Atsinaujinančių išteklių energetika VGTU studijose ir moksle

Atsinaujinančių išteklių energetika VGTU studijose ir moksle

Prof. habil. dr. Vytautas Martinaitis, VGTU Pastatų energetikos katedros vedėjas

2013.09.25, VilniusAtsinaujinančių išteklių energetika:

neišnaudotos galimybės ir ateitis

Green energy 2013, Vilnius 2

Turinys

• Požiūris į apsirūpinimą energija• NMP Projektas „PatenMode“• Studijų programa „Pastatų energetika“• Studijų programa „Energijos inžinerija ir

planavimas“• Studijų programa „Saulės elementų ir

modulių inžinerija“


Požiūris į apsirūpinimą energija

• Apsirūpinimas energija – tai integruotas pirminės energijos transformavimo, tiekimo ir vartojimo sistemų naudojimas ir plėtra prieinamomis, parankiomis ir priimtinomis t.y. ilgalaikėmis ekonominėmis, socialinėmis ir aplinkos tausojimo sąlygomis.

• Energija turi būti ( 3P/3A): ~Prieinama(Accessible)

~Paranki(Available)

~Priimtina(Acceptable)• Pastatas yra gyvybiniams poreikiams priskiriama, sudėtinga,

energijai imli techninė sistema, daranti ženklų poveikį ilgalaikei visuomenės gerovei.

• Pastatuose suvartojama 40% visos ES galutinės energijos.• Išmanūs pastatai, tinklai ir miestai – tai integralūs tradicinės ir

alternatyvios, centralizuotos ir išskaidytos energijos gamybos ir vartojimo efektyvių technologijų sprendiniai, valdomi tinklaveikos priemonėmis konkrečios vietos vartotojų poreikiams tenkinti.

2013 09 25


NMP„Ateities energetika“ projektas „Pastato ir atsinaujinančios energijos

tvarumo modelis“pastato integruoto projektavimo (PIP) kontekste

SKAITMENINISNAUDOJIMAS IR

PRIEŽIŪRA (O&M)4D-5D BIM/BMS

SKAITMENINIS PROJEKTAVIMAS

3D / BIM

ENERGINIS MODELIAVIMAS

PLANAVIMAS

STEBĖSENA/ENERGINIS

AutoAUDITAS

NMP - Nacionalinė mokslo programa

PAT

EnM

ode

2013 09 25


Ikikoncepcinis modeliavimas (specializuotomis priemonėmis):• Apsupties sąlygų (išteklių ir klimato)

įvertinimas sklype;

• Integruoti architektūriniai - konstrukciniai, techninių sistemų ir disponuojamų atsinaujinančių

išteklių sprendiniai;Koncepcijos išrinkimas (~optimizavimas) :• Pasirinktos kriterijų sistemos / metodo

taikymas • Sprendinio gyvavimo ciklo analizė /

įvertinimas

Energinis planavimas PIP koncepcijos rengime

2013 09 25

PATEnMode


Pagrindinės modeliavimo priemonės ir sprendinių vertinimo kriterijai

Kriterijai

EEN, EEXEnergetinis / ekserginis efektyvumas,

EEK, EGCEkonominis / gyvavimo ciklo racionalumas

EAP, EKMAplinkosauginis / komforto priimtinumas.

Modeliavimo priemonėMETEONORM klimato duomenims apdoroti, vaizduoti, savybėms nustatyti,

AEI prognozuoti;

DESIGN Builder konstrukcinių atitvarų, sistemų, mikroklimato ir energijos poreikių tarpusavio sąveikai modeliuoti;

TRNSYS 17.0 pastatų mikroklimato ir energijos poreikiams / sistemoms modeliuoti;

POLYSUN procesams saulės energijos transformatoriuose, jų sistemose modeliuoti;

2013 09 25


-10

-5

0

5

10

15

20

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Gru

nto

tem

pera

tūra

, ΣC

Paviršius

0,1m

0,5m

1m

2m

5m

Apsupties sąlygų (išteklių ir klimato) įvertinimas sklype

0

5

10

15

20

25

30


Dien

ų sk

aiči

us, p

arom

is

Saulėta Debesuota

Duomenų struktūra nėra tiesiogiai skirta konkrečioms energijos transformavimo technologijoms. Ji orientuota į galimybę modeliuoti, projektuoti šiuolaikines atsinaujinančios energijos technologijas, atsižvelgiant į jų veikimą, per metus besikeičiančioje klimatinių sąlygų eigoje.

2013 09 25

0

50

100

150

200

250

300

350


Saul

ės ra

diac

ija, W

/m2

Bendroji

Tiesioginė

Bendroji, sekama

Išsklaidyta

Spindulio

Saulės radiacijos tipai


Integruotų sprendinių paieška

DESIGN Builder

Pastato natūralios apšvietos modeliavimas esant debesuotai dienai (už lango 10 000 lx)

2013 09 25

Green energy 2013, Vilnius 92013 09 25

Integruotų sprendinių paieškaTRNSYS 17.0 - elektra

Integruotų sprendinių paieška TRNSYS 17.0 – šiluma, oras


Integruotų sprendinių paieška TRNSYS 17.0 – šiluma, oras

2013 09 25


Saulėtekio slėnio VGTU CIMC Pastato energetinių ir mikroklimato sistemų

laboratorija / eksperimentinis validavimas

Eksperimentinė 100 m2 “saulės siena”

Atsinaujinančių ir alternatyvių energijos šaltinių tyrimo stendas

Termovizijos ir sandarumo bandymų įranga

Žaliosios elektros gamyba ir sistemų integracija pastate

Saulės energijos panaudojimo šildymui ir vėsinimui įranga

Energijos auditavimo ir stebėsenos įranga

Unikali įranga:

2013 09 25


Pastatų energetikaI-osios pakopos 240 kreditų studijų programa:

(Valst. kodas: 612E30002, ISCED kodas: 51152)Parengti specialistus, kurie įgiję žinių studijuodami bendruosius, studijų

pagrindų ir specialiųjų universiteto studijų dalykus,• galėtų analizuoti ir modeliuoti energijos transformavimo procesus, • gebėtų atpažinti, formuluoti ir spręsti su šilumos gamyba ir transformavimu,

šilumos, dujų tiekimu ir naudojimu, taip pat su patalpų oro kokybe susijusias inžinerines problemas,

planuojant, projektuojant, naudojant naujus ir esamus energetinius, šiluminius įrenginius ir sistemas, pasižyminčias aukštu energijos transformavimo, vartojimo ir valdymo efektyvumu, rentabilumu, kokybe ir patikimumu, darniu, subalansuotu išteklių poreikiu ir poveikiu aplinkai.

– Yra grupė, kurioje dėstoma anglų kalba, atvyksta Erasmus studentai iš ES šalių.– Dvigubo diplomo galimybė (kartu su Mikkelli universitetu, Suomija). – Eilė metų studentai dalyvauja IP projektuose (Nyderlandai, Prancūzija, Graikija)

kartu su 8 ES universitetais.


Studijų krypties ir programos specialaus lavinimo dalykai

Pastatų energetika (Įvadas į specialybę I-me kurse) Techninė termodinamika (Lab) Pastatų mikroklimatas (KP)

Šilumos ir masės mainai (Lab) Oro kondicionavimas (KP)

Hidraulinės mašinos (Lab) Pastatų šildymo sistemos

Atsinaujinančios energijos technologijos (Lab) Šilumos gamyba

Vėdinimas (Lab) Dujotiekis

Techninių sistemų valdymas (Lab) Šilumos tiekimas

Pažintinė praktika Kompleksinis projektas 1 (Pastato inžinerinės sistemos)

Energijos vartojimo efektyvumo mokomoji praktika

Kompleksinis projektas 2 (Šilumos ir dujų tiekimas miestui)

Pastatų energetikos profesinės veiklos praktika

Baigiamasis darbas (Aprūpinimo energija sistemos; Patalpų mikroklimato sistemos)

15

Pastatų energetikos programos absolvento specialieji gebėjimai:

• 1. Geba taikyti žinias ir supratimą apie neatsinaujinančių ir atsinaujinančių išteklių kilmės energiją gaminančių, transformuojančių ir naudojančių sistemų ribas, struktūrą, savybes, veikimą, elementų ir procesų tarpusavio sąveiką, bendrąjį šių sistemų integralumą, jų sąveiką su aplinka, savarankiškai identifikuojant, formuluojant ir sprendžiant konkrečias energijos inžinerijos problemas.

• 2. Geba rinkti, interpretuoti ir kompiuterinių technologijų pagalba apdoroti duomenis reikalingus energijos inžinerijos srities uždaviniams spręsti, turi darbo su matavimo prietaisais, darbo termodinamikos, šilumos ir masės mainų, vėdinimo bei hidraulinių mašinų laboratorijose įgūdžių.

• 3. Geba perteikti informaciją, idėjas, problemas ir sprendimus, juos argumentuoti, ginti prieš energijos inžinerijos srities specialistų ir ne specialistų auditorijas.

• 4. Turi išlavintus savarankiško mokymosi įgūdžius, būtinus studijoms tęsti kitoje pakopoje, geba priimti racionalius sprendimus energijos inžinerijos srityje, taikyti įgytas teorines žinias praktikoje atsižvelgiant į energijos efektyvumo, saugumo, ekonominius ir įtakos aplinkai aspektus.

Green energy 2013, Vilnius


Energijos inžinerija ir planavimas

II-osios pakopos 120 kreditų studijų programa:(Valst. kodas: 621E30003, ISCED kodas: 51252)

Programos tikslas - rengti specialistus, kurie … galėtų• analizuoti, planuoti ir modeliuoti technines sistemas,• tirti aprūpinimo energija ir vartojimo sistemas, jų įrenginius ir

procesus, • taikyti mokslo ir technologijų naujoves

projektuojant, planuojant, įrengiant, naudojant ir prižiūrint

aukštu energijos transformavimo, vartojimo ir valdymo efektyvumu, rentabilumu, kokybe ir patikimumu, darniu, subalansuotu išteklių poreikiu bei poveikiu aplinkai pasižyminčias sistemas.

Dalis studentų išvyksta semestrui studijuoti Danijos, Švedijos universitetuose, mokslinės veiklos praktikai į užsienį.


Studijuojami moduliaiSpecializacijos: Energetikos planavimas // Energijos inžinerija

Termodinaminė analizė Moksliniai tyrimai ir inovacijos

Energ. sistemų gyvavimo ciklo analizė Energetikos ekonomika

Pastato šilumos režimas Pedagoginė praktika

Procesų ir sistemų integracija Mokslinės veiklos praktika

Baigtiniai elementai termomechanikoje Energijos poreikių vadyba

Pastatų energinis efektyvumas Energ. sistemų plėtros galimybių studijos

Šilumos mainų modeliavimas Darnus energetinis planavimas

Atsinaujinančios energijos sistemos Baigiamasis darbas


Baigiamųjų darbų, apgintų 2013 m. temos

Beveik nulinės energijos visuomeninių pastatų aprūpinimo energija sprendimai

Administracinių pastatų su dideliais įstiklinimo plotais efektyvumo analizė

Vėdinimo įrenginių su integruotais šilumos siurbliais projektavimas, tyrimas ir analizė

Energiškai pasyvaus administracinio pastato analizė

Pastato dviejų šilumos šaltinių integralaus veikimo tyrimas

Nuotekų valyklos biodujų įrenginių analizė

Saulės kolektorių ir gruntinio šilumos siurblio sistemos mažaenergiam pastatui analizė

Energinis ir aplinkosauginis šilumos gamybos iš kietosios biomasės efektyvumas

Daugiabučio namo aprūpinimo energija technologinių sprendinių daugiakriterė analizė

Eksperimentinis Aplinkos inžinerijos fakulteto saulės sienos efektyvumo tyrimas

Naktinio vėsinimo variantų administracinės paskirties pastate analizė

Sklypo atsinaujinančios energijos potencialo modelis


Saulės elementų ir modulių inžinerija

II-osios pakopos 120 kreditų studijų programa:(Valst. kodas: 621J91001, ISCED kodas: 75499)

Programos kūrimas finansuotas LaMeTech „Studijos” projekto Nr. VP1-2.2-ŠMM-09-V-01-005 lėšomis;

Programos tikslas – parengti kvalifikuotus specialistus, gebančius kurti saulės elementų/modulių technologijas, mokančius išmatuoti/modeliuoti jų charakteristikas ir suprantančius jų eksploatacijos ypatumus.



Greit magistrų išminties ir rankų lauks dvi saulės modulių gamyklos ir Saulės energijos technologijų centras, Vilniuje.

Šį rudenį Visoriuose duris atverė "BOD Group" saulės elementų gamykla - viena moderniausių ir ekologiškiausių visoje Europoje.



Profesinės veiklos praktiką magistrantai atlieka Lietuvos mokslo tyrimų institucijose ar Lietuvos Fotoelektros technologijų ir verslo asociacijos verslo įmonėse, t.y. savo būsimose darbo vietose;

Daugiau informacijos apie magistrantūros studijų programą ir studijų sąlygas pateikta VGTU Fizikos katedros svetainėje, adresu: www.fk.fm.vgtu.lt.

http://www.fk.fm.vgtu.lt/


Kviečiame bendra(darbia)uti!

VGTU Pastatų energetikos katedra

www.pek.ap.vgtu.lt [email protected]

2013 09 25

http://www.pek.ap.vgtu.lt/





mailto:[email protected]



Documents

Atsinaujinančių išteklių energetika VGTU studijose ir moksle