Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Magazynowanie energii
Course of study:
2019/2020
Code:
RMBM-2-113-SM-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Inżynieria Zrównoważonych Systemów Energetycznych
Field of study:
Mechanical Engineering
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr inż. Wołoszyn Jerzy (jwoloszy@agh.edu.pl)
Module summary

W ramach modułu przedstawione i omówione są sposoby magazynowania energii, ze szczególnym uwzględnieniem energii termicznej. Prezentowane treści dotyczą także technologii magazynowania energii, metod projektowania podziemnych i naziemnych magazynów energii termicznej z wykorzystaniem numerycznych narzędzi obliczeniowych.

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 magazynowania energii szczególnie w systemach współpracujących z OZE oraz ciągłej aktualizacji wiedzy w tym zakresie MBM2A_K02, MBM2A_K03 Execution of a project,
Presentation
Skills: he can
M_U001 Potrafi zaprojektować naziemny magazyn energii termicznej o wysokiej efektywności procesu magazynowania MBM2A_U23, MBM2A_U19, MBM2A_U08, MBM2A_U01, MBM2A_U05, MBM2A_U09 Execution of a project,
Presentation
M_U002 Potrafi zaprojektować podziemny magazyn energii termicznej o wysokiej efektywności procesu magazynowania MBM2A_U23, MBM2A_U19, MBM2A_U08, MBM2A_U01, MBM2A_U05, MBM2A_U09
M_U003 Potrafi wykorzystać numeryczne narzędzia obliczeniowe w procesie projektowania MBM2A_U05, MBM2A_U03 Execution of a project,
Presentation
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Zna i rozumie sposoby magazynowania energii, ze szczególnym uwzględnieniem energii termicznej MBM2A_W14, MBM2A_W09 Test results
M_W002 Zna i rozumie technologie magazynowania energii termicznej MBM2A_W17, MBM2A_W14 Test results
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
52 26 0 0 26 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 magazynowania energii szczególnie w systemach współpracujących z OZE oraz ciągłej aktualizacji wiedzy w tym zakresie - - - + - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi zaprojektować naziemny magazyn energii termicznej o wysokiej efektywności procesu magazynowania - - - + - - - - - - -
M_U002 Potrafi zaprojektować podziemny magazyn energii termicznej o wysokiej efektywności procesu magazynowania - - - + - - - - - - -
M_U003 Potrafi wykorzystać numeryczne narzędzia obliczeniowe w procesie projektowania - - - + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna i rozumie sposoby magazynowania energii, ze szczególnym uwzględnieniem energii termicznej + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna i rozumie technologie magazynowania energii termicznej + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 120 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 52 h
Preparation for classes 15 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30 h
Realization of independently performed tasks 16 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 5 h
Module content
Lectures (26h):
  1. Sposoby magazynowa energii – podział i rola magazynów energii we współczesnych systemach cieplnych i energetycznych

    - Pojęcie energii i zasada zachowania energii
    - Podział i charakterystyka magazynów energii
    - Rola magazynów energii we współczesnych systemach cieplnych i energetycznych ze szczególnym uwzględnieniem odnawialnych źródeł energii

  2. Technologie magazynowania energii termicznej

    - Charakterystyka wybranych technologii magazynowania energii
    - Koszty wybranych technologii magazynowania energii

  3. Projektowanie naziemnych magazynów energii termicznej

    - dobór magazynu do systemu cieplnego
    - analiza konstrukcji magazynu, zjawisko stratyfikacji termicznej
    - problematyka konstrukcji dyfuzorów na dopływie/wypływie
    - oceny efektywności naziemnych magazynów energii termicznej

  4. Projektowanie podziemnych magazynów energii termicznej

    - dobór magazynu do systemu cieplnego
    - analiza konstrukcji magazynu
    - metody obliczeniowe wymaganej objętości magazynu
    - oceny efektywności podziemnych magazynów energii termicznej

  5. Zastosowanie numerycznych narzędzi obliczeniowych do projektowania magazynów energii termicznej

    - Omówienie oprogramowania EED (Earth Energy Design) – przykłady realizacji projektów podziemnego magazynowania energii
    - Projektowanie magazynu energii z wykorzystaniem CFD lub MES

  6. Metody poprawy efektywności procesu magazynowania energii w podziemnych i naziemnych magazynach energii termicznej
Project classes (26h):

1. Opis metod projektowania naziemnych i podziemnych magazynów energii termicznej – wydanie tematów projektów
2. Praktyczne przedstawienie numerycznych narzędzi obliczeniowych do projektowania magazynów energii termicznej
3. Identyfikacja parametrów wpływających na efektywność procesu magazynowania energii termicznej – magazyny naziemne i podziemne
4. Metody poprawy efektywności procesu magazynowania energii w podziemnych i naziemnych magazynach energii termicznej
5. Projekt naziemnego magazynu energii termicznej
6. Projekt podziemnego magazynu energii termicznej

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.
  • Project classes: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Wykład:
Zaliczenie testu po każdym lub kilku wykładach z treści prezentowanych na wykładzie. Test jest zaliczony po uzyskaniu minimum 50% punktów a realizowany jest z wykorzystaniem platformy UPEL. Samodzielne rozwiązanie testu możliwe jest do dwóch tygodni po wykładzie. Test z danego wykładu lub kilku wykładów można rozwiązywać wielokrotnie a oceną końcową jest średnia arytmetyczna ze wszystkich podejść.

Ćwiczenia projektowe:
Warunkiem zaliczenia ćwiczeń projektowych jest terminowe zaliczenie wszystkich zadań projektowych na ocenę pozytywną.

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.
  • Project classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa (OK) obliczana jest zgodnie z równaniem:
OK = 0.3 T + 0.7 P

gdzie: T – średnia arytmetyczna ocena z testów z wykładu, P – średnia arytmetyczna ocena z zadań projektowych

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

Rozwiązanie dodatkowych zadań projektowych i ich zaliczenie na ocenę pozytywną.

Prerequisites and additional requirements:

Przygotowanie z zakresu fizyki, termodynamiki oraz podstaw metod analizy numerycznej.

Recommended literature and teaching resources:

1. Roman Domański: Magazynowanie energii cieplnej, PWN Warszawa 1990.
2. İbrahim Dinçer, Marc A. Rosen: Thermal energy storage systems and applications, John Wiley & Sons 2011.
3. Luisa F. Cabeza: Advances in Thermal Energy Storage Systems, Elsevier 2015

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

1. Badanie wpływu warunków brzegowych w symulacji procesu podziemnego magazynowania energii termicznej — Research of boundary condition influence in the simulation of borehole thermal energy storage / Jerzy WOŁOSZYN // Modelowanie Inżynierskie / Wydział Mechaniczny Technologiczny Politechniki Śląskiej ; ISSN 1896-771X. — 2018 t. 36 nr 67, s. 82–90. — Bibliogr. s. 90, Streszcz., Summ.. — tekst: http://www.kms.polsl.pl/mi/pelne_36/11_36_67.pdf

2. Global sensitivity analysis of borehole thermal energy storage efficiency on the heat exchanger arrangement / Jerzy WOŁOSZYN // Energy Conversion and Management ; ISSN 0196-8904. — 2018 vol. 166, s. 106–119. — Bibliogr. s. 118–119, Abstr.. — Publikacja dostępna online od: 2018-05-03. — tekst: https://www-1sciencedirect-1com-1000027vi0b4d.wbg2.bg.agh.edu.pl/science/article/pii/S0196890418303443/pdfft?md5=814c941b820ff3a7f1f04df4a17c8077&pid=1-s2.0-S0196890418303443-main.pdf

3. Modelowanie transportu ciepła i masy w podziemnym sezonowym magazynie energii termicznej — Heat and mass transport modelling in the underground seasonal thermal energy storage / Jerzy WOŁOSZYN // Modelowanie Inżynierskie / Wydział Mechaniczny Technologiczny Politechniki Śląskiej ; ISSN 1896-771X. — 2018 t. 36 nr 67, s. 91–99. — Bibliogr. s. 98–99, Streszcz., Summ.. — tekst: http://www.kms.polsl.pl/mi/pelne_36/12_36_67.pdf

4. Experimental verification and programming development of a new MDF borehole heat exchanger numerical model / Jerzy WOŁOSZYN, Andrzej GOŁAŚ // Geothermics ; ISSN 0375-6505. — 2016 vol. 59, pt. A, s. 67–76. — Bibliogr. s. 75–76, Abstr.. — Publikacja dostępna online od: 2015-11-1. — tekst: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0375650515001261/pdfft?md5=33aefcf8dc074315ab83d977525dea1c&pid=1-s2.0-S0375650515001261-main.pdf

Additional information:

None