Lista kursów

English version

Kod kursu: IISS20498o15
Rok / Semestr: 2015/2016 zimowy
Nazwa: Energetyka wodna
Kierunek: Inżynieria Środowiska
Typ studiów: II st. - magisterskie
Rodzaj kursu: Obligatoryjny
Semestr studiow: 2
Punkty ECTS: 5
Formy kształcenia (wykłady / ćwiczenia / inne): 30 / 30 / 0
Prowadzący: prof. dr hab. inż. Stanisław Czaban
Język: polski


Efekty kształcenia: Wiedza Ma ogólną wiedzę nt. potencjału hydroenergetycznego w Polsce i na świecie oraz nt. energii mechanicznej rzek i oceanów; zna hydrotechniczne rozwiązania śródlądowych elektrowni wodnych; zna warunki hydrologiczne niezbędne przy projektowaniu elektrowni wodnej; ma wiedzę nt. energetyki oceanicznej, zna i rozumie prawa opisujące energię fal, pływów i prądów morskich; zna uwarunkowania budowy elektrowni wodnych; ma wiedzę w zakresie kryteriów opiniowania przedsięwzięć z energetyki wodnej. Umiejętności Potrafi scharakteryzować potencjał hydroenergetyczny w Polsce i na świecie; umie określić kryteria podziału elektrowni wodnych oraz dokonać ich podziału; umie oszacować podstawowe parametry elektrowni wodnej; potrafi określić warunki hydrologiczne dla potrzeb hydroenergetyki; potrafi scharakteryzować podstawowe parametry fal; umie podstawy teoretyczne energii pływów morskich; potrafi przedstawić i wyjaśnić schemat działania elektrowni napędzanej energią prądów morskich oraz elektrowni dyfuzyjnej; potrafi dobrać turbinę i generator dla MEW; umie wykonać koncepcję budynku elektrowni wraz z jej wyposażeniem; potrafi wykonać projekt modernizacji elektrowni; umie sporządzić rysunki elektrowni.

Kompetencje: Ma świadomość wpływu energetyki wodnej na środowisko; rozumie potrzebę i potrafi przekazywać społeczeństwu wiedzę i informacje z zakresu energetyki wodnej.

Wymagania wstępne: mechanika płynów, komputerowe wspomaganie projektowania, mechanika i wytrzymałość materiałów, meteorologia i hydrologia, regulacja rzek, budownictwo hydrotechniczne

Treści kształcenia: Potencjał hydroenergetyczny świata, Europy i Polski. Regulacje prawne w Polsce i w Unii Europejskiej związane z energetyka wodną. Elektrownie wodne na wodach śródlądowych. Hydrotechniczne rozwiązania elektrowni na wodach śródlądowych. Określenie warunków hydrologicznych dla potrzeb energetycznych (przepływy charakterystyczne, miary przepływu, czasowa i przestrzenna zmienność przepływów). Rodzaje i zasady działania turbin wodnych. Sposób przekazywania napędu z turbiny na prądnicę. Charakterystyka i dobór turbin. Moc i sprawność elektrowni wodnych. Wyposażenie elektrowni wodnych i automatyzacja ich pracy. Opłacalność budowy elektrowni wodnych. Energetyka oceaniczna – badania naukowe, konsorcja, cyrkulacja pozioma i pionowa, energia cieplna oceanów. Energia fal – falowanie, parametry fal, fale wewnętrzne, siłownie falowe. Energetyka wodna związana z pływami morskimi – siły pływotwórcze, podstawy teoretyczne, pływy ziemskie, rozwiązania technologiczne wykorzystujące energię pływów morskich. Energia prądów morskich i dyfuzji. Uwarunkowania ekologiczne i przyrodnicze budowy elektrowni wodnych. Kryteria opiniowania przedsięwzięć w zakresie energetyki wodnej.

Literatura: 1. Biuletyny Towarzystwa Rozwoju Małych Elektrowni Wodnych (TRMEW). 2. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych. Dz.U. UE 5.6.2009. 3. Gołębiewski S., Krzemień Z. Przewodnik inwestora małej elektrowni wodnej. Wydawnictwo Fundacja Poszanowania Energii, Warszawa 1998. 4. Hoffman M. Małe elektrownie wodne. Wydawnictwa Nabba Sp. z o.o., Warszawa 1992. 5. Kucowski J., Laudyn D., Przekwas M. Energetyka a ochrona środowiska. WNT, Warszawa 1997. 6. Laudyn D., Pawlik M., Strzelczyk F. Elektrownie. WNT, Warszawa 2000. 7. Lewandowski W. M. Proekologiczne źródła energii odnawialnej. WNT, Warszawa 2002. 8. Marecki J. Podstawy przemian energetycznych. WNT, Warszawa 2000. 9. Rozporządzenie Ministra Środowiska, z dnia 20.04.2007 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle hydrotechniczne i ich usytuowanie. Dz. U. Nr 86, poz. 579.

Metody oceny: zaliczenie projektu elektrowni, egzamin pisemny

Uwagi: Program przedmiotu: Wykład 1: Potencjał hydroenergetyczny świata, Europy i Polski. Wykład 2: Regulacje prawne w Polsce i w Unii Europejskiej związane z energetyka wodną. Wykład 3: Elektrownie wodne na wodach śródlądowych. Podział elektrowni wodnych ze względu na rodzaj eksploatacji w ciągu roku, rodzaju turbozespołów, wielkości mocy, wielkości i sposobu uzyskania spadu, usytuowania względem budowli piętrzącej. Wykład 4: Hydrotechniczne rozwiązania elektrowni (elektrownie przyjazowe, przyzaporowe, z derywacją kanałową, z derywacją rurową). Wykład 5: Określenie warunków hydrologicznych dla potrzeb energetycznych (przepływy charakterystyczne, miary przepływu, czasowa i przestrzenna zmienność przepływów). Wykład 6: Rodzaje i zasady działania turbin wodnych: turbiny akcyjne (Peltona), turbiny reakcyjne (Francisa, śmigłowe, Kaplana, Deriaza, rurowe), koła wodne, turbopompy. Regulatory turbin wodnych. Sposób przekazywania napędu z turbiny na prądnicę. Wykład 7: Charakterystyka i dobór turbin. Moc i sprawność elektrowni wodnych. Wykład 8: Wyposażenie elektrowni wodnych i automatyzacja ich pracy. Wykład 9: Opłacalność budowy elektrowni wodnych. Wykład 10: Energetyka oceaniczna – badania naukowe, konsorcja, cyrkulacja pozioma i pionowa, energia cieplna oceanów. Wykład 11: Energia fal – falowanie, parametry fal, fale wewnętrzne, siłownie falowe. Wykład 12: Energetyka wodna związana z pływami morskimi – siły pływotwórcze, podstawy teoretyczne, pływy ziemskie, rozwiązania technologiczne. Wykład 13: Energia prądów morskich i dyfuzji. Wykład 14: Uwarunkowania ekologiczne i przyrodnicze budowy elektrowni wodnych (obszar Natura 2000, przejścia dla ryb itp). Wykład 15: Kryteria opiniowania przedsięwzięć w zakresie energetyki wodnej (uwarunkowania techniczne, hydrologiczne, hydrotechniczne, środowiskowe i przyrodnicze). Rodzaj i zakres ćwiczeń: ćwiczenia projektowe. Ćwiczenia 1-2: Projekt Elektrowni Wodnej (PEW) dowolnego typu: analiza lokalizacji pod budowę. Ćwiczenia 3-4: PEW: oszacowanie zasobów wodnych niezbędnych do funkcjonowania elektrowni. Ćwiczenia 5-6: PEW: określenie parametrów elektrowni. Ćwiczenia 7-8: PEW: analiza możliwych rozwiązań technologiczno -konstrukcyjnych elektrowni. Ćwiczenia 9-10: PEW: ocena opłacalności budowy elektrowni. Ćwiczenia 11-12: PEW: obliczenia i dobór turbiny. Ćwiczenia 13-14: PEW: schematy i rysunki elektrowni. Ćwiczenia 15: Zaliczenie projektu i przedmiotu.