PředmětyPředměty(verze: 855)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Procesy pro energetiku a speciality - M409023
Anglický název: Processes for energy and specialties
Zajišťuje: Ústav chemického inženýrství (409)
Platnost: od 2019
Semestr: letní
Body: letní s.:4
E-Kredity: letní s.:4
Způsob provedení zkoušky: letní s.:
Rozsah, examinace: letní s.:2/1 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen / neomezen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh: navazující magisterské
Poznámka: předmět je možno zapsat mimo plán
povolen pro zápis po webu
Garant: Kosek Juraj prof. Dr. Ing.
Grof Zdeněk Ing. Ph.D.
Záměnnost : AM409023, N409081
Termíny zkoušek   Rozvrh   
Anotace
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (15.02.2018)
Energetika je jedním z hlavních směrů rozvoje chemického inženýrství, v oblasti jsou pracovní místa a vzniká řada nových aplikací. Cílem je rozšíření obzorů studentů v oblasti aktuálně řešených společenských problémů, protože v jiných předmětech na ústavu se tato aktuální témata nevyskytují. Dalším cílem jsou ilustrace úspěšných a neúspěšných inženýrských řešení či inovací konkrétních produktů s vysokou přidanou hodnotou. Většina konceptů je analyzována z pohledu jejich životaschopnosti a dalších ekonomických či jiných benefitů.
Výstupy studia předmětu
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (16.02.2018)

Studenti získají teoretické a praktické dovednosti pro:

1. Klasické i obnovitelné zdroje energie a technologie jejich využívání (fotovoltaika, tepelná čerpadla, biopaliva, ...).

2. Technologie ukládání elektrické či jiné energie (elektrochemicky, konverzní technologie, ...).

3. Úspory energie (např. úsporné domy).

4. Racionální chemicko-inženýrský pohled na energetiku.

5. Využití tzv. "enabling technologies" a "smart technologies".

Literatura
Poslední úprava: Jahoda Milan doc. Dr. Ing. (26.02.2018)

Z: Beggs C.: Energy. Management, supply and conservation. 2nd edition. Butterworth-Heinemann (2009).

Z: Cussler E.L., Moggridge G.D.: Chemical product design, 2nd edition. Cambridge Univ. Press (2011).

Studijní opory
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (16.02.2018)

Studijní opory ve formě PowerPointových prezentací či textů k přednáškám jsou k dispozici.

Metody výuky
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (16.02.2018)

Přednášky dvě hodiny týdně.

Praktické cvičení jednu hodinu týdně.

Požadavky ke kontrole studia
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (16.02.2018)

Tři samostatné projekty, které student vypracuje.

Ústní zkouška se dvěma otázkami.

Sylabus
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (16.02.2018)

1. Úvod do energetiky. Sektory energetiky, historie, společenské potřeby, energetický mix. Cena 1 kWh různých typů energie. Dlouhodobé trendy spotřeby energie.

2. Fosilní vs obnovitelné zdroje energie. Energetické využití odpadu. Geografická dostupnost. Ekonomické, ekologické a bezpečnostní aspekty.

3. Energie z větru a ze slunce. Větrné turbíny, fotovoltaika, solární ohřev, tepelná trubice. Chlazení pomocí slunce. Fotokatalýza.

4. Biopaliva. Výpočet EROI (energy returned on energy invested). Základní koncepty biorafinérií. Kritické zhodnocení potenciálu a přínosu biopaliv.

5. Akumulace elektrické energie, přečerpávací elektrárny, stlačený vzduch, vodík, elektrochemické ukládání energie, super-kapacitory, termální a chemické ukládání energie. Časová křivka produkce a poptávky elektřiny.

6. Baterie. Základní principy baterií a úvod do systematického popisu a charakterizace. Rozložení potenciály, zátěžové křivky, životnost. Budoucí vývoj.

7. Palivové články s různými typy paliv. Vodíková ekonomika. Systémy kov-vzduch.

8. Termoelektrická zařízení. Seebeck, Peltier, Thomson. Ohřev RF, mikrovlnami, indukcí, laserem apod. Kaskádové regulátory teploty.

9. Chlazení průmyslových procesů a ekonomika chlazení. Adsorpční chlazení.

10. Tepelné stroje a jejich termodynamika. Diagramy T-s. Spalovací motory a turbíny. Zvyšování účinnosti. Využití odpadního tepla. Ekonomické záludnosti kogenerace tepla a elektřiny.

11. Tepelná čerpadla a klimatizace pro domácnosti a různé objekty. Principy a znázornění cyklu pracovního média. Akumulace chladu a její praktické využití. Ekonomická návratnost.

12. Nízkoenergetické a pasivní domy. Pasivní ventilace, ohřev a ochlazování. Akumulace tepelné energie a její využití pro vytápění. Radiační vytápění. Energetická účinnost osvětlování. Problém optimální vlhkosti vzduchu.

13. Úspory energie a způsoby jejich dosahování pro elektřinu, teplo a transport. Příklady úspěšných a neúspěšných konceptů. Odsolování mořské vody různými technologiemi.

14. Racionální chemicko-inženýrský pohled na energetiku. Návratnost investic. Scénáře energetické bezpečnosti. Břidlicový plyn. Časová cena elektřiny. Koncept LCOE (levelized cost of energy).

Studijní prerekvizity
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (16.02.2018)

Chemické inženýrství I

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Účast na přednáškách 1 28
Práce na individuálním projektu 1,5 42
Příprava na zkoušku a její absolvování 1 28
Účast na seminářích 0,5 14
4 / 4 112 / 112
Hodnocení studenta
Forma Váha
Protokoly z individuálních projektů 50
Ústní zkouška 50

 
VŠCHT Praha