Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор-директор ЭНИН
_____________
«___»________________2011 г.
Рабочая программа учебной дисциплины
СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ
НАПРАВЛЕНИЕ ООП – 140400 «Электроэнергетика и электротехника»
СПЕЦИАЛИЗАЦИИ: «Автоматика энергосистем», «Электроэнергетические системы, сети, электропередачи, устойчивость и надёжность», «Оптимизация развивающихся систем электроснабжения», «Энергосбережение и энергоэффективность», «Возобновляемая энергетика», «Высоковольтная техника электроэнергетических систем»
Степень – магистр
Базовый учебный план приема 2011 г.
Год обучения – 1, семестр - 2
Количество кредитов – 3
Пререквизиты – «Нормативно-правовые и организационные основы энергосбережения», «Проектирование электроэнергетических систем и сетей», «Эксплуатация электроэнергетических систем и сетей »
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
Лекции | 18 час. | ||
Практические занятия | 18 час | ||
Всего аудиторных занятий | 36 час. | ||
Самостоятельная работа | 54 час. | ||
Общая трудоемкость | 90 час. |
Форма обучения – очная
Вид промежуточной аттестации – зачёт
Обеспечивающее подразделение – каф. «Электроэнергетические сети и системы»
Заведующий кафедрой – к. т.н., доц.
Руководитель ООП – к. т.н., доц.
Преподаватель – д. т.н., проф.
2011
1. Цели освоения дисциплины
Основными целями освоения данной дисциплины являются: формирование знаний, умений и навыков, обеспечивающих достижение целей Ц1, Ц2 и Ц5 основной образовательной программы «Электроэнергетика и электротехника»:
- подготовка выпускников к проектно-конструкторской деятельности, связанной с практическими задачами повышения эффективности потребления энергоресурсов, эксплуатации и проектирования объектов энергетики при выполнении требований по защите окружающей среды и правил безопасности производства и потребления электрической энергии (Ц1);
- подготовка выпускников к научным исследованиям для решения задач, связанных с разработкой инноваций, повышающих эффективность эксплуатации и проектирования электроэнергетических систем (ЭЭС) и энергопотребляющих производств (Ц2);
- подготовка выпускников к самообучению и непрерывному профессиональному самосовершенствованию(Ц3).
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к «Профессиональному циклу» вариативной части модуля «Электроэнергетика»; магистерские программы:
- «автоматика энергосистем»;
- «электроэнергетические системы, сети, электропередачи, устойчивость и надёжность»;
- «оптимизация развивающихся систем электроснабжения»;
- «энергосбережение и энергоэффективность»;
- «возобновляемая энергетика»;
-«высоковольтная техника электроэнергетических систем».
Указанная дисциплина является одной из общих; имеет как самостоятельное значение, так и является базой для ряда специальных дисциплин. Для её успешного освоения необходимо:
знать:
основные проблемы устойчивого развития современного общества; тенденции развития человеческой цивилизации; основы технологии производства и транспорта электроэнергии, энергосбережения и повышения энергетической безопасности;
уметь:
ориентироваться в потоке информации, относящейся: к проблемам устойчивого развития цивилизации, научным и техническим достижениям в области энергетики и экологии, геополитическим и социальным проблемам;
иметь опыт:
подготовки рефератов (обзоров) по различным вопросам науки, техники, технологий, по социально-экономическим и гуманитарным наукам
- анализировать проблемы энергообеспечения и экологической безопасности на различных уровнях: страна, регион, муниципальное образование, предприятие/учреждение; работать со специальной литературой на иностранном (прежде всего, на английском) языке;
3. Результаты освоения дисциплины
После изучения данной дисциплины магистранты приобретают знания, умения и опыт, соответствующие результатам основной образовательной программы: Р1, Р4, Р6*:
- анализировать проблемы энергообеспечения и экологической безопасности на различных уровнях: страна, регион, муниципальное образование, предприятие/учреждение; работать со специальной литературой на иностранном (прежде всего, на английском) языке;
- применять углубленные естественнонаучные, социально-экономические и профессиональные знания в междисциплинарном контексте в инновационной инженерной деятельности в области энергосбережения и энергоэффективности;
- проводить инновационные инженерные исследования в области технологии производства и потребления энергии, включая критический анализ данных из мировых информационных ресурсов для достижения требуемых результатов;
- обладать компетенциями, связанными с уникальностью задач, объектов и видов инновационной инженерной деятельности в области энергетики, энергосбережения, оптимизации энергопотребления на предприятиях и в организациях – потенциальных работодателях, а также готовность следовать их корпоративной культуре;
- работать со специальной литературой на иностранном (прежде всего, на английском) языке.
Соответствие результатов освоения дисциплины «Современные проблемы электроэнергетики» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице №1.
Таблица №1
Декомпозиция результатов обучения
Формируемые компетенции в соответствии с ООП* | Результаты освоения дисциплины |
З1.1, З2.1, З2.2, З3.3, З12.2. | В результате освоения дисциплины магистрант должен знать: - основные закономерности развития науки и техники, связанные с надежным, доступным и экологически чистым энергообеспечением; - современные достижения науки и передовых высокоэффективных технологий в электроэнергетике, включая возобновляемую энергетику, альтернативные способы производства и передачи электроэнергии, пути развития традиционной и нетрадиционной электроэнергетики в мире и России; - актуальные задачи и проблемы повышения надёжности и энергоэффективности производителей и потребителей энергии ; - экономические, экологические, социальные ограничения; - современные тенденции технического прогресса в целом и в области энергетики, в частности; |
У.1.1, У.1.2, У.5.1, У.5.3. | В результате освоения дисциплины магистрант должен уметь: - анализировать полученную информацию; - критически анализировать логику различного рода рассуждений и предлагаемых решений; - выбирать оптимальные решения для надёжного и эффективного электроснабжения потребителей; - принимать решения с учетом баланса интересов производителей и потребителей электроэнергии. |
В.1.1, В.1.2, В.3.3, В.5.3, В12.1,В.12.2. | В результате освоения дисциплины магистрант должен владеть опытом: - аргументированного изложения собственной точки зрения относительно способов решения профессиональных задач; - ведения дискуссии и полемики; - навыками оформления, представления и защиты результатов исследований; - разработки и реализации мероприятий по повышению надёжности и экономичности энергоснабжения потребителей; - использования основных методов самостоятельного обучения; - анализа информации с целью расширения профессионального кругозора. |
*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций представлена в Основной образовательной программе подготовки магистров по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника»
4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Структура дисциплины по разделам, формам организации и контроля обучения
№ | Название раздела/темы | Аудиторная работа (час) | СРС (час) | Итого (час) | Формы текущего контроля и аттестации | |
Лекции | Практ. занят. | |||||
1 | Основные положения курса | 2 | 2 | 4 | Устный опрос | |
2 | Невозобновляемое энергетическое сырьё | 2 | 2 | 8 | 12 | Выборочный опрос |
3 | Тенденции в развитии энергетики на основе традиционных энергоресурсов | 2 | 4 | 10 | 16 | Выборочный опрос |
4 | Транспорт и аккумулированиеэнергоресурсов и электрической энергии | 2 | 2 | 6 | 10 | Выборочный опрос |
5 | Организационная структура современной российской электроэнергетики | 2 | 2 | 8 | 12 | Выборочный опрос |
6 | Перспективная (альтернативная) энергетика | 2 | 2 | 8 | 12 | Выборочный опрос |
7 | Техногенные угрозы природе и человеку, исходящие от ТЭК | 2 | 2 | 6 | 10 | Выборочный опрос |
8 | Геополитические и социальные угрозы, связанные с энергообеспечением | 2 | 2 | 4 | 8 | Выборочный опрос |
9 | Экономическая нагрузка на общество в связи с энергообеспечением | 2 | 2 | 2 | 6 | Выборочный опрос |
10 | Промежуточная аттестация | Зачёт | ||||
Итого | 54 | 54 | 90 |
*Каждый студент в течении семестра подготавливает письменный реферат на индивидуальную тему (см. Приложение ).
**При сдаче реферата проводится устное собеседование (см. Приложение).
4.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Основные положения курса
Роль и место энергетики в современном мире; краткая характеристика трёх основных проблем энергетики: исчерпаемость энергетических ресурсов, техногенная нагрузка на биосферу, политические и социальные угрозы.
Раздел 2. Невозобновляемое энергетическое сырьё
Углеводородное сырьё и уголь, сырьевая база атомной энергетики, повышение эффективности и расширение базы в ресурсных секторах ТЭК.
Практические занятия
Раздел 3. Тенденции в развитии энергетики на основе традиционных энергоресурсов
Изменения структуры генерирующих мощностей на органическом топливе. Повышение эффективности и экологичности использования угля. Малая энергетика. Гидроэлектростанции (традиционные) и гидроаккумулирующие. Атомная энергетика: мощные АЭС с урановым топливным циклом; АЭС малой мощности, реакторы на быстрых нейтронах.
Практические занятия
Раздел 4. Транспорт и аккумулирование энергоресурсов и электрической энергии
Передача электрической энергии, транспорт углеводородного топлива и угля.
Практические занятия
Раздел 5. Организационная структура современной российской электроэнергетики
Государственные структуры (естественные монополии); российский рынок электроэнергии и рыночные структуры (конкурентный сектор); предварительные результаты реформы и перспективы.
Практические занятия
Раздел 6. Перспективная (альтернативная) энергетика
Термоядерная энергетика на основе реакторов с магнитным и инерционным удержанием плазмы; водородная энергетика; прямое преобразование различных видов энергии в электрическую.
Практические занятия
Раздел 7. Техногенные угрозы природе и человеку, исходящие от ТЭК
Выбросы загрязняющих веществ, аварии и катастрофы на объектах ТЭК при добыче, транспортировке и сжигании горючих ископаемых; воздействие на окружающую среду воздушных ЛЭП.
Практические занятия
Раздел 8. Геополитические и социальные угрозы, связанные с энергообеспечением
Направления и мощность потоков на рынке углеводородов и управления ими; мировой рынок угля; экспорт электроэнергии, технологий и услуг; политические аспекты энергетического рынка.
Практические занятия
Раздел 9. Экономическая нагрузка на общество в связи с энергообеспечением
Влияние стоимости энергоресурсов и энергии на доступность товаров и услуг; энергосбережение и энергоэффективность в секторах конечного потребления.
Практические занятия
4.2. Распределение компетенций по разделам дисциплины
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках данной дисциплины и указанных в пункте 3.
№ | Формируемые компетенции | Разделы дисциплины | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
1. | З 1.1 | х | х | х | х | х | х | х | х | |
2. | З 2.1 | х | х | х | х | х | ||||
3. | З 2.2 | х | х | х | х | х | х | х | ||
4. | З 3.3 | х | х | х | ||||||
5. | З 12.2 | х | х | |||||||
6. | У 1.1. | х | х | х | х | х | ||||
7. | У 1.2. | х | х | х | х | |||||
8. | У 5.1. | х | х | х | х | х | х | |||
9. | У 5.3 | |||||||||
10. | В 1.1 | х | х | х | х | х | х | х | х | |
11. | В 1.2 | х | х | х | х | х | х | х | х | х |
12. | В 3.3 | х | х | х | х | х | х | |||
13. | В 5.3 | х | х | х | х | х | ||||
14. | В 12.1 | х | х | х | х | х | х | х | х | х |
15. | В 12.2 | х | х | х | х | х | х | х | х | х |
5.Образовательные технологии
При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности магистрантов для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций.
Методы и формы активизации деятельности | Виды учебной деятельности | |||
ЛК | ПР | СРС | ||
Дискуссия | х | х | ||
IT-методы | х | х | ||
Командная работа | х | |||
Индивидуальное обучение | х | |||
Проблемное обучение | х | х | х | |
Обучение на основе опыта | х | х | ||
Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:
- изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий;
- самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;
- закрепление теоретического материала при написании реферата.
6.Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов (CРC)
Самостоятельная работа является наиболее продуктивной формой образовательной и познавательной деятельности студента в период обучения. Для реализации творческих способностей и более глубокого освоения дисциплины предусмотрены следующие виды самостоятельной работы: 1) текущая и 2) творческая проблемно – ориентированная.
6.1 Текущая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний, а также развитие практических умений заключается в:
- работе магистрантов с лекционным материалом, поиск и анализ литературы и электронных источников информации по заданной теме реферата и выбранной теме магистерской диссертации,
- переводе с иностранных языков материалов из тематических информационных ресурсов,
- изучении тем, вынесенных на самостоятельную проработку,
- изучении теоретического материала при подготовке реферата,
- подготовке к зачёту.
6.2. Творческая проблемно – ориентированная самостоятельная работа (ТСР) предусматривает:
– исследовательскую работу и участие в научных студенческих конференциях и олимпиадах;
– поиск, анализ, структурирование и презентацию информации;
– углубленное исследование вопросов по тематике практических занятий
6.3. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине
6.3.1. С целью развития творческих навыков у студентов при изучении настоящей дисциплины определен перечень тем научно– исследовательских работ и рефератов по наиболее проблемным задачам и вопросам теоретического и практического плана:
1. Энергетическая безопасность страны и регионов.
2. Уменьшение техногенного давления на окружающую среду со стороны объектов энергетики.
3. Пути оптимизации роли (места) ТЭК в экономике России.
4. Увеличение удельной доли «вспомогательных» топливных ресурсов в энергетическом балансе России и регионов.
5. Проблемы аккумулирования энергии в прямой и косвенных формах.
6. Прогнозирование развития энергетики России в посткризисных условиях (на период до 2015г.).
7. Экономическая нагрузка на общество в связи с ростом требований к бытовому и производственному комфорту.
6.3.2. Темы, выносимые на самостоятельную проработку:
- энергетическая стратегия России (ЭС-2030),
- нормативно-правовая база в области электроэнергетики, созданная в период гг.,
- зарубежный опыт работы энергосервисных компаний (ЭСКО) и его использование в условиях России,
- нововведения в области тарифной политики,
- саморегулируемые организации в области энергетики (СРО): цели создания, уставная деятельность.
6.3.3. Темы индивидуальных заданий для реферативных работ приведены в Приложении 1
6.4. Контроль самостоятельной работы студентов
Контроль самостоятельной работы студентов и качество освоения отдельных модулей дисциплины осуществляется посредством:
– защиты рефератов по выполненным обзорным работам и проведенным исследованиям;
– результатов ответов на контрольные вопросы (контрольные вопросы имеются в электронной форме и в распечатанном виде);
– опроса студентов на практических занятиях.
Оценка текущей успеваемости студентов определяется в баллах в соответствии рейтинг – планом, предусматривающим все виды учебной деятельности.
6.5. Учебно – методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
При выполнении самостоятельной работы студенты имеют возможность пользоваться специализированными источниками, приведенными в разделе 9. «Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины» и Internet-ресурсами.
7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины (фонд оценочных средств)
Оценка успеваемости магистрантов осуществляется по результатам:
- выборочного опроса студентов в процессе освоения материалов лекций,
- анализа подготовленных магистрантами рефератов,
- сдачи студентами зачёта.
7.1. Требования к содержанию вопросов при приёме зачёта в виде тестов
Вопросы тестов включают:
1. Теоретический вопрос.
2. Проблемный вопрос.
3. Вопрос, ответ на который требует владения фактическим (часто количественным) материалом.
7.2. Примеры контрольных вопросов на зачёте
Тема 1. Энергетические ресурсы Земли. Стратегия развития энергетики с учётом запасов ресурсов и экологической безопасности.
1 Какой из названных видов энергоресурсов относят к основным?
а) солнечная энергия.
б) минеральное органическое топливо
в) тепло земных недр
2. Является ли ядерное топливо возобновляемым энергоресурсом (да или нет?).
3. Укажите прогнозируемый срок исчерпания запасов угля, нефти и газа (вместе взятых).
а) 50 лет
б) 100-250 лет
в) лет
4. Назовите долю полезно используемых энергоресурсов от общего количества, задействованных человеком (добываемых).
а) 60-70%
б) 20-30%
в) 10-15%
5. Назовите вид энергоресурса, обеспечивающего на сегодня наибольший вклад в производство электрической и тепловой энергии.
а) энергия рек
б) каменный уголь
в) радиоактивные элементы.
6. Укажите основной недостаток плановой (не рыночной) экономики для развития энергетики.
а) низкая исполнительская дисциплина
б) трудности планирования из центра деятельности энергопредприятий
в) отсутствие действенных стимулов для эффективного хозяйствования.
7. Назовите 2 рыночных (либерализуемых) сектора российской электроэнергетики:
а) генерация
б) транспорт
в) диспетчеризация
г) реализация (продажа)
8. Укажите основные проблемы в энергетике современной России.
а) изношенность основных фондов
б) недостаток топлива
в) нехватка установленных мощностей электростанций.
9. Укажите основную проблему в энергетике стран Западной Европы.
а) утилизация отходов
б) зависимость от внешних поставщиков первичных энергоресурсов
в) отсутствие единой европейской энергосистемы
10. Все ли указанные направления действий входят в число приоритетов энергетической стратегии России?
а) повышение энергоэффективности экономики
б) совершенствование топливно-энергетического баланса страны и структуры ТЭК
в) обеспечение энергетической безопасности страны
11. «Парниковый эффект» и «перегрев» Земли за счёт деятельности человека - одна и та же или разные угрозы цивилизации? (да или нет?)
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля (дисциплины)
Основная литература:
1. , , и др. Энергетическая безопасность России. – Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 199с.
2. Ушаков и перспективная энергетика: технологические, социально-экономические и экологические аспекты.- Томск: Изд-во ТПУ, 2008.-468 с.
3. Основы современной энергетики: учебник для втузов: в 2 т./ под ред. . – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: издательский дом МЭИ, 2008.
4. Проблемы развития российской энергетики//Материалы научной сессии Президиума СО РАН, г. Новосибирск, 24 февраля 2005г. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, - 2005.-226 с.
5. , Кудинов -энергетический комплекс Российской Федерации и экологическая безопасность. М.: Изд-во «Экономика современной России», 2003 г.
6. Ушаков и современные проблемы электроэнергетики и высоковольтной электрофизики. - 2-е изд.-Томск: Изд-во ТПУ, 2010. – 219 с.
Дополнительная литература:
1. Данилов-, , Рейф главным вызовом цивилизации. Взгляд из России. Изд-во «Инфра-М».-2005.
2. , Подковальников в электроэнергетике: проблемы развития генерирующих мощностей. – Новосибирск: Наука.- 200с.
3. Цвет нефти. Крупнейший мировой бизнес: история, деньги и политика. М: Изд-во Олимп Бизнес,2004. – 256 с.
4. , , и др. Перспективные ядерные топливные циклы и реакторы нового поколения: Учебное пособие.- Томск: Изд-во ТПУ.- 200с.
5. , , и др. Системные исследования проблем энергетики/ Под ред. Н.И. Воропая. Новосибирск: Наука. Сибирская изд. фирма РАНс.
9. Материально-техническое обеспечение модуля (дисциплины)
– практические занятия проводятся в форме презентации рефератов, выступлений на научно-технических конференциях;
– лекции читаются в учебных аудиториях с использованием технических средств.
*
Приложение 1. Рейтинг-план освоения модуля (дисциплины) в течение семестра.
Приложение 2. Вопросы текущего контроля.
Приложение 3. Темы рефератов
**
Программа составлена на основании Стандарта ООП НИ ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС-2010 по направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника», магистерские программы:
- автоматика энергосистем;
- электроэнергетические системы, сети, электропередачи, устойчивость и надёжность;
- оптимизация развивающихся систем электроснабжения;
- энергосбережение и энергоэффективность;
- возобновляемая энергетика;
- высоковольтная техника электроэнергетических систем.
Программа одобрена на заседании кафедры ЭСС ЭНИН
(протокол № _12___ от «30___» сентября_______ 2011 г.).
Автор: проф. УшаковВ. Я.
Рецензент: проф.
