ΕΙΔΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

General

• Code: ΕΒ09Ε5
• Semester: 9th
• Study Level: Undergraduate
• Course type: Specialization
• Teaching and exams language: Ελληνικά
• The course is offered to Erasmus students
• Teaching Methods (Hours/Week): Διαλέξεις (3) / Ασκήσεις Πράξεις (1) / Σύνολο (4)
• ECTS Units: 5
• Prerequisite courses: (ΕΥ0601 ) ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ, (ΕΚ0801 ) ΘΕΡΜΑΝΣΗ – ΨΥΞΗ – ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ

Course Contents

• Βασικές Αρχές Ηλιακής Ακτινοβολίας και Γεωμετρίας. Εισαγωγή στα χαρακτηριστικά φάσματος της
ηλιακής ακτινοβολίας. Επίπτωση της σχετικής θέσης Ηλίου – Γης στην ένταση της ηλιακής
ακτινοβολίας. Είδη ηλιακής ακτινοβολίας (άμεση, διάχυτη, υποβάθρου). Τρόποι υπολογισμού των
διαφορετικών μορφών ηλιακής ενέργειας. Κύρια αέρια της ατμόσφαιρας και η σημασία τους.
Όργανα μέτρησης ηλιακής ακτινοβολίας και φασματικής της κατανομής.
• Βέλτιστη κλίση και προσανατολισμός επιφανειών για την εκμετάλλευση της ηλιακής ακτινοβολίας.
Τεχνικές για την μεγιστοποίηση – ελαχιστοποίηση της ηλιακής ενέργειας σε επιφάνειες διάφορων
προσανατολισμών για στιγμιαία, εποχική ή ετήσια χρήση.
• Μετατροπή Ηλιακής Ενέργειας απευθείας σε θερμική – Ηλιακοί Συλλέκτες χαμηλών και μέσων
θερμοκρασιών. Ηλιακές Λίμνες. Ηλιακοί Επίπεδοι Συλλέκτες. Ηλιακοί Συλλέκτες Κενού. Υλικά
κατασκευής συλλεκτών. Υπολογισμός στιγμιαίου βαθμού απόδοσης ηλιακών θερμικών συλλεκτών
(ISO9806-1). Συγκεντρωτικοί Συλλέκτες
• Συστήματα Ηλιακών Θερμικών Συστημάτων Χαμηλών και Μέσων Θερμοκρασιών. Ηλιακά Συστήματα
παραγωγής Ζεστού νερού χρήσης. Ηλιακά Συστήματα θέρμανσης χώρου και ζεστού νερού χρήσης
(Combi). Ηλιακά Συστήματα Κλιματισμού (Combi+). Αποθήκες θερμότητας
• Διαστασιολόγηση Ηλιακών Θερμικών Συστημάτων Χαμηλών και Μέσων Θερμοκρασιών. Η μέθοδος
των καμπύλων f. Εισαγωγή στην δυναμική διαστασιολόγηση ηλιακών θερμικών συστημάτων
(TRSNYS – SAM)
• Μετατροπή Ηλιακής Θερμικής Ενέργειας σε ηλεκτρική – Ηλιακοί Συλλέκτες υψηλών θερμοκρασιών.
Εισαγωγή στα συγκεντρωτικά συστήματα. Συστήματα κατόπτρων – σκάφης. Συστήματα Fresnel.
Συστήματα κεντρικού Πύργου. Ηλιακού Φούρνοι. Συστήματα Stirling.Συστήματα Rankine.
• Ηλιακά Θερμικά Συστήματα για βιομηχανικές/χημικές διεργασίες. Μετατροπή Ηλιακής Ενέργειας σε
ηλεκτρική – Φωτοβολταϊκή Μετατροπή. Εισαγωγή στη φυσική των ημιαγωγών. Δίοδος p-n.
Χαρακτηριστική καμπύλη ρεύματος – τάσης μιας επαφής p-n. Φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Ηλεκτρικά
χαρακτηριστικά φωτοβολταϊκού στοιχείου. Χαρακτηριστική καμπύλη ρεύματος-τάσης
φωτοβολταϊκού στοιχείου. Υλικά.
• Τεχνολογίες φωτοβολταϊκών κελιών. Επίδραση θερμοκρασίας στα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του
φωτοβολταϊκού στοιχείου. Τρόποι σύνδεσης φωτοβολταϊκών στοιχείων. Φωτοβολταϊκά πλαίσια –
ονομαστική ισχύς, – συνθήκες κανονικής λειτουργίας – απόδοση και παράγοντες που την επηρεάζουν
• Φωτοβολταϊκά Συστήματα. Φωτοβολταϊκά συστήματα, χαρακτηριστικά, κατηγορίες και σύνθεση.
Αυτόνομα συστήματα – κάλυψη ημερησίων ενεργειακών απαιτήσεων. Αποδοτικότητα συστοιχίας –
συντελεστής χρησιμοποίησης. Είδη Αναστροφέων. Αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας και διαχείριση
ισχύος φωτοβολταϊκών συστημάτων
• Ηλεκτρικοί συσσωρευτές και χαρακτηριστικά τους. Προσδιορισμός αυτόνομου συστήματος και
κόστος ενέργειας. Συστήματα παρακολούθησης του ήλιου
• Διαστασιολόγηση Φωτοβολταϊκών Συστημάτων. Δυναμική προσομοίωση φ/β συστημάτων (TRNSYS
– SAM – PVSOL)
• Οικονομική Ανάλυση Ηλιακών Συστημάτων – Καθαρά Παρούσα Αξία
• Περιβαλλοντική Ανάλυση Ηλιακών Συστημάτων – Ανάλυση Κύκλου Ζωής
• Ενσωμάτωση Ηλιακών Συστημάτων Μετατροπής Ενέργειας σε Κτίρια

Educational Goals

Σκοπός του μαθήματος είναι να εισάγει τον φοιτητή στις βασικές έννοιες …

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση:

• Να αναλύει την…
• Να περιγράφει τις…
• Να κατανοεί το…
• Να συγκρίνει τα…

General Skills

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με χρήση και των απαραίτητων
τεχνολογιών
• Λήψη αποφάσεων
• Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
• Αυτόνομη εργασία
• Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
• Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Teaching Methods

Παραδόσεις/ παρουσιάσεις (με χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή)
στην τάξη πρόσωπο με πρόσωπο.

Use of ICT means

Χρήση του Συστήματος Ηλεκτρονικής Εκπαίδευσης της
Πανεπιστημιούπολης Σερρών (https://elearning.cm.ihu.gr/)
– Επικοινωνία με τους φοιτητές μέσω e-mail.

Teaching Organization

Students Evaluation

Γραπτή τελική εξέταση που περιλαμβάνει:
• Επίλυση προβλημάτων Μηχανολόγου Μηχανικού σχετικών
με εφαρμοσμένα προβλήματα αξιοποίησης Ηλιακής
Ενέργειας .
• Ερωτήσεις σύντομης απάντησης σε προβλήματα που
απαιτούν κριτική ικανότητα
• Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας.

Ο τελικός βαθμός προκύπτει κατά 100% από την τελική εξέταση.
Η τελική εξέταση γίνεται στην Ελληνική Γλώσσα.
Οι φοιτητές βαθμολογούνται με βάση το εάν και κατά πόσον έχουν
απαντήσει σωστά στις Ερωτήσεις και έχουν επιλύσει σωστά τα
Προβλήματα.

Recommended Bibliography

• Duffie, J.A. and Beckman, W.A., 2013. Solar engineering of thermal processes. John Wiley & Sons
• Kalogirou, S.A., 2013. Solar energy engineering: processes and systems. Academic Press.
• Boyle, Godfrey ed. (2012). Renewable Energy: Power for a Sustainable Future (3rd ed.). Oxford:
Oxford University Press and Open University.
• P. Lynn, “Electricity from Sunlight, An introduction to Photovoltaics”, 2010, J. Wiley, First edition.
• T. Markvart, L. Castaner “Practical Handbook of Photovoltaics, Fundamentals and applications”
2003, Elsevier, First edition.
• Διονύσης Κ. Ασημακόπουλος, Γεώργιος Κ. Αραμπατζής, Αθανάσιος Αγγελής – Δημάκης, Αβραάμ
Καρταλίδης, Γεώργιος Τσιλιγκιρίδης, «Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας», Εκδόσεις Σοφία, 2015
• Κατσαπρακάκης, Δ., 2015. Σύνθεση ενεργειακών συστημάτων. [ηλεκτρ. βιβλ.] Αθήνα: Σύνδεσμος
Ελληνικών Ακαδημαϊκών Βιβλιοθηκών