Πανεπιστήμιο Πειραιώς Τμ. Βιομηχανικής Διοίκησης & Τεχνολογίας + Περιγραφή Μαθήματος Τίτλος - Κωδικός Αριθμός του Μαθήματος : Ενεργειακές Τεχνολογίες& Περιβάλλον Επίπεδο - Τύπος του Μαθήματος : Προπτυχιακό (Υποχρεωτικό) Διαλέξεις Έτος Σπουδών - Εξάμηνο : 4 ο Ζ Αριθμός Ευρωπαϊκών Πιστωτικών Μονάδων : 5,5 (ECTS) Προαπαιτήσεις : - Γλώσσα Διδασκαλίας : Ελληνικά Διδάσκων Ι : Καθηγητής Δεδούσης Βασίλειος Επικοινωνία : Τηλ. 210 414 2320 e-mail: vdedo@unipi.gr Ώρες Γραφείου : Τρίτη 12:00-14:00 Διδάσκων ΙΙ : Επ. Καθηγητής Φλάμος Αλέξανδρος Επικοινωνία : Τηλ. 210 414 2460 e-mail: aflamos@unipi.gr Ώρες Γραφείου : Δευτέρα Παρασκευή, 12.00-21.00* *κατόπιν συνεννόησης μέσω e-mail Αντικείμενο του Μαθήματος : Το ενεργειακό σύστημα περιλαμβάνει το σύνολο των διατάξεων που μετατρέπουν τις πρωτογενείς πηγές ενέργειας σε άλλες μορφές ώστε να είναι δυνατή η μεταφορά, η αποθήκευση και τελικά η αξιοποίησή της από τον καταναλωτή, για την παραγωγή ωφέλιμου έργου. Τα σημαντικότερα στοιχεία ενός ενεργειακού συστήματος σχετίζονται με την υποδομή του, το μέγεθος και τη σύνθεση των επιμέρους τομέων του καθώς και το είδος και τη χρήση των διαφόρων ενεργειακών μορφών σε αυτό. Στο πλαίσιο του μαθήματος παρουσιάζεται η δομή του ενεργειακού συστήματος, οι παράμετροι οι οποίες επηρεάζουν την εξέλιξη του και βασικές προσεγγίσεις αξιολόγησης της «ποιότητας» του. Στόχοι του Μαθήματος: Στόχος του μαθήματος είναι η ανάπτυξη του κατάλληλου γνωστικού υποβάθρου, το οποίο θα επιτρέπει στους αποφοίτους του Τμήματος να: αναγνωρίζουν πιθανές ευκαιρίες της πράσινης οικονομίας (βελτίωση του βαθμού απόδοσης συμβατικών συστημάτων, αξιοποίηση ΑΠΕ, εργαλεία περιβαλλοντικής πολιτικής) τις αξιολογούν επιλέγουν τις καλύτερες δυνατές εναλλακτικές λύσεις για τις επιχειρήσεις και τους οργανισμούς στους οποίους δραστηριοποιούνται ανάλογα με την θέση τους στην επιχείρηση, να αναπτύσσουν τεκμηριωμένες εισηγήσεις ή να λαμβάνουν τεκμηριωμένες αποφάσεις αναφορικά με τα παραπάνω θέματα. Περιεχόμενα του Μαθήματος: Ενεργειακή Ανάλυση Συστημάτων. Παραγωγή και χρήσεις ενέργειας από ορυκτά καύσιμα, τεχνικά χαρακτηριστικά συστημάτων. Συμπαραγωγή. Τηλεθέρμανση. Ηλεκτρική Οικονομία. Βασικές παράμετροι τεχνολογιών αξιοποίησης Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ), αιολική ενέργεια, ηλιακή ενέργεια, υδρο-ενέργεια, βιοενέργεια, γεωθερμία, αξιοποίηση αποβλήτων.κρίσιμα περιβαλλοντικά ζητήματα, πολιτική περιορισμού εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου. Μελέτη περιπτώσεων. Συνιστώμενη Βιβλιογραφία: 1. Hodge, B., K., Alternative Energy Systems and Applications, John Wiley & Sons, 2010. Καθηγητής Δεδούσης Βασίλειος&Επ. Καθηγητής ΦλάμοςΑλέξανδρος 1
Πανεπιστήμιο Πειραιώς Τμ. Βιομηχανικής Διοίκησης & Τεχνολογίας 2. Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese, Renewable Energy, Technology, Economics and Environment. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007. 3. Shepherd W. and Shepherd D.W., Energy Studies, Imperial College Press, London, 1998. 4. Goldberg J., Energy, Environment & Development, Earthscan, U.K., 1996. 5. Eastop T.D. and Croft D.R., Energy Efficiency, Longman, U.K., 1996. 6. Schipper L. and Meyers S., Energy Efficiency and Human Activity, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1995. 7. Ιωάννης Κλεάνθη Καλδέλλης, Κοσμάς Αλεξάνδρου Καββαδίας, Υπολογιστικές εφαρμογές ήπιων μορφών ενέργειας, εκδόσεις Σταμούλη, 2005. 8. Λέφα Κ.Χ., Εισαγωγή στην τεχνολογία του Φυσικού Αερίου, Φοίβος, Αθήνα, 1994. 9. Φραγκόπουλος Χ.Α., Καρυδογιάννης Η.Π. και Καραλής Γ.Κ., Συμπαραγωγή Θερμότητας και Ηλεκτρισμού, ΕΛΚΕΠΑ, Αθήνα, 1994. 10. Rubin Edward, Introduction to Engineering & the Environment, McGraw-Hill, 2001. 11. Godfrey Boyle, Bob Everett and Janet Ramage, Energy Systems & Sustainability Power for a Sustainable Future, Oxford university press, 2004. 12. Βασίλειος Δ. Μπιτζιώνης, Δημήτριος Β. Μπιτζιώνης «Εναλλακτικές Μορφές Ενέργειας»,Εκδόσεις Τζιόλα, 2010. Βασικά Εγχειρίδια: Δ. Ασημακόπουλος, Γ. Αραμπατζής, Α. Αγγελής-Δημάκης, Α. Καρταλίδης& Γ. Τσιλιγκιρίδης, Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας - Δυναμικό & Τεχνολογίες, εκδόσεις Σοφία, Θεσσαλονίκη, 2015. Τσούτσος, Θ &Κανάκης, Ι., 2013 «Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας, Τεχνολογίες & Περιβάλλον», εκδόσεις Παπασωτηρίου, Αθήνα 2013. Σημειώσειςεισηγητών Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι: Τα γνωστικά αντικείμενα κάθε ενότητας παρουσιάζονται από τους διδάσκοντες στο πλαίσιο των διαλέξεων του μαθήματος με την υποστήριξη οπτικού υλικού (power point). Κατά την διάρκεια των διαλέξεων ενθαρρύνεται η συμμετοχή των φοιτητών προκειμένου να αυξάνεται το επίπεδο κατανόησης των εξεταζόμενων θεμάτων. Στο πλαίσιο αυτών των συζητήσεων πραγματοποιείται μελέτη περιπτώσεων και επίλυση ενδεικτικών ασκήσεων. Μέθοδοι Αξιολόγησης/Βαθμολόγησης: Βαθμολογία στις τελικές εξετάσεις και συμμετοχή σε προαιρετικές εργασίες. Παράρτημα- Περιεχόμενα Εβδομαδιαίου Προγράμματος Εβδομάδα Περιεχόμενα Μαθήματος 1 η Εισαγωγικές έννοιες. Αναφορά στις ενεργειακές πηγές, μορφές, μετατροπές και χρήσεις καθώς και στο ενεργειακό πρόβλημα -Ανάλυση αλληλεπιδράσεων (ενέργειας-οικονομίαςπεριβάλλοντος) καθώς και των ευκαιριώντης «πράσινης οικονομίας» 2 η Βασικές έννοιες, ορισμοί, και μονάδες μέτρησης για την ενεργειακή ανάλυση -Εισαγωγή στη τεχνική θερμοδυναμική και στην ενεργειακή ανάλυση των συστημάτων. Καθηγητής Δεδούσης Βασίλειος&Επ. Καθηγητής ΦλάμοςΑλέξανδρος 2
Πανεπιστήμιο Πειραιώς Τμ. Βιομηχανικής Διοίκησης & Τεχνολογίας 3 η Συμβατικά Συστήματα παραγωγής ενέργειας - Θερμικοί σταθμοί - Ορυκτά καύσιμα &περιβαλλοντικά προβλήματα 4 η Ανάλυση Συμβατικών Συστημάτων: Βελτίωση απόδοσης θερμικών σταθμών - Συμπαραγωγή - Συνδυασμένος κύκλος - Τηλεθέρμανση 5 η Ηλεκτρική Ενέργεια: Παραγωγή /Κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας - Ενεργειακό σύστημα Ελλάδος -Τεχνοοικονομικά στοιχεία ηλεκτρικού συστήματος 6 η Ηλιακή Ενέργεια: Κύρια χαρακτηριστικά - Χρήση Θερμικών και Φωτοβολταϊκών Συστημάτων 7 η Αιολική Ενέργεια: Κύρια χαρακτηριστικά -Τύποι ανεμογεννητριών και υπολογισμός δυναμικού 8 η Υδροενέργεια: Κύρια χαρακτηριστικά -Τύποι υδροστροβίλων και υπολογισμός δυναμικού 9 η Διαχείριση Ενέργειας: Ενεργειακή επιθεώρηση -Ενεργειακοί συντελεστές -Ισοζύγια ενέργειας - Διαγράμματα Sankey 10 η Ανάλυση Οικονομικών Στοιχείων Ενεργειακού Συστήματος: Τεχνοοικονομική Αξιολόγηση - Ανάλυση break even point -Προσδιορισμός σταθμισμένου κόστους ενέργειας 11 η Αξιολόγηση Ενεργειακών Επενδύσεων: Τεκμηρίωση απόφασης - Σύγκριση εναλλακτικών ενεργειακών επενδύσεων -Ανάλυση ευαισθησίας -Μελέτη περίπτωσης 12 η Χρηματοδότηση Ενεργειακών Έργων: Ανάλυση χρηματοροών -Χρηματοδότηση από τρίτους (TPF) - Τύποι συμβάσεων TPF -Μελέτη περίπτωσης 13 η Μελέτη Περιπτώσεων: Αιολικό Πάρκο -Εγκατάσταση Φωτοβολταϊκών -Ενεργειακή επιθεώρηση (βιομηχανία/ κτίρια κλπ.) Καθηγητής Δεδούσης Βασίλειος&Επ. Καθηγητής ΦλάμοςΑλέξανδρος 3
University of Piraeus Department of Industrial Management and Technology Course Description: Course - CourseID : Level - Type of course: Energy Technologies &Environment Undergraduate (Compulsory) Lectures Year of Study - Semester : 4 th G Specialization: - Number of credits allocated: ECTS: 5,5 (ECTS) Prerequisites: - Language of Instruction: Greek Name of lecturer I: ProfessorVassileiosDedoussis Contact Details : Office hours: Tel. 210 414 2320email: vdedo@unipi.gr Tuesday, 12:00-14:00 Name of lecturer II: Ass. Professor Alexander Flamos Contact Details : Tel. 210 414 2460email: aflamos@unipi.gr Office Hours: Monday Friday, 12:00-21:00* *upon request The energy system includes the infrastructure for the conversion of primary energy sources into energy forms that can be transferred, distributed, stored and utilized by the end used. The most important elements of an energy system relate with its infrastructure, size and structure of its subsectors as well as the type anduse of different energy forms in it. In the above framework, this course presents the structure of the energy system, the parameters that affect its evolution and basic approaches of evaluating its "quality". Objectives of the course: Aim of the course is to develop the appropriate knowledge base that will allow graduates to: identify potential opportunities of green economy (improvement of the efficiency of conventional systems, exploitation of renewable energy, energy policy instruments) evaluate them choose the best options for their companies and organizations developwell documented recommendations or take informed decisions (depending on their position) regarding the abovementioned issues. Course contents: Energy Analysis. Energy production and use of fossil fuels, systems specifications. Cogeneration. District heating. Electric Economy. Basic parameters of technologies that exploitrenewable Energy Sources (RES), wind energy, solar energy, hydro-energy, bioenergy, geothermal, waste energy. Critical environmental issues, greenhouse gas emissions mitigation policies.case studies. Suggested Reading: Course Description 1. Hodge, B., K., Alternative Energy Systems and Applications, John Wiley & Sons, 2010. 2. Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese, Renewable Energy, Technology, Economics and Environment. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007. 3. Shepherd W. and Shepherd DW, Energy Studies, Imperial College Press, London, 1998. Professor DedoussisVassileios& Assistant Professor Flamos Alexandros 4
University of Piraeus Department of Industrial Management and Technology 4. Goldberg J., Energy, Environment & Development, Earthscan, UK, 1996. 5. Eastop T.D. and Croft DR, Energy Efficiency, Longman, UK, 1996. 6. Schipper L. and Meyers S., Energy Efficiency and Human Activity, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1995. 7. John KleanthisKaldellis, Kosmas Alexander Kavadias, Computational applications of mild forms of energy, publications Stamoulis, 2005. 8. LefaK.Ch., Introduction to Technology of Natural Gas,Fivos, Athens, 1994. 9. FragopoulosCh.A.,KarydogiannisE.P. andkaralis and G.K., Combined Heat and Power Production, ELKEPA, Athens, 1994. 10. Rubin Edward, Introduction to Engineering & the Environment, McGraw-Hill, 2001. 11. Godfrey Boyle, Bob Everett and Janet Ramage, Energy Systems & Sustainability - Power for a Sustainable Future, Oxford university press, 2004. 12. Vasileios D. Bitzionis,Dimitrios B. Bitzionis "Alternative Energy Forms",Giola Publications, 2010. Textbookand supplementary material: Assimakopoulos, D., Arabatzis, G., Aggelis-Dimakis, A.,Kartalidis, A.&Tsiligiridis, G., Renewable Energy Sources, Sofia, 2015. Tsoutsos, Th&Kanakis, Ι. Renewable energy, Technologies & Environment, Papasotiriou Publications, 2013. Instructors notes Teaching methods: The subjects that each module covers are presented by the Instructors with the support of visualized material (power point). During the lectures, students are encouragedto raise questions and take positions in order to increase the level of interaction and understanding of the topics that are discussed/ studied.within these discussions case studies are presented and indicativeexercises are solved. Assessment Methods: Final examinations rating and participation in voluntary exercises. Appendix Weekly schedule of Course Contents Week Course Contents 1 Introductory concepts. Introductionto energy sources, forms, transformations and uses as well as to the energy problem - Analysis of interactions (among energy-economyenvironment) as well as analysis of the opportunities of the "green economy" 2 Basic concepts, definitions and units of measurement for energy analysis - Introduction to technical thermodynamics and energy systems analysis. 3 Conventional power generation systems - Thermal power stations - Fossil fuels and environmental problems 4 Analysis of Conventional Systems: Improvement of thermal stations efficiency Combined Heating & Power production - Combined cycle - District Heating 5 Electricity: Production / Consumption of electricity the Greek Energy System Professor DedoussisVassileios& Assistant Professor Flamos Alexandros 5
University of Piraeus Department of Industrial Management and Technology Technoeconomics of electricity system 6 Solar Energy: Key Features Use of Thermal and Photovoltaic Systems 7 Wind Energy: Key Features - Types of wind turbines and calculation of potential 8 Hydro energy: Key Features - Types of hydro turbines and calculation of potential 9 Energy Management: Energy audit Energy conversion factors - Energy balance Sankeygraphs 10 Analysis of Energy System Economics:RechnoeconomicAssessment Break even" point analysis Calculation of Levelised Cost od Energy (LCOE) 11 Evaluation of Energy Investments: Decision Documentation Comparison of alternative energy investments - Sensitivity analysis - Case study analysis 12 Financing Energy Projects: Cash flow analysis - Third party financing (TPF) - Types of TPF contracts - Case study analysis 13 Case Studies: Wind park - Installation of photovoltaics - Energy audit (industry / buildings etc.) Professor DedoussisVassileios& Assistant Professor Flamos Alexandros 6