αζώτου που προκαλούν την όξινη βροχή. Έχουν συνήθως χαμηλό λειτουργικό κόστος. Νέες θέσεις εργασίας ιδιαίτερα σε τοπικό επίπεδο Μακροζωία, η εγκατάσταση διαρκεί περίπου 30 χρόνια Η απόσβεση της γίνεται σε 5-6 χρόνια

25 Μειονεκτήματα Παρόλη την εξέλιξη της τεχνολογίας, το κόστος τώρα είναι περίπου στα 1250 ευρώ ανά εγκατεστημένο KW και αν σκεφτούμε μια οικιακή κατανάλωση που είναι 1,5-3,5 κιλοβάτ, θα υπολογίσουμε το κόστος.

26 Οι ανάγκες για ηλεκτρική ενέργεια στο σχολείο μας….
Με βάση την κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος που μας στάληκε από το λογιστήριο της Σχολικής Εφορείας Λεμεσού η κατανάλωση κατά την περίοδο από 31/7/14 μέχρι 31/12/2014 ήταν συνολικά στις kwh. Η υπολογισμένη ετήσια κατανάλωση κυμαίνεται στις kwh. .

27 Η ενεργειακή κατανάλωση στο
σχολείο μας. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα που είναι ήδη εγκατεστημένα στο σχολείο μας παρήγαν KWh σε ένα χρόνο. Το εγκατεστημένο φορτίο υπολογίζεται περίπου στα 25 KW. Η ηλεκτρική ενεργεία που καταναλώθηκε θα μπορούσε να παραχθεί εάν το εγκατεστημένο φορτίο ήταν 50 KW. Με δεδομένο ότι το κόστος ανά εγκατεστημένο KW είναι περίπου στα 1250 ευρώ , το κόστος για την εγκατάσταση ακόμη 25 KW υπολογίζεται στις € .

28 Ανεμογεννήτριες

29 Αιολική Ενέργεια Η αιολική ενέργεια είναι η ενέργεια του ανέμου που προέρχεται από τη μετακίνηση αερίων μαζών της ατμόσφαιρας και είναι φιλική προς το περιβάλλον. Οι ανεμογεννήτριες είναι μηχανές οι οποίες μετατρέπουν την κινητική ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική ενέργεια.

30 Η ηλεκτρική ενεργεία δημιουργείται από την περιστροφή της φτερωτής της ανεμογεννήτριας λόγο του ανέμου. Η περιστροφή μεταφέρεται μέσω του συστήματος γραναζιών στο πηνίο, το οποίο με την σειρά του περιστρέφεται. Αιολική Ενέργεια

31 Γύρω από το δύναμο υπάρχουν δυο μαγνήτες
Γύρω από το δύναμο υπάρχουν δυο μαγνήτες. Από τα μαγνητικά πεδία που δημιουργούν οι μαγνήτες και τη περιστροφή του πηνίου, δημιουργείται το ηλεκτρικό ρεύμα.

32 Πλεονεκτήματα Το κόστος της πηγής ενέργειας είναι ασήμαντο.
Δεν υπάρχει κόστος διαχείρισης αποβλήτων αφού δεν υπάρχουν. Είναι πολύ φιλικές προς το περιβάλλον, έχοντας ουσιαστικά μηδενικούς ρύπους. Δεν πρόκειται να εξαντληθούν ποτέ, σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα. Επιδοτούνται από τις περισσότερες κυβερνήσεις.

33 Μειονεκτήματα Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας εξαρτάται από τον καιρό.
Οι εγκαταστάσεις αιολικών πάρκων είναι συμφέρουσες μόνο σε περιοχές που πνέουν συχνά δυνατοί άνεμοι. Χρειάζεται αρκετά μεγάλη έκταση γης για το αιολικό πάρκο. Μερικές φορές υπάρχει ενοχλητικός θόρυβος Είναι αντιαισθητικές Οι ανεμογεννήτριες μπορεί να προκαλέσουν τραυματισμούς ή θανατώσεις πουλιών, κυρίως αποδημητικών γιατί τα ενδημικά «συνηθίζουν» την παρουσία των μηχανών και τις αποφεύγουν. Γι’ αυτό καλύτερα να μην κατασκευάζονται αιολικά πάρκα σε δρόμους μετανάστευσης πουλιών.

34 συστημάτων για ακόμη 25 KW υπολογίστηκε στις €31,250
Η ενεργειακή κατανάλωση στο σχολείο μας Όπως αναφέραμε προηγούμενα το κόστος για την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων για ακόμη 25 KW υπολογίστηκε στις €31,250 Η ηλεκτρική αυτή ενεργεία θα μπορούσε να παραχθεί και με ανεμογεννήτριες που να τοποθετηθούν στο χώρο πίσω από το σχολείο αλλά το κόστος είναι μεγαλύτερο και ανέρχεται στις €50,000 υπάρχουν και κάποια μειονεκτήματα που δεν μπορούν να μην ληφθούν υπόψη όπως ο ενοχλητικός θόρυβος από τα κινούμενα μέρη των ανεμογεννητριών που πιθανότατα θα παρεμποδίζει την ομαλή λειτουργία του σχολείου και η μη σταθερή παραγωγή ενέργειας αφού εξαρτάται από τις εκάστοτε καιρικές συνθήκες.

35 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η ύπαρξη φωτοβολταϊκών στην οροφή του σχολείου μας σίγουρα βοηθά πολύ στη μείωση του κόστους κατανάλωσης ηλεκτρισμού κατά το ήμισυ, αφού στον συμψηφισμό που γίνεται αφαιρείται η παραγόμενη ενέργεια και πληρώνουμε το υπόλοιπο. Όσον αφορά την περαιτέρω μείωση του κόστους αυτή μπορεί να επιτευχθεί με εγκατάσταση φωτοβολταϊκών φορτίου 25KW και προς αυτή την κατεύθυνση θα πρέπει να γίνουν ενέργειες από τη Σχολική Εφορία Λεμεσού προς την ΡΑΕΚ για εξασφάλιση της σχετικής άδειας.

36 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Με την πρόσφατη συμμετοχή μας στο πρόγραμμα τηγανοκίνηση το κέρδος θα δίνεται στο σχολείο για βελτίωση του περιβαλλοντικού του χαρακτήρα και κάλυψη άλλων αναγκών. Η χρήση της γεωθερμίας για θέρμανση του σχολείου, παρά το γεγονός ότι είναι πολυέξοδη, θα περιορίσει το κόστος θέρμανσης και σε 6-8 χρόνια θα αποσβέσει τα έξοδα εγκατάστασης του συστήματος αλλά και τα έξοδα αναβάθμισης του υπάρχοντος συστήματος θέρμανσης του σχολείου.

37 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

38 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ http://www.energomixaniki.gr/geothermia2.php

39 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ http:// www.agroenergy.gr
Ομάδες Καθηγητών Τεχνολογίας. (2011) Σχεδιασμός και Τεχνολογία Γυμνασίου

40