Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Energetyka wodna, wiatrowa
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RMBM-2-329-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. Pytel Krzysztof (kpytel@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Zajęcia dają wiedzę o działaniu elektrowni wodnych i wiatrowych. Przekazują umiejętność wyznaczenia podstawowych parametrów pracy oraz projektowania elementów maszyn.

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 o trendach rozwojowych w obszarze projektowania, wytwarzania i eksploatacji wybranych maszyn przepływowych MBM2A_W17, MBM2A_W14 Odpowiedź ustna
M_W002 Zna prawa związane z opisem działania wybranych maszyn przepływowych MBM2A_W17, MBM2A_W14 Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 posiada umiejętności posługiwania się zaawansowaną wiedzą przydatną do projektowania, wytwarzania i eksploatacji maszyn i systemów MBM2A_U02, MBM2A_U01, MBM2A_U21 Egzamin
M_U002 potrafi przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary na stanowiskach modelowych oraz interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski MBM2A_U02, MBM2A_U01, MBM2A_U26 Projekt
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 wykształca nawyk ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych MBM2A_K02, MBM2A_K03, MBM2A_K01, MBM2A_K04 Aktywność na zajęciach
M_K002 Jest przygotowany do działalności twórczej w działach projektowych przedsiębiorstw zajmujących się wytwarzaniem maszyn przepływowych MBM2A_K02, MBM2A_K03, MBM2A_K01, MBM2A_K04 Aktywność 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 0 0 14 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 o trendach rozwojowych w obszarze projektowania, wytwarzania i eksploatacji wybranych maszyn przepływowych + - - + - - - - - - -
M_W002 Zna prawa związane z opisem działania wybranych maszyn przepływowych + - - + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 posiada umiejętności posługiwania się zaawansowaną wiedzą przydatną do projektowania, wytwarzania i eksploatacji maszyn i systemów + - - - - - - - - - -
M_U002 potrafi przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary na stanowiskach modelowych oraz interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski + - - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 wykształca nawyk ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych + - - + - - - - - - -
M_K002 Jest przygotowany do działalności twórczej w działach projektowych przedsiębiorstw zajmujących się wytwarzaniem maszyn przepływowych + - - + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 60 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 28 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (14h):
  1. Wpływ parametrów geometrycznych i ruchowych elektrowni wiatrowych na produkcję energii i sprawność energetyczną urządzenia (6 godz.)

    Energia wiatru, technologie turbin wiatrowych, planowanie inwestycji, dobór elektrowni wiatrowych i infrastruktury towarzyszącej, analiza parametrów ruchowych i geometrycznych.

  2. Hydrotechniczne rozwiązania małych elektrowni wodnych (6 godz.)

    Potencjał hydrotechniczny, przyczyny budowy i kryteria klasyfikacji elektrowni wodnych, rodzaje i hydrotechniczne rozwiązania MEW, budowle wodne, zagadnienia eksploatacji.

  3. Analiza ekonomiczna, finansowa i ekologiczna inwestowania w energetykę wodna i wiatrową (2 godz)

    Zagadnienia ekonomiczne, oceny projektów inwestycyjnych.

Ćwiczenia projektowe (14h):
  1. Projekt elektrowni wiatrowej o poziomej osi obrotu (4 godz.)

    Projekt uwzględniający propozycję profilu łopaty elektrowni wiatrowej, analiza pracy wirnika.

  2. Projekt elektrowni wiatrowej o pionowej osi obrotu (4 godz.)

    Projekt uwzględniający propozycję profilu łopaty elektrowni wiatrowej, analiza pracy wirnika.

  3. Projekt turbiny dla elektrowni wodnej i dobór urządzań i maszyn (4 godz.)

    przemiany energii w małej elektrowni wodnej, projekt turbiny, dobór urządzań i maszyn dla MEW

  4. Analiza inwestycyjna przedsięwzięcia energetycznego (2 godz.)

    ocena techniczna i finansowa wykonalności projektów z zakresu energetyki wiatrowej i wodnej, analiza redukcji emisji gazów cieplarnianych, analiza ryzyka finansowego.

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 projektowe: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

1. Terminem podstawowym uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w semestrze.
2. Student ma prawo do jednego terminu poprawkowego, w zasadniczej części sesji, w celu uzyskania zaliczenia.
a). jedno niezaliczone ćwiczenie do poprawy;
b). jedno niezaliczone kolokwium z ćwiczeń; (lub „całościowe” kolokwium z semestru – jeden dodatkowy termin w sesji);
3. W czasie semestru sposób poprawy (niezaliczonych kolokwiów lub ćwiczeń) i liczbę podejść ustala prowadzący zajęcia.
4. Uzyskanie zaliczenia w terminie poprawkowym powinno być nie później, jak do końca podstawowej części sesji egzaminacyjnej.
5. Przy braku zaliczenia do końca zajęć w semestrze do wirtualnego dziekanatu jest wpisywana ocena 2,0 w pierwszym terminie, przy braku zaliczenia do końca pierwszego tygodnia sesji – ocena 2,0 w drugim terminie, przy braku zaliczenia do końca podstawowej części sesji – ocena 2,0 w trzecim terminie.
6. Przy otrzymaniu oceny 2,0 w pierwszym terminie zaliczania ćwiczenia lub kolokwium, przy poprawie student może otrzymać tylko 3,0.
7. Przy ocenie pozytywnej, ale niesatysfakcjonującej, student ma prawo do poprawy na wyższą ocenę – tylko jedno podejście przed zakończeniem zajęć w semestrze (szczegóły ustala prowadzący ćwiczenia).
8. Brak zaliczenia z ćwiczeń w terminie podstawowym (2,0) jest uwzględniany do wartości zaliczenia w terminach poprawkowych.
9. Niesamodzielne wykonanie projektu, odpisywanie na kolokwium lub przy zaliczaniu skutkuje oceną 2,0 z zajęć i niezaliczeniem przedmiotu.
10. Nieobecność na kolokwium powinna być usprawiedliwiona na pierwszych zajęciach po kolokwium. Przy braku usprawiedliwienia, nieobecność jest traktowana jak celowy unik i zaliczenie kolokwium odbywa się tak jak przy ocenie niedostatecznej.

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 zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa = 0,8 oceny z ćwiczeń projektowych + 0,2 oceny z kolokwium zaliczeniowego z wykładu

Zabranie pracy na kolokwium zaliczeniowym z wykładu z powodu odpisywania jest równoznaczne z brakiem zaliczenia i oceną końcową 2.0 (niedostateczny)
Przy wyznaczaniu oceny końcowej w terminach poprawkowych brane są pod uwagę oceny niedostateczne.

Studentowi przysługuje tylko jeden termin poprawkowy.

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

W przypadku nieobecności na ćwiczeniach projektowych, Student zobowiązany jest do odrobienia ćwiczenia w innym terminie ustalonym przez prowadzącego ćwiczenia.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Wiedza z zakresu mechaniki, termodynamiki, mechaniki płynów, komputerowego wspomagania projektowania, modelowania w projektowaniu.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Jagodziński W. 1959, Silniki wiatrowe. PWT, Warszawa,
Lorenc H., Struktura i zasoby energetyczne wiatru w Polsce.
Gumuła S., Energetyka wiatrowa
F. E. Powell, Windmills and Wind Motors …
John D. Holmes, Wind Loading of Structures …
Paul Gipe, Wind Energy Basics …
James F. Manwell, Wind Energy Explained: Theory, Design and…
Pramod Jain, Wind Energy Engineering,
Fernando D. Bianchi, Wind Turbine Control Systems: Principles,…

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Wykaz publikacji: https://bpp.agh.edu.pl/autor/krzysztof-pytel-03537
Wybrane publikacje:

1. Analysis of the suitability of using the selected wind turbine blades for wind power appliances based on numerical analyses / Krzysztof PYTEL, Szymon Szpin, Wiktor Hudy, Małgorzata Piaskowska-Silarska, Stanisław GUMUŁA // E3S Web of Conferences [Dokument elektroniczny]. – Czasopismo elektroniczne ; ISSN 2267-1242. — 2018 vol. 46 art. no. 00006, s. 1–10. — Wymagania systemowe: Adobe Reader. — Bibliogr. s. 9–10, Abstr.. — Publikacja dostępna online od: 2018-09-13. — Toż w wersji drukowanej, ISBN 978-2-7598-9055-2. — 3rd International conference on Energy and environmental protection : Krakow, Poland, September 13-14, 2018.

2. Influence of combustion of conventional and renewable fuels on the quality of the air / Małgorzata Piaskowska-Silarska, Krzysztof PYTEL, Stanisław GUMUŁA // Polish Journal of Environmental Studies ; ISSN 1230-1485. — 2017 vol. 26 no. 5A, s. 58–63. — Bibliogr. s. 62–63,

3. Issues of exploitation of induction motors in the course of underground mining operations — Problemy eksploatacji silników indukcyjnych w warunkach górnictwa podziemnego / Stanisław GUMUŁA, Wiktr Hudy, Małgorzata Piaskowska-Silarska, Krzysztof PYTEL // Archives of Mining Sciences = Archiwum Górnictwa ; ISSN 0860-7001. — 2017 vol. 62 iss. 3, s. 579–596. — Bibliogr. s. 595–596

4. An impact of chosen construction parameter and operating conditions on the quality of wind turbine energy generation / Krzysztof Pytel, Kazimierz Jaracz, Stanisław GUMUŁA // W: ICCC 2012 [Dokument elektroniczny] : 13\textsuperscript{th} International Carpathian Control Conference : High Tatras, Podbanské, Slovak Republic, 28–31 May, 2012 / eds. Ivo Petráš, [et al.]. — Wersja do Windows. — Dane tekstowe. — [Piscataway] : IEEE,, cop. 2012. — 1 dysk optyczny. — e-ISBN: 978-1-4566-1866-3. — S. 592–595. — Wymagania systemowe: Adobe Acrobat Reader ; napęd CD. — Bibliogr. s. 595,

5. Badania charakterystyk aerodynamicznych profilów konstrukcji Witolda Kasprzyka — The results of investigations on aerodynamic profiles of Kasper Wings / Stanisław GUMUŁA, Sławomir Pytel, Paweł Słaboński, Krzysztof Pytel // Mechanics / AGH University of Science and Technology. Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Commission on Applied Mechanics of Polish Academy of Sciences. Cracow Branch ; ISSN 1734-8927. — 2005 vol. 24 no. 3, s. 182–190.

6. Effects of gusts and turbulence on wind turbine performance / Stanisław GUMUŁA, Krzysztof Pytel, Małgorzata Piaskowska-Silarska // W: Energetyka i ochrona środowiska / red. t. Marian Banaś. — Kraków : Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, 2013. — (Monografie / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki ; nr 61) ; (Problemy Inżynierii Mechanicznej i Robotyki = Problems of Mechanical Engineering and Robotics). — ISBN10: 83-89772-72-8. — S. 37–48. — Bibliogr. s. 48,

7. Environmental and economic benefits of using kinetic wind energy to generate electricity : short communication / Stanisław GUMUŁA, Krzysztof Pytel, Małgorzata Piaskowska-Silarska // Polish Journal of Environmental Studies ; ISSN 1230-1485. — 2014 vol. 23 no. 6, s. 2315–2320. — Bibliogr. s. 2319–2320,

8. Evaluation of the impact of adjusting the angle of the axis of a wind turbine rotor relative to the flow of air stream on operating parameters of a wind turbine model / GUMUŁA Stanisław, Hudy Wiktor, Pytel Krzysztof, Piaskowska-Silarska Małgorzata, Noga Henryk, Kulinowski Wojciech // W: Energy and fuels 2016 : Kraków, 21–23 September 2016 : book of abstracts = Energetyka i paliwa 2016 / eds. Magdalena Dudek, Tadeusz Olkuski, Wojciech Suwała, Bartłomiej Lis, Marcin Pluta ; AGH University of Science and Technology. Faculty of Energy and Fuels, Tadeusz Kościuszko Cracow University of Technology. Institute of Thermal Power Engineering. — [Kraków : AGH University of Science and Technology], 2016

Informacje dodatkowe:

1. Kolokwium zaliczeniowe z wykładów obejmuje zagadnienia omówione na wykładach.
2. Kolokwium może mieć formę pytań otwartych lub być w postaci testu pojedynczego wyboru.
3. W pytaniach mogę być proste zadania obliczeniowe.
4. Pytanie są punktowane. Ocena pozytywna z kolokwium z wykładów jest przy sumarycznej ilości punktów równej 51%.
5. Stwierdzenie niesamodzielności pracy lub korzystanie z niedozwolonych materiałów na kolokwiach oraz zaliczeniach ćwiczeń skutkuje oceną niedostateczną i brakiem zaliczenia przedmiotu.
6. Stwierdzenie niesamodzielności pracy lub korzystanie z niedozwolonych materiałów na kolokwium zaliczeniowym z wykładów skutkuje oceną niedostateczną, utratą terminów poprawkowych i brakiem zaliczenia z przedmiotu.
7. Przy wyznaczaniu oceny końcowej brane są pod uwagę oceny niedostateczne (2,0) z wszystkich, niezdanych terminów kolokwium zaliczeniowego z wykładów.
8. Terminem podstawowym uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w semestrze.
9. Student ma prawo do jednego terminu poprawkowego, w zasadniczej części sesji, w celu uzyskania zaliczenia.
a). jedno niezaliczone kolokwium z ćwiczeń (lub „całościowe” kolokwium z semestru – jeden dodatkowy termin w sesji);
b). jeden poprawkowy termin dla kolokwium zaliczeniowego z wykładów.
10. W czasie semestru sposób poprawy (niezaliczonych kolokwiów) i liczbę podejść ustala prowadzący zajęcia.
11. Uzyskanie zaliczenia w terminie poprawkowym powinno być nie później, jak do końca podstawowej części sesji egzaminacyjnej.
12. Przy braku zaliczenia do końca zajęć w semestrze do wirtualnego dziekanatu jest wpisywana ocena 2,0 w pierwszym terminie, przy braku zaliczenia do końca pierwszego tygodnia sesji – ocena 2,0 w drugim terminie, przy braku zaliczenia do końca podstawowej części sesji – ocena 2,0 w trzecim terminie.
13. Przy otrzymaniu oceny 2,0 w pierwszym terminie zaliczania ćwiczenia lub kolokwium, przy poprawie student może otrzymać tylko 3,0.
14. Przy ocenie pozytywnej, ale niesatysfakcjonującej, student ma prawo do poprawy na wyższą ocenę – tylko jedno podejście przed zakończeniem zajęć w semestrze (szczegóły ustala prowadzący ćwiczenia).
15. Brak zaliczenia z ćwiczeń w terminie podstawowym (2,0) jest uwzględniany do wartości zaliczenia w terminach poprawkowych.
16. Nieobecność na kolokwium powinna być usprawiedliwiona na pierwszych zajęciach po kolokwium. Przy braku usprawiedliwienia, nieobecność jest traktowana jak celowy unik i zaliczenie kolokwium odbywa się tak jak przy ocenie niedostatecznej.