Μαθήματα

Ενεργειακά ηλεκτρονικά συστήματα & εξοικονόμηση ενέργειας

Γενικά

Περιεχόμενα μαθήματος

1. Εισαγωγή: ηλεκτρονική διαχείριση ενέργειας και συστήματα – εφαρμογές
2. Συστήματα μετατροπής ισχύος ηλεκτροκίνησης οχημάτων
3. Μετατροπείς πηγής ρεύματος – εφαρμογές
4. Διακοπτικά τροφοδοτικά ισχύος (switching mode power supplies)
5. Τεχνολογίες και χαρακτηριστικά UPS
6. Πολυεπίπεδοι μετατροπείς ισχύος (multilevel converters) – τεχνολογίες και εφαρμογές στη βιομηχανία
7. Ανάλυση χαρακτηριστικών ποιότητας ισχύος στις βιομηχανίες: διαταραχές τάσης, συχνότητας, θέματα αρμονικών
8. Τεχνολογίες φίλτρων αρμονικών – παθητικά και ενεργά φίλτρα σε βιομηχανικές εφαρμογές
9. Ηλεκτρονικός Έλεγχος αέργου ισχύος (TSC, static var compensators) συστημάτων παραγωγής
10. Επαγωγική θέρμανση (induction heating) – εφαρμογές σε συστήματα παραγωγής
11. Τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας: συμπαραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας
12. Τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας: συστήματα BMS
13. Τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας : Διαχείριση συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας

 

Μαθησιακοί Στόχοι

Το μάθημα αποσκοπεί στην παροχή βασικών πρακτικών γνώσεων αναφορικά με διάφορες εφαρμογές ηλεκτρονικών συστημάτων διαχείρισης και εξοικονόμησης ενέργειας σε παραγωγικές διεργασίες της βιομηχανίας. Τα συστήματα αυτά γνωρίζουν όλο και μεγαλύτερη ανάπτυξη και εφαρμογή σε βιομηχανίες έντασης ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας. Παράλληλα ο τομέας της εξοικονόμησης ενέργειας και σχετικών εφαρμογών στην παραγωγή, αποτελεί αντικείμενο βαρύνουσας σημασίας για τη λειτουργία των σύγχρονων βιομηχανιών καθώς η ενέργεια αποτελεί σημαντικό τμήμα (και σε κάποιες περιπτώσεις το σημαντικότερο) των καθημερινών λειτουργικών εξόδων τους και αντίστοιχα του κόστους παραγόμενων προϊόντων. Το μάθημα πρόκειται να εισάγει και να παρουσιάσει σύγχρονες πρακτικές διαχείρισης ηλεκτρικής ενέργειας στη βιομηχανία καθώς στοχευμένων παρεμβάσεων και επιλογών για τη βελτίωση και αποδοτικότερη χρήση της ενέργειας. Έτσι πρόκειται να αναπτυχθούν αντικείμενα που αφορούν την ηλεκτροκίνηση οχημάτων, μετατροπείς ηλεκτρικής ενέργειας ειδικών εφαρμογών, τροφοδοτικών ισχύος υψηλής απόδοσης, συστημάτων αδιάλειπτης παροχής ενέργειας, ποιότητας ισχύος και θεμάτων αρμονικών σε βιομηχανίες, τεχνολογίες ηλεκτρονικών φίλτρων, ηλεκτρονικού ελέγχου αέργου ισχύος, επαγωγικής θέρμανσης, συστημάτων συμπαραγωγής ηλεκτρισμού θερμότητας, συστημάτων BMS και αποδοτική διαχείριση συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας. Ως μάθημα επιλογής παρέχει στο νέο μηχανικό παραγωγής και διοίκησης πολύτιμη εμπειρία και κατάρτιση όσον αφορά έναν αναπτυσσόμενο τομέα της ηλεκτρονικής τεχνολογίας με εστίαση στη διαχείριση και εξοικονόμηση ενέργειας. Η συνεπής κι επιτυχής παρακολούθηση του μαθήματος έχει ως προσδοκώμενο αποτέλεσμα να καταστήσει το φοιτητή/φοιτήτρια ικανό/ή για τα εξής:
α) Να κατανοήσει τη σπουδαιότητα της ενέργειας και των συστημάτων διαχείρισης και εξοικονόμησης αυτής, ως βασική συνιστώσα κάθε παραγωγικής διεργασίας.
β) Να γνωρίζει τις νεότερες τεχνολογικές εξελίξεις αναφορικά με συστήματα που διαχειρίζονται αποδοτικά την ενέργεια προσφέροντας λύσεις στη βιομηχανία.
γ) Να είναι σε θέση να κατανοεί τα προβλήματα που δημιουργεί η μη αποδοτική χρήση της ενέργειας και να μπορεί να προτείνει, σχεδιάσει και μελετήσει εξειδικευμένες λύσεις.
δ) Να αξιολογεί βασικά τεχνοοικονομικά δεδομένα και αποτελέσματα συστημάτων διαχείρισης και εξοικονόμησης ενέργειας.

Γενικές Ικανότητες

Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη, αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών, προσαρμογή σε νέες καταστάσεις, λήψη αποφάσεων, αυτόνομη εργασία, ομαδική εργασία, εργασία σε διεθνές περιβάλλον, εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον, σχεδιασμός και διαχείριση έργων, προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης.

Μέθοδοι Διδασκαλίας

Θεωρητική από έδρας διδασκαλία με συζήτηση και ενεργή συμμετοχή των φοιτητών. Οι διαλέξεις του μαθήματος υποστηρίζονται από διαφάνειες παρουσίασης του συνόλου της εκπαιδευτικής ύλης, ενώ ο λευκός πίνακας χρησιμοποιείται: α) για την εμβάθυνση επιλεγμένων θεματικών ενοτήτων, β) για την προαγωγή της ενεργούς συμμετοχής των φοιτητών στη βήμα-προς-βήμα επίλυση προβλημάτων και παραδειγμάτων εφαρμογής

Αξιολόγηση Φοιτητών

Ο βαθμός του μαθήματος διαμορφώνεται από γραπτή τελική εξέταση.
Η γραπτή τελική εξέταση του θεωρητικού μέρους δύναται να περιλαμβάνει:
Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής,
Επίλυση προβλημάτων εφαρμογής των γνώσεων που αποκτήθηκαν,
Ερωτήσεις σύντομης απάντησης,
Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Συγγράμματα μέσω του συστήματος ΕΥΔΟΞΟΣ:
Ι. Κιοσκερίδης, «Ηλεκτρονικά Ισχύος», ISBN: 978-960-418-522-1, Εκδόσεις Α. Τζιόλα και Υιοί ΑΕ
Mohan, Undeland & Robbins, «Εισαγωγή στα Ηλεκτρονικά Ισχύος», ISBN 978-960-418-250-3, Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί ΑΕ
Σ. Μανιάς, «Ηλεκτρονικά Ισχύος», ISBN 978-960-9400-60-2, Εκδόσεις Καλαμαρά Έλλη
Συμπληρωματική προτεινόμενη βιβλιογραφία:
M.H. Rashid «Ηλεκτρονικά Ισχύος», ISBN 9789604117239, Εκδόσεις Ίων