Izravna pretvorba energije

Povratak na popis predmeta

NAZIV PREDMETA Izravna pretvorba energije

Kod

KTB218

Godina studija

2.

Nositelj/i predmeta

Prof. dr. sc. Senka Gudić

Bodovna vrijednost (ECTS)

5.0

Suradnici

 

Način izvođenja nastave (broj sati u semestru)

P S V T

30

0

30

0

Status predmeta

Izborni

Postotak primjene e-učenja

0 %

OPIS PREDMETA

Ciljevi predmeta

Upoznavanje s različitim mogućnostima direktne pretvorbe energije te stjecanje znanja neophodnih za pravilan odabir najpogodnijeg pretvarača energije s obzirom na njegovu primjenu.

Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije potrebne za predmet

 

Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (4-10 ishoda učenja)

Nakon položenog ispita od studenta se očekuje da zna:

- objasniti osnovne principe pretvorbe energije

- razlikovati različite mogućnosti direktne pretvorbe energije

- izračunati djelotvornosti pojedinog pretvarača energije

- odabrati najpogodniji pretvarač energije s obzirom na uvjete primjene

- primijeniti stečeno znanje u razvojno i znanstveno istraživanje iz ovog područja znanosti.

Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave

1. tjedan: Uvod u problem izravne pretvorbe energije. Primarni izvori energije. Ograničenja u korištenju energije. Dosadašnje stanje pretvorbe energije,

2. tjedan: Razlozi za izravnu pretvorbu energije. Principi pretvorbe energije. Osnovne definicije i jedinice. Izračunavanje djelotvornosti pretvorbe energije.

3. tjedan: Ireverzibilna termodinamika. Jedinstvena teorija pretvarača energije. Klasifikacija uređaja. Konstrukcije i izrade pretvarača i baterija.

4. tjedan: Fotoelektrični pretvarači. Pregled principa zračenja. Optički efekti na poluvodičima i p-n spojevima. Primjena fotoelektričnog efekta na p-n spoju u sunčanim baterijama.

5. tjedan: Termoelektrični pretvarači. Termoelektrični efekt sa stanovišta teorije čvrstog stanja. Energetski odnosi, stupanj djelovanja i snaga termoelektričnog generatora. Kriteriji za odabir termoelektričnih materijala. Pouzdanost i primjena termoelektričnih pretvarača.

6. tjedan: Termoionski pretvarači. Rad izlaska elektrona i površinski fenomeni. Uloga cezija kod termoionskog pretvarača. Termodinamička analiza termoionskih pretvarača.

7. tjedan: Provjera znanja (I. kolokvij). Elektrokemijska pretvorba energije. Opis elektrokemijskog sustava.

8. tjedan: Termodinamički aspekti i stupanj djelotvornosti elektrokemijskog pretvarača. Primarni članci - osnovne karakteristike.

9. tjedan: Vrste primarnih članaka. Suhi članak Leclancheovog tipa. Cink-klorid članak. Alkalna baterija. Srebrov članak. Litijevi članci. Metal-zrak članci.

10. tjedan: Sekundarni članci (akumulatori) – osnovne karakteristike. Olovno kiselinski akumulator. Alkalni sustavi. Ni-Cd, Ag-Zn, Ni-Zn akalni članci.

11. tjedan: Nove tehnologije akumulatorskih članaka. Nikal-metal hidrid članci. Li-ion članci. Li-polimer članci.

12. tjedan: Gorivni članci. Gorivni članak kao pretvarač energije.

13. tjedan: Klasifikacija gorivnih članaka - pregled ostvarenih sustava i sustava u razvoju. Gorivni članak s elektrolitom od rastaljenih karbonata (MCFC). Gorivni ćlanak s čvrstim oksidima kao elektrolitom (SOFC). Alkalni gorivni članak (AFC). Gorivni članak s fosfornom kiselinom (PAFC).

14. tjedan: Gorivni članak s proton-izmjenjivačkom membranom (PEMFC). Gorivni članak s direktnom upotrebom metanola (DMFC) i etanola (DEFC). Obnovljivi gorivni članak (RGC).

15. tjedan: Ponavljanje. Provjera znanja (II. kolokvij).

Vježbe:

Određivanje djelotvornosti u termoelektričnom generatoru. Karakterizacija materijala za aluminij-zrak baterije. Strujno naponska karakteristika PEM gorivnog članka. Izravna pretvorba energije Sunčevog zračenja u električnu energiju fotonaponskim ćelijama. Određivanje strujnog kapaciteta Li-ion baterije. Punjenje olovnog akumulatora.

Vrste izvođenja nastave:

Obveze studenata

Prisustvovanje predavanjima u iznosu od 80 % ukupne satnice, laboratorijske vježbe 100 %.

Praćenje rada studenata (upisati udio u ECTS bodovima za svaku aktivnost tako da ukupni broj ECTS bodova odgovara bodovnoj vrijednosti predmeta):

Pohađanje nastave

0.5

Istraživanje

0

Praktični rad

0

Eksperimentalni rad

1

Referat

0

 

 

Esej

0

Seminarski rad

0

 

 

Kolokviji

1

Usmeni ispit

1.5

 

 

Pismeni ispit

1

Projekt

0

 

 

Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu

Cjelokupni ispit može se položiti preko dva pismena kolokvija tijekom semestra. Prag prolaznosti je 60 %. Svaki kolokvij sudjeluje u ocjeni s 40%, a vježbe s 20%. U ispitnim rokovima polaže se pismeni i usmeni ispit. Ocjene: < 60% nedovoljan, 60%-70% dovoljan, 71%-80% dobar, 81-92% vrlo dobar, 93%-100% izvrstan.

Obvezna literatura (dostupna u knjižnici i putem ostalih medija)

Naslov

Broj primjeraka u knjižnici

Dostupnost putem ostalih medija

S. Gudić, Elektrokemijski izvori struje, KTF-Split, 2011.

0

web

R. Decher, Direct Energy Conversion: Fundamentals of Electric Power Production, Oxford University Press, New York, 1997.

1

 

R. Decher, Energy Conversion: Systems, Flow Physics, and Engineering, Oxford University Press, New York, 1994

0

 

Dopunska literatura

  1. A.J. Appleby, Fuel Cells: Trends in Research and Applications, Hemisphere Publishing Corporation, New York, 1987.

Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje utvrđenih ishoda učenja

praćenje sugestija i reakcija polaznika tijekom semestra

studentska anketa

Ostalo (prema mišljenju predlagatelja)