Naturalne źródła energii

obowiązkowe

Przedmiot „Naturalne Źródła Energii” ma na celu pogłębienie wiedzy na temat rodzajów i potencjału naturalnych źródeł energii oraz ich roli w ochronie i kształtowaniu środowiska. Zajęcia koncentrują się na analizie możliwości ich zastosowania w zabezpieczeniu zrównoważonego rozwoju terenów, planowaniu przestrzennym oraz w inżynierii środowiska. Studenci nabędą umiejętności praktycznego wykorzystania tej wiedzy w projektach związanych z ochroną przyrody i efektywnym zarządzaniem zasobami naturalnymi w obliczu aktualnych wyzwań ekologicznych.

Część I. Energia biomasy

Pojęcie energii biomasy. Rodzaje biomasy (roślinna, zwierzęca, odpady organiczne). Technologie przetwarzania biomasy na energię (spalanie, fermentacja, gazyfikacja). Wykorzystanie biomasy do produkcji ciepła, energii elektrycznej oraz biopaliw. Zalety i wady energii z biomasy. Oddziaływanie na środowisko. Przykłady zastosowania biomasy w energetyce na świecie i w Polsce.

Część II. Energia słoneczna

Pojęcie energii słonecznej. Rodzaje technologii przetwarzania energii słonecznej (fotowoltaika, kolektory słoneczne). Zastosowanie energii słonecznej do produkcji energii elektrycznej i cieplnej. Systemy fotowoltaiczne: zasada działania, instalacje dachowe i naziemne. Kolektory słoneczne: zasada działania, zastosowanie w ogrzewaniu i ciepłej wodzie użytkowej. Zalety i ograniczenia energii słonecznej. Oddziaływanie na środowisko. Przykłady zastosowania energii słonecznej w Polsce i na świecie.

Część III. Energia wodna

Rys historyczny wykorzystania sił wodnych na świecie i w Polsce. Możliwości i celowość budowy elektrowni wodnych. Rodzaje elektrowni wodnych i ich podstawowe parametry. Określenie warunków hydrologicznych rzek. Hydrotechniczne rozwiązania elektrowni wodnych. Budowle wodne. Turbiny wodne. Regulatory turbin wodnych. Pomocnicze wyposażenie mechaniczne. Rola elektrowni wodnych w środowisku, gospodarce i społeczeństwie.

Część IV. Energia wiatru

Wiatr jako źródło energii odnawialnej. Technologie przetwarzania energii wiatru na energię elektryczną. Uwarunkowania przyrodnicze, społeczne, ekonomiczne i techniczne lokalizacji elektrowni wiatrowych. Oddziaływanie elektrowni wiatrowych na środowisko przyrodnicze oraz człowieka. Mikroelektrownie wiatrowe.

Część V. Energia geotermalna

Pojęcie energii geotermalnej. Schemat złoża geotermalnego. Podział zasobów geotermalnych na hydrotermiczne i petrochemiczne. Podział źródeł energii geotermalnej ze względu na stan skupienia nośnika ciepła i temperaturę. Gorące suche skały jako źródło energii geotermalnej. Pozytywy i zagrożenia związane z jej wykorzystaniem. Przykłady bezpośredniego i pośredniego wykorzystania wód geotermalnych. Energia geotermalna na świecie i w Polsce. Charakterystyka funkcjonujących zakładów geotermalnych i balneologicznych w Polsce.

Część VI. Energia pływów, fal i prądów morskich

Pojęcie energii pływów, fal oraz prądów morskich. Mechanizmy pozyskiwania energii z ruchów wód morskich i oceanicznych. Technologie przetwarzania energii pływów (elektrownie pływowe) oraz fal morskich (generatory falowe). Wykorzystanie prądów morskich do produkcji energii elektrycznej. Zalety i wyzwania związane z wykorzystaniem energii morskiej. Oddziaływanie na środowisko i ekosystemy morskie. Przykłady zastosowania energii pływów, fal i prądów morskich na świecie.

Wykaz literatury

1. Allen P.A. Procesy kształtujące powierzchnię ziemi. PWN, Warszawa 2000.

2. Bajkiewicz-Grabowska E., Mikulski Z.: Hydrologia Ogólna. PWN, Warszawa 2006 r.

3. Boczar T., 2008, Energetyka wiatrowa, aktualne możliwości wykorzystania. Wyd. II. Arkady.

4. Byczkowski A.: Hydrologia, t. I, II, Wyd. SGGW, 1996 r.,

5. Gałka E.: Turbiny Banki – Michella, Instytut Maszyn Przepływowych PAN, Gdańsk, 1990

6. Gmula S., Knapp T., Strzelczyk P. Szczerba Z., 2006. Energetyka wiatrowa. AGH Kraków.

7. Gołębiowski S., Krzemień Z.: Przewodnik inwestora małej elektrowni wodnej, Warszawa, 1998.

8. Hoffmann M.: Małe elektrownie wodne – poradnik, Wydanie II, Towarzystwo Rozwoju Małych Elektrowni Wodnych, Gdańsk 1992.

9. Kapuściński J. i inni.:” Zasady i metodyka dokumentowania zasobów wód termalnych i energii geotermalnej oraz sposoby odprowadzania wód zużytych – poradnik metodyczny” Ministerstwo Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa, Warszawa 1997

10. Kapuściński J., Rodzoch A.: „Geotermia Niskotemperaturowa w Polsce i na Świecie” Stan aktualny i perspektywy rozwoju. Uwarunkowania techniczne, środowiskowe i ekonomiczne. Ministerstwo Środowiska Warszawa, 2010.

11. Krzyżanowski W. (i inni): Turbiny rurowe o uproszczonej konstrukcji, Instytut Maszyn Przepływowych PAN, Gdańsk, 1990

12. Lubośny Z., 2009, Farmy wiatrowe w systemie elektroenergetycznym. WNT Warszawa.

13. Łojek A., Okonek A.: Turbiny śmigłowe lewarowe poziome, Instytut Maszyn Przepływowych PAN, Gdańsk, 1990

14. Łojek A., Okonek A.: Turbiny śmigłowe zunifikowane, Instytut Maszyn Przepływowych PAN, Gdańsk, 1990

15. Materiały Konferencyjne Ogólnopolskiego Forum Odnawialnych Źródeł Energii, Sekcja: Mała Energetyka Wodna, lata 1997 – 2002, Kielce, Kraków.

16. Michałowski S., Plutecki J.: Energetyka wodna, Wydawnictwo Naukowo – Techniczne, Warszawa 1975

17. Mikulski Z. Gospodarka wodna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998 r.

18. Mizerski W., 2003, Geologia dynamiczna dla geografów. PWN, Warszawa.

19. Ozga-Zielińska M., Brzeziński J. Hydrologia stosowana. PWN, Warszawa 1997 r.,

20. Rosik-Dulewska Cz.: „Rola Niekonwencjonalnych Źródeł Energii w Ochronie Środowiska i Intensyfikacji Upraw Warzywnych”, IPIŚ PAN, Zabrze 2003

21. Stanowisko negocjacyjne Polski z UE w obszarze „Energia” – www.kie.gov.pl, www.polskiejutro.com

22. Strategia Gospodarki Wodnej. Dokument przyjęty przez Radę Ministrów w dniu 13 września 2005 r. Ministerstwo Środowiska, Warszawa, wrzesień 2005 r.

23. Technika Poszukiwań Geologicznych Geosynoptyka i Geotermia, wyd. Instytut Gospodarki Surowcami Mineralny mi i Energią PAN w Krakowie

24. Tymiński J.: Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w Polsce do 2030 roku – Aspekt energetyczny i ekologiczny, Wydawnictwo IBMER Warszawa,1997

25. Tytko R.: Odnawialne źródła energii, Warszawa 2009

26. Ustawa Prawo Wodne z 18 lipca 2001 r. (Dz.U. z dnia 11 października 2001) z póź. zm.

Wiedza:

- wykazuje znajomość zasad działania i charakterystyki naturalnych źródeł energii, takich jak energia geotermalna, wodna, wiatrowa, biomasy, słoneczna oraz pływów, fal i prądów morskich.

- wymienia technologie przetwarzania energii z tych źródeł oraz ich zastosowanie w praktyce.

- rozumie wpływ wykorzystania odnawialnych źródeł energii na środowisko oraz zrównoważony rozwój.

Umiejętności:

- potrafi zastosować wiedzę do analizy możliwości wykorzystania naturalnych źródeł energii w różnych kontekstach środowiskowych i gospodarczych.

- wykazuje umiejętność oceny efektywności energetycznej i ekologicznej rozwiązań technologicznych związanych z odnawialnymi źródłami energii.

- potrafi zastosować podstawowe metody oceny wpływu tych źródeł na środowisko.

Kompetencje społeczne:

- potrafią świadomie oceniać korzyści i zagrożenia wynikające z wykorzystania naturalnych źródeł energii.

- wykazują gotowość do uczestnictwa w zespołach zajmujących się zagadnieniami związanymi z odnawialnymi źródłami energii i ochroną środowiska.

- wymieniają aspekty odpowiedzialnego wykorzystania technologii proekologicznych w praktyce zawodowej.

Testy pisemne obejmujące zagadnienia teoretyczne dotyczące zarówno odnawialnych, jak i konwencjonalnych źródeł energii.

Zadania praktyczne związane z analizą zastosowania różnych źródeł energii w ochronie środowiska i gospodarce.

Ocena aktywności i zaangażowania w rozwiązywaniu zadań praktycznych oraz udział w dyskusjach na temat wpływu źródeł energii na środowisko i zrównoważony rozwój.