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Energias Renováveis

Código: EQ0138     Sigla: ENR

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Ciências Tecnológicas

Ocorrência: 2013/2014 - 1S (de 01-09-2013 a 31-07-2014)

Ativa? Sim
Unidade Responsável: Departamento de Engenharia Química
Curso/CE Responsável: Mestrado Integrado em Engenharia Química

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla Nº de Estudantes Plano de Estudos Anos Curriculares Créditos UCN Créditos ECTS Horas de Contacto Horas Totais
MIEA 7 Plano de estudos oficial a partir de 2006/07 5 - 6 56 162
MIEQ 32 Plano de estudos oficial 4 - 6 56 162
5

Docência - Responsabilidades

Docente Responsabilidade
Adélio Miguel Magalhães Mendes Regente

Docência - Horas

Teórico-Práticas: 4,00
Tipo Docente Turmas Horas
Teórico-Práticas Totais 1 4,00
Luísa Manuela Madureira Andrade Silva 1,00
Adélio Miguel Magalhães Mendes 3,00

Língua de trabalho

Português

Objetivos

A unidade curricular de Energias Renováveis I tem como objetivo a preparação dos alunos para selecionar, adquirir, operar e desenvolver tecnologias e soluções na área das Energias Renováveis.
Os assuntos estudados nesta UC são: a) energia e radiação solares; b) coletores solares térmicos; c) concentradores solares de potência; d) termólise solar; e) eletroquímica e foto-eletroquímica; f) células de combustível; g) células fotovoltaicas; h) baterias e i) eletrólise.

Resultados de aprendizagem e competências

Os estudantes que concluam com êxito a UC de ERI deverão conhecer os princípios físicos e/ou químicos relativos às tecnologias lecionadas bem como os potenciais destas tecnologias. Em particular, deverão conhecer e saber aplicar: a) as equações astronómicas relativas ao sol, à sua posição e à radiação sobre uma superfície; b) princípios de funcionamento de um painel solar térmico, tecnologias e aplicações; c) princípios de funcionamento de um concentrador solar de potência, tecnologias e aplicações; d) equações de equilíbrio e cinéticas da eletroquímica (equações de Nernst e Butler-Volmer e Tafle); e) princípios de funcionamento duma PEMFC, modelo fenomenológico simples, impedância eletroquímica, análogos elétricos, tecnologia e aplicações; f) princípios de funcionamento de uma célula fotovoltaica, modelo fenomenológico simples, tecnologia e aplicações; g) princípios de funcionamento de uma célula fotoeletroquímica, tecnologia e aplicações; h) princípios de funcionamento de um eletrolisador, tecnologia e aplicações; i) princípios de funcionamento de uma bateria, tecnologia e aplicações. Os estudantes deverão ainda ser capazes valorizar a relevância social das tecnologias sustentáveis.

Espera-se que os estudantes desenvolvam as seguintes competências: a) uso dos princípios físicos e/ou químicos lecionados na seleção, caracterização, operação, otimização e concepção de soluções envolvendo as tecnologias discutidas; b) trabalho em equipa; c) comunicação oral e escrita de resultados e a sua discussão publica.

 

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Os estudantes deverão ter frequentado UCs análise matemática, química geral e transferência de calor.

 

Programa

1 – Energias renováveis, porquê?, como? que contributo podemos dar?
2 – Fontes de energias renováveis e tecnologias de aproveitamento
a) Taxa de utilização da energia; o balanço energético do planeta Terra
b) A questão ecológica face às diversas fontes de energia renováveis/não renováveis
c) Conteúdos energéticos
d) Comparação de tecnologias: custos, disponibilidades, capacidade de armazenamento.
3 – Energia Solar
a) Radiação direta e indireta
b) Corpo negro, radiância, emissividade
c) Espectro solar
d) Declinação, ângulo horário, altura e azimute
e) Transmitância, reflectância e absorvância
f) Radiação total em superfícies inclinadas
g)
Insolação média em superfícies inclinadas
h) Coletores solares térmicos
a. Balanço energético a um colector solar
b. Trabalho laboratorial
i) Comparação de tecnologias solares: custos, disponibilidades, capacidade de armazenamento
j) Concentradores solares de potência
k) Termólise
5 – Tecnologias eletroquímicas e foto-eletroquímicas
a) Electroquímica
b) Células de combustível
a. Introdução
b. Equações de equilíbrio
c. Equações de cinéticas
d. Diagnóstico – espectroscopia de impedância electroquímica
e. Trabalho laboratorial
c) Células fotovoltaicas
a. Introdução
b. Princípio de funcionamento das células de silício
c. Análogo elétrico das células de silício
d. Células fotovoltaicas DSC
e. Electroquímica dos semicondutores e foto-electroquímica
f. Células fotoeletroquímicas para a clivagem da água
g. Trabalho laboratorial
d) Baterias
a. Introdução
b. Princípio de funcionamento das baterias de chumbo e das baterias de caudal
e) Electrólise da água
a. Introdução
b. Electrólise a baixa e alta temperaturas

Bibliografia Obrigatória

Soteris A. Kalogirou; Solar Energy Engineering, Academic Press, 2009. ISBN: 978-0-12-374501-9
Ryan P. O.Hayre... [et al.]; Fuel cell fundamentals. ISBN: 978-0-470-25843-9
Craig A. Grimes, Oomman K. Varghese, Sudhir Ranjan; Light, water, hydrogen, Springer, 2008. ISBN: 978-0-387-33198-0
Godfrey Boyle; Reweable Energy, Oxford University Press, 2004. ISBN: 0-19-926178-4
Rui Castro; Uma Introdução às Energias Renováveis, IST, 2011. ISBN: 978-972-8469-01-6

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas são constituídas por um período de exposição, seguido de um período de resolução de problemas, discussão/debate e realização de trabalhos laboratoriais com escrita dos relatórios correspondentes. Os alunos serão ainda chamados a realizar trabalhos de pesquisa bibliográfica.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia química

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Exame 60,00
Trabalho escrito 40,00
Total: 100,00

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Elaboração de projeto 20,00
Estudo autónomo 50,00
Frequência das aulas 30,00
Total: 100,00

Obtenção de frequência

Para a obtenção da frequência os alunos deverão ter realizado os trabalhos propostos que constituem a componente da avaliação distribuída.
Os alunos que já tenham obtido frequência em anos anteriores poderão optar pela realização dos trabalhos e exame, ou em alternativa apenas por exame final, a que corresponderá a sua classificação final.

Fórmula de cálculo da classificação final

CF= 0,40 x AD + 0,60 x EF

AD - avaliação distribuída

A avaliação distribuída consiste na elaboração de um trabalho e a sua apresentação oral seguido de discussão

EF - exame final

Os alunos terão que obter uma classificação minima no exame final (EF) de 8 valores

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Exame único sem ponderação da avaliação contínua.

Melhoria de classificação

Exame único sem ponderação da avaliação contínua.

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