Στοιχεία Μαθήματος
Διδάσκων (Διδάσκοντες):
Μεταπτυχιακά Μαθήματα, Χειμερινό
Τύπος μαθήματος: Ειδίκευσης
Γλώσσα Διδασκαλίας: Αγγλικά/Ελληνικά
Κωδικός Μαθήματος: GCHM_C622
Μονάδες ECTS: 8
Διαθέσιμότητα μαθήματος σε φοιτητές Erasmus: Όχι
Σύνδεσμος URL Περιεχομένου Μαθήματος: https://eclass.upatras.gr/courses/CMNG2123/
Λεπτομέρειες 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 κυριότερες εφαρμογές 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 κυψελίδες (στοιχεία) καυσίμου
  9. Τις βασικές αρχές της ετερογενούς φωτοκατάλυσης και τους μηχανισμούς φωτοκαταλυτικών αντιδράσεων. Τη 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

 

Στο τέλος αυτού του μαθήματος οι φοιτητές θα έχουν περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες:

  1. Θα μπορούν να υπολογίζουν το ηλιακό και αιολικό δυναμικό σε μια περιοχή συγκεκριμένου γεωγραφικού πλάτους και μήκους
  2. Θα μπορούν να σχεδιάζουν τη λειτουργία φωτοβολταϊκού πάρκου οποιασδήποτε δυναμικότητας, να το διαστασιολογούν και να κάνουν εκτίμηση του κόστους και απόσβεσης της επένδυσης
  3. Θα μπορούν να σχεδιάζουν τη λειτουργία αιολικού πάρκου οποιασδήποτε δυναμικότητας, να το διαστασιολογούν και να κάνουν εκτίμηση του κόστους και απόσβεσης της επένδυσης
  4. Θα μπορούν μέσω της ανάλυσης του κύκλου ζωής των βιοκαυσίμων, την ανάλυση κόστους εγκατάστασης και λειτουργίας των διεργασιών να εκτιμούν τη βιωσιμότητα επιχειρηματικών σχεδίων παραγωγής ενέργειας από βιομάζα
  5. Θα μπορούν να κάνουν εκτίμηση της απόδοσης θερμικών ηλιακών συστημάτων και να υπολογίζουν τις δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας για θέρμανση/ψύξη
  6. Θα μπορεί να κάνουν εκτίμηση της απόδοσης παραγωγής ενέργειας από στοιχεία καυσίμων και παραγωγής υδρογόνου από ορυκτά και ανανεώσιμα καύσιμα
  7. Θα μπορούν να κάνει υπολογισμούς γεωθερμικών πεδίων και να εκτιμούν τις δυνατότητες εξοικονόμησης/ παραγωγής ενέργειας από αυτά τα πεδία
  8. Θα έχουν την δυνατότητα εκτίμησης της απόδοσης των φωτοκαταλυτικών αντιδράσεων μέσω κινητικών και θερμοδυναμικών παραμέτρων

 

Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Οι φοιτητές πρέπει όμως να έχουν βασική γνώση ισοζυγίων ενέργειας και τεχνο-οικονομικής ανάλυσης

  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. Δυνατότητα εφαρμογής φωτοκαταλυτικών μεθόδων στους τομείς της ενέργειας και της προστασίας του περιβάλλοντος.

 

  1. Bent Sorensen, "Renewable Energy", Elsevier Science & Technology (2010)
  2. Francis A. Domino (Editor), "Energy from solid waste: Recent Developments", Noyes Data Corporation, New Jersey, U.S.A. (1979)
  3. Fred C. Treble (Editor), "Generating electricity from the sun", Pergamon Press,New York, U.S.A. (1991)
  4. J.C. Mc Veigh, "Sun power (An introduction to the application of solar energy)", Pergamon Press, New York, U.S.A. (1977)
  5. G.T. Wrixon, A-M.E.Rooney, W.Palz, "Renewable Energy-2000", Springer-Verlag, Berlin, Germany (1993)
  6. D. Rutz & R. Janssen, "Biofuel Technology Handbook", WIP Renewable Energies, 2nd version, Munchen, Germany (2008)
  7. P. Quaak, H. Knoef, H. Stassen, "Energy from biomass: a review of combustion and gasification Technologies", The International Bank for Reconstruction and Development/THE WORLD BANK, Technical Paper 422, Washington D.C., U.S.A. (1999)
  8. Μ.Φυτίκας, Ν.Ανδρίτσος, " Γεωθερμία", Εκδ. Τζιόλα, Θεσσαλονίκη ( 2004)
  9. Ν. Ψαρράς, "Γεωθερμία και Κλιματισμός: Θεωρία και Πρακτικοί Κανόνες", Shape Τεχνικές Εκδόσεις Ε.Π.Ε., Αθήνα (2012)
  10. J. Larminie, A. Dicks, "Fuel cells explained", 2nd Ed., John Wiley & Sons Ltd., New York, U.S.A. (2003)
  11. D.I. Kondarides, “Photocatalysis”, in “Catalysis”, [Ed. Gabriele Centi], in Encyclopedia of Life Support Systems (EOLSS), Developed under the Auspices of the UNESCO, EOLSS Publishers, Oxford, UK, 2010. [http://www.eolss.net/outlinecomponents/Catalysis.aspx]
  12. D.I. Kondarides and X.E. Verykios, Chapter 15 – “Photocatalytic Production of Renewable Hydrogen”, in "The Role of Catalysis for the Sustainable Production of Bio-fuels and Bio-chemicals" (Ed. K.S. Triantafyllidis, A. Lappas and M. Stocker), Elsevier BV, 2013, pages 495-527.

 

  1. Παραδόσεις σε PowerPoint οι οποίες αναρτώνται στο  e-class προς διάθεση στους φοιτητές
  2. Επίλυση ασκήσεων από τους διδάσκοντες κατά τη διάρκεια των παραδόσεων

 

Τελική Εξέταση μαθήματος (100 % τελικού βαθμού)