[ Министерство образования и науки Астраханской области
ГАОУ АО ВПО «Астраханский инженерно-строительный институт»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии
По направлению подготовки 140100 Теплоэнергетика и теплотехника_ _
По профилю подготовки Энергообеспечение предприятий
Кафедра Инженерных систем и экологии Квалификация (степень) выпускника бакалавр Астрахань — 2013 Разработчики:
Старший преподаватель кафедры ИСЭ О. Е. Губа _ 2 1. Цели и задачи дисциплины: Целью и задачами преподавания дисциплины «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» является изучение конструкций энергоустановок, использующих в системах теплогазоснабжения и вентиляции объектов теплоэнергетического комплекса нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (НиВИЭ); изучение методов расчета энергоустановок с НиВИЭ и cоздание систем теплогазоснабжения и вентиляции с ВИЭ.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина относится к базовой (общепрофессиональная) части Б.3. профессионального цикла. Для изучения курса требуется знание: основ термодинамики, гидравлики и аэродинамики, курса строительных материалов, газоснабжение объектов теплоэнергетики. В свою очередь, данный курс, помимо самостоятельного значения, является предшествующей дисциплиной для курсов: «Вентиляция энергетических предприятий», «Автоматизация и управление процессами в теплоэнергетике», «Автономные источники энергии», «Кондиционирование зданий теплоэнергетического комплекса».
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
общекультурных компетенций (ОК):
- способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
- способностью к письменной и устной коммуникации на государственном языке:
умением логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь; готовностью к использованию одного из иностранных языков (ОК-2);
- готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3);
- готовностью к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
- владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, использовать компьютер как средство работы с информацией (ОК-11);
- способностью и готовностью к практическому анализу логики различного рода рассуждений, к публичным выступлениям, аргументации, ведению дискуссии и полемики (ОКспособностью понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-15);
профессиональных компетенций (ПК):
общепрофессиональные:
- способностью и готовностью использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики в своей предметной области (ПК-1);
- владением основными методами защиты производственного персонала и населения от последствий возможных аварий, катастроф, стихийных бедствий (ПК-5);
для расчетно-проектной и проектно-конструкторской деятельности:
- способностью проводить расчеты по типовым методикам и проектировать отдельные детали и узлы с использованием стандартных средств автоматизации проектирования в соответствии с техническим заданием (ПК-9);
- способностью к проведению предварительного технико-экономического обоснования проектных разработок по стандартным методикам (ПК-11);
для производственно-технологической деятельности:
- готовностью к составлению документации по менеджменту качества технологических процессов на производственных участках (ПК-16);
для научно-исследовательской деятельности:
- способностью к проведению экспериментов по заданной методике и анализу результатов с привлечением соответствующего математического аппарата (ПК-18);
- готовностью к проведению измерений и наблюдений, составлению описания проводимых исследований, подготовке данных для составления обзоров, отчетов и научных публикаций (ПК-19);
для организационно-управленческой деятельности:
- готовностью к участию в выполнении работ по стандартизации и подготовке к сертификации технических средств, систем, процессов, оборудования и материалов (ПК-20);
- способностью к управлению малыми коллективами исполнителей (ПК-21);
- способностью к разработке оперативных планов работы первичных производственных подразделений, планированию работы персонала и фондов оплаты труда (ПК-22);
- готовностью к самообучению и организации обучения и тренинга производственного персонала (ПК-23);
- способностью анализировать затраты и оценивать результаты деятельности первичных производственных подразделений (ПК-24);
для монтажно-наладочной деятельности:
- владением методиками испытаний, наладки и ремонта технологического оборудования в соответствии с профилем работы (ПК-25);
- готовностью к планированию и участию в проведении плановых испытаний и ремонтов технологического оборудования, монтажных, наладочных и пусковых работ, в том числе, при освоении нового оборудования и (или) технологических процессов (ПК-26);
для сервисно-эксплуатационной деятельности:
- готовностью к организации работы персонала по обслуживанию технологического оборудования (ПК-27);
- готовностью к контролю технического состояния и оценке остаточного ресурса оборудования, организации профилактических осмотров и текущего ремонта (ПК-28);
- готовностью к составлению заявок на оборудование, запасные части, подготовке технической документации на ремонт (ПК-29);
- готовностью к приемке и освоению вводимого оборудования (ПК-30).
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
- виды НиВИЭ, которые могут быть применены на объектах теплоэнергетического комплекса;
- сведения о типах аккумуляторов НиВИЭ.
- устройство и принцип действия энергетических установок, преобразующих ВИЭ в тепловую и электрическую энергию.
- основные типы систем тепло-, газо- и электроснабжения с ВИЭ объектов теплоэнергетического комплекса.
- методы оптимизации технико-экономических параметров систем теплоснабжения с ВИЭ объектах теплоэнергетического комплекса.
Уметь:
- обосновывать выбор исходных данных для проектирования систем теплоснабжения с ВИЭ на объектах теплоэнергетического комплекса.
- технически и экономически обосновывать схемы с использованием ВИЭ на объектах теплоэнергетического комплекса.
- находить оптимальный вариант системы теплоснабжения с ВИЭ на объектах теплоэнергетического комплекса.
- методики оптимизации систем теплоснабжения с использованием ВИЭ на объектах теплоэнергетического комплекса.
- методики оценки эффективности трансформаторов и аккумуляторов ВИЭ на объектах теплоэнергетического комплекса.
Владеть:
- расчетами энергоустановок объектов теплоэнергетического комплекса с использованием ВИЭ.
- расчета и подбор оборудования для систем теплоснабжения объектов теплоэнергетического комплекса с ВИЭ.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц.
Очная форма обучения В том числе:
В том числе:
Курсовой проект (работа) Расчетно-графические работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц.
Заочная форма обучения В том числе:
В том числе:
Курсовой проект (работа) Расчетно-графические работы Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) 5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины п/п Активные гелиосистемы для систем теп- Физические основы процессов прелоснабжения образования солнечной энергии. Типы солнечных коллекторов и принципы их действия.
Проектирование активных гелиосистем с Солнечные тепловые электростандополнительным источником энергии для ции. Солнечные фотоэлектрические горячего водоснабжения зданий станции. Типы солнечных батарей.
Пассивные системы солнечного отопле- Общие сведения о работе пассивных Проектирование ПССО типа стена Тром- Основы проектирования пассивных Системы теплоснабжения с использова- Ветроэнергетические установки. Занием ветроэнергетических установок пасы энергии ветра и возможность ее Проектирование ВЭУ для систем тепло- Общие сведения о проектировании Биогазовые установки (БГУ) для тепло- и Рациональное использование биогазоснабжения. массы. Энергетическое использование твердых бытовых отходов.
Оценка энергетической и термодинами- Основные технико-экономические ческой эффективности трансформаторов показатели биогазовых установок и Проектирование БГУ для тепло- и газо- Общие сведения о проектировании Перспективы развития ВИЭ Общие сведения о перспективах развития ВИЭ. Новые виды жидкого и 5.2. Разделы дисциплин и виды занятий Очная форма обучения п/п Активные гелиосистемы для систем теплоснабжения Проектирование активных гелиосистем с дополнительным источником энергии для Пассивные системы солнечного отопления Проектирование ПССО типа стена ТромбаМишеля.
Системы теплоснабжения с использованием ветроэнергетических установок (ВЭУ).
Проектирование ВЭУ для систем теплоснабжения Биогазовые установки (БГУ) для тепло- и газоснабжения.
Оценка энергетической и термодинамической эффективности трансформаторов ВИЭ Проектирование БГУ для тепло- и газоснабжения Перспективы развития ВИЭ Заочная форма обучения п/п Активные гелиосистемы для систем теплоснабжения Проектирование активных гелиосистем с дополнительным источником энергии для Пассивные системы солнечного отопления Проектирование ПССО типа стена ТромбаМишеля.
Системы теплоснабжения с использованием ветроэнергетических установок (ВЭУ).
Проектирование ВЭУ для систем теплоснабжения Биогазовые установки (БГУ) для тепло- и газоснабжения.
Оценка энергетической и термодинамической эффективности трансформаторов ВИЭ Проектирование БГУ для тепло- и газоснабжения Перспективы развития ВИЭ 5.2.1. Лекции Очная форма обучения цип лины Физические основы процессов преобразования солнечной энергии. Типы солнечных коллекторов и принципы их действия.
Солнечные тепловые электростанции. Солнечные фотоэлектрические станции. Типы солнечных батарей.
Зарядка и подзарядка аккумуляторов. Расчет параметров солнечной батареи.
Общие сведения о работе пассивных солнечных системах. Типы пассивных солнечных систем отопления.
Основы проектирования пассивных солнечных систем типа стена Тромба-Мишеля.
Ветроэнергетические установки. Запасы энергии ветра и возможность ее использования. Сведения о ветровом Общие сведения о проектировании ВЭУ. Расчет идеального и реального ветряка. Ветроэлектростанции.
Рациональное использование биомассы. Энергетическое использование твердых бытовых отходов. Основные технико-экономические показатели биогазовых установок и оценка потенциальных возможностей их использования в малых энергоэкономичных комплексах Общие сведения о проектировании БГУ. Повышение эффективности биогазовых установок для автономного газо-, тепло- и электроснабжения.
Общие сведения о перспективах развития ВИЭ. Новые экономии топлива от использования ВИЭ.
Заочная форма обучения цип лины Физические основы процессов преобразования солнечной энергии. Типы солнечных коллекторов и принципы их действия.
Солнечные тепловые электростанции. Солнечные фотоэлектрические станции. Типы солнечных батарей. 8 1, Зарядка и подзарядка аккумуляторов. Расчет параметров солнечной батареи.
Общие сведения о работе пассивных солнечных системах. Типы пассивных солнечных систем отопления.
Основы проектирования пассивных солнечных систем отопления типа стена Тромба-Мишеля. Расчет ПССО типа стена Тромба-Мишеля.
Ветроэнергетические установки. Запасы энергии ветра и возможность ее использования. Сведения о ветровом Общие сведения о проектировании ВЭУ. Расчет идеального и реального ветряка. Ветроэлектростанции.
Рациональное использование биомассы. Энергетическое использование твердых бытовых отходов.
Основные технико-экономические показатели биогазовых установок и оценка потенциальных возможностей 9 их использования в малых энергоэкономичных комплексах Общие сведения о проектировании БГУ. Повышение эффективности биогазовых установок для автономного газо-, тепло- и электроснабжения.
Общие сведения о перспективах развития ВИЭ. Новые 10.
виды жидкого и газообразного топлива. Определение экономии топлива от использования ВИЭ.
5.2.2. Лабораторный практикум Очная форма обучения лины тоэлектрические станции.
Ветроэнергетические установки.
ТЭП БГУ и оценка потенциальных возможностей Заочная форма обучения лины Солнечные тепловые электростанции. Солнечные фо- тоэлектрические станции.
Пассивные солнечные системы отопления типа стена ВЭУ. Расчет идеального и реального ветряка. Ветро- 5.2.3. Практические занятия (семинары) Очная форма обучения тематика практических занятий (семинаров) лины Физические основы процессов преобразования солнечной энергии. Типы солнечных коллекторов и 6 принципы их действия.
Солнечные тепловые электростанции. Солнечные фотоэлектрические станции. Расчет параметров солнеч- 6 25, Общие сведения о работе пассивных солнечных системах. Типы пассивных солнечных систем отопления.
Основы проектирования пассивных солнечных систем отопления. Расчет ПССО типа стена Тромба-Мишеля.
Ветроэнергетические установки. Запасы энергии ветра и возможность ее использования.
Общие сведения о проектировании ВЭУ. Расчет идеального и реального ветряка. Ветроэлектростанции.
Рациональное использование биомассы. Энергетическое использование твердых бытовых отходов.
Основные ТЭП БГУ и оценка потенциальных возможностей их использования Повышение эффективности биогазовых установок для автономного газо-, тепло- и электроснабжения.
Новые виды жидкого и газообразного топлива. Определение экономии топлива от использования ВИЭ.
Заочная форма обучения тематика практических занятий (семинаров) лины Физические основы процессов преобразования солнечной энергии. Типы солнечных коллекторов и принципы их действия.
Солнечные тепловые электростанции. Солнечные фотоэлектрические станции. Расчет параметров солнеч- Общие сведения о работе пассивных солнечных системах. Типы пассивных солнечных систем отопления.
Основы проектирования пассивных солнечных систем отопления. Расчет ПССО типа стена Тромба-Мишеля.
Ветроэнергетические установки. Запасы энергии ветра и возможность ее использования.
Общие сведения о проектировании ВЭУ. Расчет идеального и реального ветряка. Ветроэлектростанции.
Рациональное использование биомассы. Энергетическое использование твердых бытовых отходов.
Основные ТЭП БГУ и оценка потенциальных возможностей их использования Повышение эффективности биогазовых установок для автономного газо-, тепло- и электроснабжения.
Новые виды жидкого и газообразного топлива. Определение экономии топлива от использования ВИЭ.
5.3. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № наименование обеспечиваемых № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения Насосы, вентиляторы и компрессоры энергетических систем Кондиционирование зданий теплоэнергетического комплекса Автоматизация и управление процессами в теплоэнергетике Технологические энергоносители Теплотехника и строительная Автономные источники энергии 5.4. Соотношение разделов учебной дисциплины и формируемых в них компетенций темы, разде- колилы дисцип- чество делы дис- чество циплины часов 6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Текущий контроль осуществляется: при защите отчетов по лабораторным работам и заключается в ответах на поставленные вопросы, приведенные в методических указаниях; при выполнении курсового проекта, поэтапной проверкой выполнения соответствие разделов курсового проекта календарному графику.
Контрольные тесты для текущей оценки освоения программы дисциплины охватывают все ее разделы.
Вопросы к итоговому зачету по дисциплине:
1. Представьте классификацию основных видов ВИЭ.
2. Дайте краткую характеристику основных видов ВИЭ для систем теплоснабжения.
3. Изобразите 2-3 варианта схем систем теплоснабжения с использованием ВИЭ и дайте краткую характеристику достоинств и недостатков каждой из них.
4. Приведите методику расчета основных параметров гелиоустановок циркуляционного типа в зависимости от природно-климатических параметров и эксплуатационных параметров.
5. Каковы устройство и принцип действия и преимущества гелиоустановок гравитационного типа?
6. Как оцениваются технико-экономические параметры гелиоустановок?
7. Опишите конструкции и принцип действия ПССО.
8. Приведите исходные параметры для проектирования ПССО.
9. Приведите методику и алгоритм расчета ПССО.
10. Опишите конструкции ВЭУ и способы преобразования ветровой энергии в тепловую и электрическую энергию.
11. Приведите методику расчета параметров и подбор ВЭУ для систем теплоснабжения.
12. Как оцениваются технико-экономические параметры ВЭУ?
13. Представьте классификацию БГУ.
14. Опишите конструкции основных элементов БГУ.
15. Приведите методику расчета основных параметров БГУ для систем теплогазоснабжения.
16. Как оценивается технико-экономическая эффективность БЭУ?
17. Как оценивается энергетическая эффективность гелиоустановок?
18. Как оценивается энергетическая эффективность ВЭУ?
19. Как оценивается энергетическая эффективность БЭУ?
20. Как оценивается термодинамическая эффективность гелиоустановок?
21. Как оценивается термодинамическая эффективность ВЭУ?
22. Как оценивается термодинамическая эффективность БЭУ?
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература 1. Шишкин Н.Д. Малые энергоэкономичные комплексы с возобновляемыми источниками энергии. – М.: Готика, 2000. – 236 с. (абонемент библиотеки, 22 экз.).
2. Ильин А.К., Шишкин Н.Д. Автономные теплоэнергетические комплексы (структура, характеристики, эффективность). Ростов-на-Дону: Южный научный центр РАН, 2004. 112 с.
(читальный зал библиотеки, 1 экз.).
3. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: Справ. пособие/ Л. Д. Богуславский, В. И. Ливчак, В. П. Титов и др. – М.: Стройиздат, 1990. – 624 с. (читальный зал библиотеки, 3 экз.).
4. Шишкин Н.Д., Цымбалюк Ю.В. Фазапереходные тепловые аккумуляторы с высокотеплопроводными инклюзивами. Астрахань: Саратовский научный центр РАН. Отдел энергетических проблем. Лаборатория нетрадиционной энергетики, 2006. 120 с. (абонемент библиотеки, 10 экз.).
б) дополнительная литература 1. Амерханов Р.А., Драганов Б.Х. Проектирование систем теплоснабжения сельского хозяйства. – Краснодар: 2001. – 200 с. (читальный зал библиотеки, 3 экз.).
2. Амерханов Р.А., Бессараб А.С., Драганов Б.Х., Рудобашта С.П., Шишко Г.Г. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства. – М.: Колос-Пресс, 2002. – 423 с.
(читальный зал библиотеки, 3 экз.).
3. Описания изобретений по трансформаторам и аккумуляторам ВИЭ (кафедра ТГВ, экз.).
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
http://www.abok.ru/, http://catalog1.vgasu.vrn.ru/MarcWeb, www.lib.vsu.ru, http://window.edu.ru/window/library 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины: Лаборатории кафедры «Инженерных систем и экологии», компьютерный класс факультета инженерных систем и пожарной безопасности.
Дополнение к РП _ _
«