| NAZIV PREDMETA |
Izravna pretvorba energije |
|---|
Kod |
|
Nositelj/i predmeta |
Prof. dr. sc. Senka Gudić |
Bodovna vrijednost (ECTS) |
5.0 |
|
Suradnici |
|
Način izvođenja nastave (broj sati u semestru) |
|
|
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 |
0.0 |
Praktični rad |
0.0 |
Eksperimentalni rad |
1.0 |
Referat |
0.0 |
|
|
Esej |
0.0 |
Seminarski rad |
0.0 |
|
|
Kolokviji |
1.0 |
Usmeni ispit |
1.5 |
|
|
Pismeni ispit |
1.0 |
Projekt |
0.0 |
|
|
|
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 |
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) |
|
