ΗΛΙΟΣ: Αστείρευτη πηγή φωτός κι ενέργειας! Αστείρευτη πηγή ζωής!

Από τους μαθητές Νικόλαο Δρούβη(Γ’ Γυμνασίου)  και  Δέσποινα Τσελλίδη(Α’ Γυμνασίου)  στα πλαίσια της έρευνας της φετινής Π.Ο. για το θέμα: «Ενέργεια και φυσικοί πόροι. Η ενεργειακή κρίση και οι επιπτώσεις της».

 Ήλιος! Ζωοφόρος και κινητήριος δύναμη. Λάμπει εδώ και πολλά δισεκατομμύρια χρόνια και  μας στέλνει μια απίστευτη ποσότητα ενέργειας: κάθε ώρα που λάμπει προσφέρει στη Γη περισσότερη ηλιακή ενέργεια από όση μπορούμε να καταναλώσουμε παγκοσμίως μέσα σε ένα χρόνο.
Με τις φωτεινές και θερμικές ακτίνες του, τα πράσινα μέρη των φυτών, μέσω της φωτοσύνθεσης, διασπάνε το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας σε άνθρακα και οξυγόνο, κρατάνε τον άνθρακα και τρέφονται, ενώ το οξυγόνο επιστρέφει ελεύθερο στην ατμόσφαιρα. Χωρίς τις ηλιακές ακτίνες δε θα υπήρχαν δάση και βλάστηση, από όπου τρέφεται το ζωικό βασίλειο. Επίσης, δε θα υπήρχε το κάρβουνο και το πετρέλαιο που δημιουργούνται από δέντρα που μένουν θαμμένα στο χώμα πάρα πολλά χρόνια. Η αδιάκοπη εξάτμιση των νερών των θαλασσών από τις ηλιακές ακτίνες τροφοδοτεί τις λίμνες και τα ποτάμια, που είναι πηγή υδροηλεκτρικής ενέργειας για τα εργοστάσια. Ήλιος! Πηγή ζωής!

Ιστορική αναδρομή

        Από την εποχή του πρωτογονισμού οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν εστιασμένες τις ακτίνες του για  να ανάψουν φωτιά. Κατά τη Νεολιθική ακόμη εποχή τα σπίτια χτίζονταν με τέτοιο τρόπο, ώστε να συλλαμβάνουν το φως του ήλιου το χειμώνα.

Στην ελληνική και ρωμαϊκή αρχαιότητα χρησιμοποιούσαν την ηλιακή ενέργεια για τη θέρμανση και αφυδάτωση των τροφών (ξήρανση), έτσι ώστε  να  διατηρούνται για μεγάλα  χρονικά  διαστήματα και οικοδομούνταν πόλεις σύμφωνα με τα μυστικά της ηλιακής αρχιτεκτονικής. Και μάλιστα ο Σωκράτης σκέφτηκε να δημιουργήσει μια τάξη, για να διδάξει στους μαθητές του τα μυστικά της ηλιακής αρχιτεκτονικής. Επίσης, είναι γνωστός ο θρύλος ότι ο Αρχιμήδης χρησιμοποιώντας

κάτοπτρα κατέστρεψε το ρωμαϊκό στόλο σε μια επίθεσή του κατά των Συρακουσών. Τα κάτοπτρα και οι φακοί εστιάζουν τις ηλιακές ακτίνες σε συγκεκριμένα σημεία, όπου αναπτύσσονται τεράστιες θερμοκρασίες. Μια μεταγενέστερη εφαρμογή τους είναι η ηλιακή κάμινος, όπου πετυχαίνονται με τη χρήση φακών ή παραβολικών κατόπτρων υψηλές θερμοκρασίες ικανές για την τήξη μετάλλων. Είναι χαρακτηριστικό ότι στην εστιακή θέση των ηλιακών ακτίνων μπορεί να αναπτυχθεί θερμοκρασία 3.000 °C, που αρκεί για να ανοιχτεί μια τρύπα σε μια χαλύβδινη δοκό μέσα σε 30 δευτερόλεπτα.

        Κατά τη διάρκεια της Αναγέννησης χρησιμοποιούσαν την ηλιακή ενέργεια, για να συγκολλήσουν μέταλλα και κατά το 19ο αιώνα για να κινήσουν ατμομηχανές· η βιομηχανία παραγωγής ηλιακών θερμοσίφωνων άρχισε να αναπτύσσεται στα τέλη του δέκατου ενάτου αιώνα, πριν εξαπλωθεί σε όλο τον κόσμο, ενώ από τη δεκαετία του 1870, οι επιστήμονες και οι μηχανικοί είχαν ήδη βρει τρόπους και μέσα που μετέτρεπαν την ηλιακή ακτινοβολία απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια.

Σύγχρονες εφαρμογές ηλιακής ενέργειας

       

Σήμερα,  ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας.

Η ηλεκτροκίνηση των αυτοκινήτων με την μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρισμό αποτελεί γεγονός που θα απαλλάξει σταδιακά τις πόλεις από τη ρυπογόνο δράση των καυσίμων. Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα και η θέρμανση κτιρίων με τη χρήση ηλιακής ενέργειας, άρχισε να εφαρμόζεται με επιτυχία. Άλλες εφαρμογές της ηλιακής ενέργειας είναι τα γνωστά θερμοκήπια, τα ηλιακά ξηραντήρια και οι ηλιακοί αποστακτήρες για την αφαλάτωση του νερού σε παραθαλάσσιες και άνυδρες περιοχές.

        Γενικά, η εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας,  χωρίζεται σε τρεις κατηγορίες εφαρμογών: τα παθητικά ηλιακά συστήματα(π.χ. βιοκλιματικός σχεδιασμός κτιρίων), τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα ή ηλιοθερμικά συστήματα(π.χ. ηλιακός θερμοσίφωνας) και τα φωτοβολταϊκά συστήματα. Τα παθητικά και τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα εκμεταλλεύονται τη θερμότητα που εκπέμπεται μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας, ενώ τα φωτοβολταϊκά συστήματα στηρίζονται στη μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του φωτοβολταϊκού φαινομένου.

Πλεονεκτήματα

        Η πλειοψηφία των σύγχρονων επιστημόνων υποστηρίζει ότι η ηλιακή ενέργεια είναι αυτή που φαίνεται ότι μπορεί να ανταποκριθεί καλύτερα στις ανάγκες του μέλλοντος, βασιζόμενοι στα παρακάτω πλεονεκτήματά της:

1. Είναι αστείρευτη. Όσο υπάρχει ήλιος θα υπάρχει και αυτή.

2. Είναι δωρεάν και διαθέσιμη σε όλο τον πλανήτη. Αυτό σημαίνει ότι η ευρεία χρήση της θα αποδεσμεύσει τις οικονομίες των χωρών από τις διακυμάνσεις των τιμών του πετρελαίου.

3. Προκαλεί μηδενική ρύπανση και είναι εκατό τοις εκατό μια καθαρή και φιλική προς το περιβάλλον πηγή ενέργειας.

4. Είναι ιδανική για απομονωμένες περιοχές μακριά από γεννήτριες.

Μειονεκτήματα

1. Το κύριο μειονέκτημα της ηλιακής ενέργειας είναι το υψηλό κόστος κατασκευής ηλιακών συλλεκτών.

2. Η ποσότητα και η δύναμη της ενέργειας  που παράγεται παρουσιάζει αυξομειώσεις, όταν δεν υπάρχει ηλιοφάνεια.

        Αξίζει να σημειώσουμε, βέβαια, ότι οι επιστήμονες, αν και έχουν καταφέρει να κατασκευάσουν πιο φτηνούς και αποδοτικούς ηλιακούς συλλέκτες, για να «ρουφούν» την ενέργεια από τις ακτίνες του ήλιου, ο τομέας στον οποίο επικεντρώνονται πλέον είναι αυτός της αποθήκευσής της, έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη κι όταν δεν «υπάρχει» ήλιος.

Η χρήση ηλιακής ενέργειας στην Ελλάδα

        Το μεγαλύτερο τμήμα της χώρας έχει ηλιοφάνεια για παραπάνω από 2700 ώρες το χρόνο. Οι κύριοι τρόποι εκμετάλλευσής της είναι οι ηλιακοί συλλέκτες για ζεστό νερό, η χρήση ηλιακών συλλεκτών για μετατροπή ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική, καθώς και η χρήση ηλιακών παθητικών συστημάτων.

        Όσον αφορά τους ηλιακούς συλλέκτες για θέρμανση νερού, η Ελλάδα έχει το 50% τέτοιων συστημάτων σε όλη την ένωση. Παρ όλα αυτά, η χρήση τους παραμένει ελάχιστη σε σχέση με αυτή που θα έπρεπε να είναι, δηλαδή κάτω από 20% των νοικοκυριών στην Ελλάδα έχουν ηλιακούς θερμοσίφωνες.

        Στον τομέα παράγωγης ηλεκτρικής ενέργειας,  η χώρα μας βρίσκεται, επίσης, αρκετά πίσω. Η ΔΕΗ έχει εγκαταστήσει κάποιους φωτοβολταϊκούς σταθμούς μικρής ισχύος, ενώ γίνεται προσπάθεια να γίνει επανέναρξη για ένα μεγάλης ισχύος φωτοβολταϊκό πάρκο στη βόρεια Ελλάδα το οποίο έχει παγώσει. Επίσης, τα προηγούμενα χρόνια έγινε προσπάθεια με επιδοτούμενα προγράμματα και δημιουργήθηκαν ιδιωτικά ηλιακά πάρκα, αλλά και πολλά σπίτια τοποθέτησαν οικιακά φωτοβολταϊκά διασυνδεδεμένα με το δίκτυο της ΔΕΗ.

        Καταλαβαίνουμε, λοιπόν, πως, παρά το γεγονός ότι η χώρα μας διαθέτει πλούσιο ηλιακό δυναμικό, το οποίο θα μπορούσε όχι μόνο να καλύψει μεγάλο μέρος των δικών της ενεργειακών αναγκών, αλλά και να το εξάγει στο εξωτερικό, μέχρι σήμερα δεν είχε γίνει κανένα δραστικό βήμα για την αξιοποίηση αυτού του φυσικού πλεονεκτήματός της. Ωστόσο, υπό την πίεση της κρίσης –ή παρά την κρίση- τα δύο τελευταία χρόνια έχουν ανακοινωθεί τα πρώτα στρατηγικά σχέδια του Υπουργείου Περιβάλλοντος και Κλιματικής Αλλαγής για την αξιοποίηση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, μεταξύ των οποίων και η ηλιακή.

Συμπέρασμα

      Η χρήση της ενεργοβόρας και ζωοφόρου δύναμης του ήλιου κρίνεται αναγκαία και θα πρέπει να αποτελέσει το ενεργειακό προφίλ του μέλλοντος. Θα πρέπει, όμως, να γίνει οργανωμένα και με  απόλυτο σεβασμό προς το περιβάλλον, χωρίς αυτό να αλλοιώνεται ή να υποβαθμίζεται αισθητικά. Απαιτείται πρόβλεψη και κεντρικός σχεδιασμός. Γιατί διαφορετικά «το φάντασμα της μετατροπής μοναδικών παρθένων τοπίων σε απέραντα νεκροταφεία σιδερικών και τσιμέντων(π.χ. από υπολείμματα φωτοβολταϊκών) πλανάται απειλητικά. Η αλόγιστη επέκταση δίχως κάποιο κεντρικό σχεδιασμό οδηγεί με γεωμετρική ακρίβεια στην περιβαλλοντική υποβάθμιση».

Διαδικτυακές πηγές:

www.allaboutenergy.gr

www.aueb.gr

www.magesolar.de/gr

www.newsbeast.gr

kkeram1441.wordpress.com

www.youmagazine.gr

www.in2life.gr