Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Magazynowanie energii
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RMBM-2-113-SM-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Inżynieria Zrównoważonych Systemów Energetycznych
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr inż. Wołoszyn Jerzy (jwoloszy@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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.

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 Zna i rozumie sposoby magazynowania energii, ze szczególnym uwzględnieniem energii termicznej MBM2A_W14, MBM2A_W09 Wynik testu zaliczeniowego
M_W002 Zna i rozumie technologie magazynowania energii termicznej MBM2A_W17, MBM2A_W14 Wynik testu zaliczeniowego
Umiejętności: potrafi
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 Wykonanie projektu,
Prezentacja
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 Wykonanie projektu,
Prezentacja
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Rozumie potrzebę magazynowania energii szczególnie w systemach współpracujących z OZE oraz ciągłej aktualizacji wiedzy w tym zakresie MBM2A_K02, MBM2A_K03 Wykonanie projektu,
Prezentacja
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
52 26 0 0 26 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 Zna i rozumie sposoby magazynowania energii, ze szczególnym uwzględnieniem energii termicznej + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna i rozumie technologie magazynowania energii termicznej + - - - - - - - - - -
Umiejętności
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 - - - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Rozumie potrzebę magazynowania energii szczególnie w systemach współpracujących z OZE oraz ciągłej aktualizacji wiedzy w tym zakresie - - - + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 120 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 52 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 16 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (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
Ćwiczenia projektowe (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

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Wykłady prowadzone są w formie prezentacji multimedialnych z elementami aktywizacji słuchaczy w formie krótkich testów on-line.
  • Ćwiczenia projektowe: Ćwiczenia projektowe prowadzone są z wykorzystaniem technik multimedialnych oraz specjalistycznego oprogramowania dostępnego w wersji studenckiej.
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.

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 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:

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.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

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

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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

Informacje dodatkowe:

Brak