Το μάθημα Αιολική Ενέργεια και Εφαρμογές είναι ένα εισαγωγικό μάθημα στις Τεχνολογίες των Αιολικών Συστημάτων και τις εφαρμογές τους. Πρόκειται για ένα μάθημα εφαρμογής γνώσεων που έχουν αποκτηθεί κατά τα πρώτα εξάμηνα σε μαθήματα, όπως Τεχνική Μηχανική, Αντοχή των Υλικών και Μηχανική των Ρευστών.
Στο μάθημα εξετάζεται ο άνεμος σαν φυσικό φαινόμενο αλλά και σαν ενεργειακό περιεχόμενο. Διερευνάται η χωρική και η χρονική μεταβλητότητα του ανέμου και εξετάζεται η επίδραση του ανάγλυφου του εδάφους στο ροΐκό πεδίο. Παρουσιάζονται οι μέθοδοι μέτρησης του ανέμου καθώς και η στατιστική τους ανάλυση σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα.
Στη συνέχεια εξετάζεται η αεροδυναμική των πτερυγώσεων, τα αεροδυναμικά φορτία που αναπτύσσονται σε μια αεροτομή, ο αεροδυναμικός σχεδιασμός των πτερυγώσεων, η θεωρία του Betz και του Glauert, η θεωρία των λεπτότοιχων αεροτομών και η ελαστική συμπεριφορά των πτερύγων ενός ανεμοκινητήρα. Διερευνάται ο βέλτιστος αεροδυναμικός και δομικός σχεδιασμός των αιολικών συστημάτων και παρουσιάζονται οι μέθοδοι ελέγχου της συμπεριφοράς των.
Στο μάθημα αυτό εξετάζεται επίσης η σύγχρονη τεχνολογία των αιολικών μηχανών και η βελτιστοποίηση του σχεδιασμού των εγκαταστάσεων ηλεκτροπαραγωγής από αιολική ενέργεια. Διερευνώνται οι δυνατότητες και η εφικτότητα εκμετάλλευσης της αιολικής ενέργειας μέσω εγκαταστάσεων αιολικών πάρκων καθώς και οι μέθοδοι εκτίμησης περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τέτοιας μορφής εγκαταστάσεις.
Μετά την ολοκλήρωση του μαθήματος ο σπουδαστής θα έχει τη δυνατότητα να:
- γνωρίζει μεθόδους μέτρησης του ανέμου και επεξεργασίας τέτοιων μετρήσεων και να εξάγει τα στατιστικά χαρακτηριστικά του ανέμου μιας περιοχής
- αξιολογεί, ποσοτικά και ποιοτικά, το αιολικό δυναμικό μιας περιοχής
- υπολογίζει, σχεδιάζει και αξιολογεί ανεμοκινητήρες οριζοντίου άξονα
- αξιολογεί ποιοτικά μια ανεμογεννήτρια
- αξιολογεί τεχνοοικονομικά μια επένδυση σε εγκατάσταση αιολικού πάρκου
- αξιολογεί τις ενεργειακές ανάγκες μιας επιχείρησης ή ενός ιδιώτη και να προτείνει λύσεις για την κάλυψη αυτών των αναγκών από ένα αιολικό σύστημα
- χωροθετεί τις ανεμογεννήτρεις ενός αιολικού πάρκου, επιλέγοντας κατάλληλη θέση εγκατάστασης, και να υπολογίζει την ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Απαιτούμενες γνώσεις: Μηχανική Ι, Θεωρία δοκού σε κάμψη και συνδυασμένη κάμψη-στρέψη, Αντοχή Υλικών, Μηχανική Ρευστών, Θεωρία στρεφόμενων πτερυγίων, τρίγωνα ταχυτήτων.