Detail předmětu
Low power electrical sources
FEKT-NMZEAk. rok: 2018/2019
Náplní předmětu je problematika využití malých zdrojů elektrické energie v podmínkách udržitelného rozvoje. Jsou specifikovány možnosti využití slunečních, větrných a vodních výroben na našem území s ohledem na platnou legislativu. Dále je objasněna problematika provozu kogeneračních jednotek malých výkonů a možnosti využití dalších alternativních zdrojů energie, jako jsou tepelná čerpadla, Stirlingův motor a palivové články.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- diskutovat výhody a nevýhody OZE
- navrhnout fotovoltaickou elektrárnu
- navrhnout malou vodní elektrárnu
- provádět základní návrhy energetických systémů s OZE
- diskutovat a objasnit vlivy OZE na elektrizační soustavu
- odborně posoudit vlastnosti hybridních energetických systémů
Prerekvizity
Studenti musí být schopni vysvětlit a objasnit následující problematiku:
- struktura a rozdělení elektrizační soustavy
- základní energetické názvosloví
- princip výroby elektrické energie
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Vyučování probíhá formou přednášek, cvičení na počítači a laboratoří. Komunikační platforma kurzu probíhá na e-learningu. Studenti odevzdávají tři samostatné projekty a absolvují pět laboratorních úloh. Součástí předmětu jsou i dvě odborné exkurze.
Způsob a kritéria hodnocení
- laboratorní úlohy max. 20b.
- závěrečná zkouška max. 50b.
Podmínkou udělení zápočtu je získání minimálně 25 bodů za hodnocené aktivity.
Osnovy výuky
1. Úvod do problematiky malých zdrojů, výkonové bilance, energetický potenciál, Fotovoltaické systémy- současnost a budoucnost
2. Návrh fotovoltaických systémů
3. Výkonnost FVE, legislativa a předpisy, sluneční elektrárny
4. Akumulace elektrické a tepelné energie
5. Malé vodní elektrárny - energetický potenciál vodních toků na území ČR, základní rozdělení MVE, základní hydrologické výpočty
6. Malé vodní elektrárny - provozní a elektrické parametry, začlenění MVE do elektrizační soustavy
7. Větrné elektrárny - větrné podmínky Evropy a ČR (energetický potenciál větru na našem území), typy větrných elektráren, provozní a elektrické parametry
8. Větrné elektrárny - regulace větrných motorů, vlivy VTE na provoz elektrizační soustavy, integrace VTE do elektrizační soustavy, ekonomika provozu
9. Kogenerační jednotky (KJ) malého výkonu, používaná soustrojí KJ, konstrukce zařízení
10. Kogenerační jednotky - připojení do napájecí sítě, rozbor startovního cyklu a provozních vlastností
11. Biomasa - využití biopaliv pro malé elektrárny, zdroje biomasy, kombinované spalování biomasy, ekonomické posouzení systémů
12. Vodík jako alternativní energetický nosič, palivové články - princip činnosti, energetické využití
13. Energetické systémy pro nízkoenergetické stavby - tepelná čerpadla, hybridní energetické systémy
LABORATORNÍ VÝUKA:
- Měření vlastností fotovoltaického měniče
- Měření vlastností Peltierova termoelektrického článku
- Měření větrného motoru se Savoniovým rotorem
- Skladování elektrické energie pomocí LiFePO4 a Pb akumulátoru
- Energetický topný faktor tepelného čerpadla
- Energetická bilance hybridního energetického systému
- Exkurze na FVE a VtE
- Exkurze na MVE
POČÍTAČOVÁ CVIČENÍ:
- Software pro návrh fotovoltaického systému
- Modelování provozních stavů VtE
- Semestrální projekt I a II
- Semestrální projekt III
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Doporučená literatura
Renewable Energy, Sörensen, B., Academic Press 2011, ISBN:978-0-12-375025-9 (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
Kogenerační jednotky (KJ) malého výkonu, používaná soustrojí KJ, konstrukce zařízení
Elektrická výbava rozvaděče KJ, základní zapojení ovládací a silové části
Elektrické a technologické ochrany KJ, nastavení ochran
Připojení KJ do napájecí sítě, rozbor startovního cyklu a provozních vlastností
Rozbor napěťových, proudových a výkonových parametrů různých KJ, kompenzace jalového výkonu.
Využití energie KJ a optimalizace denního, týdenního a sezónního provozu KJ
Ekonomické posouzení výhodnosti nasazení KJ v malopodnikové sféře, veřejných budovách a domácnostech
Záložní zdroje elektrické energie, akumulátorové, motor-generátorové
Malé vodní elektrárny, využití, energetický potenciál, provozní a elektrické parametry
Větrné a sluneční elektrárny, využití, energetický potenciál, provozní a elektrické parametry
Nízkoenergetické stavby s vlastním zdrojem energie, využití biopaliv pro malé elektrárny
Další technologie použitelné u malých elektráren, Stirlingův motor, palivové články, termočlánky
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
Energetické výpočty na PC.
Harmonická analýza a posouzení vlivu připojení malé elektrárny do sítě.