Obnovljivi izvori i pohrana energije

Opis predmeta

Sunčevo zračenje. Mjerenje Sunčeva zračenja. Prividno gibanje Sunca. Ozračenost horizontalne i nagnute plohe. Proračuni (predviđanja) prizemnog Sunčeva zračenja. Solarni toplinski ravni kolektor, gubici konvekcijom i radijacijom. Selektivne površine. Stupanj djelovanja kolektora. Koncentrirajući kolektori. Fotonaponska ćelija. Apsorpcija fotona i stupanj djelovanja solarne ćelije. Primjeri korištenja solarne energije za generiranje termalne i elektroenergije. Energija vjetra, karakteristike vjetra. Momentna teorija. Izvedbe vjetrogeneratora, stupnjevi djelovanja. Prikaz recentnog stanja primjene vjetrogeneratora u proizvodnji elektroenergije. Osnove korištenja geotermalne energije. Energija biomase za toplinu, bio goriva i električnu energiju. Vrste spremnika energije i njihova primjena u elektroenergetskim sustavima. Uloga energetskih spremnika u distribucijskim i prijenosnim mrežama. Pomoćne usluge koje mogu pružati spremnici energije. Pogon spremnika energije s obzirom na vlasništvo: privatni investitor ili operator sustava. Investicije u spremnike energije i regulativni okviri.

Ishodi učenja

  1. Objasniti osnovne razlike i ograničenja obrađenih izvora energije u smislu gustoće, predvidivosti, varijabilnosti te utjecaja na okoliš i ekonomičnosti
  2. Generirati vjerodostojne ocjene učinka i potrebnih kapaciteta obnovljivih izvora energije
  3. Argumentirati procjene potencijala i ograničenja novih izvora energije u odnosu na konvencionalne izvore
  4. Procijeniti prednosti i nedostatke pojedinih tehnologija spremanja energije u prijenosnoj mreži
  5. Izračunati ekonomsku isplativost ulaganja u spremnike energije u elektroenergetskom sustavu

Oblici nastave

Predavanja

Na predavanjima će se obrađivati teorijski dio gradiva.

Auditorne vježbe

Na auditornim vježbama će se rješavati numerički primjeri.

Laboratorij

Na laboratorijskim vježbama će se određivati značajke proizvodnje obnovljivih izvora energije te značajke baterija.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Kratke provjere znanja 0 % 10 % 0 % 10 %
Međuispit: Pismeni 0 % 40 % 0 %
2. Međuispit: Pismeni 0 % 40 % 0 %
Završni ispit: Usmeni 10 %
Ispit: Pismeni 0 % 80 %
Ispit: Usmeni 10 %

Tjedni plan nastave

  1. Fizikalne osnove solarnog zračenja na Zemlji, Model solarnog zračenja na nagnutu površinu na Zemlji, Solarni izvori - modeliranje i predviđanje
  2. Izravna transformacija solarne energije - fotonaponski efekt. ćelije. moduli i polja, Modeliranje fotonaponskih sustava, Energetski pretvarači u fotonaponskim sustavima
  3. Solarno praćenje, Praćenje točke najviše snage, Koncentrirajući solarni energetski sustavi, Solarne termalne elektrane
  4. Izvori vjetra (modeliranje. estimacija. predviđanje), Modeliranje aerodinamike vjetrenih turbina
  5. Vrste vjetrenih turbina i elektromehanička pretvorba u vjetrenim turbinama, Povezivanje i regulacija vjetrenih turbina u vjetroelektranama, Energetski pretvarači u vjetrenim turbinama
  6. Integracija vjetroelektrana u elektroenergetski sustav
  7. Tehnički i ekonomski utjecaj vjetroelektrana na elektroenergetski sustav
  8. Međuispit
  9. Geotermalne elektrane, Biomasa, Gorivni članci
  10. Hidrogen i elektroliza, Male hidroelektrane, Energija plime i oseke
  11. Pregled i klasifikacija spremnika energije prema kapacitetu. učinkovitosti. fleksibilnosti i trajnosti, Dinamičke značajke sustava pohrane, Značajke raspoložive snage i energije, Analiza vremenskog odziva sustava. učinkovitosti i kapaciteta, Optimalan odabir i raspodjela sustava pohrane
  12. Potencijalne prednosti uvođenja sustava pohrane energije u elektroenergetski sustav, Energetski miks i mogućnosti pohrane, Efikasnost pretvorbe energije, Modeliranje sustava pohrane. optimalan smještaj i dimenzioniranje
  13. Pumpna akumulacijska hidroelektrana, Velika hidroakumulacija, Baterijski sustavi za spremanje energije, Upotreba djelomično degradiranih EV baterija za mrežne svrhe, Komprimirani zrak, Modeliranje i regulacija velikih sustava spremanja energije
  14. Baterijski sustavi spremanja energije, Kondenzatori i spremnici energije velikih snaga, Zamašnjak i elektromehanički sustavi spremanja energije, Modeliranje i regulacija malih sustava spremanja energije
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Audiotehnologije i elektroakustika (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Automatika i robotika (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Elektroenergetika (profil)
(2. semestar)
Elektroničko i računalno inženjerstvo (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Elektronika (profil)
Izborni predmeti profila (2. semestar)
Elektrostrojarstvo i automatizacija (profil)
Izborni predmeti profila (2. semestar)
Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Komunikacijske i svemirske tehnologije (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Računalno inženjerstvo (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Računalno modeliranje u inženjerstvu (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Računarska znanost (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Znanost o mrežama (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Znanost o podacima (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)

Literatura

(.), John Twindell, Tony Weir (2005.), Renewable Energy Resources, The University Press, Cambridge,
(.), Robert Huggins (2010.), Energy Storage, Springer,
(.), Energy Storage at Different Voltage Levels Technology, integration, and market aspects Edited by Ahmed F. Zobaa, Paulo F. Ribeiro, Shady H.E. Abdel Aleem, Sara N. Afifi,

Za studente

Izvedba

ID 222552
  Ljetni semestar
5 ECTS
R3 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
15 Auditorne vježbe
12 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

91 izvrstan
81 vrlo dobar
71 dobar
61 dovoljan