Moderní energetické koncepce a bakalářské práce (FSI-0EK)

Akademický rok 2021/2022
Garant: prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c.  
Garantující pracoviště: ÚPI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cíle vyplývají z předchozího atributu "Obsah předmětu". Lze je charakterizovat následovně:
" Seznámit se s aktuální a společensky závažnou problematikou úspor energie, volbou energetických zdrojů, realistickým pohledem na danou oblast s absencí módních a nereálných trendů.
" Získat základní znalosti a přehled ve výše uvedených oblastech.
" Získat schopnost identifikovat problémy k řešení (např. hierarchie energetické náročnosti: redukce spotřeby energie - volba vhodného energetického systému a palivových mixů - návrh systému - návrh jednotlivých zařízení).
" Zpracování co možná nejkvalitnější bakalářské práce, která většinou bývá předstupněm následující diplomové práce (jež je jakousi "vstupenkou" do pozdějšího budování pracovní kariéry). Vhodné zadání bakalářské práce daný předmět poskytuje.
" Naučit se prostřednictvím konzultací řešit konkrétní zadané dílčí úkoly.
" Seznámit se se zcela novými, původními a netradičními prvky řešení a technologiemi (např. originální technologická jednotka pro energetické využití různých druhů biomasy).
" Uvědomit si důležitost sdělení po obsahové i formální stránce a naučit se práci přesvědčivě prezentovat.
Výstupy studia a kompetence:
" Hlavní výstupy opět vyplývají z předchozích bodů.
" Studenti dokazují svůj zájem o mimořádně aktuální problematiku i svoji kompetenci pro následné magisterské studium.
Prerekvizity:
Nejsou třeba.
Obsah předmětu (anotace):
Motivace:
V současné době se stává potřeba efektivního využívání energetických zdrojů naprostou prioritou. Jedná se jak o sféru komunální tak průmyslovou. Přitom je třeba objektivní pohled na danou situaci, tzn. je nutné vycházet ze současných možností závislosti na fosilních palivech, ale zároveň maximálně (přitom však realisticky) využívat obnovitelné zdroje energie. Předmět se zavádí zejména za účelem poskytnout schopným studentům a těm, kteří mají zájem, moderní metody založené na koncepčním přístupu, který je umožněn aplikací principů procesního inženýrství na energetické systémy dodávající energii velkým i malým spotřebitelům. Tato jedinečná kombinace se v posledním období velmi osvědčila a aplikuje se u nás i v zahraničí. Autory této koncepce jsou tvůrci tohoto předmětu, kteří se rozhodli předávat své zkušenosti vhodnou formou studentům.
Předmět dále poskytne studentům informace, rady a potřebné instrukce pro zpracování kvalitní bakalářské práce, která může být základem budoucí diplomové práce, a to nejen v předmětné oblasti, ale i v obecné rovině. Koncepce předmětu je založena na skutečnosti, že dvoustupňové studium s dosažením titulu Bc. (bakalář) a Ing. (inženýr) dříve neexistovalo a že byla na základě tzv. Boloňské deklarace a příslušného vysokoškolského zákona přijata pouze nová forma studia, aniž se změnila jeho koncepce a obsah. Studium je nadále koncipováno tak, že pouze na základě absolvování celého dvoustupňového (tj. celkem pětiletého) studia lze považovat absolventa za hotového inženýra (rozdíl oproti koncepci bakalářského studia v anglosaských zemích a v jiných - nově vzniklých - oborech, jako jsou např. informatika a informační technologie). Studenti bakalářského studia navíc nemají na zpracování dostatečnou časovou dotaci a vhodné podmínky. Nicméně, jedná se o "pravidla hry" a je nutné z nich extrahovat to pozitivní. Z toho vycházejí i obsah a cíle předmětu.
Studenti se seznámí s několika způsoby, jak efektivně a účelně vytvořit bakalářskou práci ve výše uvedených oblastech s další možnou využitelností v následné diplomové práci, a příslušnými formami bakalářské práce. Jedná se zejména o:
" Práci přehledovou (tzv. rešeršního charakteru), jejímž výstupem je ucelená charakteristika současného stavu v oblasti dané zvoleným tématem. Toto zadání je vhodné v případě, že posluchač se s danou problematikou teprve seznamuje. Kvalitně zpracovaná práce může sloužit jako úvodní kapitola (tj. "podmnožina") následné diplomové práce.
" Práci monotematickou poskytující konkrétní výstupy na základě teoretické činnosti (výpočty, matematické modely, tvorba softwarového systému apod.), experimentální činnosti (experimenty a měření, zpracování naměřených dat a jejich analýza atd.) nebo jejich kombinace. Následná diplomová práce většinou bývá de facto pokračováním práce bakalářské.
" Práci na základě zadání z průmyslové praxe (většinou z komerční sféry) nebo zadání, jež je součástí úkolů řešených v rámci národních či mezinárodních projektů a grantů. Zde se předpokládá, že student se dané problematice již jistou dobu věnuje (nejedná se však o pravidlo).
Důraz bude kladen na:
" Volbu vhodného tématu, která je prioritní.
" Strukturu práce (úvod, cíle práce, metodika, vlastní jádro práce, diskuze výsledků, závěr).
" Práci s podklady a informačními zdroji (literatura, internet, softwarové systémy, ústní sdělení atd.). Zde se rovněž jedná o vyloučení potenciálního plagiátorství.
" Schopnost prezentovat výsledky práce.
Metody vyučování:
Během první poloviny semestru probíhají přednášky (ve smyslu od koncepčního přístupu až po detailní řešení) s ukázkami reálných aplikací, v nichž se zajímavou formou studentům předávají základní i aktuální informace. Součástí výuky je vždy živá diskuze a následně jsou konzultovány (na individuální bázi) konkrétní problémy vztahující se k potenciálním bakalářským pracím. Vše je spojeno s exkurzemi do zkušeben a laboratoří, ukázkami možností moderních výpočtových systémů atd.
Způsob a kritéria hodnocení:
Jedná se o nepovinný předmět, předpokládá se, že si jej tedy zapíšou zejména velmi dobří studenti s opravdovým zájmem o svoji budoucí odbornou kariéru. Předmět bude hodnocený zápočtem.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Kontrola není třeba - viz předchozí atribut.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Přednáška Energetické systémy v průmyslových procesech a komunální sféře.
Klasické a obnovitelné zdroje energie, energetické využití odpadů a biomasy.
Redukce spotřeby energie, maximální využití odpadního tepla.
Legislativa pro ochranu životního prostředí a emisní limity jako omezující faktory.
Redukce škodlivých emisí, čištění spalin a odpadních plynů.
Efektivní využití podpůrných simulačních výpočtů, matematických modelů a softwarových systémů, optimalizace.
Zpětná vazba z praktických aplikací.
Koncepční přístup. Vhodná kombinace teorie, experimentů a praxe pro komplexní a ověřené řešení.
Praktické příklady, případové studie, aplikace znalostí z předchozích bodů.
Důležitost a výběr vhodného tématu, obsah a forma bakalářské a diplomové práce, využití výsledků (rozdíl mezi formálním a seriózním přístupem).
Struktura práce, metodika, vlastní zpracování, diskuze výsledků.
Ukázky bakalářských prací z dané oblasti včetně příkladů a návaznosti diplomové práce (přehledová práce, monotematická práce, práce na základě zadání z praxe či řešení projektu).
Forma a atributy bakalářské a diplomové práce.
Práce s podklady a informačními zdroji.
Prezentace a obhajoba práce (umění prezentace, argumentace, komunikace, psychologie ve vztahu k cílové skupině publika atd.).
Ukázky vzorových prací a prezentací.
Literatura - základní:
1. přehled nejnovější literatury bude prezentován v první přednášce
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B-ZSI-P prezenční studium STI Základy strojního inženýrství -- zá 2 Volitelný 1 2 L
B-OBN-P hostující student --- bez specializace -- zá 2 Volitelný 1 1 L