Μαθήματα

ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Γενικά

Περιεχόμενα μαθήματος

Σκοπός μαθήματος: Η δυνατότητα να κατανοούν τα φαινόμενα που σχετίζονται με τις ανανεώσιμες
πηγές ενέργειας και με τη μετατροπή τους σε ωφέλιμο έργο. Ο υπολογισμός του δυναμικού των
ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Ο υπολογισμός των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τη χρήση των
ΑΠΕ.

Περιγραφή μαθήματος:
Το μάθημα υλοποιείται μέσα από διαλέξεις και ενεργητική συμμετοχή στην επίλυση προβλημάτων της
πράξης επί εργαστηριακών διατάξεων. Τα αντικείμενα που καλύπτονται είναι:
Γενικά για τις ΑΠΕ, δυνατότητες και όρια χρήσης των ΑΠΕ, κάλυψη των ενεργειακών αναγκών με ΑΠΕ,
προβλήματα και τρέχουσες προσπάθειες για την αξιοποίησή τους. Θεμελιώδη της αιολικής ενέργειας,
χαρακτηριστικά του ανέμου, οριακό στρώμα, η ενέργεια του ανέμου, ανεμολογικές μετρήσεις, όριο
Betz, τύποι ανεμογεννητριών (Α/Γ), βαθμός απόδοσης Α/Γ, κύρια τμήματα Α/Γ, αιολικά πάρκα, ανάλυση
δυνάμεων στα πτερύγια Α/Γ, αεροτομές, υπολογισμός ετήσιας παραγόμενης ενέργειας, οικονομική
συνιστώσα της αιολικής ενέργειας, θεμελιώδη της ηλιακής ενέργειας, ηλιακή ακτινοβολία, ηλιακή
σταθερά, χαρακτηριστικά της ηλιακής ακτινοβολίας έξω και μέσα στη γήινη ατμόσφαιρα, θέση και
κίνηση του ήλιου σε σχέση με παρατηρητή στην επιφάνεια της Γης, άμεση και διάχυτη ηλιακή
ακτινοβολία, τρόποι και όργανα μέτρησης, υπολογισμός της ηλιακής ακτινοβολίας, επίπεδοι ηλιακοί
συλλέκτες, αρχές λειτουργίας, ισοζύγια ενέργειας, χαρακτηριστικές απόδοσης, επιλεκτικές επιφάνειες,
συγκεντρωτικοί ηλιακοί συλλέκτες, βαθμοί απόδοσης, φωτοβολταϊκά στοιχεία (Φ/Β), χαρακτηριστικές
απόδοσης Φ/Β, τρόποι συνδεσμολογίας Φ/Β, βαθμοί απόδοσης, υδροηλεκτρικά, τύποι υδροηλεκτρικών
σταθμών παραγωγής ενέργειας, υπολογισμός παραγόμενης ενέργειας, βιομάζα, καύση, πυρόλυση,
αεριοποίηση, βιοκαύσιμα, μικρά υδροηλεκτρικά έργα, τύποι υδροστροβίλων, υπολογισμός
παραγόμενης ενέργειας από υδροηλεκτρικά, οικονομικά στοιχεία επενδύσεων ΑΠΕ.

Εργαστηριακές Ασκήσεις (ανά 3 εβδομάδες μαθημάτων):
Μέτρηση περιεχόμενης ενέργειας ρεύματος αέρα, στοιχεία λειτουργίας μικρής εργαστηριακής Α/Γ και
υπολογισμός του βαθμού απόδοσης, επίπτωση της γωνίας προσβολής των πτερυγίων στα
χαρακτηριστικά της Α/Γ, μέτρηση χαρακτηριστικών λειτουργίας Φ/Β στο εργαστήριο και στην ύπαιθρο,
μέτρηση της επίπτωσης σύνδεσης των Φ/Β, ισοζύγιο ενέργειας σε ηλιακούς συλλέκτες, επίσκεψη σε
εγκατάσταση παραγωγής ενέργειας από ΑΠΕ.

Μαθησιακοί Στόχοι

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα γνωρίζουν τα παρακάτω:

  1. Να υπολογίζουν την μεταβολή της ταχύτητας του ανέμου καθ’ ύψος.
  2. Να υπολογίζουν την ετήσια παραγωγή ενέργειας από ανεμογεννήτρια με γνωστή
    χαρακτηριστική ισχύος και σε τόπο με δεδομένη την κατανομή Weibull.
  3. Να γνωρίζουν για το όριο Betz και τους βαθμούς απόδοσης των Α/Γ.
  4. Να αντιλαμβάνονται τις μεταβολές της ταχύτητας του ανέμου ανάλογα με τη μορφολογία του
    εδάφους.
  5. Να υπολογίζουν τη θέση του ήλιου σε μια τοποθεσία και να γνωρίζουν τη σχετική ορολογία.
  6. Να υπολογίζουν την ενέργεια του ήλιου σε μια τοποθεσία.
  7. Να γνωρίζουν για την ηλιακή σταθερά.
  8. Να γνωρίζουν για την κίνηση της Γης/Ηλίου.
  9. Να υπολογίζουν την παραγόμενη ενέργεια από Φ/Β γνωρίζοντας την χαρακτηριστική απόδοσης του Φ/Β.
  10. Να γνωρίζουν τα σχετικά με τη βέλτιστη απόδοση των Φ/Β
  11. Να υπολογίζουν την παραγόμενη από επίπεδο συλλέκτη ενέργεια εφόσον γνωρίζουν τη
    χαρακτηριστική απόδοσης του συλλέκτη
  12. Να αντιλαμβάνονται την μετατροπή ενέργειας σε μικρά υδροηλεκτρικά συστήματα και τις παραμέτρους που την επηρεάζουν.
  13. Να γνωρίζουν τα περί οικολογικής παροχής.
  14. Να μπορούν να υπολογίσουν την παραγόμενη από μικρά υδροηλεκτρικά ετήσια ενέργεια
    με βάση τα χαρακτηριστικά του υδροηλεκτρικού.
  15. Να μπορούν να χειριστούν τις μετατροπές μονάδων.
  16. Να μπορούν να συνδυάσουν δημιουργικά τα παραπάνω.

Γενικές Ικανότητες

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων
τεχνολογιών
• Λήψη αποφάσεων
• Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
• Αυτόνομη εργασία
• Ομαδική εργασία
• Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
• Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον
• Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
• Τήρηση κανόνων ασφαλείας σε εργαστηριακούς χώρους

Μέθοδοι Διδασκαλίας

Πρόσωπο με πρόσωπο στην αίθουσα διδασκαλίας και σε ομάδες
εργασίας επί υλικοτεχνικού εξοπλισμού

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών

Χρήση του Συστήματος Ηλεκτρονικής Εκπαίδευσης της
Πανεπιστημιούπολης Σερρών (https://elearning.cm.ihu.gr/),
Επικοινωνία με τους φοιτητές μέσω email

Οργάνωση Διδασκαλίας

ΔραστηριότηταΦόρτος εργασίας εξαμήνου
Διαλέξεις156
Σύνολο156

Αξιολόγηση Φοιτητών

Τελική γραπτή εξέταση στην ύλη των Διαλέξεων με βαρύτητα 75%
στην τελική βαθμολογία, η οποία περιλαμβάνει:
• Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης
• Επίλυση Προβλημάτων
Η βαθμολογία του μέρους των Εργαστηριακών Ασκήσεων με
βαρύτητα 25 % καθορίζεται από
• Τη διεξαγωγή υπό επίβλεψη ασκήσεων πράξης
• Τελική γραπτή εξέταση για την πιστοποίηση της ικανότητας
των φοιτητών να επεξεργάζονται υπολογιστικά και γραφικά
πειραματικά δεδομένα

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

1. Solar Energy Thermal Processes, Duffie and Beckmann, 1976
2. The Wind Power Book, Jack Park, Cheshire Books, 1981
3. Wind Energy Explained, Manwell, McGowan, Rogers, Willey, 2003
4. Solar Energy Systems Design, W.B. Stine and R.W. Harrigan, John Wiley and Sons, Inc. 1985