Hybrydowe systemy energetyczne - Wydział Inżynierii Produkcji
Transkrypt
Hybrydowe systemy energetyczne - Wydział Inżynierii Produkcji
Opis modułu kształcenia / przedmiotu (sylabus) Rok akademicki: Grupa przedmiotów: podstawowych 2013/2014 Nazwa przedmiotu1): Numer katalogowy: Hybrydowe systemy energetyczne 3) Tłumaczenie nazwy na jęz. angielski : 4) Kierunek studiów : TEO/II/SN/12 ECTS 2) 2 Hybrid energy systems Technologie Energii Odnawialnej 5) Koordynator przedmiotu : 6) Dr hab. inż. Paweł Obstawski Prowadzący zajęcia : Dr hab. inż. Paweł Obstawski Jednostka realizująca7): Wydział Inżynierii Produkcji, Katedra Podstaw Inżynierii, Zakład Gospodarki Energetycznej Wydział, dla którego przedmiot jest realizowany8): Status przedmiotu9): 10) Cykl dydaktyczny : Założenia i cele przedmiotu12): Formy dydaktyczne, liczba godzin13): a) przedmiot podstawowy Semestr letni b) stopień II rok I c) niestacjonarne 11) Jęz. wykładowy : Polski Celem przedmiotu jest ocena oraz analiza możliwości współpracy wybranych źródeł energii odnawialnej ze źródłami konwencjonalnymi w tzw. hybrydowym systemie zasilania; przedmiot swoim obszarem obejmuje: przegląd metod umożliwiających przetworzenie dostępnych zasobów energii odnawialnej na inną użyteczną formę energii pod kątem współpracy w hybrydowym systemie zasilania, możliwości budowania hybrydowych systemów zasilania w skali mikro i w skali makro, metody optymalizacji pracy wybranych systemów hybrydowych. a) Wykład…….. ……………………………………………………………………; liczba godzin ..16.....; b) ……………………………………………………………………………………; liczba godzin ......; c) ……………………………………………………………………………………; liczba godzin .......; d) ……………………………………………………………………………………; liczba godzin .......; Metody dydaktyczne14): Pełny opis przedmiotu15): Celem przedmiotu jest ocena oraz analiza możliwości współpracy wybranych źródeł energii odnawialnej ze źródłami konwencjonalnymi w tzw. hybrydowym systemie zasilania; przedmiot swoim obszarem obejmuje: 1. Definicja układu hybrydowego. Podział układów hybrydowych na układy w skali mikro i makro. Podział nośników energii kontekście ich przetworzenia (spalenia) na inna użyteczną formę energii (ciepło) ze zwróceniem szczególnej uwagi na ich właściwości fizykochemiczne. Spalanie jako metoda przetwarzania paliw stałych, ciekłych i gazowych. Spalanie zupełne i niezupełne. Szczegółowa analiza produktów spalania: ilości spalin suchych wilgotnych , pary wodnej dwutlenku węgla. Analiza wykresów Rosin’a-Fehling’a oraz Ostwalda. 2. Konwertery nośników energii konwencjonalnej :kotły gazowe i olejowe (tradycyjne, kondensacyjne, stojące, wiszące, jednofunkcyjne, dwufunkcyjne), kotły na paliwo stałe (drewno i biomasa, ekogroszek), kominek, turbo kominek jako segment w hybrydowym systemie zasilania w skali mikro. Bloki energetyczne BHKW. Konwertery energii odnawialnej ze zwróceniem szczególnej uwagi na: stawy słoneczne, kominy słoneczne, elektrociepłownie ORC, systemy OTEC, systemy wspomagające – silnik Stirlinga, silnik Ericssona, jako źródła energii w sieci smart grid. 3. Zintegrowane sposoby współpracy konwerterów OZE w hybrydowych systemach zasilania budowanych na świecie i w Polsce. Analiza schematów blokowych wybranych istniejących hybrydowych systemów energetycznych w skali mikro i makro. 4. Hybrydowy system energetyczny wytwarzający energię elektryczną w gospodarstwie rolniczym pracujący na sieć wydzieloną – system w skali makro. Uwarunkowania prawne budowy hybrydowego systemu zasilania gospodarstwie rolniczym, problemy eksploatacyjne, które mogą wystąpić w takim systemie, koszty inwestycji, przewidywana produkcja energii elektrycznej przez system, możliwość pracy systemu w sieci smart grid. 5. Autonomiczny hybrydowy układ zasilania produkujący energię elektryczną omówiony na przykładzie współpracy segmentu fotowoltaicznego i turbiny wiatrowej – system w skali mikro. 6. Hybrydowe systemy pokrywające zapotrzebowanie na C.W.U i C.O budynku. Omówienie podstawowych elementów składowych systemu (zawory trójdrogowe i czterodrogowe, grupy pompowe, rozdzielcze) oraz ich rola w systemie. Technika regulacyjna - regulatory, możliwości techniczne oraz algorytmy stosowane do regulacji pracy hybrydowych systemów energetycznych. Zagadnienie omówione na podstawie możliwości technicznych oraz algorytmach regulacji zaimplementowanych w wybranych regulatorach dostępnych na rynku. 7. Słoneczna instalacja grzewcza w hybrydowym systemie zasilania (pokrycie zapotrzebowania na C.W.U., wspomaganie C.O.). Budowa segmentu, algorytmy regulacji pracą segmentu, analiza schematów hydraulicznych instalacji C.O. i C.W.U bazujących na współpracy słonecznej instalacji grzewczej z innymi konwerterami energii (kotły gazowe, olejowe, na paliwo stałe). 8. Pompa ciepła w hybrydowym systemie zasilania. (pokrycie zapotrzebowania na C.W.U. i C.O.). Tryby eksploatacji pompy ciepła, analiza schematów hydraulicznych instalacji C.O. i 1 C.W.U. bazujących na współpracy pompy ciepła z innymi konwerterami energii (kotły gazowe, olejowe, na paliwo stałe). algorytmy regulacji pracą instalacji. 9. Identyfikacja parametryczna jako metoda diagnostyki segmentów hybrydowego systemu zasilania. Metoda omówiona na przykładzie diagnostyki słonecznej instalacji grzewczej z wykorzystaniem biblioteki System Identyfication Toolbox pakietu Matlab. 10. Kolowium Wymagania formalne (przedmioty wprowadzające)16): Elektrotechnika, Automatyka i Podstawy Sterowania, Urządzenia Pomiarowe w Automatyce, Technika Cieplna, Energetyka Słoneczna, Pompy Ciepła, Energetyka Wiatrowa, Energetyczne Wykorzystanie Biomasy Założenia wstępne17): Podstawowa wiedza z zakresu przedmiotów wprowadzających Efekty kształcenia18): 01 - Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę z wybranych działów matematyki, fizyki, chemii, biologii i nauk o ziemi oraz ekonometrii w zakresie potrzebnym do opisywania zjawisk i procesów związanych z technologiami pozyskiwania, przetwarzania i użytkowania energii. 02 - Zna zasady i metody integrowania konwencjonalnych nośników i mediów energetycznych z technologiami wykorzystującymi odnawialne źródła energii. Sposób weryfikacji efektów kształcenia19): 01, 02, 03 - kolokwium - zaprojektowanie hybrydowego systemu zasilania 03 - Potrafi zaprojektować w infrastrukturze energetycznej obiektu budowlanego wykorzystanie odnawialnych źródeł energii tworząc systemy hybrydowe. Forma dokumentacji osiągniętych efektów Złożony projekt kształcenia 20): Elementy i wagi mające wpływ na ocenę Dobór oraz liczba segmentów systemu hybrydowego – 50%, funkcjonalność systemu hybrydowego końcową21): 30%, zastosowany algorytm sterowania 20%, Miejsce realizacji zajęć22): Sala dydaktyczna 23) Literatura podstawowa i uzupełniająca : 1. Lewandowski W.: proekologiczne odnawialne źródła energii. WNT Warszawa 2007 2.Tytko R.: Odnawialne źródła energii. OWG Warszawa 2010 3.Klugmann-Radziemska E., Odnawialne źródła energii, Przykłady obliczeniowe. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 2006 4. Praca zbiorowa pod kierunkiem Zawadzkiego M., Kolektory słoneczne, pompy ciepła, Polska Ekologia, Warszawa, 2003 UWAGI24): Wskaźniki ilościowe charakteryzujące moduł/przedmiot 25) : Szacunkowa sumaryczna liczba godzin pracy studenta (kontaktowych i pracy własnej) niezbędna dla osiągnięcia zakładanych efektów kształcenia18) - na tej podstawie należy wypełnić pole ECTS2: Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich: Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, takich jak zajęcia laboratoryjne, projektowe, itp.: Tabela zgodności kierunkowych efektów kształcenia efektami przedmiotu Nr /symbol efektu 01 02 03 …45…. h …0,8…. ECTS …0,5……. ECTS 26) Wymienione w wierszu efekty kształcenia: Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę z wybranych działów matematyki, fizyki, chemii, biologii i nauk o ziemi oraz ekonometrii w zakresie potrzebnym do opisywania zjawisk i procesów związanych z technologiami pozyskiwania, przetwarzania i użytkowania energii. Zna zasady i metody integrowania konwencjonalnych nośników i mediów energetycznych z technologiami wykorzystującymi odnawialne źródła energii Potrafi zaprojektować w infrastrukturze energetycznej obiektu budowlanego wykorzystanie odnawialnych źródeł energii tworząc systemy hybrydowe Odniesienie do efektów dla programu kształcenia na kierunku K_W01 K_W05 K_U03 2