Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Alternatywne źródła energii
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
IETP-1-707-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika i Telekomunikacja
Semestr:
7
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. Stapiński Tomasz (stap@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student dysponuje ogólna wiedzą w zakresie konwersji energii cieplnej, energii wiatrowej, pomp ciepła, biomasy i biogazu ora ogniw paliwowych ETP1A_W02, ETP1A_W01 Kolokwium
M_W002 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 ETP1A_K04, ETP1A_K02 Kolokwium
M_W003 Student ma podstawowa wiedzę w zakresie podłoża rozwoju odnawialnych źródeł energii ETP1A_W18, ETP1A_W16, ETP1A_W01 Kolokwium
Umiejętności: potrafi
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; potrafi przedstawić otrzymane wyniki w formie liczbowej i graficznej, dokonać ich interpretacji i wyciągnąć właściwe wnioski ETP1A_U09 Kolokwium,
Sprawozdanie
M_U002 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 ETP1A_U03, ETP1A_U02 Kolokwium
M_U003 Student potrafi pozyskiwać informacje z literatury i integrować pozyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski ETP1A_U02 Kolokwium
M_U004 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_U04 Kolokwium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
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 ETP1A_K02 Kolokwium
M_K002 Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i poszanowania różnorodności poglądów i kultur ETP1A_K03 Kolokwium
M_K003 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych ETP1A_K01 Kolokwium
M_K004 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania ETP1A_K04 Kolokwium
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
44 24 0 12 8 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
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 fotowoltaiki, obejmującą: podstawy budowy ogniw słonecznych i ich zasadę działania, metody zwiększania wydajności ogniw, systemy sterowania i dystrybucji energii + - + + - - - - - - -
M_W003 Student ma podstawowa wiedzę w zakresie podłoża rozwoju odnawialnych źródeł energii + - - - - - - - - - -
Umiejętności
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; potrafi przedstawić otrzymane wyniki w formie liczbowej i graficznej, dokonać ich interpretacji i wyciągnąć właściwe wnioski + - + + - - - - - - -
M_U002 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_U003 Student potrafi pozyskiwać informacje z literatury i integrować pozyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski + - + + - - - - - - -
M_U004 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 + - + + - - - - - - -
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 rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych + - + + - - - - - - -
M_K004 Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania + - + + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 81 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 44 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 12 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (24h):

Zajęcia w ramach modułu prowadzone są w postaci wykładu (24 godzin) oraz ćwiczeń laboratoryjnych (20 godzin).

Wykłady

1. Podłoże rozwoju odnawialnych źródeł energii – 3 h
Ekonomiczne i ekologiczne uzasadnienie rozwoju odnawialnych źródeł energii. Dyrektywy unijne, akty prawne

2. Fotowoltaika – 8 h
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” – 4 h
Konwersja energii cieplnej, systemy domowe. Energia wiatrowa. Pompy ciepła. Biomasa i biogaz. Wodór jako paliwo przyszłości

Ćwiczenia laboratoryjne (12h):

Ćwiczenia laboratoryjne

1. Analiza roli parametrów bazy i emitera dla sprawności ogniw fotowoltaicznych – symulacja PC1D (4 godz).
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 (4 godz).
Wykonywane są pomiary sprawności krzemowych ogniw słonecznych na bazie krzemu mono- i multi-krystalicznego. Na podstawie uzyskanych parametrów elektrycznych, studenci określają jakość ogniwa. Pomiary wykonywane są w warunkach STC, a także przy zmiennej temperaturze oraz zmiennym stopniu zacienienia.
3. Badanie modułu fotowoltaicznego (3 godz).
W ćwiczeniu mierzy się wybrane parametry elektryczne pojedynczych ogniw, a także charakterystyka prądowo – napięciowa modułu, z uwzględnieniem dwóch wariantów połączenia składowych ogniw (szeregowe i równolegle).
4. Pomiary fotoczułości napięciowej ogniw (3 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

Ćwiczenia projektowe (8h):
-
Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: 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.
  • Ćwiczenia projektowe: 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:

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium oraz kolokwium zaliczeniowego z wykładu.
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:

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

• 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