Σκοπός του μαθήματος είναι να αποκτήσουν οι φοιτητές τις απαραίτητες γνώσεις για την κατανόηση του ρόλου των διαφόρων πηγών ενέργειας, των δυνατοτήτων παραγωγής χρήσιμης ενέργειας και της συμμετοχής τους στα ενεργειακά ισοζύγια. Η γνώση των βασικών χαρακτηριστικών των καυσίμων και η ειδικότερη μελέτη των ευρύτερα χρησιμοποιούμενων καυσίμων αναφορικά με τις ιδιότητές τους, την ασφάλεια προμήθειας και χρήσης τους και τις προοπτικές τους με τις αναπτυσσόμενες τεχνολογίες. Η γνώση όλων των πηγών ενέργειας με έμφαση στο δυναμικό, στη διαθεσιμότητα και στην ανανεωσιμότητά τους, και στις μετατροπές που απαιτούνται για την τελική χρήση τους, για την αξιολόγησή τους, ανάλυσή τους και κατάστρωση ενεργειακών ισοζυγίων σε διάφορα επίπεδα, από αυτό της απλής διεργασίας έως της ευρύτερης γεωγραφικής ενότητας (π.χ. παγκόσμιο ενεργειακό ισοζύγιο, εθνικό κ.λπ.).

Περιγραφή του μαθήματος

Θεωρητικό Μέρος Μαθήματος

Πηγές ενέργειας, διάκριση (συμβατικές, πρωτογενείς κ.λπ.), μετατροπές-βαθμός απόδοσης, συγκρίσεις με βάση τις δυνατότητες παραγωγής χρήσιμης ενέργειας. Καύσιμα – ιδιότητες (θερμογόνος δύναμη, θερμοκρασία αναφλέξεως κ.λπ.). Χημικές αντιδράσεις καύσης, - χαρακτηριστικά (θερμοκρασία φλόγας, περίσσεια αέρα, σημείο δρόσου καυσαερίων κ.λπ.). Στερεά καύσιμα. Γαιάνθρακες: Συστατικά, Ιδιότητες, Αποθέματα, Τύποι ανθράκων (τύρφη, λιγνίτης, πισσούχοι άνθρακες, ανθρακίτης), εφαρμογές-προβλήματα. Άλλα στερεά καύσιμα: ξύλο, πετρελαιοφόροι άμμοι, πισσούχοι σχιστόλιθοι, κώκ, ξυλάνθρακες, μπρικέτες, αστικά απορρίμματα, εναλλακτικά καύσιμα. Υγρά καύσιμα. Χαρακτηρισμός πετρελαίων, ιδιότητες- σύσταση, αποθέματα-προοπτικές. Κλασματική απόσταξη πετρελαίου. "ιεργασίες απλού διυλιστηρίου (διαχωρισμοί, γλύκανση, αναμόρφωση, υδρογονοαποθείωση) και σύνθετου διυλιστηρίου (θερμική/ καταλυτική / υδρογονο- πυρόλυση, ιξωδόλυση, αποπαραφίνωση). Προϊόντα πετρελαίου (υγραέρια, βενζίνες, κηροζίνη, πετρέλαιο ντίζελ, μαζούτ), ιδιότητες (τάση ατμών, αριθμός οκτανίου, αριθμός κετανίου κ.λπ.), εφαρμογές.. Αέρια καύσιμα. Φυσικό αέριο (παγκόσμια αποθέματα - προοπτικές, σύνθεση, ιδιότητες , βασικά στοιχεία διατάξεων χρήσης φυσικού αερίου – κανονισμοί, τεχνικά και ζητήματα ασφαλείας. Αέρια καύσιμα από άνθρακες: Φωταέριο, αέριο συνθέσεως, υδαταέριο, αέριο υψικαμίνων. Αέρια καύσιμα από πετρέλαιο: Ελαιαέριο, υγραέρια. Άλλα αέρια καύσιμα: Βιοαέριο, Υδρογόνο (παραγωγή, χρήσεις, ενεργειακή αξιολόγηση)-Κυψέλλες καυσίμων. Συγκρίσεις και εναλλαξιμότητα μεταξύ αερίων καυσίμων Πυρηνική ενέργεια. Πυρηνικές αντιδράσεις σχάσης, σύντηξης. "ιαθέσιμα πυρηνικά καύσιμα. Κύκλος πυρηνικού καυσίμου. Πυρηνικοί αντιδραστήρες. Παγκόσμια αποθέματα, προοπτικές. Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Προέλευση. "υναμικά. Προϋποθέσεις εκμετάλλευσης. Συντελεστής διαθεσιμότητας, συντελεστής φορτίου. Πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα. Παρούσα χρήση και προοπτικές. Ενεργειακά ισοζύγια σε επίπεδο διεργασίας, και σε κλίμακα γεωγραφικής ενότητας. Κατάστρωση ενεργειακών ισοζυγίων διεργασιών. Σταθερές και μεταβατικές καταστάσεις – Επίλυση. Εθνικά ενεργειακά ισοζύγια. Απεικόνιση / ερμηνεία. Ανάλυση ενεργειακού ισοζυγίου Ελλάδας, Ευρωπαϊκής Ένωσης, Παγκόσμιο.

Αναμενόμενα Μαθησιακά Αποτελέσματα

Μετά το τέλος του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι σε θέση :

• Να αξιολογούν τη χρήση των διαφόρων πηγών ενέργειας για την κάθε εφαρμογή, με βάση τα ιδιαίτερα τεχνικά χαρακτηριστικά της πηγής, και να τεκμηριώνουν τα σχετικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα χρήσης της.
• Να πραγματοποιούν βασικούς ενεργειακούς υπολογισμούς σχετικά με τις θερμογόνες δυνάμεις, τα στοιχεία καύσης, τις ενεργειακές καταναλώσεις, τις ενεργειακές μετατροπές.
• Να κατανοούν και να καταστρώνουν στοιχειώδη ενεργειακά ισοζύγια.

Βιβλιογραφία

Ελληνική:

1. Γελεγένης Ι., Αξαόπουλος Π., Πηγές Ενέργειας – Συμβατικές και Ανανεώσιμες, Σύγχρονη Εκδοτική, 2006
2. Μπαλαράς Κ., Αργυρίου Α., Καραγιάννης Φ., Συμβατικές και Ήπιες Μορφές Ενέργειας, ΤΕΚΔΟΤΙΚΗ, 2006
3. Κυριακόπουλος Γ. Τεχνολογία Καυσίμων - Η καύσις Θεωρία & Εφαρμογή, έκδοση Ε.Μ.Πολυτεχνείου, 1978

Ξενόγλωσση:

1. Shepherd W., Shepherd D., Energy Studies, 2nd ed. Imperial College Press, 2004
2. Smith H ENERGY Sources / Applications / Alternatives, The Goodheart-Willcox Company Inc, 1993
3. McMullan J., R. Morgan & R. Murray Energy Resources and Supply, John Wiley & Sons, 1976
4. Twidell J & T Weir Renewable Energy Resources, E & FN Spon, 1986
5. Boyle Godfrey (editor) Renewable Energy - Power for a Sustainable Future, Oxford in association with The Open University, 1996
6. Simon Ch., Alternative Energy – Political, Economic and Social Feasibility, Rowman & Litlefield Publishers Inc., 2007