Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Департамент научно-технологической политики и образования
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Красноярский государственный аграрный университет»
ПРОГРАММА повышения квалификации профессорско-преподавательского состава высших учебных заведений, подведомственных Минсельхозу России
-
ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
| Объем учебной нагрузки 72 (час.)
Лекции
| 16
| Практические занятия
| 24
| Индивидуальные занятия с преподавателями
| 16
| Самостоятельные занятия
| 10
| Итоговая аттестация
| 6
| ВСЕГО
| 72
| Красноярск 2010
1. Цель и задачи 1.1. Целью преподавания дисциплины является формирование у слушателей курсов повышения квалификации теоретических знаний и практических навыков, необходимых для рационального использования возобновляемых источников энергии (солнечной энергии, энергии ветра, гидроэнергии, энергии биомассы и др.) в регионе. 1.2. Задачи изучения дисциплины.
В результате изучения дисциплины «Энергообеспечение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников энергии» слушатели должны
знать:
методики расчета ресурсов энергетики, базирующейся на возобновляемых источниках энергии (ресурсов солнечной энергетики, ветровой энергетики, микро- и малой гидроэнергетики, энергетики с использованием биомассы и др.).
принципы получения энергии (электрической, тепловой, механической) с помощью солнечных фотоэлектрических установок, систем солнечного горячего водоснабжения, ветро-, гидро-, биоэнергетических и др. установок;
теорию и методы расчета солнечных фотоэлектрических установок, систем солнечного горячего водоснабжения, ветро-, гидро-, биоэнергетических и др. установок, используемых для производства электроэнергии, тепловой энергии и выполнения механической работы;
инженерное применение теории для проектирования оптимальных конструкций узлов и оборудования;
экономически выгодные и экологически безопасные режимы эксплуатации фотоэлектрических установок, систем солнечного горячего водоснабжения, ветро-, гидро-, биоэнергетических и др. установок;
уметь:
решать задачи, связанные с проектированием, монтажом и эксплуатацией фотоэлектрических установок, систем солнечного горячего водоснабжения, ветро-, гидро-, биоэнергетических и др. установок;
решать вопросы комплексного применения установок, использующих возобновляемые источники энергии;
определять экономическую эффективность новых технических решений и применять их в производстве.
2. Разделы и перечень тем
№
п/п
| Разделы и перечень тем
| 1
| Состояние и перспективы использования возобновляемой энергетики в мире, России, регионе
| 2
| Солнечная энергетика
| 2.1
| Солнечное излучение на земле и в космосе
| 2.2
| Информационное обеспечение гелиоэнергетических расчетов и его особенности
| 2.3
| Методы расчета ресурсов солнечной энергетики
| 2.4
| Районирование территории Красноярского края, Сибири и России по ресурсам солнечной энергии
| 2.4
| Солнечные установки для систем тепло- и электроснабжения
| 2.5
| Технико-экономические расчеты солнечных установок для систем тепло- и электроснабжения
| 3
| Ветровая энергетика
| 3.1
| Основы ветроэнергетики
| 3.2
| Методы расчета ветроэнергетических ресурсов
| 3.3
| Районирование территории Красноярского края, Сибири и России по ресурсам ветровой энергии
| 3.4
| Энергетические характеристики и конструкции ветроустановок
| 3.5
| Технико-экономические расчеты ветроэнергетических установок для систем тепло- и электроснабжения
| 4
| Гидроэнергетика малых рек
| 4.1
| Методы расчета малых и микроГЭС
| 4.2.
| Энергетические характеристики и конструкции малых и микроГЭС
| 4.3
| Технико-экономические расчеты малых и микроГЭС автономных систем электроснабжения
| 5
| Энергия биомассы
| 5.1
| Методы расчета биогазовых установок
| 5.2
| Энергетические характеристики и конструкции биогазовых установок
| 5.3
| Технико-экономические расчеты биогазовых установок
| 6
| Геотермальная энергия
| 6.1
| Методы расчета геотермальных и петротермальных установок теплохладоснабжения
| 6.2
| Энергетические характеристики и конструкции геотермальных и петротермальных установок
| 6.3
| Технико-экономические расчеты геотермальных и петротермальных установок
| 3. Распределение времени по темам
№
п/п
| Разделы и перечень тем
| Лекции
| Прак-тичес-кие
| Инди-виду-альная
| Само-стоятель-ная
работа
| 1
| Состояние и перспективы использования возобновляемой энергетики в мире, России, регионе
| 1
|
|
|
| 2
| Солнечная энергетика
| 4
| 14
| 6
|
| 2.1
| Солнечное излучение на земле и в космосе
| 0,5
|
|
|
| 2.2
| Информационное обеспечение гелиоэнергетических расчетов и его особенности
| 0,5
|
|
|
| 2.3
| Методы расчета ресурсов солнечной энергетики
| 1
| 6
| 2
|
| 2.4
| Районирование территории Красноярского края, Сибири и России по ресурсам солнечной энергии
| 0,5
| 2
|
|
| 2.4
| Солнечные установки для систем тепло- и электроснабжения
| 1
| 6
| 4
|
| 2.5
| Технико-экономические расчеты солнечных установок для систем тепло- и электроснабжения
| 0,5
|
|
|
| 3
| Ветровая энергетика
| 3,5
| 6
| 4
|
| 3.1
| Основы ветроэнергетики
| 1
|
|
|
| 3.2
| Методы расчета ветроэнергетических ресурсов
| 0,5
| 2
| 2
|
| 3.3
| Районирование территории Красноярского края, Сибири и России по ресурсам ветровой энергии
| 0,5
|
|
|
| 3.4
| Энергетические характеристики и конструкции ветроустановок
| 1
| 4
| 2
|
| 3.5
| Технико-экономические расчеты ветроэнергетических установок для систем тепло- и электроснабжения
| 0,5
|
|
|
| 4
| Гидроэнергетика малых рек
| 2,5
| 2
| 2
|
| 4.1
| Методы расчета малых и микроГЭС
| 1
| 1
|
|
| 4.2.
| Энергетические характеристики и конструкции малых и микроГЭС
| 1
| 1
| 2
|
| 4.3
| Технико-экономические расчеты малых и микроГЭС автономных систем электроснабжения
| 0,5
|
|
|
| 5
| Энергия биомассы
| 2,5
| 2
| 2
|
| 5.1
| Методы расчета биогазовых установок
| 1
| 1
|
|
| 5.2
| Энергетические характеристики и конструкции биогазовых установок
| 1
| 1
| 2
|
| 5.3
| Технико-экономические расчеты биогазовых установок
| 0,5
|
|
|
| 6
| Геотермальная энергия
| 2,5
|
| 2
| 10
| 6.1
| Методы расчета геотермальных и петротермальных установок теплохладоснабжения
| 1
|
|
| 5
| 6.2
| Энергетические характеристики и конструкции геотермальных и петротермальных установок
| 1
|
| 2
| 5
| 6.3
| Технико-экономические расчеты геотермальных и петротермальных установок
| 0,5
|
|
|
|
|
Всего
| 16
| 24
| 16
| 10
|
|
Итоговая аттестация
|
|
|
|
6
|
|
Итого
|
72 час.
|
4. Практические занятия
№ п/п
| Содержание практического занятия
| Час.
| 1
| Расчет склонения солнца δ, часового угла солнца ω и продолжительности солнечного сияния в течение суток Тс в точке А с заданными координатами (φ, ψ) в рассматриваемые сутки года
| 2
| 2
| Расчет изменения мощности потока солнечной радиации в течение суток в точке А с заданными координатами (φ, ψ) – Rh(t) (Вт/м2) и потока СР за данные сутки - Эh(t) в кВт.ч и МДж/(м2.сут) на горизонтальную площадку
| 2
| 3
| Расчет и моделирование поля солнечной радиации на территории Красноярского края, республик Хакасия и Тыва
| 2
| 4
| Расчет и моделирование режимов системы солнечного горячего водоснабжения
| 2
| 5
| Изучение конструкции и исследование режимов системы солнечного горячего водоснабжения
| 2
| 6
| Расчет и моделирование режимов фотоэлектрической установки
| 2
| 7
| Изучение конструкции и исследование режимов фотоэлектрической установки
| 2
| 8
| Исследование режимов работы ветроэнергетических установок с учетом вероятности распределения скоростей ветра по градациям
| 2
| 9
| Ветроэнергетический комплекс ВП-3.72
| 2
| 10
| Ветроэлектрическая установка NW 22-150 NY
| 2
| 11
| Изучение конструкции и моделирование режимов микроГЭС с ортогональной турбиной
| 2
| 12
| Изучение конструкции и расчет биогазовой установки
| 2
|
5. Тематика и формы индивидуальной работы 1. Расчет и моделирование на ПЭВМ изменения мощности потока солнечной радиации в течение суток в точке А с координатами (φ, ψ) на территории Красноярского края, республик Хакасия и Тыва – Rh(t) (Вт/м2) и потока СР за данные сутки - Эh(t) в кВт.ч и МДж/(м2.сут) на горизонтальную площадку.
2. Расчет и моделирование на ПЭВМ солнечной фотоэлектрической станции для климатических условий Красноярского края, республик Хакасия и Тыва.
3. Исследование характеристик солнечной фотоэлектрической станции в научно-исследовательской лаборатории института энергетики и управления энергетическими ресурсами КрасГАУ.
4. Расчет и моделирование на ПЭВМ системы солнечного горячего водоснабжения для климатических условий Красноярского края, республик Хакасия и Тыва.
5. Исследование характеристик системы солнечного горячего водоснабжения в научно-исследовательской лаборатории института энергетики и управления энергетическими ресурсами КрасГАУ.
6. Расчет и моделирование на ПЭВМ ветроэнергетической установки для климатических условий Красноярского края, республик Хакасия и Тыва.
7. Расчет и моделирование на ПЭВМ биогазовой установки для условий Красноярского края.
8. Изучение на сайтах Интернет конструкций энергетических установок, использующих ВИЭ и их анализ.
9. Изучение на сайте Роспатента способов и устройств для энергообеспечения потребителей (в первую очередь – сельскохозяйственных), использующих ВИЭ и их анализ.
10. Изучение энергетических установок, конструкции КрасГАУ, использующих ВИЭ и их анализ.
6. Тематика и формы самостоятельной работы
№
п/п
| Тематика
| Форма
| 1
| Термотрансформаторные установки в системах солнечного, геотермального и петротермального теплохладоснабжения
| Реферат
| 2
| Компрессионные термотрансформаторные установки
| Реферат
| 3
| Абсорбционные термотрансформаторные установки
| Реферат
| 4
| Адсорбционные термотрансформаторные установки
| Реферат
| 5
| Тепловые аккумуляторы с твердым теплоаккумулирующим материалом
| Реферат
| 6
| Аккумуляторы тепловой энергии в водоносных горизонтах
| Реферат
| 7
| Аккумуляторы тепловой энергии в грунте
| Реферат
| 8
| Термохимические аккумуляторы энергии
| Реферат
| 9
| Электрохимические системы аккумулирования и превращения энергии
| Реферат
| 10
| Водородное аккумулирование энергии
| Реферат
|
7. Тематика итоговых работ 1. Расчет изменения максимальной суточной прямой солнечной радиации в течение года и потока солнечной радиации за год на горизонтальную площадку для условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
2. Расчет месячного и годового потока суммарной солнечной радиации на горизонтальную площадку по формуле Ангстрема для условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
3. Расчет среднемесячного потока солнечной радиации на наклонную площадку по методу Лю и Джордана для условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
4. Расчет оптимального угла установки приемника солнечной радиации в течение года для заданных положений его установки для условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
5. Расчет угла падения солнечного излучения для заданной ориентации приемника в точке с заданными координатами (для условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации).
6. Расчет основных энергетических характеристик солнечной фотоэлектрической установки с заданными техническими параметрами и вольтамперной характеристикой.
7. Расчет технического потенциала солнечной фотоэнергетики без использования концентраторов.
8. Расчет и моделирование на ПЭВМ солнечной фотоэлектрической станции для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
Технико-экономические показатели и обоснование целесообразности использования солнечной фотоэлектрической станции для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
9. Расчет и моделирование на ПЭВМ системы солнечного горячего водоснабжения для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
Технико-экономические показатели и обоснование целесообразности использования системы солнечного горячего водоснабжения для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
10. Расчет и моделирование на ПЭВМ ветроэнергетической установки для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
Технико-экономические показатели и обоснование целесообразности использования ветроэнергетической установки для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
11. Расчет и моделирование на ПЭВМ биогазовой установки для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации.
Технико-экономические показатели и обоснование целесообразности использования биогазовой установки для климатических условий местности, в которой проживает слушатель курсов повышения квалификации. 8. Учебно-методические материалы 1. Электронный учебно-методический комплекс «Гидроветро-энергетические установки».
2. Бастрон, А.В. Практикум по применению гидроветроэнергетических установок в сельском хозяйстве: Учеб. пособие / А.В. Бастрон, В.С. кульков, Н.Б. Михеева, А.В. Чебодаев; Под общ. ред. канд. техн. наук., доц. А.В. Бастрона. – Краснояр. гос. аграр. ун-т, 2004. – 196 с.
3. Бастрон, А.В. Использование ветроэнергетических установок в Красноярском крае, республиках Хакасия и Тыва для горячего водоснабжения усадебных домов (коттеджей): науч. практ. реком. / А.В. Бастрон, Н.Б. Михеева, Н.В. Цугленок, А.В. Чебодаев / Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2004 – 103 с.
4. Бастрон А.В., Беляков А.А., Судаев Е.М. Теоретические модели поля солнечной радиации и результаты исследований солнечного водонагревателя в климатических условиях Красноярского края // Вестник КрасГАУ. - Красноярск: Краснояр. гос. аграр. ун-т, 2008, №4, с. 245 – 254.
5. Амерханов Р.А., Бутузов В.А., Гарькавый К.А. Вопросы теории и инновационных решений при использовании гелиоэнергетических систем: монография. – М.: Энергоатомиздат, 2009. – 504 с.
6. Амерханов Р.А. Оптимизация сельскохозяйственных энергетических установок с использованием возобновляемых видов энергии. – М.: КолосС, 2003. – 532 с.
7. Лукутин Б.В. Возобновляемая энергетика в децентрализованном электроснабжении: монография / Б.В. Лукутин, О.А. Суржикова., Е.Б. Шандарова. – М.: Энергоатомиздат, 2008. – 231 с.
8. Методы расчета ресурсов возобновляемых источников энергии: учебное пособие/ А.А. Бурмистров, В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина и др.; под ред. В.И. Виссарионова. – М.: Издательский дом МЭИ, 2009. – 144 с.
9. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006611289. Квазипериодическая модель суммарной солнечной радиации/ А.А. Беляков, А.В. Бастрон, Е.М. Судаев и др. Зарегистрирована в Реестре программ для ЭВМ 17.04.2006 г.
10. Солнечная энергетика: учеб. пособие для вузов / В.И. Виссарионов, Г.В. Дерюгина, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин; под ред. В.И. Виссарионова. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. – 276 с.
11. Шерьязов С.К. Возобновляемые источники в системе энергоснабжения сельскохозяйственных потребителей: Монография. Челябинск, 2008. – 302 с.
12. Меновщиков Ю.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Учебное пособие / Ю.А. Меновщиков, Л.В. Куликова; Алт. гос. техн. ун-т. – Новосибирск, 2007. – 356 с.
Программу составил
___________________ А.В. Бастрон, к.т.н., доцент,
зав. кафедрой электроснабжения сельского хозяйства
|