Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

Dr. Sütő Zoltán, docens, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Dr. Stumpf Péter Pál, docens, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék 

A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

1. A tantárgy célja átfogó elméleti és gyakorlati ismeretek átadása az elektronikai rendszerek intelligens energiaellátásához, teljesítménymenedzsmentjéhez kapcsolódóan, a centralizált energiaellátás fogalmaitól az elosztott megoldásokig, a nagyteljesítményű hálózati rendszerektől a mikrowatt teljesítményszintű energiaarató (energy harvesting) technológiákig. A kurzus áttekintést ad ezeknek a technológiáknak a működéséről, áramköri megoldásairól, irányítási stratégiáiról az energiatermeléstől a tároláson át az energia intelligens felhasználásáig.

Heti ütemterv: 

1. Bevezetés. Centralizált és az elosztott energiaellátás alapfogalmai, a mikrohálózat és elosztott hálózat elve.
2. Mikrohálózatok önálló és párhuzamos üzeme.
3. Hatásos és meddő teljesítményszabályozási megoldások, meddő teljesítménykompenzálás, terhelés kiegyenlítés.
4. Villamos energiatárolók felépítése és működési elve.
5. Energiatárolók töltési és kisütési mechanizmusa, intelligens cella kiegyenlítési megoldások.
6. Elektronikai rendszereknél használható energiaforrások.
7. Megújuló energiaforrások hasznosításánál alkalmazott teljesítményelektronikai konverterek működése, szabályozási stratégiái.
8. 1. összegző értékelés
9. Energiaarató (Energy Harvesting) technológiák, lehetséges energiaforrások, áramköri megoldások.
10. Villamos energia minőségi követelményei, aktív szűrési megoldások.
11. Elektronikus áramkörök tápellátásának szempontjai.
12. Vezetéknélküli energiaátvitel működése, áramköri megoldásai.
13. Elektronikai áramkörök hőmérsékleti modelljei, a hőmérséklet felügyelet, az intelligens elektronikai védelmi megoldások.
14. 2. összegző értékelés

A tantárgy sikeres teljesítésével elsajátítható kompetenciák:

A. Tudás

1. Tisztában van a centralizált és az elosztott energiaellátás alapfogalmaival, a mikrohálózat és elosztott hálózat elvével.
2. Érti a mikrohálózatok önálló és párhuzamos üzemét.
3. Ismeri a hatásos és meddő teljesítményszabályozási megoldásokat, a meddő teljesítménykompenzálás, a terhelés kiegyenlítés fogalmait.
4. Tájékozott a villamos energiatárolók felépítésével és működési elvével kapcsolatban.
5. Tisztában van az energiatárolók töltési és kisütési mechanizmusával, az intelligens cella kiegyenlítési megoldásokkal.
6. Rendszerezi az elektronikai rendszereknél használható energiaforrásokat.
7. Átlátja a megújuló energiaforrások hasznosításánál alkalmazott teljesítményelektronikai konverterek működését, szabályozási stratégiáit.
8. Tudomása van az energiaarató (Energy Harvesting) technológiákról, lehetséges energiaforrásokról, áramköri megoldásokról.
9. Átfogó ismeretekkel rendelkezik a villamos energia minőségi követelményeiről, az aktív szűrési megoldásokról.
10. Meghatározza az elektronikus áramkörök tápellátásának szempontjait.
11. Ismeri a vezetéknélküli energiaátvitel működését, áramköri megoldásait.
12. Ismeri az elektronikai áramkörök hőmérsékleti modelljeit, a hőmérséklet felügyelet, az intelligens elektronikai védelmi megoldásokat.

B. Képesség

1. Elemzi az elektronikai rendszerek tápellátásával szemben támasztott követelményeket.
2. Javaslatot tesz az adott feladathoz szükséges energiaforrás(ok) alkalmazására.
3. Rangsorolja a tápellátásra szóba jöhető megoldásokat.
4. Kiválasztja a feladatnak megfelelő topológiát, és átalakító áramköröket.
5. Megtervezi az energiatárolók, energiaforrások, fogyasztók közötti üzemi folyamatokat.
6. Meghatározza a kritikus üzemi állapotok kezelésének forgatókönyvét.
7. Kiszámítja a részkomponensek műszaki paramétereit.
8. Kiválasztja a részkomponensek irányítási stratégiáit.
9. Javaslatot tesz a részkomponensek közötti kommunikációs kapcsolatok kialakítására.
10. Kiválasztja az intelligens teljesítménymenedzsment irányítási protokollját.
11. Elkészíti az tápellátás villamos és hőmérsékleti modelljeit.
12. Vizsgálja a tervezett teljesítménymenedzsment rendszer működését.

C. Attitűd

1. Munkáját, eredményeit és következtetéseit folyamatosan ellenőrzi.
2. Folyamatos ismeretszerzéssel bővíti az intelligens villamos energiakezeléssel kapcsolatos tudását.
3. Nyitott az információtechnológiai eszközök használatára.
4. Törekszik az intellgens teljesítménymenedzsment tématerületéhez szükséges eszközrendszer megismerésére és rutinszerű használatára.
5. Fejleszti a pontos és hibamentes feladatmegoldást, a mérnöki precizitást és szabatosságot szolgáló képességeit.
6. Figyelemmel követi a villamos teljesítménymenedzsment tématerületen bekövetkező változásokat.
7. Eredményeit a szakmai szabályainak megfelelően publikálja.
8. Véleményét és nézeteit másokat nem sértve közzéteszi.

D. Autonómia és felelősség

1. Együttműködik az ismeretek bővítése során az oktatóval és hallgatótársaival.
2. Elfogadja a megalapozott szakmai és egyéb kritikai észrevételeket.
3. Egyes helyzetekben - csapat részeként - együttműködik hallgatótársaival a feladatok megoldásában.
4. Ismeretei birtokában, elemzései alapján felelős, megalapozott döntést hoz.
5. Elkötelezett a rendszerelvű gondolkodás és problémamegoldás elvei és módszerei iránt.

A szorgalmi időszakban:

A tanulási eredmények értékelése három évközi írásbeli teljesítménymérés (egy rész- és két összegző tanulmányi teljesítményértékelés) alapján történik. Összesen 100 pont szerezhető.

Az egyes érdemjegyeknél megadott alsó határérték már az adott érdemjegyhez tartozik.

(1) Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés: a tantárgy és tudás, képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja zárthelyi dolgozat formájában, a dolgozat egyrészt a megszerzett ismeretek alkalmazására fókuszál, így a problémafelismerést és -megoldást helyezi a középpontba., másrészt a szükséges lexikális ismereteket kéri számon. A rendelkezésre álló munkaidő 90 perc; Teljesítésükre a tanulmányi teljesítményértékelési tervben meghatározott időpontban, előreláthatólag a 8. és 14. oktatási héten kerül sor. A két összegző teljesítményértékelésen egyenként 40-40 pont szerezhető.

(2) A részteljesítmény értékelés: a tantárgy tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemeinek komplex értékelési módja, melynek megjelenési formája egy kizárólag csoportosan készíthető projekt feladat, amiről írásos beszámoló készül. A feladatok témája előre megadott listából választható, de lehetőség van egyedi témaválasztásra is előzetes egyeztetés útján. A választott témákat és az azokat készítő két-három fős csoportok beosztását az ötödik oktatási hétig kell véglegesíteni. Az elkészített dokumentáció tartalmi és formai követelményeit, értékelési elveit a feladatkiírás tartalmazza. A feladattal legfeljebb 20 pont szerezhető.

(3) A gyakorlati foglalkozások legalább 70%-án kötelező a részvétel.

A vizsgaidőszakban:

• Az összegző teljesítményértékeléseket nem kell egyenként eredményesen teljesíteni.
• Az összegző teljesítményértékelések első alkalommal egyenként javíthatók, illetve ismételhetők.
• Az összegző teljesítményértékelések ismétlő-javítása összevont formában lehetséges.
• Több eredmény közül a hallgató számára kedvezőbbet kell figyelembe venni.
• A nem elfogadott részteljesítmény értékelés egy alkalommal javítható, illetve ismételhető (ide értve a késedelmes benyújtást is) a pótlási időszak végéig.
• Beadott és elfogadott részteljesítmény értékelés nem nyújtható be ismételten.

A félév során rendszeres konzultációkat biztosítunk.

• Előadásanyag, oktatói jegyzet
• Haitham Abu-Rub, Mariusz Malinowski, Kamal Al-Haddad: Power Electronics for Renewable Energy Systems, Transportation and Industrial Applications,  Wiley-IEEE Press, 2014, ISBN: 978-1-118-63403-5
• Robert A. Mammano: Fundamentals of Power Supply Design, Amazon, 2017, ISBN 978-0-9985994-0-3

Dr. Sütő Zoltán, docens, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Dr. Stumpf Péter Pál, docens, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék