Detail předmětu

Low power electrical sources

FEKT-NMZEAk. rok: 2010/2011

Využití malých zdrojů elektrické energie v praxi, záložní zdroje energie - malé vodní elektrárny, větrné elektrárny, sluneční elektrárny, kogenerační jednotky. Ekonomické zhodnocení provozu malého zdroje, provoz a údržba malých zdrojů, začlenění malých zdrojů do energetické soustavy, zpětné vlivy malých zdrojů na napájecí síť. Alternativní zdroje energie.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Výsledky učení předmětu

Studenti získají znalosti o možnostech výroby elektrické energie v malopodnikové sféře či domácnostech, získají náhled na ekonomické posouzení výhodnosti malých zdrojů, zvláště pak zdrojů s kombinovanou výrobou tepla a elektrické energie, budou schopni odborně posoudit výhodnost nasazení nejrůznějších typů malých elektrických zdrojů v různých aplikacích.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského 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

- dva semestrální projekty - 2 x max. 3b. (6b.)
- zápočtový test max.15b.
- laboratorní úlohy max. 24b.
- závěrečná zkouška max. 55b.

Podmínkou udělení zápočtu je získání minimálně 20 bodů za hodnocené aktivity.

Osnovy výuky

PŘEDNÁŠKY:
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

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

Učební cíle

Objasnit možnosti a způsoby malovýroby elektrické energie v malopodnikové sféře či domácnostech, seznámení posluchačů se systémy záložních zdrojů s dieselgenerátory či akumulátory.
Specifikovat možnosti využití malých vodních, slunečních a větrných elektráren na našem území a seznámení s možnostmi aplikací kogeneračních jednotek.
Po absolvování kurzu budou posluchači schopni odborně posoudit výhody nasazení malých zdrojů elektrické energie v různých aplikacích, včetně posouzení ekonomických ukazatelů, provozu, údržby a vlivu na napájecí síť.
Posluchači se budou orientovat v oblasti alternativních zdrojů, zejména v oblasti nízkoenergetických staveb využívajících biopaliva.
Posluchačům bude také poskytnut přehled v dalších technologiích použitelných pro malé elektrárny, jako jsou palivové články, termočlánky, Stirlingův motor aj.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-MN magisterský navazující

    obor MN-EEN , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Úvod do problematiky malých zdrojů, výkonové bilance malých zdrojů, energetický potenciál na uzemí ČR
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

6 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

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