Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας


Ο κύριος στόχος του Εργαστηρίου είναι η έρευνα, διδασκαλία και συμβουλευτική σε θέματα ενέργειας και κλιματικής αλλαγής.

 

Οι δραστηριότητες του Εργαστηρίου καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα που περιλαμβάνει την χρήση και διαχείριση ενέργειας, την εκτίμηση του ενεργειακού δυναμικού (από ανανεώσιμες και συμβατικές πηγές), την αποτίμηση τεχνολογίας ενεργειακής μετατροπής, την οικονομική ανάλυση και τον περιβαλλοντικό και κοινωνικό αντίκτυπο της χρήσης ενέργειας. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη θερμοδυναμική ανάλυση των ενεργειακών μετατροπών και των παραγόμενων ροών με σκοπό τον ολιστικό χαρακτηρισμό της αποδοτικότητας ενεργειακών τεχνολογιών.

Άλλη μια ερευνητική δραστηριότητα του εργαστηρίου ενέργειας και κλιματικής αλλαγής είναι η παραγωγή βιοενέργειας, βιοκαυσίμων και βιοϋλικών με τη χρήση -κυρίως- θερμοχημικών διεργασιών. Στόχος είναι η διερεύνηση της παραγωγής πράσινης ενέργειας και η δευτερογενής αξιοποίηση ροών βιοαποβλήτων για την μείωση του αποτυπώματος άνθρακα και την επέκταση του κύκλου ζωής των υλικών. Η χρήση υδροθερμικού αντιδραστήρα παράγει φαινόλες και υδράνθρακα υψηλής αξίας ενώ ταυτόχρονα συνεπικουρεί στην εξουδετέρωση μικρορυπάντων. Επίσης η χρήση νερού ως διαλύτη είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα περίπτωση λόγω της υψηλής διηλεκτρικής σταθεράς του. Η διαδικασία υδροθερμικής επεξεργασίας έχει τη δυνατότητα να μεταβάλλει τη διηλεκτρική σταθερά του νερού και μαζί με τις αυξημένες θερμοκρασίες και πιέσεις μπορεί να οδηγήσει στην κατακρήμνιση μεικτών μεταλλικών οξειδίων και στην παραγωγή νανοϋλικών όπως τα νανοκρυσταλλικά μεταλλικά οξείδια. Τέλος η χρήση συσκευής ηλεκτρόλυσης έχει σκοπό να προάγει την οικονομία του υδρογόνου και τις πολιτικές αξιοποίησης της περισσευούμενης παραγόμενης ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές για την παραγωγή αερίων καυσίμων (power-to-gas) με σκοπό την μακροχρόνια αποθήκευση ενέργειας.

Το εργαστήριο εστιάζει στις πρωταρχικές αιτίες της παρατηρούμενης κλιματικής αλλαγής στην ατμόσφαιρα και τη διαταραχή του ισοζυγίου ακτινοβολίας στον πλανήτη, λόγω των αυξημένων εκπομπών CO2 κατά την παραγωγή και χρήση ενέργειας. Ανάμεσα στα ερευνητικά ενδιαφέροντα είναι η συνεισφορά των αερίων θερμοκηπίου, των νεφών, των αιωρούμενων σωματιδίων, της παγοκάλυψης, της εσωτερικής κλιματικής μεταβλητότητας, και άλλων παραγόντων στο πλανητικό ισοζύγιο ενέργειας και ακτινοβολίας. Η χωροχρονική μελέτη των φυσικών διεργασιών που δημιουργούν την κλιματική αλλαγή, ένα θέμα αυξανόμενης σημασίας για τον τρέχοντα αιώνα, συμπεριλαμβάνεται στα ερευνητικά ενδιαφέροντα του Εργαστηρίου.

Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη μέτρηση και στην ανάλυση εκπομπών αιωρούμενων σωματιδίων στην ατμόσφαιρα σε χωρική μικροκλίμακα, κατά τις διάφορες διεργασίες μετατροπής ενέργειας. Αυτά τα σωματίδια παίζουν ζωτικό ρόλο στο κλίμα σε επίπεδο τόσο τοπικό, όσο και παγκόσμιο. Μπορούν να αλλάξουν την χημική σύσταση της ατμόσφαιρας και παρέχουν την απαραίτητη επιφάνεια για την πραγματοποίηση ετερογενών αντιδράσεων. Επίσης επηρεάζουν άμεσα ή έμμεσα το κλίμα, μέσω της σκέδασης ή της απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας.

Εν συντομία, το Εργαστήριο έχει ως ερευνητικά αντικείμενα τα:

  • Μετατροπή ενέργειας και περιβαλλοντικές επιπτώσεις
  • Ενεργειακή πολιτική και μοντελοποίηση
  • Ανάλυση Κύκλου Ζωής ενεργειακών συστημάτων
  • Ενεργειακός σχεδιασμός: Πολυκριτηριακή ανάλυση και εφαρμογές
  • Οικονομικά της ενέργειας, Απελευθέρωση αγοράς και φορολόγηση
  • Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, Δυναμικό, Τεχνολογίες μετατροπής, Οικονομικά και πολιτική (Ηλιακή, Αιολική, Γεωθερμία, Βιομάζα και Υδροηλεκτρική)
  • Βιοενέργεια, βιοκαύσιμα και βιοϋλικά
  • Χρήση Ενέργειας στη Βιομηχανία και στα Κτήρια: Ενεργειακή εξοικονόμηση και επιθεώρηση
  • Κλιματική Αλλαγή, ισοζύγια άνθρακα και αέρια του θερμοκηπίου
  • Ισοζύγιο ηλιακής και γήινης θερμικής ακτινοβολίας
  • Δημιουργία και μετρήσεις αιωρούμενων σωματιδίων
  • Δίας Χαραλαμπόπουλος, Καθηγητής, dharal@aegean.gr
  • Χρήστος Ματσούκας, Αναπληρωτής Καθηγητής, matsoukas@aegean.gr
  • Στέργιος Βακάλης, Επίκουρος Καθηγητής, vakalis@aegean.gr
  • Ηρακλής Πολατίδης, Associate Professor (Swedish docent) of Energy Technology at the Dept. of Earth Sciences, Uppsala University Campus Gotland, Σουηδία, (heracles.polatidis@geo.uu.se)
  • Στρατής Παπαδόπουλος, PhD, Μεταδιδακτορικός Ερευνητής (stpapa-at-env.aegean.gr))
  • Μάνος Χατζηγεωργίου, PhD, Μεταδιδακτορικός Ερευνητής (manolis198115-at-yahoo.gr)
  • Στρατής Γιαννούλης, PhD, Μεταδιδακτορικός Ερευνητής (sgian-at-env.aegean.gr)
  • Πυρανόμετρο Kipp & Zonen CMP 11
  • Πυργεώμετρο Kipp & Zonen CGR 4
  • Ραδιόμετρο 4 συνιστωσών Kipp & Zonen CNR 4
  • Ανιχνευτής Geiger
  • Μετρητής ραδονίου AlphaGuard
  • Συσκευή γ-φασματοσκοπίας Canberra
  • Πεδιόμετρο Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας NARDA EMR300 (100 kHz – 3 Ghz)
  • Πεδιόμετρο ηλεκτρικών/μαγνητικών πεδίων TAOMA (15 Hz – 6 Ghz)
  • Ηχόμετρο Bruel & Kjaer 2250Light
  • Flir υπέρυθρη φωτογραφική μηχανή
  • Αυτόματα καταγραφικά (Data Loggers)
  • Αισθητήρες για μετρήσεις θερμοκρασιών, θερμικής ροής και ροής ανέμου (διεύθυνση και ταχύτητα)
  • Φωτοβολταϊκά πλαίσια
  • Υδροθερμικός αντιδραστήρας
  • Συσκευή ηλεκτρόλυσης
  • Το εργαστήριο έχει αναπτύξει και χρησιμοποιεί τα παρακάτω μοντέλα:
    • Μοντέλα διάδοσης ηλιακής και γήινης θερμικής ακτινοβολίας, τα οποία αναπτύχθηκαν για την μελέτη του ισοζυγίου ακτινοβολίας του πλανήτη.
    • Μοντέλο 3T (Trapezoid Thermodynamic Technique) για την ανάλυση τεχνολογιών ανάκτησης ενέργειας από απόβλητα
    • Μοντέλα Multi-Box και MAGSY για την προσομοίωση τεχνολογιών αεριοποίησης
    • KUP factor με χρήση στατιστικής εντροπικής ανάλυσης – συντελεστής υπολογισμού ανακτώμενου καλίου από τέφρα καυστήρων

Το εργαστήριο συμμετείχε στα παρακάτω ερευνητικά προγράμματα:

  • ICOSE – TEMPUS-Joint European Project: Innovative Curriculum on Sustainable Energy-Development of a Master Program in Renewable Energy and Efficient Building Technologies for graduate engineers and architects, Χρηματοδότηση: Ευρωπαϊκή Επιτροπή
  • Development of an Integrated Methodology for the exploitation of low enthalpy geothermal sources– THERMOPOLIS, Χρηματοδότηση: Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας.
  • Energy Planning: Development of a Framework for Energy Systems with Distributed Generation, Renewable Energy Technologies and Energy Efficiency. The Technological, Spatial and Analytical Dimensions. European National Fund. Programme for the Support of Human Resources in Research – ΠΕΝΕΔ», Χρηματοδότηση: Υπουργείο Ανάπτυξης
  • Methodological Framework for the Analytical Decomposition of Energy and Environmental Indicators: Development of a Software Tool and Application for Greece. European National Fund, Programme Pythagors ΙΙ», Χρηματοδότηση: Υπουργείο Παιδείας
  • MCDA- Development and Application of a Multi-Criteria Decision Analysis Software Tool for Renewable Energy Sources, Category: Accompanying Measures, NNE 5/273/2001. Commission, Directorate General for Energy and Transport (DG TREN), RTD and Demonstration on Energy, Environment and Sustainable Development-Part B: Energy Programme, Χρηματοδότηση: Ευρωπαϊκή Επιτροπή
  • Development of a Geothermal Source in a Remote Island Region: The case of Chios in the Northern Aegean. Contract No: XVII/4.1030/Z/99-233. European Commission, Directorate General for Energy DG XVII, ALTENER II programme, Χρηματοδότηση: Ευρωπαϊκή Επιτροπή
  • The Penetration of Renewable Energy Sources in Tourist Industry, No XVII/4.1030/Z/99-233, European Commission, Directorate General for Energy DG XVII, ALTENER Programme», Χρηματοδότηση: Ευρωπαϊκή Επιτροπή
  • Geothermal Heating of Greenhouses & Production of Distilled Water-THERMIE, DG XVII, E.C. Χρηματοδότηση: Ευρωπαϊκή Επιτροπή
  • Determination of the sources and physicochemical properties of fine and ultrafine suspended particles of atmospheric aerosol, which affect the climate of Greece, Program “Thales”. Χρηματοδότηση: Υπουργείο Παιδείας
  • N. Hatzianastassiou, C. Matsoukas, E. Drakakis, P. W. Stackhouse, P. Koepke, A. Fotiadi, K. G. Pavlakis, and I. Vardavas: “The direct effect of aerosols on solar radiation based on satellite observations, reanalysis datasets, and spectral aerosol optical properties from Global Aerosol Data Set (GADS)”, Atmos. Phys., 7, 2585-2599, 2007
  • Sklavos S., G. Gatidou, A. Stasinakis, D. Haralambopoulos, “Use of solar distillation for olive mill wastewater drying and recovery of polyphenolic compounds”, Journal of Environmental Management, 162, 46-52, 2015.
  • Polatidis, H., Haralambidou, K., Haralambopoulos, D., ‘Decision Analysis for geothermal energy: a comparison between the ELECTRE III and the PROMETHEE II methods’, Energy Sources, Part B: Economics, Planning, and Policy 10, 241-249, 2015
  • Demetriou, D., Polatidis, H., Haralambopoulos, D., ‘Integrated Energy Planning for the Residential Sector: The case-study of Cyprus’, Energy Sources, Part B: Economics, Planning, and Policy 9,  183-195, 2014
  • Sinioros E., P.Stamou, M.Lasithiotakis, D.Akriotis and D.Haralambopoulos, “A preliminary experimental and environmental feasibility case study of glass asphalt production in Lesvos island, Greece, Environmental Quality Management, 24, 2, 13-35, 2014.
  • Ioakeimidis C., H. Polatidis and D. Haralambopoulos, ”Use of Renewable Energy in Aquaculture: An Energy Audit case-study analysis”, Global NEST Journal, 15, 282-294, 2013.
  • Hatzigeorgiou E., H.Polatidis and D.Haralambopoulos,“Modeling the relationship among energy demand, CO2 emissions and economic development: A survey for the case of Greece”, Global NEST Journal, 15, 273-281, 2013.
  • Dimitriou D., H. Polatidis and D.Haralambopoulos, Integrated Energy Planning for the Residential Sector: The case-study of Cyprus”, Energy Sources, Part B, 9, 183-195, 2014.