Στα

1ο Γ

 

 

 

 

υρούλα Τσ

Γυμνάσιο Μ

σιάβα Α’5 

Μεταμόρφω

Α

ωσης 

νεμοογενν

Μ

νήτριε

Μεταμόρφ

ες 

φωση, Δεκέέμβριος 2

 

 

 

012 

 

     Περιεχόμενα………………………………………………………………………………………… ……………………..2I.‐Ανάλυση τεχνολογικής ενότητας ............................................................................... 4 

I.1.‐Η ενέργεια, μορφές ενέργειας ................................................................................ 4 

I.2.‐Η ηλεκτρική ενέργεια ............................................................................................. 4 

I.3.‐Η φιλική προς το περιβάλλον ενέργεια .................................................................. 5 

I.4.‐Ανανεώσιμες ή ήπιες πηγές ενέργειας .................................................................... 5 

I.5.‐Η αιολική ενέργεια ................................................................................................. 5 

II.‐Ιστορία και εξέλιξη ................................................................................................... 7 

II.1‐Ιστορία ................................................................................................................... 7 

II.2.‐Εξέλιξη ................................................................................................................... 7 

III.‐Βιβλιογραφία ................................................................................................................. 9 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I.‐Ανάλυση τεχνολογικής ενότητας 

I.1.‐Η ενέργεια, μορφές ενέργειας 

Ενέργεια είναι η ικανότητα έργου (π.χ. δυναμική, αιολική, ηλεκτρική κ.α.)1.   Ακόμα ενέργεια είναι το φυσικό μέγεθος, που προκαλεί τις διάφορες μεταβολές στον υλικό κόσμο. Εν  τούτοις  είναι  ένα  μέγεθος  "άγνωστο"  στις  αισθήσεις  μας  σε  σχέση  με άλλα,  με  την  έννοια  ότι  δεν  το  βλέπουμε,  δεν  μπορούμε  να  το  πιάσουμε,  να  το ακούσουμε ή  να  το  γευθούμε. Η  ενέργεια όμως παραμονεύει παντού. Η  ενέργεια είναι ένα φυσικό μέγεθος που το αντιλαμβανόμαστε κυρίως από τα αποτελέσματά της, που είναι γνωστά σαν έργο.2

Ανάλογα με την προέλευσή της και τον τρόπο που τη χρησιμοποιούμε, ονομάζουμε την ενέργεια χημική, ηλεκτρική, πυρηνική, θερμότητα, κινητική, δυναμική, φωτεινή. Μπορούμε  όμως  να  μιλήσουμε  για  δυο  γενικές  κατηγορίες:  την  κινητική  και  τη δυναμική.  Κινητική  ονομάζεται  η  ενέργεια  που  έχουν  τα  σώματα  εξαιτίας  της κίνησής τους. Δυναμική ονομάζεται η ενέργεια που έχουν τα σώματα εξαιτίας της κατάστασης  ή  της  θέσης  τους.  Χημική  ονομάζεται  η  ενέργεια  που  είναι αποθηκευμένη  στα  καύσιμα(πετρέλαιο,  φυσικό  αέριο),  στα  τρόφιμα.  Ηλεκτρική ονομάζεται  η  ενέργεια  που  μεταφέρεται  από  το  ηλεκτρικό  ρεύμα  και  οφείλεται στην  κίνηση  των  ηλεκτρονίων.  Πυρηνική  ονομάζεται  η  ενέργεια  που  είναι αποθηκευμένη στον πυρήνα  των ατόμων  και  ελευθερώνεται  κατά  τις  αντιδράσεις των  πυρήνων.  Οι  αντιδράσεις  μπορεί  να  είναι  σχάσης  (διάσπασης)  ή  σύντηξης (συνένωσης)  των  πυρήνων.  Θερμότητα  ονομάζεται  η  ενέργεια  που  ρέει  από  ένα σώμα σε ένα άλλο, λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας των δυο σωμάτων και πάντα από το θερμότερο στο ψυχρότερο. Φωτεινή ονομάζεται η ενέργεια που μεταφέρει το φως.3 

I.2.‐Η ηλεκτρική ενέργεια 

Η  ηλεκτρική  ενέργεια  είναι  η  ενέργεια  που  μεταφέρει  το  ηλεκτρικό  ρεύμα,  και αναφέρεται  στην  κινητική  ενέργεια  των  κινούμενων  ηλεκτρονίων  (ηλεκτρικό ρεύμα),  λόγω  της  ύπαρξης  διαφοράς  δυναμικού  στα  άκρα  ενός  αγωγού.  Όταν γίνεται χρήση του ηλεκτρισμού η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε άλλη μορφή ενέργειας π.χ. σε κινητική ενέργεια όταν λειτουργεί ένας κινητήρας ή σε φως όταν ανάβει  ένας  λαμπτήρας.4  Αντίθετα  κάποιας  άλλης  μορφής  ενέργεια  μπορεί  να μετατραπεί  σε  ηλεκτρική  ενέργεια,  όπως  π.χ.  η  αιολική  ενέργεια.  Η  χρήση  της ηλεκτρικής  ενέργειας  είναι  προφανής  και  είναι  η  περισσότερο  χρησιμοποιούμενη ενέργεια από τον άνθρωπο. Ο άνθρωπος έχει καταφέρει όχι μόνο να την παράγει με διάφορους τρόπους, αλλά και να την διοχετεύει σε μεγάλες αποστάσεις για χρήση μακριά  από  τους  τόπους  παραγωγής  της.  Η  ηλεκτρική  ενέργεια  αποτελεί  τον αναγκαίο  όρο  ύπαρξης  και  λειτουργίας  εγκαταστάσεων,  ηλεκτρικών  και ηλεκτρονικών  συσκευών  (ηλεκτροδότηση  κτηρίων,  κίνηση  οχημάτων,  ψύξη‐

                                                            1 Λεξικό της Νέας Ελληνικής Γλώσσας Γ. Μπαμπινιώτη, Β΄ έκδοση, Αθήνα 2005, σελ. 609 2 Πανεπιστήμιο Κρήτης, http://www.clab.edc.uoc.gr/physics/materia/mate_34.HTM 3 http://egpaid.blogspot.com/2009/09/blog‐post_9863.html 4 http://el.wikipedia.org 

 

θέρμανση,  λειτουργία  υπολογιστικών  συστημάτων).  Η  ισχύς  της  ηλεκτρικής ενέργειας  μετριέται  σε  watt,  που  σημαίνει  το  ρυθμό  μεταφοράς  ή  το  ρυθμό παραγωγής έργου. Η παραγόμενη ισχύς των συγχρόνων πηγών ενέργειας μετριέται σε megawatt (MW, 1 MW=1.000.000 Watt).5 

Επειδή η χρήση της είναι αναγκαία σε πολλούς τομείς της καθημερινής ζωής, είναι λογικό να αυξάνεται συνεχώς η κατανάλωση και για αυτό η ζήτηση  για συνεχή και φτηνή  ενέργεια,  αλλά  ταυτόχρονα  και  για  μια  ενέργεια  που  δεν  θα  έχει  σοβαρές επιπτώσεις  στο  φυσικό  περιβάλλον,  δηλαδή  θα  είναι  φιλική  προς  το  περιβάλλον ενέργεια. 

I.3.‐Η φιλική προς το περιβάλλον ενέργεια 

Οι φιλικές προς το περιβάλλον ενέργειες είναι αυτές που δεν επιβαρύνουν καθόλου ή τουλάχιστον σε μικρό βαθμό  το περιβάλλον. Στη κατηγορία αυτή δεν μπορεί να ενταχθεί η ηλεκτρική ενέργεια κυρίως λόγω  του  τρόπου παραγωγής  της  (λιγνιτική παραγωγή,  υδροηλεκτρική  παραγωγή  κ.α.),  αλλά  και  του  τρόπου  μεταφοράς  της. Πιο φιλικότερη προς το περιβάλλον γίνεται η παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας, όταν  αυτή  παράγεται  από ανανεώσιμες  ή  ήπιες  πηγές  ενέργειας,  όπως  η  αιολική ενέργεια  ή  η  ενέργεια  που  παράγεται  από  την  κίνηση  των  κυμάτων  ή  από  τη θερμική ενέργεια του ήλιου. 

I.4.‐Ανανεώσιμες ή ήπιες πηγές ενέργειας 

Μερικές  από  τις  ανανεώσιμες  πηγές  ενέργειας  (ΑΠΕ)  είναι  τα  φωτοβολταϊκά συστήματα  δηλαδή  η  παραγωγή  ηλεκτρικής  ενέργειας  με  την  εκμετάλλευση  της θερμότητας  και  του  φωτός  του  ήλιου,  η  γεωθερμία  δηλαδή  η  εκμετάλλευση  των αερίων  με  υψηλές  θερμοκρασίες  που  βρίσκονται  στο  υπέδαφος,  η  παραγωγή ενέργειας  από  την  καύση  της  βιομάζας  δηλαδή  φυτικών  κυρίως  ουσιών  που καλλιεργούνται  για  αυτό  το  σκοπό  και  η  ενέργεια  που  παράγεται  από  φυσικές αιτίες, όπως ο κυματισμός της θάλασσα και ο άνεμος.6 

I.5.‐Η αιολική ενέργεια 

Γενικά  αιολική  ενέργεια  ονομάζεται  η  ενέργεια  που  παράγεται  από  την εκμετάλλευση του πνέοντος ανέμου. Η ενέργεια αυτή χαρακτηρίζεται "ήπια μορφή ενέργειας"  και  περιλαμβάνεται  στις  "καθαρές"  πηγές,  όπως  συνηθίζονται  να λέγονται  οι  πηγές  ενέργειας  που  δεν  εκπέμπουν  ή  δεν  προκαλούν  ρύπους.  Η αρχαιότερη μορφή εκμετάλλευσης της αιολικής ενέργειας ήταν τα ιστία (πανιά) των πρώτων  ιστιοφόρων  πλοίων  και  πολύ  αργότερα  οι  ανεμόμυλοι  στην  ξηρά. Ονομάζεται  αιολική  γιατί  στην  ελληνική  μυθολογία  ο  Αίολος  ήταν  ο  θεός  του ανέμου. 

                                                            5 Συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας, Γιωννά Ειρήνη‐ Καπετανάκης Χρήστος, Τ.Ε.Ι. Κρήτης, Πτυχιακή εργασία, Χανιά 2011, σελ. 29 http://nefeli.lib.teicrete.gr/browse/stef/sdfp/2011/GionnaEirini,KapetanakisChristos/attached‐document‐1342763629‐559627‐15803/GionnaEirini_KapetanakisChristos2011.pdf 6 http://www.cres.gr, Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας 

 

Η  αιολική  ενέργεια  αποτελεί  σήμερα  μια  ελκυστική  λύση  στο  πρόβλημα  της ηλεκτροπαραγωγής. Το «καύσιμο» είναι άφθονο, αποκεντρωμένο και δωρεάν. Δεν εκλύονται αέρια θερμοκηπίου  και άλλοι  ρύποι,  και  οι  επιπτώσεις στο περιβάλλον είναι  μικρές  σε  σύγκριση  με  τα  εργοστάσια  ηλεκτροπαραγωγής  από  συμβατικά καύσιμα.  Επίσης,  τα  οικονομικά  οφέλη  μιας  περιοχής  από  την  ανάπτυξη  της αιολικής βιομηχανίας είναι αξιοσημείωτα.

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.  Σε  κάθε  περίπτωση,  πριν  τη δημιουργία  ενός  αιολικού  πάρκου  ή  και  οποιασδήποτε  εγκατάστασης  ΑΠΕ  θα πρέπει να έχει προηγηθεί Μελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (ΜΠΕ).7 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                             7 www.wikipedia.org 

 

II.Ιστορία και εξέλιξη 

II.1‐Ιστορία

Οι  ανεμογεννήτριες  είναι  συνέχεια  των  ανεμόμυλων,  που  ανακαλύφθηκαν  στη περιοχή  της  ευρύτερης  Μέσης  Αναατολής.  Ο  ανεμόμυλος  είναι  μια  διάταξη  που χρησιμοποιεί  ως  κινητήρια  δύναμη  την  κινητική  ενέργεια  του  άνεμου  (αιολική ενέργεια). Χρησιμοποιείται για την άλεση σιτηρών, την άντληση νερού και σε άλλες εργασίες. Ο πρώτος ανεμόμυλος αναφέρεται σε ένα αραβικό κείμενο  του 9ου μ.Χ. αιώνα και υποτίθεται ότι είχε κατασκευαστεί στην Περσία γύρω στο 650 μ.Χ. για την άλεση σιτηρών.  Στην  Κίνα  ήταν  γνωστοί  από  τον 13ο μ.Χ.  αιώνα.  Στην  Ευρώπη οι πρώτοι  ανεμόμυλοι  έφτασαν  τον  12ο  μ.Χ.  και  τις  αρχές  του 14ου  μ.  Χ.  αιώνα  στη Γαλλία αναπτύχθηκε ο ανεμόμυλος σε σχήμα πύργου. 

Ο ανεμόμυλος χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά, ως ανεμογεννήτρια, το 1890 στη Δανία και η πρώτη ηλεκτροπαραγωγή ανεμογεννήτρια εγκαταστάθηκε στην Κριμαία το  1931.Πραγματικές  ανεμογεννήτριες  με  δυο  πτερύγια  λειτούργησαν  στις  Η.Π.Α. κατά τη δεκαετία του 1940.κατά τη δεκαετία του 1980 όμως άρχισε η συστηματική εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας με τη χρήση σύγχρονων ανεμογεννητριών.8 

II.2.‐Εξέλιξη 

Σήμερα  υπάρχουν  δυο  τύποι  ανεμογεννήτριας:  του  οριζοντίου  και  του  κάθετου άξονα,  πιο  διαδεδομένες όμως,  είναι οι ανεμογεννήτριες  του οριζόντιου άξονα. Η σημερινή  τεχνολογία  βασίζεται  σε  ανεμογεννήτριες  οριζοντίου  άξονα  2  ή  3 πτερυγίων,  με  αποδιδόμενη  ηλεκτρική  ισχύ  200‐400kW.  Όταν  εντοπιστεί  μια ανεμώδης περιοχή και εφόσον βέβαια έχουν προηγηθεί οι απαραίτητες μετρήσεις και μελέτες για την αξιοποίηση του αιολικού της δυναμικού, τοποθετούνται μερικές δεκάδες ανεμογεννήτριες, οι οποίες απαρτίζουν ένα «αιολικό πάρκο».9 

Μέρη ανεμογεννήτριας  

Πύργος  

Ο πύργος είναι μεταλλικός, στηρίζει όλη την κατασκευή και είναι ψηλός δέκα έως δεκαπέντε μέτρα και θεμελιώνεται σταθερά στο έδαφος, δεδομένου ότι θα πρέπει να αντέχει στις ριπές των ανέμων. 

Η κεφαλή 

Η κεφαλή της γεννήτριας περιλαμβάνει τα πτερύγια  , τον ρότορα και τη γεννήτρια. Είναι  προσαρμοσμένη  στον  πύργο  κατά  τέτοιο  τρόπο,  ώστε  να  κινείται  και  να προσανατολίζεται ανάλογα με την κατεύθυνση από την οποία φυσάει ο άνεμος. 

                                                            8 Λειτουργία και έλεγχος του συστήματος ανεμογεννήτριας με μηχανή επαγωγής σε διάταξη διπλής τροφοδότησης, Ευθύμιος Κ. Καραλής, Διπλωματική εργασία, Ε.Μ.Π., Ιούνιος 2008 σελ 16 και επ. 9 www.wikipedia.org 

 

Τουρμπίνα 

Η τουρμπίνα είναι η γεννήτρια, η οποία με την περιστροφή της παράγει ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο στη συνέχεια διοχετεύεται προς το ηλεκτρικό δίκτυο. 

Πτερύγια  

Τα  πτερύγια,  συνήθως  τρία,  είναι  μεγάλες  λεπίδες,  μοιάζουν  με  τον  έλικα αεροπλάνου  και  περιστρέφονται    με  τον  άνεμο  και  με  τη  βοήθεια  του  ρότορα γυρίζουν  την  τουρμπίνα.  Το  κιβώτιο  ταχυτήτων  πολλαπλασιάζει  την  ταχύτητα περιστροφής της γεννήτριας σε σχέση με την ταχύτητα περιστροφής των πτερυγίων. 

 

Σχεδιάγραμμα ανεμογεννήτριας οριζόντιου τύπου10 

 

 

 

                                                            10 www.wikipedia.org 

 

III.Βιβλιογραφία 

1. Λεξικό της Νέας Ελληνικής Γλώσσας Γ. Μπαμπινιώτη, Β΄ έκδοση, Αθήνα 2005, σελ. 609 2. Πανεπιστήμιο Κρήτης, http://www.clab.edc.uoc.gr/physics/materia/mate_34.HTM 3. http://egpaid.blogspot.com/2009/09/blog‐post_9863.html 4. http://el.wikipedia.org 5. Συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας, Γιωννά Ειρήνη‐ Καπετανάκης Χρήστος, Τ.Ε.Ι. Κρήτης, Πτυχιακή 

εργασία, Χανιά 2011, σελ. 29 http://nefeli.lib.teicrete.gr/browse/stef/sdfp/2011/GionnaEirini,KapetanakisChristos/attached‐document‐1342763629‐559627‐15803/GionnaEirini_KapetanakisChristos2011.pdf 

6. Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας http://www.cres.gr  7. www.wikipedia.org 8. Λειτουργία  και  έλεγχος  του  συστήματος  ανεμογεννήτριας  με  μηχανή  επαγωγής  σε  διάταξη 

διπλής τροφοδότησης, Ευθύμιος Κ. Καραλής, Διπλωματική εργασία, Ε.Μ.Π., Ιούνιος 2008, σελ 16 και επ.