Βόκας Γεώργιος, Αναστασιάδης Ανέστης, Κορακιανίτης Νικόλαος, Χριστοδούλου Χρήστος, Θεοδωράκης Αντώνιος
Το μάθημα έχει ως σκοπό να εξοικειώσει τον σπουδαστή με τις μεθόδους αξιοποίησης των
Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας που υπάρχουν αυτογενείς στο φυσικό περιβάλλον έτσι ώστε να
είναι σε θέση να εκτιμά τις σχετικές διαδικασίες από πλευράς τεχνικής, οικονομικής αλλά και
κοινωνικής, στο πλαίσιο της κατάρτισής του ως Ηλεκτρολόγου Μηχανικού Ανώτατης
Εκπαίδευσης.
Με την ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα διαθέτουν:
- Τη δυνατότητα να αναγνωρίζουν την ανάγκη χρήσης των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας και το ρόλο τους στις ενεργειακές απαιτήσεις της Ελλάδας και του υπόλοιπου Κόσμου.
- Τη γνώση της δομής και του τρόπου λειτουργίας των βασικών συστημάτων παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
- Ικανότητα ανάλυσης ηλιακών και αιολικών δεδομένων μιας συγκεκριμένης τοποθεσίας.
- Ικανότητα χωροθέτησης ενός φωτοβολταϊκού πάρκου με βέλτιστο τρόπο σε ένα χώρο.
- Γνώση των βημάτων χωροθέτησης ενός αιολικού πάρκου με βέλτιστο τρόπο σε ένα χώρο.
- Γνωρίζει όλους τους βασικούς υπολογισμούς για την παρουσίαση μιας ολοκληρωμένης μελέτης εφαρμογής ενός Φ/Β πάρκου.
- Γνωρίζει όλους τους βασικούς υπολογισμούς για την παρουσίαση μιας ολοκληρωμένης μελέτης εφαρμογής ενός αιολικού πάρκου.
- Χρησιμοποιεί εργαλεία για τον υπολογισμό της αναμενόμενης ηλεκτρικής ενέργειας και να γνωρίζει μεθοδολογίες βελτιστοποίησης αυτής.
- Τη δυνατότητα της σχεδίασης (διαστασιολόγησης) ενός μικρού αυτόνομου ενεργειακά φωτοβολταϊκού και αιολικού συστήματος.
- Τη γνώση των προϋποθέσεων ασφάλειας και λειτουργίας ενός αυτόνομου και ενός συνδεδεμένου με το δίκτυο συστήματος ανανεώσιμων πηγών.
- Τη γνώση της δομής, των λειτουργικών χαρακτηριστικών και τη δυνατότητα της σχεδίασης (διαστασιολόγησης) Υδροηλεκτρικών συστημάτων.
- Τη γνώση της δομής και των λειτουργικών ιδιοτήτων των γεωθερμικών αντλιών θέρμανσης.
- Τη γνώση της δομής, των λειτουργικών χαρακτηριστικών και τη δυνατότητα της σχεδίασης (διαστασιολόγησης) μονάδας βιομάζας.
- Τη γνώση της δομής, των λειτουργικών χαρακτηριστικών και τη δυνατότητα της σχεδίασης (διαστασιολόγησης) ηλιοθερμικών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
- Τη δυνατότητα της σύγκρισης των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων των διαφόρων τεχνολογιών των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
- Τη δυνατότητα να προτείνουν τη βέλτιστη τεχνολογικά λύση για μια συγκεκριμένη περίπτωση.
Το μάθημα αποσκοπεί στην καλλιέργεια των παρακάτω ικανοτήτων:
- Σχεδιασμός και διαχείριση έργων
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Αυτόνομη εργασία
- Ομαδική εργασία
- Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον
Περίγραμμα
Α. ΘΕΩΡΙΑ
Το αντικείμενο του θεωρητικού μέρους του μαθήματος αποτελείται από τις εξής ενότητες :
1η Ενότητα: Ορισμός, Προοπτικές, Οφέλη και Αναγκαιότητα των ΑΠΕ στην Ελλάδα και ΕΕ.
2η Ενότητα: Εισαγωγή στην Ηλιακή Ενέργεια, στην ηλιακή γεωμετρία, στα γεωφυσικά χαρακτηριστικά και στο αιολικό δυναμικό μιας περιοχής
3η Ενότητα: Φωτοβολταϊκό (ΦΒ) φαινόμενο, ΦΒ τεχνολογίες παραγωγής ενέργειας, αυτόνομα και συνδεδεμένα στο δίκτυο ΦΒ συστήματα. Χωροθέτηση και υπολογισμός ενεργειακής απολαβής ΦΒ πάρκων.
4η Ενότητα: Εισαγωγή την Αιολική Ενέργεια, τύποι Ανεμογεννητριών, χωροθέτηση και υπολογισμός ενεργειακής απολαβής αιολικών πάρκων.
5η Ενότητα: Εισαγωγή στη Υδροηλεκτρική Ενέργεια, μικρά υδροηλεκτρικά συστήματα, τεχνολογίες των υδροηλεκτρικών εργοστασίων. Χωροθέτηση και υπολογισμός
ενεργειακής απολαβής μικρού Υδροηλεκτρικού έργου.
6η Ενότητα: Γεωθερμική Ενέργεια, εισαγωγή στη γεωθερμία, γεωθερμικά πεδία, Γεωθερμικοί εναλλάκτες, μικρού βάθους γεωθερμικά συστήματα
7η Ενότητα: Βιομάζα, Εισαγωγή στη βιομάζα, προοπτικές και ωφέλη της βιομάζας, δυνατότητα εκμετάλλευσης, τεχνολογίες. Απορριμματογενής βιόμαζα και
απορριμματογενή καύσιμα
8η Ενότητα: Ηλιοθερμικές Εφαρμογές, Ηλιοθερμικά ενεργειακά συστήματα (οικιακά, κεντρικά), συστήματα παραγωγής ενέργειας, αποθήκευση θερμικής ενέργειας.
Β. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΜΕΡΟΣ
Το αντικείμενο του Εργαστηρίου αποτελείται από τις ακόλουθες ανεξάρτητες ενότητες :
1η Ενότητα: Ενημέρωση και εξοικείωση με το εργαστήριο και τον εξοπλισμό του – Κανονισμός του εργαστηρίου
2η Ενότητα: Επιβεβαίωση σχέσης ηλιακής ενέργειας και φωτοβολταϊκής απολαβής, σκίαση Φ/Β πανέλων, Μέτρηση I-V curve Φ/Β κυττάρου/πλαισίου.
3η Ενότητα: Μέτρηση σε πραγματικό χρόνο των ηλεκτρικών χαρακτηριστικών της φωτοβολταϊκού πλαισίου, ερμηνεία τεχνικών χαρακτηριστικών datasheets.
4η Ενότητα: Λήψη, επεξεργασία και αξιολόγηση πραγματικών δεδομένων από μετρήσεις σε φωτοβολταϊκό πάρκο.
5η Ενότητα: Μελέτη ανεμογενήτριας και καμπύλης ισχύος αυτής
6η Ενότητα: Μελέτη Fuel Cell και αποθήκευση ενέργειας σε υδρογόνο.
7η Ενότητα: Μελέτη μικρού υδροηλεκτρικού
8η Ενότητα: Μελέτη ηλιοθερμικού συστήματος.
9η Ενότητα: Μελέτη Γεωθερμίκού Εναλλάκτη
10η Ενότητα: Μελέτη αξιοποίησης της βιομάζας στην παραγωγή ενέργειας.