Ο Αρχιμήδης ο Συρακούσιος (περ. 287 π.Χ. – περ. 212 π.Χ.) ήταν αρχαίος Έλληνας μαθηματικός, φυσικός, μηχανικός, εφευρέτης και αστρονόμος. Λίγες λεπτομέρειες από τη ζωή του είναι γνωστές, αλλά παρ’ όλα αυτά θεωρείται ένας από τους κορυφαίους επιστήμονες της κλασσικής αρχαιότητας λόγω της αξιοσημείωτης συνεισφοράς του στα παραπάνω επιστημονικά πεδία. Μία από τις πιο σημαντικές εφευρέσεις του Αρχιμήδη ήταν η κοχλιωτή έλικα του η οποία χρησίμευε στην ανύψωση νερού.
Ο μηχανισμός αυτός αποτελούταν από έναν κοχλία μικρού πάχους ο οποίος περιστρεφόταν χειροκίνητα εντός ενός κυλίνδρου. Ουσιαστικά, η έλικα του Αρχιμήδη είναι μία πρώιμη μορφή αντλίας η οποία σε ορισμένες περιπτώσεις χρησιμοποιείται ακόμη και σήμερα είτε για άντληση νερού είτε για ανύψωση στερεών υπό μορφή κόκκων όπως το σιτάρι (δείτε βίντεο εδώ).
Η έλικα του Αρχιμήδη, αν και στην συμβατική της χρήση είναι αντλία, μπορεί να δουλέψει και αντίστροφα, δηλαδή ως υδροστρόβιλος. Αυτό συμβαίνει όταν το νερό κινείται κατηφορικά διαμέσου του κυλίνδρου με αποτέλεσμα να περιστρέφει τον κοχλία ο οποίος με την σειρά του περιστρέφει έναν άξονα προσαρτημένο σε γεννήτρια. Με αυτόν τον τρόπο η έλικα-υδροστρόβιλος του Αρχιμήδη μπορεί να μετατρέψει την κινητική ενέργεια του νερού σε ηλεκτρική.
Ο υδροστρόβιλος του Αρχιμήδη συνιστάται να εγκατασταθεί σε υδατορεύματα με σχετικά ικανοποιητική παροχή (0.1 m3/s ~ 10 m3/s). Επίσης, ένας τέτοιος υδροστρόβιλος χρησιμοποιείται σε υδατορεύματα με πολύ μικρό ύψος πτώσης του νερού (1 m ~ 10 m) όπου η δυναμική ενέργεια του νερού είναι μικρή καθώς άλλοι τύποι υδροστρόβιλων δεν αποδίδουν σε ύψη πτώσης αυτής της τάξης μεγέθους. Η μέγιστη ηλεκτρική ισχύς που μπορεί να παράξει ένας τέτοιος υδροστρόβιλος στις ευνοϊκότερες συνθήκες είναι 500 kW.
Τα πλεονεκτήματα του υδροστρόβιλου του Αρχιμήδη είναι αρκετά, ορισμένα εκ των οποίων είναι τα εξής: Μικρό κόστος τεχνικών έργων, χαμηλό κόστος αρχικού κεφαλαίου, μεγάλη απόδοση λειτουργίας η οποία δεν επηρεάζεται σημαντικά από πτώση της παροχής και αύξηση της ποιότητας του νερού λόγω οξυγόνωσής του. Στον αντίποδα, μειονεκτήματα του υδροστρόβιλου αυτού είναι η μεγάλη τιμή της απαιτούμενης παροχής και η ετήσια εξάρτηση της που επιφέρει μείωση της παραγομένης ισχύος.
Τέλος, αξίζει να σημειωθεί ότι στην χώρα μας υπάρχουν πολλές θέσεις όπου ένας τέτοιος υδροστρόβιλος μπορεί να εγκατασταθεί και να αποφέρει σημαντικό οικονομικό όφελος στις τοπικές κοινωνίες παράγοντας ρεύμα χωρίς να μολύνει το περιβάλλον. Η Ελλάδα είναι προικισμένη από ήπιες πηγές ενέργειας (ηλιακή, αιολική, υδροηλεκτρική και γεωθερμία) τις οποίες οφείλουμε εν τέλει να αξιοποιήσουμε ώστε να καλύψουμε τις ενεργειακές και οικονομικές ανάγκες της χώρας μας προστατεύοντας ταυτόχρονα τον πλανήτη μας.
Findanis Lab 