Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Renewable energy sources
Course of study:
2019/2020
Code:
IETP-1-606-n
Faculty of:
Computer Science, Electronics and Telecommunications
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Electronics and Telecommunications
Semester:
6
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. Stapiński Tomasz (stap@agh.edu.pl)
Module summary

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

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. ETP1A_K04, ETP1A_K05, ETP1A_K01 Scientific paper
M_K002 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. ETP1A_K04, ETP1A_K02, ETP1A_K03, ETP1A_K01 Scientific paper,
Report
M_K003 Student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera – elektryka, w tym jej wpływ na środowisko i związaną z tym odpowiedzialnośćza podejmowane decyzje. ETP1A_K04, ETP1A_K05, ETP1A_K01 Report
Skills: he can
M_U001 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 ETP1A_U03, ETP1A_U04, ETP1A_U02, ETP1A_U10 Test,
Report
M_U002 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. ETP1A_U03, ETP1A_U04, ETP1A_U08, ETP1A_U02 Activity during classes,
Test,
Report
M_U003 Student potrafi pozyskiwać informacje z literatury i integrować pozyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski. ETP1A_U03, ETP1A_U04, ETP1A_U02 Test,
Report
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student ma podstawową wiedzę w zakresie rodzajów i rozwoju odnawialnych źródeł energii w Polsce i na świecie. ETP1A_W01, ETP1A_W02 Oral answer
M_W002 Student ma podstawowa wiedzę w zakresie fotowoltaiki, obejmującą: podstawy budowy ogniw słonecznych i ich zasadę działania, metody zwiększania wydajności ogniw, systemysterowania i dystrybucji energii ETP1A_W16, ETP1A_W02 Activity during classes,
Report
M_W003 Student dysponuje ogólna wiedzą w zakresie fotowoltaiki, energii wiatrowej, pomp ciepła, energii wody, biomasy i biogazu oraz ogniw paliwowych. ETP1A_W01, ETP1A_W02 Activity during classes,
Oral answer
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
26 16 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych. - - - - - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. - - - - - - - - - - -
M_K003 Student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera – elektryka, w tym jej wpływ na środowisko i związaną z tym odpowiedzialnośćza podejmowane decyzje. - - - - - - - - - - -
Skills
M_U001 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 - - - - - - - - - - -
M_U002 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_U003 Student potrafi pozyskiwać informacje z literatury i integrować pozyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski. - - - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student ma podstawową wiedzę w zakresie rodzajów i rozwoju odnawialnych źródeł energii w Polsce i na świecie. + - + - - - - - - - -
M_W002 Student ma podstawowa wiedzę w zakresie fotowoltaiki, obejmującą: podstawy budowy ogniw słonecznych i ich zasadę działania, metody zwiększania wydajności ogniw, systemysterowania i dystrybucji energii + - + - - - - - - - -
M_W003 Student dysponuje ogólna wiedzą w zakresie fotowoltaiki, energii wiatrowej, pomp ciepła, energii wody, biomasy i biogazu oraz ogniw paliwowych. + - + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 100 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 26 h
Preparation for classes 21 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 22 h
Realization of independently performed tasks 26 h
Contact hours 5 h
Module content
Lectures (16h):

Zajęcia w ramach modułu prowadzone są w postaci wykładu oraz ćwiczeń laboratoryjnych.
Tematyka wykładów:
1. Podłoże rozwoju odnawialnych źródeł energii
Ekonomiczne i ekologiczne uzasadnienie rozwoju odnawialnych źródeł energii.
Dyrektywy unijne, akty prawne.
2. Fotowoltaika
Fizyczne podstawy działania i budowy urządzeń z obszaru odnawialnych źródeł energii. Budowa, rodzaje i konstrukcje ogniw słonecznych, modele teoretyczne. Metody zwiększania wydajności ogniw. Systemy sterowania i konwersji energii.
Korelacje z systemami elektroenergetycznymi.
3. Inne formy „zielonej energii”
Konwersja energii cieplnej, systemy domowe. Energia wiatrowa. Pompy ciepła.
Biomasa i biogaz. Wodór jako paliwo przyszłości.

Laboratory classes (10h):

Ćwiczenia laboratoryjne
1.Analiza roli parametrów bazy i emitera dla sprawności ogniw fotowoltaicznych – symulacja PC1D.
Przyjmując jako stałe, parametry określające warunki pracy ogniw (oświetlenie, temperatura) wyznaczamy charakterystykę I-V dla przykładowej struktury ogniwa. Analizujemy wpływ parametrów bazy na parametry pracy ogniwa. Analizujemy wpływ parametrów emitera na parametry pracy ogniwa, ze szczególnym zwróceniem uwagi na optymalizację jego konstrukcji, na określonym podłożu.
2.Pomiary sprawności ogniw słonecznych w zmiennym oświetleniu oraz przy zmiennej temperaturze – praca z urządzeniem I-V Curve Tracer For Solar Cells Qualification.
3. Badanie modułu fotowoltaicznego.
W ćwiczeniu mierzy się wybrane parametry elektryczne pojedynczych ogniw, a także charakterystyki prądowo – napięciowe modułu, z uwzględnieniem dwóch wariantów połączenia składowych ogniw (szeregowe i równolegle).

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

1.Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej OK jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium
OL (zal.poszczególnych ćwiczeń) oraz kolokwium zaliczeniowego OKL z materiału, obejmującego zajęcia
laboratoryjne oraz wykłady.
2.Obliczamy średnią ważoną z ocen z laboratorium (75%) i wykładów (25%) uzyskanych we wszystkich
terminach.
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
4.Jeżeli pozytywną ocenę z laboratorium i zaliczenia wykładu uzyskano w pierwszym terminie i
dodatkowo student był aktywny na wykładach, to ocena końcowa jest podnoszona o 0.5.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Prerequisites and additional requirements:

•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

Recommended literature and teaching resources:

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/

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

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

Additional information:

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