Παρουσίαση/Προβολή

Τίτλος του μαθήματος

Ελεγχόμενοι ηλεκτρονικοί μετατροπείς ισχύος στη διεσπαρμένη παραγωγή

Προτεινόμενος νέος τίτλος

Κωδικός αριθμός μαθήματος

MGP_203

Τύπος του μαθήματος

Επιλογής

Επίπεδο του μαθήματος

Μεταπτυχιακό (ΜΔΕ Πράσινη Ενέργεια)

Έτος σπουδών

Πρώτο (1^ο)

Εξάμηνο

Β' Εξάμηνο (Εαρινό)

Πιστωτικές μονάδες ECTS

5

Όνομα του διδάσκοντος/των διδασκόντων

Καθηγητής Δρ.-Μηχ. Εμμανουήλ Κ. Τατάκης

Αναπληρωτής Καθηγητής Δρ.-Μηχ. Επαμεινώνδας Δ. Μητρονίκας

Επίκουρος Καθηγητής Δρ.-Μηχ. Γεώργιος Καμπίτσης

Καθηγητής Δρ.-Μηχ. Αντώνιος Αλεξανδρίδης

Αναπληρωτής Καθηγητής Δρ.-Μηχ. Γεώργιος Κωνσταντόπουλος

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα μπορεί να:

1. έχει κατανοήσει και να αναλύει τη λειτουργική συμπεριφορά μετατροπέων Σ.Τ. σε Σ.Τ. με τρανσίστορ, τύπου PWM χωρίς ή με μετασχηματιστή απομόνωσης, καθώς και τις μεθοδολογίες παλμοδότησης και ελέγχου αυτών.
2. έχει κατανοήσει και να αναλύει τη λειτουργική συμπεριφορά μετατροπέων Σ.Τ. σε Ε.Τ. με τρανσίστορ (μονοφασικών και τριφασικών), καθώς και τις μεθοδολογίες παλμοδότησης και ελέγχου αυτών.
3. έχει κατανοήσει και να αναλύει τη συμπεριφορά ασύγχρονων και σύγχρονων ηλεκτρικών γεννητριών που χρησιμοποιούνται σε συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
4. είναι ικανός να κατανοεί, να αναλύει και να προσομοιώνει, σε λογισμικά ανάλυσης κυκλωμάτων, τη λειτουργική συμπεριφορά καθώς και τον έλεγχο μετατροπέων ισχύος που χρησιμοποιούνται σε διάφορες εφαρμογές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
5. έχει κατανοήσει την έννοια των αρμονικών ρεύματος και τάσης και την επίδρασή τους στο δίκτυο.
6. είναι ικανός να αναλύει και να υπολογίζει διάφορα ηλεκτρικά μεγέθη (τάση, ρεύμα, ισχύς κλπ) σε διατάξεις μετατροπής ηλεκτρικής ενέργειας για συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
7. είναι ικανός να αναλύει, υπολογίζει και διαστασιοποιεί ένα σύστημα που χρησιμοποιείται σε διατάξεις ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και το οποίο περιλαμβάνει ηλεκτρονικούς μετατροπείς ισχύος.
8. αντιλαμβάνεται και να αναλύει θέματα που σχετίζονται άμεσα ή έμμεσα με συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως διατάξεις ανίχνευσης σημείου μέγιστης ισχύος, συγχρονισμός, προβλήματα αλληλεπίδρασης μετατροπέων και δικτύου, κώδικες δικτύου κλπ. 

Δεξιότητες

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής θα έχει περαιτέρω αναπτύξει τις ακόλουθες δεξιότητες:

1. ικανότητα να επιδεικνύει γνώση και κατανόηση των ουσιωδών δεδομένων, εννοιών, θεωριών και στρατηγικών που σχετίζονται με το γνωστικό αντικείμενο των ηλεκτρονικών ισχύος, των ηλεκτρικών γεννητριών και της συσχέτισης τους με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
2. ικανότητα να εφαρμόζει αυτή τη γνώση και κατανόηση στη λύση σύνθετων προβλημάτων που σχετίζονται με αυτόνομα η διασυνδεδεμένα με το δίκτυο συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
3. ικανότητα να υιοθετεί και να εφαρμόζει μεθοδολογία για τη λύση προβλημάτων που σχετίζονται με τη διδαχθείσα ύλη, ακόμα και αν δεν είναι οικεία.
4. ικανότητα μελέτης, ανάλυσης, προσομοίωσης και σχεδιασμού διατάξεων μετατροπής ισχύος για εφαρμογές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
5. δεξιότητες μελέτης που απαιτούνται για τη συνεχιζόμενη επαγγελματική ανάπτυξη και εξέλιξη.
6. ικανότητα να αλληλεπιδρά ?ε άλλους σε προβλήματα του ιδίου ή ακόμα και διεπιστημονικού πεδίου.

Προαπαιτήσεις

Οι φοιτητές πρέπει να έχουν βασικές γνώσεις μαθηματικών, ανάλυσης κυκλωμάτων, ηλεκτρομαγνητισμού,  ηλεκτρονικής, ηλεκτρικών μηχανών και συστημάτων αυτομάτου ελέγχου. Επίσης, θα πρέπει να έχουν βασικές γνώσεις ηλεκτρονικών ισχύος, ανάλυσης μετατροπέων ισχύος και λειτουργικών χαρακτηριστικών και ιδιοτήτων ημιαγωγικών στοιχείων ισχύος.  

Περιεχόμενα (ύλη) του μαθήματος

1. Ανασκόπηση μετατροπέων συνεχούς τάσης σε συνεχή ελεγχόμενοι με την τεχνική PWM, κατηγοριοποίηση, ανάλυση διαφόρων τοπολογιών (Buck, Boost, Buck-Boost, Cuk κλπ), μετατροπείς συνεχούς τάσης σε συνεχή τύπου PWM με μετασχηματιστή απομόνωσης (Forward, Flyback, Push-Pull), προσομοίωση, λειτουργικά μοντέλα και μοντέλα συμπεριφοράς.
2. Ανασκόπηση αντιστροφέων τάσης και ρεύματος με τρανσίστορ ισχύος, έλεγχος με μεθόδους SPWM (ασύγχρονη, σύγχρονη, προϋπολογισμένη), ανάλυση του αρμονικού περιεχομένου της τάσης εξόδου, φίλτρα, έλεγχος ρεύματος, προσομοίωση, λειτουργικά μοντέλα και μοντέλα συμπεριφοράς.
3. Ανασκόπηση στις Σύγχρονες και Ασύγχρονες ηλεκτρικές γεννήτριες, Μετασχηματισμός Park, ανάλυση στατικής και δυναμικής συμπεριφοράς, Επαγωγικές γεννήτριες διπλής τροφοδοσίας, προσομοίωση με λογισμικά ανάλυσης ηλεκτρικών κυκλωμάτων.
4. Τοπολογίες ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος για φωτοβολταϊκά συστήματα, ανάλυση της λειτουργικής τους συμπεριφοράς.
5. Τοπολογίες ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος για αιολικά συστήματα, ανάλυση της λειτουργικής τους συμπεριφοράς.
6. Δομές ελέγχου μετατροπέων για φωτοβολταϊκά και αιολικά συστήματα, έλεγχος ανυψωτών τάσης, βαθμωτός και διανυσματικός έλεγχος αντιστροφέων.
7. Μέθοδοι ανίχνευσης του σημείου μέγιστης ισχύος.
8. Αλληλεπίδραση ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος με το δίκτυο, κώδικες δικτύου, διεθνείς κανονισμοί, διατάξεις ανίχνευσης του μηδενός, συγχρονισμός, PLL, φαινόμενο νησίδας και μέθοδοι ανίχνευσης αυτού.

Συνιστώμενη βιβλιογραφία προς μελέτη

1. Διδακτικό Βιβλίο “Εισαγωγή στα Ηλεκτρονικά Ισχύος”, Συγγραφείς: Mohan Ned, Undeland Tore, Robbins William, Έκδοση 3^η, 2010, Εκδόσεις ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ ΟΕ, ISBN: 978-960-418-250-3, κωδ. Ευδόξου 18548762.
2. Διδακτικό Βιβλίο “Ηλεκτρονικά Ισχύος”, Συγγραφέας: Μανιάς Στέφανος, Έκδοση 3^η, 2020, Εκδόσεις ΚΑΛΑΜΑΡΑ ΕΛΛΗ, ISBN: 978-960-9400-65-7, κωδ. Ευδόξου 94699841.
3. Διδακτικό Βιβλίο “Ηλεκτρονικά Ισχύος”, Συγγραφέας: Κιοσκερίδης Ιορδάνης, Έκδοση 2^η, 2019, Εκδόσεις ΤΖΙΟΛΑ& ΥΙΟΙ AΕ, ISBN: 978-960-418-522-1, κωδ. Ευδόξου 86053357.
4. Διδακτικό Βιβλίο “Ηλεκτρονικά Ισχύος”, Συγγραφέας: Rashid Μuhammad, Έκδοση 1^η, 2010, Εκδόσεις ΣΤΕΛΛΑ ΠΑΡΙΚΟΥ & ΣΙΑ ΟΕ, ISBN: 978-960-411-723-9, κωδ. Ευδόξου 14836.
5. "Ηλεκτρονικά Στοιχεία Ισχύος και Βιομηχανικές Εφαρμογές", Τατάκης Ε.Κ., Πανεπιστημιακές Σημειώσεις, Πάτρα, 5 ^η εκδ., 2002.
6. "Ηλεκτρονικά Ισχύος και Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας", Τατάκης Ε.Κ., Καππάτου Τζ., Μητρονίκας Ε.Δ., Αλεξανδρίδης Α., Διαλέξεις του Μαθήματος, Πάτρα, 1^η εκδ., 2014.

Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι

Παραδόσεις με χρήση παρουσιάσεων με βιντεοπροβολέα (powerpoint), υποδειγματική επίλυση απλών και σύνθετων προβλημάτων, κατ? οίκον εργασίες.

Μέθοδοι αξιολόγησης/βαθμολόγησης

Ο τελικός βαθμός του μαθήματος προκύπτει από το μέσο όρο έξι (6) εργασιών που θα δίδονται κατά τη διάρκεια του εξαμήνου και θα πρέπει να παραδίδονται σε καθορισμένα χρονικά διαστήματα.

Ελάχιστος προβιβάσιμος βαθμός: 5/10

Γλώσσα διδασκαλίας

Ελληνική