3ο  Δημοτικό Σχολείο Κατερίνης

 

 

 

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ   ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ

 

 

 

ΕΝΕΡΓΕΙΑ

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΙΑΚΟΥ ΦΟΥΡΝΟΥ

Πλαίσιο κειμένου:

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Τάξη ΣΤ΄1                                                                  

Υπεύθυνοι δάσκαλοι:          Σχ. Έτος 2006-2007

Μαυρομάτη Δήμητρα

Παπαχρήστου Αστέριος

 

 

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

 

*                  Πρόλογος-Ομάδες Εργασίας .................................... 3

*                  Ενέργεια- ιστορική αναδρομή-Ορισμός. ................ 4

*                  Μορφές - Πηγές Ενέργειας ......................................  4

*                  Αναλώσιμες και μη Αναλώσιμες Π.Ε. .....................  8

*                  Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα χρήσης ΑΠΕ ... 11

*                  Ηλιακή Ενέργεια ........................................................ 12

*                  Αξιοποίηση της ηλιακής Ενέργειας . ...................... 12 

*                  Ηλιακός φούρνος ...................................................... 14

*                  Φωτογραφίες......................................................... 17

*                  10 Λόγοι να στραφείτε στην ηλιακή ενέργεια........ 18

*                  Επίλογος .................................................................... 20

*                  Βιβλιογραφία  ........................................................... 21

 

 

   

    

  

 

 

Πρόλογος

 

Σήμερα ένα από τα μεγάλα θέματα για το μέλλον της ανθρωπότητας είναι κα το θέμα του περιβάλλοντος. Οι παρεμβάσεις του ανθρώπου, ιδιαίτερα τους δυο τελευταίους  αιώνες, δημιούργησαν προβλήματα και καταστροφικές προοπτικές για την ανθρωπότητα.
Μια από τις παρεμβάσεις του ανθρώπου, που δημιουργούν τεράστια προβλήματα στο φυσικό περιβάλλον, όπως είδαμε  φέτος στο μάθημα της Φυσικής, είναι οι αναγκαίες σήμερα μεγάλες ποσότητες ενέργειας, που απαιτούνται στη σύγχρονη κοινωνία για θέρμανση, ηλεκτρισμό, μεταφορές και είναι αναγκαία σε κάθε νοικοκυριό, ενώ και η παραγωγή αγαθών βασίζεται σήμερα στην ενέργεια.

Προσπαθώντας να κατανοήσουμε καλύτερα  το πρόβλημα και να συμβάλλουμε κι εμείς από τη μεριά μας  στη «θεραπεία» της γης μας, αποφασίσαμε να ασχοληθούμε έστω για λίγους μήνες με την Ενέργεια, τις μορφές της, τις πηγές της, την ηλιακή ενέργεια και -το κερασάκι στην τούρτα- την κατασκευή ενός «αληθινού» ηλιακού φούρνου.

Χωριστήκαμε σε ομάδες και ξεκινώντας από μια σύντομη ιστορική αναδρομή δέστε που φτάσαμε.

 

Ομάδες Εργασίας

 

Α΄   ΟΜΑΔΑ

Β΄   ΟΜΑΔΑ

Γ΄    ΟΜΑΔΑ

Δ΄   ΟΜΑΔΑ

Ζαχούλης Παναγιώτης

Σοϊλεμεζίδου Συμέλα

Μαρινοπούλου Ελένη

 

Πρίντζιος Δημήτρης

Βοροπάεβ Διονύσης

Καλανταρίδου Αλεξία

Αλεξανδρίδου Βασιλική

Ντερβίσι  Σιακίρ-Θεοχάρης

Χαντζαρίδης Λεωνίδας

Δρούγκα Ελένη

Πούλιου-Δημητρίου Άννα

Νεάκσου Ιονούτς

Σοϊλεμεζίδης Δημήτρης

Σταυρίδου Φιλίτσα

Κτενίδου Ειρήνη

Καλκιτενίδης Κώστας

Γαπαλής Κωνσταντίνος

Σαμαράς Γιώργος

Μόσχα Νικολίνα

Τομπουλίδου Ντίνα

Καλπακίδης Κωνσταντίνος

Φακοπουλίδης Κωνσταντίνος

Παπαγεωργίου Άντα

 

Αλεξανδρίδου Έφη

 

Παυλίδου Άννα

 

 

 

 

 

ΕΝΕΡΓΕΙΑ 

 

 

 


 

Γενικά-Ορισμός

 Η  ενέργεια  είναι ένα πολύ πολύτιμο αγαθό  για τον άνθρωπο. Το συμπάν σύμφωνα με όσα γνωρίζουμε σήμερα προήλθε από ένα μεγαλειώδη μετασχηματισμό ενέργειας σε μάζα. Ακόμα, για κάθε αλλαγή  είναι απαραίτητη  η ενέργεια .Για να αναπνέεις , να μιλάς, να κινείσαι χρειάζεσαι ενέργεια. Η ενέργεια δεν εμφανίζεται από το τίποτα , ούτε εξαφανίζεται. Αλλάζει  όμως διαρκώς «μορφή» και μετακινείται συνεχώς.

 

Ενεργειακές πηγές –Ιστορική αναδρομή

Ο άνθρωπος "τροφοσυλλέκτης" των προϊστορικών χρόνων στηριζόταν αποκλειστικά στη μυϊκή του ενέργεια. Με την πάροδο των ετών χρησιμοποίησε πιο αποδοτικά τη μυϊκή του ενέργεια φτιάχνοντας τα πρώτα απλά εργαλεία από ξύλο, πέτρα, κόκαλα. Οι σημαντικότεροι σταθμοί στην ιστορία του ανθρώπου υπήρξαν αναμφισβήτητα η ανακάλυψη και χρήση της φωτιάς και η επινόηση του τροχού.

 

Από τη λίθινη ακόμη εποχή γνωρίζουμε ότι οι κάτοικοι των σπηλαίων χρησιμοποίησαν την ενέργεια της φωτιάς αρχικά για το φωτισμό, τη θέρμανση και τη μαγειρική και με το πέρασμα των χιλιετιών για τη μεταλλουργία και την υαλουργία. Τα πρώτα καύσιμα ήταν τα ξερά χόρτα, το ξύλο, η κοπριά και στη συνέχεια το φυτικό και ζωικό λίπος (ανανεώσιμες πηγές ενέργειας).

 

Αργότερα ανακάλυψε τη δύναμη του ανέμου - αιολική ενέργεια - την οποία χρησιμοποίησε σαν "μηχανική ενέργεια" για την ύδρευση και άρδευση, άλεση δημητριακών, θαλάσσιες μεταφορές. Ήδη από το 3500 π.Χ. ο άνθρωπος χρησιμοποίησε την ενέργεια του ανέμου στα ιστιοφόρα πλοία, ενώ οι πρώτοι ανεμόμυλοι εμφανίστηκαν στην Περσία περίπου το 3000 π.Χ. και στην Ευρώπη, στη Γαλλία συγκεκριμένα, το 1180 π.Χ.

Με την ανακάλυψη του τροχού του νερού περίπου το 200 π.Χ., αξιοποιείται η ενέργεια του νερού που έρρεε ή έπεφτε, για την άλεση των σπόρων - υδραυλική ενέργεια - και σήμερα έχει εξελιχθεί στον σύγχρονο υδροστρόβιλο για την παραγωγή του ηλεκτρικού ρεύματος.

 

 

Βλέπουμε λοιπόν ότι ο πρωτόγονος άνθρωπος αξιοποίησε τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Οι πρώτες προσπάθειες κατασκευής και χρήσης πιο πολύπλοκων μηχανών εμφανίζονται περί το 300 π.Χ.. Ο Αρχιμήδης αναφέρεται ανάμεσα στους πρώτους εφευρέτες, καθώς το 212 π.Χ. με τα κοίλα κάτοπτρα που κατασκευάζει, εκμεταλλεύεται την ηλιακή ενέργεια και κατακαίει τα ρωμαϊκά πλοία κατά την πολιορκία των Συρακουσών.

Ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς το 130 π.Χ. κατασκευάζει την πρώτη θερμική μηχανή που αποτελείται από μια περιστρεφόμενη σφαίρα με δύο ακροφύσια και εκμεταλλεύεται τη δύναμη του ατμού.

Η πρώτη μηχανή εσωτερικής καύσης κατασκευάζεται το 1860 από το Γάλλο εφευρέτη Ζαν-Ζοζέφ-Ετιέν Λενουάρ  και τελειοποιείται το 1876 από το Γερμανό μηχανικό Νικολάους Όττο.

 

 Το πρώτο εύχρηστο αυτοκίνητο, με τρεις τροχούς και ανώτατη ταχύτητα 15 χιλιόμετρα την ώρα, κατασκευάζεται το 1885 από το Γερμανό μηχανικό Καρλ Μπεντς.

  

Το 1901 γενικεύεται η πετρελαιοκινούμενη μεταφορά, ενώ στα τέλη του 19ου αιώνα ανακαλύπτεται ο ηλεκτρισμός που μεταμορφώνει τη ζωή και την εργασία του ανθρώπου και δημιουργεί μια παγκόσμια βιομηχανία με τεράστια οικονομικά μεγέθη.
Στον εικοστό αιώνα κατασκευάζονται σε μερικές χώρες βιομηχανίες που στηρίζονται στην εντατική χρήση πετρελαίου και ηλεκτρισμού και δίνουν τεράστια ώθηση στην οικονομική ανάπτυξη. Ταυτόχρονα όμως δημιουργούνται νέες ανάγκες που απαιτούν κατανάλωση ενέργειας, ενώ συσσωρεύονται πολλά προβλήματα στο περιβάλλον, ιδιαίτερα με τη χρήση της πυρηνικής ενέργειας από τη δεκαετία του 1970 και μετά.

 

 

Μορφές ενεργείας  

           

Οι  μορφές ενέργειας  είναι οι  ακόλουθες .. χημική,  ηλεκτρική,

πυρηνική ,κινητική ,δυναμική ,φωτεινή, και  θερμότητα.

Χημική ενέργεια: Ονομάζουμε  την ενέργεια που είναι αποθηκεμένη

Στο ξύλο , στο κάρβουνο , στο πετρέλαιο , στα τρόφιμα  και

Απελευθερώνεται  με την καύση .

Ηλεκτρική  ενέργεια:  Ονομάζουμε  την  ενέργεια που  μεταφέρεται

Από το  ηλεκτρικό  ρεύμα .

Πυρηνική ενέργεια: Ονομάζεται αυτή που  απελευθερώνεται από

την σχάση των  πυρήνων.

Κινητική  ενέργεια: ονομάζεται η ενέργεια που έχουν  τα σώματα  όταν κινούνται..

Δυναμική  ενέργεια : Ονομάζεται η ενέργεια που έχουν τα σώματα. Λόγω  το ύψος  που  βρίσκονται  ,η  λόγω παραμόρφωσης τους .

Φωτεινή  ενέργεια : Το   φως   είναι  ενέργεια  που  ονομάζεται Φωτεινή. 

Θερμότητα είναι η  ενέργεια   που  ρέει  από   ένα  σώμα  στο  άλλο λόγω   της  διαφορετικής τους θερμοκρασίας.

 

 

 

Πηγές Ενέργειας

Οι " αποθήκες " ενέργειας ονομάζονται "Πηγές Ενέργειας" και διακρίνονται σε αυτογενείς (πυρήνες ατόμων, ήλιος, γαιάνθρακες ή πετρέλαιο) και τεχνητές (ταμιευτήρες, ηλεκτρικοί συσσωρευτές).

Όσον αφορά όμως τα αποθέματα ενέργειας (ενεργειακό δυναμικό), οι πηγές ενέργειας διακρίνονται σε συμβατικές ή μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

 

Για να είναι χρήσιμη μια πηγή ενέργειας είναι αναγκαίες ορισμένες προϋποθέσεις:
· Η ενέργεια αυτή να είναι άφθονη και η πρόσβαση στην ενεργειακή πηγή εύκολη.
· Να μετατρέπεται χωρίς δυσκολία σε μορφή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τα σύγχρονα μηχανήματα.
· Να μεταφέρεται εύκολα.
· Να αποθηκεύεται εύκολα.

 

 

              

 

 

Ανανεώσιμες - Εναλλακτικές και  

μη Ανανεώσιμες - Συμβατικές  πηγές ενέργειας

 

Ανανεώσιμες -Εναλλακτικές  πηγές

Ως ανανεώσιμες χαρακτηρίζονται οι πηγές που θα συνεχίζουν να μας παρέχουν ενέργεια σε βάθος χρόνου. Είναι οι πηγές ενέργειας που τροφοδοτούνται συνεχώς με ενέργεια από τη φύση. Οι ΑΠΕ είναι:

·                     Ο άνεμος: Αιολική ενέργεια. Χρησιμοποιήθηκε παλιότερα για την άντληση νερού από πηγάδια καθώς και για μηχανικές εφαρμογές (π.χ. την άλεση στους ανεμόμυλους). Έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται πλατιά για ηλεκτροπαραγωγή.

·                     Ο ήλιος: Ηλιακή ενέργεια. Χρησιμοποιείται περισσότερο για θερμικές εφαρμογές (ηλιακοί θερμοσίφωνες και φούρνοι) ενώ η χρήση της για την παραγωγή ηλεκτρισμού έχει αρχίσει να κερδίζει έδαφος, με την βοήθεια της πολιτικής προώθησης των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας από το ελληνικό κράτος και την Ευρωπαϊκή Ένωση.

·                     Το νερό: Υδατοπτώσεις. Είναι τα γνωστά υδροηλεκτρικά έργα, που στο πεδίο των ήπιων μορφών ενέργειας εξειδικεύονται περισσότερο στα μικρά υδροηλεκτρικά. Είναι η πιο διαδεδομένη μορφή ανανεώσιμης ενέργειας.

·                     Βιομάζα. Χρησιμοποιεί τους υδατάνθρακες των φυτών (κυρίως αποβλήτων της βιομηχανίας ξύλου, τροφίμων και ζωοτροφών και της βιομηχανίας ζάχαρης) με σκοπό την αποδέσμευση της ενέργειας που δεσμεύτηκε απ' το φυτό με τη φωτοσύνθεση. Ακόμα μπορούν να χρησιμοποιηθούν αστικά απόβλητα και απορρίμματα. Μπορεί να δώσει βιοαιθανόλη και βιοαέριο, που είναι καύσιμα πιο φιλικά προς το περιβάλλον από τα παραδοσιακά. Είναι μια πηγή ενέργειας με πολλές δυνατότητες και εφαρμογές που θα χρησιμοποιηθεί πλατιά στο μέλλον.

·                     Γεωθερμική ενέργεια. Προέρχεται από τη θερμότητα που παράγεται απ' τη ραδιενεργό αποσύνθεση των πετρωμάτων της γης. Είναι εκμεταλλεύσιμη εκεί όπου η θερμότητα αυτή ανεβαίνει με φυσικό τρόπο στην επιφάνεια, π.χ. στους θερμοπίδακες ή στις πηγές ζεστού νερού. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε απευθείας για θερμικές εφαρμογές είτε για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Η Ισλανδία καλύπτει το 80-90% των ενεργειακών της αναγκών με γεωθερμική ενέργεια.

·                     Ενέργεια από παλίρροιες. Εκμεταλλεύεται τη βαρύτητα του Ήλιου και της Σελήνης, που προκαλεί ανύψωση της στάθμης του νερού. Το νερό αποθηκεύεται καθώς ανεβαίνει και για να ξανακατέβει αναγκάζεται να περάσει μέσα από μια τουρμπίνα, παράγοντας ηλεκτρισμό. Έχει εφαρμοστεί στην Αγγλία, τη Γαλλία, τη Ρωσία και αλλού.

·                     Ενέργεια από κύματα. Εκμεταλλεύεται την κινητική ενέργεια των κυμάτων της θάλασσας.

·                     Ενέργεια από τους ωκεανούς. Εκμεταλλεύεται τη διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στα στρώματα του ωκεανού, κάνοντας χρήση θερμικών κύκλων. Βρίσκεται στο στάδιο της έρευνας.


Η χρήση των ανανεώσιμων ή εναλλακτικών πηγών ενέργειας είναι ακόμη πολύ περιορισμένη σε παγκόσμια κλίμακα, εξυπηρετεί όμως το στόχο της προστασίας του περιβάλλοντος, γιατί είναι " καθαρές " και φιλικές προς το περιβάλλον.

 

 

 

Συμβατικές - Μη ανανεώσιμες πηγές

 

Αποκαλούνται έτσι γιατί δεν είναι δυνατό να ανανεώσουν σε εύλογο, για τον άνθρωπο, χρονικό διάστημα την αποθηκευμένη τους ενέργεια. Η διαδικασία σχηματισμού τους διήρκεσε εκατομμύρια χρόνια. Οι μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας περιλαμβάνουν :
· Τα στερεά καύσιμα των γαιανθράκων, όπως λιγνίτη, ανθρακίτη, τύρφη,

· Τα υγρά καύσιμα που παίρνουμε με κατεργασία, όπως μαζούτ, πετρέλαιο, βενζίνη, κηροζίνη κλπ.,
· Τα αέρια καύσιμα όπως το φυσικό αέριο, υγραέριο κλπ. και
· Την πυρηνική ενέργεια που παίρνουμε από τη σχάση ραδιενεργών υλικών.

Οι μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι αυτές που χρησιμοποιούνται κυρίως τα τελευταία χρόνια και που έχουν οδηγήσει σε ενεργειακές κρίσεις, αλλά και στη δημιουργία σειράς προβλημάτων, με αποτέλεσμα την επιβάρυνση του περιβάλλοντος.
Όπως φαίνεται και στον πίνακα 1, οι μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας συμμετέχουν στην κάλυψη των ενεργειακών αναγκών κατά 93 %, ενώ οι ανανεώσιμες πηγές καλύπτουν μόνο το 7 %, με βασικότερη τη βιομάζα.

 

 

 

 

 

Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα χρήσης ΑΠΕ

 

Πλεονεκτήματα

·         Είναι πολύ φιλικές προς το περιβάλλον, έχοντας ουσιαστικά μηδενικά κατάλοιπα και απόβλητα.

·         Δεν πρόκειται να εξαντληθούν ποτέ, σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα.

·         Μπορούν να βοηθήσουν την ενεργειακή αυτάρκεια μικρών και αναπτυσσόμενων χωρών, καθώς και να αποτελέσουν την εναλλακτική πρόταση σε σχέση με την οικονομία του πετρελαίου.

·         Είναι ευέλικτες εφαρμογές που μπορούν να παράγουν ενέργεια ανάλογη με τις ανάγκες του επί τόπου πληθυσμού, καταργώντας την ανάγκη για τεράστιες μονάδες παραγωγής ενέργειας (καταρχήν για την ύπαιθρο) αλλά και για μεταφορά της ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις.

·         Ο εξοπλισμός είναι απλός στην κατασκευή και τη συντήρηση και έχει μεγάλο χρόνο ζωής.

 

Μειονεκτήματα

·         Έχουν αρκετά μικρό συντελεστή απόδοσης, της τάξης του 30% ή και χαμηλότερο. Συνεπώς απαιτείται αρκετά μεγάλο αρχικό κόστος εφαρμογής σε μεγάλη επιφάνεια γης. Γιαυτό το λόγο μέχρι τώρα χρησιμοποιούνται σαν συμπληρωματικές πηγές ενέργειας.

·         Για τον παραπάνω λόγο προς το παρόν δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κάλυψη των αναγκών μεγάλων αστικών κέντρων.

·         Η παροχή και απόδοση της αιολικής, υδροηλεκτρικής και ηλιακής ενέργειας εξαρτάται από την εποχή του έτους αλλά και από το γεωγραφικό πλάτος και το κλίμα της περιοχής στην οποία εγκαθίστανται.

·         Για τις αιολικές μηχανές υπάρχει η άποψη ότι δεν είναι κομψές από αισθητική άποψη κι ότι προκαλούν θόρυβο και θανάτους πουλιών. Με την εξέλιξη όμως της τεχνολογίας τους και την προσεκτικότερη επιλογή χώρων εγκτάστασης (π.χ. σε πλατφόρμες στην ανοιχτή θάλασσα) αυτά τα προβλήματα έχουν σχεδόν λυθεί.

Για τα υδροηλεκτρικά έργα λέγεται ότι προκαλούν έκλυση μεθανίου από την αποσύνθεση των φυτών που βρίσκονται κάτω απ' το νερό κι έτσι συντελούν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου.

 

 

Ηλιακή Ενέργεια

 

Ο Ήλιος είναι η κύρια πηγή ενέργειας της Γης. Η ακτινοβολία του απορροφάται από τους ωκεανούς και τη στεριά καθώς και την ατμόσφαιρα και μετατρέπεται σε θερμότητα. Στη σημερινή εποχή ο Ήλιος αποτελεί μία από τις σημαντικότερες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.  Ο ήλιος εκπέμπει τεράστια ποσότητα ενέργειας ημερησίως.

Υπάρχουν  άφθονα αποθέματα ηλιακής ενέργειας  γιατί ο ήλιος θα υπάρχει για πάντα .

Ηλιακή ονομάζεται  η ενέργεια που προέρχεται από τον ήλιο και αξιοποιείται μέσω τεχνολογιών που εκμεταλλεύονται τη θερμική και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία του ήλιου με χρήση μηχανικών μέσων για τη συλλογή, αποθήκευση και διανομή της.

H Ελλάδα, χώρα με μεγάλη ηλιοφάνεια, προσφέρεται για την αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας. Η μέση ημερήσια ενέργεια που δίνεται από τον ήλιο στην Ελλάδα είναι 4,6 KWh/m².

 

 

 

Αξιοποίηση της ηλιακής Ενέργειας

 

Σήμερα αξιοποιούμε με πολλούς τρόπους την ευεργετική δράση της ηλιακής ακτινοβολίας:

1)       Με τη χρήση των θερμικών ηλιακών συστημάτων που συλλέγουν την ηλιακή ακτινοβολία και τη μετατρέπουν σε θερμότητα σε κάποια θερμομωνομένη δεξαμενή, όπου την αποθηκεύουν και ονομάζονται ενεργητικά συστήματα.

2)   Με τη χρήση παθητικών ηλιακών συστημάτων μπορούμε   να πετύχουμε παραγωγή ζεστού νερού:

·                     Σε βιομηχανίες που απαιτούν ζεστό νερό κατά τη διάρκεια της παραγωγικής τους διαδικασίας, όπως σαπωνοποιεία, βυρσοδεψεία, παραγωγή γαλακτοκομικών προϊόντων, βαφεία, ζυθοποιεία κ.λ.π.

·               Σε θερμοκήπια για θέρμανση χώρου και εδάφους.

·               Σε μεγάλα κτήρια ιδιωτικά και δημόσια, όπως νοσοκομεία, πολυκατοικίες, κ.λ.π.  για τη θέρμανση των κτηρίων το χειμώνα είτε για το δροσισμό τους το καλοκαίρι.

H επιφάνεια των εγκαταστημένων συλλεκτών στη χώρα μας ανέρχεται περίπου σε 2.000.000 m². Η τιμή αυτή αποτελεί ποσοστό 50% περίπου, της επιφάνειας συλλεκτών εγκατεστημένων σε ολόκληρη την Ευρώπη.

Οι συλλέκτες αυτοί, κύρια αφορούν σε μικρά οικιακά συστήματα.

3)    Με την κατευθείαν μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική με τη χρήση των φωτοβολταϊκών συστημάτων. Μία τυπική συστοιχία αποτελείται από ένα ή περισσότερα Φ/Β πλαίσια ηλεκτρικά συνδεδεμένα μεταξύ τους. Όταν τα Φ/Β πλαίσια εκτεθούν στην ηλιακή ακτινοβολία τότε αυτά μετατρέπουν ένα 10% περίπου της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική.

 Επιπλέον, η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική γίνεται αθόρυβα, αξιόπιστα και δίχως καμιά επιβάρυνση για το περιβάλλον.

 

 

 

 

Ηλιακός φούρνος

 

Οι ηλιακοί φούρνοι μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις κύριες κατηγορίες, όπως περιγράφονται παρακάτω:

 

Φούρνοι από χαρτόκουτες με 1-4 ανακλαστήρες

Σ' αυτή την κατηγορία ανήκουν οι πιο συνηθισμένοι ηλιακοί φούρνοι, οι οποίοι είναι κατασκευασμένοι από δύο χαρτόκουτες, μια εξωτερική και μια εσωτερική. Οι δύο αυτές χαρτόκουτες έχουν μόνωση ανάμεσά τους, που μπορεί να αποτελείται από μπάλες τσαλακωμένης εφημερίδας μέχρι διπλωμένα φύλλα από κυματιστό χαρτόνι συσκευασίας.  Το άνοιγμα της βάσης του φούρνου καλύπτεται από την πάνω μεριά κυρίως με ένα κομμάτι τζαμιού, το οποίο είτε βρίσκεται μέσα σε ένα χαρτονένιο καπάκι, είτε πιο απλά ακουμπά επάνω στο πλαίσιο που σχηματίζεται από τις δύο χαρτόκουτες με τη μεταξύ τους μόνωση. 

 

Φούρνοι από δύο κουτιά με 1-4 ανακλαστήρες

Βέβαια, υπάρχει και η εναλλακτική επιλογή της χρήσης ξύλινων κουτιών, κατασκευασμένα από κόντρα-πλακέ ή νοβοπάν, αντί για απλές χαρτόκουτες.  Οι φούρνοι αυτής της κατηγορίας, αν και θερμαίνονται σχετικά αργά, έχουν το πλεονέκτημα ότι μπορούν να ψήσουν μεγάλες ποσότητες φαγητού αργά και ομοιόμορφα.  Ποικίλουν ανάλογα με την κλίση που έχει η πρόσοψή τους απέναντι στον ήλιο και ανάλογα με τον αριθμό των ανακλαστήρων, οι οποίοι μπορεί να είναι από 1-4 και προσαρμόζονται είτε επάνω στο φούρνο είτε πάνω στο καπάκι του (πρβλ. παρακάτω πίνακα).

 

Ανοικτοί φούρνοι με πλαίσια ανακλαστήρων

Αυτή η κατηγορία ηλιακών φούρνων έχει περίπου μια δεκαετή ιστορία με κυρίαρχο εμπνευστή το Γάλλο επιστήμονα Roger Bernard, από Πανεπιστήμιο της Λιόν.  Τα σχέδια των φούρνων αυτής της κατηγορίας μπορεί να φαίνονται απλά, είναι όμως αποτελεσματικά και έχουν αρκετά χρόνια έρευνας και ανάπτυξης πίσω τους.  Επίπεδα πλαίσια ανακλαστήρων, που είναι τοποθετημένα κατακόρυφα, σε παράπλευρη διάταξη, ανακλούν την ηλιακή ακτινοβολία επάνω σε ένα μαγειρικό σκεύος, το οποίο είτε βρίσκεται μέσα σε μια πλαστική σακούλα ψησίματος για φούρνο είτε είναι κάτω από ένα ανεστραμμένο γυάλινο μπολ. 

 Ανοικτοί φούρνοι με πλαίσια ανακλαστήρων

Το πλεονέκτημα αυτής της κατηγορίας ηλιακών φούρνων είναι ότι μπορούν να είναι έτοιμοι σε λιγότερο από μία ώρα και με ελάχιστο κόπο και κόστος (περίπου 3-5 Ευρώ) και έχουν λαμπρό παρόν και μέλλον στις αναπτυσσόμενες χώρες, και όχι μόνο.  Μειονεκτούν σε σταθερότητα έναντι ισχυρών ανέμων και σε συνθήκες χαμηλής ηλιοφάνειας. Δεν καταφέρνουν να διατηρούν για πολύ τη θερμότητα μέσα στο μαγειρικό σκεύος, που βρίσκεται στο εσωτερικό της σακούλας ή του ανεστραμμένου γυάλινου μπολ, ιδιαίτερα όταν ο ήλιος χάνεται πίσω από τα σύννεφα για μεγάλο χρονικό διάστημα.

 

 

 

Παραβολικοί και ημικυλινδρικοί φούρνοι

Οι παραβολικοί ηλιακοί φούρνοι είναι κοίλοι, βαθουλοί δίσκοι, συχνά μοιάζουν με μεγάλα πιάτα, όπου η ηλιακή ακτινοβολία ανακλάται και συγκεντρώνεται σε ένα σημείο, εκεί όπου στηρίζεται το μαγειρικό σκεύος.

  Το πλεονέκτημα τους είναι ότι τα φαγητά ψήνονται σχεδόν τόσο γρήγορα όσο και σε συμβατικούς ηλεκτρικούς φούρνους.  Ως μειονεκτήματα μπορούμε να καταλογίσουμε τις δυσκολίες στην κατασκευή τους, την συχνή να αναπροσαρμογή τους στην πορεία του ήλιου έτσι, ώστε να εστιάζουν κατάλληλα.  Υπάρχει επίσης το ενδεχόμενο να προκαλέσουν εγκαύματα ή τραυματισμούς στα μάτια, εάν δε χρησιμοποιηθούν σωστά, με προσοχή και τήρηση κανόνων ασφαλείας.  Οι ημικυλινδρικοί ηλιακοί φούρνοι είναι ουσιαστικά μισά κυλινδρικά δοχεία, με κατάλληλα διαμορφωμένη την εσωτερική επιφάνειά τους, ώστε να έχει ανακλαστικές ιδιότητες. Εστιάζουν πάνω σε ευθεία και είναι κατάλληλοι για τοποθέτηση σούβλας (βλ. παρακάτω πίνακα).

 Παραβολικοί και ημικυλινδρικοί φούρνοι

 

 

 

 

 

 

 

 

Παρακάτω μπορείτε να δείτε φωτογραφίες από τους φούρνους που κατασκευάσαμε στην τάξη μας.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10  Λόγοι να στραφείτε στην ηλιακή ενέργεια


  

1.       Αξιοπιστία Είναι μια καθ΄όλα ώριμη και δοκιμασμένη τεχνολογία.

2.       Αποκέντρωση Η θερμική ενέργεια παράγεται στα σημεία ζήτησής της. Αποφεύγονται έτσι οι τεράστιες απώλειες μεταφοράς ενέργειας μέσω του ηλεκτρικού δικτύου (που στην Ελλάδα φτάνουν κατά μέσο όρο το 12%).

3.       Αυτονομία Αποτρέπονται οι τεράστιες δαπάνες για εισαγωγή ενέργειας και η ανασφάλεια λόγω εξάρτησης από εισαγόμενους ενεργειακούς πόρους. το 70% των ενεργειακών πόρων που καταναλώνει, τη στιγμή που ο ήλιος είναι δωρεάν και υπάρχει παντού.

4.       Ανάπτυξη Η ενίσχυση της εγχώριας αγοράς θα αυξήσει την ποιότητα των ελληνικών προϊόντων προκειμένου να αντιμετωπίσουν το ανταγωνιστικότερο περιβάλλον των εξαγωγών.

5.       Θέσεις εργασίας Ήδη πάνω από 3.500 άτομα απασχολούνται στη βιομηχανία ηλιοθερμικών συστημάτων στην Ελλάδα. Η περαιτέρω ανάπτυξη της αγοράς συνεπάγεται νέες θέσεις εργασίας σε μια καθαρή τεχνολογία.

6.       Ευκολία Η τοποθέτηση ενός ηλιακού συλλέκτη είναι απλή. Η δε συντήρηση που απαιτεί είναι ελάχιστη.

7.       Εξοικονόμηση χρημάτων Για τον απλό καταναλωτή, ο ηλιακός θερμοσίφωνας είναι η πιο απλή και συμφέρουσα λύση για να περικόψει τους λογαριασμούς ρεύματος. Το μέσο ετήσιο κέρδος του μπορεί να φτάσει έως 100 ευρώ περίπου.

8.       Εξοικονόμηση ενέργειας Για την Ελλάδα, η εξοικονόμηση που ήδη συντελείται είναι πολύ σημαντική. Οι εγκατεστημένοι ηλιακοί θερμοσίφωνες εξοικονομούν ήδη 1,1 δισεκατομμύρια κιλοβατώρες το χρόνο, όση ενέργεια παράγει δηλαδή ένας συμβατικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής, ισχύος 200 μεγαβάτ. Χωρίς τους ηλιακούς θερμοσίφωνες θα υπήρχε ένα σημαντικό έλλειμμα ισχύος, ιδιαίτερα στα απομονωμένα ηλεκτρικά δίκτυα των νησιών που θα αντιμετώπιζαν έτσι συχνές διακοπές ρεύματος, ιδίως κατά την καλοκαιρινή τουριστική περίοδο.

9.       Προστασία περιβάλλοντος Αποτρέπεται η έκλυση μεγάλων ποσοτήτων ρύπων που επιβαρύνουν το περιβάλλον και τη δημόσια υγεία.

10.    Κλιματικές αλλαγές Αποτρέπεται η κατανάλωση ενέργειας από ορυκτά καύσιμα και κατά συνέπεια οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2) που προκαλούν τις παγκόσμιες κλιματικές αλλαγές. Ένα τυπικό θερμοσιφωνικό σύστημα για οικιακή χρήση παράγει στην Ελλάδα ετησίως 840-1.080 κιλοβατώρες και αποσοβεί την έκλυση 925-1.200 κιλών CO2 το χρόνο, όσο δηλαδή θα απορροφούσε 1,5 στρέμμα δάσους.

 

 

ΕΠΙΛΟΓΟΣ

 

Δυστυχώς στις μέρες μας η αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας δεν είναι διαδεδομένη, παρά τα πλεονεκτήματα που διαθέτει. Για αυτό το λόγο, επιστήμονες προσπαθούν να ανακαλύψουν άλλους,πιο αποτελεσματικούς τρόπους αξιοποίησής της, ώστε να χρησιμοποιείται περισσότερο.

Οι βασικοί παράγοντες αναχαίτισης της εφαρμογής των είναι οι ακόλουθοι:

·         Έλλειψη γνώσεων μεταξύ των αρχιτεκτόνων και των μηχανικών γενικότερα.

·         Έλλειψη ενημέρωσης του κοινού.

·         Έλλειψη βιομηχανοποιημένων προϊόντων απαραίτητων για την κατασκευή και ορθή λειτουργία των παθητικών συστημάτων καθώς και τυποποίησης των δομικών στοιχείων.

 

Αν προσπαθήσουμε όλοι μπορούμε  να κάτι να καταφέρουμε.

Ας αρχίσουμε από τα απλά, τα καθημερινά.

 

 

 

Εσείς τι θα διαλέξετε;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ΒιβλιογραφΙα

 

·     http://9dim-rethymn.reth.sch.gr/contents_gr/scilab/2nd_sci.fair/solar_ovens.htm

·         ΕΝΕΡΓΕΙΑ: Πρόγραμμα Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης, ΚΠΕ Μουζακίου 2006

·         Φυσική Στ΄ τάξης

·         http://www.energolab.gr/index.asp?c=24

·         http://el.wikipedia.org

·         «Ενεργώ» , Έκδοση:ΚΑΠΕ – Υπουργείο Ανάπτυξης και Τεχνολογίας-«Ανοιχτές θύρες- 

                          Ερμής»

·         «Η ενέργεια και  οι πηγές της, Τι, Πώς, Γιατί», Γεωργ.Θεοφ.Καλκάνης, Έκδοση: ΚΑΠΕ –                  Επιστροφή

        Υπουργείο Ανάπτυξης και Τεχνολογίας-«Ανοιχτές θύρες- Ερμής», Πικέρμι 1997