Μαθήματα

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Γενικά

Περιεχόμενα μαθήματος

• Εισαγωγή: Είδη ΑΠΕ, η σημασία των ΑΠΕ για την οικονομία και το περιβάλλον, ανασκόπηση της Διεθνούς, Ευρωπαϊκής και Ελληνικής κατάστασης.
• Συστήματα κατανεμημένης παραγωγής (distributed generation), εξέλιξη και χρήση στο σύγχρονο πλέγμα παραγωγής, μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας.
• Ηλιακή Ενέργεια: βασικές έννοιες ποσοτικού προσδιορισμού ηλιακής ακτινοβολίας, το ηλιακό κελί (solar cell), Φ/Β πάνελ (χαρακτηριστικές λειτουργίας), βασικές εξισώσεις
• Αιολική ενέργεια: βασική περιγραφή, ποσοτικός προσδιορισμός, είδη και μέρη ανεμογεννητριών
• Υδροηλεκτρική ενέργεια: βασική περιγραφή, τύποι υδροστροβίλων και χαρακτηριστικά λειτουργίας
• Ενέργεια από βιομάζα: είδη βιομάζας, σύσταση και ενεργειακό περιεχόμενο.
• Αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας: βασικοί τύποι συσσωρευτών και χαρακτηριστικά αυτών, άλλα συστήματα αποθήκευσης (υπερ-πυκνωτές, σφόνδυλοι, αποθήκευση σε υπεραγώγιμα υλικά, συστήματα παραγωγής και χρήσης υδρογόνου).
• Συστήματα ηλεκτροπαραγωγής με φωτοβολταϊκά: σύνδεση συστοιχιών, συστήματα στήριξης, συστήματα διασύνδεσης (balance-of-system, BOS), σχεδίαση, παραδείγματα, εφαρμογές.
• Συστήματα ηλεκτροπαραγωγής με ανεμογεννήτριες: έδραση, συστήματα διασύνδεσης (balance-of-system, BOS), σχεδίαση, παραδείγματα, εφαρμογές.
• Συστήματα υδροηλεκτρικής ενέργειας: βασικά τμήματα ενός σταθμού παραγωγής, διασύνδεση συστημάτων, παραδείγματα
• Συστήματα ηλεκτροπαραγωγής με βιομάζα: βασικά τμήματα ενός σταθμού παραγωγής με βιομάζα, θερμοδυναμικοί κύκλοι, παραδείγματα.
• Συστήματα γεωθερμίας: βασικά τμήματα – παραδείγματα
• Συνδυασμός συστημάτων ΑΠΕ: αυτόνομα συστήματα παραγωγής, σχεδιασμός, παραδείγματα.

Μαθησιακοί Στόχοι

Το μάθημα αποσκοπεί στην παροχή βασικών πρακτικών γνώσεων αναφορικά με τις εφαρμογές Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ), καθώς αυτές σήμερα αποτελούν ένα ιδιαίτερα σημαντικό τμήμα της εξέλιξης της τεχνολογίας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, με βαρύνουσα σημασία λόγω της ανάπτυξης περιβαλλοντικά φιλικών συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας και συστημάτων κατανεμημένης παραγωγής (distributed generation). Επιπλέον, η εφαρμογή τους συναντάται σε όλο και μεγαλύτερο φάσμα βιομηχανικών μονάδων παραγωγής, με στόχο την εξοικονόμηση πόρων και τη μείωση του λειτουργικού κόστους και του περιβαλλοντικού αντίκτυπου (ή ισοδύναμα, ενίσχυσης του περιβαλλοντικού προφίλ ) μίας μονάδας.
To μάθημα πρόκειται να εστιάσει σε βασικές έννοιες συστημάτων ηλεκτροπαραγωγής με φωτοβολταϊκά συστήματα (Φ/Β), συστήματα ανεμογεννητριών (Α/Γ), υδροηλεκτρικά συστήματα, συστήματα χρήσης βιομάζας με ιδιαίτερη έμφαση σε αντικείμενα σχεδίασης, μελέτης και ελέγχου των συστημάτων αυτών.
Ως μάθημα επιλογής παρέχει στο μηχανικό παραγωγής και διοίκησης πολύτιμη εμπειρία και κατάρτιση όσον αφορά έναν αναπτυσσόμενο τομέα της τεχνολογίας συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, με συνεχώς αυξανόμενο επίπεδο διείσδυσης και πολλές εφαρμογές οι οποίες χρήζουν μελέτης, σχεδιασμού, λειτουργίας, επιτήρησης και συντήρησης από καλά καταρτισμένους μηχανικούς εφαρμογών. Η συνεπής κι επιτυχής παρακολούθηση του μαθήματος έχει ως προσδοκώμενο αποτέλεσμα να καταστήσει το φοιτητή/φοιτήτρια ικανό/ή για τα εξής:
α) να είναι σε θέση να γνωρίζει τη σημασία των συστημάτων ΑΠΕ στο περιβάλλον και την οικονομία
β) να έχει κατάρτιση όσον αφορά νέες εξελίξεις στα συστήματα παραγωγής και χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας και κατανεμημένης παραγωγής
γ) να γνωρίζει τα βασικά τμήματα μίας εγκατάστασης ηλεκτροπαραγωγής ΑΠΕ
δ) να είναι σε θέση να προβαίνει σε βασικό σχεδιασμό μίας εγκατάστασης ηλεκτροπαραγωγής ΑΠΕ

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, «Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας», ISBN: 978-960-418-852-9, Εκδόσεις Α. Τζιόλα και Υιοί ΑΕ
Β.Δ. Μπιτζιώνης, Δ.Β. Μπιτζιώνης, «Εναλλακτικές Μορφές Ενέργειας», ISBN: 978-960-418-309-8, Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί ΑΕ
Συμπληρωματική προτεινόμενη βιβλιογραφία:
Σ. Καπλάνης, «Ήπιες Μορφές Ενέργειας», Περιβάλλον και Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας, ISBN 960-411-429-8, Εκδόσεις Ίων
Τσούτσος Θ. Κανάκης Ι., «Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας: Τεχνολογίες και Περιβάλλον» , ΙSBN: 978-960-491-067-0, Εκδόσεις Παπασωτηρίου