Рабочая программа дисциплины

Скачать 181.07 Kb.

Название	Рабочая программа дисциплины
Дата публикации	30.10.2014
Размер	181.07 Kb.
Тип	Рабочая программа

100-bal.ru > Физика > Рабочая программа

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Калининградский государственный технический университет»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебно-

методической работе

п\п А.Л. Гудков

«06» июля 2013 г.

Рабочая программа дисциплины
Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии
Профессиональный цикл, базовая часть
Направление подготовки

140100 Теплоэнергетика и теплотехника
Профиль подготовки

Тепловые электрические станции
Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр
Форма обучения

Очная

Факультет судостроения и энергетики
Кафедра-разработчик: кафедра судовых энергетических установок и теплоэнергетики
Калининград 2013
1.Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины состоит в формировании у обучающихся знаний и умений в области перспективы использования альтернативных источников энергии, что позволит стимулировать их деятельность для развития этого направления техники и технологии.

Основными задачами изучения дисциплины являются: овладение студентами знаниями о характеристиках и особенностях нетрадиционных источников энергии, современными методами их использования, проблемами и перспективами развития нетрадиционной энергетики, освоение методов расчёта установок альтернативной энергетики и оценки их эффективности.

2.Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» входит в состав базовых дисциплин профессионального цикла ООП. При её изучении используются знания, умения и навыки, полученные при освоении таких дисциплин математического и естественнонаучного цикла как «Математика», «Физика», «Химия», «Экология», а также дисциплин профессионального цикла: «Техническая термодинамика», «Тепломассообмен», «Гидрогазодинамика».

Знания и навыки, полученные при освоении дисциплины, будут использоваться при изучении профессиональных дисциплин, в процессе прохождения производственной практики, при выполнении выпускной квалификационной работы, а также в процессе профессиональной деятельности.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии» у обучающегося формируются следующие общекультурные ( ОК ) и профессиональные ( ПК ) компетенции ( и их элементы, предусмотренные ФГОС ВПО:

- способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения ( ОК-1 );

- способность демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовность использовать основные законы в прфессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования

( ПК-2 );

- способность к проведению экспериментов по заданной методике и анализу результатов с привлечением соответствующего математического аппарата ( ПК-18 ).

В результате освоения дисциплины студент должен:

Знать: основные нетрадиционные источники энергии, их энергетический потенциал, принципы и методы практического использования;

Уметь: рассчитывать тепловые схемы объектов с нетрадиционными источниками энергии;

Владеть: проблематикой применения нетрадиционных и возобновляемых источников энергии.
4. Структура и содержание дисциплины «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии».

4.1 Структура дисциплины

Дисциплина изучается в пятом семестре. Общая трудоёмкость дисциплины составляет 4 зачётных единицы, 144 часа. Аудиторные занятия ( АЗ ) – 74 часа, самостоятельная работа студентов ( СРС ) – 70 часов. Итоговая аттестация по дисциплине – экзамен.

№ п/п	Тема дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Трудоёмкость учебной работы по её видам ( час )				Формы текущего контроля успевае- мости Форма итоговой аттестации по дисциплине
				АЗ		СРС	Всего
				Лекции	ПЗ*	СРС	Всего
1.	Введение	5	1	2	2	-	4	-
2	Использование энергии Солнца		2-4	6	10	2	18	Контроль на ПЗ
3	Ветроэнергетические установки		5-6	4	6	2	12	Контроль на ПЗ
4	Геотермальная энергия		7	2	2	2	6	Контроль на ПЗ
5	Энергия биомассы		8-10	6	10	2	18	Контроль на ПЗ
6	Энергия малых ГЭС		11	2	2	2	6	Контроль на ПЗ
7	Использование энергии океана		12-13	4	6	2	12	Контроль на ПЗ
8	Вторичные энергоресурсы		14	2	4	2	8	Контроль на ПЗ
9	Аккумулирование и передача энергии		15	2	2	2	6	Контроль на ПЗ
	Написание реферата		16-17	-	-	10	10	Защита реферата
Подготовка к экзамену и его сдача в период экзаменационной сессии						44	44	Экзамен
Итого по дисциплине				30	44	70	144	Экзамен
Итого по дисциплине				74		70	144	Экзамен

ПЗ*- практические занятия.
4.2 Теоретические занятия (лекции )

№ п/п	Тема	Содержание	Кол-во часов
1	2	3	4
1	Введение	Традиционные и нетрадиционные источники энергии. Структура мирового энергопотребления. Динамика роста энергопотребления в мире и в России. Запасы и ресурсы источников энергии. Экологические проблемы энергетики. Место нетрадиционных источников энергии в удовлетво- рении энергетических потребностей человека. Особенности топливно-энергетического баланса Калининградской области.	2
1	2	3	4
2	Использование энергии Солнца	Физические основы процессов преобразования солнечной энергии. Промышленное и хозяйственное использование солнечной энергии для получения тепла. Нагревание воды и воздуха. Типы коллекторов, принцип их действия и методы расчёта. Пассивные и активные отопительные системы. Солнечные пруды. Другие применения солнечной энергии: получение холода, сушка, опреснение воды. Солнечные системы для получения электроэнергии. Фотоэлектрическая генерация. Концентрация солнечной энергии. Рассредото- ченные коллекторы. Солнечные башни. Типы солнечных электростанций ( СЭС ). Экологические проблемы СЭС. Технико- экономические показатели СЭС.	6
3	Ветроэнергетические установки	Потенциал энергии ветра и возможности его использова- ния. Ветровой кадастр России. Общие характеристики ветроэнергетических установок ( ВЭУ ). Расчёт идеального и реального ветряка. Типы ВЭУ. Оптимальный режим работы ветроколеса. Ветроэлектростанции. Ветропарк «Куликово» в Калининградской области. Экономика и экология ветроэнергетики.	4
4	Геотермальная энергия	Тепловой режим земной коры. Источники геотермального тепла. Классификация геотермальных районов. Методы и способы использования геотермального тепла для выработки электроэнергии и в системах теплоснабжения. Геотермальные электростанции (ГеоЭС) России. Экологические показатели ГеоЭС.	2
5	Энергия биомассы	Фотосинтез. Биомасса. Биотопливо. Классификация процессов производства биотоплива. Газификация и газогенераторы. Анаэробное сбраживание. Расчёт биогазо- генераторов. Производство биотоплива для энергетических целей. Энергетические фермы. Биоэнергетические установки (БЭУ). БиоТЭЦ. Биоэнергетические комплексы (БЭК). Автономные теплоэнергетическте комплексы (АТК). Технологии обезвреживания твёрдых бытовых и промышленных отходов (ТБПО): складирование на поли- гонах, сжигание с утилизацией тепла, компостирование, глубокая высокотемпературная переработка (пиролиз) в высокотемпературных шахтно-доменных печах (ВШДП), комплексная переработка. Экология биоэнергетики. Состояние и перспективы биоэнергетики за рубежом и в России. Перспективы использования биотоплива в Кали- нинградской области. Биотопливо «сельского» и «городского» происхождения. АТК в сельской местности и комплексные районные тепловые станции (КРТС) в городах.	6
6	Энергия малых ГЭС	Гидроэнергоресурсы. Работа водяного потока. Схемы концентрации напора. Идеальная и реальная мощность гидротурбин. Активные и реактивные турбины. Схема малой ГЭС и её основные элементы. Гидравлический таран. Малые ГЭС Калининградской области. Экономика и экология малых ГЭС.	2
7	Использование энергии океана	Энергетические ресурсы океана. Причины возникновения приливов.Общие характеристики приливной волны. Электростанции, использующие приливный подъём воды и приливные течения (ПЭС). Экономика и экология ПЭС.	4
1	2	3	4
		Причины волнообразования. Основные параметры волны. Основы теории волнового движения.Устройства для извле- чения энергии волн от поплавковых до дамбовых. Волновые электростанции (ВЭС). Экономика и экология ВЭС. Термодинамические основы использования тепловой энергии океана. Океанские теплоэлектростанции (ОТЭС) замкнутого цикла. ОТЭС открытого цикла. Арктические (полярные) океанические теплоэлектростанции (АОТЭС). Экономика и экология ОТЭС.
8	Вторичные энергоресурсы	Классификация вторичных энергоресурсов (ВЭР): топливные, тепловые, избыточного давления. Энергетический потенциал ВЭР в России. Экономическая эффективность использования ВЭР в различных отраслях народного хозяйства. Приведённые затраты. Тепловые насосы. Экологические проблемы.	2
9	Аккумулирование и передача энергии	Специфические проблемы аккумулирования и передачи энергии от возобновляемых источников . Биологическое аккумулирование. Химическое аккумулирование с помощью водорода и аммиака. Аккумулирование тепла. Аккумулирование электроэнергии. Топливные элементы. Механическое аккумулирование с использованием воды, сжатого воздуха и маховиков. Передача энергии. Класси- фикация типов передачи: ЛЭП, теплотрассы, нефте- и газопроводы, автотранспорт, железнодорожный и морской транспорт	2
10	Заключительные занятия по дисциплине	Лекции не предусмотрены	-
	Итого		30

4.3 Практические занятия

№ занятия	№ темы	Темы практических занятий	Кол-во часов
1	2	3	4
1	1	Классификация и потенциал НВИЭ	2
2	2	Солнечные нагреватели для воды и воздуха	2
3	2	Пассивные и активные отопительные системы	2
4	2	Промышленное применение солнечной энергии	2
5	2	Фотоэлектрическая генерация	2
6	2	Солнечные электростанции	2
7	3	Основы аэродинамики	2
8	3	Идеальные и реальные ветряки	2
9	3	Ветроэлектрические станции	2
10	4	Геотермальные электростанции	2
11	5	Расчёт биогазогенераторов	2
12	5	Энергетические фермы	2
13	5	Автономные теплоэнергетические комплексы	2
14	5	Комплексные районные тепловые станции	2
15	5	Методы утилизации ТБПО	2
16	6	Малые ГЭС	2
17	7	Приливные электростанции	2
1	2	3	4
18	7	Использование энергии волн	2
19	7	Использование тепловой энергии океана	2
20	8	Топливные ВЭР	2
21	8	Теплонасосные установки	2
22	9	Аккумулирование энергии	2
Итого			44

4.4 Лабораторные работы
Лабораторный практикум программой не предусмотрен

4.5 Самостоятельная работа

№ п/п	Вид (содержание) СРС	Кол-во часов	Форма контроля
1	2	3	4
1	Освоение учебного материала, подготовка к практическим занятиям	10	Проверка индиви- дуального задания
2	Выполнение индивидуального задания	6	Проверка индиви- дуального задания
3	Написание реферата	10	Защита реферата
4	Подготовка к сдаче и сдача экзамена	44	Экзамен
Итого		70

5. Образовательные технологии.
Рост народонаселения и промышленного производства на нашей планете требует всё большего потребления энергоресурсов. Однако современные традиционные энергоресурсы, такие как органическое топливо и ядерная энергия, являются исчерпаемыми и не могут в перспективе удовлетворить возрастающие потребности общества. К тому же их производство становится всё более дорогостоящим и экологически небезопасным. В этих условиях человечество обращает всё большее внимание на необходимость более широкого использования НВИЭ.

В настоящее время доля НВИЭ в мировом энергобалансе составляет примерно 10-12%. Увеличение этой доли осложняется рядом специфических свойств НВИЭ, которые требуют разработки надёжных и экономически целесообразных технологий их преобразования в тепловую, механическую и электрическую энергию. На решение этой проблемы направлены усилия научно-

исследовательских организаций во всех развитых странах мира. С результатами этих работ должны быть ознакомлены студенты, будущие специалисты в области теплоэнергетики и теплотехники.

На вводной лекции рассматриваются проблемы современного энергобаланса в мире, в России, в Калининградской области. Даётся классификация НВИЭ, оценивается валовой, технический и экономический потенциал каждого из них.

Все последующие лекции посвящаются изучению характеристик, особенностей и возможных технологий использования в народном хозяйстве основных видов НВИЭ: солнечной энергии, энергии ветра, геотермальной энергии, энергии биомассы, энергии малых ГЭС и энергии океана. Рассматриваются возможности использования вторичных энергоресурсов, аккумуляции и передачи энергии. Материал всех лекций сопровождается историческими справками и примерами практического использования каждого из видов НВИЭ в России и за рубежом

Практические занятия являются формой, направленной на закрепление теоретических знаний в области применения разработанных технологий получения тепловой и электрической энергии для нужд промышленности, транспорта и в жилищно-коммунальном хозяйстве. На практических занятиях решаются задачи по расчёту различных устройств и агрегатов на базе НВИЭ и заслушиваются подготовленные студентами по заданию преподавателя доклады по имеющимся технологиям применения и проектам их использования. Тематика этих докладов строго согласуется с тематикой лекций и является дополнением к теоретическому материалу, излагаемому на лекциях.

В рамках СРС каждый студент по индивидуальному заданию решает ряд задач с последующей защитой решений у преподавателя. Методические указания по выполнению индивидуальных заданий разработаны кафедрой (см. раздел 7). Помимо этого каждый студент пишет реферат по одной из проблем использования НВИЭ в промышленности и в жилищно-коммунальном хозяйстве с защитой его в конце семестра. Тематика рефератов представлена в УМКД.
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
В качестве оценочных средств для текущего контроля успеваемости используются оценки преподавателем докладов на практических занятиях и проверка хода выполнения в рамках СРС индивидуальных заданий. По результатам этих оценок и после защиты реферата в последние недели семестра осуществляется допуск к экзамену.

Результаты освоения дисциплины студентом оцениваются дифференцированно во время экзаменационной сессии.

Методические указания по выполнению индивидуальных домашних заданий, тематика докладов и рефератов, экзаменационные вопросы представлены в УМКД.
7.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии»
а) основная литература:

1. Сибикин Ю.Д. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Учебное пособие/ Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин. –М.: ИП Радио Софт, 2009. - 232 с.

2. Безруких П.П. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России / П.П. Безруких, Ю.Д. Арбузов, Г.А. Борисов и др. – СПб.: Наука, 2002. -314 с.
б) дополнительная литература:

1. Быстрицкий Г.Ф. Общая энергетика: Учебное пособие / Г.Ф. Быстрицкий. –М.: КНОРУС, 2010. -296 с.

2. Твайдел Д. Возобновляемые источники энергии / Д. Твайдел, Уэйр. –М.: Энергоатомиздат, 1990. -390 с.

3. Виссарионов В.И. Экологические аспекты возобновляемых источников энергии / В.И. Виссарионов, Л.А. Золотов. –М.: МЭИ, 1996. -156 с.

4. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра / Я.И. Шефтер. –М.: Энергоатомиздат, 1983. -200с.

5. Коробков В.А. Преобразование энергии океана / В.А. Коробков. –Л.: Судостроение, 1986. -280 с.

6. Геотермальное теплоснабжение / А.Г. Гаджиев, Ю.Н. Султанов, П.Н. Ригер и др. –М.: Энергоатомиздат, 1984. -120 с.

7. Оборудование ГЭС: Учебное пособие \ А.Ю. Александровский, Ю.А. Заболоцкий, Н.И. Матвиенко и др. под ред. В.И. Обрезкова. –М.: МЭИ, 1992. -87 с.

8. Альбом для проектирования установок солнечного горячего водоснабжения / В.К. Аверьянов, А.И. Тютюнников, А.В. Синица и др. –СПб –Тула, 1992. -55 с.

9. Оборудование нетрадиционной и малой энергетики: справочник –каталог / Ю.Д. Арбузов, П.П. Безруких и др. –АО «Новые и возобновляемые источники энергии», 2002. -381с.

10. Селин В.В. Теплотехника. Учебник для вузов / В.В. Селин. – Калининград: ОГУП «Калинингр. кн. изд.», 2001. -381 с.

11. Иванов А.В. Организация обращения с твёрдыми бытовыми отходами ( Российский и зарубежный опыт ) / А.В. Иванов, Д.Г. Запорожский. –Калининград: КГТУ, 2007. -434 с.

12. Комплексные районные тепловые станции. Концепция / В. Е. Накоряков, С.В. Алексеенко,

А.С. Басин и др. –Новосибирск: Сиб. отд. РАН, 1996. -15 с.

13. Ильин А.К. Автономные теплоэнергетические комплексы ( структура, характеристики, эффективность ) / А.К. Ильин, Н.Д. Шишкин. –Ростов-на-Дону: Южный научный центр РАН, 2004. -112 с.

14. Девинс Д. Энергия: Пер. с англ. / Д. Девинс. –М.: Энергоатомиздат, 1985. -360 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы

Интернет-ресурсы:

Расчётный сервер МЭИ ( ТУ ).

г) методические материалы и материалы по видам занятий

1. Селин В.В.Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии..Методическое пособие к выполнению контрольного задания / В.В. Селин. –Калининград: КГТУ, 2005. -20с.

8.Материально-техническое обеспечение дисциплины
Специализированные аудитории:

- компьютерный класс кафедры 417Б, оснащённый ПЭВМ;

- лекционная аудитория 409Б с учебными плакатами и графическими материалами.

Лист согласования рабочей программы дисциплины

«Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии»

Рабочая программа дисциплины разработана в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 140100 – Теплоэнергетика и теплотехника ( утверждён 18.11.2009 г., регистрационный номер 635 ), учебным планом университета по этому же направлению, утверждённым учёным советом университета 27.11.2011г. с учётом примерной основной образовательной программы ВПО ( утверждена 06.04.2010г.).

Автор программы – Селин В.В., к.т.н., доцент, профессор кафедры СЭУ и ТЭ.

Рабочая программа дисциплины рассмотрена и одобрена на заседании кафедры судовых энергетических установок и теплоэнергетики ( рецензент к.т.н. доцент Резник В.М., протокол №1 от 16.09.2013г.).

Заведующий кафедрой к.т.н. доцент А.Г. Филонов

№ п/п	Учебно-методическое обеспечение дисциплины
№ п/п	Наименование литературы	Наличие в учебном абонементе НТБ ( кол – во )	Наличие в электронной библиотеке
1	Основная литература Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. М.: Радио Софт, 2009. – 229 с.	11	Нет
2	Дополнительная литература Быстрицкий Г.Ф. Общая энергетика. М.: КНОРУС, 2010. – 296 с.	10	Нет

Директор НТБ _____________ М.В. Вареницина ____________
Рабочая программа дисциплины рассмотрена и одобрена на заседании методической комиссии факультета судостроения и энергетики.
Протокол № 58 от 19.09.2013 г.

Председатель Б.И. Пименов

методической комиссии
Согласовано

Заместитель начальника В.Е. Огнев

учебного управления

№_____»____»___________2013

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Рабочая программа дисциплины ФИЛОСОФИЯ Рабочая программа включает в себя определение целей освоения дисциплины; места дисциплины (модуля) в структуре ООП бакалавриата		Рабочая программа дисциплины Международное право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Международное право» подготовлена Яблоковым Е. К., старшим преподавателем кафедры общественных...
	Рабочая программа дисциплины Профессиональная этика (наименование... Рабочая программа учебной дисциплины «Профессиональная этика» подготовлена Слободян Л. Д. старшим преподавателем кафедры общественных...		Рабочая программа дисциплины финансовое право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Финансовое право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики
	Рабочая программа дисциплины парламентское право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Парламентское право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики		Рабочая программа дисциплины экологическое право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Экологическое право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики
	Рабочая программа дисциплины трудовое право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Трудовое право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики		Рабочая программа дисциплины гражданское право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Гражданское право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики
	Рабочая программа дисциплины коммерческое право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Коммерческое право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики		Рабочая программа дисциплины предпринимательское право (наименование... ...
	Рабочая программа дисциплины жилищное право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Жилищное право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики		Рабочая программа дисциплины избирательная система в РФ (наименование... ...
	Рабочая программа дисциплины уголовное право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Уголовное право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики		Рабочая программа дисциплины муниципальное право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Муниципальное право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики
	Рабочая программа дисциплины административное право (наименование... Рабочая программа учебной дисциплины «Административное право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики		Рабочая программа дисциплины семейное право (наименование дисциплины)... Рабочая программа учебной дисциплины «Семейное право» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики

Рабочая программа дисциплины

Похожие: