Detail předmětu

Obnovitelné a alternativní zdroje energie

FAST-BT56Ak. rok: 2013/2014

Problematika primárních a druhotných zdrojů energií, návaznost na energetické potřeby budov a systémy technických zařízení budov. Obnovitelné zdroje energií a způsoby využití v budovách. Systémy pro přeměny solární energie, geotermální energie, energie větru a vody. Biomasa, pevná fytopaliva a jejich energetický význam. Způsoby využití odpadního tepla v budovách. Principy společné výroby tepla a elektřiny. Vliv obnovitelných zdrojů na energetickou náročnost budov, základní hodnocení ekonomické efektivnosti.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Jiří Hirš, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav technických zařízení budov (TZB)

Výsledky učení předmětu

Po absolvování předmětu bude student schopen navrhovat standardní řešení vybraných systémů techniky prostředí s obnovitelnými zdroji energií. Bude schopen zpracovat projektovou dokumentaci k termickému solárnímu systému k přípravě teplé vody. Bude mít základní znalosti k aplikaci tepelných čerpadel jako zdrojů tepla. Dokáže řešit kotelny do 50 kW na pevná obnovitelná paliva včetně skladování a dopravy těchto paliv. Získá přehled o vlivu využití obnovitelných energií na energetickou náročnost budovy. Bude seznámen s vybranými možnostmi využívání odpadního tepla. Student bude schopen využívat získaných poznatků při komplexním řešení technických zařízení budov při aplikaci zásad hospodaření s energiemi.

Prerekvizity

Základy tepelné techniky. Základy vytápění a vzduchotechniky v budovách.

Korekvizity

Základy chlazení.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.V přednáškách je uveden výklad problematiky a vzorová řešení. Ve cvičeních studenti řeší odpřednášená témata na individuálních úlohách.

Způsob a kritéria hodnocení

Splnění povinné účasti na cvičeních.
Příprava na cvičení a aktivní účast.
Vypracování samostatných úloh a projekčních částí k zadanému systému v určených termínech.
Docházka na přednášky a prokázání znalostí splněním písemného testu a složením ústní zkoušky.

Osnovy výuky

1. Problematika primárních zdrojů energií a jejich použití v systémech TZB.
2. Zdroje a přeměny energií. Obnovitelné zdroje energie.
3. Fytomasa, fytopaliva a jejich energetický význam. Spalování pevných fytopaliv.
4. Solární energie. Pasivní využití solární energie.
5. Aktivní solární systémy k výrobě tepla. Ohřev teplé vody, podpora vytápění, ohřev bazénové vody.
6. Aktivní solární systémy se vzduchem, jako teplonosným médiem.
7. Solární systémy k výrobě elektrické energie.
8. Energie větru.
9. Zdroje nízkopotenciálníh tepla. Tepelná čerpadla.
10. Systémy s tepelnými čerpadly v oblasti TZB.
11. Druhotné zdroje energie. Využití odpadního tepla v systémech TZB.
12. Principy společné výroby tepla a elektřiny - kogenerace.
13. Ekonomická efektivnost zdrojů. Energetická náročnost budovy a využití OZE.

Učební cíle

Primární energie, její zdroje a přeměny pro účely tvorby interního mikroklimatu budov. Obnovitelné zdroje energie a technické prostředky pro jejího využití v systémech techniky prostředí. Ekonomické a ekologické faktory přeměn energií.

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

Bašta J., Brož K., Cikhart J., Štorkan M., Valenta V. : Topenářská příručka 3. Agentura ČSTZ s.r.o. Praha, 2007. ISBN 978-80-86028-13-2. (CS)

Doporučená literatura

Quaschning, V.,: Understanding renewable energy systems. Lundon: Earthscan, 2005. ISBN 1-84407-128-6. (EN)
QUASCHNING, Volker: Obnovitelné zdroje energií. Grada Publishing a.s., 2010. ISBN 978-80-247-3250-3. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-P-C-SI bakalářský

    obor S , 4 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Hirš, CSc.

Osnova

Trvale udržitelný rozvoj a hlavní oblasti trvale udržitelné výstavby budov. Primární energetické zdroje, obnovitelné zdroje energií. Energetické systémy v budovách.
Základní způsoby energetických přeměn. Biomasa, fytomasa a výroba fytopaliv. Teorie spalování pevných paliv.
Kotelny na biomasu, skladování paliv. Akumulace tepelné energie. Vícezdrojové tepelné soustavy.
Pasivní systémy využití solární energie v budovách. Aktivní solární systémy se vzduchem.
Aktivní solární systémy k výrobě tepla pro ohřev teplé vody, podporu vytápění, návrh a dimenzování.
Aktivní solární systémy pro ohřev bazénové vody pro vnější a vnitřní bazény, návrh a dimenzování.
Fotovoltaické ostrovní solární systémy. Využití energie větru.
Nízkopotenciální zdroje tepla. Systémy s tepelnými čerpadly v oblasti TZB.
Návrh a dimenzování tepelných soustav s tepelnými čerpadly.
Principy společné výroby tepla a elektřiny z bioplynu a biomasy. Druhotné zdroje energie. Využití odpadního tepla v systémech TZB.
Využití obnovitelných zdrojů a energetická náročnost budovy. Ekonomické a environmentální hodnocení zdrojů a energetických systémů budov.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Hirš, CSc.

Osnova

Ekologická stopa. Vlastnosti paliv.
Spalování paliv, potřeba tepla a paliva. Ekvitemrní křivka.
Návrh zdroje tepla na pevné obnovitelné palivo, řešení kotelny a skladu paliva. Akumulace tepla do vody.
Stanovení účinnosti solárních termických kolektorů.
Návrh a bilance solárního termického systému pro přípravu teplé vody.
Dimenzování rozvodů a návrh prvků solárního systému pro přípravu teplé vody.
Návrh a bilance solárního termického systému pro ohřev bazénové vody.
Bilance potřeb elektrické energie. Návrh velikosti plochy fotovoltaického systému.
Návrhy tepelných čerpadel vzduch - voda, země - voda.
Zjednodušená bilance kogenerační jednotky.