Στην Κρήτη στα τέλη της δεκαετίας του 1990 και στις αρχές του 2000, δοκιμάστηκαν διάφορες ηλιοθερμικές τεχνολογίας για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, κάποιες απο αυτές στα πλαίσια ερευνητικών προγραμμάτων της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Ο ένας πειραματικός σταθμός βρίσκεται στην περιοχή του Αθερινόλακκου (θέση «Πλαγιές», Δ. Σητείας) ο οποίος είναι σε καθεστώς δοκιμαστικής λετιουργίας (2022), ενώ ο παλαιότερος βρίσκεται στη περιοχή του Μακρύ Γιαλού στο Δ. Σητείας. Στην αναφορά αυτή περιγράφεται ο πειραματικός ηλιοθερμικός σταθμός στη περιοχή του Μακρύ Γιαλού στο Δ. Σητείας ισχύος 35 kW που κατασκευάστηκε και λειτούργησε την περίοδο 1996-2000. Ο ηλιοθερμικός σταθμός επεδίωκε να αποτέλεσει (ανεπιτυχώς τελικά) την αρχή της εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας για παραγωγή ηλεκρικής ενέργειας εμπορικά στην Ελλάδα, ενώ παράλληλα να αποτελέσει βασική λύση στο πρόβλημα ηλεκτρικής τροφοδοσίας των νησιών του Ελλαδικού χώρου. Στο πειραματικό αυτό πρόγραμμα (https://cordis.europa.eu/project/id/JOR3960046) συμμετείχαν δύο αγγλικές εταιρείες, μια γερμανική και ο Οργανισμός Ανάπτυξης Σητείας. Η περιοχή αυτή θεωρήθηκε κατάλληλη λόγω του υψηλού ηλιακού δυναμικού (άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας). Ο κύριος στόχος του έργου που άρχισε το 1996 ήταν η κατασκευή ενός πρωτότυπου ηλιοθερμικού σταθμού με σταθερό κάτοπτρο. Ο συγκεκριμένος ηλιοθερμικός σταθμός είχε στόχο να παράγει ηλεκτρική ενέργεια με κόστος λιγότερο από US$ 0,10/kWh. Το κύριο και πρωτεύον ζήτημα ήταν η γεωγραφική θέση στην οποία το πρωτεύον κάτοπτρο εγκαταστάθηκε. Γι’ αυτό το λόγο επιλέχθηκε οικόπεδο κατάλληλο για εκσκαφή, με κλίση προς το νότο και να μην σκιάζεται από λόφους και βουνά τόσο το πρωί όσο και το απόγευμα Το πρωτεύον κάτοπτρο αποτελείται από μία σφαιρική επιφάνεια 800 m2 και ακτίνας 30 m που έχει εκσκαφθεί στο έδαφος και επιστρωθεί με οπλισμένο σκυρόδεμα. Επάνω σε αυτή την επιφάνεια είχαν τοποθετηθεί 600 εξάγωνα με βάση από οπλισμένο σκυρόδεμα επιστρωμένα με λεπτό καθρέπτη πάχους (1 mm). Τώρα στην επιλογή του σχήματος και του καθρέπτη σαν υλικό που κατάρτισε την επιφάνεια του κατόπτρου συντέλεσαν κάποιοι σημαντικοί λόγοι. Καταρχάς το σχήμα του καθρέπτη ήταν εξαγωνικό για τον λόγο ότι γίνεται καλύτερη εκμετάλλευση της επιφάνειας, ενώ η επιλογή του καθρέπτη για υλικό οφείλεται στο ότι ως ανακλαστική επιφάνεια ο καθρέπτης παρουσιάζει μεγαλύτερη ανακλαστικότητα από τα φύλλα αλουμινίου και είναι πιο δοκιμασμένος από τα φιλμ ανακλαστικών πολυμερών που βρίσκονται σε στάδιο ανάπτυξης. Έπειτα στην βάση του πρωτεύον κατόπτρου επιλέχθηκε το οπλισμένο σκυρόδεμα σε σχέση με τα πλαστικά από ενισχυμένες ίνες γυαλιού (GPR).Τα τσιμεντένια εξάγωνα κατασκευάστηκαν σε δονητικά τραπέζια με μεταλλικά καλούπια και μετά την σταθεροποίησή τους κολλήθηκαν επάνω τους τριγωνικά κομμάτια καθρέφτη με σιλικόνη. Στους καθρέπτες ασκήθηκε βάρος, ώστε η σιλικόνη να στεγνώσει με τους καθρέπτες λυγισμένους σε μία σφαιρική επιφάνεια 1 m2 και ακτίνας 15 m. Η ακρίβειά τους δοκιμάστηκε ώστε να φανεί ότι συγκεντρώνουν την ηλιακή ακτινοβολία μέσα σε έναν κύκλο ζωγραφισμένο σε έναν στόχο που τοποθετήθηκε 15 m μακριά. Κατόπιν ταξινομήθηκαν σε κατηγορίες ώστε τα πλέον ακριβή να τοποθετηθούν στο κέντρο του σύνθετου κατόπτρου όπου υπάρχει και η συχνότερη χρήση. Το σύνθετο πρωτεύον κάτοπτρο συγκέντρωνε την ηλιακή ακτινοβολία σε ύψος 15 m επάνω από το έδαφος σε ένα σημείο που κινούνταν με την κίνηση του ήλιου. Για να συλλεχθεί η συγκεντρωμένη εκεί ενέργεια μία κινούμενη σιδηροκατασκευή στηρίζε και οδηγούσε τον συλλέκτη - αεροστρόβιλο στην απαιτούμενη τροχιά. Η σιδηροκατασκευή αποτελούνταν από έναν τρίποδα, ύψους 30 m από όπου κρέμοταν με έναν σύνδεσμο κινούμενο πόδι. Στην μέση του κινούμενου ποδιού βρισκόταν ο συλλέκτης - αεροστρόβιλος. Η ακρίβεια που απαιτείται για την σύμπτωση του συλλέκτη με το σημείο συγκέντρωσης της ηλιακής ακτινοβολίας (± 30 mm) χρησιμοποιήθηκε σαν κριτήριο μελέτης της κατασκευής και του μηχανισμού κίνησης. Ένα σημαντικό θέμα για αυτό το εγχείρημα ήταν και το σύστημα ελέγχου το οποίο θα έπρεπε να επιλεχθεί προκειμένου να μπορέσει να βγάλει σε πέρας τη σωστή λειτουργία του ηλιοθερμικού σταθμού. Το σύστημα ελέγχου που επιλέχθηκε, χρησιμοποιεί ένα βιομηχανικό ηλεκτρονικό υπολογιστή Pentium προγραμματισμένο σε Labview. Οι προδιαγραφές του συστήματος είναι για ένα πλήρως αυτοματοποιημένο σύστημα. Το λογισμικό ελέγχου ενεργοποιούσε την έναρξη κάθε κύριας μηχανής στον κατάλληλο χρόνο, αλλά δεν προχωρούσε πριν λάβει σήμα feedback ότι η μηχανή είναι εντάξει. Σε περίπτωση βλάβης μηχανήματος, το λογισμικό ήταν προγραμματισμένο να ενεργήσει ασφαλή διακοπή λειτουργίας σκιάζοντας τον συλλέκτη και στέλνοντας πίσω το κινητό πόδι στην θέση ασφαλείας. Τέλος τα όργανα του συστήματος και οι αυτοματισμοί διέθεταν τηλεπαρακολούθηση μέσω ενός συστήματος ανάκτησης δεδομένων που κατέγραφε και αποθηκεύε σε σκληρό δίσκο τα δεδομένα με συχνότητα 1 δευτερολέπτου, με δυνατότητα κατόπιν να τα μεταδώσει μέσω modem. Έτσι ώστε να μπορούν να βγουν ασφαλή συμπεράσματα για τη σωστή λειτουργία του σταθμού, ενώ παράλληλα δινόταν η δυνατότητα βελτιστοποίησης και εξέλιξης του συστήματος ελέγχου. Ύστερα υπήρχε και το κομμάτι του συλλέκτη και του δευτερεύοντος κατόπτρου των οποίων η σωστή λειτουργία έπαιζε μείζονα ρόλο στη λειτουργία του ηλιοθερμικού σταθμού. Η ηλιακή ακτινοβολία από το πρωτεύον κάτοπτρο συγκεντρώνεται σε έναν ειδικό ογκομετρικό συλλέκτη ενώ ταυτόχρονα με την βοήθεια ενός δευτερεύοντος κατόπτρου και θερμαίνοντας τον αέρα στους 827ο C, κινεί έναν αεροστρόβιλο. Ο συλλέκτης είχε σχήμα παράθυρου και αποτελείται από διαφανές κρύσταλλο (quartz). Γύρω από τον συλλέκτη συγκρατούνται καμπύλοι καθρέφτες οι οποίοι συγκροτούν το δευτερεύον κάτοπτρο. Πίσω από το παράθυρο έρχόταν πεπιεσμένος και προθερμασμένος αέρας που οδηγούνταν στον θάλαμο καύσης και στη συνέχεια κατευθύνόταν στον αεροστρόβιλο και τον περιέστρεφε. Η λειτουργία του θαλάμου καύσης γινόταν με τη βοήθεια καύσης προπανίου έτσι ώστε στην περίπτωση που οι καιρικές συνθήκες δεν είναι οι κατάλληλες, δηλαδή η περίπτωση συννεφιάς και το βράδυ ώστε ο αεροστρόβιλος να μπορεί να λειτουργεί. Το ίδιο συμβαίνει βέβαια και στην περίπτωση της νύχτας. Μετά τον αεροστρόβιλο, ο ζεστός αέρας ψύχοταν, από τον νεοεισερχόμενο αέρα, σε εναλλάκτη (recuperator) και επέστρεφε στο περιβάλλον με τη βοήθεια κατάλληλων δικτύων. Η θερμοκρασία από το κέλυφος του συλλέκτη απάγονταν με νερό ψύξης που κυκλοφορούσε σε κλειστό κύκλωμα και ψύχονταν σε εναλλάκτη νερού-αέρα με ανεμιστήρες. Οι θερμοκρασίες παρακολουθούνται με θερμοστοιχεία σε διάφορα σημεία του συλλέκτη και της υπόλοιπης κατασκευής. Τέλος το παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα καταναλώνονταν σε τράπεζα φορτίου (αντιστάσεις) και δεν υπήρχε σύνδεση με το ηλεκτρικό δίκτυο. Η επιφάνεια του υπάρχοντος πρωτεύοντος κατόπτρου επαρκούσε για να τροφοδοτήσει αεροστρόβιλο 250 kW και προβλέπεται στο μέλλον αντικατάσταση του υπάρχοντος αεροστρόβιλου των 35 kW με άλλον μεγαλύτερο. Επίσης, σημαντικό ρόλο στην όλη κατασκευή ότι δεν παράγονται ρύποι αν εξαιρέσει κανείς μόνο την περίπτωση των εκπομπών καυσαερίων από το προπάνιο όταν λειτουργεί ο αεροστρόβιλος. Τέλος στην περιοχή του σταθμού δεν υπήρχαν κάτοικοι που να μένουν κοντά και έτσι δεν υπήρχε όχληση.
Πηγή: Διπλωματική εργασία «Νομικό Και Οικονομικό Πλαίσιο Εγκαταστάσεων Ηλιακής Ενέργειας στην Ελλάδα. Κων/νος Α. Νάτσης, ΕΜΠ Σχολή Η/Μ και ΜΥ, Ιούλιος 2007.
Στα πλαίσια της κατασκευής και λειτουργίας του έργου, εξήχθη δημοσίευση σε επιστημονικό συνέδριο της εποχής (δεν κατέστη δυνατό να βρεθεί) απο τον Διευθυντή του έργου κ. Παναγιώτη Φωτίου, η οποία επισυνάπτεται. Οσο αναφορά την λειτουργική του απόδοση, σε χαμηλή ισχύ η ηλιακή συγκέντρωση έφτανε το 90%. Σε υψηλότερη ισχύ η απόδοση έφτασε το 60%. Η θερμική ισχύς του συστήματος έφτασε τα 60 kW αντί του στόχου 110 kW. H χαμηλότερη αυτή απόδοση οφειλόταν στη γήρανση των καθρεφτών και την κακή ευθυγράμμιση κάποιων καθρεφτών. Περίπου το 2000, το πειραματικό πρόγραμμα ολοκληρώθηκε και οι εγκαταστάσεις εγκαταλήφθηκαν. Λεηλατήθηκε ο εξοπλισμός και αφαιρέθηκαν όλα τα μεταλλικά μέρη και σχεδόν όλοι οι καθρέφτες. Η επίσκεψη πραγματοποιήθηκε στις 27/8/2022 οπότε ελήφθησαν και οι φωτογραφίες.
Αν χρησιμοποιήσετε πληροφορίες και στοιχεία που περιέχονται στις ιστοσελίδες vidarchives.gr, vidaomada.gr, vida-omada.blogspot.com και στο συνοδευτικό χάρτη παρακαλούμε πολύ να χρησιμοποιήσετε τις ακόλουθες αναφορές:
ΓΙΑ ΓΕΝΙΚΗ ΑΝΑΦΟΡΑ
Βακαλοπούλου Μ., Δανιήλ Μ., Λαμπρόπουλος Χ., Φασουράκης Η. (επιμ.), 2017, Βιομηχανικά Δελτία Απογραφής (www.vidarchives.gr).
ΓΙΑ ΑΝΑΦΟΡΑ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΟΥ ΔΕΛΤΙΟΥ
Κωνσταντίνος Γκαράκης, ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΣ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΟΣ ΣΤΑΘΜΟΣ ΙΣΧΥΟΣ 35 KW, στο Βακαλοπούλου Μ., Δανιήλ Μ., Λαμπρόπουλος Χ.,
Φασουράκης Η. (επιμ.), 2017, Βιομηχανικά Δελτία Απογραφής (www.vidarchives.gr/reports/2022_08_2272).
Στείλτε μας σχόλια / παρατηρήσεις