Ανάλυση και αξιολόγηση μεθόδων ανάκτησης ηλεκτρικής ενέργειας απο θερμότητα με εφραμογές στην ναυτιλία

Μαθιουδάκης , Μιχάλης; Mathioudakis, Michalis

dc.contributor.author	Μαθιουδάκης , Μιχάλης	el
dc.contributor.author	Mathioudakis, Michalis	en
dc.date.accessioned	2020-10-02T13:47:17Z
dc.date.available	2020-10-02T13:47:17Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51260
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18958
dc.rights	Default License
dc.subject	WHRS Waste heat recovery system	en
dc.title	Ανάλυση και αξιολόγηση μεθόδων ανάκτησης ηλεκτρικής ενέργειας απο θερμότητα με εφραμογές στην ναυτιλία	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Marine engineering	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-06-15
heal.abstract	Η καταστροφή του περιβάλλοντος λόγω της ανθρώπινης δραστηριότητας στον πλανήτη ήταν η κινη- τήριος δύναμη για την εκπόνηση της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας. Η παγκόσμια επιστη- μονική κοινότητα στρέφεται σε εναλλακτικές μεθόδους για την παραγωγή ενέργειας πιο φιλικούς προς το περιβάλλον. Η κύρια εναλλακτική μέθοδος είναι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και η εκ- μετάλλευση αυτών, όπως οι ανεμογεννήτριες εκμεταλλεύονται την διαθέσιμη αιολική ενέργεια. Υ- πάρχει όμως και η λιγότερο γνωστή μέθοδος της ανάκτησης χαμένης ενέργειας. Χαμένη ενέργεια θεωρείται για παράδειγμα η θερμική ενέργεια των καυσαερίων που ζεσταίνουν την ατμόσφαιρα και έτσι χάνεται χωρίς παραγωγή ωφέλιμου έργου. Η σκέψη της ανάδειξης της λιγότερο γνωστής αυτής μεθόδου, η οποία μπορεί να έχει πολλά θετικά αποτελέσματα για την επιβίωση του πλανήτη καθώς και η ενασχόληση με την ναυπηγική μέσω της σχολής αποφασίστηκε το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής. Η διπλωματική αναλύει και α- ξιολογεί συγκεκριμένα συστήματα ανάκτησης ηλεκτρικής ενέργειας από διαθέσιμη θερμότητα και την παρουσίαση ναυτιλιακών εφαρμογών των συστημάτων. Αρχικά αναφέρονται βιβλιογραφικά οι αρχές λειτουργίας του συστήματος Organic Rankine Cycle (ORC), οι απαιτήσεις του συστήματος και από τι αποτελείται το σύστημα. Ακολουθεί διεξοδική ανά- λυση των συνιστωσών του συστήματος και των διαθέσιμων εναλλακτικών. Στο τέλος του κεφαλαίου παρουσιάζονται εφαρμογές σε διάφορα πλοία, τα αποτελέσματα της χρήσης του συστήματος και επιγραμματική αναφορά στα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του εν λόγω συστήματος. Στο δεύτερο κεφάλαιο ακολουθεί την ίδια δομή καθώς αναφέρεται πρώτα στο θερμοηλεκτρικό φαινόμενο, φαινόμενο Seebeck, και την αρχή λειτουργίας των θερμοηλεκτρικών γεννητριών (TEG), στην συνέχεια αναλύονται οι συνιστώσες του συστήματος. Έπειτα παρουσιάζονται οι κύριοι τρόποι βελτιστοποίησης της σχεδίασης μίας θερμοηλεκτρικής γεννήτριας, οι εφαρμογές των θερμοηλεκτρι- κών γεννητριών στην ναυτιλία, έστω και πιλοτικά, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των θερμοηλεκτρικών γεννητριών. Στο 3ο μέρος της εργασίας γίνεται ειδική μνεία για το πως τα συστήματα που προαναφέρθηκαν και αναλύθηκαν μπορούν να συνδεθούν με το κύκλωμα ηλεκτρικής ενέργειας του πλοίου. Η έκταση του μέρους είναι μικρή αλλά η σημασία του μεγάλη καθώς χωρίς την σύνδεση με το κύκλωμα ηλε- κτρικής ενέργειας, δεν μπορεί να υπάρξει εκμετάλλευση της παραγόμενης ενέργειας. Στο 4ο μέρος είναι ουσιαστικά η σύνοψη της εργασίας καθώς πραγματοποιείται μία εκτεταμένη σύ- γκριση μεταξύ των δύο συστημάτων από κάθε οπτική. Η σύνοψη δεν έχει σκοπό τον χαρακτηρισμό ενός εκ των δύο συστημάτων ως καλύτερου, αλλά να τονίσει τα συγκριτικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των συστημάτων για να είναι φανερή η καταλληλότητα τους και να γίνεται σωστή επιλογή συστήματος για μία μελλοντική εφαρμογή.	el
heal.abstract	Human activity on our planet is the main reason which is slowly but surely causing the environmen-tal destruction. The necessity to stop the destruction was the inspiration of the present work. Over the past few years global scientific community rapidly turns to alternative energy sources for pro-ducing energy, which are friendlier to the environment. The main alternative method, friendlier to the environment is the exploitation of the renewable energy sources, such as wind turbines exploit-ing available wind energy. Another alternative method, lesser known is the wasted energy recovery. Wasted energy is considered to be, for example, the thermal energy of the exhaust gases that heat the atmosphere and thus is lost without the production of useful work. The idea of highlighting this method, which can lead to many positive results for the survival of the planet, together with studies on marine engineering were the deciding factors for the subject of the present work. This thesis analyses and evaluates specific systems for recovering electric energy from available, else wasted, thermal energy and the presentation of marine applications of the systems. Initially, the operating principles of the Organic Rankine Cycle (ORC) system, the system require-ments and what the system consists of are listed in the literature. After that there is a detailed anal-ysis of the system components and available alternatives. At the end of the chapter, applications are presented on various ships, the results of the use of the system and a brief overview of the ad-vantages and disadvantages of this system. The second chapter follows the same structure as it first refers to the thermoelectric effect, Seebeck effect, and the operating principle of thermoelectric generators (TEG), then analyses the compo-nents of the system. Then the main ways for the design optimization of a thermoelectric generator, the applications of TEGs in shipping and the advantages and disadvantages of TEGs are presented. In the 3rd part of the thesis, there is a special mention on how the aforementioned systems can be connected to the electrical grid of the ship. The extent of this part is small but the importance is great, because without the connection to the grid, there cannot be exploitation of the produced en-ergy. The 4th and last chapter is a summary of the thesis as an extensive comparison between the two sys-tems is made from every point of view. The summary is not intended to characterize one of the two systems as better than the other, but to highlight the differences between the two and the compara-tive advantages and disadvantages of each system, so that their suitability is evident and the system is properly selected for a future application.	en
heal.advisorName	Προυσαλίδης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Λυρίδης, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ναυτικής Μηχανολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	98 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false