ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ

1  ΠΡΟΛΟΓΟΣ

        Περιβάλλον    και    άνθρωπος   είναι    δυο   διαφορετικές    έννοιες σημασιολογικά  αλλά  είναι  αδύνατο  να  μη  συνυπάρχουν. Ο άνθρωπος είναι  αναγκασμένος  να  ζήσει  μέσα  στο  περιβάλλον  και γι’ αυτό είναι υποχρεωμένος να είναι φιλικός  προς αυτό και  να το σέβεται. Γνωρίσαμε  τα καταστροφικά αποτελέσματα του μη σεβασμού του περιβάλλοντος.

Η πυρπόληση των δασικών εκτάσεων  και το μπάζωμα των ρεμάτων - με  στόχο  την  οικοπεδοποίησή  τους -  κοντά  σε   μεγαλουπόλεις  π.χ.  Αθήνα, Κόρινθο και άλλες, μας έφεραν καταστροφές ανεπανόρθωτες.

Η  περιποίηση  και  ο σεβασμός  προς  το  περιβάλλον  όχι  μόνο  θα ωφελήσει   τον   άνθρωπο  αλλά   θα   επιφέρει   πρόοδο   και   παραπέρα ανάπτυξη του βιοτικού επιπέδου.

Η  παρούσα  εργασία  έχει  στόχο να  μας  ευαισθητοποιήσει προς το περιβάλλον   και  να μας  ενημερώσει για  την  ενέργεια γενικά και ποια η επίδρασή  της  στο  περιβάλλον και τι στάση πρέπει να κρατήσουμε εμείς σαν  καταναλωτές.  Αν  και δύσκολο  πολύ το  θέμα της εργασίας  ταύτης συγχαίρω  τα  παιδιά  και  προπαντός το δάσκαλο  της  τάξης  κ. Ανδρίκο  Δημήτριο  γιατί εργάστηκαν  με ζήλο και επιμέλεια και παρουσίασαν  μια πραγματικά αξιόλογη εργασία.

Εύχομαι  και στο  μέλλον το παράδειγμά τους να ακολουθήσουν και άλλα  παιδιά με τους δασκάλους τους.

                                                                           

Κ. Ακρίβος

Σχολικός Σύμβουλος

2ης Εκπ/κής Περιφέρειας Φωκίδας

3.6  Εκμετάλλευση ηλιακής ενέργειας

        Αν προς το παρόν μόνο ένα ελάχιστο μέρος αυτού του φωτεινού χειμάρρου μετατρέπουμε για πρακτικούς σκοπούς, υπάρχει στη διάθεσή μας ένας απέραντος πλούτος ενέργειας σε λανθάνουσα μορφή και θα ‘ρθει μια μέρα που θα είμαστε ικανοί να τη δεσμεύσουμε και να τη μεταχειριστούμε όπως θέλουμε. Αυτό το γεγονός θα σημάνει ίσως όχι  μόνο το τέλος της ενεργειακής κρίσης αλλά και το τέλος της ρύπανσης της ατμόσφαιρας με όλα τα επακόλουθά της.

       Μακροπρόθεσμη, λοιπόν, λύση όλων των ενεργειακών προβλημάτων ή μετριόφρον συμπλήρωμα των παραδοσιακών ενεργειακών πηγών, που φυλάγεται για μερικές ιδιόμορφες εφαρμογές, η ηλιακή ενέργεια είναι η εικόνα της οικολογικής λύσης που στην εποχή της  πετρελαϊκής κρίσης συνοδεύεται από σημαντικές ερευνητικές  προσπάθειες.

       Η συνεισφορά της ηλιακής ενέργειας στις πρωτογενείς πηγές ενέργειας της Γαλλίας έφτασε το 6% περίπου. Είναι πολύ μικρό το ποσοστό αλλά είναι ακριβώς αυτό που αντιπροσώπευε το 1973 η πυρηνική ενέργεια.

       Ο πρώτος σταθμός παραγωγής ενέργειας από τον ήλιο ιδρύθηκε το 1864 στο Αλγέρι από το Γάλλο φυσικό Μουσέν. Ο συλλέκτης, ένα κοίλο κάτοπτρο σχήματος σάλπιγγας, με διάμετρο 5 μ. ήταν προσανατολισμένος στον ήλιο. Στον άξονα του κατόπτρου ήταν τοποθετημένος ένας λέβητας που τροφοδοτούσε μια μηχανή με ατμό. Αν και ο σταθμός ικανοποίησε με τη λειτουργία του δεν κατασκευάστηκε άλλος παρόμοιος.

       Το 1911 ο Αμερικανός Φρανκ Σούμαν έκτισε πολλούς ηλιακούς σταθμούς παραγωγής των οποίων οι συλλέκτες ήταν μεταλλικές πτέρυγες με κατοπτρική επιφάνεια.

      Ο σπουδαιότερος σταθμός ιδρύθηκε στο Μεάντι της Αιγύπτου και έθεσε σε λειτουργία μια ατμομηχανή 100 ίππων, η οποία με τη σειρά της έθετε σε λειτουργία μια αρδευτική αντλία. 

        Η πιο τέλεια διάταξη για τη δέσμευση της ηλιακής ενέργειας είναι ίσως αυτή που σχεδιάστηκε από το Γάλλο μηχανικό Φέλιξ Τρομπ για το δοκιμαστικό ηλιακό σταθμό παραγωγής ενέργειας του Μονλουί, ένα μικρό χωριό στα ανατολικά Πυρηναία. Για να λειτουργεί καλά, ο συλλέκτης πρέπει να είναι πάντα απέναντι από τον ήλιο. Πρέπει λοιπόν να περιστρέφεται με ωρολογιακό μηχανισμό. Ο Τρομπ χρησιμοποιεί δύο κάτοπτρα. Ένα περιστρεφόμενο επίπεδο κάτοπτρο αιχμαλωτίζει τις ηλιακές ακτίνες και τις στέλνει σ’ ένα κοίλο κάτοπτρο που παίζει το ρόλο συλλέκτη.

       Κατά τις αρχές του Α΄ παγκόσμιου πολέμου, ο Τσαρλς Άμποτ επινόησε έναν απλό ηλιακό θερμαντήρα. Ήταν ο πρόδρομος του ηλιακού θερμοσίφωνα.

       Ποιοτικά η ηλιακή ενέργεια είναι μια διαφορετική μορφή ενέργειας που δεν προσφέρεται εξαιρετικά για μια συγκεντρωτική παραγωγή η οποία απαιτεί βαριές υποδομές διανομής, όπως το αέριο και ο ηλεκτρισμός, αλλά θα μπορούσε να αποτελέσει αισθητή αλλαγή του τρίτου κόσμου όπου το πρόβλημα είναι συνήθως η εξασφάλιση όσο το δυνατό γρηγορότερα μιας παραγωγής ενέργειας, μικρής σε απόλυτη αξία, αρκετής όμως για να βελτιώσει αισθητά το βιοτικό επίπεδο.

       Ο ήλιος παραχωρεί στη Γη μια ροή ενέργειας 1,4 KW/m2. Η γήινη ατμόσφαιρα αντανακλά ένα μέρος απ’ αυτή, απορροφά ένα μέρος και αφήνει τελικά να φτάσει στο έδαφος των περιοχών μας 1 KW/m2.

Σημειώνουμε ακόμη ότι το καλοκαίρι κατά τη διάρκεια του μεσημεριού ένα τετραγωνικό μέτρο πρόσοψης δέχεται καθημερινά 4,3 κιλοβατώρες.

       Παρ’ όλα αυτά μεγάλοι ηλιακοί σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας δεν έχουν χρησιμοποιηθεί ακόμη. Αν και το «καύσιμο» είναι δωρεάν, η εγκατάσταση κοστίζει και ο σταθμός δε λειτουργεί όλες τις ώρες του εικοσιτετραώρου. Ο ήλιος εξαφανίζεται τη νύχτα και πολλές φορές την ημέρα. Για τους λόγους αυτούς θα έπρεπε να είναι δυνατή η εναποθήκευση της ηλιακής ενέργειας για να διατίθεται όταν είναι επιθυμητή.

Μακέτα με μια σύγχρονη αντίληψη. Πόλη με ηλιακά σπίτια.   

Ελάχιστες είναι οι ικανοποιητικές λύσεις του προβλήματος αυτού που είναι γνωστές. Αναπτύσσονται σωστά μόνο οι εφαρμογές που εμπεριέχουν την ίδια τους την εναποθήκευση όπως ο ηλιακός θερμοσίφωνας.

       Για την ηλιακή ενέργεια, η μετατροπή σε θερμότητα είναι εύκολη. Η επιτυγχανόμενη θερμοκρασία παραμένει χαμηλή, μικρότερη από τους 100ο C γιατί οι απώλειες από την ακτινοβολία και τη διάδοση της θερμότητας περιορίζουν το ζέσταμα.

       Η μετατροπή σε χαμηλή θερμότητα (30ο C έως 70ο C) αντιστοιχεί πολύ  καλά  στις  ανάγκες της  κατοικίας,  θέρμανση   και  ζεστό  νερό για χρήσεις υγιεινής. Δεν είναι απαραίτητες παρά απλές τεχνικές συνδυασμένες κατάλληλα με τη λειτουργία της οικοδομής.

Τα 4/10 της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας καλύπτονται από την οικιακή θέρμανση. Για να παρατείνουμε τη διάρκεια των υφιστάμενων πηγών καυσίμου μια λύση υπάρχει:να εφευρεθούν κατοικίες που θερμαίνονται από τον ήλιο.

 

Συλλέκτης επιφάνειας 60 τμ. Σε σπίτι στο Λέξινγκτον της Μασαχουσέτης

       Γιατί λοιπόν η ηλιακή κατοικία δεν είναι περισσότερο διαδεδομένη;

Μια βασική δυσκολία προέρχεται από τη μετατόπιση ανάμεσα στις περιόδους διαθεσιμότητας ηλιακής ενέργειας και των αναγκών. Η μετατόπιση αυξάνεται όταν το γεωγραφικό πλάτος αυξάνεται. Στα εύκρατα κλίματα, η ηλιακή ενέργεια η οποία γίνεται καθημερινά δεκτή από ένα τετραγωνικό μέτρο πρόσοψης που είναι εκτεθειμένη στο νότο είναι: 1 κιλοβατώρα το μήνα Ιανουάριο και 4,3 κιλοβατώρες τους καλοκαιρινούς μήνες.

Πειραματικό «ηλιακό σπίτι» στο Άαχεν της Γερμανίας όπου έχουν επιτευχθεί οι 95ο C.

Μια πρόσοψη που περιλαμβάνει 20 m2 τζαμαρίας δε συλλαμβάνει παρά 20 κιλοβατώρες την ημέρα, κάτι που είναι λίγο, σύμφωνα με τις ανάγκες, οι οποίες για ένα φυσιολογικό μονωμένο σπίτι φτάνουν σε περισσότερο από 100 κιλοβατώρες για 300 m3 θερμαινόμενα. Μ’ αυτά τα δεδομένα είναι φανερό πως μια καλή μόνωση είναι απαραίτητη.

Σ’ αυτό το ηλιακό σπίτι τα ορθογώνια κάτοπτρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συγκέντρωση ενέργειας από τον ήλιο.

    Η ενέργεια αυτή μετατρέπεται σε ηλεκτρισμό ή χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του σπιτιού.

Για απλοποίηση, ξεχωρίζουμε την παθητική ηλιακή κατοικία και τις ενεργητικές τεχνικές. Στην πρώτη περίπτωση το ίδιο το κτίριο χρησιμεύει σαν δέκτης (ληιστήρας). Ο βασικός μηχανισμός που χρησιμοποιείται είναι το «φαινόμενο του θερμοκηπίου». Μια τζαμαρία αφήνει να περάσει η ορατή ακτινοβολία, η οποία μπορεί να μετατραπεί σε θερμότητα πάνω στα εσωτερικά τοιχώματα, από την άλλη, αντιτίθεται ολοκληρωτικά στην έξοδο της θερμότητας.

       Το φαινόμενο του θερμοκηπίου  χρησιμοποιείται ακόμη και στις ενεργητικές τεχνικές, των οποίων ο τύπος είναι ο «επίπεδος ληιστήρας» που τοποθετείται στην πρόσοψη ή τη στέγη. Πρόκειται για μαύρη επιφάνεια που απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία, κλεισμένη κάτω από μια τζαμαρία. Στην επιφάνεια κυκλοφορεί ένα ρεύμα αέρα ή νερού. Αυτό αναθερμασμένο διανέμεται σε οικιακά καλοριφέρ.

ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ