Общие рекомендации по работе над курсом «нетрадиционные и возобновляемые источники энергии»

Работа студента над дисциплиной слагается из следующих моментов: самостоятельного изучения разделов и тем дисциплины по учебникам и учебным пособиям с последующей самопроверкой по контрольным вопросам; индивидуальных консультаций (очных и письменных); выполнения практических работ; выполнения контрольных работ; посещения установочных и обзорных лекций; сдачи зачета.

Самостоятельная работа

Изучение дисциплины следует начинать с рассмотрения предложенной программы, с последующим изучением отдельных тем. При чтении материала необходимо ведение записей с кратким конспектом основных понятий. В связи с необходимостью усвоения большого количества новых терминов, предлагается составление словаря этих терминов в порядке их появления по разделам.

Переходить к изучению новой темы следует только после полного усвоения предыдущего раздела и ответов на контрольные вопросы. Основным условием хорошего усвоения материала является регулярность в занятиях.

Самопроверка

Изучение каждой темы следует заканчивать ответами на контрольные вопросы.

Содержание контрольных вопросов раскрыто в литературе по каждой теме с указанием соответствующих глав. Ответы на контрольные вопросы необходимо внести в конспекты, они помогут при повторении материала в период подготовки к сдаче зачета.

КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

В процессе изучения курса «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» студент должен выполнить контрольную работу, которая включает семь заданий из 7 разделов предложенной программы дисциплины. Контрольное задание следует выполнять по мере изучения соответствующих тем дисциплины.

Перечень контрольных заданий и таблица вариантов контрольного задания приведены в конце настоящего пособия.

КОНСУЛЬТАЦИИ

В случае возникновения сложностей при проработке теоретического материала следует четко сформулировать вопросы, ответы на которые можно будет получить в ходе индивидуальных письменных и устных консультаций или после обзорных лекций по соответствующим темам.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Учебным планом по дисциплине «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» предусмотрены практические работы, в ходе выполнения которых студенты знакомятся с основами получения и преобразования энергии от нетрадиционных источников и экономическим обоснованием их реализации и применения.

ЛЕКЦИИ

В ходе обзорных лекций анализируется объекты, содержание, принципы профессиональной деятельности инженера эколога, а также цели и задачи специалиста инженерно-экологического профиля на производстве.

ЗАЧЕТ

К дифференцированному зачету по данной дисциплине допускаются студенты, прослушавшие обзорные лекции, выполнившие контрольные и практические работы. Для сдачи зачета необходимо знание теоретического материала в пределах предложенной программы.

ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ«НЕТРАДИЦИОННЫЕ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ»

ЦИКЛА ОБЩИХ ГУМАНИТАРНЫХ И СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН УЧЕБНОГО ПЛАНА СПЕЦИАЛЬНОСТИ 280202 “ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ” ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРОВ-ЭКОЛОГОВ ЗАОЧНОГО ФАКУЛЬТЕТА КГЭУ

1. УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Семес-тры	Экзаме-ны (Зачеты)	Контроль- ные работы	Курсо- вые работы	Часы учебных занятий					Приме- чания
				Всего	Лекции	Прак-тика	Лабора-торные работы	Самосто-ятельная работа
5,6	1 (1)	1	-	170	70	17	-	78	-

2. САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Объект и предмет дисциплины «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии», ее цели, задачи и практическая направленность – изучение аспектов профессиональной деятельности инженера-эколога.

РАЗДЕЛ I. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ НЕТРАДИЦИОННЫХ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ

ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

ТЕМА 1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ 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. Проблема взаимодействия энергетики и экологии.

РАЗДЕЛ II. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЦА КАК ИСТОЧНИКА

ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ТЕМА 2. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ

Интенсивность солнечного излучения. Фотоэлектрические свойства p–n перехода. Вольтамперная характеристика солнечного элемента. Конструкции и материалы солнечных элементов.

ТЕМА 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЦА КАК ИСТОЧНИКА

ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ

Системы солнечного теплоснабжения Классификация и основные элементы гелиосистем. Концентрирующие гелиоприемники. Солнечные коллекторы. Солнечные абсорберы

ТЕМА 4. ТЕПЛОВОЕ АККУМУЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

Энергетический баланс теплового аккумулятора. Классификация аккумуляторов тепла. Системы аккумулирования. Тепловое аккумулирование для солнечного обогрева и охлаждения помещений

РАЗДЕЛ III. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ВЕТРА

ТЕМА 5. ЭНЕРГИЯ ВЕТРА И ВОЗМОЖНОСТИ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Происхождение ветра, ветровые зоны России. Классификация ветродвигателей по принципу работы. Работа поверхности при действии на нее силы ветра. Работа ветрового колеса крыльчатого ветродвигателя.

ТЕМА 6 ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНОГО ВЕТРЯКА

Понятие идеального ветряка. Классическая теория идеального ветряка.

ТЕМА 7. Теория реального ветряка

Работа элементарных лопастей ветроколеса. Первое уравнение связи. Второе уравнение связи. Момент и мощность всего ветряка. Потери ветряных двигателей.

РАЗДЕЛ IV. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛА ЗЕМНОЙ КОРЫ. ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

ТЕМА 8. ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ЗЕМНОЙ КОРЫ. ИСТОЧНИКИ ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ТЕПЛА

Тепловой режим земной коры. Подземные термальные воды (гидротермы). Запасы и распространение термальных вод. Состояние геотермальной энергетики в России.

ТЕМА 9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Прямое использование геотермальной энергии. Геотермальные электростанции с бинарным циклом.

ТЕМА 10. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

Теплоснабжение высокотемпературной сильно минерализованной термальной водой. Теплоснабжение низкотемпературной маломинерализованной термальной водой.

РАЗДЕЛ V. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ОКЕАНА.

ТЕМА 11. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ОКЕАНА.

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ВОЛН

Баланс возобновляемой энергии океана. Волновое движение. Энергия и мощность волн. Устройства для преобразования энергии волн.

ТЕМА 12. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ПРИЛИВОВ

И МОРСКИХ ТЕЧЕНИЙ

Причины возникновения приливов. Мощность приливных течений. Использование энергии океанских течений. Общая характеристика технических решений.

ТЕМА 13. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ОКЕАНА

Ресурсы тепловой энергии океана. Основные принципиальные схемы ОТЭС. Использование перепада температур океан-атмосфера. Прямое преобразование тепловой энергии.

РАЗДЕЛ VI. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОТОПЛИВА ДЛЯ

ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ.

ТЕМА 14. ПОНЯТИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ БИОТОПЛИВА

Биотопливо. Классификация биотоплива. Состав и свойства экскрементов животных и птиц. Выход биогаза из сельскохозяйственных отходов. Сырьевая база для производства биогаза. Производство биомассы для энергетических целей. Сжигание биотоплива для получения тепла. Пиролиз (сухая перегонка). Термохимические процессы. Спиртовая ферментация (брожение).

ТЕМА 15. БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ

Биореактор. Подготовка и подача сырья в биореактор. Поддержание постоянной температуры в биореакторе. Система перемешивания сырья в биореакторе. Система хранения и использования биогаза.

РАЗДЕЛ VII. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НЕТРАДИЦИОННЫХ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ.

ТЕМА 16. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НЕТРАДИЦИОННЫХ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

Экологические последствия развития солнечной энергетики. Влияние ветроэнергетики на природную среду. Возможные экологические проявления ГеоТЭС. Экологические последствия использования энергии океана. Экологическая характеристика использования биоэнергетических установок.

3. СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИЙ

Лекция 1. Состояние и перспективы развития нетрадиционных и возобновляемых источников энергии

Лекция 2. Преобразование солнечной энергии в электрическую

Лекция 3. . Системы солнечного теплоснабжения

Лекция 4. Тепловое аккумулирование энергии

Лекция 5. Энергия ветра и возможности ее использования

Лекция 6. Теория идеального ветряка

Лекция 7. Теория реального ветряка

Лекция 8. Тепловой режим земной коры. Источники геотермального тепла

Лекция 9. Использование геотермальной энергии для выработки тепловой и электрической энергии

Лекция 10. Использование геотермальной энергии для теплоснабжения жилых и производственных зданий

Лекция 11. Энергетические ресурсы океана. Преобразование энергии волн

Лекция 12. Использование энергии приливов и морских течений

Лекция 13. Преобразование тепловой энергии океана

Лекция 14. Понятие и классификация биотоплива

Лекция 15. Биоэнергетические установки

Лекция 16. Экологические последствия использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии