Σύνθεση Ενεργειακών Συστημάτων

Abstract

Το παρόν σύγγραμμα πραγματεύεται θέματα που αφορούν τη συνδυασμένη λειτουργία μηχανών μετατροπής ενέργειας. Στο εισαγωγικό κεφάλαιο δίνονται ορισμοί για βασικά μεγέθη που εμπλέκονται στη μελέτη ενεργειακών συστημάτων και γενικότερα στη μετατροπή ενέργειας, όπως πρωτογενής και τελική ενέργεια, συνολική μέση και στιγμιαία απόδοση ενεργειακών μηχανών και συστημάτων κ.λπ. Επίσης, ορίζονται και εξετάζονται οι δύο βασικές συνδεσμολογίες συνδυασμένης λειτουργίας ενεργειακών μηχανών: συνδεσμολογία εν σειρά και συνδεσμολογία παράλληλα, για τις οποίες αναπτύσσονται σχέσεις και βασικές αρχές που ισχύουν και καθορίζουν βασικά χαρακτηριστικά του συνολικού ενεργειακού συστήματος (π.χ. συνολικός βαθμός απόδοσης, συνολική εξερχόμενη και εισερχόμενη ισχύς κ.λπ.). Στη συνέχεια το βιβλίο εξειδικεύεται και εξετάζει σε επιμέρους κεφάλαια βασικά και συγκεκριμένα ενεργειακά συστήματα συγκεντρωμένης ή αποκεντρωμένης παραγωγής, που αφορούν δύο κύριες τελικές μορφές ενέργειας που καταναλώνονται από ανθρώπινες δραστηριότητες: την ηλεκτρική και τη θερμική. Έτσι, θα εξεταστούν θέματα όπως: συμβατικά συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας από θερμοηλεκτρικούς σταθμούς (σύνθεση συστημάτων, ένταξη μονάδων, ευστάθεια και ασφάλεια συστημάτων, κανόνες λειτουργίας τους κ.λπ.)· ένταξη μονάδων μη εγγυημένης παραγωγής, κυρίως τεχνολογίες Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) σε συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας· υβριδικοί σταθμοί ΑΠΕ παραγωγής ηλεκτρικής ή θερμικής ενέργειας, μικρού και μεγάλου μεγέθους, βελτιστοποίηση διαστασιολόγησής τους με διαφορετικά κριτήρια (οικονομικά ή ενεργειακά) για συγκεντρωμένη ή αποκεντρωμένη παραγωγή (π.χ. εφαρμογές στον κτιριακό τομέα)· συμπαραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας. Όπως γίνεται αντιληπτό, το βιβλίο αποσκοπεί στην παρουσίαση βασικών και άμεσα εφαρμόσιμων στην πράξη μεθόδων βελτιστοποίησης διαστασιολόγησης ενεργειακών συστημάτων και στη σύγκριση της λειτουργίας τους με συμβατικές τεχνολογίες παραγωγής ηλεκτρικής ή θερμικής ενέργειας σε μεγάλη και μικρή κλίμακα.

This book deals with issues related to the combined operation of energy conversion machines. The introductory chapter provides definitions of basic quantities involved in the study of energy systems and, more generally, in energy conversion, such as primary and final energy, total average and instantaneous efficiency of energy engines and systems, etc. It also defines and examines the two basic interconnections of combined operation of energy machines: series connection and parallel connection, for which relationships and basic principles are developed that apply and determine key characteristics of the overall energy system (e.g., overall efficiency, total output and input power, etc.). The book then goes on to examine in detail basic and specific energy systems for centralized or decentralized production, which concern the two main forms of energy consumed by human activities: electricity and heat. Thus, topics such as the following will be examined: conventional electric power systems from thermoelectric power plants (system composition, unit integration, system stability and safety, operating rules, etc.) · integration of non-guaranteed production units, mainly Renewable Energy Source (RES) technologies, into electricity systems; hybrid RES power stations for electricity or heat production, small and large, optimization of their dimensioning with different criteria (economic or energy) for centralized or decentralized production (e.g., applications in the building sector); cogeneration of electricity and heat. As can be seen, the book aims to present basic and directly applicable methods for optimizing the dimensioning of energy systems and to compare their operation with conventional technologies for large- and small-scale electricity or heat production.