ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ [open]

Δίας Χαραλαμπόπουλος

Περιγραφή

Το μάθημα αναπτύσσει τις βασικές έννοιες για την ενεργειακή μετατροπή (θερμοδυναμική, κύκλοι ενέργειας) και εξετάζει τα βασικά καύσιμα, πετρέλαιο, φυσικό αέριο, άνθρακα και ουράνιο για την παραγωγής θερμικής, μηχανικής και ηλεκτρικής ενέργειας, αναφορικά με την προέλευση, τα αποθέματα, και την εξόρυξη τους. Εξετάζει την βασική μετατροπή της καύσης και την παραγωγή θερμότητας, τις διαθέσιμες τεχνολογίες μετατροπής της θερμότητας σε μηχανική ενέργεια και την παραγωγή ηλεκτρισμού. Αναλύονται οι βασικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις στην ατμόσφαιρα, το έδαφος, τα νερά, το κλίμα, την ανθρώπινη υγεία και τα οικοσυστήματα, καθώς οι τεχνολογίες προστασίας του περιβάλλοντος και κατακράτησης/μείωσης των ρύπων. Εξετάζεται επίσης η δυνατότητα δέσμευσης, επεξεργασίας και διοχέτευσης του παραγόμενου διοξειδίου του άνθρακα από την καύση των υδρογονανθράκων. Τέλος εξετάζεται η ηλεκτροπαραγωγή σε ένα θερμικό σταθμό πετρελαίου.

 

CC - Αναφορά - Μη Εμπορική Χρήση - Όχι Παράγωγα Έργα
Περιεχόμενο μαθήματος
  1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ
  2. ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ
  3. Ο ΑΝΘΡΑΚΑΣ
  4. ΛΙΓΝΙΤΩΡΥΧΕΙΑ
  5. ΤΟ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟ
  6. ΤΟ ΦΥΣΙΚΟ ΑΕΡΙΟ
  7. ΤΑ ΠΥΡΗΝΙΚΑ ΚΑΥΣΙΜΑ
  8. ΚΑΥΣΗ, ΡΥΠΑΝΣΗ, ΑΝΤΙΡΥΠΑΝΣΗ
  9. ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ
  10. ΔΕΣΜΕΥΣΗ ΔΙΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ
  11. ΣΤΑΘΜΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗΣ - ΛΕΣΒΟΣ
Μαθησιακοί στόχοι

Η εξοικείωση του εκπαιδευόμενου με ένα απομονωμένο δίκτυο ηλεκτρισμού, τις ιδιαιτερότητες λειτουργίας του, την δυνατότητα σύμπραξης συστημάτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, τον σχεδιασμό ενός νέου, σύγχρονου σταθμού, και την μεθοδολογία χωροθέτησης.

Βιβλιογραφία
  • «Συμβατικές και ήπιες μορφές ενέργειας», Κ.Μπαλαράς, Α.Αργυρίου, Φ.Καραγιάννης, Εκδοτική, Αθήνα 2006.
  • Energy Systems and Sustainability-Power for a Sustainable Future”, G.Boyle, B.Everett, J.Ramage, Oxford University Press, 2003.
  • “Handbook of Energy Engineering”, A.Thumann, D.Mehta, Fairmont Press, 1997.
  • “Energy in Nature and Society-General Energetics of Complex Systems”, V.Smil, The MIT Press, 2008.
  •  “Renewable Energy Resources”, John Twidell and Tony Weir, Taylor and Francis, 2006.
  • “Renewable Energy-Power for a sustainable Future”, G.Boyle (ed.), Oxford University Press, 1996.
  • “Energy- Its use and the environment”, R.Hinrichs, Saunders College Publishing, 1996.
Προαπαιτούμενα

OXI

Διδάσκοντες

Δίας Χαραλαμπόπουλος, Καθηγητής, Τμήμα Περιβάλλοντος

Ενότητες

Παρουσιάζονται τα βασικά της ενέργειας, η ισχύς, οι μονάδες, οι έννοιες, οι βασικές μορφές και τα χαρακτηριστικά τους, καθώς και η εξέλιξη της συνεισφοράς των διαφόρων καυσίμων στο ενεργειακό μείγμα.

 

Λέξεις κλειδιά Θ.Ε: ενέργεια, ισχύς, μετατροπή, μηχανή μετατροπής, καύσιμα, ενεργειακό μείγμα.

αναπτύσσονται οι βασικές έννοιες της θερμοδυναμικής, οι νόμοι, τα θερμοδυναμικά συστήματα, η μεταφορά και μετατροπή ενέργειας, καθώς και οι βασικές αρχές λειτουργίας των θερμικών μηχανών.

 

Λέξεις κλειδιά Θ.Ε: μετάδοση θερμότητας, αγωγή, συναγωγή, ακτινοβολία

Σύντομη Περιγραφή Θ.Ε: η ενότητα εξετάζει τον άνθρακα, την δημιουργία και προέλευση, την εξόρυξη, τις κατηγορίες, τα αποθέματα, και τους λιγνιτικούς σταθμούς.

 

Λέξεις κλειδιά Θ.Ε: άνθρακας, λιγνίτης, τύρφη, ανθρακίτης, πισσούχοι άνθρακες, λιγνιτωρυχείο, αποθέματα.

Στην ενότητα περιγράφονται οι λειτουργίες των λιγνιτωρυχείων για την εξόρυξη του λιγνίτη, την μεταφορά του στις αυλές των σταθμών, την διαχείριση των αδρανών και του χούμους, καθώς και την ανάπλαση του χώρου και την απόδοση του με το τέλος των εργασιών. Γίνεται ιδιαίτερη μνεία των ελληνικών λιγνιτωρυχείων και δίνονται φωτογραφίες από το πεδίο στην Μεγαλόπολη.

 

Λέξεις κλειδιά Θ.Ε: πετρέλαιο, λιγνιτωρυχεία, λιγνίτης.

Στην ενότητα παρουσιάζονται οι βασικές γνώσεις για το πετρέλαιο, η προέλευση και ο σχηματισμός του, η γεωλογική του προϊστορία, οι μέθοδοι αναζήτησης, οι διαδικασίες, άντλησης και μεταφοράς. Περιγράφεται η κλασματική απόσταξη για την παραγωγή των διαφόρων κλασμάτων, καθώς και τα βασικά κοιτάσματα που τυγχάνουν εκμετάλλευσης στην σημερινή εποχή.

 

Λέξεις κλειδιά Θ.Ε: πετρέλαιο, προέλευση, εντοπισμός, κοίτασμα, κλασματική απόσταξη.

Στην ενότητα περιγράφονται τα σχετικά με το φυσικό αέριο και τα άλλα αέρια καύσιμα, η προέλευση τους, οι διεργασίες εξερεύνησης, άντλησης και επεξεργασίας, η σύσταση του, καθώς και οι διεργασίες για την άντληση σχιστολιθικού αερίου με την μέθοδο της ρηγμάτωσης.

 

Λέξεις κλειδιά Θ.Ε: αέρια καύσιμα, μεθάνιο, σχιστολιθικό αέριο.

Στην ενότητα γίνεται αναφορά στις βασικές πυρηνικές αντιδράσεις, τα πυρηνικά καύσιμα, την πυρηνική σχάση και σύντηξη για παραγωγή ενέργειας, τους πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, και την διαχείριση των πυρηνικών αποβλήτων.

 

Λέξεις κλειδιά Θ.Ε: πυρηνική ενέργεια, σχάση, σύντηξη, καύσιμα, διαχείριση.

Η ενότητα αναπτύσσει τα βασικά της καύσης των στερεών καυσίμων (άνθρακας, πετρέλαιο, φυσικό αέριο), τους τύπους καύσης (πλήρης στοιχειομετρική καύση, ατελής καύση, καύση με περίσσεια αέρα) και την θεωρητική και πραγματική αναλογία αέρα προς καύσιμο. Αναπτύσσεται η ενότητα της ρύπανσης από την καύση με την δημιουργία των πρωτογενών ρυπαντών (άκαυστοι υδρογονάνθρακες, οξείδια αζώτου, οξείδια του θείου, ιπτάμενη τέφρα) και παρουσιάζονται οι βασικές αναλύσεις που απαιτούνται όπως ανάλυση καυσίμου, καυσαερίων και τέφρας. Περιγράφονται οι μέθοδοι καθαρισμού των καυσαερίων (κατακράτηση ιπτάμενης τέφρας, αποθείωση και εξουδετέρωση των οξειδίων του θείου).

 

Λέξεις κλειδιά Θ.Ε: καύση, ρύπανση, αντιρύπανση, αποθείωση, ιπτάμενη τέφρα, οξείδια αζώτου, οξείδια θείου, όξινη βροχή, ηλεκτροστατικοί κατακρημνιστές.

Η ενότητα παρουσιάζει τις βασικές έννοιες του ηλεκτρισμού, τα σχετικά με την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος συνεχούς και εναλλασσόμενης τάσης, την λειτουργία του δικτύου μεταφοράς και διανομής, την διαχείριση του περιβάλλοντος χώρου του δικτύου (πυλώνες και όδευση γραμμών μεταφοράς), και δίνει χαρακτηριστικά παραδείγματα τεχνολογίας σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με συμβατικά καύσιμα και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

 

Λέξεις κλειδιά Θ.Ε: ηλεκτρισμός, δίκτυο μεταφοράς, πυλώνες, γραμμές μεταφοράς, περιβάλλον, σταθμός ηλεκτροπαραγωγής

στην ενότητα περιγράφεται ο κύκλος του άνθρακα από την καύση μέχρι την έκλυση στην ατμόσφαιρα και η δυνατότητα δέσμευσης και εν συνεχεία διοχέτευσης του διοξειδίου του άνθρακα στο υπέδαφος ή στο βάθος των ωκεανών.

 

Λέξεις κλειδιά Θ.Ε: κύκλος του άνθρακα, δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα, ταμιευτήρας.

Η ενότητα αναπτύσσει τα βασικά στοιχεία ενός απομονωμένου δικτύου, την εξέλιξη της ζήτησης, την διακύμανση των φορτίων (βασικό, ενδιάμεσο, αιχμής), τον συμβατικό σταθμό ηλεκτροπαραγωγής, τις δυνατότητες κάλυψης της ζήτησης με ΑΠΕ, τον σχεδιασμό της επέκτασης και διασύνδεσης με το ηπειρωτικό δίκτυο και τα σχετικά με την κατασκευή νέου σταθμού.

 

Λέξεις κλειδιά Θ.Ε: απομονωμένο δίκτυο, εξέλιξη ζήτησης, συμβατικός σταθμός, φωτοβολταϊκά, ανεμογεννήτριες.

Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα
Επίπεδο: A

Αρ. Επισκέψεων :  1633
Αρ. Προβολών :  8213