SYLABUS. Wydział Biologiczno-Rolniczy. Katedra Bioenergetyki i Analizy Żywności. Prof. dr hab. inż. Czesław Puchalski dr inż.

Transkrypt

1 SYLABUS 1. PODSTAWOWE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE/MODULE 1.1. Cechy przedmiotu/modułu Nazwa przedmiotu/ modułu Technologie bioenergetyczne Kod przedmiotu/ modułu* Wydział (nazwa jednostki prowadzącej kierunek) Nazwa jednostki realizującej przedmiot Kierunek studiów Poziom kształcenia Profil Forma studiów Rok i semestr studiów Rodzaj przedmiotu Koordynator Imię i nazwisko osoby prowadzącej / osób prowadzących Wydział Biologiczno-Rolniczy Katedra Bioenergetyki i Analizy Żywności Ochrona Środowiska Pierwszy stopień Ogólnoakademicki Stacjonarne III/6 Kierunkowy Prof. dr hab. inż. Czesław Puchalski Prof. dr hab. inż. Czesław Puchalski dr inż. Marcin Bajcar 1.2. Formy zajęć dydaktycznych, wymiar godzin i punktów ECTS Wykład Ćwiczenia audytoryjne Konwersatoria Ćwiczenia laboratoryjne Seminarium Praktyki Zajęcia terenowe Liczba pkt ECTS Sposób realizacji zajęć zajęcia w formie tradycyjnej 1.4. Forma zaliczenia przedmiotu/ modułu (z toku) egzamin 2. WYMAGANIA WSTĘPNE Student powinien mieć wiedzę w zakresie fizyki, chemii i mikrobiologii. 3. CELE, EFEKTY KSZTAŁCENIA, TREŚCI PROGRAMOWE I STOSOWANE METODY DYDAKTYCZNE 3.1. Cele przedmiotu/modułu C1 Nabycie umiejętności oceny przydatności odnawialnych źródeł energii, a w szczególności biomasy, na poziomie lokalnym i krajowym.

2 C2 C3 Nabycie umiejętności oceny zapotrzebowania na energię z biomasy; możliwości i uwarunkowań pozyskiwania energii z plantacji energetycznych. Zapoznanie studentów z zagadnieniami zarządzania zapleczem surowcowym przedsiębiorstw przetwórczych biomasy, środowiskowej oceny zastosowań bioenergii w gospodarce i rolnictwie Efekty kształcenia dla przedmiotu/ modułu (wypełnia koordynator) EK (efekt kształcenia) EK_01 EK_02 EK_03 Treść efektu kształcenia zdefiniowanego dla przedmiotu (modułu) Charakteryzuje technologie energii odnawialnej. Opisuje poszczególne grupy odnawialnych źródeł energii Omawia sposoby produkcji i wykorzystania biomasy na cele energetyczne. Odniesienie do efektów kierunkowych (KEK) K_W17 K_W18 K_W19 EK_04 Wykonuje i omawia projekt technologiczny na bazie zdobytej na zajęciach wiedzy. K_U05 EK_05 Potrafi zweryfikować przydatność określonej energii pozyskanej z biomasy dla celów projektu własnego zakładu produkcyjnego. K_U12 K_U13 EK_06 Potrafi pracować w zespole. K_K TREŚCI PROGRAMOWE A. Problematyka wykładu Treści merytoryczne Konwencjonalne źródła energii a stan środowiska. Zapotrzebowanie na energię, jako pochodna rozwoju gospodarczego i wzrostu liczby ludności. Energetyka konwencjonalna i jej źródła. Skażenie środowiska. Odnawialne źródła energii. Pierwotne źródła energii odnawialnych. Energia wody: duże i małe elektrownie wodne, energia wiatru, energia promieniowania słonecznego, energia geotermalna głęboka i płytka, energia biomasy: źródła biomasy, wartość opałowa, konwersja energii biomasy. Obecny i perspektywiczny udział odnawialnych źródeł w bilansie paliwowoenergetycznym świata, UE i Polski.

3 Zasoby energetyczne biomasy. Drewno, słoma, uprawy polowe jednoroczne, wieloletnie rośliny energetyczne, produkty uboczne przeznaczane na biogaz. Technologie konwersji biomasy drewna na cele energetyczne. Przygotowanie materiału: zrębki, pelety. Technologie pozyskiwania energii z drewna. Technologie konwersji biomasy słomy na cele energetyczne. Właściwości słomy, jako paliwa. Technologie zbioru, transportu i magazynowania słomy. Technologie spalania słomy. Biopaliwa płynne. Oleje roślinne, biodiesel, bioalkohole. Biogaz Biogaz z odpadów rolniczych, biogaz z pełnowartościowych produktów rolniczych, biogaz z osadów ściekowych i wysypisk. Źródła finansowania inwestycji z zakresu odnawialnych źródeł energii. Dotacje i kredyty. Finansowanie przez trzecią stronę. Gminy, jako podmioty realizujące nową rozproszoną politykę energetyczną. B. Problematyka ćwiczeń laboratoryjnych. Treści merytoryczne Techniczne i ekonomiczne możliwości spalania biomasy drzewnej. Wymagania w zakresie ograniczenia emisji CO 2 i NO 2. Charakterystyka palenisk rusztowych, palenisk ze złożem fluidyzacyjnym. Możliwości przetwarzania biomasy poprzez: spalanie, gazyfikację, pirolizę. Techniczne i ekonomiczne możliwości spalania słomy. Wymagania w zakresie ograniczenia emisji CO 2 i NO 2. Charakterystyka palenisk rusztowych. Kotłownie do spalania słomy. Rodzaje, budowa, możliwości stosowania. Produkcja biopaliwa z rzepaku. Budowa agrorafinerii do produkcji biopaliwa. Metody ciśnieniowe i bezciśnieniowe. Omówienie budowy i działania agrorafinerii w Mochełku. Bilans masowy uprawy rzepaku z przeznaczeniem na biopaliwo analiza ekonomiczna. Właściwości i przydatność biopaliwa do napędu maszyn rolniczych a ochrona środowiska. Analiza procesu fermentacji metanowej. Charakterystyka podstawowych parametrów wymaganych podczas fermentacji metanowej. Budowa i działanie przykładowych biogazowni. Wymagania odnośnie przebiegu procesu oraz wymagania w aspekcie ochrony środowiska naturalnego.

4 Budowa siłowni wiatrowych. Obliczanie mocy wiatru i oraz generowanej przez siłownie wiatrowe. Obliczanie energii możliwej do pozyskiwania w różnych regionach kraju, stosowanie krzywych biegunowych oraz tablic Pomorcewa- Hullena. Projektowanie wymiennika przeponowego przy wykorzystaniu nomogramu Foita. Projektowanie bezprzeponowego gruntowego wymiennika ciepła i masy. Podstawowe obliczenia. Projektowanie magazynu ciepła. Koncepcja budowy instalacji wentylacyjnej opartej o wymienniki gruntowe. Koncepcja budowy małej elektrowni wodnej. Podstawowe obliczenia. Budowa i wykorzystanie ogniw wodorowych. Analiza procesu pozyskiwania i przetwarzania energii słonecznej dla celów rolniczych i komunalnych. Przegląd metod i stosowanych technologii. Konstrukcje i obliczenia kolektorów słonecznych. Przykłady rozwiązań i zastosowania. Przykładowe rozwiązania instalacji dachowych. Układy do odzysku ciepła odpadowego. Przykłady rozwiązań obliczenia ilości ciepła pozyskiwanego. Pompy ciepła. Budowa i typowe zastosowania PC. Podstawowe obliczanie. Dobór i charakterystyka czynników roboczych stosowanych w pompach. Problem dziury ozonowej i efektu cieplarnianego. Budowa instalacji fotowoltaicznych. Zasady projektowania. Zestawianie układów. Student poznaje przykładowe zakłady wykorzystujące energię odnawialną do celów energetycznych C. Problematyka ćwiczeń terenowych Zapoznanie studenta z pracą, budową oraz funkcjonowaniem instalacji OZE Metody dydaktyczne Wykłady realizowane z wykorzystaniem środków multimedialnych (prezentacje, filmy). Ćwiczenia obliczeniowe i projektowe, z wykorzystaniem specjalistycznych stanowisk dydaktycznych. Ćwiczenia terenowe realizowane będą w zakładach zajmujących się produkcją energii z OZE

5 4. METODY I KRYTERIA OCENY 4.1. Sposoby weryfikacji efektów kształcenia Symbol efektu Metody oceny efektów kształcenia ( np.: kolokwium, egzamin ustny, egzamin pisemny, projekt, sprawozdanie, obserwacja w trakcie zajęć) Forma zajęć dydaktycznych (w, ćw, ) EK_ 01 Kolokwium, egzamin ĆW, W EK_ 02 Kolokwium, egzamin ĆW, W EK_03 Kolokwium, egzamin ĆW, W EK_04 Wykonanie projektu, jego dyskusja. ĆW EK_05 Wykonanie projektu, jego dyskusja. ĆW EK_06 Obserwacja w trakcie zajęć ĆW 4.2. Warunki zaliczenia przedmiotu (kryteria oceniania) Ćwiczenia laboratoryjne: zaliczenie z oceną: ocena zaliczeniowa na podstawie ocen cząstkowych z kolokwium oraz projektów technologicznych poprzez ustalenie ich średniej arytmetycznej Ćwiczenia terenowe: zaliczenie na podstawie złożonego sprawozdania. Wykład: egzamin pisemny Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest osiągnięcie wszystkich założonych efektów kształcenia. O ocenie pozytywnej z przedmiotu decyduje, po zaliczeniu ćwiczeń i zajęć terenowych, liczba uzyskanych punktów z egzaminu (50-60% - dst, 60-70% - dst plus; 70-80% - db, 80-90% - db plus, >90% - bdb) 5. CAŁKOWITY NAKŁAD PRACY STUDENTA POTRZEBNY DO OSIĄGNIĘCIA ZAŁOŻONYCH EFEKTÓW W GODZINACH ORAZ PUNKTACH ECTS Aktywność Liczba godzin/ nakład pracy studenta godziny zajęć wg planu z nauczycielem 48 przygotowanie do zajęć i do kolokwium 14 udział w konsultacjach 4 przygotowanie projektów, sprawozdania 12 przygotowanie do egzaminu 10 udział w egzaminie 2 SUMA GODZIN 90 SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS 3

6 6. PRAKTYKI ZAWODOWE W RAMACH PRZEDMIOTU/ MODUŁU wymiar godzinowy - zasady i formy odbywania praktyk - 7. LITERATURA Literatura podstawowa: 1. Bocian P., Golec T., Rakowski J. Nowoczesne technologie pozyskiwania i energetycznego wykorzystania biomasy. BiOB. Warszawa Biopaliwa, pod redakcją P. Gradziuka. Warszawa: Wydawnictwo "Wieś Jutra" Lewandowski Witold M.: Proekologiczne odnawialne źródła energii. Warszawa: WN-T Jastrzębska G.: Odnawialne źródła energii i pojazdy proekologiczne. Warszawa: WN-T Literatura uzupełniająca: 1.Grzybek A., Gradziuk P., Kowalczyk K.: Słoma energetyczne paliwo. Warszawa: Wydawnictwo "Wieś Jutra" Jabłoński W., Wnuk J.: Odnawialne źródła energii w polityce energetycznej Unii Europejskiej i Polski. Sosnowiec: Wydawnictwo WSZiM Biomasa dla elektroenergetyki i ciepłownictwa - szanse i problemy. Warszawa: Wydawnictwo "Wieś Jutra" Akceptacja Kierownika Jednostki lub osoby upoważnionej