Υδροηλεκτρικά φράγματα

Τα κύρια τμήματα ενός χαρακτηριστικού υδροηλεκτρικού φράγματος φαίνονται στο σχήμα 3.
 Το νερό σε μια τεχνητή λίμνη συγκρατείται από ένα φράγμα. Καθώς το νερό περνά από ένα διάφραγμα, συγκρατείται από αυτό κάθε τι άχρηστο. Το νερό τό­τε ρέει μέσα από ολισθαίνουσες θύρες (penstocks). Οι ολισθαίνουσες θύρες (υπάρχουν αρκετές, ανάλο­γα με το μέγεθος του εργοστασίου) κατευθύνουν το νερό στο σημείο όπου είναι ο στρόβιλος Εκεί το νε­ρό περιστρέφει το στρόβιλο και έτσι η γεννήτρια παράγει ηλεκτρισμό.
Θανάσης Νινιώτας - Νίκος Πλιάτσιος

Υδροηλεκτρική ενέργεια

Η υδροηλεκτρική ενέργεια θεωρείται ανανεώσιμη ενεργειακή πηγή. Αυτό σημαίνει ότι όσο υπάρχει βροχή με ποικιλόμορφους καιρικούς σχηματισμούς, η υδροηλεκτρική ενέργεια θα εξακολουθεί να υφίσταται. Συστήματα υδροηλεκτρικής ενέργειας υπάρ­χουν εδώ και πολλά χρόνια. Στην πραγματικότητα, τα υδροηλεκτρικά φράγματα παρέχουν ηλεκτρική ενεργεία εδώ και 60 χρόνια περίπου.
    Η υδροηλεκτρική ενέργεια ορίζεται ως η εκμετάλλευση της ροής του νερού με τη βοήθεια ενός φράγματος, για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Συνήθως το νερό χρησιμοποιείται για την περιστροφή ενός στροβίλου. Ο στρόβιλος περιστρέφει μια γεννή­τρια και έτσι παράγεται ηλεκτρισμός. Περίπου 4-5% της συνολικής ενέργειας που παρέχεται στην κοινω­νία μας προέρχεται από υδροηλεκτρικούς σταθμούς. Η ποσότητα αυτή έχει αυξηθεί ελάχιστα τα τελευταία χρόνια. Οι περισσότερες από τις ενδεικνυόμε­νες περιοχές έχουν αξιοποιηθεί και ήδη φράγματα και υδροηλεκτρικά εργοστάσια βρίσκονται σε λειτουργία. Μόνο τα τελευταία χρόνια κατασκευάζονται μικρότερα φράγματα ή ανακαινίζονται υπάρχοντα για βελτίωση της λειτουργίας και της αποδόσής τους.

ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
 
    Μια από τις παλαιότερες μεθόδους χρησιμοποιήσεως ανανεώσιμης πηγής ενέργειας, είναι ο υδροτροχός. Σήμερα, όταν μιλούμε περί εκμεταλλεύσεως της ενέργειας του νερού, εννοού­με κυρίως την παραγωγή ηλεκτρισμού.
Υπάρχουν πολλές μορφές ενέργειας που έχουν σχέση με το νερό:
    • Υδροηλεκτρική ισχύς, που παράγεται από νερό που πέφτει.
    • Παλιρροϊκή ισχύς ,που παράγεται από παλίρροιες, οι οποίες σημειώνονται λόγω της βαρυτικής έλξεως της σελήνης και του ηλίου.
    • Ισχύς από κύματα, που προκαλούνται από την κίνηση νερού προς τις ακτές λόγω του ανέμου.
Σήμερα, σχεδόν όλη η ισχύς που λαμβάνεται από το νερό, μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια σε εργοστά­σια ηλεκτροπαραγωγής, που βρίσκονται σε καταρρά­κτες ή φράγματα. Η συνήθης μέθοδος είναι η κατα­σκευή φραγμάτων σε ποτάμια, όπου η μορφολογία του εδάφους βοηθά για τη δημιουργία μιας φυσικής αποθήκης.
Η λειτουργία των υδροηλεκτρικών μονάδων βασίζεται στην κίνηση του νερού λόγω διαφοράς μανομετρικού ύψους μεταξύ των σημείων εισόδου και εξόδου. Για το σκοπό αυτό κατασκευάζεται ένα φράγμα που συγκρατεί την απαιτούμενη ποσότητα νερού στον δημιουργούμενο ταμιευτήρα. Κατά τη διέλευσή του από τον αγωγό πτώσεως κινεί έναν στρόβιλο ο οποίος θέτει σε λειτουργία τη γεννήτρια. Μία τουρμπίνα που είναι εγκατεστημένη σε μεγάλη μονάδα μπορεί να ζυγίζει μέχρι 172 τόνους και να περιστρέφεται με 90 rpm. Η ποσότητα του ηλεκτρισμού που παράγεται καθορίζεται από αρκετούς παράγοντες. Δύο από τους σημαντικότερους είναι ο όγκος του νερού που ρέει και η διαφορά μανομετρικού ύψους μεταξύ της ελεύθερης επιφάνειας του ταμιευτήρα και του στροβίλου. Η ποσότητα ηλεκτρισμού που παράγεται είναι ανάλογη των δύο αυτών μεγεθών. Συνεπώς, ο παραγόμενος ηλεκτρισμός εξαρτάται από την ποσότητα του νερού του ταμιευτήρα. Για το λόγο αυτόν μόνο σε περιοχές με σημαντικές βροχοπτώσεις, πλούσιες πηγές και κατάλληλη γεωλογική διαμόρφωση είναι δυνατόν να κατασκευαστούν υδροηλεκτρικά έργα. Συνήθως η ενέργεια που τελικώς παράγεται, χρησιμοποιείται μόνο συμπληρωματικά ως προς άλλες συμβατικές πηγές ενέργειας, καλύπτοντας φορτία αιχμής. Στη χώρα μας η υδροηλεκτρική ενέργεια ικανοποιεί περίπου το 9% των ενεργειακών μας αναγκών σε ηλεκτρισμό.
Τα κύρια πλεονεκτήματα της υδροηλεκτρικής ενέργειας που προέρχεται από μονάδες μικρής και μεγάλης κλίμακας είναι:
Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί είναι δυνατό να τεθούν σε λειτουργία αμέσως μόλις απαιτηθεί, σε αντίθεση με τους θερμικούς σταθμούς που απαιτούν σημαντικό χρόνο προετοιμασίας,
Είναι μία "καθαρή" και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, με τα προαναφερθέντα συνακόλουθα οφέλη (εξοικονόμηση συναλλάγματος, φυσικών πόρων, προστασία περιβάλλοντος),
Μέσω των υδατοταμιευτήρων δίνεται η δυνατότητα να ικανοποιηθούν και άλλες ανάγκες, όπως ύδρευση, άρδευση, ανάσχεση χειμάρρων, δημιουργία υγροτόπων, περιοχών αναψυχής και αθλητισμού.
Ως μειονεκτήματα αναφέρονται μόνο αποτελέσματα που σχετίζονται με τη δημιουργία έργων μεγάλης κλίμακας, όπως:
Το μεγάλο κόστος κατασκευής φραγμάτων και εγκατάστασης εξοπλισμού, καθώς και ο συνήθως μεγάλος χρόνος που απαιτείται για την αποπεράτωση του έργου,
Η έντονη περιβαλλοντική αλλοίωση της περιοχής του έργου (συμπεριλαμβανομένων της γεωμορφολογίας, της πανίδας και της χλωρίδας), καθώς και η ενδεχόμενη μετακίνηση πληθυσμών, η υποβάθμιση περιοχών, οι απαιτούμενες αλλαγές χρήσης γης. Επιπλέον, σε περιοχές δημιουργίας μεγάλων έργων παρατηρήθηκαν αλλαγές του μικροκλίματος, αλλά και αύξηση της σεισμικής επικινδυνότητας τους.

Θανάσης Νινιώτας - Νίκος Πλιάτσιος

Ενέργεια - Τα μειονεκτήματα των φραγμάτων

Τα φράγµατα είναι κατασκευές σχεδιασµένες µε σκοπό την αποθήκευση και την εκτροπή του νερού, την αλλαγή της φυσικής διανοµής και το συγχρονισµό των ποτάµιων ροών προκειµένου να ικανοποιηθούν οι ανθρώπινες ανάγκες. Παράλληλα όμως λειτουργούν ως εμπόδια στις ανταλλαγές νερού στους ποταμούς.
Οι περιβαλλοντικές μεταβολές που παρατηρούνται μετά την υλοποίηση ενός φράγματος αναλύονται παρακάτω:
1.Η λειτουργία των φραγμάτων εμποδίζει τη μεταφορά φερτών υλών με αποτέλεσμα να διαβρώνει το έδαφος και να μεταβάλει το οικοσύστημα που προϋπήρχε στην περιοχή.
2.Η δηµιουργία τους μπορεί να καλύψει αρχαιολογικούς χώρους και χώρους ιστορικής μνήμης, ενώ μπορεί να καλυφθούν χώροι µε τοπογραφική, γεωλογική και αισθητική αξία.
3.Η συγκράτηση μεγάλων ποσοτήτων νερού εμποδίζει την αναπαραγωγή των ψαριών και επηρεάζει αρνητικά την πανίδα της περιοχής.
4.Δημιουργούνται προβλήματα στη διέλευση των ζώων ενώ δυσχεραίνεται η «ανοδική» πορεία των ποτάμιων ψαριών κατά την περίοδο της ωοτοκίας του.
5.Φυτοφάρμακα και τοξικά μέταλλα απελευθερώνονται στον ποταμό, συμπυκνώνονται στην τροφική αλυσίδα και έχουν άμεσες επιπτώσεις στους οργανισμούς.
6.Εμφανίζονται πλημμύρες με συνέπεια η βλάστηση στις όχθες του ποταμού να υποστεί καταστροφές.
7.Υπάρχει περίπτωση να προκληθούν ασθένειες που οφείλονται στη ύπαρξη στάσιμων νερών (π.χ. ελονοσία).
8.Όσον αφορά την ποιότητα του νερού μέσα σε ένα ταμιευτήρα, η χημική του σύσταση διαφέρει σημαντικά από εκείνη των ποτάμιων υδάτων καθώς στο νερό του συσσωρεύονται νιτρικά άλατα και ρυπογόνες ουσίες.
9.Τα υψηλά επίπεδα νιτρικών αλάτων στο πόσιμο νερό έχουν δυσμενή αποτελέσματα στην ανθρώπινη υγεία και όχι μόνο.
10. Σε περίπτωση σεισμού, προκαλούνται σημαντικές ζημιές στα φράγματα που μπορούν να οδηγήσουν μέχρι και σε ολοκληρωτική καταστροφή τους με ό,τι αυτή συνεπάγεται.



Μαρία Μπαλάφα - Ράνια Παλέντζα - Ελένη Παπαργύρη