Ήπιες και νέες μορφές ενέργειας

Transcript

1 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Ήπιες και νέες μορφές ενέργειας Ενότητα 1: ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ I Εισαγωγή Σκόδρας Γεώργιος, Αν. Καθηγητής gskodras@uowm.gr Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ψηφιακά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Τι είναι; Η Υδροηλεκτρική Ενέργεια είναι η ενέργεια η οποία στηρίζεται στην εκμετάλλευση της μηχανικής ενέργειας του νερού των ποταμών και της μετατροπής της σε ηλεκτρική ενέργεια με τη βοήθεια στροβίλων και ηλεκτρογεννητριών. Η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι μια πρακτικά ανεξάντλητη πηγή ενέργειας, που στηρίζεται στην εκμετάλλευση των ποταμών και των τεχνητών ή φυσικών φραγμάτων 4

5 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Τα κύρια πλεονεκτήματα της υδροηλεκτρικής ενέργειας που προέρχεται από μονάδες μικρής και μεγάλης κλίμακας είναι: Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί είναι δυνατό να τεθούν σε λειτουργία αμέσως μόλις απαιτηθεί, σε αντίθεση με τους θερμικούς σταθμούς που απαιτούν σημαντικό χρόνο προετοιμασίας, Είναι μία "καθαρή" και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, με τα προαναφερθέντα συνακόλουθα οφέλη (εξοικονόμηση συναλλάγματος, φυσικών πόρων, προστασία περιβάλλοντος), Μέσω των υδατοταμιευτήρων δίνεται η δυνατότητα να ικανοποιηθούν και άλλες ανάγκες, όπως ύδρευση, άρδευση, ανάσχεση χειμάρρων, δημιουργία υγροτόπων, περιοχών αναψυχής και αθλητισμού. 5

6 ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Ως μειονεκτήματα αναφέρονται μόνο αποτελέσματα που σχετίζονται με τη δημιουργία έργων μεγάλης κλίμακας, όπως: Το μεγάλο κόστος κατασκευής φραγμάτων και εγκατάστασης εξοπλισμού, καθώς και ο συνήθως μεγάλος χρόνος που απαιτείται για την αποπεράτωση του έργου, Η έντονη περιβαλλοντική αλλοίωση της περιοχής του έργου (συμπεριλαμβανομένων της γεωμορφολογίας, της πανίδας και της χλωρίδας), καθώς και η ενδεχόμενη μετακίνηση πληθυσμών, η υποβάθμιση περιοχών, οι απαιτούμενες αλλαγές χρήσης γης. Επιπλέον, σε περιοχές δημιουργίας μεγάλων έργων παρατηρήθηκαν αλλαγές του μικροκλίματος, αλλά και αύξηση της σεισμικής επικινδυνότητας τους. 6

7 Η υδροηλεκτρική ενέργεια Η υδροηλεκτρική ενέργεια δεν παράγει αέριους ρύπους και κατά συνέπεια έχει αισθητά μικρότερη επίδραση στην ατμόσφαιρα 7

8 Τρόπος λειτουργίας υδροηλεκτρικής μονάδας (1/2) Καθώς το νερό πέρνα από την θύρα ελέγχου πάει στην τουρμπίνα. Εκεί οι φτερωτές της τουρμπίνας περιστρέφονται και περιστρέφουν τους μαγνήτες της γεννήτριας γύρω από ένα πηνίο θέτοντας σε κίνηση ηλεκτρόνια και δημιουργώντας έτσι εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα Ο μετασχηματιστής παίρνει το εναλλασσόμενο ρεύμα και το μετατρέπει σε ρεύμα υψηλής τάσης, το οποίο φτάνει στα σπίτια μας μέσω του ηλεκτρικού δικτύου 8

9 Τρόπος λειτουργίας υδροηλεκτρικής μονάδας (2/2) 9

10 Υδροηλεκτρική τουρμπίνα και γεννήτρια (1/2) Ο πιο συνηθισμένος τύπος τουρμπίνας για υδροηλεκτρικές μονάδες είναι η τουρμπίνα Francis η οποία μοιάζει με ένα μεγάλο δίσκο με κυρτές φτερωτές. Μια τέτοια τουρμπίνα μπορεί να ζυγίζει μέχρι 172 τόνους και να κάνει 90 περιστροφές το λεπτό. 10

11 Υδροηλεκτρική τουρμπίνα και γεννήτρια (2/2) 11

12 Η Υδροηλεκτρική ενέργεια στην Ελλάδα Στην Ελλάδα, τα υδροηλεκτρικά έργα παρέχουν το 7% - 12% της συνολικά παραγόμενης ενέργειας. Σήμερα βρίσκονται σε λειτουργία 62 μικροί υδροηλεκτρικοί σταθμοί, συνολικής ισχύος περίπου 130 MWe. Άλλα 200 περίπου μικρά υδροηλεκτρικά έχουν αδειοδοτηθεί, που μπορεί να αποδώσουν ακόμα 300 MWe εγκατεστημένης ισχύος. 12

13 Οι μεγαλύτεροι υδροηλεκτρικοί σταθμοί της Ελλάδας Υδροηλεκτρικά Συγκροτήματα Εγκατεστημένη Ισχύς (MW) Κρεμαστών-Καστρακίου- Στράτου 970 Πολυφύτου Ασωμάτων Πουρναριού Ι&ΙΙ Θησαυρού-Πλατανοβρύσης

14 Χώρες με την μεγαλύτερη παραγωγή Χώρα υδροηλεκτρικής ενέργειας Ετήσια Παραγωγή (TWh) Εγκατεστημένη Ισχύς (GW) Κίνα Καναδά Ηνωμένες Πολιτείες Βραζιλία Ρωσία Νορβηγία

15 Το μεγαλύτερο υδροηλεκτρικό εργοστάσιο στον κόσμο (1/2) Το μεγαλύτερο υδροηλεκτρικό εργοστάσιο στον κόσμο είναι το Three Gorges Dam. Βρίσκεται στον ποταμό Yangtze, στην επαρχία Yiling της Κίνας. Έχει μήκος 2.335,00 μ., ύψος 101,00 μ. και πλάτος 115,00 μ.η κατασκευή του ξεκίνησε στις 14 Δεκέμβριου 1994 και επρόκειτο να τελειώσει το Το κόστος κατασκευής του ανέρχεται στα 180 δις Γιουάν ( 26 δις δολάρια ). Έχει 32 τουρμπίνες, η ισχύ των οποίων είναι MW. Η ετήσια παραγωγή του είναι Gwh. 15

16 Το μεγαλύτερο υδροηλεκτρικό εργοστάσιο στον κόσμο (2/2) 16

17 Τέλος Ενότητας 17

18 Σημείωμα Αναφοράς Copyright, Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών, Σκόδρας Γεώργιος. «Ήπιες και νέες μορφές ενέργειας». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: eclass.uowm.gr/courses/mech244/ 18

19 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Όχι Παράγωγα Έργα Μη Εμπορική Χρήση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] h t t p ://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό 19

20 Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 20