Рабочая программа дисциплины «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии»

Рабочая программа дисциплины «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии»

Учебный план

Темы лекционных занятий

• 
  Состояние и перспективы развития альтернативных 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.
  
• 
  Преобразование солнечной энергии в электрическую. Интенсивность солнечного излучения. Фотоэлектрические свойства p-n перехода. Вольт-амперная характеристика солнечного элемента. Конструкции и материалы солнечных элементов.
  
• 
  Системы солнечного теплоснабжения. Классификация и основные элементы гелиосистем. Концентрирующие гелиоприемники. Плоские солнечные коллекторы.
  
• 
  Тепловое аккумулирование энергии. Энергетический баланс теплового аккумулятора. Классификация аккумуляторов тепла. Системы аккумулирования. Тепловое аккумулирование для солнечного обогрева и охлаждения помещений.
  
• 
  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.
  
• 
  Теория идеального ветряка. Понятие идеального ветряка. Классическая теория идеального ветряка.
  
• 
  Теория реального ветряка. Работа элементарных лопастей ветроколеса. Первое уравнение связи. Второе уравнение связи. Момент и мощность всего ветряка. Потери ветряных двигателей.
  
• 
  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.
  
• 
  Использование геотермальной энергии для выработки тепловой и электрической энергии. Прямое использование геотермальной энергии. Геотермальные электростанции с бинарным циклом.
  
• 
  Использование геотермальной энергии для теплоснабжения жилых и производственных зданий. Теплоснабжение высокотемпературной сильно минерализованной термальной водой. Теплоснабжение низкотемпературной маломинерализованной термальной водой.
  
• 
  Энергетические ресурсы океана. Баланс возобновляемой энергии океана. Основы преобразования энергии волн. Преобразователи энергии волн: отслеживающие профиль волны, использующие энергию колеблющегося водяного столба, подводные устройства.
  
• 
  Использование энергии приливов и морских течений. Общие сведения об использовании энергии приливов. Мощность приливных течений и приливного подъема воды. Использование энергии океанских течений. Общая характеристика технических решений.
  
• 
  Преобразование тепловой энергии океана. Ресурсы тепловой энергии океана. Схема ОТЭС, работающей по замкнутому циклу. Схема ОТЭС, работающей по открытому циклу. Использование перепада температур океан-атмосфера. Прямое преобразование тепловой энергии.
  
• 
  Понятие и классификация биотоплива. Биотопливо. Классификация биотоплива. Состав и свойства экскрементов животных и птиц. Выход биогаза из сельскохозяйственных отходов. Сырьевая база для производства биогаза.
  
• 
  Использование биотоплива для энергетических целей Производство биомассы для энергетических целей. Пиролиз (сухая перегонка). Термохимические процессы. Спиртовая ферментация (брожение).
  
• 
  Биоэнергетические установки. Биореактор. Подготовка и подача сырья в биореактор. Поддержание постоянной температуры в биореакторе. Система перемешивания сырья в биореакторе. Система хранения и использования биогаза.
  
• 
  Экологические проблемы использования альтернативных источников энергии. Проблема взаимодействия энергетики и экологии. Экологические последствия развития солнечной энергетики. Влияние ветроэнергетики на природную среду. Возможные экологические проявления геотермальной энергетики. Экологические последствия использования энергии океана. Экологическая характеристика использования биоэнергетических установок.
  

Темы практических занятий

• 
  Расчет систем солнечного теплоснабжения.
  
• 
  Расчет ветроэнергетических установок.
  
• 
  Расчет систем геотермального теплоснабжения.
  
• 
  Расчет параметров ОТЭС.
  
• 
  Расчет биоэнергетических установок.
  

Темы лабораторных работ

• 
  Исследование характеристик батареи солнечных фотоэлементов.
  
• 
  Гидравлические испытания плоского солнечного коллектора.
  
• 
  Исследование работы ветроэнергетической установки.
  
• 
  Исследование работы теплообменного аппарата.
  

Темы для самостоятельной работы

• 
  Подготовка к лекциям, лабораторным и практическим занятиям.
  
• 
  Расчетные работы.
  
• 
  Самостоятельное изучение тем дисциплины:
  
  • 
    Охлаждение воздуха и опреснение воды при помощи солнечной энергии.
    
  • 
    Солнечные пруды. Биологическое, химическое и механическое аккумулирование энергии.
    
  • 
    Производство механической работы с помощью энергии ветра. Ветропарки в составе энергоситем.
    
  • 
    Двухконтурные геотермальные электростанции.
    
  • 
    Ледниковые электростанции.
    
  • 
    Усиление приливов.
    
  • 
    Гидроаккумулирующие станции.
    
  • 
    Фотосинтез.
    

Темы расчетных работ

• 
  Расчет долгосрочных характеристик систем солнечного теплоснабжения.
  
• 
  Расчет характеристик ветроэнергетических установок.
  
• 
  Расчет параметров океанской теплоэлектростанции.
  

Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Рекомендуемая литература

1. 
   Алферов Ж.И., Бородин А.В. Земные профессии солнца. - М.: Сов. Россия, 1981. - 88 с.
   
2. 
   Андерсон Б. Солнечная энергия: (Основы строит. проектирования)/ Пер. с англ. А.Р. Анисимова: Под ред. Ю.Н. Малевского. - М.: Стройиздат, 1982. - 375 с.
   
3. 
   Андреев В.М., Грилихес В.А., Румянцев В.Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. - Л.: Наука, 1989. - 310 с.
   
4. 
   Андреев В.М. Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии. // Соросовский образовательный журнал. – 1996. – №7. –  С. 93-98.
   
5. 
   Ахмедов Р.Б. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. - М.: О-во "Знание", 1988.
   
6. 
   Бекман У.А.и др. Расчет систем солнечного теплоснабжения / У. Бекман, С. Клейн, Дж. Даффи: Сокр. пер. с англ. Г.А. Гухман, С.Н. Смирнова. - М.: Энергоиздат, 1982. - 79 с.
   
7. 
   Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление: Учеб. для вузов. - М.: Стройиздат, 1991. - 735 с.
   
8. 
   Бойлс Д. Биоэнергия: технология, термодинамика, издержки. - М. Агропромиздат, 1987.
   
9. 
   Бринкворт Б. Солнечная энергия для человека. Пер. с англ. В.Н. Оглоблева. Под ред. и предисл. Б.В. Тарнижевского. - М.: Мир, 1976. - 291 с.
   
10. 
    Валов М.И. Системы солнечного теплоснабжения. - М.: Изд-во МЭИ, 1991.
    
11. 
    Васильев Ю.С., Хрисанов Н.И. Экология использования возобновляющихся энергоисточников. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та. 1991. - 343 с.
    
12. 
    Васильев Л.Л., Гракович Л.П., Хрусталев Д.К. Тепловые трубы в системах с возобновляемыми источниками энергии. - Минск: Наука и техника, 1988. - 159 с.
    
13. 
    Веников В.А. Теория подобия и моделирования. - М.: Колос, 1976.
    
14. 
    Волновые энергетические станции в океане / В.И. Сичкарев, В.А. Акуличев. - М.: Наука, 1989. - 132 с.
    
15. 
    Гелиотехника: [Сборник]. - М.: Знание, 1983. - 63 с.
    
16. 
    Дворов И.М. Геотермальная энергетика. - М.: Наука, 1976.
    
17. 
    Дубровский В.С., Виестур У.Э. Метановое сбраживание сельскохозяйственных отходов. - Рига: Зинатие, 1988.
    
18. 
    Захидов Р.А. Технологии и испытания гелиотехнических концентрирующих систем. - Ташкент: Фан, 1978.
    
19. 
    Использование солнечной энергии в народном хозяйстве СССР. [Сборник статей. Отв. ред. д.т.н. В.А.Баум]. - М. Наука, 1965.
    
20. 
    Калашников Н.П. Альтернативные источники энергии. - М.: О-во "Знание", 1987.
    
21. 
    Калинин Ю.Я., Дубинин А.Б. Нетрадиционные способы получения энергии. - Саратов: СПИ, 1983. - 70 с.
    
22. 
    Колтун М.М. Селективные оптические поверхности преобразователей солнечной энергии. - М.: Наука, 1979.
    
23. 
    Коробков В.А. Преобразование энергии океана. - Л.: Судостроение, 1986. - 280 с.
    
24. 
    Лабунцов Д.А. Физические основы энергетики. - М.: Изд-во МЭИ, 2000.
    
25. 
    Лигачев В.А., Попов А.И. Лабораторная работа "Спектральная чувстви-тельность и вольт-амперная характеристика солнечного элемента" по кур-су "Физика и технология приборов на основе некристаллических полупро-водников". - М.: Изд-во МЭИ, 1999. - 15 с.
    
26. 
    Марочек В.И., Соловьев С.П. Пасынки энергетики. - М.: Знание, 1981. - 64 с.
    
27. 
    Мировая энергетика: прогноз развития до 2020 г.: Пер. с англ. - М.: Энергия, 1980. - 255 с.
    
28. 
    Муругов В.П., Каргиев В.М. Методология развития автономных энергосистем в сельском хозяйстве с использованием возобновляемых источников энергии. Санкт-Петербург, 1993г.
    
29. 
    Непорожний П.С., Обрезков В.И. Введение в специальность. Гидроэнергетика. - М.: Энергоиздат. - 303 с.
    
30. 
    Нетрадиционные источники энергии. - М. МЭИ, 1983.
    
31. 
    Нетрадиционные источники энергии. - М. Знание, 1985. - 95 с.
    
32. 
    Нетрадиционные источники энергии: рекоменд. библиогр. обзор/ сост. Л.М. Кузнецова. - М.: Книга, 1984.
    
33. 
    Общие и теоретические вопросы теплоэнергетики. Гелиоэнергетика. - М. 1972.
    
34. 
    Плешка М.С., Вырлан П.М., Стратан Ф.И. и др. Теплонасосные гелиосистемы отопления и горячего водоснабжения зданий. - Кишинев: Штиинца, 1990. - 122 с.
    
35. 
    Проблемы и перспективы развития мировой энергетики. - М.: Знание, 1982. - 48 с.
    
36. 
    Расчет долгосрочных характеристик системы солнечного теплоснабжения: Метод. указания к выполнению расчет. работы по дисциплине "Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии" / Сост. В.А. Агеев. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2004. - 16 с.
    
37. 
    Селиванов Н.П. Энергоактивные солнечные здания. - М.: Знание, 1982.
    
38. 
    Скалкин Ф.В. и др. Энергетика и окружающая среда. - Л.: Энергоиздат, 1981. - 280 с.
    
39. 
    Соколов Д.Я. Использование водной энергии. - М.: Колос, 1965.
    
40. 
    Солнечные энергетические установки. - М.: ЭНИН, 1974. - 308 с.
    
41. 
    Соминский М.С. Солнечная электроэнергия. Полупроводники и Солнце. - М.: "Наука" Ленингр. отд-ние, 1965.
    
42. 
    Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 392 с.
    
43. 
    Удел Свен. Солнечная энергия и другие альтернативные источники энергии. - М.: Знание, 1980.
    
44. 
    Умаров Г.Я., Ершов А.А. Солнечная энергетика. - М.: Знание, 1974
    
45. 
    Фатеев Е.М. Ветродвигатели и ветроустановки. - М.: Сельхозгиз, 1948. - 544 с.
    
46. 
    Фаворский О.Н. Установки для непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую. – М.: Высшая. школа, 1965. – 288 с.
    
47. 
    Хайнрих Г. и др. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения / Г. Хайнрих, Х. Найорк, В. Нестлер; Пер. с нем. Н.Л. Кораблевой, ЕШ. Фельдмана; Под ред. Б.К. Явнеля. - М.: Стройиздат, 1985. - 351 с.
    
48. 
    Шершнев В., Дударев Н. Солнечные системы теплоснабжения // Строительная инженерия. - 2006. - №1. - http://www.stroing.ru/.
    
49. 
    Энергетика. - Киев: "Вища школа", 1971.
    
50. 
    Энергоактивные здания. - М.: Стройиздат, 1988.
    
51. 
    Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: Справ. пособие/ Л.Д. Богуславский, В.И. Ливчак, В.П. Титов и др.; Под ред. Л.Д. Богуславского и В.И. Ливчака. - М.: Стройиздат, 1990. - 624 с.
    
52. 
    Янтовский Е.И. Потоки энергии и эксергии. - М.: Наука, 1988. - 144 с.
    

Справочная литература

1. 
   ГОСТ Р 51594-2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Термины и определения. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000.
   
2. 
   ГОСТ Р 51595-2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Общие технические условия. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000.
   
3. 
   ГОСТ Р 51596-2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Методы испытаний. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000.
   
4. 
   ГОСТ Р 51237-98. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Термины и определения. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 1999.
   
5. 
   ГОСТ Р 51997-2002. Нетрадиционная энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Общие технические требования. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2003.
   
6. 
   ВСН 52-86. Установки солнечного горячего водоснабжения. Нормы проектирования. - М.: Госгражданстрой, 1988.
   
7. 
   ВСН 56-87. Геотермальное теплохладоснабжение жилых и общественных зданий и сооружений. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1989.
   
8. 
   РД 34.20.115-89. Методические указания по расчету и проектированию систем солнечного теплоснабжения. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1990.