Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Konwersja energii
Course of study:
2019/2020
Code:
SENR-1-406-s
Faculty of:
Energy and Fuels
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Energy Engineering
Semester:
4
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. nadzw. dr hab. inż. Dudek Magdalena (potoczek@agh.edu.pl)
Module summary

Konwersja energii i wszystkie zagadnienia z tym związane

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 Rozumie potrzebę efektywnego wytwarzania i konwersji energii oraz ciągłej aktualizacji wiedzy w tym zakresie prowadzącą do stosowania nowoczesnych, efektownych technologii ENR1A_K01, ENR1A_K02, ENR1A_K03 Examination
Skills: he can
M_U001 Potrafi uzasadnić dobór odpowiedniego urządzenia do konwersji energii dla założonego celu i opisać zasadę działania tego urządzenia ENR1A_U04, ENR1A_U02 Examination,
Test,
Oral answer
M_U002 Potrafi oszacować efektywność konwersji energii w zaproponowanym urządzeniu i określić jego przydatność do założonego celu. ENR1A_U02, ENR1A_U01 Examination,
Test,
Oral answer,
Report,
Execution of laboratory classes,
Completion of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Ma uporządkowana wiedzę o podstawowych sposobach konwersji energii, ze szczególnym uwzględnieniem przemian energetycznych prowadzących do wytwarzania energii elektrycznej ENR1A_W01, ENR1A_W05, ENR1A_W04, ENR1A_W02 Examination,
Test,
Report,
Execution of laboratory classes,
Completion of laboratory classes
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
60 15 15 30 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 Rozumie potrzebę efektywnego wytwarzania i konwersji energii oraz ciągłej aktualizacji wiedzy w tym zakresie prowadzącą do stosowania nowoczesnych, efektownych technologii + + + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi uzasadnić dobór odpowiedniego urządzenia do konwersji energii dla założonego celu i opisać zasadę działania tego urządzenia + + - - - - - - - - -
M_U002 Potrafi oszacować efektywność konwersji energii w zaproponowanym urządzeniu i określić jego przydatność do założonego celu. - + + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Ma uporządkowana wiedzę o podstawowych sposobach konwersji energii, ze szczególnym uwzględnieniem przemian energetycznych prowadzących do wytwarzania energii elektrycznej + + + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 112 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
Preparation for classes 15 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 h
Realization of independently performed tasks 25 h
Examination or Final test 2 h
Module content
Lectures (15h):

• Energia, praca, oddziaływanie, nośniki energii – definicje i wzajemne relacje. Konieczność efektywnej konwersji energii we współczesnych systemach energetycznym. Sprawność konwersji dla różnych konwertorów energii. Ograniczenia sprawności konwersji wynikające z praw termodynamiki i nieodwracalności procesów. Egzergia.
• Silniki cieplne (siłownie parowe, turbiny gazowe, silniki spalania wewnętrznego, silnik Sterlinga) – analiza porównawcza. Sposoby zwiększenia sprawności: przegrzanie międzystopniowe, regeneracja ciepła, intercooling, doładowanie.
• Siłownie cieplne: praca w warunkach nad- i ultrakrytycznych, obiegi sprzężone gazowo-parowe i wpływ zastosowania tych technologii na sprawność wytwarzania energii elektrycznej.
• Układ energetyczny zintegrowany ze zgazowaniem węgla (IGCC). Technologie zgazowania węgla w energetyce.
• Przyczyny spadku sprawności siłowni i sposoby ich usuwania.
• Energetyka wodorowa – paliwo wodorowe w energetyce (turbiny gazowe, ogniwa paliwowe – analiza porównawcza)
• Sekwestracja CO2 w siłowniach zasilanych węglem i gazem ziemnym. Wpływ na sprawność systemu.
• Sprawność jednostek napędowych w transporcie samochodowym i lotniczym. Sprawność „well to wheel”, zasilanie samochodów z akumulatorów (sprawność faradajowska i energetyczna akumulatorów), rozwój silników lotniczych, sprawność napędowa.
• Wykorzystanie zjawisk termoelektrycznych w energetyce.
• Generatory magnetohydrodynamiczne. Zasada działania, rodzaje, sprawność elektryczna.
• Ogniwa fotowoltaiczne. Energia słoneczna, sprawność konwersji, optymalizacja sprawności.
• Specjalne technologie konwersji energii: siłownie słoneczne koncentryczne, wykorzystanie energii fal morskich, siłownie wiatrowe, paliwa syntetyczne, itp. Wykorzystanie różnorodnych technologii konwersji w systemach zintegrowanych.

Auditorium classes (15h):

Rozwiązywanie zdań problemowych w zakresie działania wybranych konwertorów energii, ze szczególnym uwzględnieniem sprawności konwersji.
Student potrafi:
• Utworzyć model konwertora, wyrazić warunki jego działania odpowiednimi równaniami oraz poprawnie je rozwiązać w sposób dokładny lub przybliżony;
• Zdefiniować i obliczyć sprawność działania urządzenia,
• Przeprowadzić analizę efektywności działania konwertora w porównaniu z innymi jego typami, działającymi w oparciu o inną konstrukcje lub zasadę działania.

Laboratory classes (30h):

• Elektroliza wody z użyciem elektrolizera membranowego
• Ogniwo paliwowe polimerowe wodorowo-powietrzne:lub metanolowo-powietrzne
• Regeneracyjne ogniwo paliwowe – wyznaczanie sprawności systemu ogniwo PV – elektrolizer – ogniwo
• Zależność mocy ogniwa fotowoltaicznego od natężenia światła i kąta padania promieni
• Silnik Stirlinga zasilany ciepłem z elementów Peltiera
• Charakterystyka elementów termoelektrycznych w funkcji różnicy temperatury i obciążenia
• Model Maszyny Parowej
• Superkondensator elektrochemiczny

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.
  • Auditorium classes: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • 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.
  • Auditorium classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
  • 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:

Ocena końcowa obliczana (OK) zgodnie z równaniem:
OK = (0.5W + 0.25 C + 0.5 L)/1.25
gdzie: W – ocena z egzaminu, C – ocena z ćwiczeń audytoryjnych, L – ocena z zajęć
laboratoryjnych

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

Prerequisites and additional requirements:

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Recommended literature and teaching resources:

• Kenneth C. Weston, Energy Conversion, Elsevier, 2002
• Z. Gnutek, W. Kordylewski, Maszynoznawstwo energetyczne, Oficyna Wydawnicza Politechniki
• Wrocławskiej, 2003
• J. Szargut, Termodynamika, PWN, 1985 i późniejsze
• S. Srinivasan, Fuel cells, From Fundamentals to Applications, Springer, 2006
A.Czerwiński akmulatory i ogniwa paliwowe WNT 2006

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

1. Analiza wpływu źródła zasilającego na właściwości bezszczotkowego silnika prądu stałego z magnesami trwałymi przeznaczonego do napędu bezzałogowego aparatu latającego — Analysis od the impact of the power source on the properties of brushless permanent magnet DC motor for the propulsion of UAV / Piotr Bogusz, Mariusz Korkosz, Piotr Wygonik, Magdalena DUDEK, Bartłomiej LIS // Przegląd Elektrotechniczny = Electrical Review / Stowarzyszenie Elektryków Polskich ; ISSN 0033-2097. — 2015 R. 91 nr 5, s. 139–143. — Bibliogr. s. 143, Streszcz., Abstr.
2.Biomass fuels for direct carbon fuel cell with solid oxide electrolyte / Magdalena DUDEK, Piotr TOMCZYK, Robert Socha, Marek Skrzypkiewicz, Janusz Jewulski // International Journal of Electrochemical Science (Online) [Dokument elektroniczny]. — Czasopismo elektroniczne ; ISSN 1452-3981. — 2013 vol. 8 iss. 3, s. 3229–3253
3Feasibility of direct carbon solid oxide fuel cell (DC-SOFC) fabrication by inkjet printing technology / M. DUDEK, R. I. Tomov, C. Wang, B. A. Głowacki, P. TOMCZYK, R. P. Socha, M. Mosiałek // Electrochimica Acta : Journal of the International Society of Electrochemistry ; ISSN 0013-4686. — 2013 vol. 105, s. 412–418. — Bibliogr. s. 417–418, Abstr..
4.On the utilization of coal samples in direct carbon solid oxide fuel cell technology / Magdalena DUDEK // Solid State Ionics ; ISSN 0167-2738. — 2015 vol. 271, s. 121–127
5Hybrid fuel cell – battery system as a main power unit for small unmanned aerial vehicles (UAV) / Magdalena DUDEK, Piotr TOMCZYK, Piotr Wygonik, Mariusz Korkosz, Piotr Bogusz, Bartłomiej LIS // International Journal of Electrochemical Science (Online) [Dokument elektroniczny]. — Czasopismo elektroniczne ; ISSN 1452-3981. — 2013
6.Wstępne badania nad optymalizacją procesu spalania paliw pochodzenia biomasowego w kotłach o małej mocy — Initial research on optimizing the biomass fuel combustion process in low-power boilers / Mariusz FILIPOWICZ, Magdalena DUDEK, Agnieszka KRÓLICKA, Andrzej RAŹNIAK, Alicja RAPACZ-KMITA // Polityka Energetyczna ; ISSN 1429-6675. — 2012 t. 15 z. 1, s. 59–75
7.Wykorzystanie ogniw paliwowych do napędu bezpilotowych aparatów latających — Fuel cell technology for UAV / Magdalena DUDEK, Piotr TOMCZYK, Bartłomiej LIS, Andrzej RAŹNIAK, Piotr Wygonik, Marek Orkisz, Piotr Bogusz, Mariusz Korkosz, Mariusz Krauz, Michał Kawalec // Journal of Aeronautica Integra ; ISSN 1896-8856. — 2012 [nr] 1,

Additional information:

Brak