Возобновляемая энергетика

Қазақстан Республикасының Министерство

Білім және ғылым образования и науки

министрлігі Республики Казахстан

Д. Серікбаев атындағы ВКГТУ

ШҚМТУ им. Д. Серикбаева

УТВЕРЖДАЮ

декан ФИТЭ

__________ Х.

___________________2015 г.

ҚАЛПЫНА КЕЛЕТІН ЭНЕРГЕТИКА

жұмысты бағалауға арналған бағдарламасы

ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА

материалы для практических занятий

Специальность: 5В071700 «Теплоэнергетика»

5В071800 «Электроэнергетика»

Форма обучения: очная, заочная

Өскемен

Усть-Каменогорск

2015

Рабочая программа разработана на кафедре «Промышленная энергетика» на основании Государственного общеобязательного стандарта высшего образования для студентов специальности 5В071700 «Теплоэнергетика», 5В071800 «Электроэнергетика»

Обсуждено на заседании кафедры Промышленная энергетика

Зав. кафедрой Т. Сегеда

Протокол №____ от ____________________г.

Одобрено учебно-методическим советом факультета (название)

Абдрахманова

Протокол №____ от______________________г.

Разработал

Ст. преподаватель М. Туменбаева

Тютюнькова

Министерство образования и науки Республики Казахстан

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. СЕРИКБАЕВА

ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Практические работы для студентов специальностей

5В071700 «Теплоэнергетика», 5В071800 «Электроэнергетика»

очного и заочного отделения факультета информационных технологии и энергетики

Усть-Каменогорск

2015

УДК

«Возобновляемая энергетика» практические работы по дисциплине для студентов специальности 5В071700 «Теплоэнергетика», 5В071800 «Электроэнергетика» очного и заочного отделения факультета информационных технологии и энергетики / ВКГТУ, 2015 – 13 с.

Данная программа содержит тематику практических работ по дисциплине «Возобновляемая энергетика», а также методические указания по их выполнению.

Одобрено учебно-методическим советом факультета информационных технологии и энергетики

Протокол №____ от______________________г.

© Восточно-Казахстанский

государственный

технический университет

им. Д. Серикбаева, 2015

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

1.1 Описание изучаемой дисциплины

Изучения дисциплины «Возобновляемая энергетика» является формирование у студентов знаний в области перспектив развития и имеющегося мирового и отечественного опыта освоения источников энергии, альтернативных по отношению к традиционным, применяемым в тепловой и атомной энергетике. Ограниченные запасы жидкого и газового топлива в ближайшие десятилетия будут истощаться, топливная составляющая себестоимости электрической и тепловой энергии будет возрастать. Себестоимость энергии, получаемой на возобновляемых нетрадиционных энергоисточниках, наоборот, снижается с накоплением опыта и совершенствованием новых установок и уже в настоящее время приближается себестоимости энергии традиционных ТЭС и АЭС.

Задачи дисциплины – изучение основных возобновляемых энергоресурсов, основных принципов их использования, конструкций и режимов работы соответствующих энергоустановок, мирового и отечественного опыта их эксплуатации, перспектив развития энергетики на нетрадиционных и возобновляемых энергоисточниках.

1.2 Цели изучения дисциплины

Изучение данной дисциплины позволит студентам, будущим инженерам,

составить целостную картину о нетрадиционных возобновляемых источниках энергии, возможностях их использования при решении задач энергоснабжения и энергосбережения, изучение возможностей применения нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в системах энергоснабжения промышленных предприятий; систем преобразования солнечной радиации в электрическую и тепловую энергию, использования энергии ветра, морских течений и теплового градиента температур для получения электрической энергии; возможностей применения биомассы и твердых бытовых отходов для производства электрической и тепловой энергии.

1.3. Задачи изучения дисциплины

В результате изучения дисциплины студенты должны знать виды возобновляемых источников энергии, перспективы и особенности использования, их роль в общем производстве энергии; основы Государственной политики в области энергосбережения, методы и критерии оценки эффективности использования энергии с учетом экономических и экологических требований в современных условиях. Знания, полученные в курсе, используются в научно-исследовательской работе студентов, при выполнении типовых расчетов, а также дипломных проектов и работ.

1.4 Пререквизиты

Физика: электричество, колебания и волны, оптика.

Математика: дифференциальное и интегральное исчисления, дифференциальные уравнения, вероятность и статистика

1.5 Постреквизиты

Теоретические основы теплотехники. Термодинамика: I и II законы термодинамики, циклы и термический КПД тепловых двигателей и холодильных установок, тепловой и энергетический балансы, эксергетический анализ циклов, термодинамика химических процессов.

Теоретические основы теплотехники.

Тепломассообмен: теплопроводность, конвективный теплообмен, лучистый теплообмен, теплопередача и 4 способы ее интенсификации, типы теплообменных аппаратов, порядок их расчета.

Гидрогазодинамика: свойства жидкостей и газов, кинематика и динамика жидкости, режимы течения, истечение жидкости и газа из отверстия и насадки, принцип действия и устройство насосов.

Электрические станции и подстанции, Проектирование систем электроснабжения

2 ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

2.1 Цель выполнения практической работы

Входной контроль по дисциплине – опрос. К промежуточным формам контроля знаний относятся блиц-опрос на лекциях, тестирование и проверочные работы, которые проводятся как по темам лекционных занятий, так и по темам практической и самостоятельной работы. В качестве практической работы предлагается выполнить расчетную работу по теме возобновляемой энергетики. Примерный перечень тем:

1.  Исследования в области гидроэнергетики.

2.  Исследования в области солнечной энергетики.

3.  Исследования в области геотермальной энергетики.

4.  Исследования в области водородной энергетики.

5.  Исследования в области биоэнергетики.

6.  Исследования в области ветроэнергетики.

7.  Исследования в области электроэнергетики.

8.  Механизмы формирования и создания инновационного предприятия.

9.  Типы солнечных электростанций, принцип работы.

10.  Принцип действия фотоэлектрических преобразователей.

11.  Преимущества фотоэлектрических преобразователей.

12.  Признаки, по которым классифицируются установки, использующие энергию ветра.

13.  Группы систем извлечения теплоты

14.  Методы повышения КПД солнечных коллекторов

15.  Характеристики солнечного излучения. Способы использования солнечной энергии

16.  Методика определения солнечных энергетических ресурсов и оценка эффективности использования солнечных энергетических установок на территории РК.

17.  Расчет поступления солнечной энергии на наклонную поверхность. Расчети проектирование пассивных и активных гелиосистем.

18.  Методика определения ветроэнергетических ресурсов и оценка эффективности использования ВЭУ на территории РК.

19.  Энергетические установки для получения биогаза. Расчет биогазогенератора.

20.  Методика определения геотермальных ресурсов. Показатели работы геотермальных электростанций, оценка их экономической эффективности.

21.  Методика расчета валового и технико-экономического потенциала гидроресурсов для небольших электростанций.

22.  Расчет теплообменного аппарата, использующего тепловую энергию океана.

23.  Расчет КПД водородно-кислородного топливного элемента.

Структура расчетной работы должна содержать следующие элементы:

1.  Титульный лист (приложение 1).

2.  Содержание (приложение 2).

3.  Введение – не нумеруется, содержит обоснование выбора темы исследования, актуальности избранной тематики, четкую постановку рассматриваемых вопросов и задач.

4.  Основная часть – состоит из 2-3 разделов, разделы могут содержать подразделы; каждый раздел раскрывает поставленные во введении задачи и вопросы; разделы должны быть изложены в логической последовательности.

5.  Заключение – содержит выводы по рассмотренным вопросам и задачам, оценку полноты решения поставленных вопросов и задач, перспективу и востребованность рассмотренных вопросов и задач.

6.  Список использованных источников – в соответствии с ГОСТ 7.1 - 2003.

При необходимости оформляются приложения.

Объем расчетной работы может составлять 25-30 страниц формата А4, нумерация начинается с титульного листа, номер на титульном листе не указывается.

Шрифт - Times New Roman № 14 с одинарным межстрочным интервалом, выровнен по ширине страницы. Параметры страницы: верхнее поле 20 мм, нижнее поле 20 мм, левое поле 30 мм, правое поле 10 мм.

По тексту отчета необходимо указывать ссылки на использованные источники

Рекомендуемая литература по оформлению расчетной работы: ГОСТ 7.32 – 2001

Список использованных источников должен включать в себя не менее 15 источников, в состав которых входят учебники, справочники, монографии, технические журналы, реферативные журналы, патенты и другие источники информации. Источники информации студенты находят по алфавитным и систематическим каталогам в библиотеках. При составлении литературного обзора по исследуемым вопросам необходимо пользоваться услугами залов нормативно-технической информации библиотек (ВКГТУ, областная техническая библиотека, областная библиотека им. А. С.Пушкина, библиотеки крупных предприятий).

3 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАЧЕТУ, ЭКЗАМЕНУ

5.1 Типовой вариант:

1. Типы солнечных электростанций, принцип работы.

2. Принцип действия фотоэлектрических преобразователей.

3. Преимущества фотоэлектрических преобразователей.

4. Признаки, по которым классифицируются установки, использующие

энергию ветра.

5. Геометрическое заполнение ветроколеса – это …

6. К какому классу относятся ВЭУ с проектной мощностью 100 кВт и

диаметром колеса 20 м?

7. Максимальная рабочая скорость ветра.

8. Типы гидротурбин.

9. Модифицированный метод определения расхода воды заключается в

следующем.

10. Классификация малых ГЭС.

11. Русловая МГЭС – такая, …

12. Классы геотермальных районов.

13. Группы систем извлечения теплоты.

14. Особенности эксплуатации ГеоТЭС.

15. Как осуществляется очистка геотермального теплоносителя?

16. Принципиальная схема ПТУ ГеоТЭС, ее основные элементы.

17. Преимущества и недостатки двухконтурных ГеоТЭС.

5.2 Вопросы к экзамену

1. Мировое энергетическое хозяйство, роль возобновляемых источников

энергии в нем.

2. Виды ВИЭ, их потенциальные ресурсы и уровень использования на

современном этапе.

3. Научные принципы и технические проблемы использования ВИЭ.

4. Характеристики солнечного излучения. Способы использования солнечной энергии.

5. Типы и устройство солнечных коллекторов и концентраторов.

6. Методы повышения КПД солнечных коллекторов.

7. Солнечные водонагреватели, основные конструкции. Применение

солнечной энергии для целей теплоснабжения

8. Солнечные системы для получения электроэнергии.

9. Классификация ветроэнергетических установок. Основы теории ВЭУ.

10. Производство электрической энергии с помощью ВЭУ.

11. Использование ветроэнергетических установок для производства механической работы.

12. Особенности и перспективы использования ВЭУ.

13. Использование биомассы и биотоплива.

14. Классификация энергетических установок и процессов, связанных с

переработкой биомассы.

15. Производство биомассы для энергетических целей.

16. Получение биогаза, типы биогазогенераторов.

17. Использование геотермальной энергии.

18. Классификация источников геотермальной энергии.

19. Варианты возможных схем ГоеТЭС.

20. Основные принципы использования энергии "падающей" воды.

Оценка гидроресурсов.

21. Типы гидротурбин, их характеристики, мощность.

22. Схема малой ГЭС. Гидравлический таран.

23. Преобразование тепловой энергии океана. Расчет теплообменника.

24. Технические и экологические проблемы использования тепловой

энергии океана.

25. Принципы использования энергии морских волн. Устройства для

преобразования морских волн.

26. Энергия приливов. Причины возникновения приливов, их периодичность.

27. Перспективные районы строительства приливных электростанций.

28. Использование водорода в энергетике.

29. Значение процессов аккумулирования энергии при использовании

НИЭ.

30. Биологическое и химическое аккумулирование энергии.

31. Аккумулирование теплоты.

32. Механическое аккумулирование энергии. Передача энергии.

33. Виды вторичных энергетических ресурсов, их источники.

12

34. Основные направления утилизации тепловых ВЭР и применяемые

для этого устройства.

35. Основные направления снижения вредных выбросов ТЭС.

36. Традиционные и нетрадиционные источники энергии.

37. Запасы и ресурсы источников энергии.

38. Динамика потребления энергоресурсов и развитие энергетического

хозяйства, экологические проблемы энергетики.

39.Место нетрадиционных источников в удовлетворении энергетических

потребностей человека.

40. Использование энергии Солнца.

41.Физические основы процессов преобразования солнечной энергии.

42.Типы коллекторов.

43. Принципы их действия и методы расчетов.

44.Солнечные коллекторы с концентраторами.

45.Аккумулирование тепла.

46. Типы аккумуляторов и методы их расчета.

47.Солнечные электростанции.

48.Ветроэнергетические установки.

49.Запасы энергии ветра и возможности ее использования.

50.Ветровой кадастр РК.

51. Расчет идеального и реального ветряка.

52.Типы ветроэнергетических установок.

53.Ветроэлектростанции.

54.Геотермальная энергия.

55.Тепловой режим земной коры, источники геотермального тепла.

56. Методы и способы использования геотермального тепла для выработки электроэнергии и в системах теплоснабжения.

57. Экологические показатели ГеоТЭС.

58.Использование энергии океана.

59.Энергетические ресурсы океана.

60.Энергетические установки по использованию энергии океана (использование разности температуры воды, волн, приливов, течений).

61.Понятие вторичных энергоресурсов (ВЭР).

62.Использование вторичных энергоресурсов для получения электрической и тепловой энергии.

63.Способы использования и преобразования ВЭР.

64. Отходы производства и сельскохозяйственные отходы.

65. Способы и возможности их использования в качестве первичных источников для получения электрической и тепловой энергии.

4 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

4.1 Основная литература

1. Сибикин, Юрий Дмитриевич. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии [Текст] : [учеб. пособие] / Ю. Д. Сибикин, М. Ю. Сибикин, 2009. - 232 с.

2. Безруких, Павел Павлович. Использование энергии ветра [Текст] : техника, экономика, экология / П. П. Безруких, 2008. - 197 с.

4.2 Дополнительная литература

1. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии [Текст] : учеб.-

метод. комплекс для спец. 140101-тепловые электрические станции / АмГУ, Эн. ф., 2007. – 75.

2. Денк, Святослав Отеллович. Энергетические источники и ресурсы близкого будущего [Текст] / С. О. Денк, 2007. - 325 с.

3. Д. Энергетические ресурсы Амурской области [Текст] / В. Д. Мельников, Е. В. Мельников, Б. И. Шестаков, 2001. - 32 с.

Основные порталы (построено редакторами)

Домашний очаг Дом • Дача • Садоводство • Дети • Активность ребенка • Игры • Красота • Женщины • (Беременность) • Семья • Хобби Здоровье: • Анатомия • Болезни • Вредные привычки • Диагностика • Народная медицина • Первая помощь • Питание • Фармацевтика История: СССР • История России • Российская Империя Окружающий мир: Животный мир • Домашние животные • Насекомые • Растения • Природа • Катаклизмы • Космос • Климат • Стихийные бедствия Справочная информация Документы • Законы • Извещения • Утверждения документов • Договора • Запросы предложений • Технические задания • Планы развития • Документоведение • Аналитика • Мероприятия • Конкурсы • Итоги • Администрации городов • Приказы • Контракты • Выполнение работ • Протоколы рассмотрения заявок • Аукционы • Проекты • Протоколы • Бюджетные организации Муниципалитеты • Районы • Образования • Программы Отчеты: • по упоминаниям • Документная база • Ценные бумаги Положения: • Финансовые документы Постановления: • Рубрикатор по темам • Финансы • города Российской Федерации • регионы • по точным датам Регламенты Термины: • Научная терминология • Финансовая • Экономическая Время: • Даты • 2015 год • 2016 год Документы в финансовой сфере • в инвестиционной • Финансовые документы - программы

Техника Авиация • Авто • Вычислительная техника • Оборудование • (Электрооборудование) • Радио • Технологии • (Аудио-видео) • (Компьютеры) Общество Безопасность • Гражданские права и свободы • Искусство • (Музыка) • Культура • (Этика) • Мировые имена • Политика • (Геополитика) • (Идеологические конфликты) • Власть • Заговоры и перевороты • Гражданская позиция • Миграция • Религии и верования • (Конфессии) • Христианство • Мифология • Развлечения • Масс Медиа • Спорт (Боевые искусства) • Транспорт • Туризм Войны и конфликты: Армия • Военная техника • Звания и награды Образование и наука Наука: Контрольные работы • Научно-технический прогресс • Педагогика • Рабочие программы • Факультеты • Методические рекомендации • Школа • Профессиональное образование • Мотивация учащихся Предметы: Биология • География • Геология • История • Литература • Литературные жанры • Литературные герои • Математика • Медицина • Музыка • Право • Жилищное право • Земельное право • Уголовное право • Кодексы • Психология (Логика) • Русский язык • Социология • Физика • Филология • Философия • Химия • Юриспруденция

Мир Регионы: Азия • Америка • Африка • Европа • Прибалтика • Европейская политика • Океания • Города мира Россия: • Москва • Кавказ • Регионы России • Программы регионов • Экономика Бизнес и финансы Бизнес: • Банки • Богатство и благосостояние • Коррупция • (Преступность) • Маркетинг • Менеджмент • Инвестиции • Ценные бумаги: • Управление • Открытые акционерные общества • Проекты • Документы • Ценные бумаги - контроль • Ценные бумаги - оценки • Облигации • Долги • Валюта • Недвижимость • (Аренда) • Профессии • Работа • Торговля • Услуги • Финансы • Страхование • Бюджет • Финансовые услуги • Кредиты • Компании • Государственные предприятия • Экономика • Макроэкономика • Микроэкономика • Налоги • Аудит Промышленность: • Металлургия • Нефть • Сельское хозяйство • Энергетика Строительство • Архитектура • Интерьер • Полы и перекрытия • Процесс строительства • Строительные материалы • Теплоизоляция • Экстерьер • Организация и управление производством