635-0817/01 – Netradiční energetické zdroje (NEZ)
| Garantující katedra | Katedra tepelné techniky | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Miroslav Příhoda, CSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Miroslav Příhoda, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2004/2005 | Rok zrušení | 2020/2021 |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
- spočítat optimální orientaci a výkon slunečního kolektoru a fotovoltaického článku
- spočítat výkon větrného a vodního motoru
- zhodnotit jednotlivé obnovitelné zdroje energie
- porovnat typy palivových článků
- porovnat různé možnosti akumulace energie
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
Rozvoj lidské civilizace a energie. Rozdělení energetických zdrojů podle
původu. Sluneční energie – základní parametry slunečního záření, určování
polohy Slunce. Sluneční kolektory, fotovoltaické články. Větrná energie –
výkon větrného motoru, větrné elektrárny. Energie vodních toků a oceánů. Energie biomasy – termické, biotechnologické a chemické procesy. Nízkoteplotní a vysokoteplotní geotermální energie. Ekologické hledisko při použití tepelných čerpadel. Palivové články. Akumulace energie.
Povinná literatura:
Obnovitelné zdroje energie. Kolektiv autorů. Praha: FCC PUBLIC, s. r. o.,
1994.
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
písemný test
E-learning
http://katedry.fmmi.vsb.cz/635/;
Průběžně dochází k rozšiřování e-learning prvků do výuky.
Další požadavky na studenta
Zpracování semestrálního programu na vybrané téma.
Prerekvizity
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
Rozvoj lidské civilizace a energie. Zdroje energie. Emise plynné, tuhé, termoemise. Skleníkový efekt.
Sluneční energie. Spektrum slunečního záření, radiační funkce, sluneční konstanta. Určování polohy Slunce, sluneční deklinace, pravý a střední sluneční čas, výška Slunce nad obzorem, úhel dopadu slunečních paprsků. Hustota energetického slunečního toku, přímé sluneční záření, difúzní sluneční záření, celkové sluneční záření. Energie dopadající na osluněnou plochu, teoretické množství energie, skutečné množství energie.
Sluneční kolektory. Typy slunečních kolektorů, účinnost.
Fotovoltaika. Princip, šířka zakázaného pásu, typy solárních článků, účinnost, fotovoltaické systémy. Fotovoltaická energetika - ČR, EU, svět.
Větrná energie. Teoretické základy aerodynamiky, využitelný výkon větru, Betzův zákon. Větrné elektrárny – popis základních částí. Větrná energetika - ČR, EU, svět.
Vodní energie. Energie vodních toků, měrná energie turbíny, účinnost, výkon vodního motoru. Vodní elektrárny - hlavní druhy vodních turbín. Vodní energetika – ČR, svět. Energie oceánů. Energie vlnění, slapové energie, energie mořských proudů, teplotního gradientu mezi rozdílnými hloubkami, energie osmotických procesů, tepelná energie.
Energie biomasy. Biomasa záměrně pěstovaná, odpadní. Způsoby získávání energie z biomasy. Termické procesy – spalování, zplyňování, pyrolýza. Biotechnologické procesy - anaerobní digesce a ethanolová fermentace. Chemické procesy – bionafta.
Geotermální energie. Geotermální podzemní voda, horké suché skály. Geotermální energetika.
Tepelná čerpadla. Princip, topný faktor, pracovní látky pro TČ. Ekologické hledisko použití TČ. Typy TČ: vzduch–vzduch, vzduch–voda, voda–voda, země–voda.
Palivové články. Princip, typy palivových článků. Praktické aplikace.
Možnosti akumulace energie – potenciální, chemická.
Cvičení:
Koeficient časového využití různých typů elektráren.
Energie záření v oblasti viditelné části spektra. Zářivý výkon Slunce.
Okamžitá a střední hodnota sluneční konstanty. Sluneční deklinace. Výška Slunce nad obzorem, čas východu a západu Slunce. Azimut Slunce, úhel dopadu slunečních paprsků na libovolně orientovanou plochu. Hustota přímého záření. Hustota difúzního oblohového a odraženého záření při jasné a zatažené obloze. Optimální orientace kolektorové plochy. Hustota celkového slunečního záření. Energie dopadající na osluněnou plochu. Plocha kolektoru potřebná pro konkrétní tepelný výkon.
Limitní délka záření pro polovodičový fotovoltaický článek.
Výkon větrného motoru pro různé vstupní rychlosti větru. Elektrický výkon větrné elektrárny, množství vyrobené energie.
Výkon vodního motoru. Výkon mořského vlnění.
Vydatnost vodního zdroje pro TČ voda-voda. Půdorysná plocha zemního kolektoru pro TČ země-voda. Hloubka vrtu pro TČ země-voda.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky