Εξοικονόμηση ενέργειας από υδροηλεκτρικά εργοστάσια

Περίπου το 16% όλης της ηλεκτρικής ισχύος που κα­ταναλώνεται στις ΗΠΑ προέρχεται από υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις.Αυτό είναι μόνο το 30% αυτού που θα ήταν αν ανα­πτύσσονταν όλες οι προσφερόμενες δυνατότητες. Πι­στεύεται ότι η υδροηλεκτρική παραγωγή μπορεί με το χρόνο να διπλασιασθεί.

Σχεδιασμός υδροηλεκτρικών εργοστσιων

Τα υδροηλεκτρικά εργοστάσια απαιτούν υψόμετρο (ύψος στάθμης νερού) τουλάχιστον 6 m. Ως υψόμετρο ορίζουμε την απόσταση μεταξύ Γης στάθμης του νερού και του σημείου, όπου βρίσκεται ο υδροστρόβιλος. Πολ­λά χαμηλού υψομέτρου φράγματα έχουν υψόμετρο όχι μεγαλύτερο από 30 m. Υπάρχουν ψηλά φράγματα, όπου το υψόμετρο είναι 30 m με 300 m.Η αποθήκευση του νερού είναι ένα άλλο σημαντικό στοιχείο στο σχεδιασμό. Η ποσότητα του νερού, που χρειάζεται να αποθηκευθεί εξαρτάται από τις ανάγκες σε ηλεκτρική ισχύ στο σταθμό ηλεκτροπαραγωγής. Οι ανάγκες αυτές δεν είναι πάντοτε οι ίδιες, Ο ηλεκτρικός φόρτος είναι μεγαλύτερος την ημέρα και σταδιακά μειώ­νεται το απόγευμα, φθάνοντας στο κατώτατο σημείο τη νύκτα. Η χρήση ηλεκτρικής ισχύος είναι επίσης μεγαλύ­τερη κατά τον Ιούνιο, Ιούλιο και Αύγουστο.Το νερό πρέπει να αποθηκεύεται και να ελευθερώνε­ται σύμφωνα με τις ανάγκες για ηλεκτρική ενέργεια. Όταν οι ανάγκες είναι μεγάλες, ανοίγονται περισσότερο οι θύρες του φράγματος, για να επιτρέψουν σε περισσότε­ρο νερό να περάσει από τον υδροστρόβιλο. Ως αποτέλε­σμα έχομε την παραγωγή περισσότερης ισχύος.

Υδροηλεκτρικός στρόβιλος

Ο στρόβιλος σε ένα υδροηλεκτρικό εργοστάσιο ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της πτώσεως του νερού σε δυνάμεις περιστροφής (ροπή), οι οποίες περιστρέφουν μια γεννήτρια. Στρόβιλοι κατασκευάζονται με διάφορες τεχνικές και σε διαφόρους τύπους.

Χαρακτηριστικού υδροηλεκτρικού φράγματος

Τα κύρια τμήματα ενός χαρακτηριστικού υδροηλεκτρικού φράγματος φαίνονται στο σχήμα. Το νερό σε μια τεχνητή λίμνη συγκρατείται από ένα φράγμα. Καθώς το νερό περνά από ένα διάφραγμα, συγκρατείται από αυτό κάθε τι άχρηστο. Το νερό τό­τε ρέει μέσα από ολισθαίνουσες θύρες (penstocks). Οι ολισθαίνουσες θύρες (υπάρχουν αρκετές, ανάλο­γα με το μέγεθος του εργοστασίου) κατευθύνουν το νερό στο σημείο όπου είναι ο στρόβιλος Εκεί το νε­ρό περιστρέφει το στρόβιλο και έτσι η γεννήτρια παράγει ηλεκτρισμό. 

Υδροηλεκτρική ενέργεια

Η υδροηλεκτρική ενέργεια θεωρείται ανανεώσιμη ενεργειακή πηγή. Αυτό σημαίνει ότι όσο υπάρχει βροχή με ποικιλόμορφους καιρικούς σχηματισμούς, η υδροηλεκτρική ενέργεια θα εξακολουθεί να υφίσταται. Συστήματα υδροηλεκτρικής ενέργειας υπάρ­χουν εδώ και πολλά χρόνια. Στην πραγματικότητα, τα υδροηλεκτρικά φράγματα παρέχουν ηλεκτρική ενεργεία εδώ και 60 χρονιά περίπου. Στο σχήμα 1 φαίνεται ένα χαρακτηριστικό υδροηλεκτρικό φράγμα σε λειτουργία.
    Η υδροηλεκτρική ενέργεια ορίζεται ως η εκμετάλλευση της ροής του νερού με τη βοήθεια ενός φράγματος, για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Συνήθως το νερό χρησιμοποιείται για την περιστροφή ενός στροβίλου. Ο στρόβιλος περιστρέφει μια γεννή­τρια και έτσι παράγεται ηλεκτρισμός. Περίπου 4-5% της συνολικής ενέργειας που παρέχεται στην κοινω­νία μας προέρχεται από υδροηλεκτρικούς σταθμούς. Η ποσότητα αυτή έχει αυξηθεί ελάχιστα τα τελευταία χρόνια. Οι περισσότερες από τις ενδεικνυόμε­νες περιοχές έχουν αξιοποιηθεί και ήδη φράγματα και υδροηλεκτρικά εργοστάσια βρίσκονται σε λειτουργία. Μόνο τα τελευταία χρόνια κατασκευάζονται μικρότερα φράγματα ή ανακαινίζονται υπάρχοντα για βελτίωση της λειτουργίας και της αποδόσεως.

Φωτοβολταϊκά πάρκα

'Ενα ακόμα multi-megawatt φωτοβολταϊκό πάρκο, έθεσε σε λειτουργία λίγο πριν από το τέλος του 2010, η IBC Solar. Το φωτοβολταϊκό σύστημα βρίσκεται στο Breitenguessbach, στη Γερμανία, και η ισχύς του είναι 13.8MW. Θα παρέχει ενέργεια φιλική προς το περιβάλλον σε 4.450 νοικοκυριά αποτρέποντας με αυτό τον τρόπο την έκλυση περίπου 7.500 τόνων διοξειδίου του άνθρακα ετησίως. Το φωτοβολταϊκό πάρκο εγκαταστάθηκε κοντά στο Gut Leimershof, ένα κτήμα κοντά στο Breitenguessbach (Βαυαρία) και καταλαμβάνει μια περιοχή περίπου 30 εκταρίων. Η IBC SOLAR AG ήταν υπεύθυνη για την τεχνική σχεδίαση, την ανάπτυξη και την κατασκευή του συστήματος.

Ανακύκλωση Πλαστικού

Σήμερα χρησιμοποιούνται σε ευρεία κλίμακα γύρω στα πενήντα είδη πλαστικών. Αυτό που αναγνωρίζεται πιο εύκολα είναι ο τερεφθαλικός πολυεστέρας ή PET που χρησιμοποιούμε για να κατασκευάσουμε τις πλαστικές φιάλες για αναψυκτικά με ανθρακικό. Οι φιάλες αυτές αποτελούν το 20% περίπου του συνόλου των πλαστικών δοχείων, ενώ 70% αποτελείται από φιάλες αναψυκτικών που κατασκευάζονται από πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας.Πριν από την ανακύκλωση, τα πλαστικά ταξινομούνται, μια μέθοδος κατηγοριοποίηση των τύπων πολυμερών, η οποία αναπτύχθηκε από την Κοινωνία των Βιομηχανία Πλαστικών το 1988. Τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο, για παράδειγμα, έχει έναν κώδικα ρητίνη 1. Επίσης, συχνά χωρίζονται από το χρώμα. Τα πλαστικά ανακυκλώσιμα υλικά στη συνέχεια τεμαχίζονται. Αυτά τα τεμαχισμένα κομμάτια υποβάλλονται εν συνεχεία τις διαδικασίες για την εξάλειψη των ακαθαρσιών, όπως χάρτινες ετικέτες. Το υλικό αυτό είναι λιώσει και συχνά εξωθούνται σε μορφή σβόλων τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιείται για την παρασκευή άλλων προϊόντων.

Ανακύκλωση Γυαλιού

Το γυαλί το χρησιμοποιούμε συχνά στη ζωή μας σε διάφορες μορφές. Όταν βρεθεί όμως στη φύση δεν αποσυντίθεται γι' αυτό πρέπει να το ανακυκλώνουμε.Το γυαλί φτιάχνεται από μια ειδική άμμο που την εισάγουμε από το Βέλγιο, από σόδα και μαρμαρόσκονη. Όλα αυτά ανακατεύονται σε μεγάλα σιλό και πηγαίνουν στον κλίβανο τήξης και γίνονται υαλόμαζα (γυαλί σε υγρή κατάσταση) σε θερμοκρασία 5.000ο - 6.000ο C.Η υαλόμαζα πηγαίνει σε ειδικές μηχανές και μπαίνει σε καλούπια που δίνουν το σχήμα των δοχείων. Μια άλλη μηχανή φυσάει για να δημιουργήσει τον ωφέλιμο χώρο των δοχείων και το γυαλί ψύχεται. Έτσι παίρνουμε τα διάφορα γυάλινα δοχεία. Όλη αυτή η διαδικασία ελέγχεται από το κέντρο ηλεκτρονικού ελέγχου (από ηλεκτρονικούς υπολογιστές).  Υπάρχουν δύο τρόποι ανακύκλωσης. Ο πρώτος είναι η επαναχρησιμοποίηση των μπουκαλιών. Ο δεύτερος τρόπος έχει σχέση με τα μπουκάλια που δεν μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν και με τα διάφορα γυάλινα αντικείμενα. Αυτά τα συγκεντρώνουμε σε ειδικούς κάδους. Έπειτα μεταφέρονται στα κέντρα συγκέντρωσης γυαλιού όπου γίνεται ο διαχωρισμός του γυαλιού ανάλογα με το χρώμα του (άσπρο, πράσινο, καφέ). Μετά το σπάνε σε μικρά κομματάκια (υαλόθραυσμα) και το καθαρίζουν από χαρτιά, πλαστικά κ.ά. Στη συνέχεια το υαλόθραυσμα οδηγείτε στον κλίβανο τήξης κι ακολουθείται όλη η προηγούμενη διαδικασία. Με την ανακύκλωση του γυαλιού κάνουμε οικονομία στις πρώτες ύλες και προστατεύουμε το περιβάλλον.

Ανακύκλωση Αλουμινίου

Το αλουμίνιο δικαίως χαρακτηρίζεται σαν το "πράσινο" μέταλλο, ικανοποιώντας ταυτόχρονα τις τεχνολογικές αλλά και οικολογικές απαιτήσεις.Η διεθνής παραγωγή αλουμινίου είναι από τους βασικούς πρωταγωνιστές στην προσπάθεια για μείωση ενέργειας για παραγωγική διεργασία, περιορισμό και έλεγχο εκπομπών ρύπων και διατήρηση τουλάχιστον της ποιότητας του περιβάλλοντος.Η ανακύκλωση του αλουμινίου είναι το σημαντικότερο μέσο για την οικονομία ενέργειας και τη μείωση εκπομπών ρύπων. Για να καταδειχθεί η σημαντικότητα της ανακύκλωσης, τονίζεται ότι ενώ για την πρωτογενή παραγωγή 1 κιλού αλουμινίου (ηλεκτρόλυση αλουμίνας από βωξίτη) απαιτείται ενέργεια 14 KWH, για την ανακύκλωση της ίδιας ποσότητας από σκραπ , απαιτείται μόνο 5% της ενέργειας της μεθόδου ηλεκτρολύσεως.Η προσπάθεια για οικονομικότερη διεργασία ηλεκτρολύσεως έχει ήδη διεθνώς αποδώσει, επιτυγχάνοντας μείωση ενέργειας 30% σε σχέση με εκείνη που χρειαζόταν προ 30ετίας.Η διατήρηση της αξίας του μετάλλου, παράλληλα με την επ΄άπειρον δυνατότητα ανακύκλωσης του αλουμινίου, αποτελούν εξαιρετικά ελκυστικά χαρακτηριστικά που ενισχύουν το προφίλ οικολογίας του αλουμινίου.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα βιομάζας

Πλεονεκτήματα

Η καύση της βιομάζας έχει μηδενικό ισοζύγιο διοξειδίου του άνθρακα (CO2) δεν συνεισφέρει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου - επειδή οι ποσότητες του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) που απελευθερώνονται κατά την καύση της βιομάζας δεσμεύονται πάλι από τα φυτά για τη δημιουργία της βιομάζας.
Η μηδαμινή ύπαρξη του θείου στη βιομάζα συμβάλλει σημαντικά στον περιορισμό των εκπομπών του διοξειδίου του θείου (SO2) που είναι υπεύθυνο για την όξινη βροχή.
Εφόσον η βιομάζα είναι εγχώρια πηγή ενέργειας, η αξιοποίησή της σε ενέργεια συμβάλλει σημαντικά στη μείωση της εξάρτησης από εισαγόμενα καύσιμα και βελτίωση του εμπορικού ισοζυγίου, στην εξασφάλιση του ενεργειακού εφοδιασμού και στην εξοικονόμηση του συναλλάγματος.
Η ενεργειακή αξιοποίηση της βιομάζας σε μια περιοχή, αυξάνει την απασχόληση στις αγροτικές περιοχές με τη χρήση εναλλακτικών καλλιεργειών (διάφορα είδη ελαιοκράμβης, σόργο, καλάμι, κενάφ) τη δημιουργία εναλλακτικών αγορών για τις παραδοσιακές καλλιέργειες (ηλίανθος κ.ά.), και τη συγκράτηση του πληθυσμού στις εστίες τους, συμβάλλοντας έτσι στη κοινωνικο-οικονομική ανάπτυξη της περιοχής. Μελέτες έχουν δείξει ότι η παραγωγή υγρών βιοκαυσίμων έχει θετικά αποτελέσματα στον τομέα της απασχόλησης τόσο στον αγροτικό όσο και στο βιομηχανικό χώρο.
Μειονεκτήματα
Ο αυξημένος όγκος και η μεγάλη περιεκτικότητα σε υγρασία, σε σχέση με τα ορυκτά καύσιμα δυσχεραίνουν την ενεργειακή αξιοποίηση της βιομάζας.
Η μεγάλη διασπορά και η εποχιακή παραγωγή της βιομάζας δυσκολεύουν την συνεχή τροφοδοσία με πρώτη ύλη των μονάδων ενεργειακής αξιοποίησης της βιομάζας.
Βάση των παραπάνω παρουσιάζονται δυσκολίες κατά τη συλλογή, μεταφορά, και αποθήκευση της βιομάζας που αυξάνουν το κόστος της ενεργειακής αξιοποίησης.
Οι σύγχρονες και βελτιωμένες τεχνολογίες μετατροπής της βιομάζας απαιτούν υψηλό κόστος εξοπλισμού, συγκρινόμενες με αυτό των συμβατικών καυσίμων.