ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Η αιολική ενέργεια, μια από τις παλαιότερες φυσικές μορφές ενέργειας, αξιοποιήθηκε από πολύ νωρίς για την παραγωγή μηχανικού έργου και έπαιξε αποφασιστικό ρόλο στην εξέλιξη της ανθρωπότητας. Η σημασία της ενέργειας του ανέμου φαίνεται στην ελληνική μυθολογία όπου ο Αίολος διορίζεται από τους θεούς ως ''ταμίας των θεών των ανέμων''.

Ο άνθρωπος πρωτοχρησιμοποίησε την αιολική ενέργεια στη νεολιθική εποχή για την κίνηση των ιστιοφόρων πλοίων γεγονός που συνέβαλε στην ανάπτυξη της ναυτιλίας. Μια άλλη εφαρμογή της αιολικής ενέργειας είναι οι ανεμόμυλοι. Μαζί με τους νερόμυλους συγκαταλέγονται στους αρχικούς κινητήρες που αντικατέστησαν τους μυς των ζώων ως πηγές των ενέργειας. Διαδόθηκαν από το 12^ο αιώνα μέχρι τις αρχές του 19^ου αιώνα, οπότε άρχισε να περιορίζεται σταδιακά, λόγω κυρίως της ανάπτυξης της ατμομηχανής. Η οριστική τους εκτόπιση άρχισε μετά τον Α' παγκόσμιο πόλεμο, παράλληλα με την ανάπτυξη του κινητήρα εσωτερικής καύσης και τη διάδοση του ηλεκτρισμού. Κατά τη δεκαετία του 1970 όμως, το ενδιαφέρον για την εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας ανανεώθηκε λόγω της ενεργειακής κρίσης και των προβλημάτων που δημιουργεί η ρύπανση του περιβάλλοντος. Τελευταία, αποτελεί αντικείμενο μελετών για καλύτερη αξιοποίηση της και τη μετατροπή της σε ηλεκτρική.

Η αιολική ενέργεια δημιουργείται έμμεσα από την ηλιακή ενέργεια γιατί η ανομοιόμορφη θέρμανση της επιφάνειας προκαλεί τη μετακίνηση μεγάλων μαζών αέρα από μια περιοχή σε άλλη δημιουργώντας έτσι τους ανέμους.

Το αιολικό δυναμικό μιας περιοχής μιας περιοχής θεωρείται εκμεταλλεύσιμο όταν σε μια περιοχή οι άνεμοι πνέουν με ταχύτητα μεγαλύτερη από 5,1m/s και σε ύψος 10m από το έδαφος .

Στη σύγχρονη εποχή τα συστήματα εκμετάλλευσης της αιολικής ενέργειας αφορούν σχεδόν αποκλειστικά μηχανές που μετατρέπουν την ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική. Οι μηχανές αυτές ονομάζονται ανεμογεννήτριες.

Οι ανεμογεννήτριες μπορούν να λειτουργούν αυτόνομα τροφοδοτώντας απευθείας την κατανάλωση, ή να συνδέονται και να διοχετεύουν τη ηλεκτρική ενέργεια σε υπάρχον δίκτυο. Στην πρώτη περίπτωση και επειδή ο άνεμος δεν είναι συνεχώς διαθέσιμος, είναι δυνατόν να γίνεται χρήση μίας ή και περισσοτέρων ντηζελογεννητριών, οι οποίες λειτουργούν παράλληλα με τις ανεμογεννήτριες. Η δεύτερη περίπτωση αφορά τη μαζική εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας, όπου συστοιχία πολλών ανεμογεννητριών (αιολικό πάρκο) εγκαθίσταται και λειτουργεί σε μια συγκεκριμένη θέση, διοχετεύοντας το σύνολο της παραγωγής στο ηλεκτρικό ρεύμα.

Οι ανεμογεννήτριες κατατάσσονται σε δύο βασικές κατηγορίες:

α. Τις ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα των οποίων ο δρομέας είναι τύπου έλικα που βρίσκεται συνεχώς παράλληλος με την κατεύθυνση του ανέμου και του εδάφους και που μπορεί να παρακολουθεί συνεχώς τη διεύθυνση του ανέμου.

β. τις ανεμογεννήτριες κατακόρυφου άξονα, ο οποίος παραμένει σταθερός και είναι κάθετος προς την επιφάνεια του εδάφους

Σήμερα στην παγκόσμια αγορά έχουν επικρατήσει οι ανεμογεννήτριες οριζοντίου άξονα με (2 ή 3 πτερύγια) σε ποσοστό πάνω από 90%

Τα μέρη μιας ανεμογεννήτριας

Μια τυπική ανεμογεννήτρια αποτελείται από τα εξής μέρη:

· τον δρομέα, που αποτελείται από δύο ή τρία πτερύγια από ενισχυμένο πολυεστέρα. Τα πτερύγια προσδένονται πάνω σε μια πλήμνη είτε σταθερά, είτε με τη δυνατότητα να περιστρέφονται γύρω από το διαμήκη άξονά τους μεταβάλλοντας το βήμα.

· το σύστημα μετάδοσης της κίνησης, αποτελούμενο από τον κύριο άξονα, τα έδρανα του και το κιβώτιο πολλαπλασιασμού στροφών, το οποίο προσαρμόζει την ταχύτητα περιστροφής του δρομέα στη σύγχρονη ταχύτητα της ηλεκτρογεννήτριας. Η ταχύτητα περιστροφής παραμένει σταθερή κατά την κανονική λειτουργία της μηχανής.

· την ηλεκτρική γεννήτρια, σύγχρονη ή επαγωγική με τέσσερις ή έξι πόλους, η οποία συνδέεται με την έξοδο του πολλαπλασιαστή μέσω ενός ελαστικού ή υδραυλικού συνδέσμου και μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική και βρίσκεται συνήθως πάνω στον πύργο της ανεμογεννήτριας. Υπάρχει και το σύστημα πέδης το οποίο είναι ένα συνηθισμένο δισκόφρενο που τοποθετείται στον κύριο άξονα ή στον άξονα της γεννήτριας

· το σύστημα προσανατολισμού, αναγκάζει συνεχώς τον άξονα περιστροφής του δρομέα να βρίσκεται παράλληλα με τη διεύθυνση του ανέμου

· τον πύργο, ο οποίος στηρίζει όλη την παραπάνω ηλεκτρομηχανολογική εγκατάσταση. Ο πύργος είναι συνήθως σωληνωτός ή δικτυωτός και σπανίως από οπλισμένο σκυρόδεμα

· τον ηλεκτρονικό πίνακα και τον πύργο ελέγχου, οι οποίοι είναι τοποθετημένοι στη βάση του πύργου. Το σύστημα ελέγχου παρακολουθεί, συντονίζει και ελέγχει όλες τις λειτουργίες της ανεμογεννήτριας, φροντίζοντας για την απρόσκοπτη λειτουργία της.

Αν υπήρχε η δυνατότητα, με τη σημερινή τεχνολογία, να καταστεί εκμεταλλεύσιμο το συνολικό αιολικό δυναμικό της γης, εκτιμάται ότι η παραγόμενη σε ένα χρόνο ηλεκτρική ενέργεια θα ήταν υπερδιπλάσια από τις ανάγκες της ανθρωπότητας στο ίδιο διάστημα (Αιολική ενέργεια, ΚΑΠΕ 1998).Υπολογίζεται ότι στο 25 % της επιφάνειας της γης επικρατούν άνεμοι μέσης ετήσιας ταχύτητας πάνω από 5,1 m/sec,σε ύψος 10 m πάνω από το έδαφος. Όταν οι άνεμοι πνέουν με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτή την τιμή, τότε το αιολικό δυναμικό του τόπου θεωρείται εκμεταλλεύσιμο και οι απαιτούμενες εγκαταστάσεις μπορούν να καταστούν οικονομικά βιώσιμες, σύμφωνα με τα σημερινά δεδομένα. Άλλωστε το κόστος κατασκευής των ανεμογεννητριών έχει μειωθεί σημαντικά και μπορεί να θεωρηθεί ότι η αιολική ενέργεια διανύει την " πρώτη" περίοδο ωριμότητας, καθώς είναι πλέον συμβατικών μορφών ενέργειας Η χώρα μας διαθέτει εξαιρετικά πλούσιο αιολικό δυναμικό και η αιολική ενέργεια μπορεί να γίνει σημαντικός μοχλός ανάπτυξής της. Από το 1982, οπότε εγκαταστάθηκε από τη ΔΕΗ το πρώτο αιολικό πάρκο στην Κύθνο, μέχρι και σήμερα έχουν κατασκευασθεί στην Άνδρο, στην Εύβοια, στη Λήμνο, Λέσβο, Χίο, Σάμο και στην Κρήτη εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από τον άνεμο συνολικής ισχύος πάνω από 30 Μεγαβάτ. Μεγάλο ενδιαφέρον επίσης δείχνει και ο ιδιωτικός τομέας για την εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας, ιδιαίτερα στην Κρήτη, όπου το Υπουργείο Ανάπτυξης έχει εκδώσει άδειες εγκατάστασης για νέα αιολικά πάρκα συνολικής ισχύος δεκάδων Μεγαβάτ

Φυσικά, πέρα από τα οικονομικά οφέλη, υπάρχει πάντα η άμεση ανάγκη της προστασίας του περιβάλλοντος και η σημαντική απεξάρτηση από τα εισαγόμενα καύσιμα. Η αιολική ενέργεια είναι καθαρή ενέργεια, απεριόριστη, άμεσα εκμεταλλεύσιμη και φιλική προς το περιβάλλον. Εάν αξιοποιηθεί όλο το αιολικό δυναμικό της Ελλάδας, η ετήσια μείωση της εκπομπής του CO2 στην ατμόσφαιρα θα είναι της τάξης των 8.700.000 τόνων, δηλαδή 8,4% των συνολικών εκπομπών. Ακόμα η αξιοποίηση του εθνικού αιολικού δυναμικού θα οδηγήσει στην αύξηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, θα δημιουργήσει νέες θέσεις εργασίας και θα συμβάλει στην ανάπτυξη της Ελληνικής βιομηχανίας και στην αποκεντρωμένη (περιφερειακή) ανάπτυξη της Χώρας.

Οι Ελληνικοί Ανεμόμυλοι

Στην Ελλάδα συναντώνται τέσσερις τύποι ανεμόμυλων. Δύο από αυτούς προέρχονται απευθείας από τον υδραυλικό τροχό με κατακόρυφο και οριζόντιο άξονα αντίστοιχα και χαρακτηρίζονται με την κοινή ονομασία ταράλης. Ο τρίτος τύπος, ο αξετροχάρης ή μονόπαντος είναι σχεδιασμένος για μόνο μία διεύθυνση ανέμου ενώ ο τέταρτος, ο ξετροχάρης γυρίζει πάντα κάθετα προς την διεύθυνση του ανέμου και είναι ο πιο διαδεδομένος.

Ο πρώτος τύπος ταράλη, είναι ακριβώς όμοιος με τους ανεμόμυλους κατακόρυφου άξονα, του Σεϊστάν (7^ος αιών). Φαίνεται πως είναι ο αρχαιότερος τύπος ελληνικού ανεμόμυλου με τα ιστία στο κάτω μέρος του μύλου και το σύστημα άλεσης των καρπών ακριβώς από πάνω. Ο δεύτερος τύπος ταράλη είναι οριζόντιου άξονα και μοιάζει ιδιαίτερα με τους υδροτροχούς των νερόμυλων. Μια κατασκευή σαν χοάνη οδηγεί τον άνεμο προς τα φτερά τα οποία όταν κινούνται δίνουν μέσω ενός άξονα κίνηση στη μυλόπετρα. Και οι δυο παραπάνω τύπο είναι σχεδιασμένοι για μόνο μία διεύθυνση του ανέμου και τους βρίσκουμε μόνο στην Κάρπαθο.

Ο αξετροχάρης ή μονόπαντος συναντάται σπάνια στον ελληνικό χώρο, μόνο στην Κρήτη και στα Δωδεκάνησα. Είναι ανεμόμυλος που η σκέπη του δεν στρέφεται προς την διεύθυνση του ανέμου. Το κτίσμα που στεγάζει τις μυλόπετρες και τους συναφείς μηχανισμούς είναι πεταλόσχημο και τα ιστία που βρίσκονται στο προσήνεμο τμήμα του κτίσματος ξετυλίγονται από τα ξύλινα δοκάρια του μύλου (αντένες) ανάλογα με την ένταση του ανέμου. Οι αντένες είναι στερεωμένες σε οριζόντιο άξονα συνήθως σε τέσσερα διαφορετικά επίπεδα έτσι ώστε το σχήμα των ιστίων να είναι συστρεμμένο.

Ο πιο διαδεδομένος ανεμόμυλος στον ελληνικό χώρο και ιδίως στα αιγαιοπελαγίτικα νησιά και στην Κρήτη, είναι ο ξετροχάρης. Πρόκειται για ανεμόμυλο του οποίου η σκέπη περιστρέφεται ανάλογα με την διεύθυνση του ανέμου. Το κυρίως κτίσμα του μύλου είναι συνήθως κυλινδρικό ή μερικές φορές στενότερο στην κορυφή, μοιάζει δηλαδή με κόλουρο κώνο. Η σκέπη είναι κωνική ή σαγματοειδής.