Ο ήλιος και ο αέρας μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες για νερό

Το ενδεχόμενο ενεργειακό αδιέξοδο και η δυνατότητα να αποκτήσουμε ενέργεια από ανεξάντλητες πηγές, χωρίς επιβάρυνση του περιβάλλοντος, έχουν οδηγήσει τους τομείς έρευνας προς τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας ( ΑΠΕ) . Ένα άλλο μεγάλο πρόβλημα είναι αυτό της εξάντλησης του νερού είτε αυτό προορίζεται για οικιακή, είτε για οποιαδήποτε άλλη χρήση. Έτσι, έχει αναπτυχθεί η έρευνα για την αξιοποίηση των αλμυρών ή υφάλμυρων αποθεμάτων νερού της γης, πράγμα που προϋποθέτει την ανάπτυξη τεχνολογίας αφαλάτωσης των υδάτων αυτών.

Σταύρος Ζαμπέλης, ενεργειακός ηλεκτρολόγος μηχανικός All about green energy –ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ

Κάτω από αυτές τις συνθήκες, αυξάνεται συνεχώς η συζήτηση γύρω από τις ΑΠΕ που αποτελούν μια από τις ελπιδοφόρες προτάσεις για το μέλλον της παραγωγής ενέργειας. Ο ήλιος, ο άνεμος, τα θαλάσσια κύματα είναι ανεξάντλητες πηγές με σχεδόν μηδενική επιβάρυνση στο περιβάλλον. Πληρούν δηλαδή όλες τις προϋποθέσεις για να στοχευθεί η έρευνα σε αυτές και να γίνει η προσπάθεια να καθιστούν βιώσιμες οι εγκαταστάσεις που σχετίζονται με αυτές.

Στην χώρα μας υπάρχουν ήδη αρκετές εγκαταστάσεις οι οποίες συνδυάζουν μία ή περισσότερες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας με σκοπό να παράγουν την απαραίτητη ηλεκτρική ενέργεια για να καλύψουν τις ανάγκες μονάδων αφαλάτωσης. Στο παρόν άρθρο αναπτύσσεται πως είναι δυνατός ο σχεδιασμός ενός υβριδικού συστήματος Φωτοβολταϊκών και ανεμογεννητριών για την τροφοδοσία συστημάτων αφαλάτωσης.

Στο σύστημα, όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα, χρησιμοποιείται ένας κοινός δίαυλος συνεχούς τάσης (DC BUS). Όπως φαίνεται στον δίαυλο αυτόν είναι συνδεδεμένα τα Φωτοβολταϊκά πλαίσια (PV), οι ανεμογεννήτριες (WT), οι μπαταρίες (BATTERY) και οι μονάδες αφαλάτωσης (RO UNIT). Ακόμα ανάμεσα στις ανεμογεννήτριες, στα Φωτοβολταϊκά πλαίσια και στον κοινό δίαυλο χρησιμοποιούνται φορτιστές (Chargers) που ουσιαστικά είναι ρυθμιστές τάσης και φροντίζουν για την σωστή φόρτιση του συσσωρευτή. Επίσης ανάμεσα στις μονάδες αφαλάτωσης και τον κοινό δίαυλο χρησιμοποιούνται μετατροπείς DC/AC (inverters, αντιστροφείς), γιατί οι μονάδες αφαλάτωσης λειτουργούν με εναλλασσόμενο ρεύμα, ενώ ο δίαυλος διαρρέεται από συνεχές. Οι μονάδες αφαλάτωσης λειτουργούν παράλληλα στο σύστημα και ο αριθμός τους εξαρτάται από την ζήτηση του νερού που χρειάζεται να καλύψει το σύστημα. Τέλος, οι μονάδες αφαλάτωσης τροφοδοτούν με νερό την δεξαμενή του συστήματος (WATER TANK) από την οποία εξυπηρετείται ο καταναλωτής.

Η διαστασιολόγηση του συστήματος περιλαμβάνει τον υπολογισμό:

• του βέλτιστου πλήθους των Φ/Β πλαισίων,

• του βέλτιστου πλήθους των ανεμογεννητριών,

• του βέλτιστου πλήθους των μπαταριών,

• του βέλτιστου πλήθους μονάδων αφαλάτωσης,

• του βέλτιστου ύψους του πυλώνα των ανεμογεννητριών,

• του βέλτιστου μεγέθους της δεξαμενής και

• της βέλτιστης κλίσης των Φ/Β πλαισίων

Ο υπολογισμός της παραγόμενης ενέργειας γίνεται χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα που έχουν προκύψει ύστερα από τη λήψη μετρήσεων, οπότε υπολογίζεται η μέση ημερήσια ή η μέση μηνιαία τιμή τους. Τα μετεωρολογικά δεδομένα που χρησιμοποιούνται είναι η ηλιακή ακτινοβολία, η ταχύτητα του ανέμου και η θερμοκρασία περιβάλλοντος. Για την ορθή υλοποίηση ενός τέτοιου συστήματος και τον υπολογισμό των παραμέτρων αυτού χρησιμοποιούνται ειδικοί αλγόριθμοι βελτιστοποίησης οι οποίοι προσομειώνουν το σύστημα και καταλήγουν στην βέλτιστη οικονομικά λύση. Βέλτιστη οικονομικά λύση είναι αυτή όπου το σύστημα λειτουργεί όλες τις μέρες του έτους και ικανοποιεί τις ανάγκες σε νερό των καταναλωτών κάτω από οποιεσδήποτε συνθήκες με το χαμηλότερο δυνατό αρχικό κεφάλαιο και κόστος συντήρησης. Αποτελέσματα ερευνών έχουν δείξει οτι με βάσει (θα πεις ή “με βάση τα δεδομένα “ ή “βάσει των δεδομένων¨ ) τα δεδομένα τις εποχής σε επίπεδο κόστους των υλικών μία τέτοια επένδυση δεν είναι απαγορευτική σε πραγματικό επίπεδο και ότι παρουσιάζει ιδιαίτερο επενδυτικό ενδιαφέρον.

in.gr