Рабочая программа по дисциплине "Нетрадиционные источники энергии"

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УТВЕРЖДАЮ:

Декан электроэнергетического факультета

доцент

«____» ____________________ 2010 г.

"НЕТРАДИЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ''

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ

110302.65-ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ

СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

2010г.

Рабочая программа по дисциплине "Нетрадиционные источники энергии" рассмотрена и утверждена методической комиссией электроэнергетического факультета

протокол № ___ от____ ___ 2010г.

Данные по рабочему учебному плану

час. зачет. ед.

Трудоемкость по Госстандарту 75 2,0

Из них:

самостоятельная работа 24 0,7

аудиторные занятия 51 1,3

в том числе:

лекции 24 0,6

лабораторные занятия 27 0,7

Семестр 8

Недель в семестре 17

Часов в неделю 3

Форма контроля: текущая по выполненным индивидуальным

самостоятельным работам;

итоговая - зачет.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРЕПОДОВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Рабочая программа составлена на основании письма Учебно-методического объединения по инженерным специальностям от 12 июля 1990 года, которым предложено ввести в учебные планы спецкурсы "Проектирование установок нетрадиционных возобновляющихся источников энергии" и "Устройство, монтаж и эксплуатация установок нетрадиционных возобновляющихся источников энергии".

Согласно этим рекомендациям дисциплина "Нетрадиционные источники энергии" внесена в учебный план и изучается на четвертом курсе факультета электрификации и автоматизации сельского хозяйства в восьмом семестре по специальности 110302.65.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ВИДАМ ЗАНЯТИЙ:

Всего часов по дисциплине 75 часов

В том числе: лекционных 24 часов

лабораторных 27 часов

самостоятельная работа 24 часов

Дисциплина состоит из четырех разделов:

Раздел 1 Использование солнечной энергии 50%

Раздел 2 Использование энергии ветра 17%

Раздел 3 Использование геотермальной энергии 17%

Раздел 4 Использование вторичных энергетических ресурсов 16%

Цель дисциплины:

Ознакомить студентов с государственной научно-технической программой России (НТПР) "Экологически чистая энергетика", разработа-

нной Миннауки России.

Раскрыть все преимущества и выгоды использования возобновляю-

щихся источников энергии-экономические, экологические, социальные и др. Приобщить будущих специалистов к конкретным разработкам и созданию реально действующих демонстрационных и опытно-промышле-

нных образцов, использующих нетрадиционные возобновляющиеся источ-ники энергии.

Задача дисциплины:

Довести до студентов сведения по использованию различных видов возобновляющихся источников энергии, а также изучить принципиальное устройство установок.

После изучения дисциплины студенты должны знать:

а) Особенности, преимущества и проблемы использования различных видов возобновляющихся источников энергии.

б) Принципиальное устройство установок, использующих возобновляю-

щиеся источники энергии.

Студент должен уметь:

а) Выполнить несложный расчет разрабатываемых установок и устройств, использующих возобновляющиеся источники энергии.

б) Разработать принципиальную конструкторскую схему установки или устройства для использования возобновляющихся источников энергии.

Уровень знаний данной дисциплины определяется самостоятельно выпол-ненной расчетно-графической работой и последующим зачетом.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ

Лекционные занятия

Лекция № 1 2 часа

Тема лекции: Нетрадиционная энергетика в рамках государственной

научно-технической программы России ''Экологически

чистая энергетика''.

Цель лекции: Дать общее представление о дисциплине и задачах ею реша -

емых.

План лекции:

1.  Структура и объем дисциплины.

2.  Технические, экономические и экологические проблемы энергопотреб-ления и энергообеспечения России.

3.  Нетрадиционные возобновляющиеся источники энергии и их классифи-кация.

4.  Вторичные энергетические ресурсы.

Лекция № 2 2 часа

РАЗДЕЛ 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Тема лекции: Солнечное излучение, как возобновляющийся источник

энергии.

Цель лекции: Ознакомить студентов с техническими характеристиками

солнечного излучения.

План лекции:

1.  Суммарная, прямая и диффузная солнечная радиация.

2.  Спектральное распределение солнечной радиации.

3.  Приборы для измерения солнечной радиации.

Лекция № 3 2 часа

Тема лекции: Коллекторы солнечной энергии.

Цель лекции: Ознакомить студентов с различными конструкциями солнеч-

ных коллекторов и их особенностями.

План лекции:

1.  Плоские коллекторы солнечной энергии, их особенности и расчет.

2.  Фокусирующие коллекторы солнечной энергии и их особенности.

3.  Пленочные коллекторы солнечной энергии и их особенности.

Лекция № 4 2 часа

Тема лекции: Аккумулирование теплоты.

Цель лекции: Ознакомить студентов с устройствами, предназначенными

для аккумулирования теплоты.

План лекции:

1.  Жидкостные аккумуляторы теплоты и их расчет.

2.  Твердые аккумуляторы теплоты.

3.  Аккумуляторы теплоты фазового перехода.

4.  Экономическая эффективность использования солнечной энергии.

Лекция № 5 2 часа

Тема лекции: Системы использования солнечной энергии.

Цель лекции: Ознакомить студентов с принципиальным устройством

систем, использующих солнечную энергию для теплоснаб-

жения объектов.

План лекции:

1.  Пассивные системы использования солнечной энергии.

2.  Активные системы использования солнечной энергии.

3.  Комбинированные системы использования солнечной энергии.

Лекция № 6 2 часа

Тема лекции: Преобразование солнечной энергии в электрическую.

Цель лекции: Ознакомить студентов с принципами работы фото - и термо

преобразователей.

План лекции:

1.  Фотоэлектрические преобразователи и их использование.

2.  Термоэлектрические преобразователи и их использование.

РАЗДЕЛ 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ВЕТРА

Лекция № 7 2 часа

Тема лекции: Основные понятия и сведения из ветроэнергетики.

Цель лекции: Ознакомить студентов с основными видами ветродвигателей

и их расчетом.

План лекции:

1.  Основные понятия и характеристики в ветроэнергетике.

2.  Основные схемы ветродвигателей и их особенности.

3.  Расчет пропеллерного ветродвигателя.

Лекция № 8 2 часа

Тема лекции: Ветроагрегаты.

Цель лекции: Ознакомить студентов с агрегатами, использующими энер-

гию ветра для тепло - и электроснабжения объектов.

План лекции:

1.  Схемы ветроагрегатов для получения электроэнергии.

2.  Схемы ветроагрегатов для получения телпоты.

3.  Схемы ветроагрегатов для подъема воды и выполнения технологичес-ких процессов.

4.  Комбинированные ветроагрегаты.

РАЗДЕЛ 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ

Лекция № 9 2 часа

Тема лекции: Использование теплоты геотермальных вод.

Цель лекции: Ознакомить студентов с возможностями использования

энергии геотермальных вод.

План лекции:

1.  Использование теплоты геотермальных вод для теплоснабжения объектов.

2.  Использование теплоты геотермальных вод для получения электроэнер-гии.

Лекция № 10 2 часа

Тема лекции: Использование низкопотенциальной энергии грунта

и водоемов.

Цель лекции: Ознакомить студентов с возможностями использования

низкопотенциальной энергии и повышения ее потенциала.

План лекции:

1.  Накопление тепловой энергии в грунте и ее использование. Тепловые насосы.

2.  Использование низкопотенциальной энергии водоемов. Тепловые трансформаторы.

РАЗДЕЛ 4 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРИСУРСОВ

Лекция № 11 2 часа

Тема лекции : Системы возврата теплоты производственных

помещений.

Цель лекции: Ознакомить студентов со способами использования вторич - ных теплоносителей.

План лекции:

1.  Объекты, на которых используются системы возврата теплоты.

2.  Классификация устройств возврата теплоты.

3.  Конструктивные особенности устройств для возврата теплоты.

Лекция № 12 2 часа

Тема лекции: Использование биоэнергии

Цель лекции: Ознакомить студентов со способами получения биогаза из отходов сельскохозяйственного и промышленного производства.

План лекции:

1.  Процесс выработки биогаза.

2.  Оборудование для производства биогаза.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

Тема : Использование отходов для целей отопления.

Вопросы:

1.  Отходы как теплоносители.

2.  Заготовка отходов.

3.  Оборудование для сжигания отходов.

4.  Отопление отходами.

Тема: Определение экономической эффективности

использования нетрадиционных возобновляющихся

источников энергии и вторичных энергоресурсов.

Вопросы:

1.  Определение экономической эффективности использования солнечной энергии.

2.  Определение экономической эффективности использования отходов производства.

Лабораторно-практические занятия

Для практического закрепления и изученного материала отводится 16 часов лабораторных занятий на которых студенты выполняют следующие виды работ.

1.  Получение индивидуального задания на разработку системы энергос-набжения объекта.

2.  Самостоятельное изучение состояния вопроса.

3.  Предварительная проработка схемы энергоснабжения. Выполнение необходимых лабораторных работ.

4.  Экспериментальное получение недостающих данных для проектирова-ния.

5.  Консультация у преподавателя.

6.  Оформление работы.

7.  Публичная защита разработанной системы энергоснабжения.

Индивидуальное задание студентов на выполнение

самостоятельной работы

Последняя цифра за-чет. книж.	Объект энергообеспечения	Предпослед. цифра зачет. книжки	Вид энергоагрегата или установки
0	Сеносушилка для сушки сена в скирде 24*6*5 м	0	Солнечная установ-ка с пленочным коллектором
1	Материальный склад размером 24*10*4,5 м	1	Ветросиловой агре-гат с вертикальным валом
2	Свинарник размером 24*8*3,5 м	2	Ветросиловой агре-гат с горизонталь-ным валом
3	Мастерская по ремонту с. х. техники размером 24*12*4 м	3	Солнечная установ - ка с тепловым насосом
4	Душевая с расходом воды 200 л/сутки для фермерского хоз-ва	4	Солнечная установ - ка с плоским гелиоколлектором
5	Помещение размером 24*12*4 м для досушивания сена	5	Ветросиловой агре- гат с вертикальным валом
6	Картофелехранилище размером 30*10*4 м	6	Ветросиловой агре- гат с горизон- тальным валом
7	Телятник размером 20*12*3 м	7	Ветросиловой агре-гат с роторным рабочим органом
8	Бойлерная с расходом воды 300 л/сутки t=550С	8	Ветросиловой агре-гат с импеллерным устройством
9	Жилой дом размером 12*9 м, одноэтажный	9	Ветросиловой агрегат карусельного типа

Примерное содержание самостоятельной работы

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

_________________________________________________________________

1. Анализ состояния вопроса________________________________________

1.1.  Обзор конструкций энергопотребителей (аналогичных заданию), работающих с использованием нетрадиционных источников энергии ____________________________________________________________

1.2.  Обзор конструкций энергоагрегатов или установок, обеспечивающих энергией (указать объект энергообеспечения согласно заданию)_______________________________________________________

1.3.  Сравнительный анализ эффективности использования различных конструкций энергоагрегатов и установок, использующих нетради-ционные источники энергии___________________________________

1.4.  Выбор и обоснование конструкции энергопотребителя (в соответ-ствии с заданием)_________________________________________________

1.5.  Выбор и обоснование конструкций энергоагрегата (в соответствии с заданием)___________________________________________________

2.  Расчет энергопотребителя (указать объект согласно заданию)_________

2.1. Анализ энергопотребления по видам энергии_____________________

2.2 Разработка принципиальной схемы энергообеспечения (за счет испо -

льзования нетрадиционных источников энергии)__________________

2.3 Расчет энергопотребления на теплоснабжение____________________

2.4 Расчет энергопотребления на выполнение технологических процес-сов______________________________________________________________

2.5 Расчет энергопотребления на санитарные нужды__________________

3. Расчет энергоагрегата (или установки) для (указать объект энергопот-

ребления согласно заданию)______________________________________

3.1 Расчет (тепловой, электрической и т. д.) мощности энергоагрегата____

3.2 ____________________________________________________________

3.3 ____________________________________________________________

4. Правила эксплуатации энергоагрегата (указать технические требования и

правила техники безопасности)____________________________________

4.1 ____________________________________________________________

4.2 ____________________________________________________________

5. Оценка экономической эффективности использования (указать источник

энергии и объект энергообеспечения согласно заданию)_______________

5.1 ____________________________________________________________

5.2 ____________________________________________________________

5.3 ____________________________________________________________

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.  Кирюшатов нетрадиционных возобновляющихся

источников энергии в сельскохозяйственном произ-

водстве. - М.: Агропромиздат. 199с.

2. Степанова источники энергии на сельскохозяй-

ственных предприятиях. - М.:Агропромиздат.1989.-112 с.

3. Усаковский источники энергии. - М.: Россель-

хозиздат. 198с.

4. Драганов возобновляемых и вторичных энергоре-

сурсов в сельском хозяйстве. /Новое в науке и технике

студентам и учащимся/ - К. Выща шк. Головное издате-

льство, 198с.

5. и др. Теплоэнергетические установки и системы сель - ского хозяйства. –М.: Колос-Пресс, 200с.

6. , Драганов систем теплоснабжения сельского хозяйства: Учебник для студентов по агроинженерным специальностям. – Краснодар, 200с.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

5. Кирилин . Главные проблемы: (в вопросах и ответах)

-М.: Знание, 19с.

6. Кораблев энергоресурсов в сельском хозяйстве.

-М.: Агропромиздат. 19с.

7.Тверитин ветроэнергетических установок в сельс-

ком хозяйстве. Обзорная информация ВНИИТЭИСХ,

-М.: 1985 г.

8.  , ,

Использование энергии солнца. - М.: ''Нива России'' 199сг.

9.  Журнальные статьи по энергосбережению и нетрадиционным источни кам энергии, опубликованных в 1г. г. в журналах "Теплоэнергетика ", "Механизация и электрификация сельского хозяйства", ''Техника в cельском хозяйстве'', "Сельский механизатор".

Сведения об обеспеченности образовательного процесса учебной литературой по дисциплине

№ п/п	Наименование дисциплины	Фак-т, спец-ть, курс	Кол-во обучающихся студентов	Реквизиты основной учебной литературы	Кол-во экз-в, имеющих- ся в биб-лиотеке	Фактическая обеспечен-ность, экз/чел
1.	Нетрадицион-ные источники энергии	Электрификации с. х. 311400 4 курс	75	и др. Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве. –М.: Агропромиздат, 19с. и др. Теплоэнергетические установки и системы сель - ского хозяйства. –М.: Колос-Пресс, 200с. , Драганов систем теплоснабжения сельского хозяйства: Учебник для студентов по агроинженерным специальностям. – Краснодар, 200с. Саплин возобновляемых источников энергии в сельскохозяйственном производстве: Учебное пособие. Челябинск, 19с. , Казанджан. Использование солнечной энергии в системах теплоснабжения: Монография. -М.: издательство МЭИ, 1991.-140 с.	481 50 30 10 10	1,0 0,8 0,5 0,14 0,14

14

Распределение времени на самостоятельную работу студентов для изучения дисциплины

№ п/п	Вид работы	Количество отводимого времени, час.
1.	Подготовка к лекциям	3
2.	Подготовка к лабораторным занятиям	6
4.	Самостоятельное изучение тем	8
5.	Выполнение самостоятельной работы	5
6.	Подготовка к зачету	2
	Итого	24

График

самостоятельной работы студентов 4 курса в 8 семестре

Дисциплина	Объем самост раб, час	Вид самост работы	Трудоемкость самостоятельной работы по неделям, часы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	Сессия	Всего
экз	зач
1		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
Нетрадиционные источники энергии	24	Подг. к лек		0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25							3
Подг. к лаб		0,46	0,46	0,46	0,46	0,46	0,46	0,46	0,46	0,46	0,46	0,46	0,46	0,48						6
Самост. изуч		0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5			8
Вып. сам. работы									1	1	1	1	1							5
Подг. к зач.																			2	2
Всего																				24

16

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО по специальности 110302.65 "Электрификация и автоматизация сельского хозяйства"

Программу составил: , к. т.н., доцент

Рецензенты: к. т.н., доцент В.

к. т.н., доцент

Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры

"Теплотехника, гидравлика и охрана труда"

протокол № __2__ от__31 августа 2010_____

Заведующий кафедрой ___________________________ В.