Το μάθημα «Τεχνολογίες Ενέργειας και Περιβάλλοντος» είναι ένα εργαστηριακό μάθημα που σκοπό έχει να εξοικειώσει και να εκπαιδεύσει του φοιτητές σε ενεργειακές τεχνολογίες που αφορούν κυρίως (αλλά όχι μόνο) τους Μηχανικούς Περιβάλλοντος. Οι ενεργειακές τεχνολογίες στις οποίες αναφέρεται το μάθημα είναι τεχνολογίες κυρίως Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, καθώς και τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για τη μελέτη του ηλιακού και αιολικού δυναμικού μιας περιοχής. Επιπλέον εξετάστηκαν θέματα προσδιορισμού των εκπομπών αέριων ρύπων από συστήματα κεντρικής θέρμανσης και του ενεργειακού αποτυπώματος που αφήνουν τελικά αυτές στο περιβάλλον. Τέλος εξετάζονται οι βασικές αρχές της  θερμικής άνεσης σε εσωτερικούς χώρους και η σχέση της με την ενεργειακή κατανάλωση και την ποιότητα του αέρα.

Το μάθημα είναι διαρθρωμένο γύρω από έξι εργαστηριακές ασκήσεις που αφορούν σε χρήση οργάνων μέτρησης πυκνότητας ηλιακής ακτινοβολίας και ταχύτητας ανέμου, βασικές τεχνολογίες παραγωγής ενέργειας αξιοποιώντας την ηλιακή ενέργεια (Φ/Β και ηλιακοί θερμοσίφωνες με επίπεδο ηλιακό συλλέκτη), μέτρηση εκπομπών με φορητούς αναλυτές καυσαερίων από συστήματα οικιακής θέρμανσης (καυστήρας-λέβητας) και προσδιορισμού της θερμικής άνεσης κατά ISO7730. Συνδυάζει με αρμονικό τρόπο την εισαγωγή των φοιτητών σε θέματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και βελτιστοποίησης της ενεργειακής κατανάλωσης σε σχέση με την προστασία του περιβάλλοντος και της χρήσης απλών οργάνων προσδιορισμού βασικών παραμέτρων για την εκτίμηση της απόδοσης ενεργειακών συστημάτων. Παρέχεται φοιτητές η δυνατότητα της άμεσης πρακτικής εφαρμογής των περιεχομένων των διαλέξεων οδηγώντας στην καλύτερη κατανόηση τους και στην αύξηση της κριτικής τους σκέψης.

Το μάθημα βοηθάει τους φοιτητές αποκτήσουν τις απαραίτητες βασικές θεωρητικές αλλά κυρίως πειραματικές γνώσεις και δεξιότητες για να παρακολουθήσουν το μάθημα Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΜΠ 444) του 8ου εξαμήνου. Επίσης συνιστά πειραματική συνέχεια των Μαθημάτων Περιβαλλοντική Μετεωρολογία/Μοντέλα Ποιότητας Αέρα και Ατμοσφαιρική Ρύπανση, δημιουργώντας έτσι μία αλυσίδα μαθημάτων που παρέχουν στους φοιτητές μια σφαιρική αντίληψη της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε συνδυασμό με την ενεργειακή κατανάλωση και τη μείωση των αέριων και σωματιδιακών εκπομπών.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:

• Ανακαλεί βασικές έννοιες που αφορούν στα θέματα της ηλιακής ακτινοβολίας και της αιολικής ενέργειας, τις βασικές αρχές λειτουργίας ενός συστήματος οικιακής θέρμανσης (λέβητας-καυστήρας), την έννοια της θερμικής άνεσης και των τρόπων προσδιορισμού της.
• Μετράει τις απαραίτητες πειραματικές μετρήσεις για τη μελέτη του ηλιακού και του αιολικού δυναμικού.
• Υπολογίζει βασικές παραμέτρους του αιολικού δυναμικού, τη διαθέσιμη αιολική ενέργεια μιας περιοχής, καθώς και τη θεωρητική παραγωγή ενέργειας από μία ανεμογεννήτρια. Υπολογίζει την απόδοση και το συντελεστή πλήρωσης ενός Φ/Β πλαισίου καθώς και την απόδοση ενός ηλιακού θερμοσίφωνα παίρνοντας τις κατάλληλες πειραματικές μετρήσεις. Υπολογίζει την ηλιακή ακτινοβολία/ενέργεια που δέχεται ένας ηλιακός συλλέκτης (Φ/Β ή θερμικός ηλιακός) με βάση τις ενδείξεις ενός πυρανόμετρου. Υπολογίζει το ενεργειακό αποτύπωμα στο περιβάλλον των εκπομπών από οικιακά συστήματα θέρμανσης.
• Εκτιμάει  βασικές παραμέτρους ηλιακής γεωμετρίας και να διαχωρίζει την ολική ηλιακή ακτινοβολία στην άμεση και διάχυτη συνιστώσα της.
• Συνθέτει/συναρμολογεί  μία απλή ηλεκτρική πειραματική διάταξη για την μέτρηση ρεύματος και τάσης.
• Αξιολογεί ως προς την ποιότητα τους πειραματικά δεδομένα από μία απλή πειραματική διάταξη.
• Συνεργάζεται σε ομάδα για τη δημιουργία μίας εμπεριστατωμένης εργαστηριακής αναφοράς στη μορφή μικρής ερευνητικής εργασίας.

• Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
• Λήψη αποφάσεων
• Ομαδική εργασία
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
• Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών

1. Εισαγωγή και Στόχοι μαθήματος.
2. Μελέτη και αξιολόγηση ηλιακού δυναμικού.
3. Μελέτη και αξιολόγηση αιολικού δυναμικού.
4. Μέτρηση Αερίων Εκπομπών σε λέβητα θέρμανσης.
5. Υπολογισμός ενεργειακού αποτυπώματος στο Περιβάλλον.
6. Βασικές αρχές Θερμικής Άνεσης.
7. Η ποιότητα του Αέρα σε Εσωτερικούς χώρους.
8. Τεχνολογίες αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή θερμότητας
9. Ηλιακός θερμοσίφωνας με επίπεδο ηλιακό συλλέκτη.
10. Υπολογισμός απόδοσης ηλιακού συλλέκτη-θερμοσίφωνα.
11. Τεχνολογίες αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρισμού.
12. Φ/Β πλαίσιο, Μελέτη συμπεριφοράς φωτοβολταϊκών πλαισίων.
13. Υπολογισμός απόδοσης Φ/Β πλαισίου.

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών

Υποστήριξη Μαθησιακής διαδικασίας μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας e-class και πιο συγκεκριμένα με την ανάρτηση του βασικού αλλά και πρόσθετου   εκπαιδευτικού υλικού (Εργαστηριακές Σημειώσεις, Φύλλα εργασίας, παρουσιάσεις, πρόσθετες ασκήσεις, προτεινόμενη βιβλιογραφία). Επίσης περιλαμβάνει την προβολή videos στην διάρκεια των διαλέξεων και των εργαστηριακών ασκήσεων. Τέλος όλες οι εργασίες «ανεβαίνουν» ηλεκτρονικά από τους φοιτητές , διορθώνονται ηλεκτρονικά και επιστρέφονται βαθμολογημένες και με σχόλια ανατροφοδότησης επίσης ηλεκτρονικά.

I. Προφορική εξέταση πριν από την εκτέλεση κάθε εργαστηριακής άσκησης και αξιολόγηση της παρουσίας του φοιτητή (10%)

ΙΙ. 6 ομαδικές (ανά 3 άτομα) εργαστηριακές αναφορές (50%) που παραδίδονται εντός του εξαμήνου διδασκαλίας του μαθήματος

ΙΙΙ. Γραπτή τελική εξέταση του εργαστηριακού (40%)

Σημειώνεται ότι ο κάθε φοιτητής πρέπει να έχει προβιβάσιμο βαθμό (≥5) σε καθεμία από τις παραπάνω διαδικασίες αξιολόγησης.

• ΚΑΛΔΕΛΛΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ, ΚΑΒΒΑΔΙΑΣ ΚΟΣΜΑΣ Εργαστηριακές Εφαρμογές Ήπιων Μορφών Ενέργειας (Αιολική Ενέργεια - Ηλιακή Ενέργεια - Υδάτινο Δυναμικό - Βιομάζα - Γεωθερμία) ΑΘ.ΣΤΑΜΟΥ.
• Τσούτσος Θ., Κανάκης Ι., Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας-Τεχνολογίες & Περιβάλλον, Εκδόσεις Παπασωτηρίου, Αθήνα 2013
• Robert A. Ristinen, Jack P. Kraushaar, Energy and the Environment, 2nd Edition, Wiley February 2006, ©2006