- / -

Οι επιφανειοδραστικοί παράγοντες είναι μόρια αμφίφιλα (αποτελούνται δηλ. από μια υδρόφιλη κεφαλή και μία υδρόφοβη ουρά). Λόγω της δομής τους αυτής παρέχεται η δυνατότητα, μέσω προσθήκης τους σε διάλυμα, να προκαλείται μείωση της επιφανειακής (υγρού-αέρα) και της διεπιφανειακής τάσης (υγρού-υγρού) επιτρέποντας στις δύο φάσεις να αναμιχθούν και να αλληλεπιδράσουν. Η ιδιότητά τους αυτή σε συνδυασμό με την ικανότητά τους να σχηματίζουν γαλακτώματα καθιστά τις ουσίες αυτές ιδιαίτερα σημαντικές, με πάρα πολλές εφαρμογές στη σύγχρονη βιομηχανία τροφίμων αλλά και σε περιβαλλοντικές εφαρμογές, όπως στην αποκατάσταση αποδεκτών ρυπασμένων με υδρογονάνθρακες ή μέταλλα, στη μικροβιακή αύξηση ανάκτησης πετρελαίου, στην ιατρική, στη γεωργία, στη βιομηχανία καλλυντικών κ.ά. Εκτός από τους χημικά συντιθέμενους επιφανειοδραστικούς παράγοντες έχουν αναφερθεί σήμερα αντίστοιχες ουσίες μικροβιακής προέλευσης, που είναι γνωστές ως βιοεπιφανειοδραστικές. Παρόλη την ευρεία χρήση των χημικά συντιθέμενων επιφανειοδραστικών ουσιών, λόγω του χαμηλού κόστους παραγωγής τους, τα βιολογικά επιφανειοδραστικά έχουν λάβει εκτεταμένη προσοχή τα τελευταία χρόνια λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων τους. Έτσι, εκτός του ότι είναι μη-τοξικά, ορισμένα από αυτά έχουν επιδείξει πιο ειδικές και αποτελεσματικότερες επιφανειοδραστικές ιδιότητες σε σύγκριση με πολλές συμβατικές συνθετικές επιφανειοδραστικές ουσίες, παρέχοντας νέες δυνατότητες για βιομηχανικές εφαρμογές. Οι βιοεπιφανειοδραστικοί παράγοντες ταξινομούνται σε διάφορες κατηγορίες ανάλογα με τη χημική τους σύνθεση, το φορτίο τους και τη μικροβιακή τους προέλευση. Η σύνθεσή τους γίνεται από μεγάλη ποικιλία μικροοργανισμών και θρεπτικών μέσων. Μια από τις σημαντικότερες κατηγορίες βιολογικά συντιθέμενων επιφανειοδραστικών παραγόντων είναι τα ραμνολιπίδια. Η πλειοψηφία των στελεχών που έχει αναφερθεί ότι παρουσιάζουν δυνατότητα παραγωγής βιοεπιφανειοδραστικών παραγόντων ανήκει στο γένος Pseudomonas και τα περισσότερα από αυτά έχουν ταυτοποιηθεί ως Ρ. aeruginosa. Ένα πρόσφατα ανακαλυφθέν βακτήριο, το οποίο ανήκει στο γένος Tetragenococcus, το οποίο βρέθηκε να παράγει βιοεπιφανειοδραστικούς παράγοντες, αποτελεί ο Tetragenococcus koreensis που αποτελεί και το αντικείμενο μελέτης της παρούσας εργασίας. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικής σύστασης συνθετικά θρεπτικά μέσα και μελετήθηκε η δυνατότητα ανάπτυξης του μικροοργανισμού καθώς και η ικανότητά του να συνθέσει βιοεπιφανειοδραστικούς παράγοντες. Επίσης μελετήθηκε η ικανότητα των προϊόντων στο σχηματισμό γαλακτωμάτων, στη μείωση της επιφανειακής τάσης, ενώ επίσης αναπτύχθηκε μεθοδολογία για τον ποσοτικό προσδιορισμό τους. Η συμπεριφορά του μικροοργανισμού παρουσίασε αρκετές διαφοροποιήσεις στα θρεπτικά μέσα που χρησιμοποιήθηκαν τόσο ως προς τον ρυθμό ανάπτυξής του αλλά και ως προς την ικανότητα σύνθεσης προϊόντων. / Surfactants are amphiphilic molecules (i.e., consisting of a hydrophilic head and a hydrophobic tail). Due to this structure it is possible, by adding them in solution, to cause reduction of surface (air-liquid) and the interfacial tension (liquid-liquid), allowing the two phases to be mixed and to interact. The capacity is combined with the ability to form emulsions which renders these substances particularly important to many applications in modern food industry and in environmental applications, such as to restore recipients contaminated with hydrocarbons or metals, microbial growth in oil recovery in medicine, agriculture, industry cosmetics etc. Besides chemically synthesized surfactants reported today relevant substances of microbial origin, which are known as biosurfactants. Despite the widespread use of chemically synthesized surfactants, because of its low production costs, organic surfactants have received extensive attention in recent years because of their unique properties. Thus, in addition to being non-toxic, some of them have shown more specific and effective surfactant properties compared to many conventional synthetic surfactants, providing new possibilities for industrial applications. The biosurfactant agents are classified into various categories according to their chemical composition, their charge and microbial origin. The composition is made of a wide variety of microorganisms and nutrients. One of the major classes of biologically synthesized surfactants are rhamnolipids. The majority of the strains have been reported to exhibit potential biosurfactant production factors belonging to the genus Pseudomonas and most of them were identified as P. aeruginosa. A newly discovered bacterium, which belongs to the genus Tetragenococcus, which was found to produce biosurfactants is the Tetragenococcus koreensis which is the subject of the present work. In this work we used different composition synthetic media and studied the possibility of growth of the microorganism and the ability to synthesize biosurfactants. Furthermore, we studied the ability of the products in the formation of emulsions, the decrease of surface tension, and also developed a methodology to quantify them. The behavior of the organism showed several differences in nutrient media used both in its growth rate but also in the ability to synthesize products.

Στόχος είναι η ανάπτυξη μιας εφαρμογής η οποία θα μπορεί να παράγει αρκετά και διαφορετικά –αλλά ίδιου επιπέδου δυσκολίας-θέματα των παραπάνω τύπων πάνω σε διάφορα γνωστικά αντικείμενα. Προκειμένου αυτό να καταστεί εφικτό, αρχικά θα πραγματοποιηθεί η δημιουργιά μια βάσης δεδομένων με τις ερωτήσεις διαφόρων τύπων αλλά και τις απαντήσεις τους. Η εφαρμογή θα δύναται να διαχειρίζεται αποτελεσματικά αυτή τη βάση θεμάτων και θα παράγει με αυτόματο τρόπο διαφορετικά αλλά ίδιου επιπέδου δυσκολίας θέματα. Σαυτό ακριβώς το σημείο διαφαίνεται και η έννοια της αξιολόγησης όσο αναφορά πλέον όχι το επίπεδο γνώσης των σπουδαστών αλλά το επίπεδο των θεμάτων. Είναι κατανοητό ότι η εφαρμογή χρειάζεται να δύναται να αξιολογεί τους διάφορους τύπους ερωτήσεων πριν τις εισάγει στη βάση δεδομένων έτσι ώστε να μπορεί να παράγει θέματα ίσάξιας δυσκολίας. Τέλος από την εφαρμογή θα υπάρχει η δυνατότητα εξαγωγής στατιστικών στοιχείων τοσό για την επίδοση των σπουδαστών (π.χ. ποσοστά επιτυχίας–αποτυχίας) όσο και για την επίδοση του συστήματος–εφαρμογής για το κατά πόσο η αξιολόγηση της δυσκολίας των θεμάτων είναι αντικειμενική. / -

Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται το ζήτημα της προστασίας σε Συστήματα Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας με παρουσία Κατανεμημένης Παραγωγής. Η παραδοσιακή ακτινική μορφή των Συστημάτων Διανομής μεταβάλλεται με την παρουσία μονάδων Κατανεμημένης Παραγωγής, καθώς αυτές αποτελούν ενεργά στοιχεία και συμβάλλουν στο ρεύμα βραχυκύκλωσης. Συνεπώς ανακύπτει ένα σύνολο προβλημάτων στην λειτουργία του Συστήματος Προστασίας, όπως αύξηση του επιπέδου σφάλματος και διαταραχή στην επιλογική συνεργασία των διατάξεων προστασίας. Συχνά, τα προβλήματα που επιφέρει η παρουσία μονάδων Κατανεμημένης Παραγωγής στο Σύστημα Προστασίας του δικτύου διανομής, θέτουν το όριο στην εγκατάσταση περαιτέρω μονάδων. Αρχικά, παρουσιάζονται γενικές έννοιες, που έχουν σχέση με την προστασία σε δίκτυα διανομής , και παρατίθενται γενικά στοιχεία για την Κατανεμημένη Παραγωγή. Στην συνέχεια, παρέχεται η μεθοδολογία υπολογισμού των ρευμάτων βραχυκύκλωσης και τα μοντέλα των στοιχείων σε περίπτωση σφάλματος. Με τα ανωτέρω, επεξηγούνται οι αλλαγές στο ισοδύναμο κύκλωμα σε περίπτωση σφάλματος του Συστήματος Διανομής με την παρουσία Κατανεμημένης Παραγωγής και αναφέρεται το ζήτημα της αύξησης του επιπέδου σφάλματος. Επιπλέον, παρουσιάζονται τα επιμέρους ζητήματα που έχουν σχέση με τις επιπτώσεις της παρουσίας Κατανεμημένης Παραγωγής στο Σύστημα Προστασίας του Συστήματος Διανομής, όπως το ζήτημα της διαταραχής στην επιλογική συνεργασία ηλεκτρονόμων, ασφαλειών και διακοπτών αυτόματης επαναφοράς, το ζήτημα της μείωσης της επέκτασης των ηλεκτρονόμων απόστασης κ.α. Ακολούθως, επεξηγείται η Προστασία Διασύνδεσης και οι μέθοδοι και πρακτικές που χρησιμοποιούνται ώστε να προσαρμόζεται μία μονάδα Κατανεμημένης Παραγωγής στην παραδοσιακή λειτουργία του Συστήματος Προστασίας του Συστήματος Διανομής. Ιδιαίτερα αναλύεται το φαινόμενο της λειτουργίας νησίδος ενώ επεξηγείται και ο ρόλος του μετασχηματιστή διασύνδεσης στην λειτουργία του Συστήματος Προστασίας του δικτύου. Με βάση την ανάλυση και τη θεωρητική εξέταση εννοιών, μεθόδων και επιμέρους ζητημάτων (Μέρος Α), στο Β Μέρος της παρούσας εργασίας, παρουσιάζονται χαρακτηριστικά παραδείγματα εγκατάστασης Κατανεμημένης Παραγωγής σε εναέρια ακτινικά δίκτυα Μέσης Τάσης του ελληνικού Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας, στα οποία διερευνώνται οι επιπτώσεις στην λειτουργία του Συστήματος Προστασίας. Μέσω της μελέτης περιπτώσεων καταδεικνύεται ο ρόλος των χαρακτηριστικών των μονάδων Κατανεμημένης Παραγωγής και της θέσης εγκατάστασης τους στην εμφάνιση πιθανών προβλημάτων. Η διαταραχή στην επιλογική συνεργασία διακόπτη αυτόματης επαναφοράς και ασφαλειών, η εσφαλμένη λειτουργία του διακόπτη αυτόματης επαναφοράς λόγω ρευμάτων βραχυκύκλωσης και η αύξηση του επιπέδου σφάλματος, προκύπτουν ως τα σημαντικότερα προβλήματα. Τέλος, εξάγονται γενικά συμπεράσματα και προτείνονται λύσεις. / -

Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται κάποια στοιχεία για τα ΑΠΕ και τα χαρακτηριστικά τους αλλά δίνεται περισσότερη έμφαση στο ελληνικό σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (στους σταθμούς παραγωγής είτε ιδιωτικούς είτε της ΔΕΗ) τόσο από συμβατικές όσο και από ΑΠΕ. Στη συνέχεια, αναφέρονται εκτενέστερα οι πηγές ενέργειας που θα χρησιμοποιηθούν στις εξομοιώσεις, δηλαδή η ηλιακή ενέργεια, η αιολική ενέργεια και η τεχνολογία του υδρογόνου (που περιλαμβάνει κελιά καυσίμου, ηλεκτρόλυση του νερού για την παραγωγή υδρογόνου και την αποθήκευση του τελευταίου). Η μπαταρία ως αποθηκευτική μονάδα αναπτύσσεται συνοπτικά και κατόπιν αναφέρονται τα οικονομικά στοιχεία ενός συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Το τελευταίο θεωρητικό κομμάτι είναι αφιερωμένο στο πρόγραμμα εξομοίωσης που χρησιμοποιήθηκε, το Homer, και αναλύονται λεπτομερώς τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν καθώς και οι τεχνικές λειτουργίας του. Στο τελευταίο κομμάτι της διπλωματικής εργασίας πραγματοποιούνται οι εξομοιώσεις στο Homer για ένα υβριδικό αυτόνομο σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και παρατίθονται τα αποτελέσματα αυτών με τη βοήθεια των διαγραμμάτων που παρέχει το συγκεκριμένο πρόγραμμα. Αρχικά, παρατίθονται τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν, δηλαδή η περιοχή για την οποία έγιναν οι εξομοιώσεις με τα αιολικά και τα ηλιακά δεδομένα, τα στοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν στις εξομοιώσεις, τα είδη των ανεμογεννητριών,των φωτοβολταϊκών πλαισίων, των κελιών καυσίμου, των ηλεκτρολυτών, των μονάδων αποθήκευσης υδρογόνου, των μπαταριών, των αντιστροφέων και των γεννητριών, καθώς και τα οικονομικά στοιχεία που θέσαμε ως δεδομένα για την πραγματοποίηση των εξομοιώσεων. Οι εξομοιώσεις που πραγματοποιήθηκαν ήταν ο συνδυασμός ανά δύο όλων των παραπάνω πηγών ενέργειας και μια με όλες μαζί (δηλαδή 6 εξομοιώσεις), με σκοπό την ανεύρεση του πιο οικονομικού συνδυασμού ενός υβριδικού αυτόνομου συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για μια περιοχή κοντά στο Ηράκλειο Κρήτης που εξετάζουμε. Οι εξομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν τόσο με την χρήση μπαταριών όσο και χωρίς την χρήση αυτών για να διαπιστωθεί κατά πόσο οι μπαταρίες επηρεάζουν ένα αυτόνομο σύστημα. Από τα αποτελέσματα των εξομοιώσεων δεν συμπεραίνεται με ακρίβεια ποια είναι η πιο συμφέρουσα καθώς αυτό εξαρτάται από τα κριτήρια που θέτει ο κάθε επενδυτής. Αυτά είναι: • Με βάση τη χρήση ή μη των μπαταριών • Με βάση τη συνολική παραγόμενη ενέργεια • Με βάση τo συνολικό κόστος της επένδυσης • Με βάση το πλεόνασμα παραγόμενης ενέργειας • Με βάση ποια συστήματα παραγωγής ενέργειας είναι υπεύθυνα για την μόλυνση του περιβάλλοντος • Με βάση την κλίση των φ/β πλαισίων, σύμφωνα με τα αποτελέσματα της ανάλυσης ευαισθησίας Οι κυριότεροι παράγοντες για την επιλογή ενός συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι ο οικονομικός και η εκπομπή ρύπων. Απ' τις εξομοιώσεις συμπεραίνεται ότι η πιο οικονομική επιλογή υβριδικού συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι ο συνδυασμός των πηγών γεννήτριας πετρελαίου – φωτοβολταικής συστοιχίας και ο συνδυασμός των πηγών φωτοβολταικής συστοιχίας-ανεμογεννήτριας είναι η πιο φιλική επιλογή προς το περιβάλλον μιας και δεν παράγει καθόλου ρύπους. Ανάμεσα στις δύο παραπάνω επιλογές, η πιο συμφέρουσα είναι η δεύτερη μιας και ως προς οικονομικής άποψης δεν είναι ακριβή (είναι η τρίτη πιο φθηνή), ενώ ο συνδυασμός γεννήτριας πετρελαίου – φωτοβολταικής συστοιχίας παράγει αρκετά υψηλό ποσοστό ρυπών (είναι η δεύτερη). Στο τέλος, πραγματοποιήθηκαν άλλες 3 εξομοιώσεις με το συνδυασμό της τεχνολογίας του υδρογόνου με τις υπόλοιπες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, μια κάθε φορά και όλες μαζί στο τέλος, με τις πιθανές μελλοντικές τιμές των στοιχείων της πρώτης (προβλέψεις για το 2020). Σύμφωνα λοιπόν με τα αποτελέσματα των εξομοιώσεων χρησιμοποιώντας τις μελλοντικές τιμές για την τεχνολογία του υδρογόνου, το μέλλον ανήκει σ αυτή την τεχνολογία και ο συνδυασμός της τόσο με την αιολική όσο και με την ηλιακή είναι μια οικονομική και συνάμα αποδοτική λύση χωρίς να μολύνουμε καθόλου το περιβάλλον. / In this project is presented things about renewable energy sources and their characteristics but is given more importance in the GPS, GREEK POWER SYSTEM, (either private power stations or NATIONAL ELECTRICAL COMPANY) by conventional sources and by Renewable Energy Sources. Afterwards, it is reported, extensively, to the energy sources that is used in simulations, in other words the solar energy, the wind energy and the hydrogen technology (that includes fuel cells, electrolyze of water for hydrogen production and the storage of the last one). It is developed the battery as stocking unit and then is reported to the economic elements of a power system. The last theoretical part is dedicated to the simulation program, HOMER and is analyzed its components and its techniques. In the last part of project, is simulated autonomous power systems and is commented their results, being helped by the diagrams that HOMER exports. Initially, it is mentioned the data that were used, that is to say the area with its solar and wind data, the elements that were used in the simulations, the types of wind generators, of photovoltaic frames, of fuel cells, of electrolytes, of hydrogen storages, of batteries, of inverter and of diesel generators, as well as the economic elements of simulations. The simulations contained the combination of the above sources of energy ( 6 simulations) aiming the recovery of the most lucrative combination of hybrid autonomous power system for an area close to Heraklion of Crete that was examined. The simulations were realized with the use of batteries and without them in order to understand their influences in autonomous power systems. The results of the simulations cannot lead, precisely, to a lucrative choice about a power system, something that depends on investor’s criteria. These are: • Based on the use or not of batteries • Based on the total production of energy • Based on the excess electricity • Based on the power system responsible for the pollution of the environment • Based on the photovoltaic tilt , according to the sensitivity results The main factors το choose an electric power system are the economic and the emission of pollutants. According to simulation results, the most economic choice of hybrid system is the combination of diesel generator - photovoltaic frames and the combination of photovoltaic frames-wind generator are the friendliest choice to the environment. Between the above choices, the second one is the most aproppriate due to its low cost, while the first one produces high percentage of pollutants. Finally, we realized 3 more simulations combined the technology of hydrogen, using possible future prices of its elements (forecasts for 2020), with the renewable energy sources. According to these results, the future belongs to hydrogen technology and its combination with the solar or the wind energy can create a cheap, efficient and without pollutants choice.

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των κυψελών καυσίμου ως εναλλακτική πηγή τάσεως. Ο λόγος για τον οποίον έχει στραφεί η έρευνα προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι αφενός η αύξηση των ενεργειακών απαιτήσεων των κοινωνιών σε συνδυασμό με τη μείωση των διαθέσιμων ορυκτών καυσίμων και αφετέρου η μόλυνση του περιβάλλοντος που έχει προέλθει από ρύπους όπως είναι το διοξείδιο του άνθρακα. Οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας σήμερα είναι η ηλιακή, η αιολική και η υδροηλεκτρική. Τα τελευταία χρόνια αποκτά ιδιαίτερο ενδιαφέρον και η τεχνολογία του υδρογόνου λόγω κάποιων πλεονεκτημάτων που διαθέτει, όπως η μεγάλη ικανότητα παραγωγής ενέργειας ανά μονάδα βάρους (σχεδόν τριπλάσια από την αντίστοιχη ικανότητα παραγωγής ενέργειας της βενζίνης), η υψηλή αποδοτικότητα και αξιοπιστία καθώς και οι μηδενικές επιπτώσεις για το περιβάλλον. Βέβαια, υπάρχουν και αρκετά μειονεκτήματα που σχετίζονται με τη σχετικά πρόσφατη στροφή της έρευνας προς αυτή την κατεύθυνση (ακριβές διατάξεις παραγωγής και κατανάλωσης υδρογόνου , μη εγκατεστημένο δίκτυο διανομής και δυσκολίες στην αποθήκευση του υδρογόνου). Στη συνέχεια αναλύεται το θεωρητικό υπόβαθρο της τεχνολογίας αυτής και παρουσιάζονται μέθοδοι βελτίωσης της απόδοσής της. Αρχικά, γίνεται μια μικρή ιστορική αναδρομή σε αυτή τη τεχνολογία προκειμένου να γίνει σαφές πως οδηγηθήκαμε στη σκέψη παραγωγής ενέργειας μέσω της αντίδρασης του υδρογόνου και του οξυγόνου. Αναλύονται τα πλεονεκτήματα που έχουν οι κυψέλες καυσίμου έναντι τόσο των μηχανών εσωτερικής καύσης όσο και έναντι των μπαταριών και παρουσιάζονται όλοι οι εμπορικά διαθέσιμοι τύποι κελιών καυσίμου. Ιδιαίτερη έμφαση στη διπλωματική εργασία δίνεται στη δομή και στην αρχή λειτουργίας των κυψελών καυσίμου τύπου μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων λόγω της ευελιξίας και της ποικιλίας των εφαρμογών που μπορούν να υποστηρίξουν. Οι κυψέλες καυσίμου αυτού του είδους παρουσιάζουν χαμηλή θερμοκρασία λειτουργίας, χαμηλούς χρόνους εκκίνησης, γρήγορη απόκριση στις μεταβολές φορτίου και μεγάλη ανθεκτικότητα. Εν συνεχεία παρουσιάζεται η απόδειξη, από την οποία προκύπτει η μέγιστη θεωρητική τάση(1.229V) ενός κελιού καυσίμου, οι μηχανισμοί που προκαλούν πτώση τάσης από τη μέγιστη θεωρητική τιμή καθώς και το ισοδύναμο ηλεκτρικό κύκλωμα. Η προσομοίωση και μοντελοποίηση των κυψελών, που ακολουθεί, κατέχει σημαντική θέση στην ανάλυση και στην πρόβλεψη της ηλεκτρικής συμπεριφοράς τους καθώς αυτές ενσωματώνονται σε συστήματα ισχύος. Παρουσιάζονται διαγράμματα που προέκυψαν από τη μοντελοποίηση και φανερώνουν πως εξαρτάται η τάση του κελιού, οι απώλειες ενεργοποίησης, οι ωμικές απώλειες και η ισχύς εξόδου συναρτήσει τόσο της πυκνότητας ρεύματος όσο και της θερμοκρασίας. Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στις 3 διαφορετικές περιοχές της χαρακτηριστικής τάσεως-ρεύματος. Μέσα από τις προκύπτουσες καμπύλες γίνεται σαφές το εξής. Οι απώλειες ενεργοποίησης έχουν επίδραση μόνο στις χαμηλές πυκνότητες ρεύματος και για την θερμοκρασία λειτουργίας είναι της τάξεως των 0.48 V. Πράγματι, με το σχεδιασθέν μοντέλο βλέπουμε ότι η τάση του κελιού για χαμηλές πυκνότητες ρεύματος είναι της τάξεως του 0.7 V, δηλαδή η μέγιστη θεωρητική τάση μειούμενη κατά τις απώλειες ενεργοποίησης. Οι ωμικές απώλειες έχουν επίδραση για μέσες πυκνότητες ρεύματος και προσομοιώνονται με μια ωμική αντίσταση, η οποία περιλαμβάνει την αντίσταση των ηλεκτροδίων στην κίνηση των ηλεκτρονίων, την αντίσταση της μεμβράνης στην κίνηση των κατιόντων και την αντίσταση που παρουσιάζεται στην επιφάνεια επαφής ηλεκτροδίου και μεμβράνης. Η εξάρτηση των ωμικών απωλειών συναρτήσει της πυκνότητας ρεύματος είναι γραμμική, αυξάνονται συναρτήσει της θερμοκρασίας και επίσης και με την αύξηση του πάχους του ηλεκτρολύτη, όπως προέκυψαν από τη μοντελοποίηση της κυψέλης. Λόγω του ότι η προκύπτουσα τάση είναι της τάξης του 0.5-1 V, γίνεται αναγκαία η σύνδεση πολλών κελιών σε σειρά. Ο πιο διαδεδομένος τρόπος, για να μειωθούν οι απώλειες στις συνδέσεις, είναι με τη χρήση διπολικών πλακών. Ένα ενδιαφέρον ζήτημα που εξετάζεται είναι η δυναμική απόκριση των μοντέλων αυτών, η οποία προσομοιώνεται ηλεκτρονικά. Η μελέτη που έχει γίνει αποσκοπεί στη βελτίωση της απόδοσης, στη ταχύτερη απόκριση στις δυναμικές μεταβολές και κυρίως στον τρόπο με τον οποίον θα μπορέσει μια διάταξη κυψέλης καυσίμου να τροφοδοτήσει πραγματικά φορτία, τα οποία απαιτούν σταθερή τάση. Οι κυψέλες δίνουν συνεχή τάση μη καθορισμένης όμως τιμής. Έτσι, προκειμένου να συνδεθεί ένα φορτίο πρέπει αυτή η μη καθορισμένη τάση εξόδου να ενισχυθεί και να κρατηθεί σταθερή σε μία επιθυμητή τιμή. Η ενίσχυση επιτυγχάνεται με τη τοποθέτηση ενός μετατροπέα τύπου boost στην έξοδο της κυψέλης. Η σταθεροποίηση επιτυγχάνεται μέσω ενός κυκλώματος ανατροφοδότησης, το οποίο εντοπίζει τη διαφορά ανάμεσα στη τάση εξόδου του μετατροπέα και στη τάση αναφοράς και καθορίζει αναλόγως τη παλμοδότηση του ημιαγωγικού στοιχείου του μετατροπέα. Τα στοιχεία του μετατροπέα επιλέγονται, ώστε να λειτουργεί σε κατάσταση συνεχούς αγωγής. Αναλύεται η λειτουργία του μετατροπέα ανύψωσης τάσης και εξηγείται πλήρως ο τρόπος με τον οποίον σχεδιάστηκε η ανατροφοδότηση στον μετατροπέα. Παρατίθεται η απόκριση του συστήματός μας, όταν στην έξοδο έχουμε καθαρά ωμικό, επαγωγικό και χωρητικό φορτίο. Παρατηρείται ότι σε κάθε περίπτωση ο μετατροπέας διατηρεί σταθερή τη τιμή της τάσης στην επιθυμητή τιμή. Επίσης, παρατίθεται η απόκριση του μετατροπέα σε φορτίο που σχεδιάστηκε, έτσι ώστε να μεταβάλλεται κάθε 3 δευτερόλεπτα. Και σε αυτήν την περίπτωση, ο μετατροπέας μετά το πέρας των μεταβατικών φαινομένων καταφέρνει να διατηρήσει σταθερή τη τιμή της τάσεως εξόδου. Στο τελευταίο μέρος της διπλωματικής εργασίας, παρουσιάζεται η πειραματική διαδικασία που πραγματοποιήθηκε σε μια συστοιχία κυψέλων καυσίμου τύπου μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων ισχύος 1.2kW. Περιγράφεται αναλυτικά ο τρόπος με τον οποίον λειτουργεί η χρησιμοποιηθείσα κυψέλη υδρογόνου. Παρουσιάζονται οι διαδικασίες που απαιτούνται για την έναρξη και τον τερματισμό της, οι επιμέρους μονάδες που απαιτούνται για την τροφοδότηση της κυψέλης με τα αντιδρώντα καθώς και οι μηχανισμοί ασφαλείας που υπάρχουν προκειμένου να αποτραπούν επικίνδυνες καταστάσεις για την ομαλή λειτουργία της κυψέλης. Επίσης αναλύονται τα βήματα που ακολουθήθηκαν για να προκύψουν οι χαρακτηριστικές τάσεως-ρεύματος και ισχύος-ρεύματος. Σε κοινά διαγράμματα συγκρίνονται με τις αντίστοιχες καμπύλες που αναφέρει το φυλλάδιο των κατασκευαστών. Σε άλλο πείραμα παρουσιάζεται η εξάρτηση της τάσεως της κυψέλης από τη θερμοκρασία και επιβεβαιώνεται η θεωρία, η οποία αναφέρει μείωση της τάσεως εξόδου, καθώς αυξάνει η θερμοκρασία. Η μεταβολή της τάσεως παρατηρείται εντονότερα στην ωμική περιοχή, εκεί όπου επικρατούν οι ωμικές απώλειες και οι οποίες είναι ανάλογες με την πυκνότητα του ρεύματος. Ακολούθως, αναλύεται η μέθοδος βάσει της οποίας μπορεί να υπολογιστεί η απόδοση της κυψέλης καυσίμου. Πρόκειται για περίπλοκο μηχανισμό, αφού η είσοδος του συστήματος είναι χημική ενέργεια και έξοδος ηλεκτρική ενέργεια. Με βάση αυτό το μηχανισμό, παρουσιάζεται η σχέση της απόδοσης με το ρεύμα και τη θερμοκρασία, όπως προέκυψε από τη πειραματική διαδικασία. Τέλος, παρουσιάζονται μέσω διαγράμματος οι χρόνοι που χρειάζεται η τάση για να σταθεροποιηθεί κατά τη σύνδεση και την αποσύνδεση του φορτίου και αναλύεται ο μηχανισμός εκείνος, ο οποίος συμβάλλει στον μη μηδενικό χρόνο απόκρισης των κυψελών καυσίμου. / The aim of the present essay is the study of fuel cells as an alternative source of voltage. The reason why the research has turned to the renewable sources of energy is not only the increase of energy requirements of societies but also the reduction of available mining fuels and the air pollution. The more widely used renewable sources of energy today are solar and hydroelectric. The last years, the technology of hydrogen acquires particular interesting, because of certain advantages such as the big faculty of production of energy per unit of weight, the high efficiency and reliability as well as the null repercussions for the environment. Of course, there are also disadvantages that are related to the recent turn of research to this direction (expensive provisions of production and consumption of hydrogen, not installed network of distribution and difficulties in the storage of hydrogen). The analysis includes apart from the theoretical background of this technology and presentation of methods of improvement of the efficiency. Particular accent in this essay is given in the operation of fuel cells of type of membrane exchange protons due to the flexibility and the variety of applications that they can support. This type of cells operates at low temperature, responds fast in the start and in load changes and has high resistibility. Then, the structure and the operation of a PEM fuel cell are being represented. It is represented the background for the highest theoretical cell voltage, the reasons why the voltage does not remain constant at this value of voltage and an equivalent electrical circuit. The simulation and modeling of cells, that follows, plays important role in the analysis and in the forecast of their electric behavior, as they are incorporated in power systems. Firstly, the history behind this technology is presented. Advantages and disadvantages of fuel cells and all types of available fuel cells are presented. In this essay, the structure of a PEM Fuel cell and the way it operates is analyzed. This type of fuel cell operates at low temperatures and as a result, it starts quickly and responds fast at load changes. After this, it is being proved that the maximum theoretical voltage of o stack is 1.229 V. The reasons why this value of voltage is inevitable and the equivalent electrical circuit are also being analyzed. Diagrams, that resulted from the modeling and show how cell voltage, activation losses and ohmic losses are depended on current density and temperature, are presented. The activation losses have impact only on low current densities. Their value is around 0.48 V at the operating temperature of 650C. The diagram that presents the polarization curve evaluates the previous sentence, as the voltage at open circuit is about 0.7V (1.229V minus the activation losses). The ohmic losses have impact on current densities between 0.01 and 0.1 A/cm2. They are being modeled by an ohmic resistance, which includes the resistance of the electrodes during the flow of the electrons and the resistance of the membrane during the flow of the ions. The ohmic losses are proportional to the current density and increase, as the temperature increases. These came out from a simulation in Matlab. Because the voltage is around 0.5-1 V, the connection of many cells in series becomes necessary. In order to reduce the losses in the connections, bipolar plates are used. Particular report at the simulation becomes in the dynamic response of this model. The study aims in the improvement of efficiency, in the faster response in the dynamic changes and mainly in the way that the stack has to be connected in order to supply energy in real loads that require constant voltage. The stack produces a not determined dc voltage. Thus, this undetermined voltage should be strengthened and kept constant in a desirable value. The increase is achieved with the placement of a boost converter in the output of stack. The stabilization is achieved via a circuit of feedback, which locates the difference between the output voltage of the converter and the reference value and determines the duty cycle. The parameters of the converter are chosen in order to have continuous conduction mode. The operation of the converter is analyzed and the way the feedback operates is totally explained. Diagrams that show the response of the converter, when the load is resistance, an inductor and a capacitor are represented. In every situation, the voltage remains constant at the value of reference voltage. The response in a load that changes every 3 seconds is also presented. The voltage also remains constant at 80V. Finally, the experimental process, that took place in a fuel cell of type of membrane exchange protons 1,2kW, is presented. The way this stack operates is analytically described. The processes that are required for the beginning and the finish, the individual units that are required for the feed-in of oxygen and hydrogen and the mechanisms of safety that exist in order to avoid dangerous situations are presented. Also, the characteristics of voltage and power as function of current are presented. In common diagrams, they are being compared with the equivalent diagrams that are presented by the manufacturer. The dependence of stack voltage on the temperature is being experimented and is confirmed with the theory, which reports reduction of voltage, as the temperature increases. This dependence becomes stronger at the ohmic region, because the ohmic losses are proportional to current density. Moreover, the method we can follow in order to calculate the efficiency of the stack is analyzed. It is a complex mechanism, because the entry of the system is chemical energy and the exit is electrical energy. With base this mechanism, the relationship of efficiency with the current and the temperature is presented, as it resulted from the experimental process. Finally, the stabilization times during the connection and disconnection of a load are presented via a diagram and the mechanism, which contributes in the not null time of response of stack, is analyzed.

Στη παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται ανάλυση και μοντελοποίηση ενός μικροδικτύου, που αποτελείται από μία φωτοβολταϊκή και μία αιολική μονάδα που τροφοδοτούν ένα ωμικο-επαγωγικό φορτίο και είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο σε κοινό κόμβο εναλλασσόμενης τάσης. Το φωτοβολταϊκό σύστημα περιλαμβάνει έναν αντιστροφέα και έναν μετατροπέα συνεχούς τάσης σε συνεχή που ανυψώνει την τάση και παράλληλα είναι ανιχνευτής του σημείου μέγιστης ισχύος, ώστε να είναι μέγιστη η παραγόμενη ισχύς του συστήματος. Το αιολικό σύστημα μεταβλητών στροφών χρησιμοποιεί μια σύγχρονη μηχανή μόνιμου μαγνήτη (PMSG) και ένα σύστημα δύο μετατροπέων, πλήρους κλίμακας, πλάτη με πλάτη. Στις εξόδους των μετατροπέων χρησιμοποιήθηκαν κατάλληλα φίλτρα RL με στόχο την μείωση του αρμονικού περιεχομένου των τάσεων και των ρευμάτων εξόδου. Έγινε προσπάθεια να εφαρμοστεί μια στρατηγική ελέγχου, ώστε να ελεγχθούν κατάλληλα τα συστήματα με σκοπό την επίτευξη μέγιστης παραγωγής ισχύος. Τέλος, υλοποιήθηκε το παραπάνω σύστημα σε περιβάλλον Matlab/Simulink και έγινε προσομοίωση για διάφορες μεταβολές στην ακτινοβολία, την ταχύτητα του ανέμου και το φορτίο. Σκοπός ήταν η μελέτη της συμπεριφοράς της δεδομένης στρατηγικής ελέγχου που εφαρμόστηκε και η εξαγωγή συμπερασμάτων. Στο πρώτο κεφάλαιο ορίζεται η κατανεμημένη παραγωγή μέσω της διαφοροποίησής της από την κεντρικοποιημένη και παρουσιάζονται οι λόγοι της πρόσφατης επανεμφάνισής της. Επίσης, αναλύονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτών και τέλος εισάγεται η έννοια του μικροδικτύου και τα βασικά χαρακτηριστικά του. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις μονάδες παραγωγής ενός μικροδικτύου και τις διαθέσιμες τεχνολογίες. Δίνεται έμφαση στις ανεμογενήτριες, τα φωτοβολταϊκά και συστήματα συμπαραγωγής αναλύοντας τα τεχνικά χαρακτηριστικά και την αρχή λειτουργίας τους. Στο τρίτο κεφάλαιο ορίζονται οι μονάδες μετατροπής ενέργειας, δηλαδή οι ηλεκτρονικοί μετατροπείς ισχύος. Εξετάζονται οι διάφορες κατηγοριοποιήσεις αυτών και αναφέρονται τα διάφορα είδη των ημιαγωγών ισχύος από τα οποία αποτελούνται. Τέλος, αναλύονται οι τύποι των ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος που χρησιμοποιήθηκαν στο υπό μελέτη σύστημα. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται η εξαγωγή των μαθηματικών εξισώσεων που περιγράφουν το σύστημα καθώς και αναλυτική περιγραφή των τεχνικών και μεθοδων που χρησιμοποιήθηκαν για τον έλεγχο. Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο δίνονται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης υπό τη μορφή διαγραμμάτων καθώς και τα συμπεράσματα της μελέτης. / In the current thesis an analysis and modeling of a microgrid is conducted. The microgrid consists of one photovoltaic and one wind unit which are feeding an R-L load and are connected in a common node to the grid. The photovoltaic system includes an inverter and a Dc to Dc converter that elevates the voltage and at the same time is a maximum power point tracker. The variable speed wind turbin uses a permanent magnet synchronous generator (PMSG) and a system of two full scale, back to back converters. Proper RL filters were used in the outputs of the converters in order to reduce the harmonic content of the voltage and current output. An attempt was made to implement a control strategy in order to control the system appropriately with the aim of achieving production of maximum power. Finally, this particular system was implemented in a Matlab/Simulink environment and simulated for various changes in radiation, wind speed and load. The aim was to study the behavior of the given control strategy applied and to come to a conclusion. In the first chapter the distributed generation is defined through its diversification from the centralized one and the reasons for its recent revival are presented. In addition, the advantages and disadvantages of these are analyzed, and finally the concept of microgrid is introduced along with its main characteristics. In the second chapter a reference of the production units of a microgrid and the available technologies is made. Emphasis is placed on wind turbines, photovoltaic and cogeneration systems by analyzing their technical features and their principal of operation. In the third chapter there is the specification of the energy conversion units, namely the electronic power converters. Their various classifications are examined and the different types of power semiconductors of which they consist are mentioned. Finally, there is an analysis of the types of converters used in the system being tested. In the fourth chapter the extraction of the mathematical equations that describe the system is made, along with a detailed description of the techniques and methods used for its control. Finally, in the fifth chapter the results of the simulation are provided in the form of diagrams along with the conclusions of the study.

Η φωτοκαταλυτική αναμόρφωση υδατικών διαλυμάτων γλυκερόλης διερευνήθηκε με τη βοήθεια καταλυτών CuOx/TiO2, οι οποίοι παρασκευάστηκαν με την μέθοδο εναπόθεσης-ισορροπίας-διήθησης (EDF), η οποία οδηγεί στο σχηματισμό καταλυτών υψηλής διασποράς χαλκού (II), τα είδη του οποίου αλληλεπιδρούν ισχυρά με την επιφάνεια του TiO2. Βρέθηκε ότι η γλυκερόλη φωτο-αναμορφώνεται αποτελεσματικά σε αυτά τα υλικά αποδίδοντας H2 και CO2 στην αέρια φάση. Η έκλυση υδρογόνου παρουσιάζει μια υστέρηση με το υδρογόνο να εμφανίζεται μόνο μετά από παρατεταμένη έκθεση του αιωρήματος στο φως, ενώ ο ρυθμός παραγωγής CO2 (και σε μικρότερο βαθμό Η2) ταλαντώνεται σε συνάρτηση με το χρόνο ακτινοβόλησης. Τα αποτελέσματα αυτά εξηγούνται αν λάβει κανείς υπόψη την φωτοεπαγόμενη αναστρέψιμη τροποποίηση της οξειδωτικής κατάστασης του χαλκού που λαμβάνει χώρα υπό τις παρούσες συνθήκες αντίδρασης. Επιπλέον, αναπτύχθηκαν φωτοκαταλύτες με υψηλή απόκριση στην ορατή ακτινοβολία πυρώνοντας σκόνη TiO2 (sol-gel) υπό ροή ΝΗ3. Το φάσμα απορρόφησης των λαμβανόμενων υλικών συντονίστηκε με έλεγχο της θερμοκρασίας. Οι φωτοκαταλύτες χρησιμοποιήθηκαν σε μορφή σκόνης για την παραγωγή υδρογόνου μέσω της φωτοκαταλυτικής αναμόρφωσης της γλυκερόλης. Επιπλέον η απόδοση των ενισχυμένων με άζωτο καταλυτών εξετάστηκε και σε φωτοηλεκτροχημικές διεργασίες καθώς χρησιμοποιήθηκαν ως φωτοάνοδοι σε φωτοεπαγόμενες κυψέλες καυσίμου. / The photocatalytic reforming of aqueous solutions of glycerol has been investigated over CuOx/TiO2 catalysts prepared by the equilibrium deposition filtration (EDF) method, which results in the formation of highly dispersed copper (II) species interacting strongly with the TiO2 surface. Glycerol is photo‐reformed efficiently over these materials yielding H2 and CO2 in the gas phase. Hydrogen evolution exhibits a hysteresis and appears only after prolonged exposure to light, whereas the rate of CO2 (and to a lesser extent H2) evolution fluctuates with irradiation time. Results are explained by considering the light‐induced reversible modification of the oxidation state of deposited copper species that takes place under the present reaction conditions. Visible‐light responsive photocatalysts have been synthesized by nitrogen doping of sol‐gel made nanocrystalline titania followed by heating at various temperatures in a NH3 atmosphere. The absorption spectrum of the obtained materials was tuned by controlling temperature. Photocatalysts were employed in powder form to produce hydrogen by photocatalytic reforming. They were also deposited by means of pastes as thin films on transparent electrodes and employed as photoanode in photoactivated fuel cells.

One of the most difficult, but -at the same time- interesting questions in morphological theory is the relation between inflection and derivation. This question lies at the heart of the problem of the architecture of the morphological component and thus raises important issues such as: (a) the relation between the lexicon and the grammar, and (b) the model which best accounts for the relevant facts. In the present thesis, the aim is to examine certain morphological phenomena which reveal the close relation between the two processes, and to show that both should be accounted for in the morphological component. Three aspects of the problem are exhaustively discussed, drawing data from Standard Modern Greek and Griko: (a) the relation between conversion and inflectional classes in Standard Modern Greek, (b) the evolution of derivational affixes into inflectional ones in Griko and (c) the appearance of inflection inside derivation in both Griko and Standard Modern Greek. The analysis of the data is given within a Construction Morphology (CM) framework. CM offers important insights into the problem since it has a strong lexicalist orientation with both inflection and word formation within the lexicon, and the proposed word-formation schema (construction) is applicable to both derivation and inflection. The CM framework provides effective solutions to the problems discussed in the relevant chapters and paves the way for the analysis of similar phenomena. It should be mentioned that the contribution of the present thesis to the relevant discussion can be described in two points: (a) it presents some data that have not been described before and offers an up-to-date analysis, (b) it examines the relation between the two processes within the CM framework. / Ένα από τα πιο δύσκολα αλλά και ενδιαφέροντα ζητήματα που έχουν απασχολήσει τη μορφολογική θεωρία τα τελευταία χρόνια είναι η σχέση των διαδικασιών της κλίσης και της παραγωγής. Η εξέταση του συγκεκριμένου ζητήματος αποτελεί ουσιαστικής σημασίας πρόβλημα καθώς έχει σημαντικές προεκτάσεις ως προς (α) τη σχέση μεταξύ της γραμματικής και του λεξικού και (β) τα μοντέλα μορφολογικής περιγραφής. Οι στόχοι στην παρούσα διατριβή είναι: (α) να καταδειχτεί ότι η κλίση και η παραγωγή παρουσιάζουν μία αλληλεπίδραση κατά το σχηματισμό λέξεων, και (β) να περιγραφθεί η σχέση των δύο τομέων και να αναλυθεί μέσα στο πλαίσιο της Construction Morphology (CM). Εξετάζεται το συγκεκριμένο ζήτημα κυρίως μέσα από δεδομένα της διαλέκτου Griko και της Κοινής Νέας Ελληνικής (ΚΝΕ) και παράλληλα γίνεται σύγκριση με άλλες ΝΕ διαλέκτους και ευρωπαϊκές γλώσσες. Η ανάλυση είναι δομημένη πάνω σε τρία διαφορετικά θέματα: πρώτα, εξετάζεται η σχέση κλίσης και μετάπλασης στην ΚΝΕ, έπειτα, εξετάζεται ένα παραγωγικό μόρφημα το οποίο εμφανίζει κλιτικές ιδιότητες στη διάλεκτο Griko και τέλος εξετάζεται η εμφάνιση κλίσης μέσα σε παράγωγους σχηματισμούς τόσο στη Griko όσο και στην ΚΝΕ. Αυτά τα θέματα έχουν ένα κοινό προσανατολισμό καθώς καταδεικνύουν ότι οι δύο διαδικασίες αλληλεπιδρούν πολύ στενά και ως εκ τούτου μπορεί να θεωρηθεί ότι ανήκουν στον ίδιο τομέα της γραμματικής. Τα δεδομένα που εξετάζονται στην παρούσα διατριβή αναλύονται μέσα στο πλαίσιο της CM. Το συγκεκριμένο μοντέλο αποτελεί πρόσφορο έδαφος για την ανάλυση των συγκεκριμένων δεδομένων για δύο λόγους: (α) έχει έντονα λεξικαλιστικό προσανατολισμό και (β) προτείνει ένα φορμαλισμό για το σχηματισμό λέξεων (σχήμα) το οποίο μπορεί να αποδώσει τόσο τις κλιτικές όσο και τις παράγωγες δομές. Η συμβολή της συγκεκριμένης διατριβής έγκειται σε δύο διαφορετικούς τομείς: (α) στην εξέταση δεδομένων που δεν έχουν εξεταστεί στο παρελθόν, με στόχο να κάνει λεπτομερή περιγραφή και ανάλυση, (β) στην εξέταση του θεωρητικού ζητήματος της σχέσης μεταξύ των δύο διαδικασιών μέσα στο μοντέλο της Construction Morphology.

Τις τελευταίες δεκαετίες υπάρχει ένα αυξανόμενο ενδιαφέρον για το ρόλο των ROS στην πειραματική και κλινική ιατρική (Alexandre et al., 2007; Zheleva et al., 2007; Videla et al., 2007). Οι ROS, όπως το ανιόν του υπεροξειδίου, το υπεροξείδιο του υδρογόνου (ΗΡ) και η υδροξυλική ρίζα, είναι γνωστό ότι διαδραματίζουν ένα διττό ρόλο στα βιολογικά συστήματα, όπου είναι επιβλαβείς στις υψηλές και ευεργετικές στις χαμηλές συγκεντρώσεις (Valko et al., 2004). Στις υψηλές συγκεντρώσεις οι ROS φαίνεται να διαμεσολαβούν την απόπτωση. Ενδογενή ή εξωγενή ερεθίσματα οδηγούν στη συσσώρευση των ROS, το λεγόμενο «οξειδωτικό στρες», που χαρακτηρίζεται από βλάβη των κυτταρικών δομών, των λιπιδίων, των μεμβρανών, των πρωτεϊνών και των νουκλεϊκών οξέων (Poli et al., 2004). Αντίθετα, οι χαμηλές συγκεντρώσεις των ROS μέσα στα κύτταρα δρούν ως δεύτεροι αγγελιοφόροι σε αρκετά ενδοκυτταρικά σηματοδοτικά μονοπάτια που οδηγούν στην ενεργοποίηση κινασών τυροσίνης, των ΜΑΡ κινασών, της πρωτεϊνικής κινάσης C, του υποδοχέα του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα, πρωτεϊνικών φωσφατασών, των καναλιών καλίου και των μεταγραφικών παραγόντων AP-1 και NF-κB (Droge, 2002). Πρόσφατα έχουμε δείξει ότι υπό φυσιολογικές, μη-στρεσογόνες συνθήκες, το ΗΡ επάγει τον πολλαπλασιασμό και τη μετανάστευση στα ανθρώπινα κύτταρα καρκίνου του προστάτη LNCaP, μέσω ενεργοποίησης της έκφρασης του αυξητικού παράγοντα HARP (Polytarchou et al., 2005). Η HARP ή πλειοτροπίνη είναι ένας εκκρινόμενος αυξητικός παράγοντας 18 kDa που παρουσιάζει υψηλή συγγένεια για την ηπαρίνη. Η HARP είναι υψηλά συντηρημένη μεταξύ των διαφόρων ειδών, όπως ο άνθρωπος, το ποντίκι, ο αρουραίος, τα βοειδή, τα ψάρια, ο βάτραχος και τα έντομα, και το γονίδιό της εκφράζεται σε ένα ιδιαίτερα περιορισμένο χρονικό και χωρικό μοτίβο κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης. Φαίνεται ότι η HARP είναι μια σημαντική πρωτεΐνη που συμβάλλει ενδεχομένως στη λειτουργία διαφόρων ρυθμιστικών συστημάτων. Αρκετά δεδομένα υποδεικνύουν ότι η HARP εμπλέκεται στον πολλαπλασιασμό, τη μετανάστευση και τη διαφοροποίηση των κυττάρων και διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στις διάφορες κυτταρικές διαδικασίες (Kadomatsu and Muramatsu, 2004; Papadimitriou et al., 2004). Επιπλέον, η HARP ανιχνεύεται σε μια πληθώρα καρκινωμάτων λειτουργώντας ως πρωτο-ογκογονίδιο και φαίνεται να παίζει κύριο ρόλο στη φυσιολογική και την επαγόμενη από καρκινικούς όγκους αγγειογένεση (Kadomatsu and Muramatsu, 2004; Papadimitriou et al., 2004; Hatziapostolou et al., 2005;2006; Polykratis et al., 2005; Christman et al., 2005; Zhang et al., 2006). Είναι πλέον γνωστό ότι οι χαμηλές συγκεντρώσεις ROS ενεργοποιούν ενδοκυτταρικά σηματοδοτικά μονοπάτια που οδηγούν σε ενισχυμένη αγγειογένεση in vivo (Maulik and Das, 2002; Polytarchou and Papadimitriou, 2004; Ushio-Fukai, 2006; Kim et al., 2006; Chen et al., 2007) και ενεργοποίηση των ενδοθηλιακών κυττάρων in vitro (Lelkes et al., 1998; Maulik and Das, 2002; Stone and Collins, 2002; Yasuda et al., 1999; Polytarchou and Papadimitriou, 2004; Ushio-Fukai, 2006; Kim et al., 2006; Chen et al., 2007; Guo et al., 2007). Επίσης, οι ROS, όπως το ανιόν του υπεροξειδίου και το ΗΡ, φαίνεται να διαμεσολαβούν τα αγγειογενετικά σήματα που ξεκινούν από αυξητικούς παράγοντες, όπως ο VEGF (Lin et al., 2003 Ushio-Fukai et al., 2002). Προηγούμενη μελέτη της ερευνητικής μας ομάδας έδειξε ότι το ανιόν του υπεροξειδίου και το ΗΡ είναι πιθανοί επαγωγείς των λειτουργιών των ενδοθηλιακών κυττάρων in vitro, ενδεχομένως μέσω επαγωγής της ενεργοποίησης της ενδοθηλιακής συνθάσης του μονοξειδίου του αζώτου (eNOS), που οδηγεί σε αυξημένη παραγωγή του ενδογενούς μονοξειδίου του αζώτου (NO) και επακόλουθη ενεργοποίηση της διαλυτής γουανυλικής κυκλάσης (sGC) (Polytarchou and Papadimitriou, 2005). Ο κύριος στόχος της παρούσας μελέτης ήταν να διερευνηθεί η πιθανή εμπλοκή της eNOS στην επαγωγή της παραγωγής της HARP από χαμηλές συγκεντρώσεις ΗΡ. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η ενεργοποίηση του ανθρώπινου γονιδίου της HARP επάγεται από το ΗΡ μέσω ενεργοποίησης της eNOS στα κύτταρα HUVEC και LNCaP. Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, περίσσεια ROS σε συνδυασμό με ανεπάρκεια των κυτταρικών αντιοξειδωτικών συστημάτων οδηγεί σε οξειδωτικό στρες (Halliwell and Whiteman, 2004) και ενεργοποίηση μονοπατιών απόπτωσης και νέκρωσης (Paraskevas et al., 2000; Fleury et al., 2002; Nakano et al., 2004). Ένα δεύτερο μέρος της παρούσας εργασίας ασχολείται με τον τρόπο που οι υψηλές συγκεντρώσεις ΗΡ επηρεάζουν την ανάπτυξη των ενδοθηλιακών κυττάρων από στεφανιαία φλέβα βοός (CVEC). / -