Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Energia Geotermalna
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
ZSDA-3-0294-s
Wydział:
Szkoła Doktorska AGH
Poziom studiów:
Studia III stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Szkoła Doktorska AGH
Semestr:
0
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Śliwa Tomasz (sliwa@agh.edu.pl)
Dyscypliny:
inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

The student will learn the basic definitions related to geothermal energy. He will learn the origin of the Earth’s heat. Will know how to look for geothermal heat resources, how to make them available, exploited and what are the possibilities of its use, mainly in the energy sector.

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 Knowledge of basic concepts and definitions in the field of geothermal energy SDA3A_W01 Egzamin
M_W002 Knowledge of the origin of the Earth's heat and conceptions of energy on Earth and in Universum SDA3A_W02, SDA3A_W05, SDA3A_W04 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Ability to search and share geothermal energy SDA3A_U01 Kolokwium
M_U002 Ability to design exploitation and utilisation of geothermal energy SDA3A_U07, SDA3A_U03, SDA3A_U02 Kolokwium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 The student has the competence to discuss energy saving, renewable energy sources, environmental protection for future generations, economics in the aspect of energy and environmental protection SDA3A_K01, SDA3A_K03, SDA3A_K02 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
45 15 15 0 15 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 Knowledge of basic concepts and definitions in the field of geothermal energy + - - - - - - - - - -
M_W002 Knowledge of the origin of the Earth's heat and conceptions of energy on Earth and in Universum + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Ability to search and share geothermal energy - + - - - - - - - - -
M_U002 Ability to design exploitation and utilisation of geothermal energy - + - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 The student has the competence to discuss energy saving, renewable energy sources, environmental protection for future generations, economics in the aspect of energy and environmental protection - - - + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 102 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 25 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 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 (15h):
Geothermal Energy

Definitions of geothermal heat, geothermal resources, geothermal gradient, geothermal grade, geoenergetics and underground thermal energy storage. Genesis of the Earth’s heat against the background of energy genesis. Geothermal areas. Geothermal energy in sedimentary basins. Geothermal holes, geothermal doublets. Corrosion of geothermal waters. Fiberglass casing. Drilling geothermal boreholes. Borehole heat exchangers. Geothermal heat pumps. Profitability of geothermal investments. Geothermal energy in Poland, in the European Union and in the world. The use of geothermal heat. Electricity generation. Geothermal pools.

Ćwiczenia audytoryjne (15h):
Geothermal doublets. Borehole heat exchangers. Geothermal heat pumps

Calculation of geothermal doublets. Heat losses calculations. Borehole heat exchangers efficiency calculation. Borehole heat exchangers fields. COP of geothermal heat pumps. Determining the heating power. Profitability assessment of geothermal doublets and geothermal heat pumps.

Ćwiczenia projektowe (15h):
Project of making available, exploitation and use of geothermal energy

Design of the borehole exploiting geothermal waters. Injection borehole design. Calculating the distance between boreholes of doublet .
Borehole heat exchangers field project. Hydrogeological documentation. Economic analysis.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Lecture and multimedia presentations
  • Ćwiczenia audytoryjne: Calculation, discussion, presentations, home works
  • Ćwiczenia projektowe: Geothermal boreholes design. Design of borehole heat exchangers. Designing of borehole heat exchanger fields.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Completing the tutorials based on the result of the test and class participation and activity on classes. Project defense. Two colloquium and project corrections are allowed. Students who have at least a satisfactory grade (3.0) from other classes can be qualified to the exam.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Class attendance
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Class attendance
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Class attendance
Sposób obliczania oceny końcowej:

Final grade = 50% of the exam grade + 25% of the tutorial grade + 25% of the project tutorial mark (of the project grade)

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

Individual discussion and supplementation of material from students present in class

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Knowledge of geology, mining, thermodynamics, chemistry, economics

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

William E. Glassley, Geothermal energy : renewable energy and the environment, CRC Press, 2010.

David R. Boden, Geologic fundamentals of geothermal energy, CRC Press – Taylor & Francis Group, 2017.

Mary H. Dickson and Mario Fanelli, Geothermal energy : utilization and technology, London, Earthscan, 2005.

Ingrid Stober, Kurt Bucher, Geothermal energy : from theoretical models to exploration and development, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2013.

Marc A. Rosen and Seama Koohi-Fayegh, Geothermal energy : sustainable heating and cooling using the ground, Chichester, John Wiley & Sons, 2017.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Tomasz Śliwa: Analysis of a heat pump system based on borehole heat exchangers for a swimming pool complex in Krynica, S-Poland; Geothermal Training in Iceland; Reports of the United Nations University Geothermal Training Programme, Reykiavik, 1999, pp. 357-383.

2. Andrzej Gonet, Tomasz Śliwa: The utilisation of boreholes for geothermal heat exploitation, Nové poznatky v oblasti vrtania, tazby, dopravy a uskladnovania uhl’ovodíkov, Zborník prednások XI. Medzinárodná Vedecko-technická Konferencia, Technická Univerzita v Kosiciach. Fakulta Baníctva, Ekológie, Riadenia a Geotechnológií. Katedra Ropného Inzinierstva, Podbanské, Slovensko 29-31 októbra 2002, pp. 38-41.

3. Gonet Andrzej, Stanisław Stryczek, Tomasz Śliwa, Jan Kruczak, Jan Woliński (2003), Specificity of geothermal drilling based on Oil and Gas Exploration Company Jasło activities, 50 years University of Mining and Geology “St. Ivan Rilski”’ (1953—2003), Jubilee International Scientific Session, Annual of the Universtity of Mining and Geology “St. Ivan Rilski”, Sofia. Pt. 1: Geology and Geophysics; vol. 46, Publishing House “St. Ivan Rilski”, Sofia, pp. 431-434

4. Śliwa Tomasz, Jarosław Kotyza (2003), Application of existing wells as ground heat source for heat pumps in Poland, Applied Energy, vol. 74, Elsevier, pp. 3-8

5. Śliwa Tomasz, Andrzej Gonet (2003), The idea of utilising old production wells for borehole heat exchangers in the near depleted oil field in Iwonicz Zdrój, International Geothermal Conference on “Multiple Integrated Uses of Geothermal Resources”, Reykjavik, Session 13, s. 16–22

6. Śliwa Tomasz, Andrzej Gonet (2005), Theoretical model of borehole heat exchanger, Journal of Energy Resources Technology, vol. 127 no. 2, pp. 142–148

7. Gonet Andrzej, Tomasz Śliwa, Stanisław Stryczek (2005), Heating agent pressure losses in a borehole heat exchanger, World Geothermal Congress 2005, WGC 2005 ``Geothermal energy: the domestic, renewable, green option’’, Antalya, Turkey, 24–29 April 2005 : proceedings. eds. Roland Horne, Eder Okandan ; IGA International Geothermal Association, TGA Turkish Geothermal Association, IGA, p. 1–7
referat

8. Śliwa T., Gołaś A., Wołoszyn J., Gonet A. (2012), Numerical model of borehole heat exchanger in ANSYS CFX software (Numeryczny model otworowego wymiennika ciepła w pakiecie ANSYS CFX), Archives of Mining Sciences (Archiwum Górnictwa), vol. 57 no. 2 pp. 375–390

9. Sliwa T., Rosen M.A. Jezuit Z. (2014), Use of Oil Boreholes in the Carpathians in Geoenergetic Systems: Historical and Conceptual Review, Research Journal of Environmental Sciences, vol. 8 iss. 5, s. 231-242

10. Śliwa T., Rosen M.A. (2014), Natural and artificial methods of heat resources regeneration in underground thermal energy storages with borehole heat exchangers, Conference proceedings paper, The 4th world sustainability forum, 1–30 November, s. 1–15

11. Śliwa T., Rosen M.A., Natural and artificial methods for regeneration of heat resources for borehole heat exchangers to enhance the sustainability of underground thermal storages: a review, Sustainability 2015 vol. 7 iss. 10, p. 13104-13125

12. Sapińska-Śliwa A., Rosen M.A., Gonet A., Śliwa T., Deep borehole heat exchangers – a conceptual and comparative review, International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration, 2016 vol. 24 iss. 1 art. no. 1630001, s. 1–15

13. Śliwa Tomasz, Sojczyńska Anna, Rosen Marc A., Kowalski Tomasz, Evaluation of temperature profiling quality in determining energy efficiencies of borehole heat exchangers, Geothermics, 2019, vol. 78, pp. 129–137

Informacje dodatkowe:

-