Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Zrównoważone technologie energetyczne
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RMBM-2-308-SM-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Inżynieria Zrównoważonych Systemów Energetycznych
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Pająk Tadeusz (pajak@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Zrównoważone technologie energetyczne to wyżej zaawansowany, przeznaczony dla studentów II stopnia moduł, który na I stopniu był wykładany w wersji podstawowej pod nazwą Technologie energetyczne. Moduł zawiera treści programowe w odniesieniu do tego rodzaju technologii energetycznych, które zgodne są z ideą zrównoważonego rozwoju, technologii reprezentujących wysoką dojrzałość techniczną, wysoką sprawność energetyczną, niską emisję CO2, wysoką niezawodność, dyspozycyjność oraz eko-przyjazność.

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 ma wiedzę z zakresu uwarunkowań projektowania i eksploatacji technologii proekologicznych w aspekcie zrównoważonego rozwoju MBM2A_W14 Kolokwium,
Prezentacja,
Referat
M_W002 ma wiedzę z zakresu niezawodności, dyspozycyjności, oddzialywania na srodowisko przyjaznych srodowisku źródeł wytwarzania energii MBM2A_W16 Kolokwium,
Prezentacja,
Referat
Umiejętności: potrafi
M_U001 potrafi stosować wiedzę z zakresu termodynamiki do opisu i analizy procesów wymiany ciepła i masy oraz spalania w procesach technologicznych Wykonanie ćwiczeń,
Wypracowania pisane na zajęciach
M_U002 potrafi oceniać przydatność i możliwość wykorzystania nowych osiągnięć w zakresie technologii wytwarzania energii w studiowanej dyscyplinie inżynierskiej MBM2A_U14, MBM2A_U15 Aktywność na zajęciach,
Prezentacja,
Udział w dyskusji
M_U003 potrafi integrować wiedzę z różnych dziedzin i dyscyplin oraz zastosować podejście systemowe dla oceny pracy danego rodzaju technologii energetycznej, uwzględniając także aspekty pozatechniczne MBM2A_U14, MBM2A_U13 Wypracowania pisane na zajęciach,
Zaangażowanie w pracę zespołu
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 kształci potrzebę ciągłego zdobywania wiedzy inżynierskiej oraz podnoszenia kompetencji zawodowych w swojej dyscyplinie inzynierskiej MBM2A_K02 Aktywność na zajęciach,
Przygotowanie pracy dyplomowej,
Wypracowania pisane na zajęciach
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
28 14 14 0 0 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 ma wiedzę z zakresu uwarunkowań projektowania i eksploatacji technologii proekologicznych w aspekcie zrównoważonego rozwoju + + - - - - - - - - -
M_W002 ma wiedzę z zakresu niezawodności, dyspozycyjności, oddzialywania na srodowisko przyjaznych srodowisku źródeł wytwarzania energii + + - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 potrafi stosować wiedzę z zakresu termodynamiki do opisu i analizy procesów wymiany ciepła i masy oraz spalania w procesach technologicznych - + - - - - - - - - -
M_U002 potrafi oceniać przydatność i możliwość wykorzystania nowych osiągnięć w zakresie technologii wytwarzania energii w studiowanej dyscyplinie inżynierskiej - + - - - - - - - - -
M_U003 potrafi integrować wiedzę z różnych dziedzin i dyscyplin oraz zastosować podejście systemowe dla oceny pracy danego rodzaju technologii energetycznej, uwzględniając także aspekty pozatechniczne - + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 kształci potrzebę ciągłego zdobywania wiedzy inżynierskiej oraz podnoszenia kompetencji zawodowych w swojej dyscyplinie inzynierskiej - - - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 52 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 28 godz
Przygotowanie do zajęć 18 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 4 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (14h):
  1. wprowadzenie, rola współczesnej energetyki, pojęcie zrównoważonego rozwoju, uwarunkowania prawne (2)

    wprowadzenie do tematyki współczesnej roli energetyki dla wypełnienia potrzeb mieszkańców, przemysłu i innych odbiorców energii opierając się na pojęciu rozwoju zrównoważonego, wraz z definicją tego pojęcia i jego przeniesieniem na rozwój przyjaznych dla środowiska zrównoważonych źródeł pozyskiwania i technologii przetwarzania energii. Omówienie podstawowych uwarunkowań prawnych wynikających z prawa wspólnotowego i krajowego warunkujących rozwój zrównoważonej energetyki

  2. Odnawialne źródła energii, istota, technologie (2)

    istota odnawialnego źródła energii, pojęcie zielonej energii, certyfikaty i mechanizmy wsparcia, wykorzystanie energii wiatru – technologie, energia słoneczna – technologie, biomasa i technologie, energia zawarta w odpadach i technologie jej przetwarzania – uwarunkowania, rodzaje, budowa i eksploatacja spalarni odpadów

  3. Węgiel jako źródło energii, technologie czystego węgla (2)

    pojęcie technologii czystego węgla, zagrożenie dla środowiska ze strony energetyki węglowej – metody redukcji zanieczyszczeń, problem emisji i wychwytywanie oraz magazynowanie dwutlenku węgla, pojęcie pracy w skojarzeniu, parametry pary i sprawność wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w technologiach węglowych,

  4. Technologie spalania paliw węglowych w złożu fluidalnym – symulacje z wykorzystaniem CFD (4)

    symulacje procesów fluidyzacji z wykorzystaniem CFD, złoże stałe, wirowe i cyrkulacyjne, atmosferyczne i ciśnieniowe, rodzaje technologii fluidalnych – przegląd konstrukcji, zalety i wady

  5. Technologie gazowo-parowe (2)

    zasoby paliwowe – zasoby gazu ziemnego, zaawansowane rodzaje turbin gazowych i ich parametry, najnowsze układy gazowo-parowe w Polsce, układy gazowo-parowe na paliwa węglowe – zgazowanie węgla

  6. Energetyka jądrowa, technologie, inwestycje (2)

    wstęp do technologii jądrowych, ogólne uwarunkowania, paliwo i jego źródła, nowoczesne rodzaje technologii dla energetyki jadrowej, przykłady energetyki jądrowej w krajach UE, inwestycje w Polsce

Ćwiczenia audytoryjne (14h):
  1. Energetyka a środowisko w aspekcie zrównowazonego rozwoju (2)

    Analiza skali zagrożeń dla środowiska ze strony energetyki prowadzona w aspekcie zrównoważonego rozwoju

  2. Strategi rozwoju zrównoważonej energetyki, analiza skali wymiernego oddzialywania na środowisko (2)

    Analiza wybranych zagadnień prawnych, definicja i wyznaczanie standardów emisyjnych, analiza wymagań procesowych

  3. Ograniczenie emisji do powietrza, ziemi, hałas (2)

    Dyskusja metod ograniczenia emisji do powietrza w zakresie pierwotnym i wtórnym, emisja stałych produktów spalania, ograniczenie hałasu, emisja rozproszona.

  4. Rola i udział OZE (2)

    Określenie podstawowych parametrów odnawialnych źródeł energii, skali, mozliwości i zakresu wykorzystania w energetyce

  5. Możliwośći wykorzystania okreslonych narzędzi do symulacji procesów wytwarzania energii (4)

    Omówienie podstawowych programów dla celów symulacji zjawisk i procesów związanych z wytwarzaniem energii, oczyszczania spalin.

  6. Dyskusja uwarunkowań wykorzystania energii z odpadów (2)

    Energia z odpadów w ujęciu systemowym i lokalnym. Własne, lokalne źródła paliw z odpadów – własna, lokalna sieć ciepłownicza

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 audytoryjne: Podczas zajęć audytoryjnych studenci dyskutują i proponują rozwiązania wcześniej zaanonsowanych problemów. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Studenci biorą aktywny udział w zajęciach audytoryjnych. Każdy przygotowuje do prezentacji i dyskusji podczas ćwiczeń wybraną problematykę ujęta w programie zajęć audytoryjnych i na tej podstawie, z uwzględnieniem aktywności w całych zajęciach jest oceniany. Oprócz tak rozumianej oceny przewidziane jest kolokwium z całości tematyki prezentowanej na wykładach. Pozytywna ocena w obu formach zaliczenia daje podstawę do uzyskania pozytywnej oceny końcowej

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – 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 audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Udział i aktywność w zajęciach audytoryjnych, przygotowanie do prezentacji wybranego zagadnienia podczas ćwiczeń audytoryjnych (40%)

Ocena z kolokwium zaliczeniowego (60%)

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

indywidualne zaliczenie nieodbytych zajęć albo wprost o tematyce jakiej zajęcia te dotyczyły, albo o wskazanej przez prowadzącego zajęcia innej tematyce

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Oparta na dostępnej literaturze fachowej bieżąca znajomość problematyki ochrony środowiska, w tym oddziaływania na środowisko ze strony energetyki zawodowej i przemysłowej.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Literatura:
1.Miller A., Lewandowski J.: Układy gazowo-parowe. WNT, Warszawa 1998.
2.Badyda K., Lewandowski J., Miller A., Skowroński P.: Proekologiczne technologie dla rekonstrukcji i modernizacji elektrowni i elektrociepłowni. Wydawnictwo IGEiOŚ, Warszawa 2000
3.Chmielniak T.: Technologie energetyczne. WNT, Warszawa 2008.
4.Chmielniak T., Pawlik M., Malko J., Lewandowski J.: Wyzwania paliwowe, technologiczne i ekologiczne dla polskiej energetyki. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2010.
5.Thome- Kozmiensky K. J.: Thermische Abfallbehandlung. TK-Verlag für Energie und Umwelttechnik, 2011, 2012.
Pomoce naukowe:
Biężące wydawnictwa popularno-naukowe z zakresu problematyki ochrony środowiska i energetyki

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Wpływ wybranych parametrów na ruch cząstki wody w strumieniu spalin — Effect of selected parameters on the water particle movement in flue gas stream / Tadeusz PAJĄK, Michał JURCZYK // Przemysł Chemiczny ; ISSN 0033-2496. — 2018 t. 97 nr 9, s. 1508–1510
2. Badanie suchej sorpcji ditlenku siarki i chlorowodoru wodorowęglanem sodu ze spalin elektrociepłowni węglowej — Study on dry sorption of sulfur dioxide and hydrogen chloride with sodium bicarbonate from flue gas of a coal-fired power plant / Grzegorz Święszek, Tadeusz PAJĄK // Przemysł Chemiczny ; ISSN 0033-2496. — 2017 t. 96 nr 8, s. 1730–1732.
3. Efektywność suchej metody oczyszczania spalin na przykładzie wybranych krajowych spalarni osadów ściekowych — Effectiveness of dry method of flue gas treatment as exemplified by some domestic sewage sludge incineration plants / Tadeusz PAJĄK // Przemysł Chemiczny ; ISSN 0033-2496. — 2015 t. 94 nr 9, s. 1540–1543.
4. Initial operating experience with the new Polish waste-to-energy plants / Tadeusz PAJĄK, Michał JURCZYK // W: Waste management. Vol. 6, Waste-to-energy / Karl J. Thomé-Kozmiensky, Stephanie Thiel. — Neuruppin : TK Verlag Karl Thomé-Kozmiensky, 2016. — ISBN: 978-3-944310-29-9. — S. 189–199.
5. Komunalne osady ściekowe – zagospodarowanie energetyczne i przyrodnicze — [Land application and energy recovery from municipal sewage sludge] / January B. Bień, Małgorzata Kacprzak, Tomasz Kamizela, Mariusz Kowalczyk, Ewa Neczaj, Tadeusz PAJĄK, Katarzyna Wystalska. — Częstochowa : Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, 2015.
6. Municipal waste-to-energy plants in Poland – current projects / Maciej CYRANKA, Michał JURCZYK, Tadeusz PAJĄK // W: SEED 2016 : the international conference on the Sustainable Energy and Environment Development : Kraków, Poland, May 17\textsuperscript{th}–19\textsuperscript{th}, 2016 : book of abstracts / ed. Mariusz Filipowicz, Tadeusz Olkuski, Katarzyna Styszko. — Kraków : Wydawnictwo Instytutu Zrównoważonej Energetyki, 2016

Informacje dodatkowe:

wskazana jest bieżąca aktywność studentów, oparta na śledzeniu wybranych publikacji, udziału w seminariach, etc. potwierdzająca znajomość aktualnej problematyki w zakresie specjalności ich kształcenia,