Detail předmětu

Malé zdroje elektrické energie

FEKT-LMZEAk. rok: 2011/2012

Využití malých zdrojů elektrické energie v praxi, záložní zdroje energie - malé vodní elektrárny, větrné elektrárny, sluneční elektrárny, kogenerační jednotky. Ekonomické zhodnocení provozu malého zdroje, provoz a údržba malých zdrojů, začlenění malých zdrojů do energetické soustavy, zpětné vlivy malých zdrojů na napájecí síť. Alternativní zdroje energie.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Výsledky učení předmětu

Studenti získají znalosti o možnostech výroby elektrické energie v malopodnikové sféře či domácnostech, získají náhled na ekonomické posouzení výhodnosti malých zdrojů, zvláště pak zdrojů s kombinovanou výrobou tepla a elektrické energie, budou schopni odborně posoudit výhodnost nasazení nejrůznějších typů malých elektrických zdrojů v různých aplikacích.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

- dva semestrální projekty - 2 x max. 10b. (20b.)
- laboratorní úlohy max. 25b.
- závěrečná zkouška max. 55b.

Podmínkou udělení zápočtu je získání minimálně 20 bodů za hodnocené aktivity.

Osnovy výuky

PŘEDNÁŠKY:
1. Úvod do problematiky malých zdrojů, výkonové bilance malých zdrojů, energetický potenciál na území ČR
2. Malé vodní elektrárny - energetický potenciál vodních toků na území ČR, základní rozdělení MVE, základní hydrologické výpočty
3. Malé vodní elektrárny - provozní a elektrické parametry, začlenění MVE do elektrizační soustavy. Zadání semestrálního projektu
4. Větrné elektrárny - větrné podmínky Evropy a ČR (energetický potenciál větru na našem území), typy větrných elektráren, provozní a elektrické parametry
5. Větrné elektrárny - regulace větrných motorů, vlivy VTE na provoz elektrizační soustavy, integrace VTE do elektrizační soustavy, ekonomika provozu
6. Sluneční energie - úvod do helioenergetiky, přednosti a nedostatky sluneční energie, fotovoltaická přeměna
7. Fotovoltaické elektrárny - konstrukce slunečních elektráren, začlenění slunečních elektráren do elektrizační soustavy. Zadání semestrálního projektu
8. Kogenerační jednotky (KJ) malého výkonu, používaná soustrojí KJ, konstrukce zařízení
9. Kogenerační jednotky - připojení do napájecí sítě, rozbor startovního cyklu a provozních vlastností
10. Biomasa - využití biopaliv pro malé elektrárny, zdroje biomasy, kombinované spalování biomasy, ekonomické posouzení systémů
11. Palivové články - princip činnosti, možnosti využití palivových článků, vodíkové hospodářství
12. Tepelná čerpadla - princip funkce tepelných čerpadel, možnosti jejich využití, určení energetického topného faktoru
13. Další technologie použitelné u malých elektráren, Stirlingův motor, termočlánky, ekonomické posouzení systémů

LABORATORNÍ VÝUKA:
- měření provozních charakteristik VE
- zatěžovací charakteristiky FV panelů
- vlastnosti palivových článků
- provozní stavy a charakteristiky tepelného čerpadla

Učební cíle

Objasnit možnosti a způsoby malovýroby elektrické energie v malopodnikové sféře či domácnostech, seznámení posluchačů se systémy záložních zdrojů s dieselgenerátory či akumulátory.
Specifikovat možnosti využití malých vodních, slunečních a větrných elektráren na našem území a seznámení s možnostmi aplikací kogeneračních jednotek.
Po absolvování kurzu budou posluchači schopni odborně posoudit výhody nasazení malých zdrojů elektrické energie v různých aplikacích, včetně posouzení ekonomických ukazatelů, provozu, údržby a vlivu na napájecí síť.
Posluchači se budou orientovat v oblasti alternativních zdrojů, zejména v oblasti nízkoenergetických staveb využívajících biopaliva.
Posluchačům bude také poskytnut přehled v dalších technologiích použitelných pro malé elektrárny, jako jsou palivové články, termočlánky, Stirlingův motor aj.

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.

Doporučená literatura

Dvorský E., Hejtmánková P. Kombinovaná výroba elektrické energie a tepelné energie, Nakladatelství BEN, Praha 2005, ISBN: 80-7300-118-7 (CS)
Gabriel,P., Kučerová,J.:Navrhování vodních elektráren, ČVUT Praha 2000 (CS)
Krbek,J. Polesný,B.: Malé kogenerační jednotky v komunální a průmyslové energetice, PC-DIR, 1999 (CS)
Rychetník,V., Pavelka,J., Janoušek,J.:Větrné motory a elektrárny, ČVUT 1997 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-ML magisterský navazující

    obor ML-EEN , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Úvod do problematiky malých zdrojů, výkonové bilance malých zdrojů, energetický potenciál na území ČR
2. Malé vodní elektrárny - energetický potenciál vodních toků na území ČR, základní rozdělení MVE, základní hydrologické výpočty
3. Malé vodní elektrárny - provozní a elektrické parametry, začlenění MVE do elektrizační soustavy. Zadání semestrálního projektu
4. Větrné elektrárny - větrné podmínky Evropy a ČR (energetický potenciál větru na našem území), typy větrných elektráren, provozní a elektrické parametry
5. Větrné elektrárny - regulace větrných motorů, vlivy VTE na provoz elektrizační soustavy, integrace VTE do elektrizační soustavy, ekonomika provozu
6. Sluneční energie - úvod do helioenergetiky, přednosti a nedostatky sluneční energie, fotovoltaická přeměna
7. Fotovoltaické elektrárny - konstrukce slunečních elektráren, začlenění slunečních elektráren do elektrizační soustavy. Zadání semestrálního projektu
8. Kogenerační jednotky (KJ) malého výkonu, používaná soustrojí KJ, konstrukce zařízení
9. Kogenerační jednotky - připojení do napájecí sítě, rozbor startovního cyklu a provozních vlastností
10. Biomasa - využití biopaliv pro malé elektrárny, zdroje biomasy, kombinované spalování biomasy, ekonomické posouzení systémů
11. Palivové články - princip činnosti, možnosti využití palivových článků, vodíkové hospodářství
12. Tepelná čerpadla - princip funkce tepelných čerpadel, možnosti jejich využití, určení energetického topného faktoru
13. Další technologie použitelné u malých elektráren, Stirlingův motor, termočlánky, ekonomické posouzení systémů

Laboratorní cvičení

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

- měření provozních charakteristik VE
- zatěžovací charakteristiky FV panelů
- vlastnosti palivových článků
- provozní stavy a charakteristiky tepelného čerpadla

Cvičení na počítači

6 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Simulace chodu asynchronního generátoru na PC
Energetické výpočty na PC.
Harmonická analýza a posouzení vlivu připojení malé elektrárny do sítě.