Detail předmětu

Alternativní zdroje energie

FEKT-MAZEAk. rok: 2019/2020

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

Zkouška z předmětu bude probíhat prezenčně i distančně.
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-M1 magisterský navazující

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

  • 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.

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.
Ing. Petr Maule, MBA
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.