Γιατί Ηλιακό;

Περιβαλλοντική εκπαίδευση 5^ου ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΝΙΚΑΙΑΣ

Το σχολείο μας διαθέτει από το 1997 φωτοβολταϊκό σύστημα στην ταράτσα του κτιρίου του. Το σύστημα αυτό ήταν πρωτοποριακό όταν τοποθετήθηκε αλλά σήμερα είναι παρωχημένο και η απόδοσή του είναι πολύ μικρή. Στόχος μας είναι η αντικατάσταση του παλαιού συστήματος
Η παρακάτω εργασία εκπονήθηκε στο σχολείο μας το 2002 και δίνει τα τότε στοιχεία για τη λειτουργία του.

Το φωτοβολταϊκό (Φ/Β) σύστημα, συνολικής ισχύος 4,5 KWp, περιλαμβάνει:

α) 2 συστοιχίες των 30 φωτοβολταϊκών πλαισίων (μονοκρυσταλλικού πυριτίου), ισχύος 75 Wp το καθένα, οι οποίες έχουν εγκατασταθεί στην οροφή του σχολικού κτιρίου. Ο προσανατολισμός τους είναι νότιος και η κλίσης τους 40º.

β) 6 αντιστροφείς που είναι συνδεδεμένοι με το δίκτυο της ΔΕΗ, ισχύος 850 W ο καθένας, τοποθετημένοι στην αίθουσα της Π.Ε.

γ) Καταμετρητή της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από το φωτοβολταϊκό σύστημα, τοποθετημένος και αυτός στην αίθουσα της Π.Ε

Όταν οι ενεργειακές ανάγκες του σχολικού κτιρίου είναι μεγαλύτερες από την ηλεκτρική ενέργεια, που παράγεται από το Φ/Β σύστημα, τότε αυτές καλύπτονται από το δίκτυο της ΔΕΗ, με το οποίο το σχολείο είναι προφανώς συνδεδεμένο. Όταν όμως οι ανάγκες αυτές είναι μικρότερες, τότε η επιπλέον παραγόμενη από το Φ/Β σύστημα ηλεκτρική ενέργεια, διοχετεύεται στο δίκτυο, με αποτέλεσμα ο μετρητής της ΔΕΗ να περιστρέφεται ανάποδα.

Η εγκατεστημένη μονάδα είχε σαν στόχο να καλύψει ένα ικανοποιητικό ποσοστό (50%) περίπου των αναγκών του 5ου Γυμνασίου Νίκαιας σε ηλεκτρική ενέργεια. Πρέπει όμως να επισημάνουμε ότι στο ίδιο κτίριο λειτουργούσε μέχρι και τον Οκτώβριο του 2001 και δεύτερο Γυμνάσιο σε διπλή βάρδια, με αποτέλεσμα τις αυξημένες ενεργειακές ανάγκες του κτιρίου, κυρίως λόγω της απογευματινής βάρδιας.

Η όλη εγκατάσταση στοίχισε 14 εκατομ δρχ και τα έξοδα αυτά καλύφτηκαν από το ΥΠΕΧΩΔΕ. Δεν έγινε βέβαια πρόβλεψη για εγκατάσταση μετρητικών οργάνων π.χ. έντασης ηλιακής ακτινοβολίας, θερμοκρασίας, έντασης ανέμου κλπ. Τα μόνα μετρούμενα μεγέθη λοιπόν, είναι η παραγόμενη από το Φ/Β σύστημα ηλεκτρική ενέργεια και η συνολικά καταναλισκόμενη ηλεκτρική ενέργεια από τη ΔΕΗ. Στα 5 περίπου χρόνια λειτουργίας του – ημερομηνία εγκατάστασης 02/06/1997 – το Φ/Β σύστημα δεν παρουσίασε κανένα σημαντικό πρόβλημα λειτουργίας. Οι μετρούμενες καταγραφές για το χρονικό διάστημα Ιούνιος 97 – Φλεβάρης 98, έχουν παρουσιαστεί στο περιοδικό «Για την Περιβαλλοντική Εκπαίδευση», περιοδική έκδοση της Π.Ε.ΕΚ.Π.Ε. [2]. Επίσης γίνεται ανταλλαγή των δεδομένων με «ηλιακά σχολεία» του Αμβούργου (Γερμανία).

Στην παρούσα εργασία θα παρουσιάσουμε συνοπτικά τα αποτελέσματα της λειτουργίας του Φ/Β συστήματος για τα 5 χρόνια λειτουργίας.

ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

Οι στόχοι που θέσαμε ήταν:

· Να κατανοήσουν οι μαθητές/τριες τις διαστάσεις του ενεργειακού προβλήματος, όπως και το πρόβλημα της ρύπανσης που προκαλείται από την παραγωγή και χρήση συμβατικών πηγών ενέργειας.

· Να γνωρίσουν και να εξοικειωθούν με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, ιδιαίτερα την ηλιακή και τα Φ/Β συστήματα.

· Να αναπτύξουν παρατηρητικότητα και κριτική σκέψη, να εξασκηθούν στην αναζήτηση πηγών πληροφόρησης, να αναπτύξουν δεξιότητες πειραμάτων και «ηλιακών» κατασκευών.

· Να ενθαρρυνθούν στην ερευνητική ομαδική εργασία.

· Να διαμορφώσουν θετικές στάσεις για τη χρήση ανανεώσιμων πηγών στο σχολείο, στην πόλη τους, καθώς και να αναπτύξουν θετική στάση στην αξιοποίηση Φ/Β συστημάτων.

· Να ευαισθητοποιηθούν και να αναλάβουν πρωτοβουλίες και δράσεις ατομικά και συλλογικά για την εξοικονόμηση ενέργειας στο σχολείο.

Για την επίτευξη των παραπάνω στόχων αξιοποιήσαμε μαθήματα του αναλυτικού προγράμματος, κυρίως όμως την εκπαιδευτική διαδικασία της Π.Ε. Πιο συγκεκριμένα έλαβαν χώρα οι παρακάτω δραστηριότητες:

Ø Επιτόπιες επισκέψεις στο φωτοβολταϊκό σύστημα όλων των μαθητών του σχολείου και σχετικές ενημερώσεις με χρήση διαφανειών και φυλλαδίων [3] στην αίθουσα της Π.Ε. με την ευθύνη των εκπαιδευτικών ΠΕ4 (Φυσικών Επιστημών) και της Τεχνολογίας.

Ø Ανάδειξη του ιδιαίτερου ρόλου των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) για την επίλυση του ενεργειακού προβλήματος μέσα από τα μαθήματα της Γεωγραφίας (Α΄ Γυμνασίου), Φυσικής (Β΄ Γυμνασίου) και Βιολογίας (Γ΄ Γυμνασίου). Παρακολούθηση σχετικών βιντεοταινιών του ΚΑΠΕ με θέμα τις ΑΠΕ και ειδικότερα την Ηλιακή Ενέργεια, στην αίθουσα της Σχολικής Βιβλιοθήκης.

Ø Ειδικότερα οι μαθητές που έπαιρναν μέρος στα προγράμματα Π.Ε., εργαζόμενοι σε ομάδες, ανέπτυξαν δραστηριότητες όπως:

α) Μετρήσεις της ενέργειας που παράγεται από το φωτοβολταϊκό σύστημα, όπως και της συνολικής ενέργειας που καταναλώνεται στο σχολείο και επεξεργασία των στοιχείων με διαγράμματα κάνοντας χρήση του Excel.

β) Πειράματα και κατασκευές με θέμα τις ΑΠΕ, Ηλιακή Ενέργεια και Φωτοβολταϊκά Συστήματα.

γ) Δραματοποιήσεις και ζωγραφιές σε τοίχους, με θέμα την ηλιακή ενέργεια.

δ) Συζητήσεις σε ολομέλεια για την ανάγκη εξοικονόμησης ενέργειας. Κατασκευή σχετικού κώδικα συμπεριφοράς στο σχολικό χώρο.

ε) Παρουσίαση των εργασιών τους στους συμμαθητές τους.

· Κατά τη διάρκεια της έρευνας τα παιδιά ανέπτυξαν τις παρακάτω δραστηριότητες:

1. Πού και πώς παράγεται η ηλεκτρική ενέργεια στην Ελλάδα σήμερα; (βιβλιογραφική έρευνα, κατασκευές, επίσκεψη στη ΔΕΗ, παρακολούθηση σχετικής βιντεοταινίας)

2. Περιβαλλοντικά προβλήματα που προκύπτουν από την παραγωγή και χρήση της ενέργειας. (βιβλιογραφική έρευνα, πειράματα, κατασκευή αφισών)

3. Ανανεώσιμες μορφές ενέργειας. (κατασκευές θερμοπίδακα, αιολικού γερανού, υδροστροβίλου, παρασκευή βιοκαυσίμου από πριονίδια – πειράματα – κατασκευή αφισών).

4. Τι είναι η ηλιακή ενέργεια και η ιστορική διαδρομή της αξιοποίησής της (βιβλιογραφική έρευνα, αναζήτηση στο Internet).

5. Τι αποθηκεύει καλύτερα την ηλιακή ενέργεια; (πείραμα)

6. Τι είναι ζεστό και τι δεν είναι; (Ποιο υλικό απορροφάει την ηλιακή ενέργεια περισσότερο – πείραμα).

7. «Ζεστά» και «κρύα» χρώματα (Ποιο χρώμα θα απορροφήσει περισσότερο την ηλιακή ενέργεια – πείραμα).

8. Δουλειές που κάνει ο ήλιος (κατασκευή πόστερ, ζωγραφική).

9. Συναντήστε τον ήλιο (θεατρικό σκετς).

10. Κατασκευές αεροθερμαντήρα, ηλιακού θερμοσίφωνα και ηλιακής ψηστιέρας.

11. Κατασκευές με μικρά Φ/Β ηλιακών ανεμόμυλων, ποδηλάτη, ελικοπτέρου και σιντριβανιού.

Στη διάρκεια της έρευνας τα παιδιά παρατήρησαν, κατέγραψαν, φωτογράφησαν, πήραν μετρήσεις, έκαναν υπολογισμούς και συγκρίσεις, ανέπτυξαν δεξιότητες μέσα από πειράματα και κατασκευές, ευαισθητοποιήθηκαν στη χρήση ανανεώσιμων πηγών και ιδιαίτερα της ηλιακής ενέργειας, απέκτησαν εμπειρίες και βιώματα.

Γενικότερες θετικές επιπτώσεις

· Το σχολείο μας έχει αρχίσει να καταγράφεται στην συνείδηση της τοπικής κοινωνίας σαν «ηλιακό σχολείο», ονομασία που εκδηλώνεται και στην ταμπέλα που είναι τοποθετημένη στην είσοδό του. Το «ηλιακό σχολείο» έχει λάβει δημοσιότητα και στα ΜΜΕ.

· Σαν «ηλιακό σχολείο» έχει δεχτεί επισκέψεις από άλλα 10 σχολεία της χώρας μας, επισκέψεις που συνοδεύονται από σχετική ενημέρωση και συζήτηση περί της αξιοποίησης των Φ/Β συστημάτων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

· Έχουμε πάρει μέρος σε τοπικές εκδηλώσεις, όπου παρουσιάσαμε τη δουλειά μας, όπως σε έκθεση βιβλίου που έγινε στην πόλη μας, σε ημερίδα του Δήμου με θέμα «Βιώσιμη ανάπτυξη και περιβάλλον», ενώ παρουσιάσαμε τη δουλειά μας και σε μαθητές άλλων σχολείων του Πειραιά. Με πρωτοβουλία του Συλλόγου Γονέων και Κηδεμόνων επίσης, πήραμε μέρος στο καρναβάλι του Δήμου Νίκαιας με θέμα «Ηλιακό σχολείο». Οι μαθητές ντυμένοι «ήλιοι» και συνοδευόμενοι από σχετικό άρμα με Φ/Β παρέλασαν στους κεντρικούς δρόμους της πόλης τους.

· Η εγκατάσταση του Φ/Β συστήματος και οι δραστηριότητες γύρω από αυτό είχαν σαν αποτέλεσμα την εγκατάσταση στην οροφή του κτιρίου μιας μικρής ανεμογεννήτριας με την οικονομική χορηγία του Δ. Νίκαιας. Τα στοιχεία της ανεμογεννήτριας είναι:

Τύπος: FM 910-3

Χώρα κατασκευής: Αγγλία, Βάρος: 10 Kgr, Εκκίνηση στα 2 μποφόρ, Πτερύγια 6.

Μεγίστη ισχύς: 200 W για ταχύτητα ανέμου 7 μποφόρ.

Τάση λειτουργίας: 12 V.

5. ΕΚΤΙΜΗΣΕΙΣ, ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ, ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ.

Τα οφέλη από τη λειτουργία Φ/Β συστήματος στο σχολείο είναι πολλαπλά:

· Οι μαθητές μας μπόρεσαν να εκτιμήσουν και να απολαύσουν το αποτέλεσμα της δικής τους επιτυχημένης δράσης.

· Οι νέοι μαθητές που έρχονται στο σχολείο, είναι δεδομένο ότι μπορούν από καλύτερη θέση και πιο άμεσα να ευαισθητοποιηθούν σε ενεργειακά θέματα.

· Η δράση του σχολείου μπορεί να αποτελέσει αφορμή για ευαισθητοποίηση όλων των σχολείων της περιοχής, σε θέματα εξοικονόμησης ενέργειας.

· Το σχολείο λειτουργεί ως παράδειγμα στην τοπική κοινωνία και μπορεί να συμβάλλει στην ευαισθητοποίηση και – μέσω της ενημέρωσης – στην ενεργοποίηση φορέων και πολιτών, με στόχο τοπικές εφαρμογές βιώσιμης ανάπτυξης.

· Υπάρχει μια κατ’ αρχήν θετική στάση των μαθητών σε ζητήματα εξοικονόμησης ενέργειας, αλλά μια πιθανή αλλαγή της συμπεριφοράς τους, απαιτεί μακροχρόνιες παρατηρήσεις και δεν μπορεί να ελεγχθεί προς το παρόν [4].

Η λειτουργία των Φ/Β συστημάτων στα σχολεία, μπορεί και πρέπει να αποτελέσει κίνητρο για μια γενικότερη ευαισθητοποίηση γύρω από το θέμα «εξοικονόμηση ενέργειας στο σχολείο», καθώς και για το σχεδιασμό και την υλοποίηση προγραμμάτων Π.Ε. Δίνεται επίσης η ευκαιρία για το άνοιγμα γενικότερων ζητημάτων, που έχουν σχέση με τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Ειδικότερα για το σχολείο μας, η παραπέρα ανάπτυξη πολλαπλών εκπαιδευτικών και επιστημονικών δραστηριοτήτων, θα αποτελέσει πολύτιμη εμπειρία για την εφαρμογή των φωτοβολταϊκών στη χώρα μας, δεδομένου ότι αξιοποιείται οροφή Δημόσιου Σχολικού Κτιρίου με μεγάλη επιφάνεια. Στην παραπάνω κατεύθυνση, θα συμβάλει σημαντικά και η βελτίωση της τεχνικής υποδομής του συστήματος (μέτρηση ηλιακής ακτινοβολίας, θερμοκρασίας, υγρασίας κ.ά.) ώστε να εκτιμηθεί το πώς οι παράγοντες αυτοί επηρεάζουν την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια από το Φ/Β σύστημα.

Οι προοπτικές αλλά και το χρέος του σχολείου μας, που είναι το πρώτο «ηλιακό σχολείο» στην Ελλάδα, είναι να αναπτύξει όλες τις δράσεις και τις πρακτικές που μπορεί, ώστε να συμβάλει αποτελεσματικά στην εφαρμογή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και να αποτελέσει παράδειγμα εφαρμογής αειφορικής ανάπτυξης στην Ελλάδα.