Εργαστήριο Τεχνολογίας Παραγωγής Ενέργειας από Μη Συμβατικές Πηγές

Το Εργαστήριο Τεχνολογίας Παραγωγής Ενέργειας από Μη Συμβατικές Πηγές (N-CES) βρίσκεται στις εγκαταστάσεις του Τμήματος Μηχανικών Περιβάλλοντος και ξεκίνησε τη λειτουργία του τον Ιούνιο του 2010. Οι επιστημονικοί του στόχοι εστιάζονται στους τομείς:

• Κυψέλες Καυσίμου Στερεού Ηλεκτρολύτη (SOFCs) και χρήση ανανεώσιμων καυσίμων σε SOFCs.
• Κυψέλες Ηλεκτρόλυσης Στερεού Ηλεκτρολύτη (SOΕCs) και χρήση ανανεώσιμων καυσίμων για την υποβοήθηση της ηλεκτρόλυσης υψηλής θερμοκρασίας.
• Διαχείριση ενέργειας υβριδικών συστημάτων παροχής ισχύος που περιλαμβάνουν φωτοβολταϊκά, ανεμογεννήτριες και συστήματα αποθήκευσης ενέργειας.
• Εκτιμήσεις δυναμικού βιομάζας.
• Παραγωγή βιοκαυσίμων και χρήσιμων προϊόντων από βιομάζα και υδρογόνωση του διοξειδίου του άνθρακα.
• Τεχνικοοικονομικές μελέτες σκοπιμότητας σχετικά με τις εφαρμογές μετατροπής ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε ηλεκτρική και θερμική ενέργεια, ανανεώσιμα καύσιμα και χημικά προϊόντα.

Το εργαστήριο συνεργάζεται στενά με:

• Το Εργαστήριο Σχεδιασμού και Εφαρμογής Συστημάτων και Διαδικασιών του Ινστιτούτου Χημικών Διεργασιών και Ενεργειακών Πόρων.
• Το Εργαστήριο Ηλεκτροχημικών Διεργασιών του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης.
• Το Εργαστήριο Εναλλακτικών και Ανανεώσιμων Καυσίμων του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Δυτικής Μακεδονίας.
• To τμήμα Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών.
• Το Τμήμα Χημείας του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θράκης.
• Την εταιρεία Συστήματα Sunlight ΑΒΕΕ.
• Τη μονάδα παραγωγή βιοαερίου ΑΒΑΤΟ ΒΙΟΑΕΡΙΟ ΞΑΝΘΗΣ.
• Τον τεχνοβλαστό Act4

και στο πλαίσιο εθνικών και διεθνών ερευνητικών προγραμμάτων, συνεργάστηκε επίσης με πολλά άλλα ιδρύματα, πανεπιστήμια και εταιρείες (University of Castilla-La-Mancha, University of Amsterdam, Hellenic Petroleum Renewable Energy Sources S.A., Tecnologías Avanzadas Inspiralia SL, St Andrews University, RISO DTU, Forschungszentrum Jülich, University of Groningen, Politecnico di Torino,  AIRBUS,  κα).

Το εργαστήριο N-CES φιλοξενεί τις ακόλουθες πλήρως εξοπλισμένες πειραματικές μονάδες.

A. Τρία πειραματικά Υβριδικά Συστήματα Παροχής Ισχύος (ΥΣΠΙ) εφοδιασμένα με συστήματα παρακολούθησης και ελέγχου. Τα τρία πειραματικά ΥΣΠΙ συνίστανται από:

1ο Σύστημα:
Φωτοβολταϊκά συστοιχία με εγκατεστημένη ισχύ των 705Wp
Ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας αποτελούμενο από μια συστοιχία μπαταριών μολύβδου / οξέος συνδεδεμένων σε σειρά, με συνολική ονομαστική χωρητικότητα 200 Ah και ονομαστική τάση 12 Volt.
DC/DC μετατροπέα / φορτιστή ο οποίος συνδέει τη φωτοβολταϊκή συστοιχία με το ζυγό συνεχούς τάσης (DC bus).
DC/AC αντιστροφέα / φορτιστή ονομαστικής ισχύος 1200Watt το οποίο συνδέει το ζυγό συνεχούς τάσης με τα φορτία αλλά επιτρέπει και τη φόρτιση των μπαταριών από συμβατικές πηγές ενέργειας όποτε είναι απαραίτητο.

2o Σύστημα:
Φωτοβολταϊκά συστοιχία με εγκατεστημένη ισχύ των 470Wp
Ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας αποτελούμενο από μια συστοιχία μπαταριών μολύβδου / οξέος συνδεδεμένων σε σειρά, με συνολική ονομαστική χωρητικότητα 56 Ah και ονομαστική τάση 24 Volt.
DC/DC μετατροπέα / φορτιστή ο οποίος συνδέει τη φωτοβολταϊκή συστοιχία με το ζυγό συνεχούς τάσης (DC bus).
DC/AC αντιστροφέα ονομαστικής ισχύος 350Watt το οποίο συνδέει το ζυγό συνεχούς τάσης με τα φορτία.

3o Σύστημα:
Φωτοβολταϊκά συστοιχία με εγκατεστημένη ισχύ των 1590Wp
Ανεμογεννήτρια με εγκατεστημένη ισχύ 1000Wp
Ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας αποτελούμενο από μια συστοιχία μπαταριών μολύβδου / οξέος συνδεδεμένων σε σειρά, με συνολική ονομαστική χωρητικότητα 150 Ah και ονομαστική τάση 48 Volt.
DC/DC μετατροπέα / φορτιστή ο οποίος συνδέει τη φωτοβολταϊκή συστοιχία με το ζυγό συνεχούς τάσης (DC bus).
DC/AC αντιστροφέα / φορτιστή ονομαστικής ισχύος 3000Watt το οποίο συνδέει το ζυγό συνεχούς τάσης με τα φορτία αλλά επιτρέπει και τη φόρτιση των μπαταριών από συμβατικές πηγές ενέργειας όποτε είναι απαραίτητο.

Β. Μια πειραματική συσκευή για κυψέλες καυσίμου και ηλεκτροχημικές μετρήσεις. Αποτελείται απο:

• φούρνο υψηλής θερμοκρασίας (1500 oC) για την προετοιμασία μονάδων SOFC και τη λειτουργία SOFC σε υψηλή θερμοκρασία
• ένα σύστημα για την προετοιμασία και τη μέτρηση του αερίου ρεύματος των αντιδραστηρίων / προϊόντων
• ένα γαλβανοστάτη-ποτενσιοστάτη για τις ηλεκτροχημικές μετρήσεις, και
• συστήματα ανάλυσης για τα αέρια ρεύματα που περιλαμβάνουν έναν αέριο χρωματογράφο και ένα σύστημα συνεχούς ανάλυσης CO / CO2 με υπέρυθρες.

Γ) Πειραματικές διατάξεις αναερόβιας χώνευσης εργαστηριακής κλίμακας

Αποτελούνται από έναν ή δύο βιοαντιδραστήρες (1-5 L ο καθένας) στη σειρά και τον απαραίτητο βοηθητικό εξοπλισμό (αντλίες, σύστημα θέρμανσης, σύστημα ανάδευσης)

Δ) Πειραματικές διατάξεις αναερόβιας χώνευσης πιλοτικής κλίμακας

Αποτελείται από βιοαντιδραστήρα 50 L εξοπλισμένο με σύστημα ανάδευσης, ρύθμιση pH, σύστημα θέρμανσης, αντλίες τροφοδοσίας και ανακυκλοφορίας

• E) Εξοπλισμός για χημικές και βιοχημικές αναλύσεις

(α) συσκευή χώνευσης COD, (β) συσκευή χώνευσης ΤΚΝ , (γ) συσκευή απόσταξης

Φασματοφωτόμετρο

Αέριος χρωματογράφος

Διάταξη για τον προσδιορισμό βιοχημικά μεθανογόνου δυναμικού από απόβλητα και βιομάζα σε θερμοστατούμενο θάλαμο

ΣΤ Σύστημα ηλεκτρόλυσης νερού για παραγωγή υδρογόνου με μεμβράνη ανταλλαγής ανιόντων

Hλεκτρολυτικό σύστημα παραγωγής υδρογόνου AEM Electrolyser EL 4.0, 2,4 kW, με ρυθμό παραγωγής υδρογόνο έως 500 NL/h @ 35 bar που αποτελείται από μια μονάδα ηλεκτρόλυσης νερού (πάνω) και ένα σύστημα δεξαμενής νερού και παρακολούθησης αγωγιμότητας (κάτω).

1. Z) Αντιδραστήρας υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας με ανάμειξη