Основи водневої енергетики
Спеціальність: Теплоенергетика
Код дисципліни: 6.144.03.E.056
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Теплоенергетика, теплові та атомні електричні станції
Лектор: Кравець Тарас Юрійович
Семестр: 5 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: В результаті вивчення навчальної дисципліни здобувачі освіти повинні набути таких компетентностей:
Інтегральна компетентність (ІК):
ІК 1. Здатність розв’язувати складні загальні, спеціалізовані задачі та практичні проблеми у сфері теплоенергетики або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів електричної інженерії і характеризується комплексністю та невизначеністю умов
Загальні компетентності ЗК:
ЗК3. Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями.
Спеціальні (фахові) компетентності (ФК):
ФК 7. Здатність враховувати ширший міждисциплінарний інженерний контекст у професійній діяльності в сфері теплоенергетики.
Фахові компетентності професійного спрямування (ФКС):
ФКС2.4. Уміння аналізувати та розробляти схеми теплоенергетичних установок та процесів з урахуванням вимог безпеки і сучасних тенденцій розвитку енергетики в залежності від призначення і типу палива, яке використовується.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувачі освіти повинні отримати такі програмні результати навчання, які передбачені професійно-практичною складовою ОПП спеціальності.
Програмні результати навчання (ПР):
ПР 2. Знати і розуміти інженерні науки, що лежать в основі спеціальності «Теплоенергетика» відповідної спеціалізації, на рівні, необхідному для досягнення інших результатів освітньої програми, в тому числі певна обізнаність в останніх досягненнях науки і техніки у сфері теплоенергетики.
ПР 4. Аналізувати і використовувати сучасні інженерні технології, процеси, системи і обладнання у сфері теплоенергетики.
ПР 8. Застосовувати передові досягнення електричної інженерії та суміжних галузей при проектуванні об’єктів і процесів теплоенергетики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Перелік попередніх та супутніх навчальних дисциплін:
Фізика, ч1, ч2.
Хімія.
Гідрогазодинаміка.
Матеріалознавство.
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
Електрообладнання та його технологічні режими в енергетичних установках.
Нетрадиційні та поновлювальні джерела енергії
Енергоефективність та енергозбереження об’єктів промислової та муніципальної теплоенергетики.
Експлуатація об’єктів промислової та муніципальної теплоенергетики.
Акумулювання енергії.
Альтернативні технології отримання енергії.
Основи охорони праці та безпека життєдіяльності.
Короткий зміст навчальної програми: У дисципліні передбачено вивчення конструкцій установок водневої енергетики, принцип їх роботи; типи і конструкції основних технологічних схем генерування водню; конструктивні матеріали, які застосовуються під час транспортування та використання водню; послідовність теплового розрахунку процесів генерації водню і конструкторського розрахунку установок для її здійснення; застосування водню для акумулювання енергії; методи акумулювання з використанням водню та основи їх розрахунку.
Опис: Водень і перспективи його застосування. Цілі та пріоритети водневої стратегії України. Створення передумов інвестиційної привабливості для розвитку водневих технологій. Ефективні, економічно вигідні, конкурентоспроможні та безпечні технологічні виробництва на основі водневої енергетики. Вимоги до сучасних зелених методів виробництва водню для промислового використання та ресурсів, що відповідають високим стандартам чистоти готового продукту та низькому рівню енергозатрат, а також побічних продуктів. Технології отримання водню. Методи електролізу: лужний, протонообмінний, аніонообмінний та твердооксидний. Виробництво водню на основі парового каталітичного риформінгу метану, газифікації твердих органічних відходів, каталітичної конверсії монооксиду вуглецю. Водневі технології в теплоенергетиці. Воднево-кисневі парогенератори. Паливні елементи. Водневі акумулятори енергії. Технологій акумулювання водню як моторного палива. Металогідридні акумулятори та термокомпресори водню. Воднево-повітряна газотурбінна система акумулювання енергії. Матеріали для накопичення, зберігання та транспортування водню.
Методи та критерії оцінювання: Оцінювання знань забезпечується поточним та екзаменаційним контролями:
1. Поточний контроль на практичних заняттях здійснюється з метою з’ясування готовності студентів до занять у таких формах:
– вибіркове усне опитування перед початком занять.
– фронтальне стандартизоване опитування з допомогою тестів тривалістю 5 – 10 хв.
– фронтальна перевірка виконання домашніх завдань.
– виклик до дошки окремих студентів для самостійного розв’язування задач, письмові відповіді на окремі запитання.
– оцінка активності студента у процесі занять, внесених пропозицій, оригінальних рішень, уточнень і визначень, доповнень попередніх відповідей тощо.
2. Екзаменаційний контроль здійснюється з метою з’ясування рівня засвоювання знань студентів у таких формах:
– опитування з допомогою тестів, розміщених у ВНС Львівської політехніки, тривалістю 30 хв.
– письмове опитування (екзаменаційна робота) тривалістю 70 хв.
– усне опитування з метою оцінювання рівня засвоювання знань та досягнення результатів навчання. Полягає у з’ясуванні рівня знань студентів завдяки прямому контакту з ним під час перевірочної бесіди. Усне опитування передбачає постановку викладачем питань (завдань), підготовку студентів до відповіді та демонстрації своїх знань, корекцію і самоконтроль викладених у процесі відповіді, аналіз та оцінювання її.
Критерії оцінювання результатів навчання: - робота на практичних заняттях – 30 балів;
- екзаменаційний контроль – 70 балів (письмова компонента - 60 балів, усна компонента - 10 балів).
Разом за дисципліну - 100 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Воднева стратегія України: проєкт/ Інститут відновлюваної енергетики НАН України. – Київ, 2021. – 91 с.
2. Відновлювані джерела енергії / За заг. ред. С.О. Кудрі. Київ: Інститут відновлюваної енергетики НАНУ, 2020. 392 с.
3. Кудря С.О. Нетрадиційні та відновлювані
джерела енергії / ? Підручник. – Київ: Національний технічний університет України («КПІ»), 2012.– 495 с.
4. Скорохода В.В., Солоніна Ю.М. Водень в альтернативній енергетиці та новітніх технологіях: монографія. Київ: «КІМ». 2015. 294 с.
5. Бойченко С.В. Раціональне використання вуглеводневих палив: монографія. Київ: НАУ, 2001. 216 с.
6. Hydrogen and Fuel Cells: Fundamentals, Technologies and Applications.Ed. Stolten D. — Weinheim, Germany : WILEY-VCH Verlag GmbH, 2010. - 877.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).