Nemkonvencionális energiaátalakítók alkalmazása

A tantárgy angol neve: Nonconventional Energy Converters

Adatlap utolsó módosítása: 2006. július 1.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki Szak

Műszaki Informatika Szak

Doktorandusz tárgy

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIVGD012 2,4 4/0/0/v 5 1/1
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Vajda István, Villamos Energetika Tanszék
4. A tantárgy előadója

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr.Vajda István

docens

VET (VG)

Dr.Lukács József

az MTA rendes tagja

VET (VG)

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Fizika, Villamosságtan, Anyagtudomány

6. Előtanulmányi rend
Ajánlott:

Tematikaütközés miatt a tárgyat csak azok vehetik fel, akik korábban nem hallgatták a következő tárgyakat:

Neptun-kód Cím

7. A tantárgy célkitűzése

Az energia közvetett és közvetlen átalakítására alkalmas fizikai elvek és jelenségek bemutatása. Hagyományos és nemkonvencionális energiaátalakítási elvek, módszerek és eszközök. Modellezés és elektromágneses térszámítás. Szupravezetős rendszerek és eszközök fizikai alapjai, felépítésük és működésük. Szupravezetős eszközök és rendszerek analízise, tervezése, konstrukciója és tesztelése.

8. A tantárgy részletes tematikája

1. Hagyományos és nemkonvencionális energiaátalakítók

Az elektromechanikai energiaátalakítás elvei, a forgómezős elmélet. A hagyományos villamos energiaátalakítók felépítése és működése, alkalmazási területei és a jövőbeni trendek.

Nemkonvencionális energiaátalakítási elvek, módszerek és eszközök. Az egységes villamosgép–elmélet alapjai.

A fizikai modellezés alapjai. A modellezés törvényei és szabályai. A fizikai folyamatok hasonlósága. Csatolt folyamatok modellezése. Az egyszerűsítések, elhanyagolások és közelítések hatásai. A modellezés kísérleti megvalósítása. A megoldás előrejelzése és közelítő számítása. Nagyságrendek és a nagyságrendi becslések.

Elektromágneses, termikus és mechanikus terek. Analitikus és numerikus számítási módszerek alkalmazása. Elektromágneses CAD–módszerek és szoftverek alkalmazása az elektrotechnikában.

A közvetlen energiaátalakítás elve, jelenbeni és várható jövőbeni jelentősége. Az alábbi eszközöket és berendezéseket ismertetjük részletesen: fényvillamos generátorok (fotocellák), hővillamos generátorok (termogenerátorok), MHD- (magnetohidrodinamikus) generátorok, tüzelőanyag-cellák, hőszivattyúk. Villamos helyettesítő kapcsolások származtatása, optimális üzemi paraméterek meghatásrozása. Közvetlen energiaátalakító eszközök tervezése és konstrukciója.

2. A szupravezetők elmélete és modellezése

A szupravezetés fizikai alapjelenségei, különös tekintettel a magashőmérsékletű szupravezetőkre. A szupravezető anyagok tulajdonságai, szupravezető huzalok és áramkörök. A szupravezetők large-scale és small-scale alkalmazásai. A szobahőmérsékletű szupravezetés lehetősége.

A szupravezetők modellezése statikus és időben változó elektromágneses térben. A kritikus állapot modellje. Váltakozóáramú és forgó mágneses térben keletkező veszteségek. Szupravezetős rendszerek mágneses terének analitikus és numerikus számítása.

3. Szupravezetős eszközök és rendszerek analízise és tervezése

Alacsony- és magashőmérsékletű szupravezetőt tartalmazó mágneses rendszerek analízise, tervezése, konstrukciója és tesztelése. Megvalósított alkalmazások elemzése.

Hagyományos és szupravezetős mágneses rendszerek összehasonlító elemzése, megvalósítási tanulmányok készítése. Szupravezetős eszközök és rendszerek versenyképessége.

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

(előadás, gyakorlat, laboratórium):

Előadás.

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban: A kiadott feladatok legalább elégséges szintű teljesítése.

b. A vizsgaidőszakban: szóbeli vizsga.

  1. Elővizsga: az elővizsga feltétele a rendszeres részvétel az előadásokon, valamint a gyakorlati feladatok elkészítése.
11. Pótlási lehetőségek

A szorgalmi időszakban: 1 alkalommal.

A vizsgaidőszakban: 1 alkalommal.

12. Konzultációs lehetőségek

A szorgalmi időszakban: heti 1 alkalommal.

A vizsgaidőszakban: heti 1 alkalommal.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Lukács J.-Tóth K.-Vajda I.: Közvetlen energiaátalakítók, Műegyetemi Kiadó, 1992.

Retter Gyula: Villamos energiaátalakítók, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1986.

Bertinov, A. I., et al.: Szpecial’nüe élektricseszkie masinü, Énergoizdat, Moszkva, 1982.

Angrist, S. W.: Direct energy conversion, Allyn and Bacon Series in Mechanical Engineering and Applied Mechanics, and Bacon, Inc. Boston, 1965. 431. pp.

Textbook on Advanced Studies on Superconducting Engineering Vajda I.,Farkas L. (szerk.) Budapest 2001.

További, aktuális irodalmakat - a nyelvismeret figyelembe vételével - az előadások keretében ajánlunk az érdeklődőknek.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

(a tantárgyhoz tartozó tanulmányi idő körülbelüli felosztása a tanórák, továbbá a házi feladatok és a zárthelyik között (a felkészülésre, ill. a kidolgozásra átlagosan fordítandó/elvárható idők félévi munkaórában, kredit x 30 óra, pl. 5 kredit esetén 150 óra)):

Kontakt óra

60

Félévközi készülés órákra

Felkészülés zárthelyire

Házi feladat elkészítése

30

Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

10

..

Vizsgafelkészülés

50

Összesen

150

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr.Vajda István

egyetemi docens

VET (VG)