Detail předmětu

Alternativní zdroje energie

FEKT-MPC-AZEAk. rok: 2021/2022

Předmět se věnuje moderní problematice z oblasti alternativních zdrojů energie se zaměřením na popis, rozdělení a principy jednotlivých zdrojů energie od větrné, sluneční, vodní, geotermální, energie prostředí, biomasy až po energii atomového jádra a energii elektrochemickou. Studenti získají informace o možnostech instalace, využívání a perspektivách jednotlivých alternativních zdrojů elektrické energie. Praktické informace získají studenti také v laboratorních měřeních zaměřených na testování a simulace parametrů fotovoltaických článků, panelů a kombinovaných systémů fotovoltaických panelů s akumulátory elektrické energie.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu MPC-AZE je schopen
- Vysvětlit význam základních pojmů z oblasti alternativních zdrojů energie
- Popsat výhody a nevýhody jednotlivých alternativních zdrojů energie
- Navrhnout vhodné umístění větrných elektráren v rámci České republiky
- Měřit a spočítat vlastnosti a parametry fotovoltaického článku nebo panelu, navrhnout jednoduchý autonomní fotovoltaický systém
- Popsat složení a princip funkce slunečních kolektorů, rozdělení fokusačních sběračů a schémata různých druhů tepelných slunečních elektráren
- Vyjmenovat různé druhy využití energie vodních toků, moří a oceánů
- Popsat princip funkce a rozdělení geotermálních elektráren
- Vysvětlit princip funkce tepelného čerpadla a klasifikovat je dle použitého zdroje nízkopotenciální tepelné energie
- Vyjmenovat rozdělení biomasy a její využití v energetice
- Popsat princip termojaderné fúze a termojaderné elektrárny
- Vysvětlit význam základních pojmů z oblasti elektrochemie (poločlánků, článků, typů elektrod, elektrochemických potenciálů)
- Klasifikovat a popsat jednotlivé typy primárních elektrochemických zdrojů elektrické energie

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia a platné přezkoušení pro kvalifikaci pracovníků pro samostatnou činnost (ve smyslu §6 Vyhlášky).

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Účast na laboratorních cvičeních je povinná.
Laboratorní cvičení - max.40b
Závěrečná zkouška - max.60b
Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu mohou být každoročně aktualizovány vyhláškou garanta předmětu.

Osnovy výuky

Úvod do alternativních zdrojů elektrické energie - rozdělení, popis.
Energie větru a její využití, větrné elektrárny.
Energie slunce a její využití, fotovoltaické články.
Sluneční kolektory - konstrukce, rozdělení, sluneční pece a sluneční elektrárny.
Energie vody, vodní elektrárny - popis, rozdělení, energie moří - rozdělení, popis a možnosti jejího využití.
Energie země, geotermální energie, geotermální elektrárny.
Energie prostředí a její využití, tepelná čerpadla, rozdělení, konstrukce, popis činnosti.
Biomasa, její rozdělení a způsoby využití, ekologické aspekty. Elektrárna na biomasu.
Energie atomového jádra, jaderná fúze, princip, způsoby dosažení a možnosti využití, termojaderná elektrárna - popis, budoucí vývoj.
Doplňkové zdroje energie - základní pojmy, elektrochemický článek, elektrochemický potenciál, elektrolýza, typy elektrod.
Primární články - rozdělení, popis, konstrukce, vlastnosti, použití.

Učební cíle

Cílem předmětu je rozšíření znalostí o alternativních zdrojích elektrické energie, možnostech jejich využití a budoucím vývoji v této oblasti.

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.

Základní literatura

KŘIVÍK, P.; VANĚK, J., Obnovitelné zdroje energie, elektronické texty (skripta), 2015 (CS)
KŘIVÍK, P., Obnovitelné zdroje energie - Laboratorní cvičení, , elektronické texty (skripta), 2015 (CS)
Volker Quaschning, Obnovitelné zdroje energií (CS)
Jean-Claude Sabonnadière, Renewable Energy Technologies (EN)

Doporučená literatura

Benda. V. a kol., Obnovitelné zdroje energie, ProfiPress, Praha, 2012 (CS)
Vojtěchovský, K., Obnovitelné zdroje energie, FCC Public, Praha (CS)
Dell, R.M.a Rand, D.J., Clean energy, Athenaeum Press Ltd, UK (EN)
Boyle, G., Renewable Energy, Oxford University Press, USA (EN)
Quaschning, V., Understanding Renewable Energy Systems, Earthscan Publications Ltd., USA (EN)

eLearning

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-EEN magisterský navazující, libovolný ročník, letní semestr, volitelný
  • Program MPC-EAK magisterský navazující, libovolný ročník, letní semestr, volitelný
  • Program MPC-EKT magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program MPC-EVM magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Úvod do alternativních zdrojů elektrické energie - rozdělení, popis.
Energie větru a její využití, větrné elektrárny.
Energie slunce a její využití, fotovoltaické články.
Sluneční kolektory - konstrukce, rozdělení, sluneční pece a sluneční elektrárny.
Energie vody, vodní elektrárny - popis, rozdělení, energie moří - rozdělení, popis a možnosti jejího využití.
Energie země, geotermální energie, geotermální elektrárny.
Energie prostředí a její využití, tepelná čerpadla, rozdělení, konstrukce, popis činnosti.
Biomasa, její rozdělení a způsoby využití, ekologické aspekty. Elektrárna na biomasu.
Energie atomového jádra, jaderná fúze, princip, způsoby dosažení a možnosti využití, termojaderná elektrárna - popis, budoucí vývoj.
Doplňkové zdroje energie - základní pojmy, elektrochemický článek, elektrochemický potenciál, elektrolýza, typy elektrod.
Primární články - rozdělení, popis, konstrukce, vlastnosti, použití. 

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Organizační záležitosti, úvod do problematiky.  

I-U charakteristiky fotovoltaického modulu

Vliv stínění na I-U charakteristiky fotovoltaického modulu

Hledání bodu maximálního výkonu FV panelu

Měření účinnosti solárního komínu

Molliérův diagram tepelného čerpadla

Topný faktor tepelného čerpadla

Optimalizace sklonu fotovoltaického modulu   

Vliv teploty na vlastnosti fotovoltaického minipanelu   

Měření teplotních profilů fotovoltaických panelů

Vliv změny úhlu dopadu světelného záření na I-U charakteristiky fotovoltaického článku

Zápočet. 

eLearning