Nazwa przedmiotu: UKŁADY KOGENERACYJNE W ENERGETYCE ROZPROSZONEJ Heat and power cogeneration sets in distributed generation Kierunek: ENERGETYKA Rodzaj przedmiotu: specjalności obieralny Rodzaj zajęć: wykład, laboratorium, seminarium KARTA PRZEDMIOTU Forma studiów: stacjonarne Poziom kwalifikacji: I stopnia Liczba godzin/tydzień: 2WE, 1L, 1S PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE Kod przedmiotu: E_mso_6B Rok: III Semestr: VI Liczba punktów: 6ECTS CEL PRZEDMIOTU. Przekazanie studentom wiedzy dotyczącej systemów elektrycznej, ciepła WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Podstawowa wiedza w zakresie budowy tłokowych silników spalinowych i turbin. 2. Podstawowa wiedza dotycząca technologii energetycznych.. Umiejętność doboru metod pomiarowych i wykonywania pomiarów wielkości mechanicznych i termodynamicznych. 4. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji, w tym z katalogów, dokumentacji technicznej i zasobów internetowych ch wybranej tematyki. 5. Umiejętność pracy samodzielnej i w grupie. 6. Umiejętność prawidłowej interpretacji i zrozumiałej prezentacji własnych działań. EFEKTY KSZTAŁCENIA EK1 zna konstrukcję układów. EK2 zna procesy technologiczne oraz ich. EK posiada wiedzę teoretyczną z zakresu systemów elektrycznej, ciepła, w tym potrafi dokonać analizy ich parametrów techniczno-eksploatacyjno-ekonomicznych. EK4 zna tendencje i kierunki rozwoju zespołów. EK5 potrafi przygotować sprawozdanie z przebiegu realizacji ćwiczeń laboratoryjnych. EK6 potrafi przygotować prezentację na układów kogeneracynych. TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć WYKŁAD W1-. Skojarzona produkcja energii w układach i ekologiczne aspekty stosowania układów W4-6. Paliwa gazowe dla tłokowych układów, ich pozyskiwanie i wymagania im stawiane (gaz ziemny, biogazy, gaz wysypiskowy, gaz z odematanowania kopalń, gazy z procesów przemysłowych) Liczba godzin
W7-8. Energ. wskaźniki pracy układów i trójgeneracyjnych 2 W9-1. Charakterystyka układów z gazowymi silnikami tłokowymi (układy CHP zasilane: biogazem fermentacyjnym, gazem wysypiskowym, gazem z odmetanowania kopalń; trójgeneracyjne układy 5 CHP, układy CHP z zasobnikami ciepła; biogazownie rolnicze W14-16. Charakterystyka układów z turbinami gazowymi W17-19. Zasady doboru układu kogeneracyjnego W20-21. Integracja układów z siecią elektroenergetyczną 2 W22-2. Uwarunkowania efektywności ekonomicznej zespołów (czynniki mikro- i makroekonomiczne inwestycji) 2 W24-26 Kierunki i tendencje rozwojowe układów CHP W27-0 Inteligentna energetyka przyszłości i gazowe siłownie interwencyjne Razem 0 Forma zajęć LABORATORIUM Liczba godzin L1-2. Budowa typowego gazowego zespołu ciepło- i prądotwórczego L-4. Budowa agregatów prądotwórczych ZAE6CT107 i AKSA APD 25A z silnikami tłokowymi L5-7. Pozyskiwanie biogazu, budowa biogazowego zespołu kogeneracyjnego z silnikiem tłokowym GE JENBACHER JMS 16, techniczne i ekonomiczne aspekty eksploatacji biogazowego zespołu CHP w oczyszczalni ścieków WARTA S.A. w Częstochowie zajęcia wyjazdowe L8-10. Budowa instalacji pozyskiwania i oczyszczania gazu koksowniczego oraz gazowego zespołu kogeneracyjnego z silnikiem tłokowym zasilanego tym gazem (Koksownia w Częstochowie) zajęcia wyjazdowe L11-15. Regulacja mocy elektrycznej agregatu prądotwórczego wyposażonego w prądnicę asynchroniczną Forma zajęć SEMINARIUM S1-6. Analiza rzeczywistych parametrów techniczno-eksploatacyjnych kilku wybranych zespołów z silnikami tłokowymi eksploatowanych aktualnie Polsce S7-9. Przykładowa analiza porównawcza instalacji opalanych paliwem gazowym realizowanych w oparciu o agregaty silnikowe i turbinowe studium przypadku S10-15. Przegląd tłokowych silników spalinowych do budowy zespołów CHP aktualnie oferowanych na rynku (CATERPILLAR, DEUTZ, GE JENBACHER, MAN, MWM, WÄRTSILÄ i inni) prezentacje studentów Razem 15 Liczba godzin 6 6 Razem 15 NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. wykład z zastosowaniem środków audiowizualnych (komputer, rzutnik multimedialny) 2. zajęcia laboratoryjne (komputer, rzutnik multimedialny). zajęcia seminaryjne (komputer, rzutnik multimedialny) 4. katalogi firm produkujących gazowe zespoły ciepło- i prądotwórcze z silnikami tłokowymi 5. strony internetowe producentów zespołów ciepło- i prądotwórczych z silnikami tłokowymi 6. zespół prądotwórczy ZAE6CT107 z silnikiem o mocy 80 kw 7. laboratoryjny agregat prądotwórczy AKSA APD 25A o mocy 18 kw 8. wybrane przemysłowe, gazowe systemy elektrycznej, ciepła z silnikami tłokowymi 2
SPOSOBY OCEY ( F FORMUJĄCA, P PODSUMOWUJĄCA) F1. ocena przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych F2. ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych F. ocena sprawozdań z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych objętych programem nauczania F4. ocena aktywności podczas zajęć laboratoryjnych F5. ocena aktywności podczas zajęć seminaryjnych P1. ocena z egzaminu P2. ocena zdobytej wiedzy podczas wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych oraz prezentacji uzyskanych wyników zaliczenie na ocenę * P. ocena zdobytej wiedzy podczas zajęć seminaryjnych zaliczenie na ocenę * *) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych oraz zajęć seminaryjnych OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Forma aktywności Godziny kontaktowe z prowadzącym (wykład, laboratorium seminarium) Konsultacje Egzamin Zapoznanie się ze wskazaną literaturą Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych Przygotowanie do zajęć seminaryjnych Przygotowanie raportów z ćwiczeń laboratoryjnych Przygotowanie do egzaminu Suma godzin Sumaryczna liczba punktów ECTS dla przedmiotu Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i projektowych Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 0W 15L 15S 60 h 6 ECTS 2,72 ECTS 1,60 ECTS 5 h h 0 h 7,5 h 7,5 h 5 h 2 h 150 h LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA 1. Dużyński A.: Analiza rzeczywistych parametrów techniczno-eksploatacyjnych zespołów. Politechnika Częstochowska, seria Monografie nr 142. Częstochowa 2008. 2. Skorek J., Kalina J.: Gazowe układy kogeneracyjne. WNT, Warszawa 2005.. COMBUSTION ENGINES SILNIKI SPALINOWE 2/2006 (125). Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych. Bielsko-Biała 2006 4. COMBUSTION ENGINES SILNIKI SPALINOWE 2/2010 (141). Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych. Bielsko-Biała 2010. 5. Monografia pod redakcją naukową Dużyńskiego A. SILNIKI GAZOWE wybrane zagadnienia. Seria Monografie nr 18. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej. Częstochowa 2010. 6. Dużyński A.: Commercial operation of the biogas cogeneration set with the JMS 16 GS- B.LC GE JENBACHER type engine. COMBUSTION ENGINES 1/201(152), PTNSS-201-106. Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych. Bielsko- Biała 201. 7. Prace zbiorowe pod redakcją Dużyńskiego A.: Materiały Międzynarodowych Konferencji Naukowych SILNIKI GAZOWE 1997-2006, konstrukcja badania eksploatacja paliwa odnawialne. Politechnika Częstochowska 1997-2006.
8. Sicherheitsregel für landwirtschaftliche Biogasanlagen. Bundesverband der landwirtschaftlichen Berufsgenossenschaften e.v. Kassel 2002. 9. Klimastra J., Hotakainen M.: Smart Power Genration. Avain Publishers. Helsinki Finland 2011. 10. Vuorinen A.: Planing of Optimal Power Systems. Ekoenergo Oy. Espo. Finland 2009. 11. www.kwe.pl; www.ces.com.pl; www.horus-energia.com.pl; www.energ.co.uk; www.motortech.de; www.wartsila.com; www.gejenbacher.com; 12. katalogi wybranych firm produkujących gazowe zespoły ciepło- i prądotwórcze z silnikami tłokowymi (GE JENBACHER, MWM, WÄRTSILÄ, ENERG, CES, HORUS- ENERGIA) 1. Dokumentacja techniczno-ruchowa agregatu prądotwórczego AKSA APD 25A PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL) 1. dr inż. Adam DUŻYŃSKI duzynski@imc.pcz.czest.pl 2. prof. dr hab. inż. Stanisław DROBNIAK drobniak@imc.pcz.czest.pl I. MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Odniesienie danego efektu Efekt kształcenia do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) Cele przedmiotu EK1 EK2 EK EK4 EK5 EK6 K_W14 K_W21 K_U1 K_W14 K_W20 K_W24 K_W29 K_W4 K_U26 K_U27 K_U1 K_W14 K_W16 K_W21 K_W24 K_W4 K_K02 K_W19 K_W4 K_U02 K_U18 K_U1 K_U0 K_U1 Treści programowe W1- W14-16 L1-4 W4-6 W9-1 L5-10 W7-26 L5-15 S1-9 W27-0 S10-15 Narzędzia dydaktyczne 1-8 1-2 1-1, -5 L1-15 2, 6-8 S1-15 -5, 8 Sposób oceny P1-2 P1-2 F5 P1- F5 P1, P P2 F5 P 4
II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY EK1 Student zna konstrukcję układów EK2 Student zna procesy technologiczne oraz ich EK Student posiada wiedzę teoretyczną z zakresu systemów produkcji energii elektrycznej, ciepła, w tym potrafi dokonać analizy ich parametrów EK4 Student zna tendencje i kierunki rozwoju zespołów Na ocenę 2 Na ocenę Na ocenę 4 Na ocenę 5 Student nie opanował j wiedzy dotyczącej układów Student nie zna procesów technologicznych oraz ich Student nie posiada wiedzy teoretycznej z zakresu systemów elektrycznej, ciepła i nie potrafi dokonać analizy ich parametrów Student nie zna tendencji i kierunków rozwoju zespołów Student częściowo dotyczącą układów Student częściowo zna procesy technologiczne oraz ich ograniczonym posiada wiedzę teoretyczną z zakresu systemów elektrycznej, ciepła, w tym potrafi dokonać analizy ich parametrów Student zna pobieżnie tendencje i kierunki rozwoju zespołów dotyczącą układów dotyczącą procesów technologicznych pozyskiwania paliw elektrycznej i ciepła oraz ich teoretyczną z zakresu systemów elektrycznej, ciepła, w tym potrafi dokonać analizy ich parametrów ma rozeznanie co do tendencji i kierunków rozwoju zespołów Student bardzo dobrze opanował wiedzę dotyczącą układów Student bardzo dobrze opanował wiedzę dotyczącą procesów technologicznych oraz ich bardzo dobrym teoretyczną z zakresu systemów elektrycznej, ciepła, w tym potrafi dokonać szczegółowej analizy ich parametrów Student bardzo dobrze opanował wiedzę dotyczącą tendencji i kierunków rozwoju zespołów 5
EK5 Student potrafi przygotować sprawozdanie z przebiegu realizacji ćwiczeń laboratoryjnych EK6 Student potrafi przygotować prezentację na wybrany temat układów Student nie opracował sprawozdania z przebiegu realizacji ćwiczeń laboratoryjnych Student nie przygotował prezentacji na układów Student wykonał sprawozdanie z laboratorium, ale nie potrafi zinterpretować i dokonać analizy wyników Student przygotował prezentację na układów Student wykonał sprawozdanie z laboratorium i potrafi zinterpretować i dokonać analizy wyników Student Student przygotował prezentację na układów i potrafi ją zaprezentować w sposób zrozumiały dla słuchających Student wykonał sprawozdanie z laboratorium, potrafi w sposób zrozumiały zinterpretować otrzymane wyniki, zaprezentować je i przedyskutować przygotował prezentację na układów, potrafi ją zaprezentować w sposób zrozumiały dla słuchających oraz zainspirować ich do dyskusji i dyskusję taką poprowadzić Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty kształcenia wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia odpowiadające ocenie wyższej. III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE Wszelkie informacje dla studentów kierunku ENERGETYKA dotyczące przedmiotu, jego zaliczenia, konsultacji są przekazywane podczas pierwszych zajęć oraz umieszczone są na tablicach informacyjnych Instytutu Maszyn Cieplnych. 6