Υδραυλική ενέργεια: Ο λευκός άνθρακας

Γράφει ο
Αθανάσιος Μπουρούνης

Υδραυλική και εν γένει υδροηλεκτρική ενέργεια, είναι η ενέργεια που αποταμιεύεται ως δυναμική ενέργεια , μέσα σε βαρυτικό πεδίο με τη συσσώρευση μεγάλων ποσοτήτων νερού σε υψομετρική διαφορά από τη συνέχιση της ροής του ελεύθερου νερού και αποδίδεται ως κινητική μέσω της υδατόπτωσης.
Η κινητική ενέργεια στη συνέχεια, μπορεί είτε να χρησιμοποιείται αυτούσια επιτόπου, είτε μετατρέπεται σε ηλεκτρική ή άλλες μορφές ενέργειας που την αποθηκεύουν, ώστε τελικά να μεταφέρεται σε μεγάλες αποστάσεις.
Η υδραυλική ενέργεια, η ενέργεια του νερού, ο λευκός άνθρακας όπως συνηθίζεται να λέγεται, είναι μια ανανεώσιμη, παραδοσιακή και αποκεντρωμένη πηγή ενέργειας, που υπηρέτησε και υπηρετεί πιστά τον άνθρωπο σε όλη τη διαδρομή της ανάπτυξή τους. Θεωρήθηκε ως το πιο σημαντικό βήμα στην εξέλιξη των μέσων που χρησιμοποιούν για παραγωγικούς σκοπούς.
Το 1/3 της ηλιακής ενέργειας που φτάνει στη γη, διοχετεύεται σε ένα έργο κολοσσιαίων και απέραντων συνεπειών για τον άνθρωπο. Εξατμίζει κάθε χρόνο 400.000 κυβικά χιλιόμετρα νερού από τις θάλασσες, τις λίμνες, τα ποτάμια και τους χειμάρρους. Π.χ. η Μεσόγειος Θάλασσα με την εξάτμιση του νερού χάνει περισσότερο απ’ όσο της δίνουν οι ποταμοί που εκβάλουν σ’ αυτήν και για να συμπληρώσει το κενό, δέχεται μέσο του Γιβραλτάρ ένα ισχυρό ρεύμα από τον Ατλαντικό.
Το μεγαλύτερο μέρος ξαναπέφτει στους ωκεανούς και  στη γη ως χιόνι, πάχνη, βροχή, χαλάζι και δροσιά. Πλάθει τη μορφολογία της γης και συγχρόνως δίνει τη δυνατότητα στον άνθρωπο να
εκμεταλλευτεί μια πολύτιμη πηγή ενέργειας.
H υδραυλική ενέργεια προέρχεται από την εκμετάλλευση της κίνησης του νερού, που δημιουργείται εξαιτίας της πτώσεις από κάποιο ύψος.
Με την ανακάλυψη του τροχού περίπου το 200 π.χ., αξιοποιείται η ενέργεια του νερού που σήμερα έχει εξελιχθεί στο σύγχρονο υδροστρόβιλο για την παραγωγή του ηλεκτρικού ρεύματος.
Στην Ελλάδα η εξέλιξη των μηχανισμών αξιοποίησης της υδραυλικής ενέργειας και η μετατροπή της σε περιστροφική κίνηση, χάνεται στα βάθη των αιώνων.
Ο νερόμυλος είναι η πρώτη μηχανή παραγωγής έργου που κατασκεύασε ο άνθρωπος με τη χρήση φυσικής, ήπιας και ανανεώσιμης πηγής ενέργειας.
Ο παλαιότερος γνωστός νερόμυλος αναφέρεται ως « υδραλέτης » από το Στράβωνα. Βρισκόταν κατά την παράδοση στα Κάβειρα, στο παλάτι του Μιθριδάτη ΣΤ’ του Ευπάτορα, βασιλιά του Πόντου, όπου το 64 π. χ. τον είδαν Ρωμαίοι κατακτητές.
Ένας από τους αρχαιότερους γνωστούς νερόμυλους της Ευρώπης, είναι της Αρχαίας Αγοράς στης Αθήνα, που δούλευε από το 450-580 μ.X.
Πολυάριθμοι υδραυλικοί τροχοί, νερόμυλοι, υδροτριβεία, κλωστοϋφαντουργεία και άλλοι μηχανισμοί υδροκίνησης, συνεχίζουν ακόμη και σήμερα να χρησιμοποιούν τη δύναμη του νερού, συμβάλλοντας σημαντικά στην πρόοδο της τοπικής οικονομίας πολλών περιοχών και μάλιστα με τρόπο απόλυτα φιλικό προς το περιβάλλον.
Στον υπόλοιπο κόσμο, η ιστορία των υδραυλικών έργων άρχισε στην Αγγλία στα μέσα του 19^ου αιώνα από ένα πιλοτικό πρόγραμμα του μηχανικού Γουίλιαμ Άρμστρονγκ.
Όμως η μεγάλη κλίμακα παραγωγής ενέργειας, άρχισε το 1911 με τα εγκαίνια του φράγματος Θίοντορ Ρούζβελτ στις ΗΠΑ, ένα φράγμα ύψους 85 μέτρων. Ακολούθησαν το φράγμα Χούβερ και άλλα πολλά. Το μεγαλύτερο τεχνικό έργο του 20^ου αιώνα, είναι το φράγμα στον ποταμό Παρανά στα σύνορα Παραγουάης – Βραζιλίας που εγκαινιάστηκε το 1984. Εκατομμύρια κυβικά νερού ρέουν με ταχύτητα μέσα από τους ταμιευτήρες (λόγω της διαφοράς του υψομέτρου) προς χαμηλότερες περιοχές πέφτοντας με δύναμη, περιστρέφοντας γιγάντιες τουρμπίνες  παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια.
Στις αρχές του 21^ου αιώνα τα σκήπτρα του μεγαλύτερου φράγματος τα παίρνει το φράγμα του Κίτρινου ποταμού στην Κίνα.
Ένα υδροηλεκτρικό έργο είναι ένα πολυβάθμιο έργο με πολλές επιμέρους συνιστώσες, που δε θεωρούνται ότι είναι ανεξάρτητα τοποθετημένες στο χώρο, αλλά συνιστούν ένα σύνολο υδραυλικών, υδρολογικών και εδαφολογικών παρεμβάσεων.
Οι μεγάλης κλίμακας υδροηλεκτρικές μονάδες απαιτούν τη δημιουργία μεγάλων φραγμάτων και τεράστιων δεξαμενών, με σημαντικές επιπτώσεις στο περιβάλλον.
Πρέπει να τονιστεί επίσης ότι ένας μικρός υδροηλεκτρικός σταθμός αποτελεί έργο απόλυτα συμβατό με το περιβάλλον και μπορεί να συμβάλει ακόμη και στη δημιουργία νέων υδροβιότοπων μικρής κλίμακας στις περιοχές των μικρό-ταμιευτήρων.
Λαμβάνοντας υπόψη τα σημαντικά «υδροενεργειακά προσόντα» της χώρας μας, θα μπορούσε να υποστηρίξει κανείς ότι η αξιοποίηση της υδραυλικής ενέργειας στην Ελλάδα και μάλιστα με τη λειτουργία μικρών υδροηλεκτρικών σταθμών παραγωγής ενέργειας, βρίσκεται στα πρώτα βήματά της, ενώ απέχει πολύ από ένα μελλοντικά πιθανό σημείο κορεσμού. Εκατοντάδες θέσεις, διάσπαρτες στην ελληνική επικράτεια, περιμένουν την εγκατάσταση κυρίως μικρών υδροηλεκτρικών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, εξέλιξη που θα εξασφάλιζε πραγματικά αποκεντρωμένη αξιοποίηση του τοπικού ενεργειακού ανανεώσιμου δυναμικού.
Στη χώρα  μας, όπου τα νερά δεν είναι άφθονα, λειτουργούν υδροηλεκτρικοί σταθμοί μικρότερης ισχύος. Σε πολλές υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις το νερό των ταμιευτήρων χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και στη συνέχεια το ίδιο το νερό αξιοποιείται για την ύδρευση κοντινών πόλεων καθώς και για άρδευση γεωργικών εκτάσεων.
Συνήθως οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί λειτουργούν μόνο μερικές ώρες της ημέρας, τις ώρες αιχμής όπως λέγονται, όταν δηλαδή χρειαζόμαστε πρόσθετη ηλεκτρική ενέργεια.
Τα μικρά υδροηλεκτρικά έργα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, παρουσιάζουν σημαντικά πλεονεκτήματα συγκριτικά με τα μεγάλα υδροηλεκτρικά έργα. Είναι επίσης πιο αποδεκτά, σε σχέση με τις άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Τα σπουδαιότερα πλεονεκτήματα των μικρών υδροηλεκτρικών έργων είναι:
-       Η αυτόνομη λειτουργία τους και η αξιοπιστία τους.
-       Η μεγάλη διάρκεια ζωής και η άριστη διαχρονική τους συμπεριφοράς.
-       Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας άριστης ποιότητας, χωρίς διακυμάνσεις και η δυνατότητα άμεσης σύνδεσης στο υπάρχον ηλεκτρικό δίκτυο της περιοχής.
-       Ο μικρός χρόνος απόσβεσης των αναγκαίων επενδύσεων, που οφείλεται στο πολύ χαμηλό κόστος συντήρησης και λειτουργείας των εγκαταστάσεων.
-       Η ταυτόχρονη ικανοποίηση και άλλων αναγκών χρήσης νερού ( ύδρευσης, άρδευσης ) και η φιλικότητα προς το περιβάλλον.
Οι πολύ υψηλοί βαθμοί απόδοσης των υδροστροβίλων, που μερικές φορές υπερβαίνουν και το 90%, καθώς και η πολύ μεγάλη διάρκεια ζωής των υδροηλεκτρικών έργων, που μπορεί να υπερβαίνει και τα 100 έτη, αποτελούν δύο χαρακτηριστικούς δείκτες ενεργειακής αποτελεσματικότητας και τεχνολογικής ωριμότητας των  υδροηλεκτρικών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Τέλος πρέπει να τονίσουμε ότι το σύνολο των επιμέρους συνιστωσών του υδροηλεκτρικού έργου είναι δυνατόν να ενταχθεί αισθητικά και λειτουργικά στα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος, αξιοποιώντας τα τοπικά υλικά σε συνδυασμό με την παραδοσιακή αρχιτεκτονική και αναβαθμίζοντας περιβαλλοντικά το γύρο χώρο.

Βιβλιογραφία – Ιστοσελίδες
1)    Χρήστος Ι. Κουτσούμπας (2006): Ήπιες μορφές ενέργειας. Ελληνικά Γράμματα.
2)    https://el.wikipedia.org/wiki/Υδραυλική _ενέργεια
3)    www.eres.gr/Kape/Kidsol/hydravlic/36.htm
4)    https://dime2.wordpress.com/υδραυλική - ενέργεια

-Ο κ. Αθανάσιος Μπουρούνης είναι Επίτιμος Δ/ντής Σχολικής Μονάδας Δ.Ε.