Здравко Миловановић,  редовни професор

Јован Шкундрић,  виши асистент

Катедра за хидро и термоенергетику

Енергетско и саобраћајно машинство

Основни циљ овог предмета је упознавање с планирањем и оптимизацијом хибридних система и проучавање услова за уравнотежену производњу електричне и топлотне енергије, уз усвајање специфичних стручних знања из области технике коришћења више алтернативних извора енергије, те стицање знања и претпоставки за коришћење ових технологија узимајући у обзир све аспекте њиховог функционисања у реалном окружењу. Кроз семинарски рад студенти ће проћи примјер анализе оправданости примјене хибридних система на неком ужем регионалном подручју, при чему ће се упознати са савременим методама и поступцима развоја, конструисања, употребе и одржавања ових постројења, уз стицање теоријских знања потребних за рад истраживачких тимова. С друге стране, циљ предмета је и да представи технологије за ефикасно коришћење постојећих ресурса, односно омогућавање проширења капацитета ради укључивања дистрибуираних генератора. Студенти ће добити сазнања о процесима трансформације и дерегулације у електроенергетском сектору. Биће оспособљени да формирају, пројектују и представљају економски исплативе системе и да дају приједлоге и рјешавају проблеме унапрјеђења система у циљу његове веће енергетске ефикасности, односно повећања капацитета.

Студент стиче предметно-специфичне способности које су у функцији квалитетног обављања стручне дјелатности: анализа, синтеза и предвиђање рјешења и посљедица; примјена знања у пракси; повезивање основних знања из различитих области и њихова примјена на рјешавање конкретних проблема. Истраживачка и експертска знања о оптимизацији у хибридних енергетских постројења. Развој критичког мишљења о коришћењу енергије. Способност прорачуна топлотних шема и параметара хибридног постројења. Способност употребе рачунарских технологија за моделирање и прорачуне. По завршетку предавања студенти требају овладати методама пројектовања и оптимизације хибридних постројења у духу одрживог развоја и заштите животне средине. Оспособљеност за примјену теоријских и практичних знања и савремених нумеричких метода потребних за прорачун и анализу елемената и специфичних проблема за анализу промјенљивости и оптимизацију рада хибридних система. Оспособљеност за самосталан и тимски рад при пројектовању технологија хибридних система и њихова оптимизација с обзиром на техничко-технолошке и економске услове.

Теоријска настава: Увод – појам и врсте чистих извора енергије и могућности конверзије у електричну и/или топлотну енергију. Обновљиви извори као компоненте хибридних система – предности и недостаци. Перформансе и избор радних карактеристика хибридних система. Паметно газдовање енергијом и хибридни системи. Хибридни системи засновани на коришћењу енергије сунца, вјетра, воде, биомасе и дригих енергетских ресурса. Техничка анализа хибридних система. Расположивост и стопа непланираних испада. Расподjела оптерећења. Модели за симулацију рада компоненти и хибридних система. Комбинације обновљивих извора енергије са дизел агрегатима. Хибридни системи са горивним ћелијама. Соларни колектори, топлотне пумпе и хибридни системи. Употреба уређаја за складиштење енергије. Оптимално пројектовање хибридних система за „off-grid“ напајање електричном енергијом – технички, технолошки и економски аспект. Оптимално пројектовање хибридних система за „on-grid“ напајање електричном енергијом – технички, технолошки и економски аспект. Процесна и енергетска ефикасност хибридних система. Студије изводљивости хибридних система. Економско-финансијска анализа хибридних система. Експлоатација и одржавање хибридних система. Оптимизација рада хибридних система. Оптимално пројектовање хибридног система за off-grid напајање електричном енергијом. Оптимално пројектовање хибридног система за on-grid напајање електричном енергијом. Посебна примјене хибридних система (базне станице, моторна возила, мобилни хибридни системи и сл.). Мали аутономни хибридни системи напајања потрошача електричном енергијом. Хибридни систем гријања објекта и топле санитарне воде. Примјери примјене хибридних система.
Практична настава: Аудиторне вјежбе (Рачунске вјежбе прилагођене теоријској настави). Семинарски рад (Предвиђа израду три рачунска задатка, која се односе на прорачун трошкова производње и цијене произведене јединице електричне и/или топлотне енергије, израду развијене технолошке шеме хибридног система и примјену упоредних фактора економичности за оптимизацију хибридног постројења). Лабораторијске вјежбе (У оквиру лабораторијских вјежби студенти помоћу рачунара симулирају процесе у раду хибридног система). Екскурзија (Посјета изведеним карактеристичним хибридним постројењем у окружењу).

Предавања у писаном и електронском облику, aудиторна вјежбања у писаном и електронском облику, примјери рачунских задатака, компјутерска подршка. Самостална израда и презентација семинарског рада. У оквиру наставе студент ће се упознати са топлотним шемама и изведеним карактеристичним хибридним постројењем у окружењу.

1. Duffie, J. A., Beckman, W. A.: Solar Engineering of Thermal Processes, 3nd ed., John Wiley and Sons, New York, USA, 2006
2. Nema, P., Nema, R. K., Rangneka,r S.: A Current and Future State of Art Development of Hybrid Energy System Using Wind and PV-Solar: A Review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 8, 2009
3. Arribas, L., Cano, L., Cruz, I., Mata, M., Llobe, E.: PV–Wind Hybrid System Perfor mance: A New Approach and a Case Study, Renewable Energy, 35, 2010
4. Celik, A. N.: Techno-Economic Analysis of Autono ous PV-Wind Hybrid Energy Systems Using Different Sizing Methods, Energy Conversion and Management, 44, 2003
5. Dihrab, S. S., Sopian, K.: Electricity Generation of Hybrid PV/Wind Systems in Iraq, Renewable Energy, 35, 2010
6. Bejan, A., Tsatsaronis, G., Moran, M.: Thermal Design and Optimization, Wiley, 1996
7. Traupel, W.: Thermische Turbomaschinen, Springer verlag, Berlin, 1982
8. Cohen, H., Rogers, G. F. C., Saravanamuttoo, H. I. H.: Gas turbine theory, Logman, 1997
9. Boyle, G.: Renewable Energy, Oxford University Press, 2004
10. Maczulak, A.: Renewable energy: Sources and Methods, Facts On File, Inc., New York, 2010
11. Katić, V., Kapetanović, I., Fuštić, V.: Obnovljivi izvori električne energije, TEMPUS-JADES, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2007.
12. Edvards, D.: Energy trading and investing, Mc Graw Hill Finance and Investing, 2010

За одабрани хибридни енергетски систем, студент треба да уради три задатка, која се односе на прорачун трошкова производње и цијене произведене јединице електричне и/или топлотне енергије, израду развијене технолошке шеме хибридног система и примјену упоредних фактора економичности за оптимизацију хибридног постројења. Колоквијуми се раде у 6-7. и 13-14. недјељи у форми писменог испита. Активност на настави се процјењује израдом кратких тестова из садржаја наставе на крају неких часова. Завршни испит се односи само на теоретска питања.