Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (13.03.01)
О курсе
Целью освоения дисциплины является формирование у обучающихся теоретических знаний и практических навыков и компетенций для подготовки к профессиональной деятельности.
Курс предназначен для студентов очной формы обучения, осваивающих программу бакалавриата по направлению 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника»
Курс посвящен изучению технологий по преобразованию нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в тепловую и электрическую энергию.
В курсе рассматриваются основные виды нетрадиционных источников энергии, технологические процессы преобразования возобновляемой энергии в тепловую и электрическую энергию, принцип действия и простейшее устройство установок. Затронуты вопросы экологического воздействия установок на окружающую среду и возможность их использования в энергетике.
Результаты обучения
После успешного освоения курса (в соответствии с рабочей программой дисциплины) у обучающегося будут сформированы следующие результаты обучения:
- РД-1 - Описывает технологии преобразования первичной энергии в тепловую и электрическую энергию;
- РД-2 - Проводит расчеты энергетических установок и их оборудования;
Образовательная программа (ООП)
Направления подготовки: 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника»
Образовательные программы: «Тепловые электрические станции», «Промышленная теплоэнергетика», «Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике и теплотехнике»
Уровень образования: бакалавр
Программа курса
Раздел 1. Виды источников энергии. Потенциал НиВИЭ
Цель и задачи дисциплины. Виды источников энергии. Место нетрадиционных источников в удовлетворении энергетических потребностей человека. Классификация возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Потенциал ВИЭ, эффективность использования различных видов. Сравнение характеристик ВИЭ и невозобновляемых источников энергии.
Технические, социально-экономические и экологические проблемы использования ВИЭ.
Раздел 2. Солнечная энергетика
Преобразование энергии Солнца в тепловую и электрическую энергию. Солнечные отопительные системы. Типы солнечных преобразователей энергии и типы солнечных электростанций.
Раздел 3. Ветроэнергетика
Ресурсы энергии ветра в регионах России. Мировой опыт в области ветроэнергетики. Ветер и его характеристики. Перспективы использования энергии ветра, достоинства и недостатки.
Классификация ветроэнергетических установок (ВЭУ) по классам ветродвигателей, достоинства и недостатки классов. Конструкции ветродвигателей и ветровых электростанций (ВЭС), зависимость мощности ВЭС от скорости ветра и диаметра ветроколеса. Основы теории ВЭУ. Располагаемая мощность ветроколеса. Коэффициент использования энергии ветра. Режимы работы ветроколеса. Экологические проблемы ветроэнергетики.
Режимы работы ветроэлектростанций. Работа ВЭС в энергосистеме. Перспективы развития ветроэнергетики в России.
Раздел 4. Энергия воды
Энергия рек. Малые ГЭС.
Энергия приливов и отливов. Периоды колебаний уровня воды. Причины возникновения приливов. Лунные и солнечные приливы. Технико-экономические и экологические проблемы приливных электростанций. Использование энергии приливов и морских течений (схемы, принцип действия, эффективность, достоинства и недостатки).
Энергетические ресурсы океана. Принципиальные схемы установок по использованию энергии океана. Преобразование тепловой энергии океана. ОТЭС открытого и закрытого цикла. Энергия волн. Характеристики волнового движения. Амплитуда. Мощность волнового движения. Скорость перемещения волны. Преобразователи энергии волн (схемы, принцип действия, эффективность, достоинства и недостатки). Экологические проблемы.
Раздел 5. Энергия Земли
Геотермальная энергия и ее свойства. Строение Земли. Классификация геотермальных районов. Перспективы использования геотермальной энергии, достоинства и недостатки. Методы и способы использования геотермального тепла. Использование геотермального тепла в системах теплоснабжения. Схемы и принцип действия геотермальных электростанций. Тепловой насос. Комбинированная выработка электроэнергии, тепла, пресной воды и минеральных веществ. Экологические проблемы.
Раздел 6. Биоэнергетика
Биотопливо. Перспективные технологии преобразования биотоплива в тепловую и электрическую энергию. Виды топлив, область применения. Биоэнергетические установки для получения тепла и энергии. Экологические проблемы.
Длительность курса, количественные характеристики, форма аттестации
Продолжительность курса – 16 недель + 2 конференц-недели.
Трудоемкость освоения курса – 144 часа.
Трудоемкость курса – 4 з.е.
Форма контроля – экзамен.
Автор курса
Матвеева Анастасия Александровна, кандидат технических наук, доцент НОЦ И.Н. Бутакова Инженерной школы энергетики
Copyright © 2023
Томский политехнический университет. Все права защищены
Tomsk Polytechnic University, All rights reserved.
- Учитель: Матвеева Анастасия Александровна