Detail předmětu

Výroba elektrické energie

FEKT-KVEEAk. rok: 2010/2011

Předmět seznamuje studenty s problematikou přeměny různých forem energie z přírodních zdrojů na energii elektrickou. V průběhu kurzu se studenti seznámí s jednotlivými druhy energie v přírodě a především s technologickými procesy její přeměny na elektrickou energii v elektrárnách tepelných, jaderných a vodních.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Výsledky učení předmětu

Posluchač získá základní představu o výrobě elektrické energie v různých technologických procesech.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

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

Bodové hodnocení písemné a ústní zkoušky podle pravidel FEKT.
V průběhu semestru mají posluchači povinnost absolvovat 4 kontrolní písemné testy, laboratorní úlohy a dobrovolné samostatné úkoly. Podmínkou pro udělení zápočtu je získání minimálně 20-ti bodů ze 40-ti možných a zároveň nesmí být žádná z povinných aktivit (testy, laboratoře) hodnocena 0 body.
Závěrečná zkouška je hodnocena max. 60-ti body a je rozdělena na písemnou (příklady) a ústní část. Podmínkou absolvování ZK je zisk minimálně 12-ti bodů z písemné části a 20-ti bodů z ústní části zkoušky.

Osnovy výuky

Přednášky:

1. Zdroje energie, výroba elektrické energie v ČR, základní energetické názvosloví a pojmy
2. Kondenzační elektrárny, tepelný oběh, technologické okruhy a zařízení - výpočty tepelných oběhů
3. Zvyšování účinnosti u tepelných elektráren (přihřívání, přehřívání, regenerace)
4. Kombinovaná výroba elektrické energie, elektrárny se spalovací turbínou
5. Vliv tepelných elektráren na životní prostředí
6. Možnosti uvolňování jaderné energie, základní pojmy - elementární výpočty jaderných reakcí
7. Druhy jaderných reaktorů, technologické schéma jaderných elektráren - provozní výpočty jaderných elektráren
8. Jaderná bezpečnost, cyklus paliva, vliv jaderných elektráren na životní prostředí
9. Energetická bilance a využití energie vodních toků - základní hydroenergetické výpočty
10. Rozdělení a uspořádání vodních elektráren, řešení hydroenergetického díla - provozní výpočty vodních elektráren
11. Elektrické schéma elektráren, vlastní spotřeba elektráren
12. Alternátory v tepelných a jaderných a vodních elektrárnách
13. Budící soustavy synchronních generátorů, nové technologie v oblasti výroby elektrické e tepelné energie

Cvičení odborného základu:

1. Diagram zatížení - ukazatele průběhu zatížení, čára trvání zatížení, integrální čára
2. Základní výpočty tepelného oběhu s kondenzační a protitlakou turbínou
3. Tepelná bilance oběhu s kondenzační odběrovou turbínou, přihřívání a přehřívání páry
4. Výpočet regeneračního tepelného oběhu
5. Základní výpočty jaderných reakcí
6. Energetické výpočty vodních elektráren

Laboratorní cvičení:

1. Analýza závislosti činného a jalového výkonu na změnách frekvence u synchronního stroje v izolované síti
2. Provozní vlastnosti synchronního generátoru při práci do tvrdé sítě
3. Simulace provozních vlastností větrné elektrárny s asynchronním generátorem
4. Provozní vlastnosti synchronního stroje při práci do izolované sítě
5. Měření parametrů synchronního stroje (stavy nakrátko a naprázdno)
6. Analýza provozních stavů kogenerační jednotky
7. Exkurze na tepelnou elektrárnu (seznámení s technologickým okruhem)

Učební cíle

Cílem předmětu je rozšířit vědomosti budoucích energetiků o znalost výroby elektrické energie z primárních zdrojů.

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

Matoušek,A.: Výroba elektrické energie. Brno 2007 (CS)

Doporučená literatura

Ibler a kol.: Energetika. BEN Praha 1984 (CS)
Kadrnožka,J.:Tepelné elektrárny a teplárny.SNTL (CS)
Štoll,Č. a kol:Využití vodní energie,SNTL Praha 1987 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BK bakalářský

    obor BK-SEE , 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Hlavní technologické okruhy a technologická zařízení tepelné elektrárny
Provoz technologického zařízení,provozní charakteristiky
Základy regulace parních kotlů a turbín
Vliv elektráren na životní prostředí
Druhy jaderných elektráren a jaderných reaktorů
Jaderné elektrárny s tlakovodními reaktory - hlavní technologická zařízení primárního okruhu
Jaderné elektrárny s tlakovodními reaktory - pomocné systémy a sekundární okruh
Bezpečnost jaderných elektráren a její zajištění
Vodní elektrárny
Elektrárny se spalovacími turbínami,paroplynové elektrárny,kogenerační jednotky, elektrárny s termojaderným reaktorem,elektrárny s MHD generátory,elektrochemické palivové články
Hlavní elektrická schémata elektráren , návrh a provoz, způsoby řazení alternátorů elektráren, vazba alternátorů s blokovými transformátory, uspořádání vývodů z alternátoru
Vlastní spotřeba elektráren, napájecí zdroje pro vlastní spotřebu (VS), provozní stavy elektráren a jejich zajištění napájecími zdroji, dimenzování napájecích zdrojů, odbočky od alternátorů
Budící soustavy alternátorů, regulace buzení alternátorů, odbuzovací zařízení alternátorů, odbuzení v obvodech s řízenými usměrňovači, provozní stavy alternátoru, synchronizace a fázování alternátoru

Cvičení odborného základu

4 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Výpočet tepelné bilance tepelného schéma kondenzační elektrárny
Základní výpočty z teorie jaderných reaktorů,stanovení výkonu reaktoru,základní hydrologické výpočty

Cvičení na počítači

10 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Návrh výpočetních programů
Výpočty prvků tepelného schéma
Výpočet celkového tepelného schema kondenzační elektrárny
Výpočet celkového tepelného schema teplárny
Výpočet celkového tepelného schema odběrové elektrárny
Výpočet celkového tepelného schema paroplynového zdroje

Laboratorní cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Provozní vlastnosti synchronního stroje
Kompenzace účiníku u asynchronních generátorů
Měření elektromechanických ochran alternátoru
Měření digitálních ochran alternátoru
Paralelní spolupráce alternátorů