Рабочая программа учебной дисциплины «нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» Цикл
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа учебной дисциплины «Возобновляемые источники энергии» Цикл, 181.93kb.
- Аннотация программы учебной дисциплины «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии», 26.18kb.
- Рабочей программы дисциплины Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (наименование), 32.41kb.
- Аннотация рабочей программы учебной дисциплины «альтернативные и возобновляемые источники, 66.58kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "применение ЭВМ в электроэнергетике" Цикл, 191.64kb.
- Не панацея и не блажь. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии: вчера, сегодня,, 132.75kb.
- Задачи дисциплины: Врезультате изучения дисциплины «Альтернативные и возобновляемые, 66.36kb.
- Тема: нетрадиционные источники энергии, 237.02kb.
- Сегодня возобновляемые источники энергии (виэ) привлекают все большее внимание как, 116.11kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины "тепломассообмен" Цикл, 224.46kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ (ИПЭЭф)
___________________________________________________________________________________________________________
Направление подготовки: 140100 Теплоэнергетика и теплотехника
Профили подготовки: 140104 «Промышленная теплоэнергетика», 080100 «Экономика», 140106 «Энергообеспечение предприятий», «Автономные энергетические системы».
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«НЕТРАДИЦИОННЫЕ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ
ЭНЕРГИИ»
| Цикл: | профессиональный | |
| Часть цикла: | базовая | |
| № дисциплины по учебному плану: | Б.3 .№ 3 | «Промышленная теплоэнергетика», 140104 «Экономика» 080100 «Энергообеспечение предприятий» 140106 «Автономные энергетические системы» |
| Часов (всего) по учебному плану: | 108 | |
| Трудоемкость в зачетных единицах: | 3 | 5 семестр - 3 |
| Лекции | 36 час | 5 семестр |
| Практические занятия | 18 час | 5 семестр |
| Лабораторные работы | - | - |
| Расчетные задания, рефераты | 2 р.з. (13 час) | 5 семестр |
| Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего) | 54 час | |
| Экзамены | | 5 семестр |
| Курсовые проекты (работы) | - | - |
Москва - 2010
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является изучение структуры, теоретических и технических основ и принципов функционирования энергетических систем обеспечения жизнедеятельности людей и технологических процессов с использованием нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, в соответствии с требованиями соответствующих санитарных, строительных и технологических норм и правил эксплуатации с учетом надежности и экономичности.
По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
- к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
- 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);
- использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики в своей предметной области (ПК-1);
- использовать нормативные правовые документы в своей профессиональной деятельности (ПК-4);
- анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);
- участвовать в сборе и анализе исходных данных для проектирования систем и элементов технологического оборудования с использованием нормативной документации и современных методов поиска и обработки информации (ПК-8);
- к организации рабочих мест, их технического оснащения, размещению технологического оборудования (теплообменников, насосов, отопительных приборов, вентиляторов, воздухораспределительных устройств) в соответствии с технологией производства, нормами техники безопасности, пожарной безопасности, охраны труда и окружающей среды (ПК-12);
- проводить эксперименты по известным и оригинальным методикам, анализировать полученные результаты с привлечением соответствующего математического аппарата и приборного обеспечения (ПК-18);
Задачами дисциплины являются:
- познакомить обучающихся с принципами создания, эксплуатации и анализа показателей энергетических систем обеспечения жизнедеятельности;
- научить анализировать существующие системы и их элементы, разрабатывать и внедрять необходимые изменения в их структуре с позиции повышения энергоэкономической эффективности и решения вопросов энергосбережения;
- дать информацию о новых направлениях в совершенствовании данных систем в отечественной и зарубежной практике, развивать способности объективно оценивать преимущества и недостатки систем и их элементов, как отечественных так и зарубежных.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Промышленная теплоэнергетика" направления 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника», 080100 «Экономика», «Энергообеспечение предприятий» 140106, «Автономные энергетические системы».
Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Физика», «Техническая термодинамика», «Экология», «Гидрогазодинамика».
Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и для изучения дисциплин: «Источники и системы теплоснабжения предприятий и ЖКХ», «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологии», «Энергетические системы обеспечения жизнидеятелности», а также программы магистерской подготовки по направлению «Теплоэнергетика и теплотехника».
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения учебной дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:
Знать:
- информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики в своей предметной области (ПК-1);
- основные разделы естественнонаучных дисциплин, относящихся к теории изучаемой дисциплины, и быть готовым к исследованию основных законов в профессиональной деятельности, применять методы анализа и моделирования ситуаций теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
- типовые методики проведения расчетов и проектирования элементов оборудования и объектов деятельности (систем) в целом с использованием нормативной документации и современных методов поиска и обработки информации (ПК-9);
- методики проведения технико-экономического обоснования проектных разработок.
Уметь:
- анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике деятельности (ПК-6);
- проводить опытно-промышленный и научный эксперимент по заданным методикам и анализировать результаты с привлечением соответствующего математического аппарата (ПК-18);
- оценивать техническое состояние и остаточный ресурс оборудования, организовывать профессиональные осмотры и текущий ремонт (ПК-28).
Владеть:
- методикой планирования и участвовать в проведении плановых испытаний технологического оборудования (ПК-14);
- навыками соблюдения экологической безопасности на производстве, участвовать в разработке и осуществлении экозащитных мероприятий и мероприятий по энерго- и ресурсосбережению на производстве (ПК-17);
- способностью организации работы персонала по обслуживанию технологического оборудования (ПК-27), составлению заявок на оборудование, запасные части, подготовке технической документации на ремонт (ПК-29).
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1 Структура дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.
| № п/п | Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | Всего часов на раздел | Семестр | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по разделам) | |||
| лк | пр | лаб | сам. | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | Традиционные и нетрадиционные источники энергии; запасы ресурсы источников энергии; динамика потребления энергоресурсов и развитие энергетического хозяйства, экологические проблемы энергетики; место нетрадиционных источников в удовлетворении энергетических потребностей человека. | 9 | 5 | 4 | 2 | - | 3 | Тест на знание терминологии |
| 2 | Использование энергии Солнца; физические основы процессов преобразования солнечной энергии; типы коллекторов; принципы их действия и методы расчетов; солнечные коллекторы с концентраторами; аккумулирование тепла; типы аккумуляторов и методы их расчета; солнечные электростанции. | 13 | 5 | 6 | 4 | - | 3 | Проверка выполнения расчетного задания по 2 – му разделу. Контрольные вопросы |
| 3 | Ветроэнергетические установки; запасы энергии ветра и возможности ее использования; ветровой кадастр России; типы ветроэнергетических установок; ветроэлектростанции. | 12 | 5 | 6 | 4 | - | 2 | Проверка выполнения расчетного задания по 3 – му разделу. Контрольные вопросы |
| 4 | Геотермальная энергия; тепловой режим земной коры, источники геотермального тепла; методы и способы использования геотермального тепла для выработки электроэнергии и в системах теплоснабжения; экологические показатели ГеоТЭС. | 12 | 5 | 6 | 4 | - | 2 | Подготовка реферата |
| 5 | Использование энергии океана; энергетические ресурсы океана; энергетические установки по использованию энергии океана (использование разности температуры воды, волн, приливов, течений); | 11 | 5 | 6 | 2 | - | 3 | Подготовка реферата |
| 6 | Понятие вторичных энергоресурсов (ВЭР); использование вторичных энергоресурсов для получения электрической и тепловой энергии; способы использования и преобразования ВЭР; отходы производства и сельскохозяйственные отходы; способы и возможности их использования в качестве первичных источников для получения электрической и тепловой энергии. | 13 | 5 | 8 | 2 | - | 3 | Контрольная работа |
| | Зачет | 2 | | | | - | 2 | Устный |
| | Экзамен | 36 | | | | | 36 | Устный |
| | Итого: | 108 | | 36 | 18 | | 54 | |
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения
4.2.1. Лекции:
- Состояние и перспективы использования нетрадиционных
и возобновляемых источников энергии.
Традиционные и нетрадиционные источники энергии. Запасы и динамика потребления энергоресурсов, политика России в области нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Основные объекты нетрадиционной энергетики России.
2. Экологические проблемы энергетики
Экологические проблемы энергетики. Место нетрадиционных источников в удовлетворении энергетических потребностей человека.
3. Физические основы процессов преобразования солнечной энергии
Интенсивность солнечного излучения. Фотоэлектрические свойства p–n перехода. Вольт-амперная характеристика солнечного элемента. Конструкция и материалы солнечных элементов.
4. Системы солнечного теплоснабжения.
Классификация и основные элементы гелиосистем. Концентрирующие гелиоприемники. Плоские солнечные коллекторы.
5. Тепловое аккумулирование энергии.
Энергетический баланс теплового аккумулятора. Классификация аккумуляторов тепла. Системы аккумулирования. Тепловое аккумулирование для солнечного обогрева и охлаждения помещений.
6. Энергия ветра и возможности ее использования.
Происхождение ветра и ветровые зоны России. Классификация ветродвигателей по принципу работы. Работа поверхности при действии на нее силы ветра. Работа ветрового колеса крыльчатого ветродвигателя.
7. Типы ветроэнергетических установок.
Ветроэлектростанции. Ветроустановки.
8. Тепловой режим земной коры. Источники геотермального тепла.
Тепловой режим земной коры. Подземные термальные воды. Запасы и распространение термальных вод. Состояние геотермальной энергетики в России.
9. Использование геотермальной энергии для выработки тепловой
и электрической энергии.
Прямое использование геотермальной энергии. Геотермальные электростанции с бинарным циклом. Схема Паужетской Гео ТЭС.
10. Использование геотермальной энергии для теплоснабжения жилых
и производственных зданий.
Теплоснабжение высокотемпературной сильно минерализованной термальной водой. Теплоснабжение низкотемпературной маломинерализованной термальной водой.
11. Энергетические ресурсы океана.
Баланс возобновляемой энергии океана. Основы преобразования энергии волн. Преобразователи энергии волн.
12. Использование энергии приливов и морских течений.
Общие сведения об использовании энергии приливов. Мощность приливных течений и приливного подъема воды. Использование энергии океанских течений.
13. Преобразование тепловой энергии океана.
Ресурсы тепловой энергии океана. Схема ОТЭС, работающей по замкнутому циклу. Схема ОТЭС, работающей по открытому циклу. Использование перепада температур океан-атмосфера. Прямое преобразование тепловой энергии.
14. Энергетика на нетрадиционных видах топлива.
Щепа, отходы лесопереработки, торф. Условия использования, проблемы, опыт применения.
15. Агротопливо.
Рапс, биоэтанол, биодизель и др. – проблемы сбора и применения. Зоны эффективного применения.
16. Промышленные и бытовые отходы как топливо.
Проблемы сбора и селекции. Заводы ТБО в городах мира (Москва, Мурманск, Копенгаген). Переработка масел, сжигание токсичных отходов.
17. Вторичные энергоресурсы разного потенциала.
Промышленные стоки. Использование био-стоков.
4.2.2. Практические занятия
1. Энергия солнечной радиации
2. Фотопреобразователи солнечной энергии
3. Ветроэнергетические установки
4. Энергия волн океана
5. Энергия приливов
6. Использование тепловой энергии океана
7. Геотермальная энергия
4.3. Лабораторные работы
Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены
4.4. Расчетные задания
В расчетных заданиях по индивидуальным исходным данным, включающих размеры, параметры, место расположения, студенты проводят расчет нагрева емкости с водой за счет солнечного излучения, а так же параметры ветродвигателя.
4.5. Курсовые проекты и курсовые работы
Курсовые проекты и курсовые работы учебным планом не предусмотрены
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием раздаточных материалов, компьютера и мультимедийного проектора для демонстрации различных схем. Перечень демонстрируемого материала и сами материалы представлены в УМК. Студентам в начале учебного семестра передаются учебные пособия, справочные материалы в электронном виде. Активно используется электронная почта для проведения консультаций и передачи дополнительных информационных материалов.
Практические занятия проводятся с использованием необходимых информационных материалов по плану выполнения индивидуальных расчетных заданий. На занятиях рассматриваются примеры расчета отдельных элементов систем и оборудования, являющиеся составными частями общего расчетного задания. Материалы передаются и в библиотеки студенческих групп в электронном виде. На практических занятиях материалы дублируются методическими пособиями 1, 2, 3, 4.
Самостоятельная работа включает, подготовку к практическим занятиям, работу над расчетным заданием, подготовку к зачету и экзамену.
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Для текущего контроля успеваемости используются результаты тестов, выполнения расчетных заданий, контрольная работа, оценки по контрольным неделям. Наиболее успевающим студентам предлагается примерная тематика рефератов по основным разделам дисциплин, желательно по тематике бакалаврских работ. Оценка за выполненный реферат, полученная в результате собеседования, является одной из главных составляющих оценки на зачете и экзамене.
Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.
В приложение к диплому вносится оценка за 5 семестр.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Литература:
а) основная литература:
1. Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учебное пособие. – М.: КНОРУС, 2010. – 232 с.
2. Твайделл Д., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. – М.: Энергоатомиздат, 1994 г.
3. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии./ Безруких П.П., Арбузов Ю.Д., Борисов Г.А. и др. СПб.: Наука, 2002 г.
5. Атлас 2010. (Le Mond diplomatique). Пер. с французского под ред. В.Л.Иноземцева. – М.: ЦИПО, 2010 г.
6. Гибилиско С. Альтернативная энергетика без тайн. Пер. с англ. А.В.Соловьева.- М.:ЭКСМО, 2010 г.
7. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Аналитический альбом. Ред. Чл.-корр РАН Грищенко А.И. ВНИИ ПГ и ГТ. АО Авиаиздат, 1996 г.
8. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1999 г.
б) дополнительная литература:
Безруких П.П. Церерин Ю.А. Нетрадиционная энергетика: прил. к научн.-техн. журналу "Экономика топливно-энергетического комплекса". – М.: ВНИИОЭНГ, 1993 г.
2. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Аналитический альбом. Ред. Чл.-корр РАН Грищенко А.И. ВНИИ ПГ и ГТ. АО Авиаиздат, 1996 г.
7.2. Электронные образовательные ресурсы:
а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
www.sci.aha.ru www.biodat.ru www.energosovet.ru www.expert.ru.
б) другие:
Учебные пособия, необходимые справочные материалы для выполнения расчетного задания в электронном виде представлены в УМК на CD диске и передаются студентам в начале занятий.
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника» и профилю: 140104 «Промышленная теплоэнергетика» 080100 «Экономика», 140106 «Энергообеспечение предприятий», «Автономные энергетические системы».
.
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:
к.т.н., доцент Гашо Е.Г.
"СОГЛАСОВАНО":
Заместитель директора ИПЭЭФ
к.т.н., доцент Захаров С.В.
"УТВЕРЖДАЮ":
Зав. кафедрой Промышленных теплоэнергетических систем
д.т.н., профессор Рыженков В.А.