Η ιδέα να παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα από τα κύματα της θάλασσας απασχολεί μηχανικούς εδώ και περισσότερο από δύο αιώνες. Στην Ελλάδα, μία από τις πιο ενδιαφέρουσες προσπάθειες ήταν το σύστημα TRITON, που σχεδιάστηκε από τον Κωνσταντίνο Χατζηλάκο, βετεράνο πιλότο και εφευρέτη.
Το TRITON σχεδιάστηκε ώστε να αξιοποιεί την κατακόρυφη κίνηση των κυμάτων και να τη μετατρέπει σε περιστροφική κίνηση για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Δεν έμεινε μόνο σε ένα σχέδιο στο χαρτί: η τεχνολογία κατοχυρώθηκε με ευρεσιτεχνίες και δοκιμάστηκε τόσο σε πραγματικές θαλάσσιες συνθήκες όσο και σε εργαστηριακή κλίμακα.
Ποιος ήταν ο Κωνσταντίνος Χατζηλάκος;
Ο Κωνσταντίνος Χατζηλάκος γεννήθηκε στη Λάρισα το 1920 και κατατάχθηκε στη Σχολή Ικάρων το 1940.
Κατά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο υπηρέτησε ως μάχιμος πιλότος της Ελληνικής Βασιλικής Αεροπορίας και πραγματοποίησε περισσότερες από 200 πολεμικές αποστολές με αεροσκάφη Hurricane και Spitfire.
Μετά τη στρατιωτική του σταδιοδρομία εργάστηκε σε τεχνικές και βιομηχανικές θέσεις, μεταξύ άλλων στη Χαλυβουργική και αργότερα ως τεχνικός σύμβουλος της McDonnell Douglas.
Παράλληλα ασχολήθηκε με εφευρέσεις και τεχνικές εφαρμογές.
Ο Χατζηλάκος πέθανε στις 28 Νοεμβρίου 2022 σε ηλικία 102 ετών.
Πώς γεννήθηκε η ιδέα του TRITON;
Σύμφωνα με την αφήγηση του ίδιου, η ιδέα άρχισε να διαμορφώνεται τη δεκαετία του 1970, όταν παρατηρούσε τη συνεχή κίνηση των σκαφών από ακόμη και μικρούς κυματισμούς.
Το βασικό ερώτημα ήταν απλό: θα μπορούσε αυτή η συνεχής πάνω-κάτω κίνηση να μετατραπεί σε χρήσιμη ηλεκτρική ενέργεια;
Από αυτή την παρατήρηση προέκυψε σταδιακά ο σχεδιασμός μιας επάκτιας κυματογεννήτριας.
Πώς λειτουργεί η ελληνική κυματογεννήτρια;
Η βασική αρχή του TRITON είναι σχετικά απλή.
Ένας πλωτήρας ακολουθεί την κατακόρυφη κίνηση της επιφάνειας της θάλασσας καθώς περνούν τα κύματα.
Η κίνηση αυτή μεταφέρεται μέσω μηχανικού συστήματος σε έναν άξονα, όπου μετατρέπεται σε περιστροφική κίνηση.
Η περιστροφή μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για την κίνηση ηλεκτρογεννήτριας.
Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά του σχεδιασμού είναι ότι το μεγαλύτερο μέρος του μηχανικού εξοπλισμού μπορεί να βρίσκεται πάνω ή πολύ κοντά στην ακτή, αντί να λειτουργεί μόνιμα μέσα στη θάλασσα.
Η πατέντα κατοχυρώθηκε και στις ΗΠΑ
Ο Χατζηλάκος δεν περιορίστηκε στην περιγραφή της ιδέας.
Η πρώτη αμερικανική ευρεσιτεχνία του με τίτλο Wave-energy chain-driven power generator κατατέθηκε το 1999 και εγκρίθηκε το 2001.
Η τεχνική περιγραφή της πατέντας αναφέρει πλωτήρα που κινείται κατακόρυφα από τα κύματα και μηχανισμό που μετατρέπει αυτή την κίνηση σε περιστροφική ενέργεια για την ηλεκτρογεννήτρια.
Ακολούθησαν και άλλες αιτήσεις και κατοχυρώσεις σχετικές με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από θαλάσσια κύματα.
Το TRITON δοκιμάστηκε σε πραγματικές συνθήκες
Η τεχνολογία πέρασε και από στάδιο πειραματικών δοκιμών.
Σε ευρωπαϊκή καταγραφή τεχνολογιών γαλάζιας ενέργειας αναφέρεται ότι κατά την περίοδο 2002–2004 κατασκευάστηκαν τρεις μονάδες πλήρους κλίμακας και δοκιμάστηκαν σε πραγματικές θαλάσσιες συνθήκες.
Παράλληλα κατασκευάστηκαν πέντε μοντέλα κλίμακας 1:10, τα οποία δοκιμάστηκαν σε δεξαμενή κυματισμών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου.
Στις δοκιμές συμμετείχαν επίσης ερευνητές από το Queen’s University Belfast και το University College Cork.
Γιατί η επάκτια εγκατάσταση έχει ενδιαφέρον;
Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα των συστημάτων κυματικής ενέργειας είναι το εξαιρετικά απαιτητικό θαλάσσιο περιβάλλον.
Αλάτι, διάβρωση, μεγάλα κύματα και καταιγίδες μπορούν να προκαλέσουν σημαντική καταπόνηση στον εξοπλισμό.
Η βασική φιλοσοφία του TRITON ήταν να διατηρεί όσο το δυνατόν μεγαλύτερο μέρος του μηχανισμού πάνω στην ακτή ή πάνω σε υπάρχουσες λιμενικές κατασκευές.
Αυτό μπορεί θεωρητικά να προσφέρει ορισμένα πλεονεκτήματα:
- ευκολότερη πρόσβαση για συντήρηση,
- μικρότερη έκθεση κρίσιμων εξαρτημάτων στο θαλασσινό νερό,
- δυνατότητα εγκατάστασης σε προβλήτες ή κυματοθραύστες,
- ευκολότερη επισκευή σε σχέση με ορισμένες υπεράκτιες λύσεις.
Τα πραγματικά οικονομικά και ενεργειακά οφέλη, όμως, εξαρτώνται πάντα από το συγκεκριμένο σημείο εγκατάστασης, το ύψος και τη συχνότητα των κυμάτων, το κόστος κατασκευής και τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού.
Ήταν πραγματικά τόσο φθηνή η παραγωγή 1 MW;
Σε παλαιότερη συνέντευξή του, ο Χατζηλάκος είχε υπολογίσει ότι μια μονάδα ισχύος 1 MW θα μπορούσε να κοστίζει λιγότερο από 700.000 ευρώ και ακόμη λιγότερο σε μαζική παραγωγή.
Η συγκεκριμένη εκτίμηση ήταν πρόβλεψη του ίδιου για την τεχνολογία του εκείνη την εποχή.
Δεν πρέπει να συγκρίνεται άμεσα με το σημερινό κόστος ανεμογεννητριών ή φωτοβολταϊκών, καθώς οι τιμές, οι τεχνολογίες και το κόστος εγκατάστασης έχουν αλλάξει σημαντικά.
Επιπλέον, η ονομαστική ισχύς μιας εγκατάστασης δεν είναι το ίδιο με την πραγματική ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Τα κύματα μπορούν πράγματι να παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα;
Ναι. Η κυματική ενέργεια αποτελεί πραγματικό κλάδο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Η κίνηση των κυμάτων μπορεί να μετατραπεί σε μηχανική και στη συνέχεια σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω διαφορετικών τεχνολογιών.
Μέχρι σήμερα έχουν αναπτυχθεί δεκάδες διαφορετικά σχέδια: πλωτές συσκευές, επάκτια συστήματα, υποβρύχιες κατασκευές και συστήματα ταλαντευόμενης στήλης νερού.
Το μεγάλο ζητούμενο δεν είναι αν η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τα κύματα είναι δυνατή. Είναι αν μπορεί να γίνει σε μεγάλη κλίμακα με αξιοπιστία, ανταγωνιστικό κόστος και αντοχή για πολλά χρόνια στο δύσκολο θαλάσσιο περιβάλλον.
Η κυματική ενέργεια εξακολουθεί να εξελίσσεται
Η τεχνολογία κυματικής ενέργειας δεν έχει ακόμη αποκτήσει την εμπορική ωριμότητα που έχουν σήμερα τα φωτοβολταϊκά και οι ανεμογεννήτριες.
Νέα συστήματα συνεχίζουν να δοκιμάζονται διεθνώς, με στόχο μεγαλύτερη αντοχή, χαμηλότερο κόστος και αποτελεσματικότερη μετατροπή της ενέργειας των κυμάτων.
Το ελληνικό TRITON αποτελεί μία από τις τεχνολογικές προσπάθειες που αναπτύχθηκαν σε αυτό το πεδίο.
Η παρακαταθήκη του Κωνσταντίνου Χατζηλάκου
Η ιστορία του Χατζηλάκου έχει ενδιαφέρον όχι επειδή απέδειξε ότι βρέθηκε μια «μαγική» λύση για το ενεργειακό πρόβλημα, αλλά επειδή μια ελληνική ιδέα για την κυματική ενέργεια έφτασε από το σχέδιο σε κατοχυρωμένη πατέντα και σε πραγματικές δοκιμές.
Από τον πιλότο του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου στον μηχανικό και εφευρέτη, ο Κωνσταντίνος Χατζηλάκος συνέχισε να ασχολείται με την τεχνολογία για πολλές δεκαετίες.
Και το TRITON παραμένει ένα ενδιαφέρον κεφάλαιο στην ελληνική προσπάθεια αξιοποίησης μιας πηγής ενέργειας που βρίσκεται κυριολεκτικά γύρω από τη χώρα μας: των κυμάτων της θάλασσας.
