Εργασία στα πλαίσια του μαθήματος της Τεχνολογίας

1. Ανεμογεννήτρια
Ενέργεια-ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
Δήμητρα Χαλά
Α3
2013

2. Περιεχόμενα
 Εισαγωγή
 Περιγραφή
 Ιστορική εξέλιξη του θέματος
 Αρχή λειτουργίας του αντικειμένου-Επιστημονικά
στοιχεία
 Επιπτώσεις στο περιβάλλον
 Χρησιμότητα στην κοινωνία
 Βιβλιογραφία

3. ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Ενέργεια: Η ενέργεια είναι ένα φυσικό μέγεθος που το
αντιλαμβανόμαστε κυρίως από τα αποτελέσματά της, που είναι γνωστά
σαν έργα. Είναι πολύ καλά κρυμμένη στα διάφορα σώματα και
φανερώνεται μόνο όταν τα σώματα αυτά μετέχουν σε διάφορα φυσικά ή
χημικά φαινόμενα. Αν και είναι δύσκολος ο ορισμός της μπορούμε να
πούμε ότι ενέργεια είναι το φυσικό μέγεθος που προκαλεί τις διάφορες
μεταβολές στον υλικό κόσμο.

4. Αιολική ενέργεια: Ο άνεμος δημιουργείται λόγω της
ανομοιόμορφης θερμάνσεως της γης και της ατμόσφαιρας της από τον
ήλιο. Η ανομοιόμορφη θέρμανση προκαλεί διαφορές στην πίεση , οι
οποίες δημιουργούν τον άνεμο. Η αιολική ενέργεια θεωρείται
ανεξάντλητος ή ανανεώσιμος ενεργειακός πόρος. Περίπου 2% της
συνολικής ηλιακής ακτινοβολίας που προσπίπτει στη γη μετατρέπεται σε
αιολική ενέργεια.

5. ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ
Ένα μεγάλης κλίμακας σύστημα ανεμογεννήτριας αποτελείται από
πολλά τμήματα. Κάποια από τα σημαντικότερα τμήματα της
ανεμογεννήτριας είναι τα εξής:
1) Αεροδυναμικό περίβλημα.
2) Μεταδότης κινήσεως βήματος.
3) Πτερύγια του στροφέα.
4) Κιβώτιο ταχυτήτων.
5) Οδηγός μηχανισμού κατευθύνσεως.
6) Βάση.
7) Δίσκος πεδήσεως.

6. ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΟΥ
ΘΕΜΑΤΟΣ
Μεταξύ του 1935 και του 1955 κατασκευάστηκε ένας σημαντικός
αριθμός από μεγάλες μονάδες ανεμογεννητριών. Μία από τις πιο μεγάλες
και περισσότερο γνωστές , η ανεμογεννήτρια Smith-Putnam των 1,25
MW τοποθετήθηκε στα βουνά του κεντρικού Vermont. Ο Palmer
Cosslett Putnam , είχε πρώτα την ιδέα κατασκευής μιας μεγάλης
γεννήτριας, που να μπορεί να παρέχει ηλεκτρική ισχύ στο ηλεκτρικό
δίκτυο, όπου κανονικά παρέχεται ενέργεια από καύσιμα απολιθωμάτων.
Σχεδίασε μια ανεμογεννήτρια και επέλεξε ένα μέρος κατάλληλο για να
ελέγξει την απόδοσή της. Η περιοχή ήταν το Grandpa’s Knob μια
κορυφή ύψους 650 m στο Green Mountains (Η.Π.Α). Τα δύο πτερύγια
από ατσάλι, είχαν διάμετρο 53 m και ήταν στερεωμένα σ’ έναν πύργο
ύψους 33,5 m. Ζύγιζε 250 τόνους και μπορούσε να παράγει ισχύ 1250
kW. Οι δοκιμές της άρχισαν τον Οκτώβριο του 1941 και διακόπτονταν
συχνά λόγω μηχανικών προβλημάτων. Το Μάρτιο του 1945 ένα από τα
πτερύγια έπεσε και δεν ξαναλειτούργησε από τότε.

7. Το 1973 ξεκίνησε ένα νέο πρόγραμμα κατασκευής ανεμογεννητριών στο
Lewis Research Centre της NASA. Η δοκιμαστική μηχανή ονομάστηκε
«Mod-O». Είχε δύο λεπίδες, πτερύγια και ένα κιβώτιο ταχυτήτων, το
οποίο αύξανε την ταχύτητα. Ο ρότορας στρεφόταν με 40 στροφές το
λεπτό και το κιβώτιο ταχυτήτων έστρεφε της γεννήτριες με 1800 στροφές
το λεπτό.
Ένας μεγαλύτερος αεριοστρόβιλος ,ο Mod-OA,αναπτύχθηκε στο
Clayton, των ΗΠΑ και μπορούσε να παράγει ηλεκτρική ενέργεια
διπλάσια από το Mod-O. Το 1976 προστέθηκε μία τρίτη ανεμογεννήτρια
στο δοκιμαστικό πρόγραμμα, η Mod-1, που σχεδιάστηκε για 2000 kW
ηλεκτρικής ενέργειας με ταχύτητα ανέμου 40 km. Αυτή η μηχανή
τοποθετήθηκε στη Βόρεια Καρολίνα και άρχισε να λειτουργεί το 1979,
αλλά αργότερα σταμάτησε. Στη συνέχεια συνέχισαν πολλές δοκιμές, οι
οποίες βελτιώνονταν κάθε φορά όλο και περισσότερο.

8. ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ
ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ-ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ
ΣΤΟΙΧΕΙΑ
Ένα μεγάλης κλίμακας σύστημα ανεμογεννητριών αποτελείται από
πολλά τμήματα. Η λειτουργία των πιο σημαντικών από αυτά είναι:
1) Αεροδυναμικό περίβλημα. Πρόκειται για το περίβλημα του
συστήματος του στροβίλου.
2) Μεταδότης κινήσεως του βήματος. Χρησιμοποιείται για τη μεταβολή
του βήματος των πτερυγίων, προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση.
3) Πτερύγια του στροφέα. Αυτά συλλαμβάνουν την αιολική ενέργεια και
με τη δύναμη του αέρα τη μετατρέπουν σε μηχανική περιστροφή.
4) Κιβώτιο ταχυτήτων. Χρησιμοποιείται για την αλλαγή της ταχύτητας
του στροφέα σε μια σταθερή ταχύτητα 1.800 στροφών/λεπτό, που
απαιτείται από τη γεννήτρια ώστε να παράγει τον ηλεκτρισμό στους 60
κύκλους.
5) Οδηγός μηχανισμού κατευθύνσεως. Είναι απαραίτητος για την
περιστροφή ολόκληρης της μηχανής με την καλύτερη γωνία προς τον
άνεμο.
6) Βάση. Με αυτήν υποστηρίζεται το σύνολο στροφέας-περιβλήματος.
7) Δίσκος πεδήσεως. Με τη βοήθεια αυτού σταματά η περιστροφή του
στροφέα και αυτός διατηρείται σε ακινησία.

9. ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ
Γιγάντιες ανεμογεννήτριες τοποθετούνται αλόγιστα σε βουνοκορφές και
νησιά και χιλιάδες στρέμματα καλλιεργήσιμης γης παραμένουν σε
αγρανάπαυση για την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών.
Η περίπτωση των ανεμογεννητριών είναι χαρακτηριστική. Τα τελευταία
χρόνια τεράστιες ανεμογεννήτριες, που φτάνουν ακόμη και τα 110 μέτρα
ύψος, ξεφυτρώνουν σε νησιά και βουνοκορφές.
Η αλόγιστη τοποθέτησή τους δίχως σχέδιο προκαλεί σημαντικές
επιπτώσεις στο μικροκλίμα της περιοχής.
Πιο απλά, πριν από την κατασκευή ενός οποιουδήποτε αιολικού πάρκου,
εκπονείται μία Μελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (ΜΠΕ), η οποία
αφορά στην προστασία του μικροκλίματος της περιοχής. Η μελέτη
καθορίζει με συγκεκριμένο τρόπο τη διάταξη των ανεμογεννητριών
ανάλογα με την περιοχή αλλά και με τη δύναμή τους, έτσι ώστε οι
επιπτώσεις στο μικροκλίμα της περιοχής να ελαχιστοποιούνται. Κάτι
τέτοιο όμως σπανίως τηρείται στην Ελλάδα.
Οι ανεμογεννήτριες εγκαθίστανται παντού και πάντα δίχως να τηρηθεί το
οποιοδήποτε σχέδιο.

10. Καταρχάς πρώτη και κύρια επίπτωση στο περιβάλλον είναι η δημιουργία
άνυδρων χειμώνων. Η λειτουργία των γιγαντιαίων ανεμογεννητριών σε
συνθήκες υψηλών μποφόρ δεν επιτρέπει τη δημιουργία χιονιού στις
βουνοκορφές. Το αποτέλεσμα είναι να μειώνεται σημαντικά ο υδροφόρος
ορίζοντας και να επηρεάζονται οι καλλιέργειες. Πολύτιμοι υδροφόροι
πόροι χάνονται όχι από φυσικά αίτια, αλλά τεχνητά.
Μία άλλη επίπτωση που προκαλεί ο επηρεασμός του μικροκλίματος είναι
και η συχνή εμφάνιση ανεμοστρόβιλων. Η περίπτωση των χωριών του
Παναχαϊκού Όρους είναι χαρακτηριστική. Κάτοικοι διαμαρτύρονται ότι
πολλές φορές κάνουν την εμφάνισή τους ανεμοστρόβιλοι.

11. ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΣΤΗΝ ΚΟΙΝΩΝΙΑ
Η χρησιμότητα της ανεμογεννήτριες στην κοινωνική ζωή του
ανθρώπου είναι ιδιαίτερα μεγάλη .Καταρχήν καλύπτεται μια από
τις μεγαλύτερες ανάγκες του ανθρώπου για φωτισμό και θέρμανση μέσω
του ηλεκτρικού ρεύματος .Οι άνθρωποι έχουν έτσι τη δυνατότητα να
χρησιμοποιούν ηλεκτρικές συσκευές και να διευκολύνουν έτσι τη
ζωή τους.
Εξαιτίας της χρήσης ανεμογεννητριών και της παραγωγής μέσω αυτών
ηλεκτρικού ρεύματος έχει αναπτυχθεί η βιομηχανία ,η βιοτεχνία και η
τεχνολογία .Παράγονται έτσι λοιπόν προϊόντα και αναπτύσσεται η αγορά.

12. ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΚΑΙ
ΥΛΙΚΩΝ-ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ
ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ
 Γυψόγαζα 2 ΕΥΡΩ
 Ξυλάκια 0,90 λεπτά
 Φελλός κρασιού 7,50 ΕΥΡΩ (το μπουκάλι)
 Χαρτόνι 0,40 λεπτά
 Ένα μπουκάλι νερού 0,50 λεπτά

13. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Βιβλία: Εργαστηρίου Τεχνολογίας
 Ανακαλύπτω την επιστήμη-Συναρπαστικά πειράματα και
κατασκευές αποκαλύπτουν τα μυστικά της επιστήμης (4τ-σελ.44)
 Ενέργεια πηγές-εφαρμογές-εναλλακτικές λύσεις (11τ-σελ.190)
 Μεγάλη εγκυκλοπαίδεια των παιδιών-Τεχνολογία (169τ-σελ.205)
 Τεχνολογία μεταφορών ενέργειας και ισχύος (10τ-σελ.234)
Sites: Βικιπαίδεια