Εισαγωγή στην Ενεργειακή Τεχνολογία Ι

Transcript

1 Γρηγόρης Παπαγιάννης Αν. Καθηγητής Κτίριο Δ -4 ος Όροφος -Γραφείο 6α Τηλ Γιώργος Ανδρέου Λέκτορας Κτίριο Δ -4 ος Όροφος -Γραφείο 8 Τηλ gandreou@auth.gr

2 Σκοπός του μαθήματος Να παρουσιάσει τα στοιχεία από τα οποία αποτελείται ένα σύγχρονο Σύστημα Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ). Να εξηγήσει τον τρόπο που αυτά λειτουργούν. Να εξετάσει τις σχέσεις που υπάρχουν ανάμεσα στις βασικές λειτουργικές παραμέτρους των στοιχείων αυτών. Να δείξει πως γίνεται η διαστασιολόγησηβασικών συσκευών και διατάξεων σε ένα ΣΗΕ 2

3 Περιεχόμενο του μαθήματος Ιστορική εξέλιξη των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ) Δομή και βασικές συνιστώσες ενός ΣΗΕ Σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, περιβάλλον. Διανεμημένη παραγωγή Σύγχρονες Γεννήτριες Μετασχηματιστές Ισχύος Επαγωγικοί ή ασύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες. 3

4 Περιεχόμενο του μαθήματος /2 Απελευθέρωση αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Αντιστάθμιση άεργης ισχύος, βελτίωση συνφ. Στοιχεία οικονομικής λειτουργίας ΣΗΕ. Κανονισμοί ηλεκτρικών εγκαταστάσεων καταναλωτών. Βασικά στοιχεία σχεδιασμού ηλεκτρικής εγκατάστασης ΧΤ. 4

5 Εισαγωγή στην Ενεργειακή Τεχνολογία Το υλικό του μαθήματος στο ethmmy Διαφάνειες από τις παραδόσεις (σε έγχρωμο και μονόχρωμο pdf) Εκφωνήσεις ασκήσεων Ανακοινώσεις, βαθμολογίες κλπ 5

6 Εισαγωγή στην Ενεργειακή Τεχνολογία Στα πλαίσια του μαθήματος θα διανεμηθούν τα παρακάτω συγγράμματα: Δ. Λαμπρίδης, Π. Ντοκόπουλος, Γ. Παπαγιάννης: Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας, Τόμος Α (περίπου 520 σελίδες) ή Γ. Γιαννακόπουλου, Ν. Βοβού Εισαγωγή στα Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας (περίπου 300 σελίδες) Και τα δυο θα διανέμονται από τον εκδοτικό οίκο ΖΗΤΗ. 6

7 Εισαγωγή στην Ενεργειακή Τεχνολογία Παράλληλα θα διανεμηθούν και πρόσθετες σημειώσεις για το κεφάλαιο των Ηλεκτρικών Κινητήρων. Οι σημειώσεις αυτές (περίπου 35 σελίδες) θα είναι διαθέσιμες ηλεκτρονικά από τον δικτυακό τόπο του μαθήματος στο ethmmy. (και ότι άλλο πιθανόν να προκύψει στο μεταξύ) 7

8 Εισαγωγή στην Ενεργειακή Τεχνολογία Οι εξετάσεις του μαθήματος είναι γραπτές Γίνονται σε 2 φάσεις: Θεωρία (4 μονάδες) χωρίς βοηθήματα. Ασκήσεις (6 μονάδες) με όλα τα βοηθήματα. Δεν επιτρέπονται ρήτρες, κοψίματα κλπ 8

9 Στατιστικά Εξετάσεων επιτυχόντες αποτυχόντες δεν προσήλθαν ΑΡΙΘΜΟΣ ΦΟΙΤΗΤΩΝ /05Ι 04/05Σ 05/06I 05/06Σ 06/07Σ 07/08I 07/08Σ 08/09I 08/09Σ 09/10I 09/10Σ 10/11I 10/11Σ 11/12Ι 11/12Σ ΠΕΡΙΟΔΟΣ

10 Στατιστική ανάλυση αποτελεσμάτων περιόδου Ιουνίου

11 Ιστορική Εξέλιξη των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας Πρώιμα πειράματα κυρίως με ΣΡ. Στα 1800 ο Α. Volta δημοσιεύει την περιγραφή μιας μπαταρίας αργύρου / ψευδαργύρου Οι Α. Ampereκαι Η. C. Oerstedκαταγράφουν τις μαγνητικές ιδιότητες του ηλεκτρικού ρεύματος O M. Faradayπαρουσιάζει τον δίσκο του Faraday την πρώτη ηλεκτρική γεννήτρια Παρουσιάζονται διάφορα συστήματα γεννητριών με μόνιμους μαγνήτες Ο W. vonsiemensπαρουσιάζει το δυναμό, μια γεννήτρια όπου το ίδιο το ρεύμα της δημιουργούσε το απαραίτητο μαγνητικό πεδίο. Westinghouse Co. έρευνα σε μετασχηματιστές 11

12 Ιστορική Εξέλιξη των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας Απλά συστήματα επίδειξης Ρ< 1ΗΡ, dc V Κατοχύρωση ευρεσιτεχνίας για τον ηλεκτρικό λαμπτήρα πυρακτωμένου νήματος (Τ. Edison ΗΠΑ). Πρώτη εμφάνιση συγκροτημένου ΣΗΕ σχεδόν ταυτόχρονα σε ΗΠΑ και Λονδίνο. ΗΠΑ PearlStr. 6 ατμοστρόβιλοι 400λάμπες Χ 83W, 110 V dc, υπόγεια χάλκινα καλώδια. Μ. ΒΡΕΤΤΑΝΙΑ Λονδίνο Holburn, 60 kw, 100 V dc ηλεκτροφωτισμός Κατοχύρωση πολλών ευρεσιτεχνιών. Ο Ν. Tesla κατοχυρώνει 7 ευρεσιτεχνίες ανάμεσα στις οποίες και ο κινητήρας acκαι η σύγχρονη γεννήτρια Διαμάχη μεταξύ dc και acμεταφοράς με τελική επικράτηση της acμεταφοράς με χρήση ΜΣ ισχύος. 12

13 Ιστορική Εξέλιξη των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας Συχνότητες από 25Hz 133 Hzκαι τελική επικράτηση των 60Hz στις ΗΠΑ και των 50Hz στην Ευρώπη LauffenΓερμανίας, ΗΥΣ 138 kw, μεταφορά σε απόσταση 175km με 3φ σύστημα στα 20kV Υποβρύχιο καλώδιο 60mi ν. Gotland ηπειρωτική Σουηδία, 100kV dc (HVDC). 13

14 Ιστορική Εξέλιξη των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας Στην Ελλάδα: 1889 Φωτίζεται το ιστορικό κέντρο της Αθήνας. Η«Γενική Εταιρία Εργοληψιών» αποκτά την πρώτη άδεια παραγωγής, και υποχρεώνεται από το νόμο να τοποθετεί τα καλώδια στους υπονόμους! 1907 Η Θεσσαλονίκη αποκτά ηλεκτροκίνητο τραμ. Οι Θεσσαλονικείς απολαμβάνουν τη νυκτερινή βόλτα με τα ηλεκτροφωτισμένα τραμ ανάμεσα στο Ντεπώ και στον Κήπο των Πριγκήπων. 14

15 Ιστορική Εξέλιξη των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας Στη Θεσσαλονίκη της μεγάλης πυρκαγιάς (Αύγουστος 1917) Η Ηλεκτρική Εταιρία Αθηνών Πειραιά (ΗΕΑΠ) του

16 Ιστορική Εξέλιξη των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας και οι.μηχανικοί της εποχής! και η...πατέντα της εποχής. Τροφοδοσία της πόλης με ac από πολεμικά πλοία το

17 Ιστορική Εξέλιξη των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας 17

18 Ιστορική Εξέλιξη των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας στην Ελλάδα: πόλεις >5000 κατοίκων ηλεκτροδοτούνται από την πολυεθνική Thomson Houston χρόνια μετά, 400 μικρές δημοτικές και ιδιωτικές εταιρίες παράγουν και διανέμουν "το ρεύμα". Ηλεκτροδοτούνται μόνο 823 από τους οικισμούς της χώρας Ίδρυση ΔΕΗ. Αναγκαστική εξαγορά ιδιωτικών εταιρειών. 18

19 Ιστορική Εξέλιξη των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας και οι πόλεις γεμίζουν με κολώνες και γραμμές εναέριες.. 19

20 Ιστορική Εξέλιξη των Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας και με νέες ειδικότητες ενεργειακών ηλεκτρολόγων Μηχανικών. Οι φωτογραφίες είναι σχεδόν όλες από το αρχείο του καλού συναδέλφου Γιάννη Σαλαπασίδη 20

21 Τι υπάρχει πίσω από την πρίζα? 21

22 Σταθμοί παραγωγής Σύστημα μεταφοράς ΥΤ Βιομηχανικοί πελάτες ΥΤ Σύστημα διανομής ΜΤ Διανομή ΧΤ Δομή ενός Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας

23 Δομή ενός Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας Μονάδες παραγωγής Σύστημα μεταφοράς υπερυψηλής τάσης Σύστημα διανομής ΜΤ και ΧΤ. Καταναλωτές 23