ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Σκοπός του μαθήματος είναι η κατανόηση των βασικών αρχών που διέπεουν την παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Συγκεκριμένα θα παρουσιαστούν οικονομικά, τεχνικά και περιβαλλοντικά θέματα που αφορούν μορφές ενέργειας όπως: - η ηλιακή ενέργεια και τα φωτοβολταϊκά συστήματα - η αιολική, - η γεωθερμική, - η υδροηλεκτρική και - η ενέργεια από τη βιομάζα.

Στόχοι Μαθήματος

Στο τέλος του μαθήματος οι φοιτητές θα πρέπει να γνωρίζουν: 1. Τις βασικές μορφές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και τις σημαντικότερες τεχνολογίες εκμετάλλευσής τους 2. Τις βασικές έννοιες ηλιακής μηχανικής και αιολικού δυναμικού/ιδιοτήτων ανέμου 3. Τον τρόπο λειτουργίας των φωτοβολταϊκών πλαισίων, τις διαφορετικές τεχνολογίες φωτοβολταϊκών πλαισίων και τις σημαντικότερες ιδιότητές τους 4. Τον τρόπο λειτουργίας αναμογεννητριών, τα κυριότερα είδη τους και τις σημαντικότερες ιδιότητές τους 5. Το διαχωρισμό μεταξύ παθητικών και ενεργητικών θερμικών ηλιακών συστημάτων και τις κυριότερεςεφαρμογές τους σε συστήματα θέρμανσης/ψύξης και παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας 6. Τους κυριότερους τρόπους μετάδοσης θερμότητας στο εσωτερικό της γης. Τα διαφορετικά γεωθερμικά συστήματα και πεδία καθώς και τους τρόπους ανίχνευσής τους. Τις σημαντικότερες χρήσεις γεωθερμικής ενέργειας καθώς και τα τεχνικά προβλήματα εκμετάλλευσής της 7. Τις σημαντικότερες θερμικές διεργασίες παραγωγής ενέργειας από βιομάζα. Τις μεθόδους παραγωγής καυσίμων με βιολογικές διεργασίες και τον κύκλο ζωής των βιοκαυσίμων. Το κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας των διεργασιών αλλά και τις επιδράσεις στο περιβάλλον και την τοπική κοινωνία από τη λειτουργία των μονάδων 8. Τις κύριες μεθόδους παραγωγής υδρογόνου από ορυκτά καύσιμα και από ανανεώσιμες πρώτες ύλες. Βασικά στοιχεία για την παραγωγή ενέργειας με κυψέλες (στοιχεία) καυσίμου 9. Τις βασικές αρχές της ετερογενούς φωτοκατάλυσης και τους μηχανισμούς φωτοκαταλυτικών αντιδράσεων. Δυνατότητα εφαρμογής φωτοκαταλυτικών μεθόδων στους τομείς της ενέργειας και της προστασίας του περιβάλλοντος, με έμφαση στις διεργασίες παραγωγής υδρογόνου από τη διάσπαση του νερού και αποικοδόμησης ρύπων σε υγρά απόβλητα

Προαπαιτούμενες Γνώσεις

Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Οι φοιτητές πρέπει όμως να έχουν βασική γνώση ισοζυγίων 

Περιεχόμενα

1. Εισαγωγή στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και τις τεχνολογίες εκμετάλλευσής τους.Τρέχουσα κατάσταση στον ελληνικό, ευρωπαϊκό και παγκόσμιο χάρτη. 2. Ηλιακή μηχανική και ηλιακή ενέργεια. Βασικές εξισώσεις υπολογισμού πρόσπτωσης ηλιακής ακτινοβολίας σε οριζόντιο και κεκλιμένο επίπεδο. 3. Φωτοβολταϊκά συστήματα παραγωγής ενέργειας: Ημιαγωγοί, Φωτοβολταϊκά κελλιά και Φωτοβολταϊκά πλαίσια: Διαφορετικές Τεχνολογίες Φωτοβολταϊκών πλαισίων. Βασικές αρχές σχεδιασμού Φωτοβολταϊκών πάρκων και τεχνο-οικονομική ανάλυση. 4. Ενεργητικά και παθητικά ηλιακά συστήματα για παραγωγή ηλεκτρισμού, θέρμανση και ψύξη. Απλοί θερμοσσυσωρευτές έως ηλιακοί πύργοι. 5. Αιολικό δυναμικό και βασικές ιδιότητες ανέμου. Συστήματα παραγωγής μηχανικής και ηλεκτρικής ενέργειας από τον άνεμο, ανεμογεννήτριες. Βασικές αρχές σχεδιασμού αιολικών πάρκων και τεχνο- οικονομική ανάλυση. 6. Γεωθερμική ενέργεια: Εισαγωγή, ιστορική αναδρομή και εκδηλώσεις θερμότητας στην επιφάνεια της γης. Γεωλογικό υπόβαθρο, μετάδοση της θερμότητας και σχετικοί υπολογισμοί. Χαρακτηριστικά γεωθερμικών ρευστών. Τεχνικές αναζήτησης, έρευνας, εντοπισμού και παραγωγής γεωθερμικών ρευστών. Χρήσεις γεωθερμικής ενέργειας και τεχνικά προβλήματα κατά την αξιοποίηση της γεωθερμίας. 7. Ενέργεια από βιομάζα: Βασικές έννοιες - Θερμικές διεργασίες παραγωγής ενέργειας από βιομάζα. Παραγωγή καυσίμων με βιολογικές διεργασίες. Διεργασίες προεπεξεργασίας της βιομάζας για παραγωγή βιοκαυσίμων. Ανάλυση του κύκλου ζωής των βιοκαυσίμων, κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας των διεργασιών. Επιδράσεις στο περιβάλλον και την τοπική κοινωνία από τη λειτουργία των μονάδων. 8. Υδρογόνο και κυψελίδες καυσίμου: Παραγωγή υδρογόνου από ορυκτά καύσιμα. Παραγωγή υδρογόνου από ανανεώσιμες πρώτες ύλες. Παραγωγή ενέργειας με κυψελίδες (στοιχεία) καυσίμου. 9. Φωτοκαταλυτικές τεχνολογίες: Βασικές αρχές και μηχανισμοί της ετερογενούς φωτοκατάλυσης. Θερμοδυναμικές και κινητικές παράμετροι που καθορίζουν την απόδοση. Φωτοκαταλύτες και δυνατότητα εφαρμογής φωτοκαταλυτικών μεθόδων στους τομείς της ενέργειας και της προστασίας του περιβάλλοντος. Βασικές αρχές παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές με ιδιαίτερη έμφαση σε αυτές που έχουν εφαρμογή στην Ελλάδα: Ηλιακή, Αιολική, Βιομάζα, ΥΗΕ, Γεωθερμία, Υδρογόνο, Ηλεκτροχημική Ενέργεια, Φωτοκατάλυση   Εστιάζουμε  1.  Ηλιακή Ενέργεια ? Ενέργεια από ΦΒ ? Εγκαταστάσεις ΦΒ πάρκων.  2.  Αιολική Ενέργεια ? Μικρές ανεμογεννήτριες ? Αιολικά Πάρκα  3.  Κανόνες εξοικονόμησης ενέργειας και έννοια της αειοφορίας  4.  Οικονομικά δεδομένα και τρέχουσα κατάσταση σε Ελλάδα και παγκοσμίως