Μεταπτυχιακά Μαθήματα

  • Μεταπτυχιακά Μαθήματα

Βελτιστοποίηση Ενεργειακών Συστημάτων

Εαρινό Εξάμηνο

5810 6ECTS 6ΩΡΕΣ

Περιγραφή Μαθήματος

  1. Εισαγωγή στη Βελτιστοποίηση Ενεργειακών Συστημάτων: θεμελιώδεις έννοιες, μαθηματικά μοντέλα, ενεργειακή απόδοση, αντικειμενική συνάρτηση, εξισώσεις ισοζυγίων μάζας και ενέργειας, θερμοδυναμικά μεγέθη, ανάλυση ροών, συσχέτιση υποσυστημάτων.
  2. Μοντελοποίηση εναλλακτών θερμότητας, θερμικών ισοζυγίων και pinch analysis: ανάλυση θερμικών δικτύων, pinch point, βελτιστοποίηση ανάκτησης θερμότητας, ενεργειακή ολοκλήρωση.
  3. Βελτιστοποίηση σχεδιασμού μονοβάθμιων και διβάθμιων αντλιών θερμότητας: ενεργειακή και οικονομική ανάλυση, θερμοδυναμικοί κύκλοι, επιλογή ρευστών, COP.
  4. Μοντελοποίηση εναλλακτικών ψυκτικών κύκλων (απορρόφησης, προσρόφησης, CO₂): αρχές λειτουργίας, συγκριτική ανάλυση, ενεργειακή βελτιστοποίηση, περιβαλλοντικοί παράγοντες.
  5. Μοντελοποίηση συστημάτων αξιοποίησης ηλιακής ενέργειας: ηλιακοί συλλέκτες, αποθήκευση θερμότητας, δυναμική συμπεριφορά, βελτιστοποίηση διάταξης.
  6. Τεχνο-οικονομική βελτιστοποίηση συστημάτων ηλιακής θέρμανσης/τηλεθέρμανσης: κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας, ανάλυση κύκλου ζωής (LCA), στρατηγικές λειτουργίας.
  7. Βελτιστοποίηση σχεδιασμού διατάξεων κύκλου Rankine: θερμοδυναμική ανάλυση, επιλογή λειτουργικών παραμέτρων, εκτίμηση απόδοσης και κόστους.
  8. Βελτιστοποίηση σχεδιασμού συστημάτων ORC: οργανικοί κύκλοι Rankine, επιλογή ρευστών, θερμοδυναμική προσομοίωση, ενεργειακή και οικονομική βελτιστοποίηση.
  9. Πολυκριτηριακή βελτιστοποίηση εφαρμογών σε συστήματα πολυ-παραγωγής: ταυτόχρονη παραγωγή θερμότητας, ψύξης και ηλεκτρισμού, συνδυασμένα κριτήρια (κόστος–απόδοση–περιβάλλον).
  10. Βελτιστοποίηση σχεδιασμού κύκλων Brayton: αεριοστρόβιλοι, παραλλαγές κύκλου, ανάκτηση θερμότητας, ανάλυση αποδοτικότητας.
  11. Τεχνο-οικονομική βελτιστοποίηση συστημάτων PV–μπαταριών – Front of the meter: μεγάλης κλίμακας εγκαταστάσεις, διασύνδεση με δίκτυο, βελτιστοποίηση λειτουργίας και αποθήκευσης και PV–μπαταριών – Behind the meter: τοπική αυτοπαραγωγή, διαχείριση ενέργειας, οικονομική αξιολόγηση και αποδοτικότητα επένδυσης.
  12. Βελτιστοποίηση σχεδιασμού διατάξεων κρυογονικής υγροποίησης αερίων: θερμοδυναμική ανάλυση, κύκλοι υγροποίησης, ενεργειακή βελτίωση, επιλογή ψυκτικών σταδίων.

Διδασκαλία

Κωνσταντίνος Μπραϊμάκης, Τρύφωνας Ρουμπεδάκης

Ιστοσελίδα Μαθήματος Περίγραμμα Μαθήματος

Ελληνική Βιβλιογραφία

  • Καρέλλας Σ., Κακαράς Ε., Ρουμπεδάκης Τ., (2023) Μεταφορά Θερμότητας και Μάζας από τη Φυσική στη Μηχανολογία, Εκδόσεις Τσότρας
  • Κορωνάκη Ε., Αντωνάκος Γ., Δαλαβούρας Δ., Δαλαβούρας Π. (2023). Ψύξη – Κλιματισμός κτηρίων και βιομηχανικών εφαρμογών. Εκδόσεις Τζιόλα

Ξενόγλωσση Βιβλιογραφία

  • Karellas, S., Roumpedakis, T. C., Tzouganatos, N., & Braimakis, K. (2018). Solar cooling technologies. CRC Press.
  • Macchi, E., & Astolfi, M. (Eds.). (2016). Organic rankine cycle (ORC) power systems: technologies and applications. Woodhead Publishing.
  • Dincer, I., Rosen, M. A., & Ahmadi, P. (2017). Optimization of energy systems. John Wiley & Sons.

Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

  • Renewable Energy (Elsevier)
  • Energy (Elsevier)
  • Applied Thermal Engineering (Elsevier)