Η γεωθερμική ενέργεια είναι μία ήπια, εναλλακτική και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Η παρούσα εργασία έχει ως αντικείμενο μελέτης τα δύο από τα πέντε γεωθερμικά πεδία του Νομού Ξάνθης, αυτά της Νέας Κεσσάνης και του Νέου Ερασμίου-Μαγγάνων. Στόχος της εργασίας είναι να χαρακτηριστούν τα γεωθερμικά πεδία αυτά και να προταθούν πιθανοί τρόποι αξιοποίησής τους. / Geothermal energy is a clean and renewable source of energy. This project has to do with two out of five geothermal fields of Xanthi, those of Nea Kessani and Neo Erasmio-Maggana. The purpose of this project is for those geothermal fields to be characterized and to propose possible ways to be exploited.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται αφ’ενός μεν την ανάλυση, μέσω προσομοίωσης, ενός αιολικού συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, συνδεδεμένο στο δίκτυο χαμηλής τάσης αφ’ετέρου δε την κατασκευή ενός τμήματος του συστήματος αυτού και ειδικότερα του μετατροπέα ανύψωσης τάσης. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Πατρών. Το αιολικό σύστημα αποτελείται από μία ανεμογεννήτρια με σύγχρονη γεννήτρια μόνιμων μαγνητών και διατάξεις ηλεκτρονικών ισχύος που μετατρέπουν αρχικά την εναλλασσόμενη τάση σε συνεχή και στη συνέχεια τη συνεχή τάση σε εναλλασσόμενη, συχνότητας 50Hz, ώστε να επιτευχθεί σύνδεση με το δίκτυο χαμηλής τάσης. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιούνται κατά σειρά μία μη ελεγχόμενη ανορθωτική γέφυρα με διόδους για την ανόρθωση της τάσης που παράγεται από τη γεννήτρια, ένας μετατροπέας τύπου Flyback για την ανύψωση και σταθεροποίηση της τάσης και τέλος, ένας μονοφασικός αντιστροφέας τάσης αποτελούμενος από ημιαγωγικούς διακόπτες τύπου MOSFET ελεγχόμενος με τη μέθοδο SPWM. Τέλος, η έξοδος του αντιστροφέα, μέσω κατάλληλου φίλτρου LC, συνδέεται στο δίκτυο. Πρώτος στόχος της εργασίας είναι αρχικά η ανάλυση του κάθε υποσυστήματος και συνέχεια του συνολικού συστήματος της ανεμογεννήτριας. Επίσης, σκοπός της εργασίας αυτής είναι η κατασκευή διάταξης ανύψωσης και σταθεροποίησης της τάσης για τη σύνδεση της ανεμογεννήτριας του εργαστηρίου, ισχύος 1kW, με το δίκτυο χαμηλής τάσης, ώστε να χρησιμοποιηθεί για εργαστηριακούς και ερευνητικούς σκοπούς. Αρχικά, μετά από μια σύντομη αναφορά στα συστήματα μετατροπής αιολικής ενέργειας σε ηλεκτρική, γίνεται μια λεπτομερής ανάλυση των προδιαγραφών του υπό μελέτη αιολικού συστήματος. Στη συνέχεια γίνεται αναλυτική περιγραφή της τοπολογίας ανύψωσης και σταθεροποίησης τάσης, τύπου Flyback. Κατόπιν, μοντελοποιούνται τα επιμέρους μέρη του αιολικού συστήματος, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στον μετατροπέα ανύψωσης και σταθεροποίησης της τάσης. Ακολούθως τα επιμέρους υποσυστήματα προσομοιώνονται ώστε να μελετηθεί λεπτομερώς η λειτουργία του καθενός στο σύστημά μας, ενώ τέλος, γίνεται προσομοίωση ολόκληρου του συστήματος ώστε να περιγραφεί η συμβολή της ανεμογεννήτριας στο δίκτυο χαμηλής τάσης. Εν τέλει, αναλύονται όλα τα τεχνικά και κατασκευαστικά χαρακτηριστικά του μετατροπέα Flyback και των κυκλωμάτων από τα οποία συγκροτείται και παρατίθενται παλμογραφήματα και μετρήσεις από την διενέργεια πειραματικών μετρήσεων. / --

Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά την διαχείριση της αιολικής ενέργειας και την δημιουργία προγράμματος υπολογισμού των καμπυλών «Weibull» σε μετρημένα ανεμολογικά στοιχεία περιοχών, και δυνατότητα αποθήκευσης, επεξεργασίας και ανάκτησης δεδομένων ανά περιοχή. Αρχικά στο πρώτο κεφάλαιο μελετώνται μερικές θεμελιώδης αρχές που διέπουν τον άνεμο όπως για παράδειγμα η ισχύς του. Στην συνέχεια αναλύεται η μεταβλητότητα των ανέμων με τον χρόνο, τον χώρο και την ύπαρξη επιφανειακών εμποδίων αλλά και η εξάρτηση του από το ύψος. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μια ιστορική αναδρομή στην ανάπτυξη της αιολικής ενέργειας αλλά και προβλέψεις για τις μελλοντικές εξελίξεις της. Στο κομμάτι αυτό παρουσιάζεται και η ανάπτυξη της αιολικής ενέργειας στην Ελλάδα. Αναλύονται επίσης ζητήματα που αφορούν την παραγωγή ενέργειας, το κόστος παραγωγής, το κόστος αιολικής ενέργειας, την διασύνδεση στο δίκτυο παροχής αλλά και περιβαλλοντολογικά ζητήματα. Στο τρίτο κεφάλαιο ταξινομούνται οι ανεμογεννήτριες με βάση κάποια κύρια χαρακτηριστικά τους, αναλύονται τα μέρη ανεμογεννήτριας οριζοντίου άξονα και περιγράφονται οι σχεδιαστικές επιλογές για τα κύρια μέρη. Το τέταρτο κεφάλαιο αφορά τα χαρακτηριστικά της αιολικής απόδοσης. Συγκεκριμένα περιγράφονται έννοιες όπως αυτή της αιολικής διείσδυσης ενός αιολικού πάρκου ή του συντελεστή δυναμικού της γεννήτριας, εκτιμάται η ετήσια ενεργειακή παραγωγή, και αναφέρεται η αξιοπιστία των αιολικών συστημάτων (διαθεσιμότητα, ανταποδοτικότητα κόστους κλπ). Στο κεφάλαιο πέντε, αναλύεται η διανομή Weibull : μιας συνεχής κατανομή πιθανότητας, η οποία προσδιορίζει την πιθανότητα εμφάνισης όλως των δυνατών ταχυτήτων ανέμου σε μια περιοχή βάση μόνο δύο παραμέτρων. Οι παράμετροι αυτοί υπολογίζονται. Τέλος στο κεφάλαιο έξι επεξηγείται η λειτουργία του προγράμματος μας και εφαρμόζεται ένα παράδειγμα με μετρημένα ανεμολογικά στοιχεία της περιοχής «Χώρα Κύθνου» για το έτος 1984. / This thesis has to do with the management of wind energy and the construction of a java program for calculating the “Weibull” curves on measured wind data of areas, giving the capability of storage, editing and retrieving the data of each area. To begin with, in the first chapter some fundamental principles of wind, such as its power, are studied. Later on, we study the variability of wind in relation with the time, location and the existence of obstacles and the dependence of the wind on height. In the second chapter, we examine the history of the early development of wind energy and forecasts for future developments. In this part, we also examine the development of wind energy in Greece. Moreover, we describe issues related to energy production, wind energy costs, generation costs, connection on the grid and environmental issues as well. In third chapter, wind turbines are sorted in relation to some basic characteristics, then the basic parts of horizontal axis wind turbines are described and later on we state design choices of the main parts. The fourth chapter has to do with the characteristics of wind energy performance. To be more accurate, we estimate the annual energy production and we indicate the reliability of wind energy systems (like availability and so on). We also introduce the terms of capacity factor of the generator. In chapter five, we analyze the Weibull distribution : a continuous probability distribution, which determines the probability of all the wind speeds appearance in an area based on only two parameters. These parameters are calculated. Finally, in the sixth chapter, the operation of the java program is explained and an example with measured wind data of the area «Χώρα Κύθνου» for the year 1984 is applied.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιείται μία τεχνικο-οικονομική μελέτη ενός διασυνδεδεμένου με το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας της Δ.Ε.Η. φωτοβολταϊκού σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, με ονομαστική εγκατεστημένη ισχύ αιχμής 100kWp. Ο συγκεκριμένος φ/β σταθμός μελετήθηκε για το γεωγραφικό πλάτος της Πάτρας. Στις μέρες μας, η ανάπτυξη φ/β πάρκων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας γνωρίζει μεγάλη άνθηση και το μέλλον σε αυτόν τον τομέα αναμένεται ακόμη πιο ευοίωνο, ειδικά για μία χώρα με τόσο πλούσιο ηλιακό δυναμικό όπως η Ελλάδα. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μία σύντομη αναφορά στην παγκόσμια, ευρωπαϊκή και ελληνική πραγματικότητα στον τομέα της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μία λεπτομερής ανάλυση του φωτοβολταϊκού φαινομένου και γενικότερα της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας. Επίσης, αναλύονται τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των φ/β στοιχείων και οι σημαντικότεροι παράγοντες που τα επηρεάζουν. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται η περιγραφή και ανάλυση των επιμέρους στοιχείων που συνθέτουν ένα φωτοβολταϊκό σύστημα. Στο τέταρτο κεφάλαιο εξηγούνται βασικές οικονομικές έννοιες και παρουσιάζονται τρόποι αξιολόγησης μίας επένδυσης. Στο πέμπτο κεφάλαιο πραγματοποιείται μία λεπτομερής τεχνική μελέτη του φ/β σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Η μελέτη αυτή αφορά το σύνολο του ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού που θα χρησιμοποιηθεί (φ/β πλαίσια, αντιστροφείς, καλωδιώσεις, συστήματα προστασίας, βάσεις στήριξης, γειώσεις, σύστημα αντικεραυνικής προστασίας, τοπογραφική διάταξη κλπ). Επίσης, υπολογίζεται η τελική απόδοση του φ/β πάρκου. Στο έκτο κεφάλαιο πραγματοποιείται η οικονομική μελέτη του συστήματος και ερευνάται η οικονομική βιωσιμότητα ενός τέτοιου έργου. Εξετάζονται τρεις διαφορετικές περιπτώσεις χρηματοδότησης και επιλέγεται η πιο συμφέρουσα οικονομικά. Στο έβδομο κεφάλαιο πραγματοποιείται μία μελέτη-προσομοίωση του φ/β συστήματος στον υπολογιστή, με τη βοήθεια του προγράμματος PSCAD. Αρχικά μελετάμε κάθε επιμέρους στοιχείο ενός φ/β συστήματος ξεχωριστά και στη συνέχεια τα συνθέτουμε όλα μαζί και μελετάμε το συνολικό σύστημα. Παρουσιάζεται η απόκριση του συστήματος σε κανονικές συνθήκες λειτουργίας, η επίδραση που έχουν οι μεταβολές της ακτινοβολίας και της θερμοκρασίας, μελετώνται οι αρμονικές και τέλος εξετάζεται η απόκριση του συστήματος σε απότομες μεταβολές της ακτινοβολίας (π.χ. σε παροδική συννεφιά). / The aim of the present thesis is the analysis of a grid connected photovoltaic system, which generates all its produced electrical power to the grid and has a nominal power of 100 kWp. In nowadays there is a significant rise in photovoltaic investments and the immediate future is expected to be more auspicious. In the first chapter, there is a brief presentation of the global, European and Greek situation in the section of electricity generation. In the second chapter, a detailed analysis of the photovoltaic technology is presented. There is a description of the materials and technologies used to manufacture solar cells. Moreover, the electrical properties of cells and modules are explained in detail and also the factors affecting their efficiency. In the third chapter, the main parts of a photovoltaic system are presented in detail. In the fourth chapter, there is a theoretical economic analysis. Specifically, basic economic terms are explained and tools for investment assessment are given. In the fifth chapter, there is a detailed technical study of a grid connected photovoltaic system. All the electrical and mechanical equipment is concerned (pv modules, inverters, wiring, groundings, electrical protection equipment etc). Moreover, the annually produced electrical energy is being estimated. In the sixth chapter, an economic study is presented and the economic sustainability of the investment is investigated. In the seventh chapter, we use the program PSCAD in order to simulate and analyse the photovoltaic system in the computer. Firstly we analyse each part of the photovoltaic system separately and afterwards we compose all these parts together and we analyse the whole system. The system’s response in normal operating conditions, the impact of changes in solar radiation and in cells’ temperature, the harmonics and lastly the system’s response in rapid change of solar irradiance, are all studied in this chapter.

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι να μελετήσουμε την επίδραση της θερμοκρασίας στα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά διαφορετικών τύπων φωτοβολταϊκών πλαισίων σε συνθήκες πραγματικής λειτουργίας μέσα από τα αριθμητικά αποτελέσματα των μετρήσεων. Αρχικά αναφέρονται οι πηγές ενέργειας και γίνεται μία ιστορική αναδρομή του φωτοβολταίκού φαινομένου. Στη συνέχεια αναλύεται η συμπεριφορά των ημιαγωγών, τα είδη και οι τεχνολογίες των φωτοβολταϊκών κυττάρων συμπεριλαμβανομένων εκείνων που μελετάμε. Τα φωτοβολταϊκά πλαίσια που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή την εργασία είναι το πλαίσιο δισεληνοϊνδιούχου χαλκού(CIS) SHELL ECLIPSE 75-C, το πλαίσιο μονοκρυσταλλικού πυριτίου Conergy Q 80 MI και το πλαίσιο πολυκρυσταλλικού πυριτίου Sharp NE-80E2E. Πραγματοποιήσαμε μετρήσεις των ηλεκτρικών μεγεθών σε ποικίλες καιρικές συνθήκες. Οι μετρήσεις έγιναν στην ταράτσα του κτιρίου των Ηλεκτρολόγων μηχανικών και τα πλαίσια ήταν προσανατολισμένα προς το Νότο καθώς η Ελλάδα βρίσκεται στο Βόρειο ημισφαίριο της γης. Επίσης η κλίση των πλαισίων ήταν σταθερή στις 38ο που είναι ίση με το γεωγραφικό πλάτος του τόπου. Οι μετρήσεις, οι οποίες λήφθηκαν με τη βοήθεια συσκευής χάραξης καμπύλων I-V, έγιναν για 9 μήνες (από τον Μάρτιο έως το Νοέμβριο του 2011) και είχαν διάρκεια όλη την ημέρα. Μετρήσεις έγιναν και σε ηλιόλουστες και σε συννεφιασμένες μέρες. Τα δεδομένα που λάβαμε μας οδήγησαν σε συμπεράσματα σχετικά με το πώς η θερμοκρασία πλαισίων επιδρά στα ηλεκτρικά μεγέθη που επηρεάζουν την απόκριση των πλαισίων. Στη συνέχεια υπολογίζεται η μηνιαία αποδιδόμενη ενέργεια των πλαισίων με τη βοήθεια των πειραματικών δεδομένων μας αλλά και με τη βοήθεια του προγράμματος PV SOL μέσω του οποίου μοντελοποιήσαμε το σύστημά μας για να συγκρίνουμε τα αποτελέσματα. / The aim of this diploma thesis is to study the effect of temperature on the electrical characteristics in different types of photovoltaic modules. First, energy sources and the history of the photovoltaic phenomenon are analyzed. Secondly, the behavior of the semiconductors, the types and the technologies of the photovoltaic cells are analyzed, including the cells that we are studying. In this work we used one module of copper indium diselenide (CIS) SHELL ECLIPSE 75-C, one module of Monocrystalline Silicon Conergy Q 80 MI and one module of Polycrystalline Silicon Sharp NE-80E2E. These measurements of the electrical characteristics of the above solar modules were carried out under several weather conditions. The measurements have been realized on the roof of the building of the department of Electrical and Computer Engineering at the University of Patras and the orientation of the modules was always South. The modules were placed at tilt angle of 38o, which is equal to the latitude. These measurements have been realized during nine months (March - November 2011), using a device that enables the measurement of the Ι – V curve. Conclusions were extracted about the effect of temperature on the electrical characteristics that have influence on the electrical response of the modules. Moreover, we estimated the energy produced by the solar modules during the measurements. In the final part of this thesis, we tried to simulate our photovoltaic system in order to compare the measured results to the experimental, by using the computer modeling system PV SOL.

Η παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο πρακτικής εργασίας σε εταιρία εγκατάστασης αυτόνομων και διασυνδεμένων φωτοβολταϊκών και αιολικών συστημάτων παραγωγής ισχύος την περίοδο Ιούλιος-Οκτώβριος 2011. Αποτελεί μία πραγματική τεχνική μελέτη ενός φωτοβολταϊκού σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας διασυνδεμένου στο δίκτυο, ισχύος 100 kWp. Η εγκατάσταση του συγκεκριμένου σταθμού και πραγματοποιήθηκε από την εταιρία σε χωράφι στην περιοχή της Ανδραβίδας. Οι τιμές, ο εξοπλισμός, το τοπογραφικό διάγραμμα και οι φωτογραφίες που περιέχονται στην μελέτη αποτελούν πραγματικά στοιχεία και το τελικό αποτέλεσμα της εγκατάστασης είναι αυτό που παραδόθηκε στον πελάτη. Επίσης οι φωτογραφίες, οι μετρήσεις και οι καμπύλες στο τέλος της εργασίας αποτελούν πραγματικά στοιχεία που πάρθηκαν από την εγκατάσταση με σκοπό τον έλεγχο της σωστής λειτουργίας της. Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μία σύντομη αναφορά στην ηλιακή ενέργεια, στα πλεονεκτήματα της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας και στους λόγους για τους οποίους η χρήση των φωτοβολταϊκών συστημάτων καθιερώνεται ολοένα και περισσότερο στην παραγωγής ενέργειας. Στο Κεφάλαιο 2 παρουσιάζεται το φωτοβολταϊκό φαινόμενο και τα βασικά στοιχεία για ένα ηλιακό κύτταρο όπως είναι το ισοδύναμο κύκλωμά του, η χαρακτηριστική του καμπύλη Ι-V, τα ηλεκτρικά του μεγέθη και το αποτέλεσμα σύνδεσης πολλών κυττάρων. Στο Κεφάλαιο 3 περιγράφεται το φαινόμενο hot spot, οι επιπτώσεις που αυτό μπορεί να έχει σε ένα φωτοβολταϊκό πλαίσιο και πώς αυτό αντιμετωπίζεται. Στο Κεφάλαιο 4 περιγράφεται η δομή και η λειτουργία που έχει κάθε φωτοβολταϊκός μετατροπέας και παρουσιάζονται οι πιο κοινές τοπολογίες μετατροπέων χωρίς μετασχηματιστή που χρησιμοποιούνται στα φωτοβολταϊκά συστήματα. Στο Κεφάλαιο 5 περιγράφεται το φαινόμενο της νησιδοποίησης σε ένα διασυνδεμένο φωτοβολταϊκό σύστημα, εξηγείται για ποιους λόγους είναι ανεπιθύμητο και παρουσιάζονται οι τρόποι ανίχνευσης και αποτροπής του. Στο Κεφάλαιο 6 περιγράφεται πλήρως όλη η διαδικασία της μελέτης της εγκατάστασης. Γίνεται μελέτη σκίασης, διαστασιολόγηση των φωτοβολταϊκών συστοιχιών και επιλογή του κατάλληλου εξοπλισμού για κάθε τμήμα της εγκατάστασης. Στο Κεφάλαιο 7 γίνεται η μελέτη για την κατασκευή της αντικεραυνικής προστασίας της εγκατάστασης. Με βάση τις αντίστοιχες παραμέτρους, επιλέγεται ο τρόπος που θα κατασκευαστεί το σύστημα προστασίας από τυχόν κεραυνικά πλήγματα. Τέλος στο Παράρτημα φαίνονται πραγματικές φωτογραφίες που έχουν τραβηχτεί με θερμοκάμερα και κάποιες ενδεικτικές μετρήσεις που έγιναν ώστε να ελεγχθεί ότι το σύστημα λειτουργεί σωστά με τη μέγιστη απόδοση. / The present state was made as part of practical exercise at a company that installs autonomous and grid connected photovoltaic and wind power generating systems in the period of July-October 2011. It is a real technical study of a photovoltaic generating power station connected to the grid, with nominal power 100 kWp. The installation of this station was made from the company at field in the area of Andravida. The values, the equipment, the topographic diagram and the photos that this project contains are real elements and the final result of the installation is what was given to the client. Moreover all the photos, the measurements and curves at the end of the project are also real and were taken from the station in order to verify that everything works correctly. In Chapter 1 is made a short reference to solar energy, to the advantages of photovoltaic technology and to the reasons that the use of photovoltaic systems is being more and more introduced in power generation. In Chapter 2 are presented the photovoltaic phenomenon and the basic elements of a solar cell such as its equivalent circuit, its characteristic I-V curve, its electric quantities and the result of many cells connection. In Chapter 3 is described the phenomenon of hot spot, the possible impact that it can have on a photovoltaic module and how it can be faced. In Chapter 4 is described the structure and function that every photovoltaic inverter has and are presented the most common transformerless topologies of the inverters that are used in photovoltaic systems. In Chapter 5 is explained what an islanding condition is at a grid connected photovoltaic system and why it is unwanted and are presented the methods of detection and prevention of such a condition. In Chapter 6 is described the complete procedure of the study of the system installation. Study for shade and photovoltaic arrays dimensioning are made and the appropriate equipment is chosen for every part of the system. In Chapter 7 is made the study for the construction of the installation’s lighting protection system. According to the corresponding parameters, is chosen the way that the protection system from any lighting blow will be constructed. Finally in Appendix are shown real photos that have been taken with thermal camera and some indicative measurements that were made to verify that the system works correctly with maximum efficiency.

Οι προσμίξεις παίζουν ένα σημαντικό ρόλο σε διάφορες φυσικές ιδιότητες όπως οι οπτικές, ηλεκτρικές, και σε φαινόμενα μεταφοράς. Η μελέτη των καταστάσεων υδρογονοειδών προσμίξεων είναι ένα από τα κύρια προβλήματα σε ημιαγώγιμα χαμηλοδιάστατα συστήματα επειδή η παρουσία τους επηρεάζει σημαντικώς την κινητικότητα των ηλεκτρονίων και τις οπτικές ιδιότητες. Έτσι, τα προηγούμενα χρόνια, πολλές θεωρητικές και πειραματικές έρευνες έχουν πραγματοποιηθεί για τη διερεύνηση των καταστάσεων πρόσμιξης σε χαμηλοδιάστατες κβαντικές δομές, όπως κβαντικά πηγάδια και κβαντικά καλώδια. Προσφάτως, οι καταστάσεις πρόσμιξης σε μηδενικής διάστασης συστήματα, όπως συσσωματώματα, μικροκρυσταλλίτες, νανοράβδους και κβαντικές τελείες έχουν προσελκύσει μεγάλο ενδιαφέρον. Ωστόσο, υπάρχουν λίγες μελέτες που διερευνούν τη συμπεριφορά προσμίξεων που βρίσκονται στην επιφάνεια νανοκρυστάλλων στα πλαίσια της προσέγγισης της ενεργού μάζας. Ο σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η διερεύνηση της επίδρασης ενός μαγνητικού κι ενός ηλεκτρικού πεδίου αλλά και της υδροστατικής πίεσης πάνω στην ενέργεια σύνδεσης της θεμελιώδους κατάστασης μιας υδρογονοειδούς πρόσμιξης που εντοπίζεται στην επιφάνεια μιας ημιαγώγιμης κβαντικής τελείας. Οι υπολογισμοί βασίστηκαν στη μέθοδο μορφοποίησης δυναμικού, μια ακριβή αριθμητική μέθοδο που έχει αναπτυχθεί για να λύνει τη χρονο-ανεξάρτητη εξίσωση Schro ̈dinger για οποιοδήποτε αυθαίρετο δυναμικό αλληλεπίδρασης. Το κεφάλαιο 1 είναι η εισαγωγή της εργασίας, το κεφάλαιο 2 εξηγεί τις μεθόδους επίλυσης της εξίσωσης του Schro ̈dinger, ενώ το κεφάλαιο 3 περιγράφει τη θεωρία για ένα σύστημα σαν κι αυτό που χρησιμοποιήθηκε στην εργασία. Το κεφάλαιο 4 απεικονίζει τα αποτελέσματα σχετικά με την ενέργεια σύνδεσης της υδρογονοειδούς πρόσμιξης και τέλος το κεφάλαιο 5 κάνει αναφορά στα συμεράσματα που μπορούν να εξαχθούν. / Impurities play an elementary role in several physical properties like optical, electrical, and transport phenomena. The study of the hydrogenic impurity states is one of the main problems in semiconductor low dimensional systems because their presence influences greatly the electronic mobility and optical properties. Thus, in the past many years, much theoretical and experimental work is involved in investigating the impurity states in low dimensional quantum structures, such as quantum well (QW) and quantum well-wire (QWW). Recently, the impurity states in zero-dimensional (0D) systems, such as cluster, microcrystallines, nanorods, (NRs) and quantum dots (QDs) have drawn increasingly attentions. However, there are few works investigating the behavior of the impurities located at the surface of nanocrystals in the framework of effective-mass approximation. The purpose of the present work is to investigate the effect of a magnetic and electric field and hydrostatic pressure on the ground-state binding energy of a hydrogenic impurity located at the surface of a semiconductor QD. Calculations were based on the potential morphing method (PMM), an accurate numerical method which has been developed to solve the time independent Schro ̈dinger equation for any arbitrary interaction potential. Chapter 1 is the introduction of this project, chapter 2 explains the methods for solving the Schro ̈dinger equation, while chapter 3 describes the theory for a system like that used to this project. Chapter 4 shows the results on the binding energy of the hydrogenic impurity and finally chapter 5 makes reference to the conclusions that can be made.

Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ), όπως η ηλιακή και αιολική ενέργεια μπορούν να προσφέρουν εναλλακτικούς τρόπους παραγωγής ενέργειας. Κάθε μορφή ΑΠΕ έχει τις δικές της ιδιομορφίες και μπορούν να εφαρμοστούν είτε σε μεγάλες εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας είτε σε μικρότερες μονάδες όπως στα κτίρια. Ενδιαφέρον παρουσιάζει η συνδυασμένη αξιοποίηση των παραπάνω ενεργειακών πηγών, ιδίως για την κάλυψη των ηλεκτρικών και θερμικών αναγκών των κτιρίων. Αντικείμενο της διπλωματικής αυτής εργασίας είναι η μελέτη ενός συστήματος αποτελούμενο από μικρή ανεμογεννήτρια, φωτοβολταϊκά πλαίσια και θερμικό ηλιακό συλλέκτη. Αρχικά γίνεται αναφορά στα επιμέρους συστήματα ΑΠΕ από τα οποία αποτελείται η εγκατάσταση. Στη συνέχεια, αναλύονται τα μετεωρολογικά δεδομένα της περιοχής και ακολουθεί η ενεργειακή μελέτη της συμπεριφοράς του υβριδικού συστήματος. Το κύριο θέμα που εξετάζεται είναι η παροχή ηλεκτρικής ενέργειας για θέρμανση του νερού σε περιπτώσεις που υπάρχει πλεόνασμα ηλεκτρικής ενέργειας. Επίσης αναλύεται η προοπτική συνδυασμού υβριδικών/φωτοβολταϊκών συλλεκτών με Α/Γ. Τέλος παρατίθενται τα συμπεράσματα και οι εκτιμήσεις σχετικά με τη συμπεριφορά του υβριδικού συστήματος στις μεταβολές της ταχύτητας του ανέμου και της ηλιακής ακτινοβολίας σε ημερήσια και ετήσια βάση. / The renewable energy sources (RES) like solar and wind energy can offer an alternative solution to produce power. Each form of RES, has its own specifications and they can applied in big installations of production electric and thermal energy or in smaller units as the buildings. This thesis investigates the performance of a system consist of a small wind turbine, solar photovoltaic modules and solar thermal collector. In the beginning, the design and components of installation is presented. Then, the measured data are used to analyzed the meteorological condition of test site and evaluate the performance of the hybrid system. The main concept, regarding the energy use of electrical to heat water in case that there is surplus of it, is presented. Finally conclusions and considerations about the behavior of hybrid system from the daily and yearly variation of wind speed and solar radiation are included.

Στην εργασία αυτή μελετήθηκαν αρχιτεκτονικές χρονοπρογραμματισμού διεργασιών σε κόμβο ασύρματου δικτύου αισθητήρων, ο οποίος έχει πηγή περιορισμένης και μεταβλητής ισχύος. Τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων αποτελούνται από κόμβους που επικοινωνούν και ανταλλάσουν δεδομένα μεταξύ τους. Κάθε κόμβος πρέπει να έχει μεγάλη αυτονομία λειτουργίας και μικρή κατανάλωση ενέργειας. Στην εργασία αυτή προσομοιώθηκε ένα μοντέλο ενός κόμβου με πηγή ενέργειας την ηλιακή ισχύ, καθώς και ένα σύνολο διεργασιών με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά και προθεσμίες εκτέλεσης. Εξετάστηκε η βέλτιστη διαχείριση της ενέργειας για την επιτυχή εκτέλεση των διεργασιών. Αρχικά μελετήθηκαν διάφοροι αλγόριθμοι χρονοπρογραμματισμού των διεργασιών του κόμβου (task scheduling), προσομοιώθηκε ένας βέλτιστος αλγόριθμος πραγματικού χρόνου (Lazy Scheduling Algorithm), μελετήθηκε και συγκρίθηκε η συμπεριφορά του. Στο επόμενο στάδιο, σχεδιάσθηκε μία αρχιτεκτονική για τον αλγόριθμο αυτό και υλοποιήθηκε με τη γλώσσα VHDL. Το υλικό, που προέκυψε με διαδικασία σύνθεσης της περιγραφής VHDL, προσομοιώθηκε και διαπιστώθηκε η αποτελεσματικότητα και η χαμηλή κατανάλωση ενέργειας του. Στο τελικό στάδιο βελτιώθηκε η αρχιτεκτονική του υλικού και μειώθηκε ακόμη περισσότερο η κατανάλωση ενέργειας. / -

Στις μέρες μας παρατηρείται μία εγκατάλειψη των συμβατικών μορφών ενέργειας και μια ταυτόχρονη στροφή προς τις ανανεώσιμες. Από την συνδυασμένη χρήση δύο ή και περισσότερων ανανεώσιμων, συνήθως, μορφών ενέργειας προκύπτουν τα υβριδικά συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής αναλύεται ένα υβριδικό σύστημα το οποίο χρησιμοποιεί δύο ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, αυτές του νερού και του αέρα. Η ανάλυση αυτού του υβριδικού συστήματος στηρίζεται σε δεδομένα τα οποία προέρχονται από το υπό κατασκευή υβριδικό έργο της Ικαρίας. Τέτοια συστήματα νησιών χαρακτηρίζονται ως συστήματα Μη $ιασυνδεδεμένων Νήσων, καθώς είναι αυτόνομα, αξιοποιώντας πηγές ενέργειας με τις οποίες τα νησιά αυτά είναι «ευλογημένα»,σε σχέση με άλλες περιοχές της ενδοχώρας όπως π.χ ο άνεμος. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη περιγραφή των βασικών αρχών στις οποίες στηρίζεται η κατασκευή των υδροηλεκτρικών και των αιολικών σταθμών και δίνεται ο ορισμός των υβριδικών συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας . Στα κεφάλαια δύο και τρία περιγράφονται βασικά μεγέθη για το υβριδικό έργο της Ικαρίας, καθώς και κανονισμοί λειτουργίας για αυτό . Στο κεφάλαιο 4 παρατίθεται η λογική στην οποία στηρίχθηκαν οι προσομοιώσεις καθώς και αποτελέσματα, γραφήματα και συμπεράσματα τα οποία προέκυψαν από αυτές .Ακολουθούν το παράρτημα και η βιβλιογραφία . / Nowadays there is an abandonment of conventional energy and a simultaneous shift to renewable energy. From the combined use of two or more renewable, usually, the resulting energy hybrid power systems. In the present study analyzed a hybrid system which uses two sources of renewable energy, which water and air. The analysis of this hybrid system is based on data from the hybrid under construction project of Ikaria. Such systems are islands designated as Non systems $ iasyndedemenon Islands, are autonomous, drawing energy with which the islands they are "blessed" than other inland areas like the wind. The first chapter is a brief description of the principles underpinning the construction of hydroelectric and wind power stations and given the definition of hybrid power systems. Chapters two three a.m. described fundamentals for the hybrid project Ikaria and operating regulations for this. Chapter 4 sets out the rationale relied on simulations and the results, charts, and conclusions drawn from them. Here are the Annex and the literature.