Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Alternatywne źródła energii
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
IEL-1-509-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika
Semestr:
5
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Swatowska Barbara (swatow@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Swatowska Barbara (swatow@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Moduł zapoznaje Studenta ze specyfiką odnawialnych źródeł energii, ich wydajnością, złożonością instalacji oraz warunkami ich eksploatacji w Polsce i na świecie.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student dysponuje ogólna wiedzą w zakresie konwersji energii cieplnej, energii wiatrowej, pomp ciepła, biomasy i biogazu ora ogniw paliwowych Kolokwium
M_W002 Student ma podstawowa wiedzę w zakresie podłoża rozwoju odnawialnych źródeł energii Kolokwium
M_W003 Student ma podstawowa wiedzę w zakresie fotowoltaiki, obejmującą: podstawy budowy ogniw słonecznych i ich zasadę działania, metody zwiększania wydajności ogniw, systemy sterowania i dystrybucji energii Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Student potrafi pozyskiwać informacje z literatury i integrować pozyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski, potrafi pracować indywidualnie i w zespole; umie oszacować czas potrzebny na realizację zleconego zadania; potrafi opracować i zrealizować harmonogram prac zapewniający dotrzymanie terminów Kolokwium
M_U002 Student potrafi zaplanować i przeprowadzić symulację oraz pomiary charakterystyk elektrycznych i optycznych, a także ekstrakcję podstawowych parametrów charakteryzujących materiały, elementy oraz analogowe i cyfrowe układy elektroniczne; potrafi przedstawić otrzymane wyniki w formie liczbowej i graficznej, dokonać ich interpretacji i wyciągnąć właściwe wnioski Kolokwium,
Sprawozdanie
M_U003 Student potrafi opracować dokumentację dotyczącą realizacji zadania inżynierskiego i przygotować tekst zawierający omówienie wyników realizacji tego zadania a także potrafi przygotować i przedstawić krótką prezentację poświęconą wynikom realizacji zadania inżynierskiego Kolokwium
M_U004 Student potrafi pozyskiwać informacje z literatury i integrować pozyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski Kolokwium
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera – elektryka, w tym jej wpływ na środowisko, i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje Kolokwium
M_K002 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i poszanowania różnorodności poglądów i kultur Kolokwium
M_K003 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania Kolokwium
M_K004 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych Kolokwium
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student dysponuje ogólna wiedzą w zakresie konwersji energii cieplnej, energii wiatrowej, pomp ciepła, biomasy i biogazu ora ogniw paliwowych + - + - - - - - - - -
M_W002 Student ma podstawowa wiedzę w zakresie podłoża rozwoju odnawialnych źródeł energii + - - - - - - - - - -
M_W003 Student ma podstawowa wiedzę w zakresie fotowoltaiki, obejmującą: podstawy budowy ogniw słonecznych i ich zasadę działania, metody zwiększania wydajności ogniw, systemy sterowania i dystrybucji energii + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi pozyskiwać informacje z literatury i integrować pozyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski, potrafi pracować indywidualnie i w zespole; umie oszacować czas potrzebny na realizację zleconego zadania; potrafi opracować i zrealizować harmonogram prac zapewniający dotrzymanie terminów - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zaplanować i przeprowadzić symulację oraz pomiary charakterystyk elektrycznych i optycznych, a także ekstrakcję podstawowych parametrów charakteryzujących materiały, elementy oraz analogowe i cyfrowe układy elektroniczne; potrafi przedstawić otrzymane wyniki w formie liczbowej i graficznej, dokonać ich interpretacji i wyciągnąć właściwe wnioski + - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi opracować dokumentację dotyczącą realizacji zadania inżynierskiego i przygotować tekst zawierający omówienie wyników realizacji tego zadania a także potrafi przygotować i przedstawić krótką prezentację poświęconą wynikom realizacji zadania inżynierskiego + - + - - - - - - - -
M_U004 Student potrafi pozyskiwać informacje z literatury i integrować pozyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera – elektryka, w tym jej wpływ na środowisko, i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje + - + - - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i poszanowania różnorodności poglądów i kultur + - + - - - - - - - -
M_K003 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania + - + - - - - - - - -
M_K004 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych + - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

Zajęcia w ramach modułu prowadzone są w postaci wykładu (14 godzin) oraz ćwiczeń laboratoryjnych (20 godzin).

Wykłady

1. Podłoże rozwoju odnawialnych źródeł energii – 2 h
Odnawialne Źródła Energii (OŹE): na świecie i w Polsce; energia słoneczna i widmo promieniowania; efekt fotoelektryczny; efekt fotowoltaiczny i początki fotowoltaiki; instalacje PV na AGH i na świecie.

2. Rodzaje ogniw fotowoltaicznych – 2 h
Budowa, rodzaje i konstrukcje ogniw słonecznych, modele teoretyczne; metody zwiększania wydajności ogniw – rola ARC; materiały stosowane w fotowoltaice; technologia ogniw.

3. Charakterystyki prądowo-napięciowe (I-V) oraz inne metody diagnostyki ogniw słonecznych; symulacja PC1D – 2 h.

4. Uwarunkowania prawne instalowania systemów PV w Polsce – 2 h.

5. Najważniejsze rodzaje i elementy systemów fotowoltaicznych – 2 h.
Systemy sterowania i konwersji energii; korelacje z systemami elektroenergetycznymi.

6. Inne formy „zielonej energii” – energetyka wiatrowa w Polsce i na świecie – 2 h.

7. Pozostałe Alternatywne Źródła Energii w Polsce i na świecie – 2 h.
Energia wodna; energia geotermalna; biomasa i biogaz.

Ćwiczenia laboratoryjne:

Ćwiczenia laboratoryjne

1. Badania symulacyjne ogniw słonecznych o różnych strukturach (3 godz). PC1D – opracowanie modelu struktury ogniwa słonecznego z uwzględnieniem parametrów materiałowych oraz dodatkowych procesów technologicznych wpływających na warunki pracy ogniw (grubość i wielkość podłoża bazowego; rodzaj materiału bazowego; grubość, współczynnik załamania i odbicia światła od warstwy antyrefleksyjnej, głębokość i kąt teksturyzacji,
2. Analiza roli parametrów bazy i emitera dla sprawności ogniw PV – symulacja PC1D (4 godz).
3. Pomiary sprawności ogniw słonecznych w zmiennym oświetleniu – praca z urządzeniem I-V Curve Tracer For Solar Cells Qualification (3 godz).
4. Pomiary sprawności ogniw słonecznych w zmiennej temperaturze – praca z urządzeniem I-V Curve Tracer For Solar Cells Qualification (3 godz).
5. Badanie modułu fotowoltaicznego – wpływ połączeń ogniw w module na końcowe parametry systemu PV (2 godz).
6. Analiza parametrów pracy różnych typów inwerterów, liczników, rejestratorów i wpływu rodzaju obciążenia na pracę tych urządzeń (3 godz).
7. Zapoznanie z działaniem oprogramowania WAsP – metody oceny zasobów energetycznych wiatru (2 godz).

Zastosowane oprogramowanie oraz urządzenia pomiarowe:
- program PC1D, producent: University of New South Wales
- urządzenie do badania charakterystyk prądowo-napięciowych ogniw: I-V Curve Tracer For Solar Cells Qualification
- program WAsP,

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 79 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w wykładach 14 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 20 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 20 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium (zal.poszczególnych ćwiczeń) oraz kolokwium zaliczeniowego z materiału z zajęć lab. oraz wykładów.
2. Obliczamy średnią ważoną z ocen z laboratorium (55%) i kol. zalicz. (45%) uzyskanych we wszystkich terminach (dwóch).
3. Wyznaczmy ocenę końcową na podstawie zależności:
if sr>4.75 then OK:=5.0 else
if sr>4.25 then OK:=4.5 else
if sr>3.75 then OK:=4.0 else
if sr>3.25 then OK:=3.5 else OK:=3

Wymagania wstępne i dodatkowe:

• Znajomość rachunku różniczkowego i całkowego funkcji jednej i wielu zmiennych
• Znajomość elementów fizyki ciała stałego (z naciskiem na istotę zjawiska fotoelektrycznego)
• Znajomość teorii obwodów w zakresie analizy układów elektrycznych
• Umiejętność tworzenia modeli obwodowych

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. S. Smoliński, Fotowoltaiczne Zródła Energii, Wyd. SGGW, W-wa 1998
2. T. Markvart, L. Castner, Solar Cells, Elsevier 2005
3. E. Klugmann, E Klugmann-Radziemska, Alternatywne Źródła Energii, Wyd. Ekonomia i Środowisko, Białystok 1999
4. G. Wiśniewski, Kolektory słoneczne, COIB PP W-wa 2006
5. K. Brodowicz, Pompy Ciepła, PWN, W-wa 1999
6. PV Status Report 2013. Joint Research Centre 2013
7. http://home.agh.edu.pl/~swatow/

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1) Barbara Swatowska, T. Stapiński, „Amorphous hydrogenated silicon-nitride films for applications in solar cells”, Vacuum, 82 (2008) 942-946
2) Barbara Swatowska, W. Maziarz, Ł. Więckowski, „Parametry i zastosowanie modułu słonecznego na bazie krzemowych ogniw multikrystalicznych” (Parameters and application of PV module on base multicrystalline silicon solar cells), Elektronika, Nr 5 (2010) 29-31
3) Barbara Swatowska, T. Stapiński, K. Drabczyk, P. Panek „The role of antireflective coatings in silicon solar cells – influence on their electrical parameters”, Optica Applicata, Nr 2 Vol. 41 (2011), 487-492
4) Barbara Swatowska, S. Kluska, G. Lewińska, J. Golańska, T. Stapiński, “a-SiCxNy:H thin films for applications in solar cells as passivation and antireflective coatings”, Proc. SPIE / The International Society for Optical Engineering, 10175 (2016) 101751C-1 do 101751C-7

Informacje dodatkowe:

Brak