Detail předmětu

Low Power Electrical Sources

FEKT-MPA-MZEAk. rok: 2023/2024

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 např. tepelná čerpadla.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektroenergetiky (UEEN)

Nabízen zahraničním studentům

Pouze domovské fakulty

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.
Studenti musí být schopni vysvětlit a objasnit následující problematiku:
- struktura a rozdělení elektrizační soustavy
- základní energetické názvosloví
- princip výroby elektrické energie. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby znalé pro samostatnou činnost“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

jeden semestrální projekt – 15b.
jeden samostatný úkol – Matlab – 5b.

šest laboratorních úloh – 30b.
– vstupní test 6x1b. (každé úloze předchází vstupní test, bez úspěšného absolvování není možno provést měření – min. 0,5b.)
– zpracování protokolu 6x4b.

závěrečná zkouška 50b.
– praktická část 20b. (zapojení a zprovoznění vylosované úlohy)
– ústní část 30b.

Podmínkou udělení zápočtu je zisk minimálně 30 bodů za hodnocené aktivity.
Žádná z aktivit nesmí být hodnocena 0 b.
Podmínkou získání zkoušky je zisk minimálně 10 bodů z praktické části a 10 bodů z ústní části.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Seznámení studentů s možnostmi a potenciálem využití malých zdrojů elektrické energie jako jsou fotovoltaické, větrné, vodní a kogenerační systémy v podmínkách udržitelného rozvoje. Objasnit problematiku začlenění těchto zdrojů do elektrizačních soustav a popsat jejich vliv na provoz elektrizační soustavy.
Absolvent předmětu je schopen:
- 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

Základní literatura

Renewable Energy Focus Handbook, Team of authors, Elevier 2009, ISBN: 978-0-12-374705-1 (EN)

Doporučená literatura

Energy Storage a New Approach, Ralph Zito, 2010, ISBN 978-0-470-62591-0 (EN)
Photovoltaics, Vladislav Poulek, Martin Libra, 2010, ISBN 978-80-904311-2-6 (EN)
Renewable Energy in Power Systems, Leon Freris, David Infield, 2009, ISBN 978-0-470-01749-4 (EN)
The direct conversion of solar energy to electricity, New York United Nations 1992, Department of economic and social development (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-EEN magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

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

Cvičení na počítači

6 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Vojtek, Ph.D.
doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.

Osnova

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

Laboratorní cvičení

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Vojtek, Ph.D.
doc. Ing. Petr Mastný, Ph.D.
Ing. Jan Morávek, Ph.D.

Osnova

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

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz