Tίτλος του μαθήματος

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας

Κωδικός αριθμός μαθήματος

EEC419

Τύπος του μαθήματος

Υποχρεωτικό

Επίπεδο του μαθήματος

Προπτυχιακό

Έτος σπουδών

Τέταρτο

Εξάμηνο

΄Εβδομο

Πιστωτικές μονάδες ECTS

5

Όνομα του διδάσκοντος/των διδασκόντων

Γ. Λευθεριώτης, Επ. καθηγητής

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα μπορεί να:

1.    Γνωρίζει τις διάφορες μορφές Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ), όπως ηλιακή, αιολική και υδροηλεκτρική ενέργεια, βιομάζα, γεωθερμία, καθώς και να γνωρίζει τη χωρική διασπορά τους και τη χρονική μεταβολή τους.

2.    Γνωρίζει τις βασικές αρχές λειτουργίας των διαφόρων συστημάτων αξιοποίησης των ΑΠΕ (ηλιακά θερμικά, φωτοβολταϊκά, αιολικά, υδροηλεκτρικά,  βιοκαύσιμα και γεωθερμικά συστήματα).

3.    Υπολογίζει το διαθέσιμο δυναμικό για κάθε πηγή ενέργειας.

4.    Υπολογίζει συντελεστές απόδοσης των διαφόρων συστημάτων αξιοποίησης των ΑΠΕ.

Δεξιότητες

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες

  1. Ικανότητα να επιδεικνύει γνώση και κατανόηση των ουσιωδών δεδομένων, εννοιών, αρχών και θεωριών που σχετίζονται με την εκμετάλλευση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. 
  2. Ικανότητα να εφαρμόζει αυτή τη γνώση και κατανόηση στη λύση ποιοτικών και ποσοτικών προβλημάτων.
  3. Ικανότητα να υιοθετεί και να εφαρμόζει μεθοδολογία στη λύση μη οικείων προβλημάτων.
  4. Δεξιότητες μελέτης που χρειάζονται για τη συνεχή επαγγελματική του ανάπτυξη.

Προαπαιτήσεις

Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Όμως καλό θα είναι οι φοιτητές να έχουν τουλάχιστον βασική γνώση κεφαλαίων της Γενικής Φυσικής όπως της Οπτικής, Θερμοδυναμικής και Ρευστομηχανικής.

Περιεχόμενα (ύλη) του μαθήματος

Μορφές ενέργειας. Ενεργειακές ανάγκες. Πηγές ενέργειας. Ενεργειακές μετατροπές. Ηλιακή ακτινοβολία. Αιολική ενέργεια. Γεωθερμία. Υδατοπτώσεις, παλίρροιες, κύματα. Άλλες ανανεώσιμες ή ήπιες ενεργειακές πηγές.  Πυρηνική ενέργεια.

Ηλιακή ενέργεια. Θερμική μετατροπή. Επίπεδοι συλλέκτες. Επιλεκτικές επιφάνειες. Συγκεντρωτικά συστήματα. Ηλιακές Λίμνες. Παθητικά ηλιακά συστήματα. Φωτοβολταϊκά στοιχεία. Φωτοηλεκτρική μετατροπή. Φωτογαλβανικά στοιχεία. Μετατροπή σε ηλεκτρική ενέργεια με ενδιάμεσο θερμικό μετασχηματισμό.

Αιολική Ενέργεια. Η φύση του ανέμου και η στατιστική περιγραφή του. Διαθέσιμη ισχύς του ανέμου. Τύποι αιολικών μηχανών. Απόδοση αιολικής μηχανής οριζόντιου άξονα και απώλειες. Χρήση των αιολικών μηχανών για ηλεκτροπαραγωγή. Ενεργειακοί υπολογισμοί-διαστασιολόγηση. Μέθοδοι ελέγχου των ανεμογεννητριών. Αιολικά πάρκα.

Υδροηλεκτρική Ενέργεια. Υπολογισμός του διαθέσιμου υδροδυναμικού. Καμπύλη διάρκειας παροχών. Μικροί υδροηλεκτρικοί σταθμοί. Τύποι υδροστροβίλων. Ενεργειακοί υπολογισμοί-διαστασιολόγηση.

Βιομάζα. Βιολογική μετατροπή και αποθήκευση ενέργειας. Τεχνολογίες ενεργειακών μετασχηματισμών της βιομάζας. Αποθήκευση θερμικής ενέργειας. Χημική αποθήκευση. Άλλες μέθοδοι αποθήκευσης ενέργειας.

Φυσική των μη συμβατικών πηγών ενέργειας. Εξοικονόμηση ενέργειας. Ηλεκτροχρωμικά υλικά. Το υδρογόνο ως καύσιμο. Fuel cells. Παραγωγή υδρογόνου. Ενεργειακά συστήματα. Οικονομική ανάλυση ενεργειακών συστημάτων. Μελλοντικές κατευθύνσεις στην ανάπτυξη ενεργειακών πηγών.

Συνιστώμενη βιβλιογραφία προς μελέτη

1) Π. Γιαννούλη, "Νέες Πηγές Ενέργειας", Πανεπιστημιακές εκδόσεις Παν/μίου Πατρών (6η έκδοση 2009).

2) J. A. Duffie and W. A. Beckman, "Solar Engineering of Thermal Processes".

3) J. Twidell and T. Weir, "Renewable Energy Resources".

4) J. F. Kreider and F. Kreith, "Solar Energy Handbook".

5) D. Le Gourieres: "Wind Power Plants. Theory and Design". 1982, Pergamon Press, ISBN: 0-08-029967-9.

6) R. Gash, J. Twele (Eds): "Wind Power Plants. Fundamentals, Design, Construction and Operation",  2002, Solarpraxis A.G., ISBN: 1-902916-37-9.

7) Δ. Παπαντώνης: «Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα», 2001, Εκδόσεις Συμεών, ISBN: 960-7888-23-5.

8) C. L. Martin, D.Y. Goswami (Ed): "Solar Energy Pocket Reference". 2005, ISES, ISBN: 978-1-84407-306-1.

9) D.Y. Goswami (Ed): "Wind Energy Pocket Reference". 2007, ISES, ISBN: 978-1-84407-539-3.

Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι

Παραδόσεις στον πίνακα και με χρήση διαφανειών και παρουσιάσεις με powerpoint, φροντιστήρια με υποδειγματική επίλυση προβλημάτων.

Μέθοδοι αξιολόγησης/βαθμολόγησης

Γραπτή εξέταση

Γλώσσα διδασκαλίας

Ελληνικά