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".

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).

Přednášky dvě hodiny týdně.

Praktické cvičení jednu hodinu týdně.

Tři samostatné projekty, které student vypracuje.

Ústní zkouška se dvěma otázkami.

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

Chemické inženýrství I