Kursplan för Framtidens elsystem baserat på förnybart

Kursplan fastställd 2023-02-02 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnFuture renewable based power systems
  • KurskodENM097
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPEPO
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeElektroteknik
  • InstitutionELEKTROTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 21132
  • Max antal deltagare80 (minst 10% av platserna reserveras för utbytesstudenter)
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0123 Laboration 1,5 hp
Betygsskala: UG		1,5 hp
0223 Övning 1,5 hp
Betygsskala: UG		1,5 hp
0323 Projekt 2,5 hp
Betygsskala: TH		2,5 hp
0423 Tentamen 2 hp
Betygsskala: TH		2 hp
  • 21 Okt 2023 fm J
  • 04 Jan 2024 em J
  • 20 Aug 2024 em J

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Kursspecifika förkunskapskrav till MPEPO i Antagningsordningen. Elkretsteori för både AC- och DC-kretsar.

Syfte

Målet med kursen är ge studenterna kunskap om hur elsystemet är utformat idag och hur framtidens elsystem kommer behöva se ut när endast förnybara energikällor används. Förståelsen för nätinteraktionen mellan förnybara energikällor och flexibla konsumenter är också ett viktigt mål. Kursen kommer även att ge en överblick över hur elmarknader fungerar, med fokus på den nordiska marknaden. Kursen syftar till att ge studenterna kunskap om den senaste utvecklingen inom vind- och solenergi, både de teoretiska grunderna samt att bygga upp en bra praktisk och experimentell grund. Det kommer också att finnas en kort utblick på andra förnybara och koldioxidfria kraftkällor som vågkraft, fusion och kärnkraft.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

1. Förklara drivkrafterna för den tekniska utvecklingen mot mer förnybar elproduktion.
2. Förklara de tekniska egenskaperna samt prestandan hos vindkraft, solceller och vattenkraft.
3. Förklara hur dagens elsystem fungerar.
4. Analysera hur förnybar elproduktion matchar flexibla laster and dra slutsatser om vilka utmaningar och möjligheter som finns för framtidens elsystem.
5. Beräkna elproduktion från förnybara energikällor genom modellering och simulering.
6. Beräkna flexibel elkonsumtion, till exempel elfordon och fabriker, genom modellering och simulering.
7. Beskriva vilken roll AI kan ha i framtidens elsystem.
8. Förklara hur en elmarknad fungerar.
9. Reflektera kring utmaningarna med framtidens elsystem baserat på förnybart, både verbalt och i skriftlig vetenskaplig rapport, skriven på ett format som används inom Elkraftteknik.
10. Reflektera över hur hållbarhetsaspekter kan påverka framtidens elsystem.
11. Arbeta i grupper och samarbeta i grupper med olika sammansättning.

Innehåll

Det huvudsakliga innehållet i kursen är:

Nuvarande elsystem
Hur ser dagens elsystem ut? Hur produceras elen idag och vilka laster finns det?

Framtidens elsystem
Hur kan framtidens elsystem se ut? Då kommer elproduktionen endast att komma från förnybara energikällor och lasterna kommer att vara mycket mer flexibla. Vilka är utmaningarna och möjligheterna för framtidens elsystem?

Hållbarhet i elsystemet
Vad är hållbar utveckling och vad innebär det för elsystemet?

Vindkraft
Kursen kommer att gå igenom hur vindkraftverk fungerar. Fokus kommer att vara på verkets kraftproduktion men kursen kommer även att ta upp hur vindkraft påverkar miljö och samhället. De olika stödtjänster som vindkraft kan bidra med till elnätet kommer också att presenteras.
 
Solkraft
Kursen kommer att förklara hur solkraft fungerar och fokus kommer att vara på elproduktionen från verken. Solkraftens roll i distributionsnät kommer också att tas upp. De olika stödtjänster som solkraft kan bidra med till elnätet kommer också att presenteras.

Översikt av hur elmarknaden fungerar
Kursen kommer att förklara vilka marknader som finns för el och stödtjänster och hur dessa fungerar. Den kommer även att ta upp problem kopplade till marknaderna.

Introduktion till AI, inklusive maskininlärning, i elsystemet
Exempel på hur AI används inom elsystemet kommer att tas upp.

Organisation

Kursen består av föreläsningar, datorövningar, laborationer, studiebesök och ett kortare projekt.

Föreläsningar
Föreläsningar kommer att ges för förnybar elproduktion, de utmaningar som ett elsystem med endast förnybara energikällor kommer att ställas inför, hur elmarknaderna fungerar samt hur AI används i elsystemet. Flera gästföreläsare kommer att besöka kursen.

Datorövningar
Flera obligatoriska datorövningar ska utföras i kursen.

Laborationer
Test och utvärdering av drift av vindkraftverk, en praktisk 4h laboration.
Test och utvärdering av en solcell, en praktisk 4h laboration.

Studiebesök
Ett studiebesök kopplat till framtidens elsystem baserat på förnybart kommer att hållas under kursen.

Projektarbete
Studenterna ska arbeta i grupp och välja ett intressant ämne inom framtidens elsystem baserat på förnybart och skriva en vetenskaplig rapport på ämnet, baserat på vetenskapliga källor. Rapporten ska presenteras på ett seminarium i slutet av kursen.

Litteratur

Kompendiet “Wind Power – A Renewable Energy Source in Time” av Kristin Bruhn, Sofia Lorensson, Jennie Svensson.

Examination inklusive obligatoriska moment

Examinationen av kursen kommer att bestå av flera moment:
Skriftlig examination 2 hp. Betyg: Underkänt, 3, 4 or 5.
Laboration 1,5 hp. Betyg: godkänd/underkänd.
Datorövningar 1,5 hp. Betyg: godkänd/underkänd.
Projektarbete 2,5 hp. Betyg: Underkänt, 3, 4 or 5.

Slutbetyget i kursen är en sammanvägning av betyget på tentan och projektarbetet.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.