Στα πλαίσια του θέματος της πτυχιακής εργασίας «Αντιλήψεις φοιτητών/τριών Παιδαγωγικών Τμημάτων Προσχολικής Ηλικίας σχετικά με την εξοικονόμηση ενέργειας», πραγματοποιήθηκε μια έρευνα προκειμένου να διαπιστωθεί σε φοιτητές/τριες των Παιδαγωγικών Τμημάτων Προσχολικής Ηλικίας Βόλου και Πάτρας κατά πόσο είναι εξοικειωμένοι με τις Φυσικές Επιστήμες, καθώς και με τη κατανόηση τις έννοιας «εξοικονόμηση ενέργειας μέσω λαμπτήρων». Μέσω της έρευνας, η οποία πραγματοποιήθηκε με την βοήθεια ερωτηματολογίου για τη συλλογή των δεδομένων μας, διατυπώνονται συγκεκριμένα ερωτήματα. Τα ερωτήματα αυτά, αφορούν τον τρόπο λειτουργίας λαμπτήρων πυρακτώσεως όσο και λαμπτήρων εξοικονόμησης ενέργειας. Παράλληλα, θέτονται μέσω του ερωτηματολογίου προβληματισμοί γύρω από τον τρόπο με τον οποίο μπορούμε να εξοικονομήσουμε ενέργεια μέσω της χρήσης λαμπτήρων εξοικονόμησης ενέργειας. Γενικότεροι Στόχοι της έρευνας είναι: • να διαπιστωθεί κατά πόσο επεκτείνεται η γνώση πάνω στη λειτουργία των λαμπτήρων τόσο των φοιτητών/τριών Βόλου όσο και φοιτητών/τριών Πάτρας. Σαν μέτρο σύγκρισης λαμβάνονται η διδασκαλία Φυσικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο, η κατεύθυνση που είχαν επιλέξει οι φοιτητές/τριες στο λύκειο (θετική, τεχνολογική, θεωρητική) καθώς και ο τόπος στον οποίο πραγματοποιούνται οι σπουδές των φοιτητών/τριών.(Βόλος ή Πάτρα). • Να διαπιστωθεί η στάση των φοιτητών/τριών απέναντι στην ανάγκη για εξοικονόμηση ενέργειας. Μέσω του ερωτηματολογίου θα μπορέσουμε να πάρουμε τα απαραίτητα στοιχεία προκείμενου να διαπιστώσουμε αν διεκπεραιώθηκαν οι παραπάνω στόχοι που έχουμε θέσει. Τα αποτελέσματα του ερωτηματολογίου αναλύονται μέσω του προγράμματος SPSS με αναλυτικούς πίνακες και διαγράμματα ενώ αναλύονται παρακάτω η στρατηγική, οι τεχνικές καθώς και το ακριβές δείγμα της έρευνας. Τέλος μέσω της έρευνας, μελετάται το διεθνές πρόγραμμα αξιολόγησης μαθητών PISA και η σχέση του με τις Φυσικές Επιστήμες, καθώς και οι επιδράσεις και τα αποτελέσματα του συγκεκριμένου προγράμματος στην Ελλάδα. / In terms of our diploma’s final project, concerning: “students’ of the Department of Education Sciences in Pre-school Ages, beliefs about energy saving”, we performed a research in order to ascertain how familiar these students are with physical sciences and the idea of saving energy using lamps. Through the research which took place using a questionnaire as a helping hand in collecting the data, several questions are phrased. These questions pertain to the incandescence lamps, as well as the energy saving type lamps. At the same time, some sobering thoughts are expressed through the questionnaire referring to the way energy can be saved by using the energy saving type lamps. General Goals of this research are: * To figure out in which way the knowledge on the function of the lamps extends to the students of the department of Volos, as well as the department of Patras. As a comparing point, we used the lectures taken place in science classes in the university, the branch that the students had picked during their high school years (scientific, technological, and theoretical) along with the area in which the students study. (University of Volos, University of Patras). * To find out how the students feel towards the need to save energy. Through the questionnaire, we would be able to get the data needed, in order to make sure if we succeeded to get the answers to the goals we had set. The questionnaire’s results were analyzed through the SPSS program using analyzing boards and diagrams, while the strategy, the techniques and the research’s exact sample are analyzed as well later on. Finally through the research, the program for international students’ assessment (PISA) is examined, along with its impact and results in Greece.

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η πειραματική μελέτη διατάξεων μετατροπής αιολικής και ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Αρχικά, στην εργασία αναλύονται οι κυριότερες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (Α.Π.Ε.), με μικρές αναφορές στο κάθε σύστημα ξεχωριστά. Στη συνέχεια της εργασία, εξηγείται το φαινόμενο της δημιουργίας ανέμων στην ατμόσφαιρα, τονίζεται ο σημαντικός ρόλος που έπαιζε ο άνεμος από τα αρχαία χρόνια, παρατίθεται μια σύντομη ιστορική αναδρομή, αναλύονται τα μέρη της ανεμογεννήτριας, επισημαίνονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της ενέργειας που παράγεται από τον άνεμο. Τέλος αναφέρονται κάποιες αποθηκευτικές διατάξεις και στη συνέχεια αναλύονται περιληπτικά οι συσσωρευτές, αφού στο σύστημα μας υπάρχει χρήση συσσωρευτών. Επιπλέον, αναφέρουμε τα βασικά στοιχειά για ένα μετεωρολογικό σταθμό, τον οποίο και δημιουργήσαμε για το σκοπό της παρούσας διπλωματικής εργασίας. Στη συνέχεια έχουμε την επεξήγηση του τρόπου εγκατάστασης της ανεμογεννήτριας την οποία απέκτησε το εργαστήριο για σκοπούς μελέτης. Επιπλέον επεξηγείται η κατασκευή ορισμένων κυκλωματικών διατάξεων, μέσω των οποίων γίνεται δυνατός ο έλεγχος της ανεμογεννήτριας όπως επίσης και η μέτρηση, καταγραφή, αποθήκευση τεσσάρων βασικών στοιχειών (ταχύτητα ανέμου, διεύθυνση ανέμου, τάση και ρεύμα στο φορτίο) τα οποία θα μας βοηθήσουν στη συνέχεια της διπλωματικής ώστε να δημιουργήσουμε ανεμολογικά δεδομένα για την περιοχή του Πανεπιστημίου Πατρών, όπως επίσης και για την κατασκευή της καμπύλης φόρτισης της ανεμογεννήτριας του Εργαστηρίου Η.Μ.Ε. Ταυτοχρόνως με τις ίδιες κυκλωματικές διατάξεις έχουμε τη δυνατότητα να λαμβάνουμε δεδομένα από τα οποία μετά από επεξεργασία μπορούμε να λάβουμε την παραγόμενη ενέργεια από το κάθε σύστημα, ενώ παρουσιάζονται οι πειραματικές καμπύλες οι οποίες έχουν εξαχθεί από τα πειραματικά δεδομένα της διπλωματικής. Το επόμενο μέρος της διπλωματικής μου εργασίας αναφέρετε στα ηλιακά ΦΒ-συστήματα, αναφέροντας τα βασικότερα μεγέθη τα οποία επηρεάζουν την απόδοση τους. Επίσης αναφέρονται οι βασικότεροι τύποι υλικών κατασκευές ΦΒ-στοιχειών για τα οποία αναφέρουμε τις βασικότερες παραμέτρους τους. Αναφέρουμε επίσης κάποια πειραματικά συστήματα τα οποία προσπαθούν να αυξήσουν την παραγωγή ενέργειας από τα ΦΒ. Μετά ακολουθούν οι γραφικές παραστάσεις των πειραματικών αποτελεσμάτων τα οποία έχουμε πάρει από τις πειραματικές μας διατάξεις. Τέλος, γίνεται μια προσπάθεια να αναπτύξουμε ένα μαθηματικό μοντέλο με τα οποίο προσπαθούμε να δώσουν απάντηση στο ερώτημα, αν συμφέρει η όχι από οικονομικής άποψης, το θέμα της επένδυσης χρημάτων σε ΦΒ-σταθμούς. / -

Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζονται μεθοδολογίες σχεδιασμού που επιτρέπουν την μείωση την κατανάλωση ενέργειας σε υλοποιήσεις ασύρματων εφαρμογών πολυμέσων. Οι προτεινόμενες μεθοδολογίες βελτιστοποιούν την διαχείριση της μνήμης, η κατανάλωσης της οποίας είναι η κυρίαρχη συνιστώσα της συνολικής κατανάλωσης ισχύος στις εφαρμογές πολυμέσων. Επιπλέον, η διατριβή πραγματεύεται τεχνικές για χαμηλής κατανάλωσης διαμερισμό, ο οποίος είναι απαραίτητος για την εκτέλεση σε πραγματικό χρόνο των υψηλής υπολογιστικής πολυπλοκότητας εφαρμογών πολυμέσων. Στόχο της παρούσας διατριβής αποτελεί και η βελτιστοποίηση, όσον αφορά την κατανάλωση ισχύος, των κυκλωμάτων ασύρματης μετάδοσης των πολυμέσων. Στο πλαίσιο αυτό η διατριβή ασχολείται με τεχνικές διαχείρισης ισχύος, και προτείνει υλοποιήσεις που χρησιμοποιούν τις τεχνικές αυτές. Οι μεθοδολογίες και τεχνικές λαμβάνουν υπόψη και την επιφάνεια ολοκλήρωσης και ταχύτητα εκτέλεσης. Τα ισοζύγια (trade-offs) αναγνωρίζονται, και όπου αυτά υπάρχουν προτείνονται μέθοδοι για την αποδοτική τους επίλυση. / In this Ph.D. dissertation, design methodologies that enable energy minimization of wireless multimedia application realizations are presented. The proposed methodologies mainly optimize the management of the memory subsystem, which role is dominant as far as energy dissipation of multimedia application is concerned. Furthermore, techniques for the low-power partitioning, which is required for the real-time implementation of the highly computational complex multimedia applications, are proposed. Apart from the multimedia processing itself the dissertation, also focuses on the transmition of the multimedia content. To this end, power management techniques applicable for the design of wireless receivers are proposed. The proposed techniques are employed for the design of real-life implementation of low and medium rate receivers. Apart from energy minimization The proposed methodologies and techniques take into account constraints regarding the integration area as well as the processing time. The involved trade-offs are identified, and methods for their efficient exploration are proposed

Στη διπλωματική αυτή εργασία εξετάζονται οι τρέχουσες τεχνικές εξοικονόμησης ενέργειας σε κτιριακές εγκαταστάσεις, το τρέχον νομικό πλαίσιο και γίνεται μια μελέτη εξοικονόμησης ενέργειας κατοικίας. / --

Ο σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας ήταν η μελέτη και η καταγραφή των σφαλμάτων που έχουν προκληθεί από ποικίλες αιτίες στο Δίκτυο Διανομής (Μέση Τάση) της Ηλεκτρικής Ενέργειας της νήσου Κρήτης και πιο συγκεκριμένα στο εναέριο δίκτυο αυτού. Για την κατανόηση όμως του λόγου που οι εν λόγω αιτίες οδήγησαν σε σφάλματα, αλλά και για να έχουμε μια πιο πλήρη εικόνα επί του αντικειμένου, έπρεπε αρχικά να γίνει μια συνοπτική παρουσίαση ενός τυπικού συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας, αφού πρώτα αναλυθεί στα επιμέρους τμήματά του. Εν συνεχεία αναλύουμε λεπτομερώς την διαμόρφωση των δικτύων διανομής και τον βασικό εξοπλισμό από τον οποίο αποτελείται. Ακολούθως μελετούμε τα εναέρια δίκτυα διανομής μέσης τάσης παρουσιάζοντας πλήρως όλα τα στοιχεία που συμβάλλουν στην ομαλή διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας στον καταναλωτή. Στο επόμενο βήμα παρουσιάζουμε την IEEE οδηγία για τη συμπεριφορά έναντι κεραυνών των εναέριων γραμμών διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, μιας και οι επικρατούντες κλιματολογικές - περιβαλλοντολογικές συνθήκες είναι από τις βασικές αιτίες πρόκλησης σφαλμάτων στα εναέρια δίκτυα. Τέλος, παρουσιάζουμε τα σφάλματα που έχουν καταγραφεί στα ημερήσια δελτία σημαντικών μη προγραμματισμένων διακοπών της νήσου Κρήτης για τα έτη από το 2005 έως το 2009. / The aim of this diploma thesis was the examination and comprehension of the aerial distribution networks of electrical power. In the beginning we briefly analyzed the electric power systems (power stations, transmission networks, distribution networks). After that we thoroughly examined the configuration of the distribution networks with the observation of the ways the networks are planned and their equipment, which is used for their protection and for the connection between them. Afterwards we examined the aerial distribution networks of medium voltage, by fully presenting all the elements which contribute in the normal distribution of the electric flow to the customers. Finally we present the faults that have happened to the middle voltage distribution circuit of the island Crete and we compare them with the theoretical number of faults, according the IEEE guide in order to come to some useful conclusions.

Η εξοικονόμηση ενέργειας σε ένα κτίριο μέσω της αποτελεσματικής χρήσης του κτιριακού αυτοματισμού και των ενεργειακών βελτιώσεων που πρέπει να γίνουν σε αυτό είναι δυο τομείς που συγκεντρώνουν μεγάλο ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια. Ειδικά αν η προσπάθεια αυτή συνδυαστεί με τη χρήση μεθόδων της Ασαφούς Λογικής και των Ασαφών Γνωστικών Δικτύων (ΑΓΔ) τότε αναμένουμε πολλά και αξιόλογα αποτελέσματα τα οποία υπόσχονται μια ραγδαία βελτίωση του τρόπου ζωής μας. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι να χρησιμοποιούν προηγμένες θεωρίες ελέγχου για να διαμορφωθεί τη συνολική ενεργειακή συμπεριφορά ενός κτιρίου για οικιστική ή εμπορική χρήση. Η προτεινόμενη μέθοδος είναι η χρήση ασαφούς λογικής και ο έξυπνος έλεγχος για να διαμορφωθούν τέτοια έξυπνα κτίρια. Για το σκοπό αυτό κατασκευάζονται ένα σύστημα Ασαφούς Λογικής και ένα Ασαφές Γνωστικό Δίκτυο και μελετώνται οι ενεργειακές απαιτήσεις ενός κτιρίου από το νότιο τμήμα της Ελλάδας. Το προτεινόμενο έξυπνο λογισμικό που διαμορφώνεται αποτελείται από δύο μέρη: Α) Το Ασαφές Σύστημα Συμπερασμού, το οποίο λαμβάνοντας υπόψη τα μετεωρολογικά δεδομένα της περιοχής (ηλιακή ακτινοβολία, θερμοκρασία κλπ) ελέγχει τον αυτοματισμό του κτιρίου (HVAC και φωτισμός), προκειμένου να επιτευχθεί πιο αποτελεσματική χρήση του. Β) Το Ασαφές Γνωστικό Δίκτυο (ΑΓΔ), το οποίο βάσει της χρήσης του κάθε στοιχείου του αυτοματισμού κτιρίου, ανιχνεύει αν το κτίριο χρειάζεται ενεργειακές βελτιώσεις και εάν ναι, προτείνει τις κατάλληλες λύσεις με βάση την κατανάλωση ενέργειας. Οι μελέτες προσομοίωσης διεξήχθησαν χρησιμοποιώντας και τις δύο μεθόδους. Τα ληφθέντα αποτελέσματα έδειξαν ότι και οι δύο μέθοδοι μπορούν να συνεισφέρουν θετικά στη βελτίωση του αυτοματισμού κτιρίων, καθώς και στη συνολική ενεργειακή συμπεριφορά του κτιρίου. / Reducing the energy consumption of a building through the effective use of its automation and the necessary energy improvements that can be made, are two scientific areas that gathered a lot of interest in recent years, especially, if this effort is combined with the use of advanced system and control theories such as fuzzy logic, intelligent control and Fuzzy Cognitive Maps (FCM). The purpose of this diploma thesis is to use advanced control theories to model the total energy behavior of an autonomous building for residential or commercial use. The proposed method is using fuzzy logic and intelligent control to model such intelligent buildings. A Fuzzy Logic and a Fuzzy Cognitive Map are constructed. The energy requirements for a building from the southern part of Greece are determined using the Design Builder software. The proposed intelligent software tool is composed of two parts: A)The Fuzzy Inference System (FIS) which taking into account the weather data of the area (sun radiation, temperature etc.) controls the building automation (HVAC and lighting) in order to achieve its most effective use. Β)The Fuzzy Cognitive Map (FCM) which based on the use of each element of the building automation, detects whether the building needs energy improvements and if so, proposes appropriate solutions based on its energy consumption. Simulation studies were conducted using both methods. The obtained results have shown that both methods can contribute positively to the improvement of the building automation as well to the overall energy behavior of the building.

Οι σύγχρονες κοινωνίες καταναλώνουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας για τη θέρμανση χώρων, τα μέσα μεταφοράς, την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και για τη λειτουργία των βιομηχανικών μονάδων. Το μεγαλύτερο ποσοστό ενέργειας που χρησιμοποιείται προέρχεται από συμβατικές πηγές ενέργειας, όπως είναι το πετρέλαιο, η βενζίνη και ο άνθρακας, που αργά ή γρήγορα θα εξαντληθούν. Από την άλλη πλευρά, οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας ανανεώνονται μέσω του κύκλου της φύσης και θεωρούνται πρακτικά ανεξάντλητες. Γενικά θεωρούνται οι εναλλακτικές των παραδοσιακών πηγών ενέργειας. Οι κυριότερες μορφές των ΑΠΕ είναι η υδροηλεκτρική ενέργεια, η θαλάσσια ενέργεια, η ενέργεια που προέρχεται από τη βιομάζα, η γεωθερμική ενέργεια, το υδρογόνο, η ηλιακή ενέργεια και η αιολική. Έχουν πολλά πλεονεκτήματα έναντι άλλων πηγών ενέργειας, όπως το γεγονός ότι είναι πρακτικά ανεξάντλητες, δε μολύνουν το περιβάλλον και έχουν χαμηλό λειτουργικό κόστος. Είναι εγχώριες πηγές ενέργειας και συνεισφέρουν στην ενίσχυση της ενεργειακής ανεξαρτησίας. Δημιουργούν σημαντικό αριθμό νέων θέσεων εργασίας. Αποτελούν πυρήνα για την αναζωογόνηση οικονομικά και κοινωνικά υποβαθμισμένων περιοχών και πόλο για τη τοπική ανάπτυξη, με την προώθηση ανάλογων επενδύσεων. Η αύξηση των επενδύσεων σε ΑΠΕ άρχισε να γίνεται ιδιαίτερα αισθητή την τελευταία δεκαετία όπου παρατηρείται έντονη άνοδος στην επενδυτική δραστηριότητα και συνεπώς στην εγκατεστημένη ισχύ μονάδων παραγωγής ενέργειας. Πέρα από τα μεγάλα υδροηλεκτρικά, που υπερέχουν σημαντικά ως προς την εγκατεστημένη ισχύ, το ενδιαφέρον επικεντρώνεται κυρίως στα αιολικά και στα φωτοβολταϊκά. Όμως, παρά την ανοδική τους τάση οι ΑΠΕ παραμένουν ανεπαρκώς ανεπτυγμένες, κυρίως αν ληφθούν υπόψη οι ευνοϊκές κλιματολογικές συνθήκες στη χώρα μας (πλούσιο αιολικό δυναμικό και υψηλό επίπεδο ηλιοφάνειας). Η ανάπτυξη των ΑΠΕ στη χώρα μας προωθείται από τους στόχους που έχουν τεθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση, την αυξανόμενη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας, από την πτώση του κόστους παραγωγής των ΑΠΕ και την ταυτόχρονη άνοδο του κόστος παραγωγής των συμβατικών καυσίμων καθώς και από το ευνοϊκό θεσμικό πλαίσιο που αφορά τις γενναιόδωρες επιδοτήσεις κεφαλαίου για την πραγματοποίηση επενδύσεων σε ΑΠΕ και την τιμολόγηση του παραγόμενου από ΑΠΕ ηλεκτρικού ρεύματος για την επόμενη εικοσαετία. Δυστυχώς η δυσχερής και χρονοβόρα διαδικασία αδειοδότησης, η έλλειψη χωροταξικού σχεδιασμού για τις ΑΠΕ, που επιτρέπει σε κάθε πολίτη να εμποδίσει την εγκατάσταση μονάδων με χρήση ΑΠΕ, καθώς και το γεγονός ότι η κατασκευή, λειτουργία και συντήρηση των μονάδων ηλεκτροπαραγωγής εξαρτάται από τους προμηθευτές και τη διαθεσιμότητα εξοπλισμού και πρώτων υλών εμποδίζουν πρακτικά την ανάπτυξη των ΑΠΕ στη χώρα μας. Το υπό διερεύνηση σύστημα που μελετάται είναι η σύνδεση ανεμογεννήτριας σε ισχυρό δίκτυο. Η ανεμογεννήτρια αποτελείται από τον ανεμοκινητήρα και τη σύγχρονη γεννήτρια. Επειδή η ένταση του ανέμου είναι μεταβλητή, για τη σωστή λειτουργία της σύγχρονης γεννήτριας χρησιμοποιούνται συστήματα ελέγχου προκειμένου να διατηρηθούν η τάση και η συχνότητα στις ονομαστικές τους τιμές. Στη συγκεκριμένη εργασία, γίνεται η προσομοίωση του υπό διερεύνηση συστήματος στο ATP-EMTP και παρατίθενται σχηματικά διαγράμματα για διάφορες τιμές της ταχύτητας του ανέμου συναρτήσει της ακτίνας του πτερυγίου και της αδράνειας του συστήματος. Η ταχύτητα του ανέμου κατέχει βασικό ρόλο στη συμπεριφορά της λειτουργίας μιας ανεμογεννήτριας. Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα του ανέμου, αυξάνονται η γωνιακή ταχύτητα του ανεμοκινητήρα και η μηχανική ροπή στην είσοδο της σύγχρονης γεννήτριας, συνεπώς και η ροπή του ανεμοκινητήρα. Το χρονικό σημείο όπου το σύστημα εισέρχεται στη μόνιμη κατάσταση λειτουργίας είναι ίδιο, γεγονός που οφείλεται στη μη μεταβολή της αδράνειας του συστήματος. Επίσης παρατηρείται, ότι η αύξηση της ταχύτητας του ανέμου έχει σαν αποτέλεσμα η ισχύς του συστήματος να αυξάνεται όπως και είναι αναμενόμενο, αλλά από μια ταχύτητα του ανέμου και πάνω η παραγόμενη ισχύς δεν παρουσιάζει την ίδια συμπεριφορά γεγονός που οφείλεται στα λειτουργικά χαρακτηριστικά του ανεμοκινητήρα και στις χαρακτηριστικές που εκφράζουν τη λειτουργία του (cp (λ)). Συνεχίζοντας την ανάλυση του συστήματος του ανεμοκινητήρα παρατηρείται ότι καθώς η αδράνεια του συστήματος παραμένει σταθερή η γωνιακή ταχύτητα του ανεμοκινητήρα σταθεροποιείται χρονικά στο ίδιο σημείο για διαφορετικές τιμές της ταχύτητας του ανέμου, όπως και αναμένονταν. Κατά το αρχικό χρονικό διάστημα η γωνιακή ταχύτητα του ανεμοκινητήρα παρουσιάζεται ιδιαίτερα μεταβαλλόμενη, γεγονός που οφείλεται στον προσδιορισμό των αρχικών συνθηκών του συστήματος. Οι αρχικές συνθήκες των μεταβλητών του συστήματος θεωρούνται σταθερές για οποιαδήποτε τιμή της ταχύτητας του ανέμου (παραδοχή). Καθώς η αδράνεια μεγαλώνει υφίσταται μείωση των μεταβολών της γωνιακής ταχύτητας και η γωνιακή ταχύτητα ισορροπεί σε διαφορετικούς χρόνους για διάφορες τιμές της αδράνειας. Ένα άλλο βασικό μέγεθος που επηρεάζει τη λειτουργία μιας ανεμογεννήτριας είναι η ακτίνα των πτερυγίων της. Αυξάνοντας την ακτίνα των πτερυγίων, αυξάνεται η γωνιακή ταχύτητα του ανεμοκινητήρα καθώς και η ροπή εισόδου στη σύγχρονη γεννήτρια, και συνεπώς η παραγόμενη μηχανική ισχύς στην έξοδο του ανεμοκινητήρα. Έγινε και επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων, αφού τόσο η μεταβολή της ακτίνας των πτερυγίων όσο και η μεταβολή της ταχύτητας του ανέμου οδήγησαν σε αντίστοιχα αποτελέσματα που ανταποκρίνονταν στις αναλυτικές εξισώσεις που εκφράζουν τον ανεμοκινητήρα και που παρουσιάστηκαν στη διπλωματική εργασία. Κατόπιν στο σύστημα προστίθεται σύγχρονη γεννήτρια συνδεδεμένη με τριφασικό ωμικό φορτίο. Προτιμήθηκε σύγχρονη γεννήτρια καθώς έχει τη δυνατότητα παραγωγής άεργου ισχύος σε αντίθεση με την ασύγχρονη, και για αυτό το λόγο πλέον χρησιμοποιούνται περισσότερο συγκριτικά με τα προηγούμενα έτη. Τελειώνοντας, συνδέεται η ανεμογεννήτρια σε ισχυρό δίκτυο, και παρουσιάζονται αποτελέσματα που αφορούν τα ρεύματα στο εσωτερικό της μηχανής αλά και στην έξοδό της, καθώς και οι τάσεις του συστήματος και η γωνιακή ταχύτητα. Επίσης γίνεται διερεύνηση της λειτουργικής συμπεριφοράς του συστήματος σε περιπτώσεις σφαλμάτων συμμετρικών και μη. Επισημαίνεται ότι το ρεύμα διέγερσης Ιf δεν αλλάζει τιμή καθώς το σύστημα δεν διαθέτει έλεγχο. Παρ’ όλ’ αυτά έγινε προσπάθεια προσομοίωσης της σύγχρονης γεννήτριας που επιλέχθει με τα συστήματα ελέγχου P-f, Q-V και για τα οποία παρουσιάστηκαν τα αντίστοιχα σχηματικά διαγράμματα. / The Renewable Sources of Energy are considered generally as the alternatives to the traditional sources of energy. They are thus named because most of them are renewed in the nature. They are immediately used (mainly for heating) or changed into other forms of energy (electric or mechanic energy). It is calculated that the bigger part of electric energy that is produced worldwide, is produced by stations that use RSE. They have a lot of advantages against other sources of energy, as the fact that they are practically inexhaustible; they do not pollute the environment and have low functional cost. As main forms of RSE are reported the hydroelectric energy, the marine energy, the energy that emanate from the biomass, the geothermal energy, the hydrogen, the solar energy and aeolian. The growth of RSE in our country is promoted by the objectives that have been placed by the European Union, the increasing demand of electric energy, from the fall of cost of production of RSE and the simultaneous rise in the cost of conventional fuels production, as well as from the favorable institutional frame that concerns the generous capital subsidies for the realization of investments in RSE and the pricing produced from RSE of electric current for the next 20 years. Unfortunately, the awkward and time-consuming process of vacations awarding, the lack of land-planning for the RSE, that allows in each citizen to prevent the installation of units with use of RSE, as well as the fact that the manufacture, operation and maintenance of units for electricity generation depends on the suppliers and the availability of equipment and raw material, prevents practically the growth of RSE in our country. The system under investigation is the connection of wind generator in powerful network. The wind generator is constituted by a wind-motor and a synchronous generator. The wind turns the fins of wind generator, which are connected with a turned axis. The axis passes in a box of movement transmission, where the speed of rotation is increased. The box is connected with axis of big speed of rotation, which moves an electricity production generator. If the intensity of wind is strengthened too much, the turbine has a brake that limits the excessive increase of rotation of the fins in order to limit its deterioration and to avoid destruction. For the right operation of synchronous generator are used control systems so that tendency and frequency are maintained in their nominal prices. In conclusion, a simulation of the system is presented in the ATP-EMTP and schematic diagrams are mentioned on various prices of wind speed in connection with the beam of fins of wind generator and the system’s inactivity.

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.

- / -

- / -