Rss

Archives for : February2014

ΑΠΕ – Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Οι Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας αποτελούν τη σύγχρονη απάντηση στα περιβαλλοντικά προβλήματα της γης και γι αυτό η χρήση τους επεκτείνεται όλο και περισσότερο. Εκτός αυτού τα Ευρωπαϊκά κράτη αλλά και ολόκληρη η παγκόσμια κοινότητα, δημιουργούν νομοθετικά πλαίσια μέσα στα οποία θα προωθηθεί αλλά και θα επιβληθεί η χρήση των ΑΠΕ. Και τούτο γιατί έχουν βασικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις Συμβατικές, παρόλα τα λίγα μειονεκτήματά τους, όπως φαίνονται αναλυτικά παρακάτω:
• Είναι ουσιαστικά ενεργειακές πηγές ανεξάντλητες και γι αυτό προκαλούν τη μειωμένη εξάρτηση από τις συμβατικές πηγές ενέργειας που εξαντλούνται σταδιακά, προϊόντος του χρόνου.
• Είναι φιλικές προς το περιβάλλον και η χρήση τους ανταποκρίνεται στην παγκόσμια προσπάθεια για μείωση της ρύπανσης.
• Επειδή είναι διεσπαρμένες σε διάφορες περιοχές, έχουν σαν αποτέλεσμα την αποκέντρωση του συστήματος ενέργειας και την αποφόρτιση των υποδομών, καλύπτοντας τις τοπικές και περιφερειακές. Η διασπορά αυτή έχει ένα επιπλέον αποτέλεσμα, αυτό της μείωσης των απωλειών μεταφοράς ενέργειας.
• Επειδή είναι εγχώριες, συμβάλλουν σημαντικά στην εθνική ενεργειακή ανεξαρτησία και την ασφάλεια.
• Με τη χρήση τους επιτυγχάνεται μια πιο ορθολογική κατανάλωση των ενεργειακών πόρων, αφού βάσει της συγκεκριμένης ανάγκης, δίνεται η δυνατότητα επιλογής της καταλληλότερης μορφής ενέργειας, προσαρμοσμένης με τον βέλτιστο τρόπο στην εκάστοτε ανάγκη του χρήστη. Αποφεύγεται δηλαδή η σπατάλη ενέργειας, παράγοντας σημαντικός για την παγκόσμια ενεργειακή συγκυρία.
• Έχουν χαμηλό κόστος χρήσης που δεν επηρεάζεται από τις διακυμάνσεις στις διεθνείς τιμές των ορυκτών καυσίμων.
• Οι επενδύσεις σε ΑΠΕ δημιουργούν πολλές θέσεις εργασίας ιδιαίτερα σε τοπικό επίπεδο.
• Σε αρκετές περιπτώσεις συμβάλλουν στην κοινωνική και οικονομική αναβάθμιση και ανάπτυξη τοπικών περιοχών, με την προώθηση επενδύσεων και τη μείωση της ανεργίας.
Οι ΑΠΕ πέρα από τα σημαντικά πλεονεκτήματά τους, έχουν και κάποια χαρακτηριστικά που καθιστούν την αξιοποίησή τους δυσχερή.
• Επειδή ακριβώς είναι διεσπαρμένες, δεν υπάρχει η δυνατότητα να συγκεντρωθούν και να αποθηκευτούν σε μεγάλες ποσότητες ισχύος.
• Η πυκνότητα ενέργειας και ισχύος που περιέχουν είναι γενικά περιορισμένη και γι αυτό για μεγάλες παραγωγές απαιτούν και μεγάλες εγκαταστάσεις.
• Ο συντελεστής εκμετάλλευσης των εγκαταστάσεων τους είναι μικρός επειδή η διαθεσιμότητά τους είναι ενίοτε περιορισμένη και με διακυμάνσεις. Αυτό δημιουργεί επίσης την ανάγκη για χρήση εφεδρείας άλλων πηγών ενέργειας οπότε το κόστος παραγωγής ενέργειας ανεβαίνει.
• Το κόστος επένδυσης για εγκαταστάσεις ισχύος ΑΠΕ είναι ακόμα σε υψηλά επίπεδα σε σχέση με αυτό των Συμβατικών μορφών.

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας

Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ)  ή  Ήπιες μορφές Ενέργειας είναι μορφές ενέργειας που μπορούμε να εκμεταλλευτούμε και που προκύπτουν μέσω διαφόρων φυσικών διαδικασιών όπως π.χ. η ενέργεια από τον άνεμο ή τον ήλιο.  Η εναλλακτική ονομασία « Ήπιες» οφείλεται σε δύο βασικών χαρακτηριστικών τους:

1. Η εκμετάλλευσή τους δεν προϋποθέτει κάποια ενεργειακή παρέμβαση στη φύση όπως η εξόρυξη και η άντληση  και που συμβαίνει με τις ενεργειακές πηγές που χρησιμοποιούνται μέχρι σήμερα.  Είναι δηλαδή η απλή εκμετάλλευση της ενεργειακής ροής της φύσης.

2. Είναι «καθαρές» μορφές ενέργειας «φιλικές» προς το Περιβάλλον που δεν ελευθερώνουν απόβλητα όπως διοξείδιο του άνθρακα, τοξικά και ραδιενεργά απόβλητα. Δεν συμβάλουν με λίγα λόγια στη ρύπανση του Περιβάλλοντος.   Εξ ου και ο χαρακτηρισμός «Πράσινη ενέργεια» που τους αποδίδεται. Αξίζει να σημειώσουμε εδώ ότι είναι η πρώτες μορφές ενέργειας που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος πριν στραφεί στα Ορυκτά καύσιμα. Επίσης αυτές οι ενεργειακές πηγές υπάρχουν με αφθονία στη φύση και είναι πρακτικά ανεξάντλητες επειδή προκύπτουν από τη δράση του ήλιου. Θα υπάρχουν δηλαδή όσο υπάρχει ο ήλιος. Για το λόγο αυτό και ονομάζονται «ανανεώσιμες».

Το ενδιαφέρον για τη χρησιμοποίηση των ενεργειακών αυτών πηγών επανεμφανίστηκε τη δεκαετία του ’70 μετά την πρώτη πετρελαϊκή κρίση και εδραιώθηκε, αποκτώντας παγκόσμιες διαστάσεις, μετά την γνωστοποίηση από τους επιστήμονες και τη συνειδητοποίηση στη συνέχεια των σοβαρών περιβαλλοντικών προβλημάτων που εμφανίστηκαν στη φύση με την εκτεταμένη  χρήση των Ορυκτών καυσίμων.   Έτσι οι ΑΠΕ θεωρούνται πλέον η λύση για το οξύ οικολογικό πρόβλημα που αντιμετωπίζει η γη. Η πρώτη παγκόσμια προσπάθεια για την αντιμετώπιση του προβλήματος αυτού υπήρξε το 1992 με τη συνδιάσκεψη του Ρίο για το Περιβάλλον και την Ανάπτυξη, στο οποίο τέθηκαν οι πρώτοι στόχοι για περιορισμό των ρύπων του διοξειδίου του άνθρακα. Η πιο σημαντική δε, έγινε στο Κιότο το Δεκέμβριο του 1997. Το Πρωτόκολλο του Κιότο θεωρείται ο «οδικός χάρτης», που περιλαμβάνει τα βήματα που επιβάλλονται για τη μακροπρόθεσμη αντιμετώπιση της αλλαγής του κλίματος  που προκαλείται από την αύξηση των ανθρωπογενών εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Τελευταία στην Ευρωπαϊκή Ένωση, υιοθετούνται πολιτικές που ευνοούν τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, και προάγουν αντίστοιχες εσωτερικές πολιτικές για τα κράτη μέλη. Οι ΑΠΕ λοιπόν αποτελούν τη βάση για το σύγχρονο μοντέλο οικονομικής ανάπτυξης της πράσινης οικονομίας. Οι δύο βασικοί και συνδεόμενοι στόχοι της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τα επόμενα χρόνια είναι η μείωση εκπομπών αερίων του Θερμοκηπίου και η αύξηση του ποσοστού παραγωγή Ηλεκτρικής ενέργειας από ΑΠΕ, ώστε να αγγίξει το 20%. στόχος για τα επόμενα χρόνια στην Ευρώπη. Επίσης, ένας θεσμός που ευνοεί τις ΑΠΕ όντας σε ισχύ από το 2010 και που σταδιακά αναπτύσσεται στην Ευρώπη, είναι η εμπορία δικαιωμάτων εκπομπών αερίων. Ο θεσμός αυτός θα περιλαμβάνει πλειστηριασμούς καθώς και Χρηματιστήρια δικαιωμάτων εκπομπών. Θα γίνει αναλυτική αναφορά γι αυτό σύντομα.

Οι μορφές τους είναι οι παρακάτω:

Αιολική ενέργεια. Η πρώτη χρήση της εκτός από τη ναυσιπλοΐα ήταν για την άντληση νερού από τα πηγάδια καθώς και για την άλεση στους ανεμόμυλους. Η σύγχρονη χρήση της αφορά στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με ανεμογεννήτριες. Είναι γνωστά πλέον τα αιολικά πάρκα, που όλο και επεκτείνονται στην Ευρώπη και στην Αμερική

Ηλιακή ενέργεια. Χρησιμοποιείται περισσότερο για παραγωγή θερμότητας όπως π.χ. στους ηλιακούς θερμοσίφωνες. Τα τελευταία χρόνια όμως κερδίζει έδαφος στην Ευρωπαϊκή Ένωση αλλά και στην Ελλάδα, λιγότερο όμως, η χρήση της ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρισμού, όπως τα ηλιακά φωτοβολταϊκά πάνελς.

Υδραυλική ενέργεια. Η βασική εφαρμογή της είναι τα υδροηλεκτρικά έργα, δηλαδή η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με τη χρήση της ενέργειας του νερού μέσω φραγμάτων. Είναι μια από τις πιο διαδεδομένες μορφές ΑΠΕ.

Βιομάζα. Εκμεταλλεύεται τους υδατάνθρακες από τα φυτά, με βασικό σκοπό να  αποδεσμευτεί η  ενέργεια  που δεσμεύτηκε στη μάζα του φυτού μέσω της φωτοσύνθεσης. Σαν υλικό βιομάζας χρησιμοποιούνται κυρίως απόβλητα από τη βιομηχανίας τροφίμων, ζωοτροφών, ζάχαρης και ξύλου. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν απορρίμματα και αστικά απόβλητα. Τα παράγωγα της βιομάζας είναι η βιοαιθανόλη και το βιοαέριο, καύσιμα φιλικότερα προς το περιβάλλον απ ότι τα συμβατικά. Η βιομάζα είναι μια πολλά υποσχόμενη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας με πολλές εφαρμογές που αρχίζει να χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο.

Γεωθερμική ενέργεια. Είναι η θερμική ενέργεια που παράγεται απ’ τη ραδιενεργό αποσύνθεση των πετρωμάτων της γης. Είναι εκμεταλλεύσιμη εκεί που η θερμότητα αυτή από τα έγκατα της γης ανεβαίνει με φυσικό τρόπο στην επιφάνεια, όπως με τις πηγές θερμού νερού και τους θερμοπίδακες. Η γεωθερμική ενέργεια χρησιμοποιείται είτε απευθείας για θερμικές εφαρμογές, είτε για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η Ισλανδία για παράδειγμα, καλύπτει το 80-90% των ενεργειακών της αναγκών, όσον αφορά τη θέρμανση, και το 20%, όσον αφορά τον ηλεκτρισμό, με γεωθερμική ενέργεια.

Ενέργεια από τη θάλασσα. Πρόκειται για την ενέργεια που εκλύεται και συλλέγεται για εκμετάλλευση και οφείλεται α. στις παλίρροιες β. στα κύματα και γ. στα θερμά ρεύματα των ωκεανών, κατά κανόνα κινητική ενέργεια που μετατρέπεται σε Ηλεκτρική ενέργεια. Το τελευταίο είδος, αυτό της ενέργειας από τους ωκεανούς.

Θερμική ενέργεια – Ορισμός, εφαρμογές

Στο άρθρο αυτό σκοπό έχουμε να σας καλύψουμε διάφορες απορίες για τη θερμική ενέργεια.

Σαν θερμική ενέργεια, σε θεωρητικό επίπεδο, χαρακτηρίζεται το σύνολο της κινητικής ενέργειας των σωματιδίων της ύλης, καθώς αυτά κινούνται στο εσωτερικό της, με αποτέλεσμα να αναπτύσσεται θερμοκρασία. Πρόκειται για την εσωτερική ενέργεια ενός συστήματος όταν αυτό βρίσκεται σε θερμοδυναμική ισορροπία. Ή πιο απλά, Θερμική ενέργεια ονομάζεται η κινητική ενέργεια των μορίων που οφείλεται στις συνεχείς τυχαίες κινήσεις τους. Όσο πιο έντονη είναι η κίνηση των μορίων τόσο πιο θερμό γίνεται το σώμα, η θερμοκρασία του δηλαδή αυξάνεται. Για να αλλάξει η θερμοκρασία ενός σώματος, να μεταβληθεί δηλαδή η θερμική του κατάσταση, ήτοι η κίνηση των μορίων του, απαιτείται η είσοδος εξωτερικής ενέργειας, όπως για παράδειγμα η ηλιακή ενέργεια. Υπεισέρχεται εδώ δηλαδή ο όρος «θερμότητα» με τον οποίο εννοούμε την ενέργεια (θερμική ενέργεια) που μεταφέρεται από ένα σώμα με υψηλότερη θερμοκρασίας σε ένα άλλο με πιο χαμηλή θερμοκρασία. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την αύξηση της κινητικής ενέργειας των μορίων του δεύτερου σώματος. Θερμική ενέργεια, ως εκ τούτου, έχουν όλα τα σώματα, είτε είναι ζεστά είτε κρύα. Απλά ένα θερμότερο σώμα έχει αποθηκευμένη περισσότερη θερμική ενέργεια από ένα πιο κρύο.

Η θερμική ενέργεια ενός σώματος διαδίδεται και αυτό γίνεται με τους παρακάτω αναφερόμενους τρεις τρόπους:
– Με αγωγή, η οποία εκφράζει τη ροή θερμότητας από ένα σώμα σε ένα άλλο μέσω επαφής.
– Με μεταφορά. Είναι ο τρόπος μετάδοσης της θερμότητας στα υγρά και στα αέρια, όπου ποσότητες υγρού ή αερίου που έχουν θερμανθεί, μεταφέρονται σε ψυχρότερες περιοχές προκαλώντας επίσης τη θέρμανσή τους.
– Με ακτινοβολία. Για την μετάδοση θερμότητας με τους δύο προαναφερόμενους τρόπους είναι απαραίτητο να υπάρχει η ύλη. Η θερμότητα όμως διαδίδεται και χωρίς την παρουσία ύλης, δηλαδή στο κενό. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα στη φύση είναι η θέρμανση της γης από τον ήλιο. Εδώ δεν υπάρχει μέσο διάδοσης. Ο τρόπος αυτός διάδοσης της θερμότητας είναι με ακτινοβολία.

Στην πράξη τώρα, τη θερμικής ενέργεια που έχουμε ανάγκη για διάφορες εφαρμογές, μπορούμε να την εξασφαλίσουμε από διάφορες πηγές. Αυτή την ενέργεια, είτε τη χρησιμοποιούμε ως έχει για να αυξήσουμε τη θερμότητα ενός αντικειμένου ή ενός χώρου, είτε την εξασφαλίζουμε μετατρέποντας άλλης μορφής ενέργεια σε θερμότητα, είτε για να τη χρησιμοποιήσουμε, τη μετατρέπουμε σε άλλης μορφής ενέργεια. Χαρακτηριστικό παράδειγμα για την πρώτη περίπτωση είναι η θέρμανση του νερού με τους ηλιακούς θερμοσίφωνες, για τη δεύτερη, η μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμότητα στο μάτι της κουζίνας, και για την τρίτη, η χρήση ατμού για την κίνηση ατμοστροβίλων.

Είναι δύο ειδών οι πηγές θερμικής ενέργειας. Οι Ανανεώσιμες πηγές και οι Μη ανανεώσιμες ή Συμβατικές πηγές θερμικής ενέργειας. Στις Ανανεώσιμες πηγές συγκαταλέγονται η ηλιακή ακτινοβολία, η γεωθερμική ακτινοβολία και η ενέργεια από τη βιομάζα. Στις Μη ανανεώσιμες ανήκουν τα Ορυκτά καύσιμα, στερεά, υγρά και αέρια. Το βασικό χαρακτηριστικό των Ορυκτών καυσίμων που καθορίζει την αποτελεσματικότητα τους στην παραγωγή θερμικής ενέργειας λέγεται θερµογόνος δύναµη. Είναι δηλαδή η ικανότητα παραγωγής θερμικής ενέργειας ενός υλικού που εκλύεται κατά την καύση του. Η θερμογόνος δύναμη για τα διάφορα καύσιμα που χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση χώρων π.χ. δεν είναι ίδια. Για το λόγο αυτό, η επιλογή θερμαντικού μέσου προϋποθέτει την ενεργειακή μελέτη για τη συγκεκριμένη εφαρμογή.