Το ζήτημα της κατανάλωσης ενέργειας σε ασύρματα ad hoc δίκτυα αποτελεί ένα ερευνητικό πεδίο το οποίο έχει λάβει ιδιαίτερη προσοχή τα τελευταία χρόνια. Οι σταθμοί σε ένα ασύρματο ad hoc δίκτυο λειτουργούν επί το πλείστον με μπαταρίες με αποτέλεσμα η εξοικονόμηση ενέργειας στο δίκτυο να αποτελεί πρώτιστο στόχο για την βιωσιμότητα των σταθμών του δικτύου και την αξιόπιστη παραλαβή των πακέτων δεδομένων από τους παραλήπτες τους. Μέχρι σήμερα, έχουν αναπτυχθεί διάφορα ενεργό-αποδοτικά πρωτόκολλα τα οποία μπορούν να υιοθετηθούν σε ένα ασύρματο ad hoc δίκτυo. Τα πρωτόκολλα αυτά λειτουργούν σε διαφορετικό επίπεδο το καθένα (ελέγχου πρόσβασης στο μέσο, δικτύου, υψηλότερα). Η παρούσα εργασία συντάχθηκε με σκοπό την μελέτη αυτών των ενεργό-αποδοτικών πρωτοκόλλων που μπορούν να υιοθετηθούν σε ασύρματα ad hoc δίκτυα, την καταγραφή των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών κάθε πρωτοκόλλου καθώς και την ανάπτυξη ενός νέου πρωτοκόλλου ελέγχου της ισχύος μετάδοσης σε ασύρματα ad hoc δίκτυα με κύριο στόχο την περαιτέρω μείωση της κατανάλωσης ενέργειας στο δίκτυο με παράλληλη αύξηση του throughput του δικτύου. Συγκεκριμένα, στην παρούσα μελέτη, αναλύονται και παρουσιάζονται τα ακόλουθα ζητήματα. Στο Κεφάλαιο 1 παρουσιάζονται οι στόχοι της παρούσας εργασίας καθώς και η συνεισφορά της στο ζήτημα της κατανάλωσης ενέργειας στα ασύρματα ad hoc δίκτυα. Στο Κεφάλαιο 2 αρχικά πραγματοποιείται μία εισαγωγή στην αρχιτεκτονική των ασυρμάτων ad hoc δικτύων και ακολούθως παρουσιάζονται οι διάφορες κατηγορίες των ασυρμάτων ad hoc δικτύων, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στην 802.11 τεχνολογία και πρωτόκολλα. Στο Κεφάλαιο 3 παρουσιάζονται υπάρχοντα ενεργό-αποδοτικά πρωτόκολλα τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ασύρματα ad hoc δίκτυα. Τα πρωτόκολλα αυτά παρουσιάζονται ταξινομημένα ανάλογα με το επίπεδο στο οποίο το καθένα λειτουργεί (επίπεδο ελέγχου πρόσβασης στο μέσο, επίπεδο δικτύου, υψηλότερα επίπεδα). Στο Κεφάλαιο 4 περιγράφεται το προτεινόμενο MAC πρωτόκολλο ελέγχου της ισχύος μετάδοσης το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ασύρματα ad hoc δίκτυα. Παρουσιάζεται η λειτουργία του πρωτοκόλλου, περιγράφοντας το χαρακτηριστικό της αργής εκκίνησης που το προτεινόμενο πρωτόκολλο υιοθετεί για την μετάδοση των RTS πλαισίων, καθώς και τον CTS μηχανισμό που χρησιμοποιείται. Στο τέλος του κεφαλαίου, πραγματοποιείται μια σύγκριση της λειτουργίας του προτεινόμενου ενεργό-αποδοτικού πρωτοκόλλου με υπάρχοντα πρωτόκολλα MAC επιπέδου που παρουσιάστηκαν στο Κεφάλαιο 3. Στο Κεφάλαιο 5 πραγματοποιείται αξιολόγηση της απόδοσης του προτεινόμενου πρωτοκόλλου. Η αξιολόγηση της απόδοσης του προτεινόμενου πρωτοκόλλου πραγματοποιείται μέσω της εκτέλεσης πειραμάτων με την βοήθεια του εξομοιωτή δικτύων network simulator 2. Η αξιολόγηση του προτεινόμενου πρωτοκόλλου πραγματοποιείται ως προς διάφορες παραμέτρους – κατανάλωση ενέργειας στο δίκτυο, διασπορά της καταναλόμενης ενέργειας, μέση καθυστέρηση παραλαβής των πακέτων, throughput του δικτύου, πλήθος συγκρούσεων RTS πλαισίων, λόγος ληφθέντων προς απεσταλμένα πακέτα – έχοντας ως βάση το πρόβλημα της εκκένωσης των πακέτων στο δίκτυο και για την περίπτωση δύο διαφορετικών προσεγγίσεων. Μία στην οποία κάθε σταθμός χρησιμοποιεί στατική ισχύ για τις μεταδόσεις του και μία στην οποία κάθε σταθμός ρυθμίζει την ισχύ μετάδοσής του στην ελάχιστη απαιτούμενη τιμή για την ορθή παραλαβή των πακέτων από τους παραλήπτες τους. Τέλος στο Κεφάλαιο 6 παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την παρούσα εργασία καθώς και διάφορα ανοιχτά ζητήματα προς περαιτέρω έρευνα. / Power consumption at wireless ad hoc networks has received last years much attention. Mobile stations in a wireless ad hoc network operate in the most cases with batteries, so power conservation at the network is a major objective for the viability of the mobile stations of the network and the reliable delivery of packets to their destinations. Till today, various power-aware protocols have been developed for wireless ad hoc networks. Each one of these protocols operates at different layer (medium access control, network, higher layers). The main objectives of this study are the review of the power-aware protocols that can be used at wireless ad hoc networks, the detection of the special characteristics of each protocol, and the development of a new power control MAC-layer protocol for wireless ad hoc networks. The main objective of this new protocol is the farther reduction of the power consumption in the network, with parallel increment at network throughput. More specifically speaking, in this study, the following points are represented and analyzed: in Chapter 1 the various objectives of this study are represented as the contribution of the study in point of power consumption at wireless ad hoc networks. In Chapter 2, initially an introduction at the architecture of wireless ad hoc networks is performed, while afterwards the various categories of wireless ad hoc networks are represented, by emphasizing the 802.11 technology and protocols. In Chapter 3 various energy-aware protocols for wireless ad hoc networks are represented. These protocols are represented categorized by the layer at which every one operates (medium access control layer, network layer and higher layers). In Chapter 4 the proposed power control MAC protocol for mobile ad hoc networks is represented. The operation of the protocol is represented, by describing the slow start mechanism used for RTS frames transmissions, and the CTS mechanism used. At the end of Chapter 4, a comparison between the operation of the proposed power-aware protocol and previous MAC-layer power aware protocols is performed. In Chapter 5, the performance evaluation of the proposed protocol is performed. The performance evaluation of the proposed protocol was done via execution of experiments with network simulator 2. The performance parameters that were measured are: the power consumption in the network, the variance of the consumed energy, the average delay for packets delivery, the network throughput, the number of RTS frames collisions and the received-to-sent packets ratio. The performance of the proposed protocol was evaluated in the setting of the evacuation problem and for two different approaches. One in which every node uses static power for its transmissions and one in which every node adjusts its transmission power at the minimum required value for coherent reception of the packets from the recipients. Finally in Chapter 6 are represented the results that are derived from this study and various open issues for further investigation.

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, το διεθνές ενδιαφέρον για την φωτοβολταϊκή μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας αυξάνει συνεχώς. Έχει δοθεί ιδιαίτερη σημασία στην ανάπτυξη φωτοβολταϊκών συστημάτων για την σύνδεσή τους με το δίκτυο, έτσι ώστε να αξιοποιείται η ηλιακή ακτινοβολία για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με τον καλύτερο δυνατό τρόπο. Στην παρούσα εργασία γίνεται μελέτη των φωτοβολταϊκών συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και σκοπός αυτής είναι η κατασκευή ενός συστήματος μετατροπής συνεχούς τάσης σε εναλλασσόμενη για τη διασύνδεση μιας πηγής συνεχούς τάσης με το μονοφασικό δίκτυο. Το σύστημα αυτό αποτελείται από ένα ηλεκτρονικό μετατροπέα ισχύος διπλής βαθμίδας. Το πρώτο τμήμα είναι ένας μετατροπέας συνεχούς τάσης σε συνεχή τάση υψηλότερης τιμής. Συγκεκριμένα, ο μετατροπέας αυτός ανυψώνει την τάση του φωτοβολταϊκού συστήματος του Εργαστηρίου στα 400V. Στη συνέχεια υπάρχει το δεύτερο τμήμα, αποτελούμενο από το σύστημα μετατροπής συνεχούς τάσης σε εναλλασσόμενη, το οποίο μετατρέπει την εισερχόμενη συνεχή τάση των 400V σε εναλλασσόμενη τάση συχνότητας 50 Hz και ενεργού τιμής 220V. Η διπλωματική αυτή εργασία πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών, υπό την επίβλεψη του Ομότιμου Καθηγητή Δρ.-Μηχ. Αθανασίου Σαφάκα. Αρχικά, αναλύεται η αρχή λειτουργίας των ηλιακών κυττάρων και περιγράφονται οι υπάρχουσες τεχνολογίες τους. Έπειτα γίνεται αναφορά στα φωτοβολταϊκά συστήματα και τους τρόπους που μπορεί να χρησιμοποιηθούν, δηλαδή συνδεδεμένα με το δίκτυο ή αυτόνομα. Στη συνέχεια, αναφέρονται και αναλύονται διάφορες τεχνικές συγχρονισμού μετατροπέων με το μονοφασικό δίκτυο και τρόποι ρύθμισης της ενεργού και αέργου ισχύoς που παρέχεται από τις πηγές ενέργειας στο δίκτυο. Παρατίθενται στοιχεία του μετατροπέα συνεχούς τάσης σε συνεχή και γίνεται η μελέτη του μονοφασικού αντιστροφέα που πρόκειται να κατασκευαστεί. Επιπρόσθετα γίνεται προσομοίωση του συστήματός στο λογισμικό MATLAB/Simulink. Συγκρίνεται η λειτουργία του αντιστροφέα με τη μέθοδο παλμοδότησης SPWM (Ημιτονοειδής Διαμόρφωση του Εύρους Παλμών) με διπολική και μονοπολική τάση εξόδου και παρουσιάζονται αποτελέσματα της προσομοίωσης για παραλληλισμό του συστήματος με το δίκτυο και προσφορά ισχύος από πηγή συνεχούς τάσης προς το δίκτυο. Αναλύονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά του αντιστροφέα που κατασκευάστηκε, καθώς και ο τρόπος κατασκευής των απαραίτητων κυκλωμάτων για την οδήγηση του. Τέλος, παρατίθενται πειραματικά αποτελέσματα από τη λειτουργία του συστήματος. / During the last decades, the international interest in the photovoltaic conversion of solar radiation is increasing. Special attention has been given to the development of photovoltaic systems for their connection to the utility grid, in order to use solar radiation for electricity generation in the best possible way. In this diploma thesis, the photovoltaic power generation is studied and the purpose of this work is to construct a single phase grid connected dc/ac converter system in order to connect a dc voltage source to the grid. This system consists of a dual-stage electronic power converter. The first part is a dc-dc converter, which converts a source of direct current (dc) from one voltage level to another, with an output voltage greater than its input voltage. Specifically, the dc/dc converter increases the voltage of the photovoltaic system, which is installed on the laboratory, to 400V DC. The second part consists of a dc/ac inverter, which converts the incoming voltage of 400V DC to 220V AC at 50Hz. The work presented on this diploma thesis was carried out at the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion, Department of Electrical and Computer Engineering, University of Patras, under the supervision of Emeritus Professor Dr.-Ing. Athanasios Safacas. Initially, the working principle of solar cells is analysed and its current technologies are described. Then, reference is given to the photovoltaic systems and their applications, i.e. stand-alone PV systems and grid-connected PV systems. Next, reference and analysis are given to the various grid synchronization techniques for single phase inverter systems and control methods to regulate the active and reactive power supplied from sources of energy into the grid. Data are presented about the dc/dc converter and the study of the single-phase inverter to be constructed. Additionally, the system is simulated with MATLAB/Simulink software and the simulation results of the specific system are presented. A comparison of the operation of the inverter is made using sinusoidal pulse width modulation technique (“SPWM”) with bipolar and unipolar output voltage and simulation results of the grid connected converter system are presented. The technical characteristics of the constructed inverter and the design of its necessary integrated circuits are analysed. Finally, experimental results from the operation of the grid connected dc/ac inverter are presented.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και κατασκευή ενός τριφασικού αντιστροφέα και το συγχρονισμό-σύνδεση αυτού με το τριφασικό δίκτυο. Η εργασία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η μελέτη και η κατασκευή ενός τριφασικού αντιστροφέα, ο οποίος θα συνδεθεί με το τριφασικό δίκτυο και θα αποτελέσει μέρος ενός συστήματος με πηγή ενέργειας μία συστοιχία κυψελών καυσίμου (fuel cells) και ενός μετατροπέα ανύψωσης συνεχούς τάσης σε συνεχή, με διαδοχική αγωγή δύο παράλληλων κλάδων (interleaved boost converter). Η είσοδος του τριφασικού αντιστροφέα συνδέεται στην έξοδο του μετατροπέα ανύψωσης συνεχούς τάσης σε συνεχή, με διαδοχική αγωγή δύο παράλληλων κλάδων, ο οποίος τροφοδοτεί τον αντιστροφέα με σταθερή τάση 80 V. Στην έξοδο του αντιστροφέα πρόκειται να συνδεθεί ένα φίλτρο LC για την αποκοπή των υψίσυχνων σημάτων της τάσης και στη συνέχεια ένας τριφασικός μετασχηματιστής, ο οποίος προσφέρει γαλβανική απομόνωση και ανυψώνει την τάση στην επιθυμητή τιμή, που είναι και η τιμή της τάσης του δικτύου. Καταρχάς έγινε θεωρητική μελέτη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, του τριφασικού αντιστροφέα, του φίλτρου LC, του τριφασικού μετασχηματιστή, καθώς και μεθόδων συγχρονισμού με το δίκτυο. Επίσης έγινε μελέτη με το πρόγραμμα εξομοίωσης MATLAB/Simulink της διασύνδεσης του αντιστροφέα με το δίκτυο. Τέλος ακολούθησε η κατασκευή της διάταξης και η διεξαγωγή πλήθους πειραματικών δοκιμών. / The present diploma thesis deals with the design and manufacture of a three-phase inverter to synchronize and connect to the three-phase grid. This work was developed in the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion at the Department of Electrical Engineering and Computer Technology of the School of Engineering in the University of Patras, Greece. The purpose of this thesis is the design and manufacture of a three-phase inverter, which will be connected to the three-phase grid and will be part of a system with source of energy a fuel cell stack and an interleaved boost converter, with two parallel branches. The input of the three-phase inverter is connected to the output of the interleaved boost converter with two parallel branches, which feeds the inverter with a dc voltage of 80 V. The output of the inverter is connected to an LC filter, in order to cut off the high frequency voltage signals and subsequently a three-phase transformer, which provides galvanic isolation and lifts the voltage to the appropriate value, which is the voltage value of the grid. At first a theoretical study of the renewable sources of energy, the three-phase inverter, the LC filter, the three-phase transformer, as well as the methods of synchronization with the grid was made. Study was also made with the simulation program MATLAB/Simulink at the interface of the inverter to the grid. Finally the construction of the device followed and numerous experimental trials were conducted.

Η παρούσα διπλωματική εργασία, η οποία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών, πραγματεύεται την κατασκευή ενός επιβατηγού ανελκυστήρα σε μικρή κλίμακα. Σκοπός είναι η μελέτη και η κατασκευή της μικρογραφίας ενός ανελκυστήρα για την μεταφορά προσώπων, του οποίου η λειτουργία θα ελέγχεται μέσω τυπωμένου κυκλώματος. Αρχικά παρατίθεται μια σύντομη ανάλυση της ιστορίας των ανελκυστήρων, τα κυριότερα μέρη τους, των διαφόρων κατηγοριών που υπάρχουν αλλά και κάποιων βασικών στοιχείων τους. Στη συνέχεια, περιγράφεται η αρχή λειτουργίας των ασύγχρονων τριφασικών κινητήρων και παρουσιάζονται τα βασικά κατασκευαστικά χαρακτηριστικά και τα είδη αυτών. Ακολουθεί μια σύντομη περιγραφή του μικροεπεξεργαστή που χρησιμοποιήθηκε, καθώς και των δυνατοτήτων που προσφέρει. Το επόμενο βήμα είναι η ανάλυση της λογικής που θα ακολουθεί ο ανελκυστήρας κατά την λειτουργία του, η περιγραφή των εξαρτημάτων που χρησιμοποιήθηκαν για την υλοποίηση της παραπάνω λογικής αλλά και του τρόπου σύνδεση τους με τους ακροδέκτες των δυο μικροελεγκτών. Για την ευκολότερη υλοποίηση της λογικής που υιοθετήθηκε, σχεδιάστηκαν και κατασκευάστηκαν δύο τυπωμένα κυκλώματα. Το πρώτο ελέγχει όλα τα στοιχεία που υπάρχουν στο εσωτερικό του θαλάμου, ενώ το δεύτερο όσα βρίσκονται εξωτερικά και συγκεκριμένα τα μπουτόν κλήσης των ορόφων, τους αισθητήρες προσέγγισης και τα ρελέ που οδηγούν τον κινητήρα. Επιπλέον, γίνεται μια σύντομη αναφορά στο δίκτυο CAN το οποίο χρησιμοποιήθηκε για την επικοινωνία των τυπωμένων κυκλωμάτων που κατασκευάστηκαν. Επίσης, παρατίθονται τα πλήρη διαγράμματα ροής του κώδικα και τα σχέδια των τυπωμένων κυκλωμάτων. Τέλος, ακολουθούν τα συμπεράσματα από την λειτουργία της κατασκευής και τα σχόλια για μελλοντικές βελτιώσεις. / The purpose of this thesis is the construction of a passenger elevator in a small scale. The work was conducted in the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion, in the Department of Electrical and Computer Engineering at University of Patras. The main aim is the study and the construction of the miniature of an elevator for transporting persons, whose function will be controlled through printed circuit boards. Initially, there is a brief overview of the history and the main parts of elevators, along with the various categories in which they are divided. Secondly, the construction of three-phase asynchronous motors, their types and the principle of their operation are described. In addition, there is a short description of the microprocessor which is used and its capabilities, in order to facilitate the study and design of the structure. Furthermore, the logic of the elevator, the elements which are necessary to implement the above logic and how to connect them to the pins of the two microcontrollers are given. For easier implementation of the logic which was adopted, two printed circuits were designed and manufactured. The first circuit controls all the elements that exist inside the cabin, and the second controls the call buttons on every floor, the proximity sensors and the relays which drive the motor. Moreover, there is a brief reference to the CAN network which is used for the communication of the microcontrollers. The full flow chart of the code and the schematics of the printed-circuit boards are also provided. Finally, the conclusions that derive from the construction and the operation of the elevator are presented and future improvements concerning the construction are proposed.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιείται μελέτη της επίδρασης ενός συστήματος διασύνδεσης ανεμογεννήτριας με το δίκτυο μέσης τάσης, όσον αφορά την έγχυση αρμονικών από την ανεμογεννήτρια προς το δίκτυο. Η μελέτη περιλαμβάνει τη μοντελοποίηση κάθε τμήματος ενός δικτύου μέσης τάσης με πραγματικά στοιχεία που πάρθηκαν από τη ΔΕΗ. Επιπλέον, μοντελοποιείται μια ανεμογεννήτρια τύπου σύγχρονης μόνιμων μαγνητών, καθώς και όλοι οι ηλεκτρονικοί μετατροπείς ισχύος που απαιτούνται για τη διασύνδεση αυτής με το δίκτυο μέσης τάσης. Όλα τα επιμέρους μοντέλα διασυνδέονται μεταξύ τους ώστε να αποτελέσουν το συνολικό μοντέλο που περιλαμβάνει το δίκτυο μέσης τάσης με τις γραμμές μεταφοράς, τους μετασχηματιστές, τα φορτία και τους πυκνωτές αντιστάθμισης που διαθέτει και την ανεμογεννήτρια μαζί με τους μετατροπείς συνδεδεμένη σε ένα ζυγό του δικτύου. Από το μοντέλο αυτό εξάγεται το αρμονικό περιεχόμενο τόσο στο ζυγό της ανεμογεννήτριας όσο και σε διπλανούς ζυγούς και συγκρίνεται κάθε φορά με το πρότυπο IEC 61000-3-6 που θέτει τα όρια για την έγχυση αρμονικών στο δίκτυο μέσης τάσης. Αρχικά, γίνεται μια αναφορά στα πλεονεκτήματα της αιολικής ενέργειας έναντι των άλλων συμβατικών μορφών ενέργειας. Επιπλέον, αναφέρονται τα προβλήματα που δημιουργούνται από την παρουσία ανώτερων αρμονικών στο δίκτυο. Έπειτα, πραγματοποιείται θεωρητική ανάλυση κάθε τμήματος του δικτύου μέσης τάσης. Για κάθε τμήμα δημιουργείται, επίσης, ένα μοντέλο στο Matlab/Simulink που βασίζεται σε στοιχεία από τη ΔΕΗ και εξισώσεις που αφορούν το εκάστοτε τμήμα. Στη συνέχεια, αναλύεται και μοντελοποιείται στο Matlab/Simulink και κάθε τμήμα του συστήματος διασύνδεσης της ανεμογεννήτριας με το δίκτυο μέσης τάσης που περιλαμβάνει την ανεμογεννήτρια τύπου σύγχρονης μόνιμων μαγνητών, ανορθωτική διάταξη, μετατροπέα συνεχούς τάσης σε συνεχή, τριφασικό αντιστροφέα, φίλτρο και μετασχηματιστή. Για κάθε μετατροπέα αναλύεται και μοντελοποιείται και έλεγχος κλειστού βρόχου. Τέλος, τα επιμέρους μοντέλα συγκροτούνται σε ένα συνολικό μοντέλο. Μεταβάλλοντας το συντελεστή φόρτισης των μετασχηματιστών του δικτύου, το συντελεστή ισχύος και το πλήθος των ανεμογεννητριών που συνδέονται στον ίδιο ζυγό, εξάγεται το αρμονικό περιεχόμενο για διάφορους ζυγούς και ελέγχεται αν αυτό συμφωνεί με το πρότυπο IEC 61000-3-6. Επιπλέον, εξετάζεται το αρμονικό περιεχόμενο της τάσης, όταν ο ζυγός διασύνδεσης αλλάζει θέση μέσα στο υπό μελέτη δίκτυο, καθώς και όταν αλλάζει η ταχύτητα του ανέμου. / In the present diploma thesis a study of the effect of a wind turbine system interconnection with medium voltage grid is conducted, in terms of harmonic injection of the turbine to the grid. The study includes the modeling of each part of a medium voltage grid with actual data taken from the Public Power Corporation of Greece. Furthermore, a synchronous wind turbine with permanent magnets is modeled along with all the electronic power converters that are required for the interconnection with the medium voltage grid. All the individual models are connected together to form the overall model, including the medium voltage transmission lines, transformers, loads and their compensation capacitors, along with the wind turbine and the power converters. The wind turbine is connected in a bus of the medium voltage grid. Then, the harmonic content in both the bus of the wind turbine and in other buses of the grid is extracted and compared with the standard IEC 61000-3-6 that sets the limits for harmonic injection in medium voltage grid. Initially, the advantages of use of wind energy are mentioned compared to other conventional forms of energy. Furthermore, the problems caused by the presence of harmonics in the grid are discussed. A theoretical analysis of each section of the medium voltage grid is conducted. For each section, a model in Matlab / Simulink is also created, based on data from the Public Power Corporation of Greece and on equations related to each section. Then, every part of the system connecting the wind turbine to the medium voltage grid is analyzed and modeled in Matlab/Simulink. This system consists of a synchronous wind turbine with permanent magnets, DC-to-DC converter, three-phase inverter, filter and transformer. A closed loop control for each converter is also analyzed and modeled. Finally, the aforementioned models are built up into one single model. By varying the load factor of the grid transformers, the power factor and the number of wind turbines connected to the same bus, the harmonic content of various buses is extracted and checked if it complies with the standard IEC 61000-3-6. Moreover, the harmonic content of the voltage is calculated, when the system of wind turbine changes position in the present medium voltage grid, as well as when the wind speed is changed.

Τα τελευταία χρόνια κυριαρχεί στο χώρο της γενωμικής έρευνας η τεχνολογία των μικροσυστοιχιών, η οποία επέτρεψε την ποσοτική μέτρηση της έκφρασης χιλιάδων γονιδίων ταυτόχρονα. Παρόλο που τα δεδομένα έκφρασης των γονιδίων μπορεί να εμπεριέχουν θόρυβο και να μην είναι πλήρως αντικειμενικά, εντούτοις περιγράφουν την έκφραση όλου του γονιδιώματος ενός οργανισμού, κάτι το οποίο δεν ήταν εφικτό τις προηγούμενες δεκαετίες. Επίσης ένα άλλο είδος δεδομένων που συνέβαλλε δραστικά στην κατανόηση των δυναμικών διεργασιών του κυττάρου ήταν τα δεδομένα πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων (πρωτεΐνη-πρωτεΐνη). Μεγάλης κλίμακας τεχνικές όπως το διυβριδικό σύστημα του σακχαρομύκητα και η φασματομετρία μάζας καθαρισμένων πρωτεϊνικών συμπλόκων παρήγαγαν μεγάλη ποσότητα πληροφορίας για τις σχέσεις μεταξύ των γονιδιακών προϊόντων. Επίσης και αυτό το είδος δεδομένων χαρακτηρίζεται από πολλές αναληθείς αλληλεπιδράσεις και στην εργασία αυτή χρησιμοποιούνται οι πιο έγκυρες από αυτές. Ταυτόχρονα ξεκίνησε μια προσπάθεια να περιγραφούν οι δυναμικές διεργασίες του κυττάρου μέσα από βιολογικά δίκτυα π.χ. γονιδιακά, πρωτεϊνικά, μεταβολικά κτλ. Ακόμα μεγαλύτερη πρόκληση είναι η εύρεση υποδικτύων με βιολογικά διακριτό ρόλο, τα οποία ονομάζονται λειτουργικές υπο-δομές. Η ανίχνευση τέτοιων υπο-δομών θα συντελέσει στην κατανόηση των σχέσεων μεταξύ των γονιδίων ή των προϊόντων τους αλλά και στην επισήμανση γονιδίων ή πρωτεϊνών που δεν έχουν χαρακτηριστεί ακόμα. Στην εργασία αυτή τέλος περιγράφονται τρόποι ομαδοποίησης των δεδομένων γονιδιακής έκφρασης, αναλύονται διεξοδικά τα δίκτυα αλληλεπίδρασης πρωτεϊνών και παρουσιάζονται τρόποι ομαδοποίησης αυτών. Επίσης προτείνεται ενοποίηση των παραπάνω δεδομένων στον οργανισμό Saccharomyces cerevisiae με σκοπό την ανίχνευση λειτουργικών υπο-δομών στον πρωτεϊνικό του γράφο. Επιπρόσθετα, η ανίχνευση αυτών των υπο-δομών υλοποιήθηκε με έναν νέο αλγόριθμο, τον Detect Module from Seed Protein (DMSP), ο οποίος δεν διαμερίζει το γράφο σε ομάδες όπως οι κλασικοί τρόποι ομαδοποίησης αλλά χτίζει υπο-δομές ξεκινώντας από μια πρωτεΐνη-«σπόρο». / -

Θα περιγράψουμε τις βασικές λειτουργίες ενός VoIP δικτύου, τα συστατικά του μέρη, καθώς και τα πρωτόκολλα που είναι υπεύθυνα για την εγκατάσταση, τον έλεγχο και τον τερματισμό μιας VoIP υπηρεσίας-συνομιλίας. Τα πρωτόκολλα αυτά ονομάζονται πρωτόκολλα σηματοδοσίας. Τα πρωτόκολλα σηματοδοσίας για VoIP εφαρμογές και ιδιαίτερα το πρωτόκολλο SIP (Session Initiation Protocol) είναι το βασικό θέμα της παρούσας εργασίας. Συγκεκριμένα, έγινε ανάπτυξη ενός SIP User Agent, το λογισμικό του οποίου θα εκτελείται στο δικτυακό επεξεργαστή IXP425 της Intel, μαζί με τα απαραίτητα πρωτόκολλα για την κωδικοποίηση-αποκωδικοποίηση και μετάδοση δειγμάτων φωνής σε μορφή πακέτων δεδομένων. Το αποτέλεσμα αναμένεται να είναι ένα ολοκληρωμένο προϊόν (VoIP phone) για την πραγματοποίηση VoIP κλήσεων. / -

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η προσομοίωση και κατακευή ηλεκτρονικού μετατροπέα ισχύος για τη σύνδεση με το ηλεκτρικό δίκτυο του υβριδικού συστήματος της ανεμογεννήτριας και των φωτοβολταϊκών πλαισίων που είναι εγκατεστημένα στο εργαστηρίο Ε.Η.Μ.Ε. / This study is about simulation and constraction of a grid connected converter which connects a photovoltaic panel and a wind turbine into the electric grid.

Με την αλληλούχιση του ανθρώπινου γονιδιώματος αλλά και άλλων οργανισμών, μια νέα εποχή άρχισε για την επιστήμη της βιολογίας, γνωστή ως "μεταγονιδιωματική εποχή". Ο όρος σε καμιά περίπτωση δεν σηματοδοτεί το τέλος της αλληλούχισης ή της ανάλυσης των ήδη αλληλουχημένων γονιδιωμάτων, απλά δηλώνει πως οι τεχνικοί περιορισμοί για την ανίχνευση γονιδιωματικής πληροφορίας έχουν σε μεγάλο βαθμό αντιμετωπισθεί . Η επόμενη μεγάλη πρόκληση είναι η κατανόηση του πρωτεόματος, δηλαδή του συνόλου των πρωτεϊνών που εκφράζονται σε ένα κύτταρο. Εξαιρετικά σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση αυτή αποτελεί η μελέτη του δικτύου των πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων. Οι πρωτεϊνικές αλληλεπιδράσεις αποτελούν ένα ιδιαίτερα σημαντικό πεδίο έρευνας καθώς ρυθμίζουν ένα τεράστιο αριθμό διεργασιών οι οποίες είναι βασικές για τη δομή και τη λειτουργία του. Εκτιμάται πως το δίκτυο των πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων στον άνθρωπο αφορά περίπου 130,000 ζεύγη αλληλεπιδράσεων, ενώ ο αριθμός των αλληλεπιδράσεων που έχουν ταυτοποιηθεί αλλά παραμένει ως ζητούμενο η επιβεβαίωση των αντίστοιχων πειραματικών αποτελεσμάτων, αποτελεί μόνο το 8%, περίπου, του πραγματικού δικτύου. Ο κύριος όγκος πληροφορίας στο πεδίο αυτό δίνεται μέσα από βάσεις δεδομένων και έρχεται από μεγάλης κλίμακας πειράματα υψηλής απόδοσης τα οποία όμως, έχει βρεθεί πως δίνουν σε μεγάλο ποσοστό ανακριβή αποτελέσματα εξ αιτίας μιας σειράς εγγενών προβλημάτων των μεθόδων και της φύσεως των πρωτεϊνών. Η εκτίμηση του πραγματικού μεγέθους του δικτύου των πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων υποδεικνύει και τον όγκο των δεδομένων που θα παραχθεί στο εγγύς μέλλον αλλά και την ανάγκη για βελτίωση της αξιοπιστίας της πληροφορίας που διατίθεται στις σχετικές βάσεις δεδομένων. Σκοπός αυτής της εργασίας είναι η ανάπτυξη μιας αναλυτικής βάσης δεδομένων γνώσης για την ταυτοποίηση δικτύων πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων αντλώντας πληροφορία από επιλεγμένες μετά από αξιολόγηση, δημόσιες βάσεις πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων. Η συλλογή αυτή της πληροφορίας θα οδηγήσει μεσοπρόθεσμα στη δημιουργία μιας βάσης δεδομένων για τη διαχείριση της συλλογής, της οργάνωσης και της ανάκτησης δεδομένων πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων όπου κατάλληλα υπολογιστικά εργαλεία θα αναπτυχθούν ώστε να αξιολογηθεί ο βαθμός αξιοπιστίας της καταχωρημένης σχετικής πληροφορίας σε μια μεγάλη ομάδα δημόσιων γονιδιωματικών βάσεων δεδομένων. Επίσης θα υπάρξει η δυνατότητα χρήσης εργαλείων για την ανάλυση των αξιολογημένων δεδομένων πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων, την μελέτη πρωτεϊνών με άγνωστη λειτουργία αλλά και τον προσδιορισμό μη καταγεγραμμένων έως τώρα πρωτεϊνικών συμπλεγμάτων. / The elucidation of protein-protein interaction (PPI) networks (protein interactomes) is a major objective of systems biology. This task is crucial for furthering our understanding of the cellular machinery dynamics, in light of the fundamental role of proteins in cellular function. The development of high-throughput methods for PPI identification, including the widely used yeast two hybrid and the mass spectrometry of co-immunoprecipitated complexes, drastically increased the PPI data in model organisms and the human. However, these methods suffer from intrinsic detection biases and >70% of false positives. Moreover, independent public databases (dbs) of experimentally derived PPIs exhibit a remarkably limited overlap, mainly due to uncoordinated data validation and curation criteria. These limitations scale up in highly complex systems like the human for which only 8-10% of the estimated PPIs have been determined. Furthermore, new PPI prediction is affected by the current data quality and quantity along with predictive algorithm limitations to incorporate the available protein information. Thus, there is initially a need for a systematic curation of multiple datasets into one common db. We have integrated high- and low- throughput experimental data, ortholog protein interactions, protein domain interactions, and protein structure/function and expression data from twelve highly informative and updated dbs into one local db using the Microsoft_SQL_Server. The db selection was based on their unique gene content, PPIs recorded, annotation depth, curation methodology and relational scheme. This data will be enriched with PPI information mined from the literature. The final dataset will be appropriately scored to rank and validate the PPIs with increased confidence, forming the basis for a human interactome knowledge base.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη μίας διάταξης ανεμογεννήτριας 1kW με σύγχρονη μηχανή μόνιμων μαγνητών και με ανορθωτική γέφυρα διόδων στην έξοδό της καθώς και τη διασύνδεση αυτής με το εναλλασσόμενο δίκτυο χαμηλής τάσης. Επιπρόσθετα πραγματεύεται την κατασκευή του μονοφασικού αντιστροφέα που ενσωματώνεται στην εν λόγω τοπολογία. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Απώτερος σκοπός της εργασίας είναι η συνολική κατασκευή μίας διάταξης δύο βαθμίδων για τη διασύνδεση της ανεμογεννήτριας με το δίκτυο χαμηλής τάσης. Οι διατάξεις αυτές περιλαμβάνουν μια πρώτη βαθμίδα ανύψωσης της τάσης της ανεμογεννήτριας και μια δεύτερη βαθμίδα που μετατρέπει τη συνεχή τάση σε εναλλασσόμενη (αντιστροφέας) και παράγει ρεύμα συμφασικό με την τάση του δικτύου (μοναδιαίος συντελεστής ισχύος). Αρχικά παραθέτουμε και συγκρίνουμε τις τεχνολογίες διασύνδεσης ανεμογεννητριών στο δίκτυο χαμηλής, μέσης και υψηλής τάσης στοχεύοντας στο να δοθεί στον αναγνώστη μια σφαιρική άποψη του υπό μελέτη θέματος. Στη συνέχεια παραθέτουμε μια βήμα προς βήμα θεωρητική ανάλυση όλων των εμπλεκομένων μονάδων της τοπολογίας. Πιο συγκεκριμένα πέραν της ανάλυσης της ανεμογεννήτριας, παραθέτουμε στοιχεία για τον μετατροπέα ανύψωσης τάσης, ο οποίος κατασκευάστηκε στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας του συναδέλφου Κ.Περάκη, καθώς και μελετούμε τον μονοφασικό αντιστροφέα. Επιπρόσθετα, μελετούμε τη μέθοδο παλμοδότησης του μονοφασικού αντιστροφέα, που είναι γνωστή υπό τον όρο “Ημιτονοειδής Διαμόρφωση του Εύρους Παλμών” (SPWM) τόσο με μονοπολική όσο και με διπολική τάση εξόδου. Επόμενο βήμα αποτέλεσε η διαστασιολόγηση ολόκληρου του υπό μελέτη συστήματος και η μετέπειτα προσομοίωση του μονοφασικού αντιστροφέα. Τέλος αναλύουμε τα τεχνικά χαρακτηριστικά του αντιστροφέα που κατασκευάστηκε, καθώς και των κυκλωμάτων από τα οποία αποτελείται και περιγράφουμε τη διαδικασία παραγωγής του κώδικα προγραμματισμού του μικροελεγκτή καθώς και των τεχνικών που χρησιμοποιήσαμε για τη ρύθμιση των παλμών. Παράλληλα παραθέτουμε παλμογραφήματα και μετρήσεις που προέκυψαν από τα πειράματα που διενεργήσαμε μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής σε εργαστηριακό περιβάλλον / -