Detail předmětu

Alternativní zdroje energie

FEKT-MKC-AZEAk. rok: 2020/2021

Předmět se věnuje moderní problematice z oblasti obnovitelných 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 obnovitelných 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 obnovitelných zdrojů energie
- Popsat výhody a nevýhody jednotlivých obnovitelných 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 obnovitelných 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 obnovitelných a doplňkových 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)

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 (CS)
Boyle, G., Renewable Energy, Oxford University Press, USA (CS)
Quaschning, V., Understanding Renewable Energy Systems, Earthscan Publications Ltd., USA (CS)

eLearning

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MKC-EVM magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Úvod do elektrochemických zdrojů elektrické energie - základní pojmy elektrochemie
Primární články - konstrukce, charakteristiky, parametry
Akumulátory - přehled. Olověné akumulátory
Alkalické akumulátory
Akumulátory pro speciální aplikace, superkondenzátory
Palivové články - přehled, konstrukce, charakteristiky.
Aplikace akumulátorů v nezávislých zdrojích elektrické energie
Sluneční energie a využití fotovoltaického jevu.
Fotovoltaické články, struktura a charakteristiky.
Monokrystalické, polykrystalické, mikrokrystalické a amorfní články
Fotovoltaické moduly, konstrukce, technologie, charakteristiky.
Základní typy fotovoltaických systémů.
Konverze stejnosměrného napětí slunečních baterií na síťové napětí.
Optimalizace provozních podmínek, spolehlivost.
Alternativní zdroje elektrické energie a ochrana životního prostředí. Ekologické likvidkování odpadů.

Cvičení odborného základu

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Organizační záležitosti, úvod do problematiky.
Vybíjecí charakteristiky primárních článků.
Akumulátory - měřicí metody.
Návrh systému s akumulátorem.
Nabíjecí charakteristiky akumulátorů.
Rychlonabíjení.
Vybíjecí charakteristiky akumulátorů.
Výklad laboratorních úloh- měření na základních FV systémech. Porovnání V-A charakteristik různých typů slunečních článků.
Technologie slunečních článků - výklad s ukázkami.
Měření charakteristik fotovoltaického modulu - vliv orientace na charakteristiky.
Přímé napájení spotřebiče z FV modulu- měření parametrů.
Fotovoltaický systém s akumulátorem a regulátorem - měření parametrů.
Zápočet.

eLearning