Institutional Repository of the Technical University of Crete
Not a member yet
19304 research outputs found
Sort by
Optimization of reactive power flow by DC/AC photovoltaic (PV) inverters into the electrical grid
No full textΠερίληψη: Μία συνέπεια της ραγδαίας μείωσης του κόστους των φωτοβολταϊκών συστημάτων, είναι ότι η εγκατεστημένη ισχύς τους συνεχώς αυξάνεται τα τελευταία χρόνια. Αυτό οδηγεί σε μία μεταβολή στον τρόπο λειτουργίας των δικτύων χαμηλής τάσης, δεδομένου ότι η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος γίνεται αμφίδρομη. Τα υψηλά επίπεδα διείσδυσης των φωτοβολταϊκών παραγωγών ηλεκτρικής ενέργειας, μπορούν να προκαλέσουν πολλά σημαντικά λειτουργικά προβλήματα στο ηλεκτρικό δίκτυο, όπως την υποβάθμιση της ποιότητας ισχύος εξαιτίας των πτώσεων τάσης ή των παροδικών υπερτάσεων. Η ύπαρξη φωτοβολταΐκών μετατροπέων DC/AC με δυνατότητα ρύθμισης της άεργου ισχύος συμβάλει στη ρύθμιση της τάσης κάτω από δύσκολες μεταβατικές συνθήκες, συνεισφέρει σημαντικά στην μείωση των απωλειών ενέργειας του δικτύου, στην βελτίωση της ευστάθειας και αξιοπιστίας του, αλλά και σε οικονομικό όφελος τόσο για τον πάροχο ηλεκτρικής ενέργειας, όσο και για τον καταναλωτή.
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη ορισμένων μεθόδων ελέγχου των μετατροπέων DC/AC των φωτοβολταϊκών (Φ/Β) μονάδων Διεσπαρμένης Παραγωγής (ΔΠ) που συνδέονται στο ηλεκτρικό δίκτυο, προκειμένου να διευκολυνθεί η ομαλή ενσωμάτωσή τους στο δίκτυο χαμηλής τάσης και η όσο το δυνατόν αποδοτικότερη συμβολή αυτών στη ρύθμιση της τάσης του δικτύου. Η λεπτομερής προσομοίωση της λειτουργίας τους έγινε με την βοήθεια του Matlab/Simulink. Στο πλαίσιο των προσομοιώσεων που πραγματοποιήθηκαν, κατασκευάστηκε ένα γενικευμένο μοντέλο ενός δικτύου χαμηλής τάσης με παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από δέκα φωτοβολταϊκά συστήματα ισχύος. Κύριο σκοπό αποτέλεσε η μελέτη της δυνατότητας ρύθμισης της τάσης του δικτύου μέσω του ελέγχου της άεργου ισχύος που διανέμεται στο δίκτυο από τους φωτοβολταϊκούς μετατροπείς DC/AC, αναπτύσσοντας ένα δυναμικό μοντέλο μιας μεγάλης διανεμημένης φωτοβολταϊκής εγκατάστασης συνολικής ισχύος 100 kWp. Ο έλεγχος της άεργου ισχύος από τους φωτοβολταϊκούς μετατροπείς έγινε με την τεχνική του ελέγχου της τάσης μέσω της άεργου ισχύος [Q(U) Control]. Η απόδοση του προτεινόμενου συστήματος ελέγχου αξιολογήθηκε μέσω αριθμητικών προσομοιώσεων χρησιμοποιώντας ρυθμιζόμενες παραμέτρους ανά κύκλωμα. Η αρχή λειτουργίας του Q(U) Control βασίζεται στον υπολογισμό και την μεταβολή της άεργου ισχύος που διανέμεται στο δίκτυο από τους φωτοβολταϊκούς μετατροπείς, ανάλογα με την μετρούμενη τοπική τάση στα άκρα τους. Η εκτίμηση των πολλαπλών σημείων λειτουργίας της άεργου ισχύος γίνεται βάσει μίας χαρακτηριστικής Q-U, η οποία μπορεί να προγραμματιστεί εκ των προτέρων στους μετατροπείς ισχύος. Η συγκεκριμένη τεχνική ελέγχου μπορεί να λειτουργήσει αυτόνομα και επιτρέπει την αύξηση των επιπέδων διείσδυσης των φωτοβολταϊκών συστημάτων στο δίκτυο διανομής, διατηρώντας παράλληλα στο ελάχιστο τις καταστάσεις εμφάνισης ανυψώσεων τάσης στο δίκτυο. Ως παράπλευρο όφελος, ο έλεγχος της έγχυσης ή απορρόφησης άεργου ισχύος από κάθε φωτοβολταϊκό μετατροπέα DC/AC παρέχει ένα εργαλείο στις υπηρεσίες διανομής ηλεκτρικής ενέργειας για την ελαχιστοποίηση των θερμικών απωλειών στα κυκλώματα των γραμμών μεταφοράς. Παράλληλα, στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας παρουσιάζεται η εφαρμογή και η ανάπτυξη ενός συστήματος ελέγχου στο Matlab/Simulink για την βελτιστοποίηση της ροής άεργου ισχύος σε ρεαλιστικές συνθήκες, σε διάφορα σενάρια παραγωγής ενέργειας. Η ιδέα βασίζεται στον σχεδιασμό μιας σειράς ενεργειών, οι οποίες επιλέγουν κατάλληλα την βέλτιστη ευαισθησία ελέγχου άεργου ισχύος ανάλογα με τις διακυμάνσεις της τάσης στο σημείο σύνδεσης των συστημάτων ισχύος των φωτοβολταϊκών μονάδων με το ηλεκτρικό δίκτυο. Από την ανάλυση των μετρήσεων προέκυψε πως τα αποτελέσματα της αυτής της μεθόδου ρύθμισης τάσης, στα πλαίσια της διάταξης που προσομοιώθηκε, ανταποκρίνονται στην θεωρητική μελέτη που προηγήθηκε.Summarization: A significant consequence of the rapid cost reduction in photovoltaic (PV) systems is their continuously increasing installed capacity in recent years. This growth is transforming the operation of low-voltage networks, as power flow becomes bidirectional. High penetration levels of photovoltaic electricity generation can lead to several critical operational challenges for the electrical grid, such as power quality degradation due to voltage drops or transient overvoltages. The presence of photovoltaic DC/AC converters capable of reactive power control facilitates voltage regulation under challenging transient conditions, significantly contributing to energy loss reduction, improved grid stability and reliability, as well as economic benefits for both electricity providers and consumers.
The objective of this thesis is to study specific control methods for DC/AC converters in PV Distributed Generation (DG) units connected to the electrical grid. These methods aim to enable the seamless integration of PV systems into low-voltage networks and maximize their contribution to grid voltage regulation. A detailed simulation of their operation was performed using Matlab/Simulink. As part of the simulations, a generalized model of a low-voltage network with electricity generation from ten PV systems was developed. The main goal was to investigate the potential for grid voltage regulation through reactive power control provided by photovoltaic DC/AC converters. A dynamic model of a large distributed photovoltaic installation with a total capacity of 100 kWp was developed. Reactive power control by PV converters was implemented using the Q(U) Control technique, which regulates voltage by adjusting the reactive power injected into or absorbed from the grid based on the locally measured voltage at the converter terminals. The multiple operating points of reactive power are determined by a predefined Q-U characteristic programmed into the power converters. This control method can operate autonomously, allowing for increased PV penetration levels in the distribution network while minimizing voltage rise incidents. Additionally, controlling the reactive power exchange by each DC/AC PV converter provides a tool for minimizing thermal losses in transmission line circuits. This thesis also presents the implementation and development of a control system in Matlab/Simulink to optimize reactive power flow under realistic conditions across various energy production scenarios. The approach is based on designing a series of actions that optimally adjust the sensitivity of reactive power control according to voltage fluctuations at the point of connection of PV power systems to the electrical grid. Analysis of the simulation results shows that this voltage regulation method, within the framework of the simulated configuration, aligns with the theoretical analysis conducted beforehand
A park, playground and creative workshop complex in Trikala
No full textΠερίληψη: Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο μελέτης τον χώρο της πρώην Ζωαγοράς της πόλης των Τρικάλων και ένα κομμάτι της παραποτάμιας διαδρομής που ενώνει το οικόπεδο αυτό με το κέντρο της πόλης.
Αφορμή για την επιλογή του θέματος αποτέλεσε το εργαστήριο συμμετοχικού σχεδιασμού με παιδιά ηλικίας 5-12 ετών, που πραγματοποιήθηκε στην συγκεκριμένη περιοχή στα πλαίσια της ερευνητικής εργασίας μου.
Η εν λόγω εργασία αναπτύσσεται σε 3 επίπεδα. Το πρώτο αφορά στην δημιουργία ενός χώρου παιχνιδιού που απευθύνεται σε όλες τις ηλικίες ταυτόχρονα και σε κάθε ηλικία ξεχωριστά προσφέροντας διαφορετικές αισθητηριακές εμπειρίες. Το δεύτερο επίπεδο αφορά στην δημιουργία ενός συγκροτήματος εργαστηρίων με θέμα την φύση και την παράδοση.
Το τρίτο επίπεδο αφορά στην δημιουργία αστικών καλλιεργειών
The Figuration of Motion: A semiotic approach to depicting speed and motion in art, architecture, and design
No full textΠερίληψη: Η παρούσα ερευνητική εργασία αποτελείται από τέσσερις ενότητες. Στην πρώτη ενότητα πραγματεύεται την φυσιολογία της ταχύτητας και γίνεται μία συνοπτική ανάλυση ως προς την αντίληψη της κίνησης και τη σύνδεσή της με την αίσθηση της ταχύτητας, παραθέτοντας τους τρόπους με τους οποίους κατάφερε ο άνθρωπος να αυξήσει τη μέση ταχύτητα που κινείται στην καθημερινότητά του. Στη δεύτερη ενότητα η μελέτη εστιάζει στην απεικόνιση της κίνησης και της ταχύτητας στην τέχνη. Σε αυτό το κεφάλαιο δίνεται έμφαση στις τεχνικές που χρησιμοποιούν για να αποδοθεί η αίσθηση της ταχύτητας στη ζωγραφική, τη γλυπτική, τη φωτογραφία και στο δισδιάστατο ΄design’. Η τρίτη ενότητα επικεντρώνεται στην ανάλυση των βασικών χαρακτηριστικών στον σχεδιασμό των γρήγορων μέσων μεταφοράς, στην ανατροπή της στασιμότητας με την εφεύρεση του τροχού και πως αυτή οδήγησε στην δημιουργία της επιστήμης της αεροδυναμικής. Στην τέταρτη ενότητα της εργασίας, αναλύονται αρχικά τα σχεδιαστικά στοιχεία που συνδέουν την κίνηση και την ταχύτητα με την αρχιτεκτονική και γίνεται μία συνοπτική αναφορά στον αεροδυναμικό σχεδιασμό των ψηλών κτιρίων. Στην πέμπτη και τελευταία ενότητα της εργασίας ερευνάται η εφαρμογή του ‘γρήγορου’ design στην αρχιτεκτονική μέσω της μορφολογικής ανάλυσης κτηρίων που η χρήση του σχετίζεται με την ταχύτητα.Presented on
Sensory design as a tool for People with Disability: Creating environment for all without obstacles
No full textΠερίληψη: Η ερευνητική εργασία στοχεύει στη διερεύνηση των μεθοδολογιών σχεδιασμού για την ομαλή ένταξη των ατόμων με αναπηρία μέσα σε ένα κοινωνικό περιβάλλον, μέσα στο οποίο θα έχουν την δυνατότητα να είναιανεξάρτητοι και να συνυπάρχουν αρμονικά μέσα σε ένα σύνολο. Εξετάζει πως ο αισθητηριακός σχεδιασμός μπορεί να βελτιώσει την προσβασιμότητα και την ποιότητα ζωής των ατόμων με αναπηρίες. Με την βοήθεια των εργαλείων του αισθητηριακού σχεδιασμού, που αναλύονται μέσα στη ερευνητική εργασία, βασικός σκοπός αποτελεί η ενσωμάτωση των αισθήσεων (όπως η όραση, η ακοή, η αφή κ.λπ.) δημιουργώντας ένα οικείο χώρο, ο οποίος θα ανταποκρίνεται στις ανάγκες των ατόμων αυτών. Η συσχέτιση των δύο βασικών πυλώνων, αναπηρία και αισθητηριακός σχεδιασμός, επιτυγχάνεται με ένα ευρετήριο αρχιτεκτονικών παραδειγμάτων και εργαλείων που θα αποτελέσουν το κλειδί της δημιουργίας νέων χώρων που θα είναι προσβάσιμοι από όλους τους χρήστες.Summarization: The research work aims to investigate the planning methodologies for the smooth integration of disabled people into a social environment, in which they will have the possibility to be independent and coexist harmoniously within a whole. It examines how sensory design can improve accessibility and quality of life for people with disabilities. With the help of sensory design tools, which are analysed in the research work, the main purpose is the integration of the senses (such as sight, hearing, touch, etc.) creating a familiar space, which will meet the needs of these persons. The association of the two main pillars, disability and sensory design, is achieved with an index of architectural examples and tools that will be the key to creating new spaces that will be accessible to all users.Presented on
Images of worlds compositions that perform a balancing act between fragmentation and integration
No full textΠερίληψη: Θέμα της εργασίας αποτελούν έργα που επιζητούν τη συνέχεια μεταξύ κατακερματισμού και ολοκλήρωσης, αναζητούν το άπειρο μέσα στο πεπερασμένο. Μοιάζουν να έρχονται σε ρήξη με τον ορθολογισμό, καθώς οι καλλιτέχνες παίρνουν το ρίσκο να προσεγγίσουν το μυθικό, το αφελές, επιχειρούν να εξερευνήσουν τον κόσμο μέσα από ανορθόδοξες πρακτικές και οπτικές γωνίες. Αποδίδουν στην ύλη μια διάσταση που μοιάζει βιταλιστική πλησιάζοντας αρκετές φορές σε μια παμψυχιστική οντολογία. Προσεγγίζουν τα θέματά τους εικονοκεντρικά, ως συλλογές θραυσματικών επεισοδίων. Εντός της θραυσματικής φόρμας κάποια θραύσματα ξεχωρίζουν ως «Μονάδες»: σχήματα που δημιουργούν νοητές συνέχειες είτε συνδέοντας το σύνολο με υπερκείμενες και υποκείμενες δομές είτε δημιουργώντας συζεύξεις με ετεροτοπίες, διαφορετικά χρονικά σημεία, κατασκευές όπως αυτή του μυθικού παρελθόντος κ.ο.κ.
Σε αυτή την κατηγορία έργων εκδηλώνεται μια ιδιαίτερη σχέση με την κλίμακα, το μείζον και το έλασσον αντιπαραβάλλονται με τρόπο που ρηγματώνει τη φόρμα και επαναπροσδιορίζει το ρόλο και το μέγεθος του παρατηρητή. Επιπλέον, αναπτύσσονται διαλεκτικές σχέσεις με την έννοια του «εξωτερικού», της «άλλης μεριάς», τα έργα άλλοτε περιέχουν και άλλοτε περιέχονται, διαχέονται στο περιβάλλον τους σχηματίζοντας ασταθή και πορώδη όρια. Απαρτίζονται από νέφη σωμάτων και σχηματισμών, συντίθενται με τη λογική της ορδής, της συλλογής του σμήνους. Αν αναζητηθεί η αιτιώδης συνάφεια μεταξύ καλλιτεχνικής κίνησης και αναπαράστασης φαίνεται πως η αναπαράσταση δεν προκύπτει μέσα από μια γραμμική αιτιότητα, τα αίτια προκύπτουν παράλληλα με τα αποτελέσματα μέσα από κύκλους συμπλοκής και ανάδρασης.Summarization: The subject of this thesis concerns a collection of works that seek to bridge fragmentation and integration by seeking infinity within the bounds of the finite. These works appear to clash with rationalism, as the artists risk association with forces of the mythical or adopt marginal vantage points in their attempt to construct worlds. They ascribe a vitalist dimension to matter, thus risking alignment with a panpsychist ontology. Their approach to the subject matter is image-centric, with the synthesis emerging as a collection of fragmentary, imagistic episodes. Within the fragmentary form, some fragments come to formulate continuities, either by connecting to overarching or underlying structures, or by creating points of convergence with heterotopias, different temporal moments, or constructs like the recollection of a mythical past.
This body of work exhibits a peculiar relationship with scale, juxtaposing the immense and the minuscule in ways that rupture form and redefine both the observer's role and perception of size. Additionally, dialectical relations engage with the concept of “externality,” as the works both contain and are contained, dispersing into the environment and forming porous boundaries—they are composed as swarms. When the causal relationship between artistic intent and representation is examined, it seems that causes arise simultaneously with effects in a series of feedback loops.Presented on
Avoidance of false negative rotor false diagnoses in industrial induction motors
No full textΠερίληψη: Ένα από τα πιο συχνά προβλήματα που παρουσιάζουν οι ηλεκτρικές μηχανές και μπορούν να διαγνωστούν πριν προκαλέσουν σοβαρές βλάβες, λόγω της αργής τους εξέλιξης, είναι τα ηλεκτρικά σφάλματα του δρομέα. Χάρη στην φύση τους, αφήνουν περιθώρια στην διαγνωστική επιστήμη των ηλεκτρικών μηχανών να μελετηθούν και να ληφθούν οι απαραίτητες αποφάσεις για να αποφευχθούν οι περιττές διακοπές λειτουργίας αλλά και οι καταστροφικές επιπτώσεις τους στη μηχανή και στα υπόλοιπα συνδεμένα συστήματα σε αυτή, αποφεύγοντας έτσι σημαντικές δαπάνες και κόστη συντήρησης.
Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία εστιάζει σε ασύγχρονες μηχανές κλωβού, οι οποίες συχνά παρουσιάζουν σπασίματα ή ραγίσματα στις μπάρες και στους δακτυλίους σύνδεσης του δρομέα. Σε πολλές περιπτώσεις, με την εφαρμογή παραδοσιακών διαγνωστικών μεθόδων, τέτοια σφάλματα δεν μπορούν να εντοπιστούν μέχρι να προκαλέσουν σοβαρές επιπτώσεις στην λειτουργικότητα της μηχανής. Αυτό το φαινόμενο είναι ακόμα πιο έντονο σε περιπτώσεις σπασμένων μη γειτονικών μπαρών, που οι ασυμμετρίες του πεδίου που προκαλούν η κάθε μία από αυτές αλληλοαναιρούνται και έτσι προκύπτουν εσφαλμένα αρνητικές διαγνώσεις ενώ στην πραγματικότητα υπάρχει πρόβλημα στη μηχανή.
Μια λύση που έχει δώσει η βιβλιογραφία μέχρι τώρα για αυτές τις περιπτώσεις, είναι οι μετρήσεις ρεύματος και μαγνητικής ροής σε μεταβατική κατάσταση λειτουργίας, όπως για παράδειγμα κατά την εκκίνηση, όπου το αρμονικό περιεχόμενο των σπασμένων μπαρών διακρίνεται ανάμεσα στις φυσιολογικές αρμονικές της μηχανής κατά την μεταβολή της ταχύτητας. Σε πολλές πρακτικές εφαρμογές όμως στη βιομηχανία, η λύση αυτή είναι πολύ δαπανηρή και ασύμφορη, καθώς ο αριθμός των εκκινήσεων κάποιων μηχανών συνδέεται άμεσα με την διάρκεια ζωής τους ή την απώλεια παραγωγής για κάποιο σημαντικό χρονικό διάστημα.
Μια λύση στο παραπάνω πρόβλημα έρχεται να δώσει η παρούσα διπλωματική εργασία, βασισμένη στην ανάλυση της μαγνητικής ροής μηδενικής ακολουθίας κατά τη μόνιμη λειτουργία. Για την διεκπεραίωση αυτής της έρευνας, σχεδιάστηκε επαγωγικός κινητήρας 400V σε λογισμικό ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων (Simcenter Magnet), το οποίο προσομοίωσε την εκκίνηση και την σταθερή λειτουργία της μηχανής στην υγιή περίπτωση αλλά και σε περιπτώσεις με σπασμένες μπάρες. Τα δεδομένα αυτών των περιπτώσεων υποβλήθηκαν σε επεξεργασία μέσω του λογισμικού Matlab, και εξετάστηκε η αξιοπιστία της παραπάνω διαγνωστικής μεθόδου σε σχέση με όλες τις προηγούμενες, τόσο κατά την εκκίνηση όσο και κατά τη σταθερή λειτουργία της μηχανής.Summarization: One of the most common problems that electric machines exhibit, which can be diagnosed before causing serious damage due to their slow progression, are rotor electrical faults. Thanks to their nature, these faults provide diagnostic science with the opportunity to study them and take the necessary actions to avoid unnecessary operational interruptions as well as the catastrophic effects on the machine and other connected systems, thereby avoiding significant maintenance costs.
This thesis focuses on squirrel-cage induction motors, which often experience breaks or cracks in the bars and end rings of the rotor. In many cases, traditional diagnostic methods fail to detect such faults until they cause severe impacts on the machine’s functionality. This phenomenon is even more pronounced in cases of non-adjacent broken bars, where the field asymmetries caused by each broken bar cancel each other out, leading to false negative diagnoses even though a fault exists in the machine.
One solution provided in the literature for such cases involves measuring current and magnetic flux during transient operation, such as during startup, where the harmonic content caused by the broken bars stands out among the machine’s normal harmonics as the speed changes. However, in many industrial applications, this solution is costly and impractical, as the number of starts for certain machines is directly tied to their lifespan or may result in production loss for a significant period.
This thesis proposes a solution to this problem, based on the analysis of zero-sequence magnetic flux during steady-state operation. For the execution of this research, we modeled an induction motor 400V in finite element analysis software (Simcenter Magnet), which simulated both the startup and steady-state operation of the motor in healthy conditions as well as in cases with broken bars. The data from these cases were processed using Matlab software, and the reliability of this diagnostic method was examined in comparison to previous methods, both during startup and steady-state operation of the machine
Industrial shells and ways to reuse industrial buildings: The case of the Kova industrial zone of Rhodes.
No full textΠερίληψη: Η εργασία πραγματευεται την τυπολογική και μορφολογική ανάλυση ορισμένων βιομηχανικών δομών στην περιοχή Κόβα στο νησί της Ρόδου. Πρωτίστως όμως, γίνεται μια εισαγωγή στους όρους της βιομηχανικής αρχαιολογίας, της βιομηχανικής κληρονομιάς και καταγραφή των διαφόρων μορφών κελυφών των βιομηχανικών κτιρίων από την πρώιμη μορφή τους τον 17ο αιώνα έως την σημερινή μορφή τους. Η τελευταία ενότητα περιλαμβάνει τον ορισμό και τις περιπτώσεις της προσαρμοστικής επανάχρησης καθώς και παραδείγματα βιομηχανικών κτιρίων που έχει εφαρμοστεί.Summarization: In this study, the typological and morphological analysis of some industrial structures in the area of "Kova" on the island of Rhodes was examined. But primarily, there is an introduction to the terms of industrial archaeology, industrial heritage and a record of the various forms of industrial building shells from their first form in the 17th century to their current form. The last section includes the definition and cases of adaptive reuse as well as examples of industrial buildings where it has been applied.Presented on
Development of space-time geostatistical models for hydrological applications
No full textDoctoral DissertationSummarization: Environmental systems are becoming increasingly complex and difficult to predict due to factors such as climate change and limited resources, requiring modeling methods that go beyond those commonly used today. As sustainable management depends on accurate predictions of environmental changes such as groundwater levels, insufficient data insufficiency remains a challenge due to logistical and financial constraints. Despite their usefulness, conventional geostatistical models are in some cases unable to capture the spatial and temporal patterns that determine environmental processes. Conventional geostatistical methods often encounter obstacles when it comes to accurately capturing spatial diversity in hydrological groundwater systems - a key aspect of efficient resource management. A major limitation of these methods is that groundwater properties are not included in the covariance functions; this omission can lead to an incomplete representation of the various factors that influence groundwater behavior. The environmental science community is increasingly recognizing the need to further develop models by integrating physical parameters into covariance functions to better capture the complexity of groundwater systems. This research aims to overcome these obstacles by developing geostatistical methods that improve the precision and confidence in environmental models, even when little data is available. By improving techniques for predicting and interpreting change, this study helps to address the urgent need for more effective tools for resource management decision making.
The focus here is on improving the capabilities of models for groundwater management, which is facing exposed to increasing risks due to climate variability. The motivation for this dissertation lies in the increasing need to improve the accuracy of environmental models in situations where spatial and temporal data are limited or missing. This includes systems such as groundwater changes and weather patterns that are linked to temporal and spatial factors. In the field of geostatistics related to groundwater systems, a major challenge is the integration of physical concepts - such as aquifer thickness, hydraulic conductivity and correlation length - into covariance models. These elements play an important role in accurately representing the nuanced spatial and temporal shifts in groundwater systems. This research, presents two novel covariance functions are presented that incorporate these physical principles to address the shortcomings of conventional models. In the field of environmental science and data analysis, currently used methods cannot fully capture the complex interrelationships between different variables if the data are not uniform. Common methods tend to treat spatial and temporal aspects as isolated entities, which can lead to incomplete or incorrect predictions that hinder successful environmental planning efforts. This research aims to address these shortcomings by developing advanced geostatistical models that provide deeper insight into the ever-changing dynamics of the environment. These features are intended to go beyond assumptions about spatial and temporal relationships by integrating the underlying physical mechanisms to improve the accuracy and realism of environmental models.
In this work, fuzzy logic is also combined with kriging estimation to determine the extent to which spatial data points are connected in a distance range defined by a fuzzy logic system. Neighborhood selection can thus be modified to account for uncertainties and ambiguities in spatial relationships. The innovative implementation of a fuzzy logic-based kriging method aims to improve the reliability of groundwater predictions in areas with limited data by incorporating these advanced methods. It therefore represents an alternative that dynamically adapts the selection of prediction districts to the degree of affiliation. Its adaptability in the interpolation of data takes into account the uncertainty in environmental systems and significantly increases the accuracy of predictions.
In conventional geostatistical methods such as kriging, the distance between the observed data points and the estimated points is calculated using the Euclidean measure. This study focuses on non-Euclidean distance metrics that can more accurately represent the proximity between elements in different environmental systems. This different approach enables a precise representation of distance patterns in complex spatial environments that are inherently irregular and diverse. In addition, the study evaluates criteria for fitting variograms to increase the accuracy of model selection and achieve a better representation of spatial dependence and prediction results.
The techniques presented in this study provide information on groundwater levels and offer important perspectives for future water management and climate adaptation plans. In this way, this work aims to improve the understanding of groundwater behavior and thus facilitate informed and sustainable decisions. The new ideas proposed here are likely to impact the field of geostatistics and environmental modeling by providing scientifically sound and practical solutions. The effective combination of geostatistical techniques and fuzzy logic systems in this study opens up opportunities for building more accurate and reliable environmental models that could impact sustainable resource management in various industries.Περίληψη: Τα περιβαλλοντικά συστήματα γίνονται ολοένα πιο περίπλοκα και δύσκολο να προβλεφθούν λόγω παραγόντων όπως η κλιματική αλλαγή και οι περιορισμένοι πόροι που απαιτούν μεθόδους μοντελοποίησης πέρα από αυτές που χρησιμοποιούνται συνήθως σήμερα. Συνεπώς, η βιώσιμη διαχείριση που βασίζεται σε ακριβείς προβλέψεις περιβαλλοντικών αλλαγών (π.χ. ανεπάρκεια δεδομένων της στάθμης των υπόγειων υδάτων) παραμένει μια πρόκληση λόγω υλικοτεχνικών και οικονομικών περιορισμών. Παρά τη χρησιμότητά τους, σε ορισμένες περιπτώσεις τα παραδοσιακά γεωστατιστικά μοντέλα συχνά υστερούν στην κατανόηση των χωρικών και χρονικών προτύπων που καθορίζουν τις περιβαλλοντικές διαδικασίες. Οι παραδοσιακές γεωστατιστικές μέθοδοι συναντούν συχνά εμπόδια όταν πρόκειται για την ακριβή αποτύπωση της χωρικής μεταβλητότητας στα υδρολογικά συστήματα υπόγειων υδάτων - μια βασική πτυχή για την αποτελεσματική διαχείριση υδατικών πόρων. Ένας πρωταρχικός περιορισμός αυτών των μεθόδων έγκειται στην παράβλεψη των χαρακτηριστικών των υπόγειων υδάτων στις συναρτήσεις συνδιακύμανσης. Αυτή η παράβλεψη μπορεί να οδηγήσει σε ελλιπή αναπαράσταση των διαφόρων παραγόντων που επηρεάζουν τη συμπεριφορά των υπόγειων υδάτων. Οι επιστήμονες αναγνωρίζουν όλο και περισσότερο την ανάγκη εξέλιξης των μοντέλων ενσωματώνοντας φυσικές παραμέτρους σε συναρτήσεις συνδιακύμανσης με σκοπό την καλύτερη κατανόηση της πολυπλοκότητας των συστημάτων των υπόγειων υδάτων. Αυτή η έρευνα στοχεύει να αντιμετωπίσει αυτά τα εμπόδια δημιουργώντας γεωστατιστικές μεθόδους που βελτιώνουν την ακρίβεια και την αξιοπιστία των περιβαλλοντικών μοντέλων ακόμα και όταν τα δεδομένα είναι αραιά. Με την ενίσχυση των μεθόδων πρόβλεψης, η μελέτη προσφέρει αποτελεσματικά εργαλεία για την καθοδήγηση των αποφάσεων διαχείρισης πόρων.
Ειδικότερα, δίνεται έμφαση στην ενίσχυση των ικανοτήτων των μοντέλων που χρησιμοποιούνται στη διαχείριση των υπόγειων υδάτων, η οποία αντιμετωπίζει αυξανόμενους κινδύνους λόγω των κλιματικών διακυμάνσεων. Το κίνητρο αυτής της διατριβής έγκειται στην αυξανόμενη ανάγκη για ενίσχυση της ακρίβειας των περιβαλλοντικών μοντέλων σε καταστάσεις όπου τα χωρικά και χρονικά δεδομένα είναι περιορισμένα ή ελλιπή. Για την αποτελεσματική κατανόηση αυτών των περιστατικών, απαιτούνται μέθοδοι μοντελοποίησης που μπορούν να λάβουν υπόψη τις παραλλαγές, τόσο στο χώρο όσο και στο χρόνο. Στον τομέα της γεωστατιστικής που εφαρμόζεται στα υπόγεια ύδατα μια σημαντική πρόκληση είναι η ενσωμάτωση φυσικών εννοιών - όπως το πάχος του υδροφορέα, η υδραυλική αγωγιμότητα και το μήκος συσχέτισης - σε συναρτήσεις συνδιασποράς. Αυτά τα στοιχεία παίζουν σημαντικό ρόλο στην ακριβή απεικόνιση των διαφοροποιημένων χωρικών και χρονικών μετατοπίσεων στα συστήματα υπόγειων υδάτων. Για το λόγο αυτό, η έρευνα παρουσιάζει δύο νέες συναρτήσεις συνδιακύμανσης που επηρεάζουν αυτές τις φυσικές αρχές με στόχο την αντιμετώπιση των ελλείψεων των συμβατικών μοντέλων. Στον τομέα της περιβαλλοντικής επιστήμης και της ανάλυσης δεδομένων, οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος ενδέχεται να μην αποτυπώνουν πλήρως τις περίπλοκες αλληλεξαρτήσεις μεταξύ διαφορετικών μεταβλητών όταν τα δεδομένα δεν είναι ομοιόμορφα. Οι τυπικές μέθοδοι τείνουν να αντιμετωπίζουν τις χωρικές και χρονικές πτυχές ως μεμονωμένες οντότητες που μπορεί να οδηγήσουν σε ελλιπείς ή εσφαλμένες προβλέψεις που εμποδίζουν τις επιτυχείς προσπάθειες περιβαλλοντικού σχεδιασμού. Στην παρούσα μελέτη, ο στόχος είναι να αντιμετωπιστούν αυτές οι ελλείψεις αναπτύσσοντας προηγμένα γεωστατιστικά μοντέλα που παρέχουν μια βαθύτερη εικόνα της συνεχώς μεταβαλλόμενης δυναμικής του περιβάλλοντος. Οι προτεινόμενες συναρτήσεις στοχεύουν ενσωματώνουν τη φυσική πληροφορία, κάμπτοντας παράλληλα τις συνήθεις παραδοχές για να ενισχύσουν την ακρίβεια και τον ρεαλισμό των περιβαλλοντικών μοντέλων.
Παράλληλα, στην παρούσα μελέτη συνδυάζεται η ασαφής λογική με τη μέθοδος εκτίμησης kriging, ώστε να καθοριστεί ο βαθμός στον οποίο τα σημεία του υπό εξέταση συνόλου συνδέονται μεταξύ τους σε ένα εύρος αποστάσεων που ορίζονται από ένα ασαφές σύστημα. Ο συνδυασμός αυτός προσφέρει τη δυνατότητα επιλογής της γειτονιάς εκτίμησης, με σκοπό τη διερεύνηση και υπέρβαση τυχόν αβεβαιότητας και ασάφειες που σχετίζεται με τη χωρική συσχέτιση.
Η καινοτόμος εφαρμογή μιας μεθόδου kriging που βασίζεται στην ασαφή λογική στοχεύει στην ενίσχυση της αξιοπιστίας των προβλέψεων των υπόγειων υδάτων σε περιοχές με περιορισμένα δεδομένα ενσωματώνοντας αυτές τις προηγμένες μεθόδους. Ως εκ τούτου, ξεχωρίζει ως εναλλακτική λύση που προσαρμόζει δυναμικά την επιλογή της γειτονιάς εκτίμησης σύμφωνα με τις συναρτήσεις συμμετοχής. Η δυνατότητα ευελιξίας που προσφέρει η ασαφής λογική στην παρεμβολή δεδομένων λαμβάνει υπόψη την αβεβαιότητα στα περιβαλλοντικά συστήματα και ενισχύει σημαντικά την ακρίβεια των προβλέψεων.
Είναι γνωστό ότι στις συμβατικές τεχνικές γεωστατιστικής, όπως το kriging, η απόσταση μεταξύ των παρατηρούμενων σημείων δεδομένων και των σημείων εκτίμησης υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την Ευκλείδεια απόσταση. Η έρευνα εμβαθύνει σε μη Ευκλείδεια μέτρα απόστασης που θα μπορούσαν να απεικονίσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια την εγγύτητα μεταξύ των στοιχείων σε διάφορα περιβαλλοντικά συστήματα. Αυτή η διαφορετική προσέγγιση παρέχει μια ακριβή απεικόνιση των μοτίβων εγγύτητας μέσα σε περίπλοκα χωρικά μοτίβα που είναι ακανόνιστες και ποικίλης φύσης. Επιπλέον, η μελέτη παρουσιάζει διαφορετικά κριτήρια για την επιλογή του βέλτιστου θεωρητικού βαριογράμματος με σκοπό να βελτιώσει την ακρίβεια επιλογής μοντέλου και να επιτύχει καλύτερη απεικόνιση της χωρικής εξάρτησης και των αποτελεσμάτων της πρόβλεψης.
Συνοψίζοντας, οι τεχνικές που παρουσιάζονται στην παρούσα διατριβή εφαρμόζονται σε δεδομένα στάθμης υπόγειων υδάτων και παρέχουν σημαντικές προοπτικές για την καθοδήγηση των επερχόμενων σχεδίων διαχείρισης των υδάτων και προσαρμογής του κλίματος. Με αυτόν τον τρόπο, η έρευνα στοχεύει στη βελτίωση της κατανόησης της συμπεριφοράς των υπόγειων υδάτων καθιστώντας ευκολότερη τη λήψη τεκμηριωμένων και βιώσιμων αποφάσεων. Οι νέες ιδέες που προτείνονται πιθανότατα θα έχουν αντίκτυπο στον τομέα της γεωστατιστικής και της περιβαλλοντικής μοντελοποίησης, προσφέροντας επιστημονικά έγκυρες και πρακτικές λύσεις. Ο αποτελεσματικός συνδυασμος γεωστατιστικών τεχνικών και ασαφούς λογικής προσφέρει τη δυνατότητα δημιουργίας πιο ακριβών και αξιόπιστων περιβαλλοντικών μοντέλων που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη βιώσιμη διαχείριση των πόρων, σε διαφορετικούς κλάδους
Correlation of burned areas from wildfires with Aerosol Optical Depth (AOD) index on a global scale
No full textΠερίληψη: Οι πυρκαγιές αποτελούν μέρος του κύκλου ζωής των οικοσυστημάτων του πλανήτη, διαδραματίζοντας καταλυτικό ρόλο στη διαμόρφωση της χλωρίδας και της πανίδας. Ως φαινόμενο, μπορεί να αποβεί καταστροφικό για το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία, έχοντας μια αμφίδρομη σχέση επιδείνωσης με την κλιματική αλλαγή. Βάσει μελετών, προβλέπεται ότι κάτω από ένα κλίμα θέρμανσης, ολοένα κα περισσότερες περιοχές του πλανήτη θα είναι ευάλωτες απέναντι στις πυρκαγιές.
Συγχρόνως, οι πυρκαγιές αποτελούν σημαντική πηγή ατμοσφαιρικής ρύπανσης, απελευθερώνοντας αιωρούμενα σωματίδια τα οποία επιδρούν στην εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία και κατά συνέπεια την θερμοκρασία της γης, ενώ ακόμα παρουσιάζουν τοξική δράση για το ανθρώπινο αναπνευστικό και καρδιαγγειακό σύστημα. Για την ποσοτικοποίηση των αιωρούμενων σωματιδίων στον ατμοσφαιρικό αέρα, έχει δημιουργηθεί ο δείκτης Οπτικού Βάθους Αιωρούμενων Σωματιδίων (Aerosol Optical Depth- AOD), ο οποίος χρησιμοποιείται ευρέως για την εκτίμηση επίδρασής τους.
Στην παρούσα μελέτη, στόχος είναι η συσχέτιση των πυρκαγιών και των αιωρούμενων σωματιδίων, στα πλαίσια της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και της κλιματικής αλλαγής, για την επιπλέον κατανόηση των συνεπειών αλλά και των κινδύνων. Βάσει αυτού, διερευνήθηκε η σχέση μεταξύ της καμένης έκτασης (BA) από πυρκαγιές και του δείκτη AOD, σε παγκόσμια κλίμακα, κάνοντας χρήση δορυφορικών δεδομένων σε βάθος δεκαοκτώ ετών.
Τα αποτελέσματα, αποδεικνύουν πολύ καλή συσχέτιση μεταξύ του ΒΑ και του δείκτη AOD, κυρίως στις τροπικές και υποτροπικές περιοχές του πλανήτη, σε εποχιακό επίπεδο. Αφαιρώντας ωστόσο την εποχικότητα, η συσχέτιση μειώνεται δραματικά, εφόσον οι κλιματικές συνθήκες επηρεάζουν την εμφάνιση πυρκαγιών, καθώς και την αύξηση ή μείωση του AOD. Επιλέγοντας συγκεκριμένες περιοχές του πλανήτη που πλήττονται διαχρονικά από πυρκαγιές, για περαιτέρω ανάλυση, η σχέση του ΒΑ και του AOD, δείχνει να έχει θετική τάση συσχέτισης στις πλείστες των περιπτώσεων, ωστόσο δεν προκύπτει μια τόσο ισχυρή σχέση μεταξύ των δεικτών.Summarization: Wildfires are part of the lifecycle of the planet's ecosystems, playing a catalytic role in shaping flora and fauna. As a phenomenon, it can be catastrophic for the environment and human health, having a two-way relationship of deterioration with climate change. Studies predict that under a warming climate, more and more areas of the world will be vulnerable to wildfires.
At the same time, wildfires are an important source of air pollution, releasing particulate matter that affect the incoming solar radiation and consequently the Earth's temperature, while also having toxic effects on the human respiratory and cardiovascular system. To quantify aerosols in ambient air the Aerosol Optical Depth index has been created and is widely used to assess their impact.
In this study, the aim is to correlate wildfires and aerosols, in the context of air pollution and climate change, for further understanding the consequences and risks. Based on this, the relationship between burned area (BA) from wildfires and the AOD index, was analyzed on a global scale using eighteen years of satellite data.
The results, demonstrate a very good correlation between BA and AOD index, especially in tropical and subtropical regions of the world, seasonally. Removing seasonality, the correlation decreases dramatically, since climatic conditions influence the occurrence of fires as well as the increase in AOD. By generating scatter plots for specific regions of the world that are affected by fires over time, the relationship between BA and AOD, shows a positive correlation trend in most cases, however, not as strong a relationship emerges
Customer satisfaction analysis in an optical shop
No full textΠερίληψη: Στην παρούσα εργασία έγινε διερεύνηση της ικανοποίησης των πελατών σχετικά με την ποιότητα των παρεχόμενων υπηρεσιών και τους παράγοντες ικανοποίησης / δυσαρέσκειας, αναφορικά με την αγορά, εξυπηρέτηση και χρήση γυαλιών οράσεως σε ένα οπτικό κατάστημα στην πόλη των Χανίων. Η διπλωματική εργασία αποτελείται από δύο βασικά μέρη, το βιβλιογραφικό και το ερευνητικό. Αρχικά, το βιβλιογραφικό μέρος έχει ως σκοπό τον προσδιορισμό παραγόντων ικανοποίησης και δυσαρέσκειας, όπως διαμορφώθηκαν σύμφωνα με παρεμφερείς έρευνες που πραγματοποιήθηκαν σε καταστήματα λιανικής. Το ερευνητικό μέρος, αφορά τη συλλογή δεδομένων μέσω ερωτηματολογίου, το οποίο συμπληρώθηκε από ικανοποιητικό δείγμα πελατών του οπτικού καταστήματος που αγόρασαν γυαλιά οράσεως. Μετά την ολοκλήρωση της συγκέντρωσης ενός ικανοποιητικού αριθμού απαντήσεων, ακολούθησε η ανάλυση και η μελέτη των αποτελεσμάτων με χρήση στατιστικής και της μεθόδου MUSA+. Αναλύθηκαν τα δυνατά και αδύνατα σημεία στα οποία έδωσαν βαρύτητα οι πελάτες. Τέλος, διατυπώθηκαν συμπεράσματα, προτάσεις και βελτιώσεις με βάση τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την ανάλυση