Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Opanowanie wiedzy na temat przekształceń i oddziaływań energetycznych w atmosferze, litosferze i hydrosferze, prowadzących do przekształcania energii promieniowania słonecznego, rozpadu jądrowego i oddziaływań grawitacyjnych w technicznie użyteczne rodzaje energii odnawialnej oraz ogólne zapoznanie ze stosowanymi technologiami pozyskiwania energii promieniowania słonecznego i energii termicznej otoczenia, a w przypadku technologi ekonomicznie uzasadnionych w Polsce szczegółowe zapoznanie ze stosowanymi technologiami oraz uzyskanie podstawowych umiejętności projektowania prostych układów energetycznych.

Ogólne informacje o zajęciach: Moduł realizowany jest dwuetapowo. W pierwszej połowie semestru realizowane są tylko wykłady, a w drugiej połowie, po zrealizowaniu treści wykładowych niezbędnych do ich realizacji, wraz z wykładem realizowane są zajęcia ćwiczeniowe, laboratoryjne i projektowe.

Materiały dydaktyczne: https://v.prz.edu.pl/szewmar; Presentations from lectures, tables of insolation, tables and graphs of the properties of working factors

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Ioan Sarbu, Calin Sebarchievici	Solar Heating and Cooling Systems: Fundamentals, Experiments and Applications	Academic Press.	2016
2	Soteris A. Kalogirou	Solar Energy Engineering: Processes and Systems	Academic Press.	2013
3	Mukund R. Patel	Wind and solar power systems : design, analysis, and operation	Boca Raton : Taylor and Francis Group.	2006
4	Wieder, So	An Introduction to Solar Energy for Scientists and Engineers	Malabar : Krieger Publ.Co..	1992

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	Andy Walker	Solar Energy: Technologies and Project Delivery for Buildings	RSMeans.	2013
2	T.Agami Reddy	The desing and sizing of active solar thermal systems	Oxford : Clarendon Press.	1987

Literatura do samodzielnego studiowania

1	Robert Foster, Majid Ghassemi, Alma Cota	Solar Energy, Renewable Energy and the Environment	CRC Press.	2009
2	ed. by Angèle Reinders [i in.]	Photovoltaic solar energy : from fundamentals to applications	Chichester, John Wiley & Sons, Ltd.	2017

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Wpis na sem. 2 na specjalności "SE&HP", lub wcześniejsze uzyskanie efektów kształcenia odpowiednich dla przedmiotów: Termodynamika, Mechanika płynów, Wymiana ciepła, Urządzenia energetyczne.

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Matematyka - poziom studiów tech, pierwszego stopnia; Fizyka, Astronomia - zakres szkoły średniej; Termodynamika, Wymiana ciepła, Urządzenia energetyczne - poziom studiów tech. drugiego stopnia.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność łączenia wiedzy z kilku dziedzin, korzystania z literatury i źródeł elektronicznych, tworzenia rysunków i schematów, prowadzenia podstawowych obliczeń, realizacji pomiarów elektrycznych.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Zrozumienie potrzeby ciągłego dokształcania się. Bezkonfliktowa współpraca w trakcie zajęć w grupach wieloosobowych; samodyscyplina i umiejętność organizacji czasu i pracy własnej, podstawowe zrozumie

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
01	Ma podstawową wiedzę o procesach emisji i oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego z materią i procesach generacji i emisji promieniowania słonecznego oraz wpływ parametrów ruchu orbitalnego Ziemi na jego oddziaływanie na planetę.	wykład	egzamin cz. testowa, egzamin cz. ustna	K_W03++ K_U01+	P7S_UK P7S_WG
02	Zna właściwości promieniowania słonecznego i jego zasoby oraz posiada umiejętność ich określania.	wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium, projekt indywidualny	kolokwium, sprawdzian pisemny, raport pisemny, egzamin cz. testowa, egzamin cz. rachunkowa, egzamin cz. ustna, prezentacja projektu	K_W03++ K_W05+++ K_W08++ K_U01+ K_U02+ K_U03+ K_U04+ K_U06+ K_U08+ K_U09+	P7S_UK P7S_UO P7S_UU P7S_UW P7S_WG
03	Zna wszystkie podstawowe technologie pozyskiwania oraz wykorzystywania energii promieniowania słonecznego w zakresie elementarnym, a w przypadku technologii fototermicznych w zakresie rozszerzonym	wykład, laboratorium	egzamin cz. testowa, egzamin cz. ustna, raport pisemny	K_W04++ K_W05+++ K_W08+ K_U01+ K_U04+ K_U08+	P7S_UK P7S_UO P7S_UU P7S_UW P7S_WG P7S_WK
04	Zna technologie pozyskiwania energii promieniowania słonecznego oraz ich wykorzystywania, dla technologii fotermicznych potrafi prowadzić obliczenia energetyczne oraz budować systemy je wykorzystujące.	wykład, ćwiczenia rachunkowe, projekt indywidualny	kolokwium, sprawdzian pisemny, egzamin cz. testowa, egzamin cz. rachunkowa, egzamin cz. ustna, prezentacja projektu	K_W04++ K_W05+++ K_W08+ K_U01+ K_U02++ K_U03+ K_U04++ K_U05+ K_U06+ K_U09+	P7S_UK P7S_UU P7S_UW P7S_WG P7S_WK

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
2	TK01	Promieniowanie elektromagnetyczne: rodzaje promieniowania, prawa promieniowania, oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z ośrodkiem. Promieniowanie słoneczne: widmo emisyjne Słońca – powstawanie, widmo emisyjne Słońca - ciało doskonale czarne, stała słoneczna.	W01-W03	MEK01
2	TK02	Parametry ruchu orbitalnego Ziemi - wpływ na właściwości promieniowania słonecznego.	W04-W05	MEK01
2	TK03	Oddziaływanie promieniowania słonecznego z atmosferą: promieniowanie bezpośrednie i rozproszone, prawo Bouguera-Lamberta, masa optyczna atmosfery, współczynnik przeźroczystości atmosfery, silna absorpcja w niejednolitym ośrodku, widmo promieniowania rozproszonego, widmo promieniowania bezpośredniego - wpływ masy optycznej.	W06-W08	MEK01 MEK02
2	TK04	Energia słoneczna - właściwości: równanie czasu, droga Słońca po nieboskłonie, geometria układu Słońce – absorber, nasłonecznienie i usłonecznienie, pomiar promieniowania słonecznego, parametry i składowe promieniowania słonecznego.	W09-W12, C01 - C10, C08, L03, L04, P01- P05	MEK01 MEK02
2	TK05	Zasoby energii słonecznej: zasoby energii słonecznej na świecie i w Europie, optymalizacja ustawienia kolektora, zasoby techniczne energii słonecznej.	W13-W16,C01 - C10, L01,L02, P01- P05	MEK02
2	TK06	Niskotemperaturowa konwersja fototermiczna: metody wykorzystania energii promieniowania słonecznego, konwersja fototermiczna - zasada działania, rodzaje i budowa kolektorów niskotemperaturowych.	W17-W22, L03,L04, P06 - P10	MEK03 MEK04
2	TK07	Kolektory cieczowe: bilans energetyczny kolektora, sprawność kolektora, badania kolektorów.	W23-W28, C11 - C15,L05-L10, P06- P10	MEK03 MEK04
2	TK08	Systemy kolektorów cieczowych: podstawowe elementy układów, typy kolektorów fotermicznych, układy CWU, układy CWU/CO, układy wieloźródłowe i wieloodbiornikowe, współpraca kolektorów słonecznych z pompami ciepła i innymi źródłami ciepła.	W29-W33, C11 - C15, L05-L10, P06- P10	MEK03 MEK04
2	TK09	Kolektory powietrzne: rodzaje i zasada działania, kolektory niskokosztowe - zastosowanie i budowa, kolektory sztywne, rodzaje i właściwości absorberów, instalacje kolektorów powietrznych.	W34-W35	MEK03
2	TK10	Wysokotemperaturowa konwersja fototermiczna: koncentratory obrazowe i bezobrazowe, rodzaje systemów, silniki Stirlinga – zasada działania, energetyka heliotermiczna – stan aktualny i perspektywy.	W36-W38	MEK03
2	TK11	Stawy słoneczne: rodzaje, budowa i zasada działania, zastosowania. Kominy słoneczne: budowa i zasada działania, zastosowanie i właściwości energetyczne, instalacje istniejące i planowane.	W39-W40	MEK03
2	TK12	Uproszczona analiza zacienienia instalacji i usłonecznienia oraz obliczenia nasłonecznienia na podstawie wykresu pozycji Słońca oraz tabel nasłonecznienia, prezentacja wyników projektu.	P01-P05	MEK02
2	TK13	Uproszczony projekt kotłowni w budynku mieszkalnym lub budynku użyteczności publicznej produkującej ciepłą wodę oraz ciepło grzewcze na potrzeby centralnego ogrzewania w kolektory słoneczne i uzupełniające źródło ciepła wysokotemperaturowego.	P06- P10	MEK04
2	TK14	Zajęcia wstępne. Analiza błedu pomiaru.	L01-L02	MEK04
2	TK15	Określanie właściwości optycznych atmosfery w oparciu o ogólnodostępne dane satelitarne	L03,L04	MEK02
2	TK16	Wpływ ustawienia powierzchni płaskiej na moc absorbowanego promieniowania słonecznego	L05,L06	MEK02
2	TK17	Określanie wartości usłonecznienia i nasłonecznienia na podstawie bazy danych eksperymentalnych.	L07-L08	MEK04
2	TK18	Wyznaczanie charakterystyki cieczowego kolektora niskotemperaturowego.	L09,L10	MEK04
2	TK19	Prognozowanie uzysku energetycznego ogniw fototermicznych przy użyciu narzędzi symulacyjnych.	L11-L12	MEK04
2	TK20	Wyznaczanie aerozolowej grubości optycznej atmosfery na podstawie wyników pomiaru skyradiometrem.	L13,L14	MEK04
2	TK21	Określanie właściwości promieniowania słonecznego.	C01-C05	MEK02
2	TK22	Nasłonecznienie i usłonecznienie, składowe promieniowania słonecznego .	C06-C10	MEK02 MEK04
2	TK23	Bilans energetyczny kolektora.	C11-C015	MEK02 MEK04

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 2)		Godziny kontaktowe: 40.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 5.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 5.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 2)	Przygotowanie do ćwiczeń: 7.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 3.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 2)	Przygotowanie do laboratorium: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 7.00 godz./sem.
Projekt/Seminarium (sem. 2)	Przygotowanie do zajęć projektowych/seminaryjnych: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem..	Wykonanie projektu/dokumentacji/raportu: 15.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 2)	Przygotowanie do konsultacji: 1.00 godz./sem.	Udział w konsultacjach: 1.00 godz./sem.
Egzamin (sem. 2)	Przygotowanie do egzaminu: 15.00 godz./sem.	Egzamin pisemny: 3.00 godz./sem. Egzamin ustny: 1.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Obecność na wykładach jest obowiązkowa i może być sprawdzana.
Ćwiczenia/Lektorat	Obecność na ćwiczeniach jest obowiązkowa. Nieusprawiedliwiona nieobecność będzie stanowić podstawę obniżenia końcowej oceny z ćwiczeń. Do ćwiczeń student jest zobowiązany przygotować się z materiału, którego zakres określa TK przyporządkowana do numeru ćwiczenia. Zajęcia ćwiczeniowe przeznaczone są na realizację MEK02 i MEK04 oraz sprawdzenie stopnia ich osiągnięcia. Do ćwiczeń student jest zobowiązany przygotować się z materiału według wskazań prowadzącego. Podczas zajęć ćwiczeniowych studenci są proszeni o rozwiązywanie problemów przy tablicy - przygotowanie i sposób rozwiązywania zagadnień podlega ocenie. Po zrealizowaniu TK22 i TK23 odbędą się kolokwia, w trakcie których należy rozwiązać zadania, obejmujące zagadnienia ćwiczone na wcześniejszych zajęciach. Za perfekcyjne rozwiązanie zadania otrzymać można sumarycznie 20 punktów. Kolokwium zostanie uznane za zaliczone, jeżeli student uzyska minimum 8 punktów. W przypadku wystąpienia ocen negatywnych starosta zaproponuje termin poprawkowego sprawdzianu poza czasem przeznaczonym na ćwiczenia. Kryteria oceny kolokwium oraz kryteria oceny osiągniecia efektów MEK02 i MEK04 prowadzący zajęcia ćwiczeniowe omawia na pierwszych zajęciach. Zaliczenie ćwiczeń wymaga osiągnięcia minimum zakładanych efektów MEK02 i MEK04 i oceniane jest na podstawie średniej ważonej z ocen uzyskanych w trakcie zajęć ćwiczeniowych oraz poprzez ocenę sumarycznej ilości punktów uzyskanych w trakcie zajęć ćwiczeniowych. Obowiązuje zaliczenie sprawdzianów z obu części materiału. Zaliczenie ćwiczeń wymaga uzyskania sumarycznie z obu kolokwiów minimum 20 punktów.
Laboratorium	Obecność na laboratoriach jest obowiązkowa. W przypadku nieobecności obowiązuje odrobienie zaległego ćwiczenia laboratoryjnego z inną grupą. Wykonanie ćwiczenia jest poprzedzane kontrolą stopnia opanowania wiadomości teoretycznych, przypadających na dane ćwiczenie. Do ćwiczeń laboratoryjnych student jest zobowiązany przygotować się z materiału, którego zakres odpowiada treści kształcenia zdefiniowanych przez prowadzącego ćwiczenia laboratoryjne na poprzedzających zajęciach. Przygotowanie do ćwiczeń może być sprawdzone przed ćwiczeniem w formie kilkuminutowego sprawdzianu (od 1 do 10 pytań opisowych lub testowych) lub ustnego odpytywania sprawdzających realizacje efektów kształcenia MEK02 do MEK04. Zaliczenie sprawdzianu wymaga uzyskania minimum 40% punktów. Ocenę maksymalną uzyskać można od minimum 85% punktów, a pomiędzy 55% i 85% punktów stosowana jest skala liniowa. Rażąca niewiedza może skutkować niedopuszczeniem do ćwiczenia. Każdy sprawdzian musi być zaliczony, a każde laboratorium odrobione. Z każdego ćwiczenia student zobowiązany jest sporządzić sprawozdanie służące do oceny realizacji modułowego efektu kształcenia MEK02 do MEK04, którego zakres określa prowadzący po wykonaniu ćwiczenia. Sprawozdanie zostanie przyjęte, jeżeli będzie poprawne pod względem formalnym, a jego zawartość merytoryczna zostanie przedstawiona w zadowalający sposób. Sprawozdanie jest oceniane i możne skorygować punktację ze sprawdzianu. Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych nastąpi po zaliczeniu wszystkich sprawdzianów i oddaniu wszystkich sprawozdań. Ocena końcowa z zaliczenia zajęć laboratoryjnych jest średnią z wszystkich ocen uzyskanych w trakcie semestru.
Projekt/Seminarium	Zaliczenie zajęć projektowych uzyskuje się na podstawie zawartości projektów oraz ich prezentacji. Zawartości projektu oceniana jest pod kątem realizacji efektów kształcenia MEK02 i MEK04. Brak szczegółowej znajomości prezentowanego projektu uniemożliwia jego skuteczne zaliczenie. Projekt zostanie zaliczony przy braku lub błędnym wykonaniu nie więcej niż 3 mniej istotnych elementów, lub 1 istotnego elementu z zakresu efektów kształcenia MEK02 i MEK04. Ocena końcowa za projekt jest średnią ocen za jakość projektu, zawartość projektu oraz jego prezentację. Konieczne jest uzyskanie oceny pozytywnej z każdego projektu, a ocena końcowa jest średnią z ocen wszystkich projektów.
Ocena końcowa	Egzamin składa z części testowej, rachunkowej a w koniecznych przypadkach również ustnej. W trakcie części testowej ocena osiągnięcia modułowych efektów kształcenia MEK01 - MEK04 jest dokonywana na podstawie wyników testu jednokrotnego wyboru w którym występuje 100 stwierdzeń/pytań z których każde oceniane jest na 0 lub 1 punkt. Aby zaliczyć test należy uzyskać minimum 35 % ponad średnią statystyczną (test jest symetryczny więc 50 punktów jest możliwe do uzyskania przy całkowicie przypadkowym wypełnianiu testu) co oznacza 68 punktów a 90 i więcej punktów oznacza ocenę najwyższą. Pomiędzy 75 i 90 punktami stosowana jest skala liniowa. W trakcie części rachunkowej studenci rozwiązują jedno problemowe zadanie oceniane w skali od 0 do 20 punktów. Aby zaliczyć część rachunkową egzaminu należy uzyskać minimum 8 punktów, aby uzyskać ocenę maksymalną minimum 17 punktów, a pomiędzy 10 i 17 punktami stosowana jest skala liniowa. Zaliczenie części testowej i rachunkowej upoważnia do przystąpienia do części ustnej która jest obowiązkowa w przypadku gdy osiągnięcie przez studenta efektów kształcenia MEK01 - MEK04 jest wątpliwe lub gdy student kwestionuje uzyskaną ocenę. Ocena końcowa jest średnią ważoną wszystkich ocen z wagami odpowiednio: 20% część testowa egzaminu, 20% część rachunkowa egzaminu, 20% projekt, 20% ćwiczenia i 20% laboratorium. Zaliczenie egzaminu w terminie poprawkowym obniża ocenę końcową o co najmniej pół stopnia.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
Pytania egzaminacyjne EPSiECB do sylabusa.pdf
Przykładowe pytania części testowej egzaminu z ESiCB.pdf

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
Zadania.pdf

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	U. Florek; P. Gil; R. Smusz; M. Szewczyk	Urządzenie do oczyszczania obiektów ruchomych, zwłaszcza do osuszania lub odladzania oraz sposób sterowania tym urządzeniem	2021
2	R. Gałek; P. Gil; M. Szewczyk; F. Wolańczyk	Urządzenia energetyczne: laboratorium	2020
3	U. Florek; P. Gil; R. Smusz; M. Szewczyk	Urządzenie do oczyszczania obiektów ruchomych, zwłaszcza do osuszania lub odladzania oraz sposób sterowania tym urządzeniem	2019
4	M. Szewczyk	Analiza niepewności pomiarowej	2018
5	M. Szewczyk	Wyznaczanie wilgotności powietrza	2018
6	R. Gałek; P. Gil; M. Szewczyk; F. Wolańczyk	Efficiency of micro combined heat and power unit in real conditions	2018
7	R. Gałek; P. Gil; P. Strzelczyk; M. Szewczyk	Measurement of solar radiation properties and thermal energy of the atmosphere in Rzeszow	2018