Detail předmětu

Výroba elektrické energie

FEKT-BPC-VEEAk. rok: 2019/2020

Předmět seznamuje studenty s problematikou přeměny různých forem energie z přírodních zdrojů na energii elektrickou a tepelnou. V průběhu kurzu se studenti seznámí s jednotlivými druhy energie v přírodě a především s technologickými procesy její přeměny na elektrickou a tepelnou energii v elektrárnách tepelných, jaderných a vodních. Součástí předmětu je i krátký exkurz do problematiky funkce a využití obnovitelných zdrojů energie.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- diskutovat výhody a nevýhody energetických zdrojů,
- definovat a vysvětlit základní energetické pojmy,
- popsat kompletní technologii tepelných elektráren (kondenzační, plynové, teplárny, paroplynové, kogenerační jednotky),
- provádět komplexní výpočty tepelných elektráren,
- vysvětlit princip jaderných reakcí,
- provádět základní výpočty tepelných okruhů jaderných elektráren a aplikovat základy fyziky reaktorů,
- diskutovat výhody a nevýhody jednotlivých typů jaderných reaktorů,
- vysvětlit princip výroby ve vodních elektrárnách,
- definovat principy funkce elektrických generátorů.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia a záklaní znalosti termomechaniky. Studenti musí být schopni vysvětlit a objasnit následující problematiku: - základní tepelné děje, - tepelný oběh plynové turbíny, - zákony termodynamiky, - termodynamické vlastnosti plynů. Jsou požadovány praktické zkušenosti s prací s i-s a T-s diagramem vody a páry. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Doporučená nebo povinná literatura

Doležal, J., Jaderné a klasické elektrárny, Praha : České vysoké učení technické v Praze, 2011, ISBN: 978-80-01-04936-5 (CS)
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)
Mastný, P., Morávek, J.: Výroba elektrické energie (Základ pro numerická cvičení – tepelné oběhy), online (CS)
Matoušek,A.: Výroba elektrické energie. Brno 2007 (CS)
Mastny, P., Moravek, J., Pitron, J., Vrana, M.: Fundamentals of Energy Processes and Electricity Generation, 2015, online (EN)
Standard Handbook of Powerplant Engineering, Thomas C. Elliott, ISBN: 0-07-019435-1 (EN)
Ibler a kol.: Energetika. BEN Praha 1984 (CS)
Štoll,Č. a kol:Využití vodní energie,SNTL Praha 1987 (CS)
Kadrnožka,J.:Tepelné elektrárny a teplárny.SNTL Praha 1988 (CS)
MATOUŠEK, A. Elektrárny 1. 2002. (CS)

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, numerických cvičení a laboratoří. Komunikační platforma kurzu probíhá na e-learningu. Studenti absolvují laboratorní úlohy definované dle Vyhlášky garanta pro aktuální semestr. Plánována je jedna odborná exkurze.

Způsob a kritéria hodnocení

Bodové hodnocení písemné a ústní zkoušky podle pravidel FEKT.
V průběhu semestru posluchači absolvují 3 kontrolní písemné testy a dobrovolné samostatné úkoly. Součástí hodnocení je povinné absolvování laboratorních úloh . Podmínkou pro udělení zápočtu je získání minimálně 20-ti bodů ze 40-ti možných a zároveň nesmí být žádná z povinných aktivit (laboratoře) hodnocena 0 body.
Závěrečná zkouška je hodnocena max. 60-ti body a je rozdělena na písemnou (příklady - 30 bodů) a ústní část (30 bodů). Podmínkou absolvování ZK je zisk minimálně 15-ti bodů z písemné části a 10-ti bodů z ústní části zkoušky.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Zdroje energie, výroba elektrické energie v ČR, základní energetické názvosloví a pojmy
2. Kondenzační elektrárny, tepelný oběh, technologické okruhy a zařízení - výpočty tepelných oběhů
3. Zvyšování účinnosti u tepelných elektráren (přihřívání, přehřívání, regenerace)
4. Kombinovaná výroba elektrické energie, elektrárny se spalovací turbínou
5. Vliv tepelných elektráren na životní prostředí
6. Možnosti uvolňování jaderné energie, základní pojmy - elementární výpočty jaderných reakcí
7. Druhy jaderných reaktorů, technologické schéma jaderných elektráren - provozní výpočty jaderných elektráren
8. Jaderná bezpečnost, cyklus paliva, vliv jaderných elektráren na životní prostředí
9. Energetická bilance a využití energie vodních toků - základní hydroenergetické výpočty
10. Rozdělení a uspořádání vodních elektráren, řešení hydroenergetického díla - provozní výpočty vodních elektráren
11. Elektrické schéma elektráren, vlastní spotřeba elektráren
12. Alternátory v tepelných a jaderných a vodních elektrárnách
13. Budící soustavy synchronních generátorů, nové technologie v oblasti výroby elektrické e tepelné energie

Cíl

Cílem předmětu je rozšířit vědomosti budoucích energetiků o znalost výroby elektrické energie z primárních zdrojů, ukázat základní postupy pro výpočet tepelných oběhů tepelných a jaderných elektráren a jejich provozních parametrů. Část předmětu je věnována základním hydroenergetickým výpočtům a provozním vlastnostem vodních elektráren a obnovitelných zdrojů energie.

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 BPC-SEE bakalářský, 2. ročník, letní semestr, 6 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení odb. zák.

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor