Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa - Odnawialne źródła energii (S1)

Sylabus przedmiotu Energetyka geotermalna:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Odnawialne źródła energii
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Energetyka geotermalna
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Techniki Cieplnej
Nauczyciel odpowiedzialny Sławomir Wiśniewski <Slawomir.Wisniewski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
ćwiczenia audytoryjneA4 10 2,00,30zaliczenie
wykładyW4 20 2,00,70zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Wiedza z fizyki, podstawy techniki cieplnej

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z terminologią związaną z energią geotermalną
C-2Zapoznanie studentów z zasadami i możliwościami wykorzystania energii geotermalnej oraz z systemami pozyskiwania i wykorzystania tej energii.
C-3Zapoznanie studentów z metodyką obliczeń stosowaną w zagadnieniach związanych z pozyskaniem i wykorzystaniem energii geotermalnej.
C-4Zapoznanie studentów z układami pozyskiwania energii geotermalnej oraz z instalacjami wykorzystującymi zasoby geotermalne do różnych celów (rolnictwo, rekreacja, balneologia, produkcja energii elektrycznej)

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-1Przykłady obliczeniowe dotyczące określania zasobów geotermalnych i temperatur wód geotermalnych. Bilans energetyczny układów geotermalnych (wymienniki ciepła, ciepłownie, elektrownie). Kolokwium sprawdzające opanowanie przerobionego materiału (jednogodzinne).10
10
wykłady
T-W-1Bilans energetyczny Ziemi. Budowa wnętrza Ziemi. Podstawowe pojęcia: energia geotermalna, gradient geotermiczny, gęstość strumienia geotermicznego, wody geotermalne, wody termalne, solanka. Pojęcia związane ze złożami wód geotermalnych: spąg, strop, miąższość, porowatość, współczynnik filtracji itp. Klasyfikacja zasobów wód geotermalnych.4
T-W-2Diagram MC Kelve’a. Charakterystyka zasobów energii geotermalnej na terenie Polski (zasoby, rozmieszczenie, dostępność itp.). Charakterystyka i miara przydatności źródeł geotermalnych. Klasyfikacja i charakterystyka systemów pozyskiwania energii geotermalnej. Klasyfikacja i charakterystyka systemów wykorzystania energii geotermalnej. Ocena możliwości wykorzystania energii geotermalnej. Ogólne zasady zagospodarowania wód geotermalnych.4
T-W-3Energia gruntu, wód gruntowych i głębinowych. Instalacje z pompami ciepła wykorzystujące energię gruntu. Przypowierzchniowe sondy ciepła. Głębokie sondy ciepła. Pole temperatury pionowych gruntowych wymienników ciepła (rura w rurze, U-rura). Pole temperatury w gruntowych wymiennikach poziomych. Przykładowe instalacje z pionowymi sondami ciepła. Możliwość pozyskania energii geotermicznej za pomocą głębokich pionowych sond ciepła. Wykorzystanie energii geotermicznej w Polsce.4
T-W-4Charakterystyka ciepłowni geotermalnych działających na terenie Polski. Przykłady Aquaparków zasilanych energią geotermalną. Możliwości wykorzystania energii geotermalnej do produkcji energii elektrycznej. Przykładowe instalacje elektrowni geotermalnych. Podział elektrowni geotermalnych (wady, zalety, aspekty technologiczne ich pracy).4
T-W-5Technologia pozyskiwania energii z suchy skał (HDR Hot Dry Rocks). Perspektywy rozwoju technologii geotermalnych. Efekty ekologiczne wykorzystania energii geotermalnej. Pisemne zaliczenie przedmotu.4
20

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1Uczestnictwo w zajęciach10
A-A-2Konsultacje z prowadzącym2
A-A-3Samodzielna praca - uzupełnienie wiedzy z literatury8
A-A-4Samodzielna praca - przygotowanie do zaliczenia, samodzielne rozwiązywanie zadań10
30
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach20
A-W-2Konsultacje z wykładowcą5
A-W-3Samodzielna praca - uzupełnienie wiedzy z literatury20
A-W-4Samodzielna praca - przygotowanie do egzaminu15
60

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny
M-2Wykład problemowy
M-3Ćwiczenia przedmiotowe

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie wykładów.
S-2Ocena formująca: Aktywność na zajęciach, kolokwium zaliczające.

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
OZE_1A_C21_W01
Student jest w stanie: zdefiniować podstawowe pojęcia związane z energią geotermalną, sklasyfikować zasoby geotermalne oraz systemy pozyskiwania i wykorzystania tych zasobów. Student zna ogólne zasady zagospodarowania zasobów energii geotermalnej, zna instalacje wykorzystujące te zasoby oraz zna wpływ tych instalacji na środowisko.
OZE_1A_W12C-4, C-1, C-2T-W-1M-2, M-1S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
OZE_1A_C21_U01
Student jest w stanie rozwiązywać zadania obliczeniowe związane z pozyskiwaniem i wykorzystaniem zasobów energii geotermalnej, umie sklasyfikować zasoby geotermalne oraz umie ocenić możliwości wykorzystania tych zasobów z uwzględnieniem ogólnych zasady zagospodarowania energii geotermalnej.
OZE_1A_U14C-1, C-2, C-3T-A-1, T-W-1M-2, M-3, M-1S-1, S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
OZE_1A_C21_K01
Student rozumie jaki jest wpływ wykorzystania energii geotermalnej na środowisko i ma świadomośc znaczenia energii dla społeczeństwa. Student rozumie potrzebę dalszego pogłębiania wiedzy i umiejetności.
OZE_1A_K01, OZE_1A_K02C-4, C-1, C-2, C-3T-A-1, T-W-1M-2, M-3, M-1S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
OZE_1A_C21_W01
Student jest w stanie: zdefiniować podstawowe pojęcia związane z energią geotermalną, sklasyfikować zasoby geotermalne oraz systemy pozyskiwania i wykorzystania tych zasobów. Student zna ogólne zasady zagospodarowania zasobów energii geotermalnej, zna instalacje wykorzystujące te zasoby oraz zna wpływ tych instalacji na środowisko.
2,0
3,0Student umie zdefiniować podstawowe pojęcia z energii geotermalnej
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
OZE_1A_C21_U01
Student jest w stanie rozwiązywać zadania obliczeniowe związane z pozyskiwaniem i wykorzystaniem zasobów energii geotermalnej, umie sklasyfikować zasoby geotermalne oraz umie ocenić możliwości wykorzystania tych zasobów z uwzględnieniem ogólnych zasady zagospodarowania energii geotermalnej.
2,0
3,0Student potrafi rozwiązywać zadania w stopniu podstawowym z pozyskiwania energii geotermalnej. Potrafi klasyfikować w zakresie podstawowym zasoby geotermalne oraz możliwości ich wykorzystania.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
OZE_1A_C21_K01
Student rozumie jaki jest wpływ wykorzystania energii geotermalnej na środowisko i ma świadomośc znaczenia energii dla społeczeństwa. Student rozumie potrzebę dalszego pogłębiania wiedzy i umiejetności.
2,0
3,0Student w stopniu postawowym ma świadomość znaczenia energii geotermalnej dla społeczeństwa.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Aleksander A. Stachel, Wkorzystanie energii wnętrza Ziemi, Wyd. Uczelniane Zachodnipomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie, Szczecin, 2013
  2. Nowak W., Sobański R., Kabat M., Kujawa T., Systemy pozyskiwania i wykorzystania energii geotermicznej, Wyd. Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2000
  3. Nowak W., Stachel A., Stan i perspektywy wykorzystania odnawialnych źródeł energii w Polsce, Wyd. Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2004
  4. Franciszek Strzelczyk, Energetyka geotermalna i pompy ciepła, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskie, Kielce, 2017
  5. Oniszk-Popławska A., Zowsik M., Rogulska M., Ciepło z wnętrza ziemi, Gdańsk-Warszawa : EC BREC/IBMER, 2003., Gdańsk-Warszawa :, 2003
  6. Górecki W. red., Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Niżu Polskim, Kraków, 2006, Dostępny w wersji elektronicznej na stronie: http://www.mos.gov.pl/kategoria/292_atlas_zasobow_geotermalnych_formacji_mezozoicznej_na_nizu_polskim/

Literatura dodatkowa

  1. Nowak W., Stachel A., Borsukiewicz-Gozdur A., Zastosowania odnawialnych źródeł energii, Wyd. Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2008
  2. Jacek Kapuściński, Andrzej Rodzoch, Geotermia niskotemperaturowa w Polsce i na świecie, Wydawnictwo medyczne, BORGIS, Warszawa, 2010
  3. Sokołowski J. red., Metoda oceny zasobów i zasady projektowania zakładów geotermalnych, praca zbiorowa, Kraków : Centrum Podstawowych Problemów Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków, 1996

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KODTreść programowaGodziny
T-A-1Przykłady obliczeniowe dotyczące określania zasobów geotermalnych i temperatur wód geotermalnych. Bilans energetyczny układów geotermalnych (wymienniki ciepła, ciepłownie, elektrownie). Kolokwium sprawdzające opanowanie przerobionego materiału (jednogodzinne).10
10

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Bilans energetyczny Ziemi. Budowa wnętrza Ziemi. Podstawowe pojęcia: energia geotermalna, gradient geotermiczny, gęstość strumienia geotermicznego, wody geotermalne, wody termalne, solanka. Pojęcia związane ze złożami wód geotermalnych: spąg, strop, miąższość, porowatość, współczynnik filtracji itp. Klasyfikacja zasobów wód geotermalnych.4
T-W-2Diagram MC Kelve’a. Charakterystyka zasobów energii geotermalnej na terenie Polski (zasoby, rozmieszczenie, dostępność itp.). Charakterystyka i miara przydatności źródeł geotermalnych. Klasyfikacja i charakterystyka systemów pozyskiwania energii geotermalnej. Klasyfikacja i charakterystyka systemów wykorzystania energii geotermalnej. Ocena możliwości wykorzystania energii geotermalnej. Ogólne zasady zagospodarowania wód geotermalnych.4
T-W-3Energia gruntu, wód gruntowych i głębinowych. Instalacje z pompami ciepła wykorzystujące energię gruntu. Przypowierzchniowe sondy ciepła. Głębokie sondy ciepła. Pole temperatury pionowych gruntowych wymienników ciepła (rura w rurze, U-rura). Pole temperatury w gruntowych wymiennikach poziomych. Przykładowe instalacje z pionowymi sondami ciepła. Możliwość pozyskania energii geotermicznej za pomocą głębokich pionowych sond ciepła. Wykorzystanie energii geotermicznej w Polsce.4
T-W-4Charakterystyka ciepłowni geotermalnych działających na terenie Polski. Przykłady Aquaparków zasilanych energią geotermalną. Możliwości wykorzystania energii geotermalnej do produkcji energii elektrycznej. Przykładowe instalacje elektrowni geotermalnych. Podział elektrowni geotermalnych (wady, zalety, aspekty technologiczne ich pracy).4
T-W-5Technologia pozyskiwania energii z suchy skał (HDR Hot Dry Rocks). Perspektywy rozwoju technologii geotermalnych. Efekty ekologiczne wykorzystania energii geotermalnej. Pisemne zaliczenie przedmotu.4
20

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KODForma aktywnościGodziny
A-A-1Uczestnictwo w zajęciach10
A-A-2Konsultacje z prowadzącym2
A-A-3Samodzielna praca - uzupełnienie wiedzy z literatury8
A-A-4Samodzielna praca - przygotowanie do zaliczenia, samodzielne rozwiązywanie zadań10
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach20
A-W-2Konsultacje z wykładowcą5
A-W-3Samodzielna praca - uzupełnienie wiedzy z literatury20
A-W-4Samodzielna praca - przygotowanie do egzaminu15
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięOZE_1A_C21_W01Student jest w stanie: zdefiniować podstawowe pojęcia związane z energią geotermalną, sklasyfikować zasoby geotermalne oraz systemy pozyskiwania i wykorzystania tych zasobów. Student zna ogólne zasady zagospodarowania zasobów energii geotermalnej, zna instalacje wykorzystujące te zasoby oraz zna wpływ tych instalacji na środowisko.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOZE_1A_W12ma wiedzę w zakresie zastosowania abiotycznych źródeł energii odnawialnej, obejmującą wykorzystanie energii słonecznej, wodnej, wiatrowej i geotermalnej, przydatną między innymi do: 1) wykorzystania energii słonecznej w procesach grzewczych i zasilania energią elektryczną, 2) rozumienia zasady działania i charakterystyk turbin wiatrowych w celu ich właściwego stosowania, 3) oceny efektywności techniczno-ekonomicznej zastosowania pomp ciepła, 4) technicznej oceny lokalizacji małej elektrowni wodnej, doboru urządzeń i prognozowania jej efektywności;
Cel przedmiotuC-4Zapoznanie studentów z układami pozyskiwania energii geotermalnej oraz z instalacjami wykorzystującymi zasoby geotermalne do różnych celów (rolnictwo, rekreacja, balneologia, produkcja energii elektrycznej)
C-1Zapoznanie studentów z terminologią związaną z energią geotermalną
C-2Zapoznanie studentów z zasadami i możliwościami wykorzystania energii geotermalnej oraz z systemami pozyskiwania i wykorzystania tej energii.
Treści programoweT-W-1Bilans energetyczny Ziemi. Budowa wnętrza Ziemi. Podstawowe pojęcia: energia geotermalna, gradient geotermiczny, gęstość strumienia geotermicznego, wody geotermalne, wody termalne, solanka. Pojęcia związane ze złożami wód geotermalnych: spąg, strop, miąższość, porowatość, współczynnik filtracji itp. Klasyfikacja zasobów wód geotermalnych.
Metody nauczaniaM-2Wykład problemowy
M-1Wykład informacyjny
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie wykładów.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student umie zdefiniować podstawowe pojęcia z energii geotermalnej
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięOZE_1A_C21_U01Student jest w stanie rozwiązywać zadania obliczeniowe związane z pozyskiwaniem i wykorzystaniem zasobów energii geotermalnej, umie sklasyfikować zasoby geotermalne oraz umie ocenić możliwości wykorzystania tych zasobów z uwzględnieniem ogólnych zasady zagospodarowania energii geotermalnej.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOZE_1A_U14orientuje się w możliwościach zastosowania abiotycznych źródeł energii odnawialnej i potrafi nadzorować systemy pozyskiwania energii słonecznej, wiatrowej, wodnej i geotermalnej, a także opracować proste takie systemy;
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z terminologią związaną z energią geotermalną
C-2Zapoznanie studentów z zasadami i możliwościami wykorzystania energii geotermalnej oraz z systemami pozyskiwania i wykorzystania tej energii.
C-3Zapoznanie studentów z metodyką obliczeń stosowaną w zagadnieniach związanych z pozyskaniem i wykorzystaniem energii geotermalnej.
Treści programoweT-A-1Przykłady obliczeniowe dotyczące określania zasobów geotermalnych i temperatur wód geotermalnych. Bilans energetyczny układów geotermalnych (wymienniki ciepła, ciepłownie, elektrownie). Kolokwium sprawdzające opanowanie przerobionego materiału (jednogodzinne).
T-W-1Bilans energetyczny Ziemi. Budowa wnętrza Ziemi. Podstawowe pojęcia: energia geotermalna, gradient geotermiczny, gęstość strumienia geotermicznego, wody geotermalne, wody termalne, solanka. Pojęcia związane ze złożami wód geotermalnych: spąg, strop, miąższość, porowatość, współczynnik filtracji itp. Klasyfikacja zasobów wód geotermalnych.
Metody nauczaniaM-2Wykład problemowy
M-3Ćwiczenia przedmiotowe
M-1Wykład informacyjny
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie wykładów.
S-2Ocena formująca: Aktywność na zajęciach, kolokwium zaliczające.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student potrafi rozwiązywać zadania w stopniu podstawowym z pozyskiwania energii geotermalnej. Potrafi klasyfikować w zakresie podstawowym zasoby geotermalne oraz możliwości ich wykorzystania.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięOZE_1A_C21_K01Student rozumie jaki jest wpływ wykorzystania energii geotermalnej na środowisko i ma świadomośc znaczenia energii dla społeczeństwa. Student rozumie potrzebę dalszego pogłębiania wiedzy i umiejetności.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOZE_1A_K01ma świadomość znaczenia energii dla społeczeństwa;
OZE_1A_K02jest świadomy ograniczenia posiadanej wiedzy i umiejętności, rozumie potrzebę dalszego ich pogłębiania oraz ciągłego wyszukiwania aktualnych informacji zawodowych w literaturze fachowej i innych źródłach, również w języku obcym;
Cel przedmiotuC-4Zapoznanie studentów z układami pozyskiwania energii geotermalnej oraz z instalacjami wykorzystującymi zasoby geotermalne do różnych celów (rolnictwo, rekreacja, balneologia, produkcja energii elektrycznej)
C-1Zapoznanie studentów z terminologią związaną z energią geotermalną
C-2Zapoznanie studentów z zasadami i możliwościami wykorzystania energii geotermalnej oraz z systemami pozyskiwania i wykorzystania tej energii.
C-3Zapoznanie studentów z metodyką obliczeń stosowaną w zagadnieniach związanych z pozyskaniem i wykorzystaniem energii geotermalnej.
Treści programoweT-A-1Przykłady obliczeniowe dotyczące określania zasobów geotermalnych i temperatur wód geotermalnych. Bilans energetyczny układów geotermalnych (wymienniki ciepła, ciepłownie, elektrownie). Kolokwium sprawdzające opanowanie przerobionego materiału (jednogodzinne).
T-W-1Bilans energetyczny Ziemi. Budowa wnętrza Ziemi. Podstawowe pojęcia: energia geotermalna, gradient geotermiczny, gęstość strumienia geotermicznego, wody geotermalne, wody termalne, solanka. Pojęcia związane ze złożami wód geotermalnych: spąg, strop, miąższość, porowatość, współczynnik filtracji itp. Klasyfikacja zasobów wód geotermalnych.
Metody nauczaniaM-2Wykład problemowy
M-3Ćwiczenia przedmiotowe
M-1Wykład informacyjny
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie wykładów.
S-2Ocena formująca: Aktywność na zajęciach, kolokwium zaliczające.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student w stopniu postawowym ma świadomość znaczenia energii geotermalnej dla społeczeństwa.
3,5
4,0
4,5
5,0