8
XXIII Skup TRENDOVI RAZVOJA: “POLOŽAJ VISOKOG OBRAZOVANJA I NAUKE U SRBIJI”, Zlatibor, 22. - 24. 02. 2017. 291 Paper No.T3.2-4 KONCEPT NASTAVNIH AKTIVNOSTI REALIZOVAN PRIMENOM RAZLIČITIH SAVREMENIH DIDAKTIČKIH SREDSTAVA NA STUDIJSKOM PROGRAMU ČISTE ENERGETSKE TEHNOLOGIJE Nemanja Savić 1 , Vladimir Katić 2 1,2 Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, Srbija 1 [email protected], 2 [email protected] Kratak sadržaj: Dinamični porast potrošnje svih vidova energije, povećana emisija gasova sa efektom staklene bašte i ozbiljan problem globalnog zagrevanja, kao posledica porasta ljudske populacije na Zemlji, doveo je značajnog povećanja investicija, razvoja, korišćenja i promocije oblasti obnovljivih izvora energije (OIE). U skladu sa Zakonom o visokom obrazovanju i Bolonjskom deklaracijom, kao i sa najsavremenijim svetskim i evropskim tehnološkim trendovima u visokom obrazovanju, Fakultet tehničkih nauka (FTN) u Novom Sadu je akreditovao studijski program osnovnih i master akademskih studija – Čiste energetske tehnologije (ČET). Ovaj rad opisuje koncept održavanja i realizaciju nastavnih aktivnosti, konkretno nastavu, auditorne vežbe, računarske vežbe, laboratorijske vežbe, projekte i seminarske radove koje studenti imaju u okviru dva predmeta koji se odnose na obnovljive izvore električne energije (OIEE), kao i opis fotonaponske elektrane, kao nove tehnologije u visokom obrazovanju i savremenog didaktičkog sredstva koji služi kao studentski poligon za sticanje savremenih i kvalitetnih znanja. Ključne reči: Čiste energetske tehnologije / Obnovljivi izvori električne energije / Nastava / Auditorne vežbe / Laboratorijske vežbe / Prolaznost / FN elektrana / Student CONCEPT OF EDUCATIONAL ACTIVITIES REALIZED BY IMPLEMENTATION OF VARIOUS MODERN DIDACTIC TOOLS ON STUDY PROGRAMME CLEAN ENERGY TECHNOLOGIES Abstract: The dynamic increase in consumption of all forms of energy, increased emissions of greenhouse gases and the serious problems of global warming and climate change, as a result of the high growth in human (world) population on Earth, has led a significant increase in investment, development, use and promotion of Renewable Energy Sources (RES). In accordance with the Law on Higher Education and Bologna Declaration, as well as the latest international and european technology trends in higher education, Faculty of Technical Sciences in Novi Sad has accredited Study programme Undergraduate and Master Academic Studies in Clean Energy Technologies. This paper describes the concept of maintenance and realization of educational activities, namely lectures, teaching exercises, computer exercises, laboratory exercises, projects and special assignments that students have in two courses relating to Renewable Sources of Electrical Energy (RSEE), as well as a description of the photovoltaic power plant as well as new technologies in higher education and modern didactic means which serves as a training ground (polygon) for students' acquisition of modern and high-quality knowledge. Key Words: Clean Energy Technologies/Renewable Sources of Electrical Energy/Lecture/Auditory excercises/Laboratory excercises/Passing/PV power plant/Student 1. UVOD Poslednjih godina, u Evropi i svetu beleži se značajan porast potrošnje svih vidova energije, pogotovo potrošnje toplotne i električne energije. Osim problema potrošnje energije, kome je glavni uzrok čovek (na primer, veliki porast ljudske populacije na Zemlji i urbanizacija, savremeni ubrzani razvoj industrije, neracionalan i neekonomičan odnos prema prirodi, ograničeni kapaciteti konvencionalnih energetskih resursa, itd.), prisutni su i problemi emisije gasova sa efektom staklene bašte koji, između ostalog, dovode do ozbiljnih problema globalnog zagrevanja i klimatskih promena. S tim u vezi, suočavajući se ovim problemima i u cilju 1

KONCEPT NASTAVNIH AKTIVNOSTI REALIZOVAN …fotonaponske elektrane, 433 GW za vetroelektrane, 1064 GW za hidroelektrane, elektrane na biomasu 106 GW, itd.) [1]. Ovakav dinamičan napredak

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: KONCEPT NASTAVNIH AKTIVNOSTI REALIZOVAN …fotonaponske elektrane, 433 GW za vetroelektrane, 1064 GW za hidroelektrane, elektrane na biomasu 106 GW, itd.) [1]. Ovakav dinamičan napredak

XXIII Skup TRENDOVI RAZVOJA: “POLOŽAJ VISOKOG OBRAZOVANJA I NAUKE U SRBIJI”, Zlatibor, 22. - 24. 02. 2017.

291

Paper No.T3.2-4

KONCEPT NASTAVNIH AKTIVNOSTI REALIZOVAN PRIMENOM RAZLIČITIH SAVREMENIH DIDAKTIČKIH SREDSTAVA NA

STUDIJSKOM PROGRAMU ČISTE ENERGETSKE TEHNOLOGIJE

Nemanja Savić1, Vladimir Katić2 1,2Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, Srbija

[email protected], [email protected] Kratak sadržaj: Dinamični porast potrošnje svih vidova energije, povećana emisija gasova

sa efektom staklene bašte i ozbiljan problem globalnog zagrevanja, kao posledica porasta ljudske populacije na Zemlji, doveo je značajnog povećanja investicija, razvoja, korišćenja i promocije oblasti obnovljivih izvora energije (OIE). U skladu sa Zakonom o visokom obrazovanju i Bolonjskom deklaracijom, kao i sa najsavremenijim svetskim i evropskim tehnološkim trendovima u visokom obrazovanju, Fakultet tehničkih nauka (FTN) u Novom Sadu je akreditovao studijski program osnovnih i master akademskih studija – Čiste energetske tehnologije (ČET). Ovaj rad opisuje koncept održavanja i realizaciju nastavnih aktivnosti, konkretno nastavu, auditorne vežbe, računarske vežbe, laboratorijske vežbe, projekte i seminarske radove koje studenti imaju u okviru dva predmeta koji se odnose na obnovljive izvore električne energije (OIEE), kao i opis fotonaponske elektrane, kao nove tehnologije u visokom obrazovanju i savremenog didaktičkog sredstva koji služi kao studentski poligon za sticanje savremenih i kvalitetnih znanja.

Ključne reči: Čiste energetske tehnologije / Obnovljivi izvori električne energije / Nastava / Auditorne vežbe / Laboratorijske vežbe / Prolaznost / FN elektrana / Student

CONCEPT OF EDUCATIONAL ACTIVITIES REALIZED BY IMPLEMENTATION OF VARIOUS MODERN DIDACTIC TOOLS ON STUDY PROGRAMME CLEAN

ENERGY TECHNOLOGIES Abstract: The dynamic increase in consumption of all forms of energy, increased emissions of

greenhouse gases and the serious problems of global warming and climate change, as a result of the high growth in human (world) population on Earth, has led a significant increase in investment, development, use and promotion of Renewable Energy Sources (RES). In accordance with the Law on Higher Education and Bologna Declaration, as well as the latest international and european technology trends in higher education, Faculty of Technical Sciences in Novi Sad has accredited Study programme Undergraduate and Master Academic Studies in Clean Energy Technologies. This paper describes the concept of maintenance and realization of educational activities, namely lectures, teaching exercises, computer exercises, laboratory exercises, projects and special assignments that students have in two courses relating to Renewable Sources of Electrical Energy (RSEE), as well as a description of the photovoltaic power plant as well as new technologies in higher education and modern didactic means which serves as a training ground (polygon) for students' acquisition of modern and high-quality knowledge.

Key Words: Clean Energy Technologies/Renewable Sources of Electrical Energy/Lecture/Auditory excercises/Laboratory excercises/Passing/PV power plant/Student

1. UVOD Poslednjih godina, u Evropi i svetu beleži se značajan porast potrošnje svih vidova

energije, pogotovo potrošnje toplotne i električne energije. Osim problema potrošnje energije, kome je glavni uzrok čovek (na primer, veliki porast ljudske populacije na Zemlji i urbanizacija, savremeni ubrzani razvoj industrije, neracionalan i neekonomičan odnos prema prirodi, ograničeni kapaciteti konvencionalnih energetskih resursa, itd.), prisutni su i problemi emisije gasova sa efektom staklene bašte koji, između ostalog, dovode do ozbiljnih problema globalnog zagrevanja i klimatskih promena. S tim u vezi, suočavajući se ovim problemima i u cilju

1

Page 2: KONCEPT NASTAVNIH AKTIVNOSTI REALIZOVAN …fotonaponske elektrane, 433 GW za vetroelektrane, 1064 GW za hidroelektrane, elektrane na biomasu 106 GW, itd.) [1]. Ovakav dinamičan napredak

XXIII Skup TRENDOVI RAZVOJA: “POLOŽAJ VISOKOG OBRAZOVANJA I NAUKE U SRBIJI”, Zlatibor, 22. - 24. 02. 2017.

292

njihovog što efikasnijeg rešavanja, veliki broj privredno razvijenih zemalja Evrope i sveta značajno je povećao interesovanje i ulaganja u istraživanje, razvoj i korišćenje obnovljivih izvora energije (OIE).

Na kraju 2015. godine, ukupni instalisani kapaciteti iz OIE iznosili su 1849 GW (227 GW za fotonaponske elektrane, 433 GW za vetroelektrane, 1064 GW za hidroelektrane, elektrane na biomasu 106 GW, itd.) [1]. Ovakav dinamičan napredak OIE doveo je do povećane potražnje za visokokvalifikovanim osobljem. Iz tog razloga, većina zemalja izvršila je proces reforme visokog obrazovanja i prilagodila uskladila program nastave sa potrebama u privredi. Odličan primer studijskog programa predstavlja prestižni ETH iz Ciriha, na kom je glavni fokus istraživanja i edukacije usmeren ka povećanju energetske efikasnosti, održivom razvoju, efikasnom pružanju energetskih usluga uz minimalno korišćenje fosilnih goriva (minimalnu energetsku zavisnost od uvoza fosilnih goriva) i minimalnu (nultu) emisiju štetnih gasova, i u okviru kog je osnovano nekoliko centara za obnovljive izvore energije, životnu sredinu, energetsku ekonomiju i održivi razvoj [2]. Prema [3], na listi deset najboljih svetskih univerziteta za oblast inženjerstva i tehnologija (u koju se mogu svrstati čiste energetske tehnologije i zaštita životne sredine) nalaze se Masačusetski tehnološki institut (MIT), Stanford Univerzitet, Kembridž Univerzitet, Nacionalni Univerzitet u Singapuru (NUS), Švajcarski federalni tehnološki institut u Cirihu (ETH), Tehnološki Univerzitet Nanjang (NTU), Imperijal Koledž u Londonu, Univerzitet Kalifornije Berkli (UCB), Oksford Univerzitet i Harvard Univerzitet.

U procesu pristupanja Evropskoj Uniji, primena OIE predstavlja jednu od najvažnijih dužnosti i zahteva koji se stavljaju pred Zemlje kandidate. S tim u vezi, Evropska komisija je u januaru 2008. godine objavila paket propisa koji se odnosi na energiju, klimatske promene i energetsku efikasnost, poznat kao paket „20-20-20”, ili „tri puta 20 do 2020”, čiji je cilj da se obezbedi smanjenje emisije gasova staklene bašte za 20%, da se poveća učešće OIE u ukupnoj potrošnji na 20% i da se uštedi 20% primarne energije do 2020. godine [4]. U pogledu ispunjenja ovih zahteva Evropske Unije iz oblast energetike, usvajanjem Zakona o energetici sa kraja 2014. godine, kao i različitih administrativnih odredaba i uredaba, Republika Srbija je ostvarila značajne rezultate. Sa druge strane, s obzirom na ogromne potencijale sa kojima raspolaže i na nedovoljne podsticaje države, stepen korišćenja OIE u Republici Srbiji je na niskom nivou.

Međutim, prateći trend razvoja novih tehnologija u privredi i visokom obrazovanju, Fakultet tehničkih nauka u Novom Sadu okrenuo se istraživanju i korišćenju OIE, sa posebnim osvrtom na pretvaranje energije Sunca i vetra u električnu energiju. S tim u vezi, pored Laboratorije za energetsku elektroniku i mašine, otvorena je i Laboratorija za obnovljive i distribuirane izvore električne energije. Osim ovih laboratorija, po ugledu na najbolje svetske i evropske univerzitete, u cilju promocije obnovljivih izvora energije i energetske efikasnosti, osnovan je Centar za obnovljive izvore i kvalitet električne energije (CRESPQ), i izgrađene i puštene u rad dve fotonaponske elektrane koje imaju ulogu poligona za studente osnovnih akademskih čistih energetskih tehnologija.

Sa početkom školske 2013/2014 godine, otvoren je novi studijski program osnovnih i master akademskih studija – Čiste energetske tehnologije (ČET). U okviru predmeta na trećoj godini osnovnih akademskih studija, studenti stiču najnovija teorijska i praktična znanja iz oblasti čistih energetskih tehnologija, upoznavaju se sa najsavremenijom opremom, instrumentima i mernim uređajima iz oblasti elektroenergetike i obnovljivih izvora električne energije (OIEE), vrše merenja i izvršavaju radne zadatke kroz pripremu seminarskih radova i projekata. U okviru ovog rada opisan je koncept održavanja nastavnih aktivnosti na predmetima, kao i detalji u vezi laboratorija i fotonaponskih elektrana.

2. KONCEPT NASTAVNIH AKTIVNOSTI U skladu sa najsavremenijim svetskim i evropskim trendom dinamičnog razvoja, ulaganja i

korišćenja obnovljivih izvora energije (OIE), Fakultet tehničkih nauka se kroz akreditaciju novih studijskih programa osnovnih i master akademskih studija Čiste energetske tehnologije (ČET) uspešno posvetio istraživanju i edukaciji studenata i praćenju aktuelnog stanja u ovoj veoma perspektivnoj oblasti novih tehnologija u privredi i visokom obrazovanju.

2

Page 3: KONCEPT NASTAVNIH AKTIVNOSTI REALIZOVAN …fotonaponske elektrane, 433 GW za vetroelektrane, 1064 GW za hidroelektrane, elektrane na biomasu 106 GW, itd.) [1]. Ovakav dinamičan napredak

XXIII Skup TRENDOVI RAZVOJA: “POLOŽAJ VISOKOG OBRAZOVANJA I NAUKE U SRBIJI”, Zlatibor, 22. - 24. 02. 2017.

293

S tim u vezi, prema planu studijskog programa Čiste energetske tehnologije, na trećoj godini osnovnih akademskih studija nalaze se dva predmeta čiji je fokus usmeren ka energetskoj efikasnosti i intenzivnijem korišćenju obnovljivih izvora energije, i to:

Ekonomični i energetski efikasni električni sistemi (EEEES), i Čisti izvori električne energije (ČIEE).

Osnovni cilj ovih predmeta studijskog programa koji predstavlja novi koncept i novu tehnologiju u visokom obrazovanju, jeste kvalitetna edukacija studenata i sticanje naprednih znanja i veština iz oblasti energetike, inženjerstva, menadžmenta i zaštite životne sredine, uz ravnomernu zastupljenost svih vidova didaktičkih sredstava.

Prateći uspešne primere studijskih programa i novih tehnologija dualnog visokog obrazovanja, koncept nastavnih aktivnosti na predmetu Ekonomični i energetski efikasni električni sistemi se sastoji od: nastave (predavanja), auditornih vežbi, računarske simulacije, laboratorijskih vežbi i individualnog istraživačkog rada.

Na nastavi, studentima se primenom didaktičkih sredstava uz adekvatna objašnjenja izlaže gradivo, pri čemu studenti imaju aktivno učešće u pogledu diskusija u vezi tema koje se odnose na tradicionalne elektroenergetske sisteme, povećanje energetske efikasnosti postojećih sistema (“pametne mreže”), “pametne sisteme“ za efikasno upravljanje energetskim sistemima, proces deregulacije, otvaranje tržišta električne energije, način trgovanja i formiranja cene električne energije. Posebna pažnja se posvećuje temama osnovnih komponenata energetske elektronike, uređaja i sklopova energetske elektronike, fleksibilnih naizmeničnih prenosnih sistema (FACTS sistema), sistema sa jednosmernim prenosom na visokim naponima (HVDC sistema), metodama povećanja energetskih kapaciteta mreža u cilju energetske efikasnosti, korišćenju distribuiranih izvora energije i njihovoj ulozi u energetskim sistemima, koji predstavljaju nove tehnologije i novi koncept u oblasti privrede i visokog obrazovanja [5].

U okviru auditornih vežbi, na tabli se izvode neophodne matematičke formule, rešavaju konkretni zadaci i izlažu primeri koji kvalitetno prate nastavu. Takođe, studentima se prezentuje računarska simulacija rada najnaprednijeg ADMS (Advanced Distribution Management System) softvera koji obuhvata veliki broj različitih funkcija za poboljšanje rada elektrodistributivnih kompanija, i koji je zvanično proglašen za najbolji softverski sistem na svetu [6].

U cilju maksimalnog razumevanja gradiva, sticanja praktičnih iskustava i upoznavanja sa savremenim mernim instrumentima, energetskim uređajima i maketama, studentima se organizuju i laboratorijske vežbe. S tim u vezi, u Laboratoriji za energetsku elektroniku i električne mašine se organizuju tri laboratorijske vežbe, i to: Vežba I: Osnovna kola energetske elektronike, Vežba II: Monofazni ispravljači (AC/DC), i Vežba III: Monofazni invertori (DC/AC). U prvoj laboratorijskoj vežbi, studenti se upoznavaju sa osnovnim topologijama osnovnih elemenata energetske elektronike (dioda, tiristor, trijak, IGBT tranzistor, itd.) i njihovim ponašanjem u energetskim kolima, posmatrajući na osciloskopu talasne oblike napona i struje i mere njihove vrednosti na digitalnim multimetrima. Druga i treća vežba usmerena je ka razumevanju osnovnih principa rada energetskih pretvarača, invertora (DC/AC) i ispravljača (AC/DC), koji predstavljaju sastavni deo fotonaponskih elektrana i koji u edukaciji studenata igraju ključnu ulogu za dalje razumevanje OIEE.

Individualni istraživački rad podrazumeva pripremu seminarskog ispita (rada) u okviru kog studenti rešavaju praktični zadatak koji im je postavljen i koji se odnosi na tabelarnu i grafičku simulaciju tržišta i određivanje tržišne prodajne cene električne energije i dispečiranu snagu. Ovaj koncept istraživačkog rada (kroz pripremu seminarskog rada) animira i pokreće studente da redovno obavljaju svoje dužnosti kroz redovan dolazak na predavanja i auditorne vežbe, aktivno praćenje i pripremanje, kao i da samostalno obrađuju oblast koju predmet obuhvata.

Na kraju kursa, studenti se osposobljavaju za projektovanje i realizovanje energetski i ekonomskih efikasnih električnih sistema, za rešavanje problema i poboljšanje karakteristika u pogledu naponsko-reaktivnih prilika u tradicionalnim elektroenergetskim sistemima, kao i za dalje razumevanje ovih oblasti.

Prolaznost studenata u školskoj 2015/2016 godini na predmetu EEEES u okviru studijskog programa ČET, po ispitnim rokovima, prikazana je na slici 1 i 2. S obzirom da je na kraju školske 2015/2016 godine 11 od ukupno 14 studenata na trećoj godini akademskih studija uspešno položilo ispit, prolaznost studenata je iznosila 78,57% (dakle, iznad 75%).

3

Page 4: KONCEPT NASTAVNIH AKTIVNOSTI REALIZOVAN …fotonaponske elektrane, 433 GW za vetroelektrane, 1064 GW za hidroelektrane, elektrane na biomasu 106 GW, itd.) [1]. Ovakav dinamičan napredak

XXIII Skup TRENDOVI RAZVOJA: “POLOŽAJ VISOKOG OBRAZOVANJA I NAUKE U SRBIJI”, Zlatibor, 22. - 24. 02. 2017.

294

Slika 1. Prolaznost studenata u školskoj 2015/2016 godini na ispitu Ekonomični i energetski efikasni električni sistemi u okviru studijskog programa Čiste energetske tehnologije.

Slika 2. Prolaznost studenata u školskoj 2015/2016 godini na ispitu Ekonomični i energetski efikasni električni sistemi u okviru studijskog programa Čiste energetske tehnologije.

Dalje, i koncept predmeta Čisti izvori električne energije formiran je i organizovan u skladu sa novim tehnologijama visokog obrazovanja, zasnovanim na svim vidovima didaktičkih sredstava. S tim u vezi, koncept nastavnih aktivnosti se sastoji od: nastave (predavanja), auditornih vežbi, laboratorijskih vežbi, mentorskog rada na istraživačkom projektu, i studentskih poseta realizovanim projektima OIEE u Republici Srbiji.

Na nastavi, studentima se primenom savremenih didaktičkih sredstava uz adekvatna objašnjenja izlaže gradivo, pri čemu studenti imaju aktivno učešće u pogledu diskusija u vezi tema koje se odnose na obnovljive izvore električne energije, principe njihovog rada i mogućnosti iskorišćenja njihovih potencijala, konverziju energije Sunca, energije vetra i energije vode u električnu energiju, tehno-ekonomske analize, kao i mogućnosti priključenja čistih izvora

0

2

4

6

8

10

12

14

Ukupno

Prijavilo

Izašlo

Položilo

0

2

4

6

8

10

12

14

Ukupno

Položilo

Nije položilo

4

Page 5: KONCEPT NASTAVNIH AKTIVNOSTI REALIZOVAN …fotonaponske elektrane, 433 GW za vetroelektrane, 1064 GW za hidroelektrane, elektrane na biomasu 106 GW, itd.) [1]. Ovakav dinamičan napredak

XXIII Skup TRENDOVI RAZVOJA: “POLOŽAJ VISOKOG OBRAZOVANJA I NAUKE U SRBIJI”, Zlatibor, 22. - 24. 02. 2017.

295

električne energije na elektroenergetski sistem. U okviru auditornih vežbi, na tabli se objašnjavaju šeme, izvode matematički modeli i

rešavaju računski zadaci koji za cilj imaju kvalitetnu edukaciju i osposobljavanje studenata za projektovanje i određivanje lokacije izgradnje energetskih objekata za konverziju OIE (Sunca, vetra i vode) u električnu energiju.

Pritom, pored svih ovih pomenutih nastavnih aktivnosti na nastavi i auditornim vežbama i prikazivanja primera koji kvalitetno prate nastavu, u cilju korišćenja najnovijih tehnologija u visokom obrazovanju, studentima se na računaru putem računarskih simulacija i video projektora sa adekvatnim objašnjenjima prezentuje najbolji, najpraktičniji i u praksi najčešće korišćeni softverski alat PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) koji daje detaljne veoma kvalitetne podatke o sunčevom zračenju na određenoj lokaciji, u cilju provere opravdanosti izgradnje postrojenja za proizvodnju električne energije iz energije Sunca [7].

Kao na prethodnom, tako se i na ovom predmetu organizuju laboratorijske vežbe koje za cilj imaju maksimalno razumevanje studenata za gradivo koje je predavano na nastavi, auditornim vežbama i računarskim simulacijama, njihovo sticanje praktičnih iskustava u laboratoriji, upoznavanje sa principom rada svih delova fotonaponske elektrane instalirane na krovu Fakulteta tehničkih nauka, a sve kroz upoznavanje i rad sa najsavremenijim mernim instrumentima i uređajima iz oblasti OIEE. S tim u vezi, u Laboratoriji za obnovljive izvore energije i distribuirane izvore energije organizuje se laboratorijska vežba: Obnovljivi izvori energije.

Vežba se sastoji iz dva dela, pri čemu se prvi deo odnosi na fotonaponske sisteme kao jednog od različitih vrsta energetskih objekata čistih energetskih tehnologija za proizvodnju električne energije iz OIE, dok drugi deo obrađuje vetrogenerator u samostalnom sistemu OIEE. U prvom delu laboratorijske vežbe, za različitu orijentaciju i nagibni ugao, studenti vrše ispitivanja fotonaponskih sistema, mereći karakteristike fotonaponskih panel (intenzitet zračenja i temperaturu) i prateći promene vrednosti snage, struje kratkog spoja i napona praznog hoda. Drugi deo laboratorijske vežbe predviđen je za upoznavanje studenata sa hibridnim sistemima OIEE, pogotovo sa sastavnom opremom, energetskim uređajima i mernim instrumentima pomoću kojih se vrši merenje karakteristika vetrogeneratora i hibridnog sistema. Primeri šema povezivanja fotonaponskog panela i laboratorijskog modela vetrogeneratora u samostalnom hibridnom sistemu prikazani su na slici 3.

Slika 3. Šema povezivanjа fotonaponskog panela (levo) i samostalnog hibridnog sistema sa

vetrogeneratorom (desno) [8].

Mentorski rad na individualnom istraživačkom projektu podrazumeva praćenje rada i napretka studenata, savetovanje i pomoć kroz konsultacije prilikom pripreme seminarskog rada. Prilikom rada na istraživačkom projektu, formira se nekoliko grupa, pri čemu svaka grupa studenata detaljno obrađuje određenu komponentu, odnosno deo postrojenja obnovljivog izvora energije za proizvodnju električne energije (npr. za fotonaponske elektrane – noseće konstrukcije, invertore, kablove, zaštitne i prekidačke elemente, itd.).

Kao uspešno zaokruživanje čitavog koncepta nastavnih aktivnosti, organizuje se studentska ekskurzija, koja studentima omogućuje posetu uspešno realizovanim projektima OIEE u Republici Srbiji. Konkretno, krajem maja 2016. godine, organizovana je studentska poseta vetroparku u Kuli i fotonaponskoj elektrani u Sajanu kod Kikinde.

5

Page 6: KONCEPT NASTAVNIH AKTIVNOSTI REALIZOVAN …fotonaponske elektrane, 433 GW za vetroelektrane, 1064 GW za hidroelektrane, elektrane na biomasu 106 GW, itd.) [1]. Ovakav dinamičan napredak

XXIII Skup TRENDOVI RAZVOJA: “POLOŽAJ VISOKOG OBRAZOVANJA I NAUKE U SRBIJI”, Zlatibor, 22. - 24. 02. 2017.

296

Na kraju kursa, studenti se osposobljavaju za korišćenje i projektovanje energetskih objekata za proizvodnju električne energije iz OIE (Sunca, vetra, vode), za rešavanje problema i poboljšanje karakteristika već izgrađenih postrojenja OIEE, kao i za dalje razumevanje ove oblasti.

Prolaznost studenata u školskoj 2015/2016 godini na predmetu ČIEE u okviru studijskog

programa ČET, po ispitnim rokovima, prikazan je na slici 4 i 5. S obzirom da je na kraju školske 2015/2016 godine 10 od ukupno 14 studenata na trećoj godini akademskih studija uspešno položilo ispit, prolaznost studenata je iznosila 71,43% (dakle, malo ispod 75%).

Slika 4. Prolaznost studenata u školskoj 2015/2016 godini na ispitu Čisti izvori električne energije u okviru studijskog programa Čiste energetske tehnologije.

Slika 5. Prolaznost studenata u školskoj 2015/2016 godini na ispitu Čisti izvori električne energije u okviru studijskog programa Čiste energetske tehnologije.

0

2

4

6

8

10

12

14

Ukupno

Prijavilo

Izašlo

Položilo

0

2

4

6

8

10

12

14

Ukupno

Položilo

Nije položilo

6

Page 7: KONCEPT NASTAVNIH AKTIVNOSTI REALIZOVAN …fotonaponske elektrane, 433 GW za vetroelektrane, 1064 GW za hidroelektrane, elektrane na biomasu 106 GW, itd.) [1]. Ovakav dinamičan napredak

XXIII Skup TRENDOVI RAZVOJA: “POLOŽAJ VISOKOG OBRAZOVANJA I NAUKE U SRBIJI”, Zlatibor, 22. - 24. 02. 2017.

297

3. FOTONAPONSKA ELEKTRANA Najbolji dokaz da Fakultet tehničkih nauka u Novom Sadu kvalitetno prati nove tehnologije

u visokom obrazovanju, koje podrazumevaju primenu različitih savremenih didaktičkih sredstava, kao i da aktivno učestvuje u istraživanju, razvoju i promociji korišćenja OIEE, predstavlja fotonaponska elektrana koja je instalirana na ravnom krovu iznad amfiteatara fakulteta i na Institutu mašinskog odseka Fakulteta tehničkih nauka.

U pogledu konstrukcije, fotonaponska elektrana ukupne snage 9,6 kWp, sastoji se od 40 fotonaponskih panela od 240 Wp (dva niza (stringa), svaki od po 20 redno povezanih fotonaponskih panela), invertora (DC/AC pretvarača) snage 8 kW, jednosmernih (DC) i naizmeničnih (AC) zaštitnih i sklopnih elemenata, kao i dvosmernog električnog brojila. Takođe, u sklopu elektrane nalaze se i najsavremeniji komunikacioni uređaji (Web box), kao i merni uređaji (Senzor box), koji obezbeđuju potpuni nadzor putem interneta i daljinski pristup, snimanje i praćenje ključnih parametara fotonaponske elektrane (iznosa proizvedene električne energije, intenziteta zračenja Sunca, temperature fotonaponskih panela i okoline, brzine vetra, itd.) [9]. Šematski prikaz strukture fotonaponske elektrane prikazan je na slici 6 (levo).

Fotonaponska elektrana, kao dobar primer nove tehnologije u visokom obrazovanju i privredi, omogućuje studentima da se susretnu sa sastavnim delovima ove vrste obnovljivog izvora električne energije, opremom, energetskim uređajima i najsavremenijim mernim instrumentima koji se koriste u oblasti čistih izvora električne energije, mereći osnovne karakteristike fotonaponskih panela (struju kratkog spoja, napon kratkog spoja, snagu, intenzitet zračenja Sunca, temperaturu, itd.). Ovakvim konceptom, studenti imaju mogućnost primene stečenih teoretskih znanja i sticanja praktičnih iskustava putem izvođenja laboratorijskih vežbi, računarskih simulacija i izrade projekata i seminarskih radova iz oblasti čistih izvora električne energije i čistih energetskih tehnologija. Šematski prikaz strukture fotonaponske elektrane prikazan je na slici 6 (desno).

Slika 6. Šematski prikaz strukture fotonaponske elektrane na krovu FTN-a u Novom Sadu

(levo) [9] i studentsko upoznavanje sa novom tehnologijom u visokom obrazovanju (desno).

Fotonaponska elektrana proizvodi simboličan iznos električne energije, pri čemu se

celokupno proizvedena električna energija isporučuje elektrodistributivnom sistemu sa kojim je elektrana povezana (On-Grid sistem), što predstavlja dobar primer uspešne povezanosti Fakulteta tehničkih nauka, kao visokoobrazovne institucije, sa privredom i primer dualnog visokog obrazovanja.

U okviru fotonaponske elektrane, koja predstavlja studentski poligon, novu tehnologiju u visokom obrazovanju i savremeno didaktičko sredstvo koje povezuje praktična znanja stečena na laboratorijskim vežbama i računarskim simulacijama sa standardnim didaktičkim sredstvima i gradivom sa nastave i auditornih vežbi, studenti Fakulteta tehničkih nauka, u koraku sa svojim kolegama studentima svetskih i evropskih univerziteta, stiču najsavremenija i najkvalitetnija praktična iskustva putem izrade projekata iz oblasti OIE i ČET.

7

Page 8: KONCEPT NASTAVNIH AKTIVNOSTI REALIZOVAN …fotonaponske elektrane, 433 GW za vetroelektrane, 1064 GW za hidroelektrane, elektrane na biomasu 106 GW, itd.) [1]. Ovakav dinamičan napredak

XXIII Skup TRENDOVI RAZVOJA: “POLOŽAJ VISOKOG OBRAZOVANJA I NAUKE U SRBIJI”, Zlatibor, 22. - 24. 02. 2017.

298

4. ZAKLJUČAK U koraku sa najprestižnijim svetskim i evropskim univerzitetima koji se bave istraživanjem,

razvojem, edukacijom studenata, kao i promocijom obnovljivih izvora energije (sa posebnim fokusom usmerenim na proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora) i novih tehnologija u ovoj oblasti, Fakultet tehničkih nauka je akreditovao nekoliko studijskih programa – studijski program osnovnih i master akademskih studija Čiste energetske tehnologije. Ovim potezom, Fakultet tehničkih nauka je postao prvi fakultet u Republici Srbiji koji se bavi savremenim oblastima obnovljivih izvora električne energije i čistih energetskih tehnologija, koristeći različita savremena didaktička sredstva i nove tehnologije u nastavnim aktivnostima u procesu visokog obrazovanja.

Zahvaljujući kompetentnosti nastavno–naučnog osoblja, edukacija studenata i koncept nastavnih aktivnosti se realizuje primenom različitih didaktičkih sredstava. Ovaj koncept se sastoji od izvođenja nastave putem prezentacija na video–projektoru i njihovih adekvatnih objašnjenja, auditornih vežbi na kojim se standardnim načinom pomoću table i krede rešavaju zadaci i konkretni primeri koji prate gradivo sa nastave, laboratorijskih vežbi koje podrazumevaju korišćenje najsavremenijih mernih instrumenata, opreme i energetskih uređaja, studentskih ekskurzija postrojenjima za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora električne energije, mentorskog rada, kao i računarskih simulacija i korišćenja najboljih softvera.

Kao dodatno i posebno efikasno didaktičko sredstvo koje studentima omogućuje maksimalno razumevanje i kompletno obuhvatanje oblasti za koju u toku procesa visokog obrazovanja kvalifikuju, koriste se i energetski objekti za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora električne energije (Sunca i vetra) – fotonaponska elektrana i vetroelektrana.

U konkretnom slučaju fotonaponske elektrane koja je projektovana od strane Centra za obnovljive izvore i kvalitet električne energije (CRESPQ) osnovanog na Fakultetu tehničkih nauka i instalirana uz pomoć studenata na krovu Fakulteta tehničkih nauka, i koja predstavlja dobar primer uspešnog povezivanja celokupnog gradiva obrađenog u okviru niza nastavnih aktivnosti (nastave, auditornih vežbi, laboratorijskih vežbi i simulacija na računaru), studentima se daje prilika da na ovom savremenom poligonu steknu praktična iskustva iz oblasti obnovljivih izvora energije i čistih energetskih tehnologija, koje se dinamično razvijaju kako u oblasti privrede, tako i u oblasti visokog obrazovanja.

5. LITERATURA

[1] REN21, 2016, Renewables 2016 – Global Status Report, Paris, France, pp. 141. [2] https://www.ethz.ch/en/the-eth-zurich/sustainability/research-for-sustainable-development/energy.html [3] http://www.topuniversities.com/university-rankings/faculty-rankings/engineering-and-technology/2015 [4] B. Lepotić Kovačević, A. Kovačević, “Vodič kroz EU politike – Energetika“, Evropski pokret u Srbiji,

Beograd, 2010. [5] V.Katić, N.Savić, “Ekonomični i energetski efikasni električni sistemi – II deo”, ppt prezentacije, FTN,

Novi Sad, decembar 2016. [6] http://www.schneider-electric.com/b2b/en/solutions/for-business/s4/electric-utilities-advanced-

distribution-management-system-adms/ [7] http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/, PVGIS. [8] V.Katić i dr., “Ekonomični i energetski efikasni električni sistemi – Laboratorijske vežbe”, skripta, FTN,

Novi Sad, 2016. [9] V. Katić i dr., “Realizacija krovne fotonaponske elektrane na Fakultetu tehničkih nauka u Novom

Sadu”, Tehnika (Tehnika-Elektrotehnika), God. LXX, Broj 4, 2015, pp. 655-662, 2015.

8