ΑΝΑΛΥΣΗΚΑΙΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣΓΙΑΕΦΑΡΜΟΓΕΣΣΤΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ

Abstract

Η ανάπτυξη και η εφαρμογή των τεχνολογιών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας έχουν αποκτήσει κεντρικό ρόλο στις σύγχρονες μηχανολογικές πρακτικές. Η ανάγκη για βιώσιμη διαχείριση των ενεργειακών πόρων και η μείωση της εξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα οδηγούν σε μια εντατική προσπάθεια ενσωμάτωσης των ανανεώσιμων πηγών σε βιομηχανικές και καθημερινές εφαρμογές. Στον τομέα της μηχανολογίας, η πρόκληση έγκειται στην ανάπτυξη καινοτόμων λύσεων που αξιοποιούν τη διαθέσιμη τεχνολογία με αποδοτικό και περιβαλλοντικά φιλικό τρόπο. Η χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας έχει οδηγήσει σε σημαντικές εξελίξεις στη σχεδίαση και την υλοποίηση συστημάτων που βελτιώνουν την ενεργειακή αποδοτικότητα. Οι μηχανικοί αναλαμβάνουν τον σχεδιασμό εξοπλισμού και εγκαταστάσεων που επιτρέπουν την καλύτερη εκμετάλλευση των φυσικών πόρων, όπως ο ήλιος, ο άνεμος και το νερό. Παράλληλα, οι τεχνολογίες αυτές απαιτούν τη διαχείριση σύνθετων παραμέτρων, όπως η γεωγραφική κατανομή, η κλιματική προσαρμογή και η οικονομική βιωσιμότητα. Η σύγκριση των διαθέσιμων τεχνολογιών αποτελεί σημαντικό βήμα για τη βέλτιστη επιλογή των λύσεων που ανταποκρίνονται στις εκάστοτε ανάγκες. Στη μηχανολογία, ο συνδυασμός διαφορετικών μορφών ενέργειας συχνά προσφέρει μεγαλύτερη αποδοτικότητα, καθώς αξιοποιεί τα συγκριτικά πλεονεκτήματα της κάθε πηγής. Ταυτόχρονα, η συνεχής έρευνα και εξέλιξη επιτρέπουν τη βελτίωση των υφιστάμενων τεχνολογιών, ενώ παράλληλα ανοίγουν νέους δρόμους για την ανάπτυξη πρωτοποριακών εφαρμογών. Η ενσωμάτωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στη μηχανολογία δεν αφορά μόνο την παραγωγή ενέργειας, αλλά και την ευρύτερη μετάβαση σε πιο πράσινες και βιώσιμες λύσεις. Οι τεχνολογικές προσαρμογές που γίνονται στο πεδίο αυτό έχουν στόχο να μειώσουν το κόστος, να αυξήσουν την απόδοση και να εξασφαλίσουν την περιβαλλοντική ισορροπία. Ως αποτέλεσμα, ο κλάδος της μηχανολογίας συμβάλλει καθοριστικά στη διαμόρφωση ενός μέλλοντος όπου η ενέργεια θα είναι πιο καθαρή, προσιτή και βιώσιμη για όλους. Η παρούσα πτυχιακή εργασία αποτελείται από τρία κύρια κεφάλαια που εστιάζουν στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (Α.Π.Ε.), τις οικονομικές και περιβαλλοντικές προκλήσεις, και την αξιολόγηση των Α.Π.Ε. στο πλαίσιο της μηχανολογίας. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, ορίζονται και αναλύεται η ιστορική τους εξέλιξη. Ακολουθεί περιγραφή των κύριων μορφών Α.Π.Ε. (υδροηλεκτρική, αιολική, ηλιακή, ωκεάνια, βιομάζα και γεωθερμία), με ανάλυση των πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων τους. Το κεφάλαιο ολοκληρώνεται με την παρουσίαση της εφαρμογής των Α.Π.Ε. στην Ευρώπη και την Ελλάδα. Το δεύτερο κεφάλαιο επικεντρώνεται στις οικονομικές και περιβαλλοντικές προκλήσεις που συνοδεύουν τις Α.Π.Ε., με έμφαση στη βιωσιμότητα και τα οφέλη για το περιβάλλον, καθώς και στις προκλήσεις που προκύπτουν από τη χρήση τους. Το τρίτο κεφάλαιο ασχολείται με την αξιολόγηση των Α.Π.Ε. στη μηχανολογία, περιγράφοντας τις εφαρμογές στη βιομηχανία και στα μεταφορικά μέσα και καταλήγει στις ii προκλήσεις και τις προοπτικές για την περαιτέρω ανάπτυξη και εφαρμογή των τεχνολογιών αυτών. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας αποτελούν μονόδρομο για τη βιώσιμη ανάπτυξη. Η μηχανολογία παίζει καίριο ρόλο στην υιοθέτηση και τη βελτιστοποίηση των τεχνολογιών αυτών, συμβάλλοντας στη μείωση της εξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα. Η συνδυασμένη χρήση των τεχνολογιών ΑΠΕ, προσαρμοσμένη στις τοπικές και βιομηχανικές ανάγκες, αποτελεί το κλειδί για ένα καθαρότερο και ενεργειακά αποδοτικότερο μέλλον

ABSTRACT The development and application of renewable energy technologies have become central to modern engineering practices. The need for sustainable management of energy resources and the reduction of dependence on fossil fuels lead to an intensive effort to integrate renewable sources into industrial and everyday applications. In the field of mechanical engineering, the challenge lies in developing innovative solutions that utilize available technology in an efficient and environmentally friendly manner. The use of renewable energy sources has led to significant developments in the design and implementation of systems that improve energy efficiency. Engineers undertake the design of equipment and facilities that allow for the better exploitation of natural resources, such as the sun, wind and water. At the same time, these technologies require the management of complex parameters, such as geographical distribution, climate adaptation and economic sustainability. Comparing available technologies is an important step in the optimal selection of solutions that meet the needs of each application. In mechanical engineering, the combination of different forms of energy often offers greater efficiency, as it exploits the comparative advantages of each source. At the same time, continuous research and development allow the improvement of existing technologies, while at the same time opening new paths for the development of innovative applications. The integration of renewable energy sources in mechanical engineering is not only about energy production, but also about the broader transition to greener and more sustainable solutions. The technological adaptations made in this field aim to reduce costs, increase efficiency and ensure environmental balance. As a result, the mechanical engineering sector contributes decisively to shaping a future where energy will be cleaner, more accessible and more sustainable for all. This thesis consists of three main chapters focusing on renewable energy sources (RES), economic and environmental challenges, and the evaluation of RES in the context of mechanical engineering. The first chapter presents renewable energy sources, defines and analyzes their historical development. This is followed by a description of the main forms of RES (hydroelectric, wind, solar, ocean, biomass and geothermal), with an analysis of their advantages and disadvantages. The chapter concludes with a presentation of the implementation of RES in Europe and Greece. The second chapter focuses on the economic and environmental challenges that accompany RES, with an emphasis on sustainability and environmental benefits, as well as the challenges arising from their use. The third chapter deals with the evaluation of RES. in mechanical engineering, describing applications in industry and transportation and concluding with the challenges and prospects for the further development and application of these technologies. iv Renewable energy sources are the only way to sustainable development. Mechanical engineering plays a key role in the adoption and optimization of these technologies, contributing to reducing dependence on fossil fuels. The combined use of RES technologies, adapted to local and industrial needs, is the key to a cleaner and more energy-efficient future