εργασία στα πλαίσια του μαθήματος της τεχνολογίας της Α'γυμνασίου στο 1ο Γυμνάσιο Νέου Ψυχικού

1. ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑ
Θεματική Ενότητα: Ενέργεια – Ισχύς
ΕΡΓΑΣΙΑ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ Α’
ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ
Γιάννης Βουγιουκαλάκης
Τμήμα Α1
1ο ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΝΕΟΥ ΨΥΧΙΚΟΥ
Σχολικό Έτος 2010-2011

2. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ
ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑ
Θερμαίνοντας τη γη και την ατμόσφαιρά της, η ηλιακή ενέργεια δημιουργεί ανέμους. Η
ανεμογεννήτρια είναι μια διάταξη (αιολική μηχανή) που χρησιμοποιεί ως κινητήρια δύναμη την
κινητική ενέργεια του ανέμου (αιολική ενέργεια) παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια (ηλεκτρικό
ρεύμα).
ΕΤΥΜΟΛΟΓΙΑ
ανεμογεννήτρια < άνεμος + γεννήτρια γεννήτρια ηλεκ. ρεύματος από τον άνεμο
ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ
Οι μετακινήσεις του αέρα, ο άνεμος, προέρχονται από τις μεταβολές της ατμοσφαιρικής πίεσης που
με τη σειρά τους οφείλονται στη διαφορετική θέρμανση της ατμόσφαιρας κάθε τόπου από τον Ήλιο.
Κάθε σώμα που κινείται έχει κινητική ενέργεια. Η ενέργεια δεν εμφανίζεται από το τίποτα ούτε
εξαφανίζεται, αλλάζει διαρκώς μορφή και μεταφέρεται από το ένα σώμα στο άλλο. Η κινητική
ενέργεια του ανέμου μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια του οριζόντιου άξονα περιστροφής της
ανεμογεννήτριας και τέλος σε ηλεκτρική ενέργεια που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε με
διάφορους τρόπους.
ΜΟΡΦΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Η αιολική ενέργεια (κινητική ενέργεια του ανέμου) είναι μια από τις παλαιότερες μορφές φυσικής
ενέργειας που αξιοποιήθηκε από πολύ νωρίς και έπαιξε αποφασιστικό ρόλο στην εξέλιξη της
ανθρωπότητας. Ανήκει στις λεγόμενες Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ). Ως ΑΠΕ ορίζονται οι
ενεργειακές πηγές που τροφοδοτούνται συνεχώς με ενέργεια από τον ήλιο με τέτοιους ρυθμούς,
ώστε να θεωρούνται πρακτικά ανεξάντλητες και ικανές να υποκαταστήσουν πολλές από τις
ρυπογόνες συμβατικές πηγές ενέργειας (όπως το πετρέλαιο και ο άνθρακας). Οι ανανεώσιμες πηγές
ενέργειας (ηλιακή, αιολική, γεωθερμία, κλπ) είναι καθαρές πηγές ενέργειας και δεν επιβαρύνουν το
περιβάλλον.
Η σημασία του ανέμου και της ενέργειάς του είχε τόσο εκτιμηθεί από την αρχαιότητα ώστε ο ίδιος ο
Δίας, κατά την Ελληνική μυθολογία, είχε ορίσει ειδικό “διαχειριστή των ανέμων” τον Αίολο. Ο
άνθρωπος πρωτοχρησιμοποίησε την αιολική ενέργεια στα ιστιοφόρα πλοία, γεγονός που συνέβαλε
αποφασιστικά στην ανάπτυξη της ναυτιλίας. Μια άλλη ιστορική εφαρμογή της αιολικής ενέργειας
είναι οι ανεμόμυλοι. Μαζί με τους νερόμυλους συγκαταλέγονται στις αρχικές μηχανές που
αντικατέστησαν τους μυς των ζώων ως πηγές ενέργειας.
Το 1900, οι Δανοί παρήγαγαν για πρώτη φορά ηλεκτρισμό από τον άνεμο. Το 1940 στο Βερμόντ
(ΗΠΑ) κατασκευάστηκε μια δοκιμαστική ανεμογεννήτρια με δύο πτερύγια. Αλλά η χρήση της
αιολικής ενέργειας δεν πήρε μεγάλες διαστάσεις μέχρι τη δεκαετία του '70 όταν ο άνθρωπος

3. συνειδητοποίησε το ενεργειακό και περιβαλλοντικό πρόβλημα του πλανήτη μας και προσπάθησε να
ξανασχεδιάσει την ανεμογεννήτρια.
2. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ
Τα κύρια μέρη του συνήθους τύπου ανεμογεννήτριας είναι ο πύργος στον οποίο εδράζεται όλη η
εγκατάσταση, ο δρομέας με τα δύο ή τρία πτερύγια (φτερωτή) και το σύστημα προσανατολισμού
παράλληλα με τη διεύθυνση του ανέμου, το σύστημα μετάδοσης κίνησης με τον οριζόντιο άξονα και
η ηλεκτρογεννήτρια.

4. 3. ΙΣΤΟΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ
Ο άνθρωπος έχει εκμεταλλευτεί την αιολική ενέργεια από νωρίς στην ιστορία του. Η αιολική
ενέργεια χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά για την κίνηση των πλοίων. Επίσης, οι Κινέζοι, οι
Πέρσες, οι Έλληνες και οι Αιγύπτιοι έχουν χρησιμοποιήσει τους ανεμόμυλους για πολλούς αιώνες
π.Χ. και κυρίως για το άλεσμα των δημητριακών. Επιπλέον, οι ανεμόμυλοι χρησιμοποιούνταν για
άντληση νερού. Αυτή η εφαρμογή υπήρχε κυρίως στην Ολλανδία όπου οι ανεμόμυλοι
χρησιμοποιούνταν για την άντληση νερού από τις πλημμυρισμένες περιοχές και την μεταφορά τους
στη θάλασσα. Στην Ελλάδα οι ανεμόμυλοι άντλησης νερού (περίπου 6000) χρησιμοποιήθηκαν
κυρίως στην Ανατολική Κρήτη. Κατά τη διάρκεια του 17ου αιώνα η ανακάλυψη των
ατμοστρόβιλων άρχισε να αντικαθιστά τους ανεμόμυλους.
Το 1900, οι Δανοί παρήγαγαν ηλεκτρισμό από τον άνεμο. Το 1940 στο Βερμόντ (ΗΠΑ)
κατασκευάστηκε μια δοκιμαστική ανεμογεννήτρια με δύο πτερύγια. Αλλά η αιολική ενέργεια δεν
θεωρήθηκε σημαντική μέχρι τη δεκαετία του '70 όταν ο άνθρωπος συνειδητοποίησε το ενεργειακό
και περιβαλλοντικό πρόβλημα του πλανήτη μας και προσπάθησε να ξανασχεδιάσει την
ανεμογεννήτρια. Η πιο πετυχημένη ανεμογεννήτρια αναπτύχθηκε στη Δανία από τον J. Juul με τρία
πτερύγια αλληλοσυνδεόμενα μεταξύ τους και με έναν πρόβολο στο μπροστινό μέρος του άξονα
περιστροφής. Στην Ολλανδία εκτελέστηκαν πειράματα από τον F.G. Pigeaud με αντικείμενο τη
μετασκευή των παλαιών ανεμόμυλων άλεσης δημητριακών, έτσι ώστε η πλεονάζουσα ενέργεια να
χρησιμοποιείται για ηλεκτροπαραγωγή. Χρησιμοποιήθηκε ένας ηλεκτροκινητήρας που κινούσε τον
ανεμόμυλο (σε περίπτωση άπνοιας) ή λειτουργούσε σαν γεννήτρια, όταν φυσούσε.
Η εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας με συστηματικό τρόπο άρχισε παγκοσμίως στις αρχές της
δεκαετίας του ‘80 και αυξήθηκε πολύ τα τελευταία χρόνια. Στις αρχές της δεκαετίας του 1980
υπήρχαν στο εμπόριο συγκροτήματα μικρής ισχύος (μέχρι 20-25 κιλοβάτ) ενώ είχαν κατασκευαστεί
και ανεμογεννήτριες μεγαλύτερης ισχύος (3-4 μεγαβάτ). Οι ανεμογεννήτριες προηγμένης
τεχνολογίας που παρουσιάζουν το μεγαλύτερο ενδιαφέρον είναι κυρίως δύο τύπων: ανεμογεννήτριες
οριζοντίου άξονα με πτερύγια και ανεμογεννήτριες Νταριέ με κατακόρυφο άξονα (από τον Γάλλο
G.J.M. Darrieus που τις εφεύρε το 1925). Οι ανεμογεννήτριες οριζοντίου άξονα, που είναι πιο
εξελιγμένες και διαδεδομένες και έχουν συνήθως δύο ή τρία πτερύγια.
Η χώρα μας, με μεγάλη παράδοση στην εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας, προσφέρεται
ιδιαίτερα για την αξιοποίηση αυτής της ανανεώσιμης και καθαρής πηγής αφού διαθέτει ισχυρούς
ανέμους, βουνοκορφές και απομονωμένα νησιά. Η Ελλάδα διαθέτει πλούσιο αιολικό δυναμικό και
γι αυτό τις τελευταίες δεκαετίες εγκαθίστανται όλο και περισσότερες ανεμογεννήτριες. Πράγματι
μεμονωμένες ανεμογεννήτριες και αιολικά πάρκα λειτουργούν ήδη σε αρκετές περιοχές, με τάση να
αυξηθούν τα επόμενα χρόνια. Συγκεκριμένα, από το 1982 που εγκαταστάθηκε από τη ΔΕΗ το
πρώτο αιολικό πάρκο στην Κύθνο, μέχρι σήμερα, έχουν δημιουργηθεί αιολικά πάρκα στην Κρήτη,
την Εύβοια, τη Χίο, τη Μυτιλήνη, τη Σάμο κ.α.

5. 4. ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ – ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ
Το πρώτο πράγμα που προσέχουμε σε μια ανεμογεννήτρια είναι τα πτερύγιά της, που
περιστρέφονται όταν φυσάει. Η κίνηση αυτή των πτερυγίων μεταδίδεται σε έναν άξονα περιστροφής
και η κινητική ενέργεια του άξονα περιστροφής μετατρέπεται από μια γεννήτρια σε ηλεκτρική
ενέργεια. Όλο αυτό το σύστημα είναι τοποθετημένο πάνω σ’ ένα ψηλό πύργο.
Πολλές ανεμογεννήτριες μαζί, συστοιχίες ανεμογεννητριών όπως τις λέμε, σχηματίζουν τα
λεγόμενα αιολικά πάρκα, που επιτρέπουν τη μαζική εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας και τη
διοχέτευση του συνόλου της παραγόμενης ενέργειας στο ηλεκτρικό σύστημα.
Αιολικά Πάρκα
Οι ανεμογεννήτριες κατατάσσονται σε δύο βασικές κατηγορίες:
• α. Τις ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα των οποίων ο δρομέας είναι τύπου έλικας και
περιστρέφεται γύρω από άξονα 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 οριζόντιου άξονα σε ποσοστό
πάνω από 90%.

6. Εξέλιξη της ανεμογεννήτριας
5. ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ
Ο ανεμόμυλος και η εξέλιξη του η ανεμογεννήτρια είναι διατάξεις πολύ φιλικές προς το περιβάλλον.
Για να λειτουργήσουν χρησιμοποιούν την αιολική ενέργεια, η οποία ανήκει στις ήπιες μορφές
ενέργειας ή "ανανεώσιμες πηγές ενέργειας" (ΑΠΕ). Οι ΑΠΕ είναι μορφές εκμεταλλεύσιμης
ενέργειας που προέρχεται από διάφορες φυσικές διαδικασίες, όπως ο άνεμος, η γεωθερμία, η
κυκλοφορία του νερού και άλλες. Ο όρος "ήπιες" αναφέρεται σε δυο βασικά χαρακτηριστικά τους.
Καταρχήν, για την εκμετάλλευσή τους δεν απαιτείται κάποια ενεργητική παρέμβαση, όπως εξόρυξη,
άντληση, καύση, όπως με τις μέχρι τώρα χρησιμοποιούμενες πηγές ενέργειας, αλλά απλώς η
εκμετάλλευση της ήδη υπάρχουσας ροής ενέργειας στη φύση. Δεύτερον, πρόκειται για "καθαρές"
μορφές ενέργειας, πολύ φιλικές στο περιβάλλον, που δεν αποδεσμεύουν υδρογονάνθρακες, διοξείδιο
του άνθρακα ή τοξικά και ραδιενεργά απόβλητα όπως οι υπόλοιπες πηγές ενέργειας που
χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα.
Τα ενδεχόμενα προβλήματα από την αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας είναι ο θόρυβος από τη
λειτουργία των ανεμογεννητριών, μεμονωμένα προβλήματα με την πτήση πουλιών και σπάνιες
ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές στο ραδιόφωνο, τηλεόραση ή τηλεπικοινωνίες, που επιλύονται
όμως με την ανάπτυξη της τεχνολογίας.

7. 6. ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΣΤΗΝ ΚΟΙΝΩΝΙΑ
Ο ανεμόμυλος διευκόλυνε τη ζωή των ανθρώπων γιατί τους εξασφάλισε ενέργεια από μια
ανεξάντλητη πηγή (τον άνεμο) την οποία χρησιμοποίησαν στην καθημερινή τους ζωή (άλεσμα
σιτηρών, άντληση νερού, κλπ).
Σήμερα οι ανεμογεννήτριες μπορούν να προσφέρουν ηλεκτρική ενέργεια είτε σε μικρή κλίμακα
(αγρόκτημα, βιοτεχνία, κατοικία) είτε (μέσω των αιολικών πάρκων) σε μεγάλη κλίμακα (παροχή
ηλεκτρισμού στο δίκτυο της ΔΕΗ). Πρόκειται για καθαρή και σχετικά φθηνή ενέργεια (χωρίς
εκπομπές αερίων θερμοκηπίου ή άλλων ρύπων). Δίνεται έτσι η δυνατότητα εκμετάλλευσης της
αιολικής ενέργειας που σε συνδυασμό με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ηλιακή κλπ) μπορεί
να συμβάλει αποφασιστικά στην επίλυση των ενεργειακών και περιβαλλοντικών προβλημάτων που
αντιμετωπίζει η κοινωνία μας. Είναι μεγάλη ανάγκη να προωθήσουμε και υποστηρίξουμε την όσο
το δυνατόν πιο ευρεία διάδοση και χρήση ανεμογεννητριών (ιδιαίτερα σε απομονωμένες περιοχές
όπως τα μικρά νησιά κλπ) ώστε να μειωθεί άμεσα η χρήση των εξαιρετικά ρυπογόνων ορυκτών
καυσίμων (άνθρακας, πετρέλαιο) τα οποία και προκαλούν σημαντικά περιβαλλοντικά προβλήματα
αλλά και εξαντλούνται με γοργούς ρυθμούς.

8. 7. ΣΧΕΔΙΟ ΣΕ ΜΙΛΙΜΕΤΡΕ ΧΑΡΤΙ

9. 8. ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΚΑΙ ΥΛΙΚΩΝ
- Ξύλο μπάλσα
- Κοπίδι
- Κόλλα UHU HART
- Γυαλόχαρτο
9. ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ
- Ξύλο μπάλσα 2,00 €
- Κόλλα UHU HART 0,30 €
- Γυαλόχαρτο 0,40 €
ΣΥΝΟΛΟ 2,70 €

10. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Γ.Θ. Καλκάνης, Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΙ ΠΗΓΕΣ ΤΗΣ: ΤΙ, ΠΩΣ, ΓΙΑΤΙ. Κέντρο Ανανεώσιμων
Πηγών Ενέργειας (KAΠE), 1η έκδοση, Πικέρμι 1997.
Ι.Κ. Καλδέλλης, ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΗΣ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. Εκδόσεις Αθ. Σταμούλης, Αθήνα
1999.
ΕΓΧΕΙΡΙΔΙΟ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΜΑΘΗΤΕΣ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ, Κέντρο
Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (KAΠE), Περιοδικός Τύπος Α.Ε., Αθήνα 2007.
Επιδεικτικό Αιολικό Πάρκο ΚΑΠΕ: http://www.creswindfarm.gr/site1/index.htm
http://www.energolab.gr/index.asp?c=27
http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%91%CE%B9%CE%BF%CE%BB%CE%B9%CE%BA%CE
%AE_%CE%B5%CE%BD%CE%AD%CF%81%CE%B3%CE%B5%CE%B9%CE%B1
ΛΕΞΙΛΟΓΙΟ
Αιολική ενέργεια Η κινητική ενέργεια του ανέμου που προέρχεται από τη μετακίνηση
αερίων μαζών στην ατμόσφαιρα. Μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω των
ανεμογεννητριών.
Αιολικό πάρκο Χώρος (στην εξοχή) όπου είναι εγκατεστημένες περισσότερες από μία
ανεμογεννήτριες και συστήματα μεταφοράς ενέργειας.
Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) Μορφές ενέργειας που ανανεώνονται μέσω των
φυσικών κύκλων και θεωρούνται πρακτικά ανεξάντλητες. Ο ήλιος, ο άνεμος, η γεωθερμία,
τα ποτάμια, οι οργανικές ύλες όπως το ξύλο και ακόμη τα απορρίμματα οικιακής και
γεωργικής προέλευσης, είναι πηγές ενέργειας που η προσφορά τους δεν εξαντλείται ποτέ.
Ανεμογεννήτρια Μηχανή που μετατρέπει την αιολική ενέργεια σε ηλεκτρική.
Ενέργεια Η φυσική ποσότητα που χαρακτηρίζει την κατάσταση ενός σώματος (θέση,
θερμοκρασία, σχήμα, ταχύτητα κλπ.).
Ηλιακή ενέργεια Η ενέργεια που παράγεται από τον ήλιο και φτάνοντας στη γη
μετατρέπεται σε άλλες μορφές ενέργειας (π.χ. θερμότητα, ηλεκτρική ενέργεια).
Κινητική ενέργεια Η ενέργεια που συνδέεται με την κίνηση των σωμάτων και εξαρτάται
τόσο από τη μάζα όσο και από την ταχύτητά τους.
Μετατροπή Ενέργειας Η αλλαγή της φυσικής κατάστασης της μορφής της ενέργειας
(αιολική →ηλεκτρική, ηλεκτρική→θερμική, ηλιακή→θερμική κ.οκ.).
Συμβατικές πηγές ενέργειας Πηγές ενέργειας όπως είναι ο λιγνίτης, το κάρβουνο, το
πετρέλαιο (ορυκτά καύσιμα) που χρησιμοποιεί κυρίως ο άνθρωπος σήμερα. Οι πηγές αυτές
δημιουργούνται απ’ τη φύση με πολύ αργούς ρυθμούς ενώ καταναλώνονται πολύ γρήγορα.