Kursöversikt

Kurs-PM

DAT460 DAT460 Förnyelsebar elproduktion och eltransporter lp2 HT20 (3,5 hp)

Kursen ges av institutionen för Elektroteknik

 

Kontaktuppgifter

examinator: Ola Carlson (ola.carlson@chalmers.se), 076-125 70 77

föreläsare: Ola Carlson  och experter inom respektive kursdel.

handledare för uppgifterna är doktorander vid avdelningen för Elkraftteknik.  

 

Kursens syfte

Kursen syftar till att ge baskunskap om och aktuell utveckling av det svenska elsystemet med elproduktion från vindkraft, solkraft och vattenkraft. Drift och laddning elbilar och andra laster i elnätet behandlas också. Förståelsen av nätintegration för dessa elproduktionsanläggningar och laster är ett viktigt mål.

Behovet av elektrisk energi ökar över hela världen. Produktionen av elektrisk kraft måste vara miljövänligt för att utvecklingen skall vara hållbar; också transporten av människor och gods måste gå i den riktningen.

Schema

Schemat enligt tabell nedan.

Vi är flera föreläsare som arbetar i kusen, detta för att få så på expertkunskap som möjligt i de olika ämnesområdena. Jag har valt en tid på eftermiddagen och en kvällstid för föreläsningarna. Måndag kväll 19-21 och onsdag eftermiddag 15-17. Föreläsningarna spelas in och kan ses i Canvas när ni önskar.

Frågor för övningsuppgifterna kommer att kunna ställas på tisdag och torsdag kväll, 19-21. Eller mailas till bowen.jiang@chalmers.se eller ola.carlson@chalmers.se. Bowen kommer att hålla i kvällspassen och är bäst på att prata engelska, mycket lite svenska. Kvällsövningarna sker via Zoom, man får skriva upp sig i Chat-fönstret och sedan svarar vi på frågor efter hand. Zoom länken till föreläsningar och frågestunder hittar ni under Zoom på kurssidan i Canvas. Resultaten av övningsuppgifternas grafer kopieras och kommentarer skrivs ner kortfattat i en rapport, efter avslutad övning skall resultaten redovisas muntligt vid två tillfällen under kursen, efter vindövningen är avklarad och efter att alla övningar är klara. Varje redovisning får ta maximalt 10 minuter. Anmälningslistor kommer efter hand i Canvas, titta under personer och anmäl på lämplig grupp.

För att få godkänt på kursen skall en kursrapport skrivas, där ni mycket kortfattat sammanfattar de olika föreläsningarnas innehåll, vad ni anser som viktigast, samt har med resultaten från övningarna. Denna rapport lämnas in i slutet av kursen dock senast 20 januari 2021.

Vidare har jag lagt in ett antal kompendier på kurssidan, det är flera och det är inte tänkt att ni skall läs alla. Bara plocka det som ni är intresserade av och vad som behövs för övningarna.

Arbetsplaneringen med föreläsningar och uppgifter enligt tabell nedan.

Vecka/dag&tid	Föreläsning	Föreläsare	Inlämningsuppgift
45/ 2 Nov 19-21	Elkraftsystemet i Sverige	Ola Carlson	Elsystem
45/ 4 Nov 15-21	Grundläggande vindkraftsteknik	Ola Carlson	Vindkraft 1
46/ 9 Nov 19-21	Grundläggande elkraftteknik	Ola Carlson
46/ 11 Nov 15-17	Vindkraft i elsystemet	Ola Carlson
47/ 16 Nov 19-21	Projektering vindkraft	Sara Fogelström	Vindkraft 2
47/ 18 Nov 15-17	Miljöaspekter vindkraft	Sara Fogelström
48/ 23 Nov 19-21	Hybridbilsteknik 1	Ola Carlson	Hybridteknik
49/ 25 Nov 15-17	Batteriteknik i elbilar	Evelina Wikner
48/ 30 Nov 19-21	Hybridbilsteknik 2	Ola Carlson
49/ 2 Dec 15-17	Solkraft	Jan-Olof Dalenbäck	Solkraft
50/ 7 Dec 19-21	Vågkraftteknik	Claes Eskilsson	Vågkraft
50/ 9 Dec 15-17	Vattenkraft och kondenskraft	Ola Carlson	Vattenkraft
51	Reserv
51	Reserv

 

 

Kurslitteratur

Föreläsningsmaterial och förslag på fördjupande litteratur.

Kursens upplägg

Kursen innehåller tekniska beskrivningar och prestanda för elkraftproduktion med vindkraft, solkraft, vågkraft och vattenkraft. Kursen ger studenten en baskunskap av vindkraft, solkraft, vattenkarft och vågkraft. Funktionen av ett elfordon med batterilager behandlas också. Det svenska elsystemets uppbyggnad och nätintegrationsfrågor för dessa kraftkällor och fordon är också en del i kursen.

Lektioner: Lektioner inom elnätets uppbyggnad, förnyelsebara elproduktion och eltransporter ges.

Kursens föreläsningar ger en allmän bild av teknikläget för elsystemet och dess produktionsenheter och laster. Vidare ges teorin som behövs för att kunna utföra projektuppgifterna på lektionerna.

Lektionerna ges online och kan följas i realtid med möjlighet att direkt ställa frågor eller om det passar bättre kan lektionerna ses i efterhand från den bandade versionen. 

Projektarbete (obligatoriskt): Fyra projektarbeten genomförs; vindkraft, vågkraft, vattenkraft och elhybridfordon. De behandlar funktion och effektflöden för respektive enhet och genomförs till största delen genom simuleringar i Matlab eller Exel. Rapportering ingår också.

Vindkraftsprojekt: Utgående från ett typiskt vindkraftverk och en tänkt placering beräknas vindens fördelning över året, kraftverkets vind-effekt-kurva tas fram och dess elenergiproduktion för ett år beräknas, vidare behandlas kraftverkets olika driftsfaser och speciellt optimal drift. Även ljudutbredningen för en mindre vindkraftspark uppskattas. Vindkraftsprojektet är ett större projekt. (ca 25 timmars arbete)

Vågkraftsprojekt: Utgående från vågornas energiinnehåll beräknas ett kraftverks elproduktion. För att göra detta behandlas de krafter som verkar på en vågenergiboj. Vågkraftsprojektet är ett mindre projekt. (ca 5 timmars arbete)

Vattenkraftsprojekt: Elproduktionens beroende av fallhöjd och flöde behandlas. Inom detta projekt behandlas också hur vattenkraften styrs beroende på elnätets förbrukning, sol- och vindkraftens produktion. Detta är ett mindre projekt. (ca 10 timmars arbete)

Elhybridfordonsprojekt: Här behandlas vilka krafter som påverkar ett fordon under drift; luftmotstånd, acceleration och vägens lutning samt rullmotstånd. Energiförbrukningen för olika körcykler beräknas. Laddningen av fordonet behandlas med hänsyn till laddningseffekt, tid, elnätets kapacitet och behovet av styrning av laddningen visas tydligt. Dessutom byggs det vidare på vattenkraftsprojektet för att undersöka hur laddning av elbilarna kan utföras på bästa sätt utgående från elnätet samt vind- och solkraftproduktion. Detta är ett större projekt. (ca 20 timmars arbete)

Projekten utförs självständigt eller i grupper om två personer, eleven får en projektbeskrivning med kort teori och uppgifter som skall lösas. Uppgiften är kan vara en kort rapport med bakgrunds- och teoribeskrivning samt beräkningsuppgifter som utförs med enkla handberäkningar eller i flera fall lämpligen med Exel eller Matlabberäkningar. Arbetet sker självständigt eller i grupp och handledare finns att tillgå på lektionstid, frågor kan också ställas online eller via e-mail. Den större delen av arbetstiden i kursen läggs ner för att lösa projektuppgifterna och skriva korta rapporter med lösningarna. 

Lärandemål

Avseende på kunskap och förståelse, skall studenten kunna följande:

1. Ange motiven/drivkrafterna bakom utvecklingen mot ökad elkraftproduktion av förnyelsebara källor, samt elektrifiering av transportsektorn.
2. Beskriva de tekniska egenskaperna och prestandan för elkraftproduktion med vindkraft, solkraft, vågkraft och vattenkraft. Här ingår också miljökonsekvenserna för respektive produktionsmetod.
3. Beskriva de tekniska egenskaperna och prestandan av komponenterna i el- och elhybridfordons drivlinor.

Avseende på förmåga och skicklighet, skall studenten kunna följande:

1. Identifiera, formulera och analysera samband vid elkraftproduktion och vid drift av el- och elhybrid fordon.
2. Planera för och utföra enkla beräkning av elkraftproduktion och av energikonsumtion för el-och elhybrid fordon.
3. Utföra val av olika lösningar och motivera förnyelsebar elkraftproduktion
4. Utföra val av olika lösningar och motivera uthålliga transporter för personer och gods
5. Vara delaktig i nationell och internationell diskussion angående olika områden inom förnyelsebar elkraftproduktion och uthålliga transporter genom att läsa, skriva, presentera och diskutera innehållet i rapporter och artiklar.

Avseende på formulering av bedömningar och professionell attityd med integritet, skall studenten kunna:

1. Formulera bedömningar som innehåller reflektioner på det vetenskapliga, sociala och etniska planet och uppnå medvetenhet för de etniska aspekterna för forskning och utveckling
2. Erhålla insikt och förståelse för de möjligheter och begränsningar i tekniken, dess roll i samhället och ansvaret för människan vid användandet, med tanke på social, ekonomisk så väl som miljö- och hälsoeffekter
3. Fortsätta att studera på ett självständigt sätt och bidraga till samhällsutvecklingen.

Examination

Skriftlig examination. Betyg: Underkänt/godkänt. Godkända projektarbeten krävs för slutbetyg i kursen. Projektarbeten skickas in via Canvas och redovisas muntligt via Zoom.

Länk till kursplanen i Studieportalen Studieplan