Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Biomass in Energy Applications
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
STCH-2-114-ET-s
Wydział:
Energetyki i Paliw
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Energy Transition-KIC
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. nadzw. dr hab. inż. Filipowicz Mariusz (filipow@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Biomass in energy applications

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 has knowledge of devices, grids and energy systems. TCH2A_W02 Odpowiedź ustna,
Projekt
M_W002 Student knows advanced methods of renewable energy sources use, storage and cooperation with fuel and energy systems TCH2A_W02 Aktywność na zajęciach,
Odpowiedź ustna,
Projekt
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student is able to search, evaluate and convert data from scientific literature and other selected sources TCH2A_U06, TCH2A_U01 Odpowiedź ustna,
Sprawozdanie,
Projekt
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student is aware of his/her responsibility for tasks realized by a team TCH2A_K02 Zaliczenie laboratorium,
Zaangażowanie w pracę zespołu
M_K002 Student is able to think creatively TCH2A_K01 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji
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 10 0 20 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 Student has knowledge of devices, grids and energy systems. + - + + - - - - - - -
M_W002 Student knows advanced methods of renewable energy sources use, storage and cooperation with fuel and energy systems + - + + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student is able to search, evaluate and convert data from scientific literature and other selected sources - - + + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student is aware of his/her responsibility for tasks realized by a team - - + + - - - - - - -
M_K002 Student is able to think creatively + - + + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 90 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (10h):

1. Problems of combustion and co-combustion of different biomass types (wood, pellets, straw, sewage sludge and other)
2. Devices dedicated to biomass combustion (boilers, stoves, furnaces and other) – design, exploitation, construction issues..
3. Co-combustion of biomass fuels (straw, wood, pellets, etc)
4. The emission of pollutants and particulate matter from biomass boilers – generation, measurement, reduction methods
5. The control and optimization of combustion process
6. The exploitation problems of biomass boilers (corrosion, ash and other)
7. The analysis of faults and breakdowns during the biomass boilers exploitation

Classes can (dependin on funding and company permission) include also a study visit to a company –a manufacturer of biomass boilers, with the presentation of technological process and discussion with different employeesfrom different departments of the company

Ćwiczenia laboratoryjne (20h):

  1. Measurement of selected biofuels parameters (moisture/volatiles/ash content) in order to acquire data for project calculations
  2. Measurement of heating devices elements – experimental fluid mechanics (air distribution / heat transfer systems)
  3. Measurement of selected operation parameter of biomass-based energy devices in real systems
  4. Measurement of heat accumulation systems
  5. Monitoring and control of biomass combustion by application of different control algorithms
  6. Studies of operation of selected components (exchangers, heaters, radiators) and simple ORC unit.

Ćwiczenia projektowe (15h):

  1. Analysis of combustion reactions and its kinetics
  2. Calculations of boilers efficiency and losses
  3. Elements of CFD modeling of parts of biomass-based energy devices
  4. Dynamic analyses of the heating systems based on biomass

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:

Evaluations of laboratory exercises are calculated on the basis of the points from the reports and activities in the laboratory, under the Regulation of University Studies. Evaluations of project classes are calculated on the basis of grades from projects prepared by the groups of students and score from test. Evaluation of the lecture is determined on the basis of the results of the first completion test in accordance with the Regulations of University Studies.

Grading formula: FG= w* PMWFlect * PMGlect + w*PMWFprojclass * PMGprojclass s+w* PMWFlab* PMGlab
Where:
• FG-final grade
• PMWFlect – lecture part weighting factor – 0,3
• PMWFprojclass – project classes part weighting factor – 0,3
• PMWFlab– laboratory exercises part weighting factor – 0,4
• PMGlect – Grade of achieved LOs relevant to lecture
• PMGprojclass – Grade of achieved LOs relevant to project classes
• PMGlab– Grade of achieved LOs relevant to laboratory exercises

W = 1 for first evaluation deadline, w =0.9 for 1st retake , w=0.8 for 2nd retake.
All LO weighting factors associated with part of the module (PM) equal 1.

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

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

General knowledge of physics, mathematics and chemistry. Ability to perform laboratory measurements, general knowledge of measurement techniques and basics of data processing.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. The Handbook of Biomass Combustion and Co-firing, Edited by Sjaak van Loo and Jaap Koppejan, Eartscan, 2008,ISBN: 978-1-84407-249-1,
2. Donald L. Klass, Biomass for renewable energy, fuels and chemicals, Academic Press
3. Scientifics papers from journals Biomass and Bioenergy, Renewable Energy and others

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:
  1. Air manifolds for straw-fired batch boilers – experimental and numerical methods for improvement of selected operation parameters / Mateusz SZUBEL, Mariusz FILIPOWICZ, Beata Matras, Szymon PODLASEK // Energy ; ISSN 0360-5442. — 2018 vol. 162, s. 1003–1015. — Bibliogr. s. 1015, Abstr.. — Publikacja dostępna online od: 2018-08-10
  1. Homogenous and heterogeneous combustion in the secondary chamber of a straw-fired batch boiler / Mateusz SZUBEL, Wojciech Adamczyk, Grzegorz BASISTA, Mariusz FILIPOWICZ // EPJ Web of Conferences ; ISSN 2101-6275. — 2017 vol. 143, art. no. 02125, s. 1–11. — Bibliogr. s. 10–11, Abstr.. — Publikacja dostępna online od: 2017-05-12. — EFM 2016 : Experimental Fluid Mechanics 2016 : proceedings of the international conference : November 15–18 2016, Mariánské Lázně, Czech Republic.
  1. Experimental and numerical studies of rotating drum grate furnace / Grzegorz BASISTA, Mateusz SZUBEL, Mariusz FILIPOWICZ, Bartosz TOMCZYK, Joanna Krakowiak // EPJ Web of Conferences ; ISSN 2101-6275. — 2017 vol. 143, art. no. 02005, s. 1–6. — Bibliogr. s. 6, Abstr.. — Publikacja dostępna online od: 2017-05-12. — EFM 2016 : 11th international conference on Experimental Fluid Mechanics 2016 : November 15–18, 2016, Mariánské Lázně, Czech Republic.
  1. Processes of heat and mass transfer in straw bales using flue gasses as a drying medium / Wojciech GORYL, Mateusz SZUBEL, Mariusz FILIPOWICZ // EPJ Web of Conferences ; ISSN 2101-6275. — 2016 vol. 114, s. 02033-1–02033-6. — Bibliogr. s. 02033-6, Abstr.. — Publikacja dostępna online od: 2016-03-28. — EFM15 : Experimental Fluid Mechanics 2015 : Prague, Czech Republic, November 17–20, 2015.
  1. Impact of the air nozzles configuration in the biomass boiler on the carbon monoxie emission — Wpływ konfiguracji dysz powietrznych kotła na biomasę na emisję tlenku węgla / Mateusz SZUBEL // Czasopismo Techniczne = Technical Transactions / Politechnika Krakowska ; ISSN 0011-4561 ; R. 113 z. 6. Budownictwo = Civil Engineering ; ISSN 1897-628X. — 2016 1-B, s. 131–137. — Bibliogr. s. 136–137, Abstr., Streszcz.
  1. Characterization of the wood combustion process based on the TG analysis, numerical modelling and measurements performed on the experimental stand / Mateusz SZUBEL, Mariusz FILIPOWICZ, Wojciech GORYL, Grzegorz BASISTA // E3S Web of Conferences [Dokument elektroniczny]. – Czasopismo elektroniczne ; ISSN 2267-1242. — 2016 vol. 10 art. no. 00133, s. 1–8. — Wymagania systemowe: Adobe Reader. — Tryb dostępu: https://goo.gl/T0VYG1 [2017-02-14]. — Bibliogr. s. 8, Abstr.. — Publikacja dostępna online od: 2016-10-17. — SEED 2016 : 1st international conference on the Sustainable Energy and Environment Development : [Kraków, Poland, May 17th–19th, 2016]
  1. Analysis of selected problems of biomass combustion process in batch boilers – experimental and numerical approach / Mateusz SZUBEL // EPJ Web of Conferences ; ISSN 2101-6275. — 2016 vol. 114 art. no. 02119, s. 1–10. — Bibliogr. s. 10, Abstr.. — Publikacja dostępna online od: 2016-03-28. — EFM 15 : Experimental Fluid Mechanics 2015 : Prague, Czech Republic, November 17–20, 2015
  1. Impact of the geometry of the fuel bed in the fireplace on the quality of the combustion process / Mateusz SZUBEL, Magdalena WARSZEWSKA, Grzegorz BASISTA, Szymon PODLASEK // W: Energetyka i ochrona środowiska / red. t. Marian Banaś. — Kraków : Katedra Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki AGH, 2015. — (Power Systems and Environmental Protection Facilities = Systemy Energetyczne i Urządzenia Ochrony Środowiska) ; (Monographs of Department of Power Systems and Environmental Protection Facilities = Monografie Katedry Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska ; 4). — ISBN: 978-83-938602-6-5. — S. 127–139. — Bibliogr. s. 138–139, Abstr.
  1. Steam generation unit in a simple version of biomass based small cogeneration unit / Krzysztof SORNEK, Mariusz FILIPOWICZ, Mateusz SZUBEL, Estera BOŻEK, Krzysztof Izdebski // MATEC Web of Conferences [Dokument elektroniczny]. — Czasopismo elektroniczne ; ISSN 2261-236X. — 2014 vol. 18, s. 1–5 art. no. 01010. — Tryb dostępu: http://www.matec-conferences.org/articles/matecconf/pdf/2014/09/matecconf_heat2014_01010.pdf [2014-12-22]. — Bibliogr. s. 5, Abstr.. — 101 EUROTHERM Seminar – Transport phenomena in multiphase systems : [30 June – 03 July 2014, Kraków]
  1. The analysis of impact of accumulative heat exchanger mass on biomass stove operation efficiency, based on CFD simulations / Mateusz SZUBEL, Tomasz SIWEK // W: Ochrona i inżynieria środowiska : zrównoważony rozwój / red. t. Marian Banaś ; Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki. — Kraków : Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki AGH, 2014. — (Problemy Inżynierii Mechanicznej i Robotyki = Problems of Mechanical Engineering and Robotics) ; (Monografie / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki ; nr 63). — ISBN10: 83-89772-82-5. — S. 135–146. — Bibliogr. s. 146, Abstr.
  1. The applications of numerical modeling for the optimization of the operation of energy devices on the example of an air distribution system inside the biomass boiler — Możliwości zastosowania modelowania numerycznego w procesie optymalizacji pracy urządzeń energetycznych, na przykładzie systemu dystrybucji powietrza kotła na biomasę / Mateusz SZUBEL, Tomasz SIWEK // Czasopismo Techniczne = Technical Transactions / Politechnika Krakowska ; ISSN 0011-4561 ; R. 111 z. 19. Budownictwo = Civil Engineering ; ISSN 1897-628X. — 2014 5-B, s. 255–260. — Bibliogr. s. 260, Abstr., Streszcz.
  1. The investigation of the impact of basic operational parameters on the dynamics of water jacket in a biomass boiler using numerical and experimental methods / Mateusz SZUBEL, Mariusz FILIPOWICZ // EPJ Web of Conferences ; ISSN 2101-6275. — 2015 vol. 92 art. no. 02091, s. 02091-p.1–02091-p.8. — Bibliogr. s. 02091-p.8, Abstr.. — EFM14 – Experimental Fluid Mechanics 2014 : 9th International Conference on Experimental Fluid Mechanics : Cesky Krumlov, Czech Republic, November 18–21, 2014
Informacje dodatkowe:

The overall assessment consist of two steps:
1. Assessment of fulfilling of module learning outcomes and OLOs.
2. Assessment and grading of the quality of students work.
EIT OLOs assessed in the industrial internship:
• Making value judgments and sustainability competencies (EIT OLO 1)
• Entrepreneurship skills and competencies (EIT OLO 2)
• Creativity skills and competencies (EIT OLO 3)

• Research skills and competencies (EIT OLO 5)
• Intellectual transforming skills and competencies (EIT OLO 6)
• Leadership skills and competencies (EIT OLO 7)
The Method of assessments indicated in point escription of learning outcomes for modulen icludes assessment of learning outcomes and OLOs