1. ΑΠΟ ΤΟ ΥΔΩΡ ΣΤΟ ΥΔΡΟΓΟΝΟ
Ερευνητική Εργασία Α΄
Τετραμήνου. Γενικό
Λύκειο Πελοπίου. Α΄
Λυκείου
2. ΟΙ ΥΔΑΤΙΝΟΙ ΠΟΡΟΙ ΩΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΗΓΗ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥΣ
(Χαρίλαος Κωνσταντακόπουλος)
Αρχικά, την ενέργεια του νερού των ποταμών την
αξιοποίησε ο άνθρωπος για την κίνηση νερόμυλων. Η
ενέργεια του κινούμενου νερού χρησιμοποιήθηκε για
την κοπή ξύλων με τα νεροπρίονα, για την
επεξεργασία υφασμάτων με τις νεροτριβές, αλλά και
για την παρασκευή πολεμοφοδίων.
Σήμερα το κινούμενο νερό χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής
ενέργειας. Γι’ αυτό και αποτελεί ενίοτε αιτία πολέμου:
Ο συγκρούσεις που έγιναν το 2006 στην
Αιθιοπία
Η Τουρκία κινδυνεύει να προκαλέσει πόλεμο
με τη Συρία και το Ιράκ.
Στην περιοχή των Βαλκανίων υπάρχει τέτοια
γεωμορφολογία που δημιουργεί σύνθετες
αλληλεξαρτήσεις.
Η πρόσβαση στο νερό αποτελεί εξίσου μεγάλο πρόβλημα και για τους λαούς
της Ασίας.
3. Το νερό στην προβιομηχανική ανάπτυξη (Διαμάντω Κούφη)
Το νερό του Λούσιου ποταμού υπήρξε για αιώνες η βασική πηγή ενέργειας της
προβιομηχανικής περιόδου και βοήθησε τόσο στην τεχνολογική όσο και στην
οικονομική της εξέλιξη.
Από το 16ο αιώνα άρχισαν να εμφανίζονται κατά μήκος του Λούσιου ποταμού οι
πρώτες βιοτεχνικές εγκαταστάσεις που εκμεταλλεύου τη δύναμη του νερού. Με
βάση την υδροκίνηση άρχισαν να κατασκευάζονται υδροκίνητες εγκαταστάσεις
όπως νερόμυλοι (που άλεθαν κυρίως δημητριακά), μπαρουτόμυλους, νεροτριβές,
βυρσοδεψεία, νεροπρίονα και μαντάνια.
1.Το συγκρότημα μύλων του Ιωσήφ, (κάτω από τη γέφυρα Μπαρμπίνη στο δρόμο
Δημητσάνας-Ζάτουνας ).
2.Τους ιστορικούς Αντωνοπουλαίικους μύλους (στην περιοχή της γέφυρας Κοντού
κάτω από το Παλαιοχώρι).
3.Το συγκρότημα των εγκαταστάσεων του Κεφαλαριού του Αϊ-Γιάννη.
4.Τους μύλους στην περιοχή Αγίου Δημητρίου (Σαβαλά) (στο δρόμο Δημητσάνας-
Στεμνίτσας).
5.Τις εγκαταστάσεις στη γέφυρα του Ατσίχολου.
6.Τις εγκαταστάσεις κάτω από τη Μονή Καλαμίου.
9. Πως το νερό παράγει ενέργεια
(Γεωργία Κατσίκα)
Με την εκμετάλλευση της δύναμης της
κίνησης του νερού σε μεγάλα ποτάμια.
Από την αλλαγή της παλίρροιας. Παλιρροϊκά
εργοστάσια παραγωγής λειτουργούν με τη
δύναμη της αλλαγής παλίρροιες.
Είναι από την εκμετάλλευση της δύναμης
των κυμάτων
Με την αξιοποίηση των θερμικών διαφορών στο
νερό ωκεανού.
10. Η Λειτουργία ενός Υδροηλεκτρικού Εργοστασίου
(Γεωργία Μαντζαβίνου)
Αρχικά κατασκευάζεται ένα φράγμα, το οποίο
συγκρατεί το νερό σε μια τεχνητή λίμνη
(ταμιευτήρα).
Στο κάτω μέρος του φράγματος
τοποθετούνται υδατοφράκτες.
Με τη βοήθειά τους ρυθμίζεται η
ποσότητα ροής του νερού από τον
ταμιευτήρα προς την τουρμπίνα μέσω
του υδαταγωγού.
Α: Γεννήτρια Β:
Τουρμπίνα
(1) Στάτορας (2)
Ρότορας (3) θυρίδα
(4) πτερύγια (5)
Είσοδος ρέοντος
νερού (6) Άξονας
σύνδεσης
τουρμπίνας -
γεννήτριας
11. ΤΑ ΦΡΑΓΜΑΤΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ (Γεωργία Κατσίκα)
• Το πρώτο φράγμα που
κατασκευάστηκε στην Ελλάδα ήταν
στην αρχαία Αλυζία της Ακαρνανίας
μεταξύ 1ου και 5ου π.Χ. αιώνα
•Ο Αλιάκμονας διακόπτεται από
•Το πρώτο σύγχρονο φράγμα
τέσσερα φράγματα: της Σφηκιάς, του
ήταν του Μαραθώνα το οποίο
κατασκευάστηκε από την Πολυφύτου, των Ασωμάτων και της
ΕΥΔΑΠ το 1931 Αγίας Βαρβάρας
12. ΤΑ ΦΡΑΓΜΑΤΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ (Γεωργία Κατσίκα)
• Ο Πηνειός της
Πελοποννήσου βρίσκεται
στο νομό Ηλείας. Φέρει
φράγμα ύψους 50 m και
μήκους 200 m. νερά του
Πηνειού ταμιεύονται στην
ομώνυμη τεχνητή λίμνη,
• Ένα από τα αξιοθέατα της συνολικής χωρητικότητας
460 x 106 m3. Τα νερά της
Αρκαδίας είναι το φράγμα του τεχνητής λίμνης
ποταμού. Η μέση ολική ετήσια χρησιμοποιούνται μόνο
ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται για άρδευση.
από το σταθμό είναι 350 GWh.
13. Το υδρογόνο ως καύσιμο (Ανδρέας Κασκούτης)
1 kg υδρογόνου
περιέχει την ίδια
ποσότητα ενέργειας
με 2,1 kg φυσικού
αερίου ή 2,8 kg
βενζίνης, ενώ κατά
την καύση του
παράγεται απλά και
μόνο …νερό(!)
Τα πλεονεκτήματα του πολλά:
1. Εξοικονόμηση έως και 50% στο καύσιμο κάθε κινητήρα.
2. Αυξάνει την δύναμη και τις επιδόσεις του οχήματός σας.
3. Μειώνει τις εκπομπές CO2 δηλαδή τα επιβλαβή καυσαέρια έως και 80%.
4. Μειώνει τη θερμοκρασία του κινητήρα.
5. Καταργεί τα κατάλοιπα άνθρακα.
6. Χαμηλότερος θόρυβος του κινητήρα 25% - 30%.
14. Το υδρογονο –Συγχρονος τροπος παραγωγης ενεργειας.
(Χρυσικόπουλος Αναστάσιος)
Πλεονεκτήματα:
Ελάχιστες εκπομπές ρύπων.
Αθόρυβη λειτουργία και μικρή συντήρηση.
Μεγάλη απόδοση στην μετατροπή ηλεκτρισμού της τάξης του 40-65% .
Σαν αέριο ή υγρό, το υδρογόνο μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί σε κάθε εφαρμογή
όπου χρησιμοποιούνται σήμερα τα καύσιμα.
Κοστίζει λιγότερο για την μεταφορα του.
Ειναι πιο ασφαλές από όλα τα καύσιμα.
Μειονεκτήματα
Η χρήση του υδρογόνου ως πηγή ενέργειας τις επόμενες δεκαετίες ίσως βλάψει
σημαντικά το στρώμα του όζοντος.
Σύμφωνα με υπολογισμούς, η διαρροή από τις μονάδες παραγωγής, αποθήκευσης
και διανομής του καυσίμου θα αντιστοιχεί στο 20% της ολικής ποσότητας υδρογόνου.
Το μεγάλο οικονομικό κόστος που συνεπάγεται η χρήση τους.
15. ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΕΛΙΩΝ ΚΑΥΣΙΜΟΥ
(Μαριτίνα Παπαδοπούλου)
To πρώτο fuel cell κατασκευάστηκε το 1839
από τον William Grove.
Σε μια κυψέλη καυσίμου (fuel cell) καίγεται
υδρογόνο, στα μόρια του οποίου υπάρχει
αποθηκευμένη χημική ενέργεια και
παράγεται ηλεκτρική ενέργεια, νερό και
θερμότητα.
Ένα κελί καυσίμου λειτουργεί περίπου σαν μπαταρία
αλλά δε φορτίζει.
Χρησιμοποιεί το υδρογόνο. Όταν τελειώσει το
υδρογόνο πρέπει να γεμίσουμε πάλι τη δεξαμενή
υδρογόνου.
Είδη κυψελών καυσίμου
Κυψέλη καυσίμου πολυμερισμένης μεμβράνης (PEM)
Κυψέλη καυσίμου φωσφορικού οξέος (PAFC)
Κυψέλη καυσίμου μεθανόλης (DMFC)
16. Αρχή λειτουργίας Κελιών καυσίμων
(Γεώργιος Σταθόπουλος)
Οι κυψέλες καυσίμου μπορούν να
ταξινομηθούν βάση του τύπου του
ηλεκτρολύτη τον οποίο χρησιμοποιούν.
•Φωσφορικού οξέος
•Ανθρακικών αλάτων σε υγρή μορφή
•Στερεού Οξειδίου
•Αλκαλιών και
•Στερεών πολυμερών
Το υδρογόνο τροφοδοτεί την άνοδο της κυψέλης, το
αρνητικό ηλεκτρόδιο, το οποίο ερχόμενο σε επαφή
με τον καταλύτη διαχωρίζεται σε θετικά φορτισμένα
ιόντα υδρογόνου και ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια τα
οποία απελευθερωθήκαν μεταφέρονται μέσω
εξωτερικού ηλεκτρικού κυκλώματος προς την
κάθοδο δημιουργώντας ηλεκτρισμό αφού η
μεμβράνη αποτρέπει τη διέλευση τους μέσω αυτής.
17. Αρχή λειτουργίας Κελιών καυσίμων (Γεώργιος Σταθόπουλος)
Οι χημικές αντιδράσεις οι οποίες χαρακτηρίζουν τα παραπάνω βήματα,
συνοψίζονται παρακάτω:
Στην άνοδο:
2H2 → 4H++4e(-)
Στην κάθοδο:
O2 + 4H+ + 4e-→ 2H2O
Ολική αντίδραση:
2H2 + O2 → 2H2O
Οι παραπάνω αντιδράσεις σε μία απλή κυψέλη καυσίμου παράγει περίπου στα
0,7 Volts. Προκειμένου να παραχθούν μεγαλύτερες (και πρακτικά αξιοποιήσιμες)
18. Κελιά Καυσίμου (Μαριάννα Μπουγά)
Τα κελία καυσίμου μπορούν να επιτύχουν βαθμό
απόδοσης μετατροπής του καυσίμου σε ενέργεια
70%, σχεδόν διπλάσιο από τα συνηθισμένα
Τα κελιά καυσίμων σε πρώτη φάση των
εφαρμογών με ισχύ 10kW έως 5MW θα
συναγωνιστούν τα ήδη υπάρχοντα συστήματα
όπως αεριοτουρμπίνες και ατμοτουρμπίνες
Τρέχοντα προβλήματα
• Το κόστος παραγωγής
• Αναγκη βελτίωσης των χαρακτηριστικών λειτουργίας τους
