Γ΄ ΚΟΙΝΟΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΣΤΗΡΙΞΗΣ (2000-2006)

ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ "ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΤΙΚΟΤΗΤΑ" (ΕΠΑν)

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ - ΓΕΝΙΚΗ ΓΡΑΜΜΑΤΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

 

Τελικός Δικαιούχος του Προγράμματος:

Ίδρυμα ²ΚΕΝΤΡΟ ΔΙΑΔΟΣΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΜΟΥΣΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ²

 

 

 

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΤΕΧΝΟΜΑΘΕΙΑ ΙV

 

 

 ΓΡΑΠΤΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

 

 

Τίτλος Έργου:

 

Υβριδικό σύστημα παραγωγής και αποθήκευσης ενέργειας με φωτοβολταϊκά στοιχεία και ανεμογεννήτρια για την λειτουργία αντλητικού συγκροτήματος

 

Ανάδοχος  Φορέας: (σχολείο)

 

3ο ΤΕΕ ΝΕΑΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

 

κωδ. έργου:

02

 

 

 

ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ 2004-2005

 

 

 

 1.   ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΘΕΜΑΤΟΣ

 

 

Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με ανεμογεννήτρια εκμεταλλευόμενη την ενέργεια του ανέμου και με φωτοβολταικά στοιχεία με την ενέργεια του ήλιου.

Η παραγόμενη ενέργεια αποθηκεύεται σε μπαταρίες συνολικής τάσης 12V  χωρητικότητας 420Ah με σκοπό να χρησιμοποιηθεί για την λειτουργία αντλητικού συστήματος νερού και για το εξαερισμό και το φωτισμό του χώρου αποθήκευσης ενέργειας.

Η παραγόμενη και η καταναλισκόμενη ενέργεια ελέγχεται με το ρυθμιστή φόρτισης ώστε οι μπαταρίες να βρίσκονται συνεχώς σε καλή κατάσταση

 

         

 

    2.   ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ

 Έως την πρώτη πετρελαϊκή κρίση το 1970 σχεδόν όλη η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας γινόταν με τη καύση συμβατικών καυσίμων, χωρίς να έχει δημιουργηθεί ως τότε σοβαρός προβληματισμός για την επάρκεια και την διαθεσιμότητα τους. Η έλλειψη καυσίμων ,καθώς και η ρύπανση της ατμόσφαιρας οδήγησαν τον άνθρωπο να στραφεί πάλι στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Παλιότερα όταν κάποιος ήθελε να παράγει ενέργεια μόνος του ανεξάρτητα από το δίκτυο ΔΕΗ μπορούσε να το κάνει μόνο με ντιζελογεννήτριες και βενζινογεννήτριες.

Η πρώτη χρήση αιολικής ενέργειας έγινε στην ναυσιπλοΐα ενώ οι πρώτοι ανεμόμυλοι χρησιμοποιήθηκαν για το άλεσμα δημητριακών και για άντληση νερού κυρίως στις νησιώτικες περιοχές.

Όταν επήλθε η δυνατότητα αξιοποίησης ήπιων μορφών ενέργειας με την βοήθεια του ήλιου του αέρα και του νερού μπόρεσε να ικανοποιήσει τις «σύγχρονες και τεχνητές ανάγκες>> που έχουν επιβληθεί στην κοινωνία μέσα από την τεχνολογική εξέλιξη

Παίρνοντας ρεύμα από τον ήλιο με τη βοήθεια των φωτοβολταϊκών ή από τον άνεμο με τη βοήθεια ανεμογεννήτριας ή με τη χρήση υδρογεννήτριας εκμεταλλευόμενη το νερό δεν έχει πλέον ανάγκη τη ΔΕΗ σε απομακρυσμένες περιοχές, δε πληρώνει λογαριασμούς ούτε Πολεοδομία αν επρόκειτο για αυθαίρετα.

Σήμερα υπάρχει η δυνατότητα χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε αυτόνομα ή υβριδικά συστήματα για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, ενώ από την άλλη πλευρά μικρά οικιακά και εμπορικά συστήματα μπορούν να συνδεθούν στο δίκτυο τροφοδοτώντας το με περίσσεια πράσινης ενέργειας και παρέχοντας ένα συμπληρωματικό εισόδημα στον ιδιοκτήτη του.

 

 

    3.  Επιστημονική τεχνική τεκμηρίωση

 

Τα φωτοβολταικά στοιχεία αποτελούν  δίοδο μονοκρυσταλλικού πυριτίου  στο οποίο εισάγονται ενώσεις αρσενικούχου καλίου ή ιωδίου που παράγουν ένα θετικό και ένα αρνητικό στρώμα .Η σύνδεση αυτών των δύο στρωμάτων δημιουργεί στο μονοκρύσταλλο του πυριτίου το φαινόμενο της φωτοευαίσθητης διόδου ,έτσι ώστε τα φωτόνια του ήλιου εισχωρούν στην περιοχή της επαφής παράγεται ροή ηλεκτρονίων εξαιτίας του φωτοηλεκτρικού φαινομένου.

Τα φωτοβολταικά στοιχεία συνδέονται σε σειρά ή παράλληλα και δημιουργούν τους φωτοβολταϊκούς συλλέκτες που παράγουν στην έξοδο τους 12,24,36 V συνεχές ρεύμα ανάλογα με την εφαρμογή.

Η μέγιστη απόδοση τους ελεγχόμενη με τη βοηθεια πυρανόμετρου μπορεί να φθάσει στο 12-14% ανάλογα με την ώρα μέτρησης και ανάλογα με την ηλιακή ακτινοβολία που προσπίπτει στην επιφάνεια τους εποχικά .Αυτό σημαίνει ότι από τις 100 μονάδες ηλιακής ενέργειας που πέφτουν στις πλάκες σε ρεύμα μετατρέπονται 12-14 μονάδες.

Το γυαλί τους εξωτερικά είναι υψηλής διαφάνειας και προστατεύει το συλλέκτη από χαλαζία χιόνι, πάγο και καταιγίδες.

 Μία ανεμογεννήτρια πετυχαίνει να δημιουργήσει ισχύ μετατρέποντας τη δύναμη ανέμου που εφαρμόζεται στα πτερύγια της σε ροπή. Το μέγεθος της ενέργειας που μπορεί να μεταφερθεί στο ρότορα της εξαρτάται από την πυκνότητα του αέρα.

Η Αιολική ενέργεια είναι η ενέργεια ανέμου που προέρχεται από τη μετακίνηση αερίων μαζών της ατμόσφαιρας

Οι ανεμογεννήτριες εκμεταλλεύονται όσο το δυνατόν πιο πολύ την κατεύθυνση του ανέμου χάρις στο μηχανισμό περιστροφής τους που περιστρέφεται προς την κατεύθυνση του ανέμου. Ο έλεγχος γίνεται ηλεκτρονικά με σερβομηχανισμό και μόλις αντιληφθεί την παραμικρή αλλαγή περιστρέφεται λίγες μοίρες προς την κατεύθυνση του ανέμου

 

 

 

4.  Επιπτώσεις

 

4.1 Θετικές επιπτώσεις

·         Οι ήπιες μορφές ενέργειας χαρακτηρίζονται από την απλότητα στη χρήση και τον έλεγχο τους από μη εξειδικευμένο προσωπικό με μία προϋπόθεση την προσαρμογή της καθημερινής ζωής με αντικαταναλωτικά προϊόντα

·         Οι φυσικές πηγές ενέργειας μπορούν να ικανοποιήσουν τις φυσικές και πραγματικές ανάγκες του ανθρώπου σε καθημερινή βάση

·         Η αιολική ενέργεια ενισχύει ενεργειακή ανεξαρτησία και ασφάλεια προστατεύει τον πλανήτη, καθώς αποφεύγονται οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου που αποσταθεροποιούν το κλίμα.

·         Με τη χρήση ανεμογεννήτριας αποφεύγουμε την έκλυση περίπου 2 κιλών διοξειδίου του άνθρακα για κάθε κιλοβατώρα που χρησιμοποιούμε

·         Κάθε κιλοβατώρα που παράγεται από φωτοβολταικά συνεπάγεται αποφυγή έκλυσης 1,12 κιλών διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα και επίσης λιγότερες εκπομπές άλλων επικίνδυνων ρύπων.

·         Κάθε κιλοβάτ φωτοβολταϊκών  ισοδυναμεί με 2 στρέμματα δάσους ή αλλιώς 100 δένδρα.

 

  

 5.  ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΕ

 

1.     Δημιουργία της ομάδας εργασίας

2.      Καθορισμός τίτλου έργου και του αντικειμένου εργασίας

3.      Υποβολή αίτησης συμμετοχής στο πρόγραμμα ΤΕΧΝΟΜΑΘΕΙΑ IV

4.      Έρευνα αγοράς με συγκέντρωση υλικού και προσφορών από εταιρείες για ενημέρωση και προμήθεια

5.      Αξιολόγηση προσφορών και επιλογή εξοπλισμού και υλικών που θα προμηθευτούμε

6.      Μελέτη χώρου τοποθέτησης εξοπλισμού και της αντλίας νερού

7.      Προμήθεια και τοποθέτηση εξοπλισμού

8.      Συνδεσμολογία

9.      Έλεγχος λειτουργίας Μετρήσεις

 

6.    ΜΕΘΟΔΟΣ ΚΑΙ ΣΤΑΔΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

 

·        Επισκέψεις σε εταιρείες για ενημέρωση και έρευνα αγοράς

·        Προμήθεια εξοπλισμού και απαραίτητων υλικών

·        Τοποθέτηση εξοπλισμού αντλίας νερού και υλικών

·        Συνδεσμολογία εξοπλισμού με βάση ηλεκτρολογικό σχέδιο

·        Έλεγχος λειτουργίας με κατάλληλα όργανα και μετρήσεις

·        Συγκέντρωση όλου του υλικού

·        Παρουσίαση του έργου στην τοπική κοινωνία

 

7.    ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ

 

Συνολικό κόστος κατασκευής είναι 9.944,46Ευρώ.

  

8.    ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΡΓΑΣΙΩΝ

 

·        Συνδεσμολογία  αντλίας  νερού  με  παροχή  230V

·        Συνδεσμολογία εξαερισμού και φωτισμού χώρου.

·        Συνδεσμολογία προβολέα νύχτας και έλεγχος λειτουργίας.

·        Έλεγχος  συνδεσμολογίας, έλεγχος  σωστής  λειτουργίας.

·        Μετρήσεις  με  πυρανόμετρο, με  τη  βοήθεια  του  κ. Αξαόπουλου (ΤΕΙ  ΑΘΗΝΩΝ)  και  καθορισμός  βαθμού  απόδοσης  φωτοβολταϊκών  .

·        Μετρήσεις  παρεχόμενης, καταναλισκόμενης  ενέργειας  από  ρυθμιστή  φόρτισης  και  Inverter.

·        Δημιουργία  φυλλαδίου  ενημερωτικού  σε  τρόπους  εξοικονόμησης  ενέργειας.

·        Δημιουργία  CD-ROM  παρουσίασης  έργου  στην  τοπική  κοινωνία.

·        Διοργάνωση  και  παρουσίαση  ημερίδας  με  πάνελ  ομιλητών.

·        Συγκέντρωση  υλικού – Δημιουργία  γραπτής  εργασίας – Δημιουργία  DVD φάσεων  υλοποίησης  έργου.

 

  

8.ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΥΛΙΚΩΝ

    

 

 

9.ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΗΓΕΣ ΕΝΗΜΕΡΩΣΗΣ

 

§         Βιβλίο ‘’Ηλεκτρική Ενέργεια και Περιβάλλον’’ ΟΕΔΒ  Β Τάξη Ηλεκτρολογικού Τομέα ΤΕΕ

§         Βιβλίο ‘’Η εκπαίδευση των ΑΠΕ στην Ελλάδα’’ κου Αξαόπουλου Καθηγ. ΤΕΙ Αθηνών

§         Φυλλάδια ενημερωτικά σε φωτοβολταικά από την εταιρεία PV-SUN Energy

§         Φυλλάδια ενημερωτικά σε φωτοβολταικά και ανεμογεννήτρια από την εταιρεία ENERGOTECH A.E

§         Φυλλάδια ενημερωτικά από την Greenpeace

 

Δικτυακοί τόποι στο   INTERNET

 

www.physics4u.gr/energy

www.pvsunenergy.gr

www.Greenpeace.gr

www.compa.gr

www.teihan.gr/ape

www.energotech.gr

www.helapco.gr

http://helios.teiath.gr

www.kape.gr

 

ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ