Μαθήματα

Σύγχρονα ενεργειακά συστήματα θάλασσας

Γενικά

Περιεχόμενα μαθήματος

– Σύντομη περιγραφή μαθήματος:
Το μάθημα αποσκοπεί στην παροχή στους φοιτητές του βασικού θεωρητικού υπόβαθρου για το
μάθημα ‘ΥΔΡ017 Σύγχρονα ενεργειακά συστήματα θάλασσας’. Περιλαμβάνει την αναγκαία ύλη για
την κατανόηση της υπολογιστικής μοντελοποίησης, της ανάλυσης και σχεδιασμού ενεργειακών
συστημάτων σε θαλάσσιο περιβάλλον (θαλάσσιες ανεμογεννήτριες, μετατροπείς κυματικής
ενέργειας) καθώς και της υπολογιστικής προσομοίωσης με χρήση κατάλληλου υπολογιστικού κώδικα.

– Περιεχόμενο διαλέξεων
o Βασικές εξισώσεις ροής ελεύθερης επιφάνειας. Συνοριακές συνθήκες. Θαλάσσια υδραυλική.
Μοντέλα μεγάλης κλίμακας διάδοσης θαλάσσιων κυματισμών.
o Ενεργειακό δυναμικό κυμάτων (σε παγκόσμια κλίμακα και στον Ελληνικό θαλάσσιο χώρο).
o Τεχνολογία μετατροπέων κυματικής ενέργειας. Κατηγοριοποίηση και ιστορία εξέλιξης τους.
Δομικά στοιχεία μετατροπέων κυματικής ενέργειας. Yδροδυναμικές φορτίσεις.
o Ανάλυση (πεδίο συχνοτήτων, πεδίο χρόνου) και σχεδιασμός μετατροπέων κυματικής ενέργειας.
o Εφαρμογή ανάλυσης συγκεκριμένου τύπου μετατροπέα κυματικής ενέργειας σε υπολογιστικό
κώδικα.
o Θαλάσσιο αιολικό δυναμικό. Βασικά στοιχεία αεροδυναμικής.
o Τεχνολογία και τύποι θαλάσσιων ανεμογεννητριών. Δομή και στοιχεία λειτουργίας. Διατάξεις
έδρασης. Κατασκευαστικές μέθοδοι. Συντήρηση και λειτουργία με παρακολούθηση.
o Σχεδιασμός και αριθμητική μοντελοποίηση θαλάσσιων ανεμογεννητριών. Πλήρως συζευγμένη
αερο-υδρο-ελαστική ανάλυση.
o Εφαρμογή ανάλυσης συγκεκριμένου τύπου θαλάσσιας ανεμογεννήτριας σε υπολογιστικό κώδικα.

Μαθησιακοί Στόχοι

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι σε θέση να:

  • προσδιορίζουν το θαλάσσιο κυματικό δυναμικό ή/και αιολικό δυναμικό σε θαλάσσια περιοχή
  • διακρίνουν τα δομικά στοιχεία θαλάσσιων ενεργειακών συστημάτων και εκτιμούν τις κρίσιμες φορτιστικές τους καταστάσεις (υδροδυναμικές, αεροδυναμικές)
  • υπολογίζουν και αξιολογούν την παραγωγή ενέργειας από σύγχρονα ενεργειακά συστήματα θάλασσας
  • σχεδιάζουν τη βασική δομική υποδομή θαλάσσιων ενεργειακών συστημάτων
  • αναπτύσσουν και συνθέτουν υπολογιστικά μοντέλα ανάλυσης θαλάσσιων ανεμογεννητριών και
    μετατροπέων κυματικής ενέργειας
  • ορίζουν τις απαιτήσεις υπολογιστικών κωδίκων για την αξιόπιστη συζευγμένη ανάλυση θαλάσσιων ενεργειακών συστημάτων

Γενικές Ικανότητες

  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών
  • Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
  • Λήψη αποφάσεων
  • Ατομική εργασία
  • Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
  • Σχεδιασμός και διαχείριση έργων
  • Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον
  • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Μέθοδοι Διδασκαλίας

Πρόσωπο με πρόσωπο

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών

Υποστήριξη Μαθησιακής διαδικασίας (Διδασκαλία και Επικοινωνία με φοιτητές) μέσω διαλέξεων σε PowerPoint, μέσω ηλεκτρονικής ιστοσελίδας μαθήματος, μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας elearning και μέσω επιπλέον ηλεκτρονικής επικοινωνίας με τους φοιτητές (online ανακοινώσεις και σχόλια, email κτλ). Επιπλέον υλικό (παρουσιάσεις διαλέξεων, εκπαιδευτικά videos, χρήσιμα sites και επιστημονικά άρθρα) ανηρτημένο στο e-learning. Ώρα συνεργασίας καθηγητή-φοιτητών είτε με φυσική παρουσία είτε μέσω τηλεσυνάντησης.

Οργάνωση Διδασκαλίας

ΔραστηριότηταΦόρτος εργασίας εξαμήνου
Διαλέξεις Θεωρίας40
Ασκήσεις Εφαρμογής12
Συγγραφή Εργασίας15
Αυτοτελής Μελέτη & Ανάλυση Βιβλιογραφίας63
Σύνολο130

Αξιολόγηση Φοιτητών

Γλώσσα Αξιολόγησης: Ελληνική

Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Εκτεταμένης Απάντησης (Διαμορφωτική ή/και Συμπερασματική)

Αξιολόγηση Θεωρίας (70% του τελικού βαθμού):

  • Γραπτή εξέταση προόδου (10% του τελικού βαθμού) που περιλαμβάνει:
    • Θεωρητικές ερωτήσεις Εκτεταμένης Απάντησης (Διαμορφωτική ή/και Συμπερασματική)
    • Επίλυση προβλημάτων-ασκήσεων
  • Γραπτή τελική εξέταση (60% του τελικού βαθμού) που περιλαμβάνει:
    • Θεωρητικές ερωτήσεις Εκτεταμένης Απάντησης (Διαμορφωτική ή/και Συμπερασματική)
    • Επίλυση προβλημάτων-ασκήσεων

Αξιολόγηση Εργασίας (30% του τελικού βαθμού):

  • Γραπτή εργασία

Το παρόν κείμενο περιγραφής του μαθήματος με τα κριτήρια αξιολόγησης είναι προσβάσιμο στους φοιτητές στον οδηγό σπουδών του Τμήματος (ιστοσελίδα Τμήματος) και στην ιστοσελίδα του
μαθήματος.

Το περίγραμμα κοινοποιείται προφορικά στους φοιτητές κατά την πρώτη διάλεξη.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

  • Καραμπάς Θεοφάνης, Δήμας Αθανάσιος, Λουκογεωργάκη Ευαγγελία, ΑΚΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ
    ΛΙΜΕΝΙΚΑ ΕΡΓΑ, Εκδόσεις ΔΙΣΙΓΜΑ, 2020, ISBN: 978-618-5242-92-3. Κωδικός Βιβλίου στον
    Εύδοξο: 94690348
  • Anaya-Lara, Offshore Wind Energy Technology, Εκδόσεις HEAL-Link Wiley UBCM ebooks –
    John Wiley & Sons, 2018, ISBN: 9781119097808. Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 91721601
  • Pecher A., Kofoed J.P., Handbook of Ocean Wave Energy, HEAL-Link Wiley UBCM ebooks –
    Springer International Publishing, 2017, ISBN: 9783319398891. Κωδικός Βιβλίου στον
    Εύδοξο: 75486625
  • Greaves D., Iglesias G., Wave and Tidal Energy, HEAL-Link Wiley UBCM ebooks – John Wiley
    & Sons, 2018, ISBN: 9781119014492. Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 91726099
  • Karimirad M., Michailides C., Nematbakhsh A., Offshore Mechanics: Structural and Fluid
    Dynamics for Recent Applications, Εκδόσεις John Wiley & Sons, 2018, ISBN: 978-1-119-
    21662-9
  • Chakrabarti Subrata K., Handbook of Offshore Engineering, Elsevier Ltd., ΙSBN 978-0-08-
    044381-2, 2005.