Ενεργειακές Τεχνολογίες στην αειφορική γεωργία

1. Εισαγωγή. Βασικές έννοιες: ενέργεια, έργο, ισχύς, ενεργειακές μετατροπές. Ενεργειακές εισροές – εκροές στη γεωργία. Ανασκόπηση – ανάλυση των μορφών ενέργειες που χρησιμοποιούνται στην αγροτική παραγωγή. Το αποτύπωμα άνθρακα στη γεωργία.

2. Η γεωργία ως καταναλωτής ενέργειας: ενεργειακές ανάγκες στη γεωργική παραγωγή, ενεργειακές ανάγκες στην κτηνοτροφία, ενεργειακές ανάγκες στην αποθήκευση και συντήρηση νωπών αγροτικών προϊόντων, ξήρανση αγροτικών προϊόντων

3. Μορφές ενέργειας: ορυκτά καύσιμα και συμβατικές πηγές ενέργειας. Επιπτώσεις στο περιβάλλον. Εναλλακτικές – ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: αιολικό δυναμικό, αιολική ενέργεια, τεχνολογία ανεμογεννητριών

4. Μορφές ενέργειας: Εναλλακτικές – ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: ηλιακή ενέργεια, . Ηλιακό δυναμικό, Ηλιοθερμικά συστήματα, Φωτοβολταϊκά συστήματα

5. Μορφές ενέργειας: Εναλλακτικές – ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: υδατικό δυναμικό, υδατοπτώσεις, παλίρροιες, κύματα, γεωθερμική ενέργεια, συστήματα γεωθερμικής ενέργειας για γεωργικές εφαρμογές

6. Βιοκαύσιμα: βιομάζα ως πρώτη ύλη, τύποι βιοκαυσίμων: στερεά βιοκαύσιμα, υγρά βιοκαύσιμα (βιοντίζελ, βιοαιθανόλη), βιοαέριο. Κατηγοριοποίηση της βιομάζας βάσει της χημικής σύστασης (αμυλούχος, Σακχαρούχος, Ελαιούχος, λιγνοκυτταρινούχος). Βιοκαύσιμα 1ης, 2ης, 3ης και 4ης γενιάς

7. Η γεωργία ως παραγωγός ενέργειας: πηγές βιομάζας: καλλιέργειες ενεργειακών φυτών: ζαχαρότευτλα, σόργο, αραβόσιτος, σιτάρι, κριθάρι, αγγριαγγινάρα, κενάφ, ηλίανθος, μίσχανθος, ελαιοκράμβη, ευκάλυπτος, ψευδοακακία, κ.α., υδατικές καλλιέργειες (μικροφύκη, καλάμια)

8. Η γεωργία ως παραγωγός ενέργειας: πηγές βιομάζας: υπολειμματική βιομάζα (υπολείμματα γεωργικών καλλιεργειών, υπολείμματα καρποφόρων και δασικών δένδρων, κλαδέματα, κτηνοτροφικά απόβλητα, υπολείματα μεταποίησης – γεωργικής βιομηχανίας (βιομηχανία ζάχαρης, εκκοκκιστήρια, ορυζόμυλοι, ελαιουργία, τυροκομεία, σφαγεία, κ.α.)

9. Τεχνικές επεξεργασίας βιομάζας (τεμαχισμός, συμπύκνωση & ξήρανση). Τεχνολογίες ενεργειακής αξιοποίησης βιομάζας: θερμοχημική μετατροπή (καύση, πυρόλυση, υγροποίηση, αεριοποίηση), βιοχημική μετατροπή (αναερόβια χώνευση, ζύμωση, όξινη και ενζυμική υδρόλυση).

10. Ενεργειακές καλλιέργειες: σχεδιασμός πιλοτικών καλλιεργειών αξιοποιώντας σύγχρονες γεωργικές τεχνικές, εγκατάσταση και διαχείριση καλλιεργειών, οικονομική αξιολόγηση σχήματος παραγωγής ενεργειακών καλλιεργειών με ανάλυση κόστους των διαφόρων σταδίων παραγωγής και διαχείρισης της καλλιέργειας. περιβαλλοντική αξιολόγηση σχήματος παραγωγής ενεργειακών καλλιεργειών

11. Συστήματα συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας με εφαρμογή στον αγροτικό τομέα

12. Θερμοκήπια: ενεργητικά & παθητικά συστήματα θέρμανσης θερμοκηπίων (καυστήρες βιομάζας, ηλιοθερμικά συστήματα, αντλίες θερμότητας, κ.ά.), ενεργειακά θερμοκήπια (συστήματα εξοικονόμησης ενέργειας, εργαλεία ευφυούς γεωργίας)

13. Ενεργειακά συστήματα κτηνοτροφικών εγκαταστάσεων

Φροντιστηριακές ασκήσεις

• Προσδιορισμός ηλιακού δυναμικού και υπολογισμός απόδοσης φωτοβολταικών

• Προσδιορισμός αιολικού δυναμικού και συντελεστή αξιοποίησης αιολικού δυναμικού στην παραγωγής ενέργειας

• Σενάριο παραγωγής καυσίμων από ενεργειακές καλλιέργειες

• Ανάλυση περιπτώσεων (case study) χρήσης ενεργειακών συστημάτων στη γεωργική παραγωγή

• Σενάριο ανάπτυξης ενεργειακού συστήματος για θερμοκηπειακή εγκατάσταση

• Ανάλυση περιπτώσεων (case studies) χρήσης ενεργειακών συστημάτων σε κτηνοτροφικές εγκαταστάσεις

• Σενάριο ανάπτυξης ενεργειακού συστήματος για κτηνοτροφική εγκατάσταση