46020 Designprojekt: Energikonvertering og lagring

2024/2025

Kurset er forbeholdt studerende på bacheloruddannelsen 'Bæredygtigt energidesign'.
Kursusinformation
Design project: Energy conversion and storage
Dansk
5
Bachelor
Naturvidenskabelige grundfag, Bæredygtigt Energidesign
Projekter og almene fag, Bæredygtigt Energidesign
Retningsspecifikt kursus (BSc), Bæredygtigt Energidesign
F3A (tirs 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger, opgaveløsninger, obligatoriske laboratorieøvelser og projektarbejde
13-uger
Skriftlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
2 timers skriftlig eksamen i første del af kurset om elektriske kredsløb og projektrapport. Begge skal som minimum være bestået og vurderes med 45% og 55% hhv. De obligatoriske afleveringer skal være godkendt for at bestå kurset.
Skriftlig eksamen: 2 timer
Skriftlige hjælpemidler er tilladt :

Elektroniske hjælpemidler til at udføre beregninger er tilladte. Ingen kredsløbsprogrammer. Ingen adgang til internettet.

7-trins skala , intern bedømmelse
31713
31713
Maksimum: 60
Joachim Holbøll , Lyngby Campus, Bygning 325, Tlf. (+45) 4525 3515 , johol@dtu.dk
Jonas Kjær Jensen , Lyngby Campus, Bygning 403, Tlf. (+45) 4525 1968 , jkjje@dtu.dk
46 Institut for Vind og Energisystemer
41 Institut for Byggeri og Mekanisk Teknologi
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
Kursets overordnede mål er at give de studerende en dybtgående forståelse af basale elektriske og termodynamiske principper og den fascinerende sammenhæng imellem dem.
Efter en introduktion til elektriske og termiske grundbegreber forventes det at de studerende selv udvikler løsninger til designopgaver, som afprøves under laboratorieforhold.
Elektriske kredsløb, termiske modeller, tab og energitæthed er nøgleord i kurset.
I forbindelse med designopgaven og varmepumpeøvelsen arbejdes med elektrisk og termisk energi, hvorved der gives en forståelse, som danner grundlag for det videre arbejde med andre former for energikonvertering og lagring senere i studiet.
Da en del af kurset er projektbaseret, lægges der også vægt på gruppearbejde og rapportskrivning.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Forklare begreb som effekt, energi, tab og energitæthed
  • Gøre rede for de vigtigste principper indenfor varmetransmission
  • Anvende de vigtigste elektriske principper som Ohms og Kirchhoffs love
  • Analysere elektriske kilder ved brug af Thevenin- og Norton-ækvivalentet
  • Forstå analogien mellem 2 forskellige fysiske systemer, termisk og elektrisk
  • Designe og konstruere et termisk energilager
  • Vurdere løsningsmuligheder og vælge den mest optimale ud fra en række givne kriterier
  • Tilpasse og anvende testsystemer til analyse af energikonverterende og -lagrende enheder
  • Beskrive de elektriske/​termodynamiske principper anvendt i en varmepumpe
  • Arbejde i laboratoriet og anvende grundlæggende elektriske og termiske måleprincipper
  • Arbejde aktivt i en projektgruppe og skrive en dækkende og velstruktureret rapport
Kursusindhold
Der belyses de vigtigste principper indenfor elektrotermisk energikonvertering og lagring ved selvstændigt, kreativt arbejde i laboratoriet, understøttet af et introduktionsforløb om grundlæggende elektriske sammenhænge og varmetransmission.

Gennemgående elementer er elektriske og termodynamiske grundprincipper, elektriske og termiske modeller, energitæthed, tab, optimeret konvertering og lagring, kreative løsninger og kritisk stillingtagen til resultater og løsninger.

I første del af kurset behandles elektrofysiske principper, resistivitet, Ohms lov, Kirchhoffs love, Thevenin/Norton og superposition, som trænes ved grupperegning og laboratorieforsøg. Et batteri undersøges m.h.t. afladning og energiindhold.

Derefter gennemgås de vigtigste principper for varmetransmission og analogien med elektriske systemer.

Analyse af en varmepumpe. Principperne for en varmepumpe og realiseringen i den aktuelle udgave beskrives. Pumpens effektivitet analyseres eksperimentelt og de forskellige elementers indflydelse på virkningsgraden undersøges

Kernen i resten af kurset er projektarbejde i laboratoriet om design, konstruktion, afprøvning og optimering af et termisk energilager. Heri indgår resistiv opvarmning, forskellige materialer til lagring af varmen, isolering og anvendelse af et monitoreringssystem til fjernaflæsning. Resultater fra det eksperimentelle arbejde holdes op mod passende teoretiske modeller af den valgte løsning. Afvigelser diskuteres.
Sidst opdateret
02. maj, 2024