Detail předmětu

Malé zdroje elektrické energie

FEKT-MMZEAk. rok: 2015/2016

Náplní předmětu je problematika využití malých zdrojů elektrické energie v podmínkách udržitelného rozvoje. Jsou specifikovány možnosti využití slunečních, větrných a vodních výroben na našem území s ohledem na platnou legislativu. Dále je objasněna problematika provozu kogeneračních jednotek malých výkonů a možnosti využití dalších alternativních zdrojů energie, jako jsou tepelná čerpadla, Stirlingův motor a palivové články.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- diskutovat výhody a nevýhody OZE
- navrhnout fotovoltaickou elektrárnu
- navrhnout malou vodní elektrárnu
- provádět základní návrhy energetických systémů s OZE
- diskutovat a objasnit vlivy OZE na elektrizační soustavu
- odborně posoudit vlastnosti hybridních energetických systémů

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia. Studenti musí být schopni vysvětlit a objasnit následující problematiku: - struktura a rozdělení elektrizační soustavy - základní energetické názvosloví - princip výroby elektrické energie

Doporučená nebo povinná literatura

MASTNÝ, P.; DRÁPELA, J.; MACHÁČEK, J.; PTÁČEK, M.; RADIL, L.; BARTOŠÍK, T.; PAVELKA, T.; MIŠÁK, S. Obnovitelné zdroje elektrické energie. EFEKT. Praha, České vysoké učení technické v Praze. 2011. 256 p. ISBN 978-80-01-04937-2. (CS)
Krbek,J. Polesný,B.: Malé kogenerační jednotky v komunální a průmyslové energetice, PC-DIR, 1999 (CS)
Gabriel,P., Kučerová,J.:Navrhování vodních elektráren, ČVUT Praha 2000 (CS)
Rychetník,V., Pavelka,J., Janoušek,J.:Větrné motory a elektrárny, ČVUT 1997 (CS)
The direct conversion of solar energy to electricity, New York United Nations 1992, Department of economic and social development (EN)
Kadrnožka J., Energie a globální oteplování, VUT v Brně 2006, ISBN: 80-241-2919-4 (CS)
Dvorský E., Hejtmánková P. Kombinovaná výroba elektrické energie a tepelné energie, Nakladatelství BEN, Praha 2005, ISBN: 80-7300-118-7 (CS)
Bacher P. Energie pro 21. století, Éditions Nucléon, Paris 2000, ISBN: 80-902403-7-2 (EN)
Renewable Energy Focus Handbook, Team of authors, Elevier 2009, ISBN: 978-0-12-374705-1 (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
Vyučování probíhá formou přednášek, cvičení na počítači a laboratoří. Komunikační platforma kurzu probíhá na e-learningu. Studenti odevzdávají tři samostatné projekty a absolvují pět laboratorních úloh. Součástí předmětu jsou i dvě odborné exkurze.

Způsob a kritéria hodnocení

- tři semestrální projekty - 3 x max. 10b. (30b.)
- laboratorní úlohy max. 20b.
- závěrečná zkouška max. 50b.

Podmínkou udělení zápočtu je získání minimálně 25 bodů za hodnocené aktivity.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

PŘEDNÁŠKY:
1. Úvod do problematiky malých zdrojů, výkonové bilance, energetický potenciál, Fotovoltaické systémy- současnost a budoucnost
2. Návrh fotovoltaických systémů
3. Výkonnost FVE, legislativa a předpisy, sluneční elektrárny
4. Akumulace elektrické a tepelné energie
5. Malé vodní elektrárny - energetický potenciál vodních toků na území ČR, základní rozdělení MVE, základní hydrologické výpočty
6. Malé vodní elektrárny - provozní a elektrické parametry, začlenění MVE do elektrizační soustavy
7. Větrné elektrárny - větrné podmínky Evropy a ČR (energetický potenciál větru na našem území), typy větrných elektráren, provozní a elektrické parametry
8. Větrné elektrárny - regulace větrných motorů, vlivy VTE na provoz elektrizační soustavy, integrace VTE do elektrizační soustavy, ekonomika provozu
9. Kogenerační jednotky (KJ) malého výkonu, používaná soustrojí KJ, konstrukce zařízení
10. Kogenerační jednotky - připojení do napájecí sítě, rozbor startovního cyklu a provozních vlastností
11. Biomasa - využití biopaliv pro malé elektrárny, zdroje biomasy, kombinované spalování biomasy, ekonomické posouzení systémů
12. Vodík jako alternativní energetický nosič, palivové články - princip činnosti, energetické využití
13. Energetické systémy pro nízkoenergetické stavby - tepelná čerpadla, hybridní energetické systémy


LABORATORNÍ VÝUKA:
- Měření vlastností fotovoltaického měniče
- Měření vlastností Peltierova termoelektrického článku
- Měření větrného motoru se Savoniovým rotorem
- Skladování elektrické energie pomocí LiFePO4 a Pb akumulátoru
- Energetický topný faktor tepelného čerpadla
- Energetická bilance hybridního energetického systému
- Exkurze na FVE a VtE
- Exkurze na MVE

POČÍTAČOVÁ CVIČENÍ:
- Software pro návrh fotovoltaického systému
- Modelování provozních stavů VtE
- Semestrální projekt I a II
- Semestrální projekt III

Cíl

Seznámení studentů s možnostmi a potenciálem využití malých zdrojů elektrické energie jako jsou fotovoltaické, větrné, vodní a kogenerační systémy v podmínkách udržitelného rozvoje. Objasnit problematiku začlenění těchto zdrojů do elektrizačních soustav a popsat jejich vliv na provoz elektrizační soustavy.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-EEN , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-EEN , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-EVM , 2. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný mimooborový

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-EVM , 2. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný mimooborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

6 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor