ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ  ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ

 

1η  Δραστηριότητα

 

 

 

Φωτοβολταϊκό Σύστημα  -  Τι είναι;  -  Πώς λειτουργεί; 

 

Μπορούμε να κατασκευάσουμε ένα στο σχολείο μας;

 

 

Πρόλογος

 

          Η εργασία αυτή αποτελεί το ξεκίνημα μιας ευρύτερης δραστηριότητας όσον αφορά την κατανόηση της διαδικασίας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από την ηλιακή ακτινοβολία και εντάσσεται στα πλαίσια περιβαλλοντικής εκπαίδευσης.

Συνεργάζονται οι μαθητές της Β' τάξης του σχολείου μας Σερεμετίδου Δέσποινα, Σιδηράς Δημήτριος, Θωΐδου Λαζαρίτσα, Χριστοφορίδης Δημήτριος, Χριστοφορίδης Διογένης.

                                                                                                      Υπεύθυνος καθηγητής:  Δημήτριος Σταυρίδης.

 

 

Εισαγωγή

 

Το φαινόμενο της φωτοβολταϊκής ενέργειας παρατηρήθηκε το 1839 από τον Γάλλο ερευνητή Alexandre Edmond Bequerel.

Το 1905 ο Albert Einstain απέδειξε ότι το φώς διαπερνά το άτομο. Η σύγκρουση των φωτονίων με τα άτομα αναγκάζει τα ηλεκτρόνια να εγκαταλείψουν τις τροχιές τους με αποτέλεσμα την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος.

          Από κατασκευαστικής απόψεως όμως το 1877 διέκρινε ο Werner από τη Siemens Solar τη σημασία των φωτοβολταϊκών. «Έχουμε να κάνουμε με ένα εντελώς καινούριο φαινόμενο, πολύ σημαντικό για την επιστήμη, καθώς πρόκειται για πρώτη φορά για την απευθείας μετατροπή της ενέργειας του φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια».

Σήμερα θεωρείται μία  από τις πιο αξιόπιστες ήπιες μορφές ενέργειας.       

 

          Οι ήπιες που είναι ταυτόχρονα και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, αποτελούν τον κύριο άξονα της στρατηγικής για τη διατήρηση του περιβάλλοντος παγκόσμια, όπως αυτή καθορίστηκε στη Διάσκεψη του Κιότο αλλά και στην Ευρωπαϊκή οδηγία του 2001, η οποία ενθαρρύνει την παραγωγή ηλεκτρισμού μέσω ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.       

   

          Καθαρές και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας υπάρχουν παντού. 22 ημέρες ηλιακής ακτινοβολίας πάνω στη γη αντιστοιχούν ενεργειακά με όλη την ποσότητα των γνωστών πηγών ορυκτών καυσίμων. Με τη χρησιμοποίηση της παρούσας τεχνολογίας, οι έρημοι μπορούν να παρέχουν ηλιακή ενέργεια που αρκεί για να ικανοποιήσει τις ανάγκες ολόκληρου του πλανήτη κατά 300 φορές περισσότερο, κατά τον Harald Rostvik ειδικό στα ηλιακά συστήματα παραγωγής ενέργειας.

Γιατί επομένως δεν έχει γίνει πράξη αυτό το οποίο μπορεί να γίνει στην πραγματικότητα; Μας λείπει λοιπόν η αποφασιστικότητα; Τα προβλήματα είναι πολιτικά και γραφειοκρατικά, όχι τεχνικά ή οικονομικά . Η τιμή του πετρελαίου καθορίζει συνήθως  την ανάπτυξη εναλλακτικών πηγών ενέργειας. Ποιο είναι όμως το πραγματικό κόστος του πετρελαίου;

Οι συμβατικές μονάδες παραγωγής  ηλεκτρικής ενέργειας παγκοσμίως απελευθερώνουν το χρόνο 11 εκατομμύρια τόνους καυσαέρια, σύμφωνα με την Διεθνή Οργάνωση Βιοπολιτικής (ΒΙΟ) και φυσικά αυτά είναι η αιτία του γνωστού φαινομένου του θερμοκηπίου. Επομένως εάν λάβουμε υπόψη τις τεράστιες περιβαλλοντικές καταστροφές και τις ολέθριες επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία, τότε θα έπρεπε να είχαμε προ καιρού φτάσει στο συμπέρασμα ότι το κόστος του πετρελαίου είναι απαγορευτικό όποιο και αν είναι αυτό και ότι η ηλιακή ενέργεια συμφέρει.

Αν μάλιστα λάβουμε υπόψη ότι το πετρέλαιο είναι η κύρια αιτία όλων των πολέμων στη γη ..  τότε δεν έχουμε άλλη επιλογή από την ανάπτυξη και χρήση των  ήπιων πηγών ενέργειας.

 

 

          Οι διάφορες πηγές των ήπιων πηγών ενέργειας είναι:

 

    1.  Ο ήλιος                           - Ηλιακή ενέργεια

    2.  Ο άνεμος                        - Αιολική ενέργεια

    3.  Οι υδατοπτώσεις             - Υδραυλική ενέργεια

    4.  Η γεωθερμία                   - Γεωθερμική ενέργεια

    5.  Οι θάλασσες                   - Ενέργεια των κυμάτων

    6.  Η βιομάζα                       - Θερμική ή χημική ενέργεια 

 

                                            

Αρχή λειτουργίας των φωτοβολταϊκών  κυττάρων:

 

           Η λειτουργία των φωτοβολταϊκών κυττάρων είναι η εξής. Όταν ηλιακό φως προσπίπτει στην επιφάνεια ενός ημιαγωγού, τα φωτόνια μεταφέρουν την ενέργειά τους σε ηλεκτρόνια του υλικού. Σε ένα φωτοβολταϊκό κύτταρο που  λειτουργεί, αυτή η ενέργεια παγιδεύεται και χρησιμοποιείται. Έτσι, το συνολικό αποτέλεσμα είναι οι ημιαγωγοί να μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια.

 

 

Τα πλεονεκτήματα των  φωτοβολταϊκών  συστημάτων:

 

    ☺  Δεν καταναλώνουν κανένα υλικό (καύσιμο) για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

    ☺  Δεν απελευθερώνουν αέρια κατά την διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

    ☺  Δεν αφήνουν κατάλοιπα με την ολοκλήρωση των διαδικασιών μετατροπής.

    ☺  Μπορούν να εγκατασταθούν εύκολα σε απομονωμένες περιοχές.

    ☺  Έχουν τη δυνατότητα να λειτουργούν αυτόνομα.

    ☺  Τα πλαίσια  (ηλιακά πάνελ) έχουν υψηλή αξιοπιστία. 

      Η διάρκεια ζωής τους ξεπερνά τις  μερικές δεκαετίες.

    ☺  Δυνατότητα κάλυψης ευρείας κλίμακας εφαρμογών  (από λίγα Watt έως αρκετά MWatt).

    ☺  Επειδή η παραγωγή ενέργειας γίνεται συνήθως στον τόπο κατανάλωσης έχουμε μηδενικό

          κόστος απωλειών κατά την μεταφορά.

    ☺  Η επεκτασιμότητά τους επιτρέπει την προσαρμογή της εγκατάστασης σε μελλοντικές

          ενεργειακές ανάγκες.

    ☺  Δυνατότητα αποκεντρωμένης παραγωγής από μικρές διάσπαρτες μονάδες.

 

 

Τύποι φωτοβολταϊκών συστημάτων:

 

     ●  Μονοκρυσταλλικό πυρίτιο (Si).

     ●  Πολυκρυσταλλικό πυρίτιο (Si).

     ●  Άμορφο πυρίτιο (Si).       

     

 

Τα μέρη από τα οποία αποτελείται μία πλήρης φωτοβολταϊκή  εγκατάσταση είναι:

 

        Οι  φωτοβολταϊκοί συλλέκτες.

        Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες.

        Ο ρυθμιστής φόρτισης των μπαταριών.

        Ο αντιστροφέας συνεχούς/εναλλασσόμενου ρεύματος (DC/AC inverter).

        Οι διάφορες διατάξεις για την ηλεκτρική προστασία των γραμμών και των συσκευών.

 

 

Βασικές κατηγορίες φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων.

 

      ■  Αυτόνομα.

      ■  Υβριδικά (παρέχουν ενέργεια και από άλλες μορφές ήπιων πηγών ενέργειας).

      ■  Συνδεδεμένα με το ηλεκτρικό δίκτυο.

 

 

 

 

Η ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΜΑΣ

 

            Η κατασκευή μας αποτελείται από 2 διαφορετικά πάνελ τα οποία έχουν τη δυνατότητα να τροφοδοτήσουν μια λυχνία τύπου LED (Light Emitting Diode) και ένα φωτιστικό σώμα μέσα στο οποίο βρίσκεται τοποθετημένη η λυχνία.

          Στην πρόσοψη του σχολείου και σε κατάλληλο σημείο έχει τοποθετηθεί το τμήμα εκείνο της κατασκευής  που περιέχει τα πάνελ με τα φωτοβολταϊκά κύτταρα. Από εκεί τροφοδοτείται μέσω καλωδίου το φωτιστικό σώμα μέσα στο οποίο βρίσκεται τοποθετημένη η λυχνία.

          Η λυχνία αυτή ανάβει όταν έξω έχει αρκετό φως ακόμη και χωρίς ηλιοφάνεια.  

 

            Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στην Εφημερίδα του Σχολείου μας ''Μαθητική πρωτοτυπία''.

 

 

Η μονάδα παραγωγής μας πριν την τοποθέτηση.

 

 

 

 

 

 

 

  2η  Δραστηριότητα

 

 

ΓΙΑΤΙ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΚΑΝΟΥΜΕ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ;

 

ΓΙΑΤΙ Η ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΜΠΑΤΑΡΙΩΝ ΕΙΝΑΙ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΣΗΜΑΝΤΙΚΗ ΓΙΑ ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ;

 

 

Πρόλογος

 

       ΄Ολοι γνωρίζουμε πλέον ότι τα σημερινά χρόνια δεν είναι όπως τα παλιά που ο άνθρωπος κατακυρίευε τη γη και ήταν περήφανος γι' αυτό. Σήμερα αυτό που πρέπει να κάνει είναι να την προστατέψει από τον ίδιο...   

Εισαγωγή

          Χρειάζεται λοιπόν ευαισθητοποίηση τέτοια που οι παλιότερες γενιές μάλλον δεν την έχουν οι δε νεότερες οπωσδήποτε θα πρέπει να την αποκτήσουν, είναι πλέον μονόδρομος...

         Σε αυτά τα πλαίσια το Σχολείο μας ανέλαβε την ευαισθητοποίηση όλων των μαθητών του Σχολείου μας για την προστασία του περιβάλλοντος. Για το λόγο αυτό έκανε τις εξής ενέργειες:

  1η  Ενέργεια

 

     ● Επικοινωνία με την εταιρία μη κερδοσκοπικού χαρακτήρα  ΑΦΗΣ  η οποία πρωτοποριακά εφαρμόζει στη χώρα μας ένα  Συλλογικό Σύστημα Εναλλακτικής Διαχείρισης Φορητών Ηλεκτρικών Στηλών και

       Παραλαβή από αυτήν δύο ειδικών κάδων ανακύκλωσης μπαταριών οι οποίοι και τοποθετήθηκαν σε κατάλληλο χώρο στο Σχολείο   μας.

 

  2η  Ενέργεια

 

         Διανομή ενημερωτικών φυλλαδίων και προβολή ενημερωτικού CD-ROM της ίδιας εταιρίας σε μορφή Microsoft Power Point σχετικά με την ανακύκλωση μπαταριών.   

 

         Τα ιδιαίτερα θετικά αποτελέσματα που είχε αυτή η προσπάθεια φάνηκαν από την σχεδόν πλήρωση και των δύο κάδων σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα.