Программа повышения квалификации профессорско-преподавательского состава высших учебных заведений, подведомственных Минсельхозу России энергообеспечение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников энергии
| Вид материала | Программа |
- Программа повышения квалификации профессорско-преподавательского состава высших учебных, 127.76kb.
- Программа повышения квалификации профессорско-преподавательского состава высших учебных, 133.17kb.
- Программа повышения квалификации профессорско-преподавательского состава высших учебных, 128.66kb.
- Программа повышения квалификации профессорско-преподавательского состава высших учебных, 194.62kb.
- Программа повышения квалификации профессорско-преподавательского состава высших учебных, 198.58kb.
- Программа повышения квалификации профессорско-преподавательского состава высших учебных, 132.36kb.
- Программа повышения квалификации профессорско-преподавательского состава высших учебных, 480.48kb.
- Программа повышения квалификации профессорско-преподавательского состава высших учебных, 224.4kb.
- Программа повышения квалификации профессорско-преподавательского состава высших учебных, 155.77kb.
- Программа повышения квалификации профессорско-преподавательского состава высших учебных, 139.57kb.
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Департамент научно-технологической политики и образования
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Красноярский государственный аграрный университет»
ПРОГРАММА
повышения квалификации профессорско-преподавательского состава высших учебных заведений, подведомственных Минсельхозу России
-
ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
Объем учебной нагрузки 72 (час.)
| Лекции | 16 |
| Практические занятия | 24 |
| Индивидуальные занятия с преподавателями | 16 |
| Самостоятельные занятия | 10 |
| Итоговая аттестация | 6 |
| ВСЕГО | 72 |
Красноярск 2010
1. Цель и задачи
1.1. Целью преподавания дисциплины является формирование у слушателей курсов повышения квалификации теоретических знаний и практических навыков, необходимых для рационального использования возобновляемых источников энергии (солнечной энергии, энергии ветра, гидроэнергии, энергии биомассы и др.) в регионе.
1.2. Задачи изучения дисциплины.
В результате изучения дисциплины «Энергообеспечение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников энергии» слушатели должны
знать:
- методики расчета ресурсов энергетики, базирующейся на возобновляемых источниках энергии (ресурсов солнечной энергетики, ветровой энергетики, микро- и малой гидроэнергетики, энергетики с использованием биомассы и др.).
- принципы получения энергии (электрической, тепловой, механической) с помощью солнечных фотоэлектрических установок, систем солнечного горячего водоснабжения, ветро-, гидро-, биоэнергетических и др. установок;
- теорию и методы расчета солнечных фотоэлектрических установок, систем солнечного горячего водоснабжения, ветро-, гидро-, биоэнергетических и др. установок, используемых для производства электроэнергии, тепловой энергии и выполнения механической работы;
- инженерное применение теории для проектирования оптимальных конструкций узлов и оборудования;
- экономически выгодные и экологически безопасные режимы эксплуатации фотоэлектрических установок, систем солнечного горячего водоснабжения, ветро-, гидро-, биоэнергетических и др. установок;
уметь:
- решать задачи, связанные с проектированием, монтажом и эксплуатацией фотоэлектрических установок, систем солнечного горячего водоснабжения, ветро-, гидро-, биоэнергетических и др. установок;
- решать вопросы комплексного применения установок, использующих возобновляемые источники энергии;
- определять экономическую эффективность новых технических решений и применять их в производстве.
2. Разделы и перечень тем
| № п/п | Разделы и перечень тем |
| 1 | Состояние и перспективы использования возобновляемой энергетики в мире, России, регионе |
| 2 | Солнечная энергетика |
| 2.1 | Солнечное излучение на земле и в космосе |
| 2.2 | Информационное обеспечение гелиоэнергетических расчетов и его особенности |
| 2.3 | Методы расчета ресурсов солнечной энергетики |
| 2.4 | Районирование территории Красноярского края, Сибири и России по ресурсам солнечной энергии |
| 2.4 | Солнечные установки для систем тепло- и электроснабжения |
| 2.5 | Технико-экономические расчеты солнечных установок для систем тепло- и электроснабжения |
| 3 | Ветровая энергетика |
| 3.1 | Основы ветроэнергетики |
| 3.2 | Методы расчета ветроэнергетических ресурсов |
| 3.3 | Районирование территории Красноярского края, Сибири и России по ресурсам ветровой энергии |
| 3.4 | Энергетические характеристики и конструкции ветроустановок |
| 3.5 | Технико-экономические расчеты ветроэнергетических установок для систем тепло- и электроснабжения |
| 4 | Гидроэнергетика малых рек |
| 4.1 | Методы расчета малых и микроГЭС |
| 4.2. | Энергетические характеристики и конструкции малых и микроГЭС |
| 4.3 | Технико-экономические расчеты малых и микроГЭС автономных систем электроснабжения |
| 5 | Энергия биомассы |
| 5.1 | Методы расчета биогазовых установок |
| 5.2 | Энергетические характеристики и конструкции биогазовых установок |
| 5.3 | Технико-экономические расчеты биогазовых установок |
| 6 | Геотермальная энергия |
| 6.1 | Методы расчета геотермальных и петротермальных установок теплохладоснабжения |
| 6.2 | Энергетические характеристики и конструкции геотермальных и петротермальных установок |
| 6.3 | Технико-экономические расчеты геотермальных и петротермальных установок |
3. Распределение времени по темам
| № п/п | Разделы и перечень тем | Лекции | Прак-тичес-кие | Инди-виду-альная | Само-стоятель-ная работа |
| 1 | Состояние и перспективы использования возобновляемой энергетики в мире, России, регионе | 1 | | | |
| 2 | Солнечная энергетика | 4 | 14 | 6 | |
| 2.1 | Солнечное излучение на земле и в космосе | 0,5 | | | |
| 2.2 | Информационное обеспечение гелиоэнергетических расчетов и его особенности | 0,5 | | | |
| 2.3 | Методы расчета ресурсов солнечной энергетики | 1 | 6 | 2 | |
| 2.4 | Районирование территории Красноярского края, Сибири и России по ресурсам солнечной энергии | 0,5 | 2 | | |
| 2.4 | Солнечные установки для систем тепло- и электроснабжения | 1 | 6 | 4 | |
| 2.5 | Технико-экономические расчеты солнечных установок для систем тепло- и электроснабжения | 0,5 | | | |
| 3 | Ветровая энергетика | 3,5 | 6 | 4 | |
| 3.1 | Основы ветроэнергетики | 1 | | | |
| 3.2 | Методы расчета ветроэнергетических ресурсов | 0,5 | 2 | 2 | |
| 3.3 | Районирование территории Красноярского края, Сибири и России по ресурсам ветровой энергии | 0,5 | | | |
| 3.4 | Энергетические характеристики и конструкции ветроустановок | 1 | 4 | 2 | |
| 3.5 | Технико-экономические расчеты ветроэнергетических установок для систем тепло- и электроснабжения | 0,5 | | | |
| 4 | Гидроэнергетика малых рек | 2,5 | 2 | 2 | |
| 4.1 | Методы расчета малых и микроГЭС | 1 | 1 | | |
| 4.2. | Энергетические характеристики и конструкции малых и микроГЭС | 1 | 1 | 2 | |
| 4.3 | Технико-экономические расчеты малых и микроГЭС автономных систем электроснабжения | 0,5 | | | |
| 5 | Энергия биомассы | 2,5 | 2 | 2 | |
| 5.1 | Методы расчета биогазовых установок | 1 | 1 | | |
| 5.2 | Энергетические характеристики и конструкции биогазовых установок | 1 | 1 | 2 | |
| 5.3 | Технико-экономические расчеты биогазовых установок | 0,5 | | | |
| 6 | Геотермальная энергия | 2,5 | | 2 | 10 |
| 6.1 | Методы расчета геотермальных и петротермальных установок теплохладоснабжения | 1 | | | 5 |
| 6.2 | Энергетические характеристики и конструкции геотермальных и петротермальных установок | 1 | | 2 | 5 |
| 6.3 | Технико-экономические расчеты геотермальных и петротермальных установок | 0,5 | | | |
| | Всего | 16 | 24 | 16 | 10 |
| | Итоговая аттестация | | | | 6 |
| | Итого | 72 час. | |||
4. Практические занятия
| № п/п | Содержание практического занятия | Час. |
| 1 | Расчет склонения солнца δ, часового угла солнца ω и продолжительности солнечного сияния в течение суток Тс в точке А с заданными координатами (φ, ψ) в рассматриваемые сутки года | 2 |
| 2 | Расчет изменения мощности потока солнечной радиации в течение суток в точке А с заданными координатами (φ, ψ) – Rh(t) (Вт/м2) и потока СР за данные сутки - Эh(t) в кВт.ч и МДж/(м2.сут) на горизонтальную площадку | 2 |
| 3 | Расчет и моделирование поля солнечной радиации на территории Красноярского края, республик Хакасия и Тыва | 2 |
| 4 | Расчет и моделирование режимов системы солнечного горячего водоснабжения | 2 |
| 5 | Изучение конструкции и исследование режимов системы солнечного горячего водоснабжения | 2 |
| 6 | Расчет и моделирование режимов фотоэлектрической установки | 2 |
| 7 | Изучение конструкции и исследование режимов фотоэлектрической установки | 2 |
| 8 | Исследование режимов работы ветроэнергетических установок с учетом вероятности распределения скоростей ветра по градациям | 2 |
| 9 | Ветроэнергетический комплекс ВП-3.72 | 2 |
| 10 | Ветроэлектрическая установка NW 22-150 NY | 2 |
| 11 | Изучение конструкции и моделирование режимов микроГЭС с ортогональной турбиной | 2 |
| 12 | Изучение конструкции и расчет биогазовой установки | 2 |
5. Тематика и формы индивидуальной работы
1. Расчет и моделирование на ПЭВМ изменения мощности потока солнечной радиации в течение суток в точке А с координатами (φ, ψ) на территории Красноярского края, республик Хакасия и Тыва – Rh(t) (Вт/м2) и потока СР за данные сутки - Эh(t) в кВт.ч и МДж/(м2.сут) на горизонтальную площадку.
2. Расчет и моделирование на ПЭВМ солнечной фотоэлектрической станции для климатических условий Красноярского края, республик Хакасия и Тыва.
3. Исследование характеристик солнечной фотоэлектрической станции в научно-исследовательской лаборатории института энергетики и управления энергетическими ресурсами КрасГАУ.
4. Расчет и моделирование на ПЭВМ системы солнечного горячего водоснабжения для климатических условий Красноярского края, республик Хакасия и Тыва.
5. Исследование характеристик системы солнечного горячего водоснабжения в научно-исследовательской лаборатории института энергетики и управления энергетическими ресурсами КрасГАУ.
6. Расчет и моделирование на ПЭВМ ветроэнергетической установки для климатических условий Красноярского края, республик Хакасия и Тыва.
7. Расчет и моделирование на ПЭВМ биогазовой установки для условий Красноярского края.
8. Изучение на сайтах Интернет конструкций энергетических установок, использующих ВИЭ и их анализ.
9. Изучение на сайте Роспатента способов и устройств для энергообеспечения потребителей (в первую очередь – сельскохозяйственных), использующих ВИЭ и их анализ.
10. Изучение энергетических установок, конструкции КрасГАУ, использующих ВИЭ и их анализ.
6. Тематика и формы самостоятельной работы
| № п/п | Тематика | Форма |
| 1 | Термотрансформаторные установки в системах солнечного, геотермального и петротермального теплохладоснабжения | Реферат |
| 2 | Компрессионные термотрансформаторные установки | Реферат |
| 3 | Абсорбционные термотрансформаторные установки | Реферат |
| 4 | Адсорбционные термотрансформаторные установки | Реферат |
| 5 | Тепловые аккумуляторы с твердым теплоаккумулирующим материалом | Реферат |
| 6 | Аккумуляторы тепловой энергии в водоносных горизонтах | Реферат |
| 7 | Аккумуляторы тепловой энергии в грунте | Реферат |
| 8 | Термохимические аккумуляторы энергии | Реферат |
| 9 | Электрохимические системы аккумулирования и превращения энергии | Реферат |
| 10 | Водородное аккумулирование энергии | Реферат |
7. Тематика итоговых работ
1. Расчет изменения максимальной суточной прямой солнечной радиации в течение года и потока солнечной радиации за год на горизонтальную площадку для условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
2. Расчет месячного и годового потока суммарной солнечной радиации на горизонтальную площадку по формуле Ангстрема для условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
3. Расчет среднемесячного потока солнечной радиации на наклонную площадку по методу Лю и Джордана для условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
4. Расчет оптимального угла установки приемника солнечной радиации в течение года для заданных положений его установки для условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
5. Расчет угла падения солнечного излучения для заданной ориентации приемника в точке с заданными координатами (для условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации).
6. Расчет основных энергетических характеристик солнечной фотоэлектрической установки с заданными техническими параметрами и вольтамперной характеристикой.
7. Расчет технического потенциала солнечной фотоэнергетики без использования концентраторов.
8. Расчет и моделирование на ПЭВМ солнечной фотоэлектрической станции для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
Технико-экономические показатели и обоснование целесообразности использования солнечной фотоэлектрической станции для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
9. Расчет и моделирование на ПЭВМ системы солнечного горячего водоснабжения для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
Технико-экономические показатели и обоснование целесообразности использования системы солнечного горячего водоснабжения для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
10. Расчет и моделирование на ПЭВМ ветроэнергетической установки для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
Технико-экономические показатели и обоснование целесообразности использования ветроэнергетической установки для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
11. Расчет и моделирование на ПЭВМ биогазовой установки для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
Технико-экономические показатели и обоснование целесообразности использования биогазовой установки для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
8. Учебно-методические материалы
1. Электронный учебно-методический комплекс «Гидроветро-энергетические установки».
2. Бастрон, А.В. Практикум по применению гидроветроэнергетических установок в сельском хозяйстве: Учеб. пособие / А.В. Бастрон, В.С. кульков, Н.Б. Михеева, А.В. Чебодаев; Под общ. ред. канд. техн. наук., доц. А.В. Бастрона. – Краснояр. гос. аграр. ун-т, 2004. – 196 с.
3. Бастрон, А.В. Использование ветроэнергетических установок в Красноярском крае, республиках Хакасия и Тыва для горячего водоснабжения усадебных домов (коттеджей): науч. практ. реком. / А.В. Бастрон, Н.Б. Михеева, Н.В. Цугленок, А.В. Чебодаев / Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2004 – 103 с.
4. Бастрон А.В., Беляков А.А., Судаев Е.М. Теоретические модели поля солнечной радиации и результаты исследований солнечного водонагревателя в климатических условиях Красноярского края // Вестник КрасГАУ. - Красноярск: Краснояр. гос. аграр. ун-т, 2008, №4, с. 245 – 254.
5. Амерханов Р.А., Бутузов В.А., Гарькавый К.А. Вопросы теории и инновационных решений при использовании гелиоэнергетических систем: монография. – М.: Энергоатомиздат, 2009. – 504 с.
6. Амерханов Р.А. Оптимизация сельскохозяйственных энергетических установок с использованием возобновляемых видов энергии. – М.: КолосС, 2003. – 532 с.
7. Лукутин Б.В. Возобновляемая энергетика в децентрализованном электроснабжении: монография / Б.В. Лукутин, О.А. Суржикова., Е.Б. Шандарова. – М.: Энергоатомиздат, 2008. – 231 с.
8. Методы расчета ресурсов возобновляемых источников энергии: учебное пособие/ А.А. Бурмистров, В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина и др.; под ред. В.И. Виссарионова. – М.: Издательский дом МЭИ, 2009. – 144 с.
9. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006611289. Квазипериодическая модель суммарной солнечной радиации/ А.А. Беляков, А.В. Бастрон, Е.М. Судаев и др. Зарегистрирована в Реестре программ для ЭВМ 17.04.2006 г.
10. Солнечная энергетика: учеб. пособие для вузов / В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин; под ред. В.И. Виссарионова. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. – 276 с.
11. Шерьязов С.К. Возобновляемые источники в системе энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей: Монография. Челябинск, 2008. – 302 с.
12. Меновщиков Ю.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Учебное пособие / Ю.А. Меновщиков, Л.В. Куликова; Алт. гос. техн. ун-т. – Новосибирск, 2007. – 356 с.
Программу составил
___________________ А.В. Бастрон, к.т.н., доцент,
зав. кафедрой электроснабжения сельского хозяйства
