Detail předmětu

Alternativní zdroje energie

FEKT-MAZEAk. rok: 2013/2014

Předmět se věnuje moderní problematice z oblasti alternativních zdrojů energie se zaměřením na technologii výroby a využití fotovoltaických zdrojů a elektrochemických zdrojů energie. Z oblasti fotovoltaiky se důraz klade na princip činnosti, limitám a možnostem fotovoltaických systému. Studenti získají informace ohledně solárních modulů, konstrukci a technologii výroby, provozních podmínkách a jejich optimalizaci. Praktické informace získají studenti s problematikou akumulátorů, palivoných článků, superkondenzátorů, jejich principu činnosti, konstrukcí, technologií a parametrů. Dále je řešena i problematika ekologické likvidace po ukončení životnosti těchto zařízení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektrotechnologie (UETE)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu MAZE je schopen:
- vysvětlit význam základních pojmů z oblasti alternativních zdrojů energie
- popsat výhody a nevýhody jednotlivých alternativních zdrojů energie
- popsat základní princip fotovoltaického jevu, vyjmenovat možné materiály vhodné pro výrobu fotovoltaických článků, charakterizovat limity fotovoltaiky, popsat základní strukturu fotovoltaického článku
- popsat výrobu křemíkového substrátu a fotovoltaického článku 1. generace
- popsat možné budoucí trendy v oblasti fotovoltaiky
- měřit VA charakteristiky fotovoltaických článků při různých provozních podmínkách, detekovat defekty struktury fotovoltaických článků pomocí metody elektroluminiscence
- uvést možnosti využití větrné energie
- klasifikovat a popsat jednotlivé typy sekundárních elektrochemických zdrojů elektrické energie
- klasifikovat a popsat jednotlivé typy palivových článků a superkondenzátorů
- měřit vlastnosti palivových článků a sekundárních 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 závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

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 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.

Učební cíle

Cílem předmětu je rozšíření znalostí o alternativních zdrojích elektrické energie, jejich možnostech použití a ekologických aspektech jejich nasazení.

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

VANĚK, J.; KŘIVÍK, P.; NOVÁK, V. Alternativní zdroje energie - Laboratorní cvičení. Brno, FEKT. 2007. p. 1 - 67. (CS)
VANĚK, J.; KŘIVÍK, P.; NOVÁK, V. Alternativní zdroje energie. Brno, skripta FEKT. 2006. p. 1 - 159. (CS)

Doporučená literatura

Benda. V. a kol., Obnovitelné zdroje energie, ProfiPress, Praha, 2012 (CS)
Vojtěchovský, K., Obnovitelné zdroje energie, FCC Public, Praha (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-EEN , 2 ročník, letní semestr, volitelný mimooborový
    obor M-EVM , 2 ročník, letní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-EVM , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor M1-EEN , 1 ročník, letní semestr, volitelný mimooborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.
doc. Ing. Petr Křivík, Ph.D.
doc. Ing. Vítězslav Novák, Ph.D.

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.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Křivík, Ph.D.
doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D.
doc. Ing. Vítězslav Novák, Ph.D.

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.