SMG-4150 Uusiutuvien energiamuotojen työkurssi. 5 op

Transkriptio

1 SMG-4150 Uusiutuvien energiamuotojen työkurssi 5 op

2 SMG-4150 Uusiutuvien energiamuotojen työkurssi Idea: Mittaillaan asioita, joita tarkastellaan teoreettisesti Vaihtoehtoisen sähköenergiateknologian syventävissä opinnoissa. Tavoitteet: Luonnonilmiöiden havainnollistaminen ja mallintaminen Mahdollisimman huolellisten mittausraporttien kirjoittaminen Aurinkosähkön (SMG-4450) ja tuulivoiman (SMG-4500) mittausjärjestelmät Polttokennon virta-jännite-käyrä ja hyötysuhde (SMG-4350) Resistiivisyyden lämpötilariippuvuus (SMG-4100) Korkean lämpötilan suprajohteen resistiivinen transitio (SMG-4250) Lämmönsiirtoon liittyvät tilanteet (3 työtä) (SMG-4200) Nestemäisen typen käsittely (SMG-4400)

3 SMG-4150 Uusiutuvien energiamuotojen työkurssi 8 työtä, 5 opintopistettä. Yksi työ käsittää esiselostuksen, laboratoriotyön ja jälkiselostuksen. Kurssin lopuksi on töistäpääsykuulustelu. Jokaisen työn arvosteluasteikkona on 0-5. Kokonaisarvosana määräytyy töiden arvosanojen keskiarvona. Kaikki mittaukset tehdään SMG:n kryolaboratoriossa (SF216).

4 SMG-4150 Uusiutuvien energiamuotojen työkurssi Useassa työssä käsitellään nestemäistä typpeä, jonka lämpötila on noin 200 o C. Vaikka töiden tekeminen on periaatteessa erittäin turvallista, turvallisuusohjeita ei silti saa laiminlyödä!

5 SMG-4150 Uusiutuvien energiamuotojen työkurssi Työ 1: Lämmönsiirto (SMG-4200 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto) Esiselostuksena laskentamalli. Laboratoriossa mitataan metallitankojen lämpötilaa paikan ja ajan funktiona. Jälkiselostuksena vertaillaan mitattuja ja laskettuja tuloksia. Työ 2: Konvektiivinen lämmönsiirto (SMG-4200 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto) Esiselostuksena laskentamalli Laboratoriossa mitataan metallikuulien jäähtymiseen kuluvaa aikaa. Jälkiselostuksena vertaillaan mitattuja ja laskettuja tuloksia, ja päätellään niiden perusteella konvektiivisen lämmönsiirtokertoimen keskiarvo.

6 Työ 3: Resistiivisyyden lämpötilariippuvuus (SMG-4100 Sähkömateriaalioppi) Esiselostuksena huolellinen tutustuminen työn teoriaan. Laboratoriossa mitataan metallien resistiivisyyksiä eri lämpötiloissa. Jälkiselostuksena arvioidaan resistiivisyyden lämpötilakertoimia ja RRRarvoja mitattujen tulosten perusteella. Työ 4: Polttokennon virta-jännite-käyrä ja hyötysuhde (SMG-4350 Polttokennot ja vetyteknologia) Esiselostuksena huolellinen tutustuminen polttokennojen teoriaan. Laboratoriossa mitataan PEM- ja alkaalipolttokennon virta-jännite-käyrä. Jälkiselostuksena tarkastellaan mitattuja tuloksia ja lasketaan niiden perusteella polttokennojen hyötysuhteet.

7 Työ 5: Lämmönjohtavuus (SMG-4200 Sähkömagneettisten järjestelmien lämmönsiirto) Esiselostuksena laskentamalli. Laboratoriossa mitataan metallikappaleen lämpötilajakaumaa. Jälkiselostuksena vertaillaan laskettua ja mitattua lämpötilajakaumaa. Lisäksi lasketaan materiaalin lämmönjohtavuus mitattujen tulosten perusteella ja yritetään arvioida, mikä materiaali on kyseessä. Työ 6: Suprajohteen resistiivinen transitio (SMG-4250 Suprajohtavuus sähköverkossa) Esiselotuksena suprajohdenäytteen lämpötilan mallinnus ja laskennallinen virta-jännite-käyrä. Laboratoriossa havainnollistetaan korkean lämpötilan suprajohdenauhan resistiivistä transitiota sekä kriittisen lämpötilan että virta-jännite-käyrän mittauksella. Jälkiselostuksena selvitetään näytteen kriittinen lämpötila ja kriittinen virta laskenta- ja mittaustuloksia vertaamalla.

8 Työ 7: Aurinkosähkö (SMG-4450 Aurinkosähkö) Esiselostuksena lasketaan aurinkopaneelin sähkötehoa muuttuvissa olosuhteissa. Laboratoriossa mitataan aurinkopaneelin virta-jännite-käyrä. Lisäksi tehdään jatkuva mittaus aurinkosähkötehosta vallitsevissa olosuhteissa. Jälkiselostuksena analysoidaan mitattua virta-jännite-käyrää ja lasketaan jatkuvassa mittauksessa kertynyt aurinkosähköenergia. Työ 8: Tuulivoima (SMG-4500 Tuulivoima) Esiselostuksessa tutustutaan tuulen tehoon ja pientuulivoimalan sijaiskytkentään. Jälkiselostuksessa analysoidaan pientuulivoimalan mittausaineistoa.

9 SMG-4150: ilmoitusasioita Kurssikirjallisuutena on uunituore luentomoniste. Laboratorioajat alkavat tasalta. Muistakaa lukea turvallisuusohjeet ennen 1. mittauskertaa. Panostakaa esi- ja jälkiselostuksiin. Luentomonisteen viimeisessä luvussa on jälkiselostuksiin liittyviä yleisohjeita. Jos haluatte kurssista hyvän arvosanan, kannattaa panostaa tasaiseen työntekoon kurssin aikana. Kun palautatte jälkiselostuksia yksi kerrallaan hyvissä ajoin, ehditte tehdä palautteen perusteella seuraavasta selostuksesta aiempaa paremman. Seuratkaa kurssin kotisivua ( Opinnot SMG-4150) ajankohtaisten ilmoitusten osalta. Työn 3 laboratoriomittaukset tehdään tietyllä, toistaiseksi määrittelemättömällä, viikolla.

10 RYHMIEN MUODOSTAMINEN ja TÖIHIN ILMOITTAUTUMINEN Laboratoriotyöt tehdään neljän hengen ryhmissä. Ryhmien muodostaminen ja ryhmiin ilmoittautuminen hoidetaan verkossa. Kurssin kotisivulla on linkki kyseiseen palveluun. Huomatkaa, että laboratoriomittauksiin saa mennä vasta sitten, kun työhön liittyvä esiselostus on hyväksytty. o Ainoastaan työt 3 ja 4 ovat sellaisia, että esiselostus koostuu pelkästään työn teoriaan tutustumisesta. Muissa töissä esiselostuksesta on oltava hyväksymismerkintä ennen mittauksia. Labra-ajat on varattava vähintään 24 h ennen h-hetkeä. Mittaukset on ehdottomasti tehtävä kolmannen periodin aikana! Jälkiselostusten on oltava palautettuina neljännen periodin loppuun mennessä. Kurssin lopuksi on töistäpääsykuulustelu, jonka tarkoitus on varmistaa, että kaikki ryhmän jäsenet ovat olleet aktiivisia.

11 LUENTO TÖIDEN 1 ja 5 LASKENTAMALLEIHIN LIITTYEN Kurssilla on avausluennon lisäksi vain yksi luento, joka liittyy töiden 1 ja 5 laskentamalleihin. Luento pidetään to klo (SC105b). SITTEN VAAN HOMMIIN... Muodostakaa neljän hengen ryhmiä. Ilmoittakaa ryhmänne verkkojärjestelmään, jotta pääsette varaamaan labra-aikoja Miettikää, missä järjestyksessä haluatte työt tehdä. Sitten vaan esiselostusten kimppuun ja labra-aikoja varaamaan.