скачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ (ИЭЭ) ___________________________________________________________________________________________________________
Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника Программа подготовки: Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«НЕТРАДИЦИОННАЯ энергетика»
Цикл: | профессиональный | | ^ | по выбору | | № дисциплины по учебному плану: | М.2.8.а | | ^ | 180 | | Трудоемкость в зачетных единицах: | 5 | 2 семестр | Лекции | 18 час | 2 семестр | Практические занятия | | 2 семестр | Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего) | 162 час |
| Зачет |
| 2 семестр |
Москва - 2011 ^
Целью дисциплины является: -умение чётко различать невозобновляемые, возобновляемые (ВИЭ) и нетрадиционные (НИЭ) источники энергии, -выполнение расчётов по оценке потенциала основных категорий энергоресурсов ВИЭ, -использование специального информационнного и программного обеспечения в области комплексного использования ВИЭ и НИЭ в системах централизованного и децентрализованного (автономного) энергоснабжения.
^ совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень, добиваться нравственного и физического совершенствования своей личности (ОК-1); использовать на практике навыки и умения в организации научно-исследовательских и научно-производственных работ, в управлении коллективом, влиять на формирование целей команды, воздействовать на ее социально-психологический климат в нужном для достижения целей направлении, оценивать качество результатов деятельности (ОК-4); проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска, брать на себя всю полноту ответственности за свои решения в рамках профессиональной компетенции, способностью разрешать проблемные ситуации (ОК-5); использовать знания правовых и этических норм при оценке последствий своей профессиональной деятельности, при разработке и осуществлении социально значимых проектов (ОК-7); вести библиографическую работу с привлечением современных информационных технологий, способностью анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию (ОК-9); использовать углубленные знания в области естественнонаучных и гуманитарных дисциплин в профессиональной деятельности (ПК-1); находить творческие решения профессиональных задач, готовностью принимать нестандартные решения (ПК-4); эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ПК-7); применять основы инженерного проектирования технических объектов (ПК-12); понимать современные проблемы научно-технического развития сырьевой базы, современные технологии утилизации отходов электроэнергетической и электротехнической промышленности, научно-техническую политику в области технологии и проектирования электротехнических изделий и электроэнергетических объектов (ПК-17); решать инженерно-технические и экономические задачи с применением средств прикладного программного обеспечения (ПК-19); применять методы и средства автоматизированных систем управления технологическими процессами электроэнергетической и электротехнической промышленности (ПК-20); к работе по одному из конкретных профилей (ПК-25).
Задачами дисциплины являются:
Знания о ВИЭ и НИЭ, их роли в обеспечении комфортных условий жизни человека, надежности, экологичности и экономичности работы энергетических установок. Умение использовать полученные знания: для анализа функциональной, технической и организационной структуры систем энергоснабжения потребителей с использованием ВИЭ и НИЭ; организации их эксплуатации и определения параметров их элементов при проектно-конструкторской разработке. Выработать навыки: пользования справочными, методическими и патентными литературными источниками; проведения расчетов параметров элементов и схем систем энергетических установок; оценки правильности результатов расчетов. ^ Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М/2 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю "Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии" направления 140400 "Электроэнергетика и электротехника". Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: Основное энергетическое оборудование установок нетрадиционной и возобновляемой энергетики, теоретические основы электротехники, промышленная электроника, электроснабжение. Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы. ^ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:
Знать: текущую и новейшую информацию по ВИЭ и НИЭ, методы её анализа для постановки задачи и выбора решения (ОК-1); фундаментальные и прикладные дисциплины на практике, методы организации и проведении исследовательских и проектных работ (ОК-4,ПК-1); ответственность инициативы и брать на себя всю её полноту (ОК-5, ОК-9); накопленный опыт и свои возможности для успешной адаптации к изменяющимся условиям (ОК-7); опыт и знания в новых областях знаний путём изучения литературных и патентных источников (ПК-4,ПК-7); методы проектирования технологических процессов в области ВИЭ с использованием электронной техники и автоматизированных систем управления (ПК-12); современные языки программирования и разрабатывать новые для обеспечения эффективных алгоритмов в автоматизированных системах управления (ПК-17); методы организации и проведения экспериментальных исследований с применением современных средств, рекомендации по совершенствованию устройств и систем (ПК-19, ПК-20); методы разработки планов и программ инновационной деятельности (ПК-25).
Уметь: анализировать информацию для постановки задачи и выбору её решения (ОК-1); использовать освоенные фундаментальные и прикладные дисциплины на практике, умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ (ОК-4,ПК-1); проявлять инициативу и брать на себя всю полноту ответственности (ОК-5, ОК-9); адаптироваться к изменяющимся условиям, оценивая накопленный опыт и свои возможности (ОК-7); самостоятельно приобретать и использовать знания и умения в новых областях знаний путём изучения литературных и патентных источников (ПК-4,ПК-7); владеть методами проектирования технологических процессов в области ВИЭ с использованием электронной техники и автоматизированных систем управления (ПК-12); использовать современные языки программирования и разрабатывать новые для обеспечения эффективных алгоритмов в автоматизированных системах управления (ПК-17); организовать и провести экспериментальных исследований с применением современных средств и методов, давать рекомендации по совершенствованию устройств и систем (ПК-19, ПК-20); разрабатывать планы и программы инновационной деятельности (ПК-25).
Владеть: информацией и методами её анализа, постановки задачи и выбору решения (ОК-1); фундаментальными и прикладными дисциплинами на практике, методами и навыками в организации исследовательских и проектных работ (ОК-4,ПК-1); адаптироваться к изменяющимся условиям, оценивая накопленный опыт и свои возможности (ОК-7); знаниями в новых областях знаний путём изучения литературных и патентных источников (ПК-4,ПК-7); методами проектирования технологических процессов в области ВИЭ с использованием электронной техники и автоматизированных систем управления (ПК-12); современными языками программирования и разрабатывать новые для обеспечения эффективных алгоритмов в автоматизированных системах управления (ПК-17); средствами и методами для организации и проведения экспериментальных исследований, давать рекомендации по совершенствованию устройств и систем (ПК-19, ПК-20).
^ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единицы, 180 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 |
| Основы возобновляемых источников энергии | 10 | 2 | 1 |
|
| 9 | текущий опрос |
| Схемы преобразования возобновляемой энергии | 20 | 2 | 2 |
|
| 18 | текущий опрос |
| Солнечное излучение | 20 | 2 | 2 |
|
| 18 | текущий опрос |
| Фотоэлектрическая генерация | 20 | 2 | 2 |
|
| 18 | текущий опрос |
| Ветроэнергетика | 58 | 2 | 6 |
|
| 52 | текущий опрос |
| Энергия волн | 10 | 2 | 1 |
|
| 9 | текущий опрос |
| Энергия тепла океана | 10 | 2 | 1 |
|
| 9 | текущий опрос |
| Энергия приливов | 20 | 2 | 2 |
|
| 18 | текущий опрос |
| Геотермальная энергия | 10 | 2 | 1 |
|
| 9 | текущий опрос |
| Зачет | 2 | 2 | – | – | – | 2 | устный |
| Итого: | 180 |
| 18 |
|
| 162 |
|
^ 4.2.1. Лекции: 1. Основы возобновляемых источников энергии Определения возобновляемых источников энергии и невозобновляемых источников энергии. Первоисточники энергии. Интенсивность и периодичность действия возобновляемых источников энергии. Ресурсы возобновляемых источников энергии для создания комфортных условий жизни для населения России. 2. Схемы преобразования возобновляемой энергии Блок-схемы преобразования энергии. Особенности пяти схем согласования возобновляемых источников энергии с потребителями. Известные виды источников с использованием электрических генераторов переменного или постоянного тока и источников с выходом только на постоянном токе. Топливные элементы. 3.Солнечное излучение Излучение, плотность потока излучения, спектральная плотность потока излучения. Составляющие излучения. Тепловой баланс Земли. Сезонные, суточные и погодные изменения облученности. Ориентация приемной площадки относительно солнца (угол наклона, азимут и угол падения, их влияние на облучённость приемника). Башенные солнечные электростанции. Оценка кратности концентрации солнечного излучения. Электростанции с солнечными прудами. Цикл Карно. Цикл Ренкина. Цикл Ренкина - Брайтона. Технико-экономическое сравнение типов солнечных электростанций. 4. Фотоэлектрическая генерация Фотоэлектрическая генерация энергии. Вольт - амперные характеристики солнечного элемента Схема замещения солнечного элемента. Солнечные батареи и их вольт - амперные характеристики. Условие отбора максимума мощности солнечного элемента. Схема согласования солнечной батареи с потребителями. Параметры основных материалов солнечных элементов. Теплофотовольтаический эффект. 5. Ветроэнергетика Общие сведения. Повторяемость скорости ветра и распределение годовой удельной энергии ветра. Основные типы ВЭУ. Классификация ветроустановок. Коэффициент торможения воздушного потока, коэффициент мощности ветроколеса (критерий Жуковского - Бетца). Зависимость коэффициент мощности ветроколеса от коэффициента торможения потока. Лобовое давление на ветороколесо и коэффициент лобового давления. Крутящий момент ветроколеса и коэффициент крутящего момента ветроколеса. Коэффициент быстроходности ветроколеса и зависимость от него коэффициента крутящего момента и коэффициента мощности (для ветроколес с высоким и низким геометрическим заполнением). Взаимосвязь сечений воздушного потока через ветроколесо. Векторы аэродинамических сил и скоростей в сечении лопасти. Зависимость режимов ветроустановок по мощности от скорости ветра и от числа оборотов ветроколеса (последовательность построения P=f(Uo)). Принцип работы ротора Дарье и сравнение его по эффективности с обычным ветроколесом. Эффективность ветроустановок с двумя соосными ветроколесами. ВЭУ с использованием лобового сопротивления. Сравнение подъемной силы лопасти (крыла) и эффекта Магнуса. Варианты схем исполнения ВЭУ с машинами переменного тока (с асинхронной машиной, синхронной машиной и асинхронизированной синхронной машиной, их мощности и моменты на валу). Вращающееся поле и мощность трёхфазной машины переменного тока. Вращающееся поле и мощность двухфазной машины переменного тока. Уравнения (Парка-Горева) машин переменного тока ВЭУ. Асинхронная машина в ВЭУ (токи, мощности и момент на валу). Регулирование скорости вращения асинхронной машины. Асинхронизированная синхронная машина - АСМ (токи, мощности и момент на валу). Схема соединения АСМ в ВЭУ. Синхронная машина в ВЭУ (токи, мощности и момент на валу).
6. Энергия волн Волновое движение. Энергия и мощность волн. Устройства для преобразования энергии волн. 7.Энергия тепла океана Использование низкопотенциальной тепловой энергии. Оценка эффективности электростанции с использованием тепловой энергии океана. 8.Энергия приливов Причины возникновения приливов. Усиление приливов. Энергия приливов. Мощность приливных течений. Мощность подъема воды. Сизигийные и квадратурные приливы. Принцип действия и график выдаваемой мощности приливной электростанцией. 9.Геотермальная энергия Характерные зоны и основные места концентрации геотермальной энергии Земли. Использование геотермальных ресурсов.
^ Практические занятия учебным планом не предусмотрены 4.3. Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены
^ : Расчетные задания учебным планом не предусмотрены 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы: Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен ^ Лекционные занятия проводятся в форме традиционных лекций. с использованием презентаций и видео роликов. Используются видеофильмы и видеоматериалы, размещенные на сайтах организаций, ведущих проектирование и эксплуатацию энергетических установок на основе ВИЭ. Самостоятельная работа включает подготовку к устным опросам и к зачету. ^ Для текущего контроля успеваемости используются устный опрос,. Аттестация по дисциплине – зачет. Оценка за освоение дисциплины, определяется как 0,4* (среднеарифметическая оценка за опросы по лекционным материалам) + 0,6* оценку на зачете. В приложение к диплому вносится оценка 2 семестра. ^ 7.1. Литература: а) основная литература: Расчет ресурсов ветровой энергии./ В.И. Виссарионов, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин, Г.В. Дерюгина, Д.Е. Шван. Под ред. В.И. Виссарионова.-М.: Изд-во МЭИ,1997. 32 с. Расчет ресурсов солнечной энергии./ В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина. С.В. Кривенкова, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин. Под ред. В.И. Виссарионова. - М.: Изд-во МЭИ,1998. 61 с. Технико-экономические характеристики солнечной энергетики на основе фотоэлектрических энергоустановок (справочные материалы)./ В.И. Виссарионов, В.В. Бояркин. Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин. Под ред. В.И. Виссарионова. - М.: Изд-во МЭИ,1997. 56 с. Технико-экономические характеристики ветроэнергетики (справочные материалы)./ В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова, В.Л. Лебедь, Н.К. Малинин. Под ред. В.И. Виссарионова. - М.: Изд-во МЭИ,1997. 132 с. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ. - М.:Энергоатомиздат,1990,392 с. Экологические аспекты возобновляемых источников энергии. / В.И. Виссарионов, Л.А. Золотов -М.: Изд-во МЭИ,1996.-156 с. Обрезков В.И. Возобновляемые нетрадиционные источники электроэнергии. М.: МЭИ,1987.-72 с. Непорожний П.С., Обрезков В.И. Введение в специальность: Гидроэлектроэнергетика: Учеб. пособие для вузов.- 2-е изд., перераб. и доп. –М.: Энергоатомиздат,1990.-352 с. б) дополнительная литература: Никитин, О. Ф. Надежность, диагностика и эксплуатация гидропривода мобильных объектов. /Курс лекций с решением примеров : учебное пособие для вузов по направлению 150800 "Гидравлическая, вакуумная и компрессорная техника" специальности 150802 "Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика" / – М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007 Гойдо, М. Е. Проектирование объемных гидроприводов / М. Е. Гойдо . – М. : Машиностроение, 2009
^ а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: www.rusgidro.ru б) другие: 1. Программно-информационный комплекс «Малые гидроэлектростанции». Авторы: В.А. Вуколов, Г.В. Дерюгина, В.М. Илларионов, Н.К. Малинин. 2. Специализированная база данных по малой гидроэнергетике кафедры НВИЭ ИЭЭ МЭИ (ТУ). Авторы: Г.В. Дерюгина, Н.К. Малинин, Рыжов А.А. 3. Программно-информационный комлекс «Ветроэнергетика». Авторы: Дерюгина Г.В., Пугачев Р.В. 4. Специализированная база данных кафедры НВИЭ по ветровой энергетике. Авторы: Н.К. Малинин, Р.В. Пугачев. 5. Специализированная база данных кафедры НВИЭ по солнечной энергетике. Авторы: Н.К. Малинин, А.Н. Бурмистров.
^ Для обеспечения освоения дисциплины необходима учебная аудитория, оснащенная 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 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и магистрской программе «Энергоустановки на основе возобновляемых видов энергии».
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ: д.т.н., профессор Цгоев Р.С.
"УТВЕРЖДАЮ": Зав. кафедрой НВИЭ д.т.н., профессор Мисриханов М.Ш.
Добавить документ в свой блог или на сайт
|