Código: | M.EQ015 | Sigla: | ENRI |
Áreas Científicas | |
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Classificação | Área Científica |
OFICIAL | Ciências Tecnológicas |
Ativa? | Sim |
Unidade Responsável: | Departamento de Engenharia Química |
Curso/CE Responsável: | Mestrado em Engenharia Química |
Sigla | Nº de Estudantes | Plano de Estudos | Anos Curriculares | Créditos UCN | Créditos ECTS | Horas de Contacto | Horas Totais |
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M.EA | 0 | Plano de estudos oficial | 2 | - | 6 | 52 | 162 |
M.EQ | 26 | Plano Oficial do ano letivo | 1 | - | 6 | 52 | 162 |
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; f) células de combustível; g) eletrólise: h) eletroredução do CO2; i) baterias; j) foto-eletroquímica; k) células fotovoltaicas; e m) células fotoeletroquímicas.
Os estudantes que concluam com êxito a UC de ERI deverão conhecer os princípios físicos e/ou químicos relativos às tecnologias lecionadas bem como a aplicabilidade 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 Tafel); e) princípios de funcionamento duma PEMFC, modelo fenomenológico simples, impedância eletroquímica, análogos elétricos, tecnologia e aplicações; f) princípios de funcionamento de um eletrolisador, tecnologia e aplicações; g) eletroredução do CO2; h) princípios de funcionamento de uma bateria, tecnologia e aplicações; i) princípios de funcionamento de uma célula fotovoltaica, modelo fenomenológico simples, tecnologia e aplicações; j) princípios de funcionamento de uma célula fotoeletroquímica, 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 conceção de soluções envolvendo as tecnologias discutidas; b) trabalho em equipa; c) comunicação oral e escrita de resultados e a sua discussão publica.
Os estudantes deverão ter frequentado UCs análise matemática, química geral e transferência de calor.
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
4 – 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) Electrólise da água
a. Introdução
b. Electrólise a baixa e alta temperaturas
d) Eletroredução do CO2
a. Introdução
b. Eletroredução do CO2 a baixa e alta temperaturas
e) Baterias
a. Introdução
b. Princípio de funcionamento das baterias de chumbo e das baterias redox de caudal
c. Carregamento de baterias redox de caudal usando células fotoeletroquímicas
f) 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
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.
Designação | Peso (%) |
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Apresentação/discussão de um trabalho científico | 12,50 |
Exame | 75,00 |
Trabalho escrito | 12,50 |
Total: | 100,00 |
Designação | Tempo (Horas) |
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Apresentação/discussão de um trabalho científico | 10,00 |
Elaboração de projeto | 10,00 |
Estudo autónomo | 50,00 |
Frequência das aulas | 30,00 |
Total: | 100,00 |
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.
CF= 0,25 x AD + 0,75 x EF
AD - avaliação distribuída
A avaliação distribuída consiste em dois minitestes e na elaboração de um trabalho escrito e sua apresentação oral seguida de discussão.
EF - exame final
Os alunos terão que obter uma classificação minima no exame final (EF) de 9 valores.
Exame único sem ponderação da avaliação contínua.
Exame único sem ponderação da avaliação contínua.