0

ФГОУ ВПО

«сибирский федеральный университет»

Красноярск ИПК СФУ 2009

НЕТРАДИЦИОННЫЕ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ФГОУ ВПО «сибирский федеральный университет»

УДК 620.91/97 (075)

Р15 Сост. А. Ю. Радзюк

НЕТРАДИЦИОННЫЕ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Программа дисциплины и методические указания

Красноярск

ИПК СФУ

2009

УДК 620.91/97 (075)

Рецензент

Е.Б. Истягина, к.ф.-м.н., доцент кафедры «Теплотехника и гидрогазодинамика» Политехнического института Сибирского федерального университета,

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Программа курса, задание и методические указания для выполнения контрольной работы для студентов заочной формы обучения по направлению подготовки 650800 «Теплоэнергетика» (специальность: 140104.65 (100700) – Промышленная теплоэнергетика) / сост. А. Ю. Радзюк. – Красноярск: Сибирский федеральный университет; Политехнический институт, 2009.– 12 с.

Общие сведения

Цель изучения дисциплины – научить будущего специалиста ставить и решать вопросы энергосбережения и улучшения экологической ситуации, предусматривающие использование возобновляемых источников энергии в энергобалансе региона, жилищно-коммунальном хозяйстве и на предприятии.

Задачи изучения дисциплины – получить представление о возобновляемых источниках энергии, изучить технологии использования возобновляемых источников энергии, а также экономические и социальные предпосылки использования.

Дисциплина «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин «Высшая математика», «Физика», «Гидрогазодинамика», «Теоретические основы теплотехники», «Котельные установки и парогенераторы».

Изучение дисциплины предусмотрено учебным планом подготовки специалистов заочной формы обучения по направлению 650800 «Теплоэнергетика» (специальность: 140104.65 (100700) – Промышленная теплоэнергетика) в 7 и 8-м семестре. Графиком учебного процесса предусмотрены лекции (8 часов), самостоятельная работа (112 часов), включающая изучение теоретического курса и выполнение контрольной работы. Формой итогового контроля является зачет.

1. Содержание дисциплины Введение

Основные понятия и определения. Топливно-энергетический баланс РФ в начале XXI века. Оценки запасов ископаемого топлива. Научные принципы использования возобновляемых источников энергии. Технические проблемы использования возобновляемых источников энергии. Тенденции развития мировой энергетики, освоение возобновляемых энергоисточников с малой плотностью энергии. Инвестиции в нетрадиционную энергетику. Социально-экономические последствия развития энергетики на возобновляемых источниках энергии.

Раздел 1. Солнечная энергия

Введение. Космическое солнечное излучение. Составляющие излучения. Геометрия Земли и Солнца. Расположение приемника относительно Солнца. Влияние земной атмосферы на прохождение солнечного излучения. Измерение солнечной энергии. Оценки солнечной энергии. Солнечная постоянная, баланс лучистой энергии на поверхности Земли. Распределение интенсивности солнечной энергии по планете и регионам РФ. Стабильность солнечного излучения. Безмашинные преобразователи солнечной энергии. Фотоэлектрическая генерация. Кремниевый р–n-переход. Поглощение фотонов. Потребляемая солнечная энергия. Фотоэлектрические свойства цепи и нагрузки. Ограничения эффективности солнечных элементов. Конструкции солнечных элементов. Типы и конструкции фотоэлементов. Фотоэмиссионные и термоэмиссионные системы. Нагревание воды солнечным излучением. Открытые нагреватели. Закрытые нагреватели. Системы с изолированным накопителем. Селективные поверхности. Вакуумированные приемники. Концентраторы солнечной энергии. Солнечные системы для получения электроэнергии. Паротурбинные СЭС. Гелиостаты, солнечные башни и парогенераторы. Модульные СЭС. Другие применения солнечной энергии. Зерносушилки. Солнечные отопительные системы. Охлаждение воздуха. Опреснение воды. Солнечные пруды.

Раздел 2. Ветровая энергия

Ресурсы ветровой энергии. Мировой опыт ветроэнергетики. Классификация ветроустановок. Основы теории ветроэнергетических установок. Режимы работы ветроколеса. Характеристики ветра. Использование ветроколесом энергии ветра. Производство электроэнергии с помощью ветроэнергетических установок. Производство механической работы. Конструкции ветродвигателей и ветровых электростанций (ВЭС). Зависимость мощности ВЭС от скорости ветра и диаметра ветроколеса. Режимы работы ВЭС. Работа ВЭС на энергосистему. Прибрежные (морские) ВЭС. Перспективы развития ветроэнергетики в России. Нагрузки на природную среду от ветроэнергетики.