Нетрадиційні та поновлювальні джерела енергії

Спеціальність: Теплоенергетика
Код дисципліни: 6.144.00.O.044
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Теплоенергетика, теплові та атомні електричні станції
Лектор: доцент, к.фіз.-мат.н. Кузик Мирон Петрович
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: 2.1. Мета вивчення навчальної дисципліни Надання знань студентам в галузі нетрадиційних та поновлювальнихчення джерел енергії, що забезпечує засвоєння студентами відомостями про основні види нетрадиційних та поновлювальних джерел енергії та установки для їх використання. В результаті вивчення дисципліни студенти повинні освоїти особли-вості роботи установок з поновлювальних джерел енергії, пристроїв її акумулювання, специфіки їх проектування, експлуатації і набуття навичок до практичного застосування таких методів в народному господарстві України.
Завдання: 2.2. Завдання навчальної дисципліни Внаслідок вивчення навчальної дисципліни студент повинен продемонст-ру вати такі результати навчання: 1. Забезпечення базової і професійної підготовки щодо експлуатації механічного, теплоенергетичного обладнання на об’єктах нетрадиційної та поновлювальної енергетики, що включає знання їх принципових теплових схем 2. Навчання методам розрахунку енергетичного обладнання на об’єктах нетрадиційної енергетики. Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей: загальних: • базові знання в галузі теплоенергетичної інженерії, необхідні для освоєння професійно-орієнтованих дисциплін; • здатність до аналізу та синтезу; • здатність здійснювати пошук та аналізувати інформацію з різних дже-рел; • мати дослідницькі навички; • креативність, здатність до системного мислення; фахових: • базові знання наукових понять, теорій і методів, необхідних для розуміння принципів роботи та функціонального призначення теплоенергетичних систем та їх устаткування; • базові знання технічних характеристик, конструктивних особливостей, призначення і правил експлуатації теплоенергетичного устаткування та обладнання; • знання сучасних технологічних процесів та систем технологічної підготовки виробництва; • здатність використовувати та впроваджувати нові технології, брати участь в модернізації та реконструкції обладнання, пристроїв, систем та комплексів, зокрема з метою підвищення їх енергоефективності; • уміння досліджувати проблему та визначати обмеження, у тому числі зумовлені проблемами сталого розвитку, впливу на навколишнє середовище та безпеку життєдіяльності; Результати вивчення даної дисципліни деталізують такі програмні ре-зультати навчання Знання : • здатність продемонструвати знання і розуміння фізичних принципів, що лежать в основі енергетичних процесів планетарного характеру - сонячна радіація, вітер, рух води, біоенергетика, фотосинтез - , а також принципів перетворення енергій. • здатність продемонструвати розуміння впливу технічних рішень в області енергетики в суспільному, економічному, соціальному і екологічному аспектах; Уміння: • системно мислити та застосовувати творчі здібності до формування принципово нових ідей використання та перетворення енергій; • застосовувати знання і розуміння для ідентифікації, формулювання і вирішення технічних задач спеціальності, використовуючи відомі методи; • застосовувати знання технічних характеристик, конструкційних особливостей, призначення і правил експлуатації устаткування та обладнання для вирішення технічних задач спеціальності;
Результати навчання: У результаті вивчення модуля студент повинен: – знати принципи дії і будову установок для утилізації сонячної енергії, вітроенергетичних агрегатів, малих гідростанцій, пристроїв для використання геотермальної енергії, біоенергетичних установок; – уміти підбирати обладнання та розраховувати теплові схеми по використанню поновлювальних джерел Знання : • здатність продемонструвати знання і розуміння фізичних принципів, що лежать в основі енергетичних процесів планетарного характеру - сонячна радіація, вітер, рух води, біоенергетика, фотосинтез - , а також принципів перетворення енергій. • здатність продемонструвати розуміння впливу технічних рішень в області енергетики в суспільному, економічному, соціальному і екологічному аспектах; Уміння: • системно мислити та застосовувати творчі здібності до формування принципово нових ідей використання та перетворення енергій; • застосовувати знання і розуміння для ідентифікації, формулювання і вирішення технічних задач спеціальності, використовуючи відомі методи; • застосовувати знання технічних характеристик, конструкційних особливостей, призначення і правил експлуатації устаткування та обладнання для вирішення технічних задач спеціальності;
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: –пререквізити:Вища математика, Фізика, Хімія, Гідрогазодинаміка – кореквізити: – Технічна термодинаміка, Тепломасообмін
Короткий зміст навчальної програми: Види енергії , їх потенціал. Класифікація поновлювальних джерел енергії та їх характеристики. Енергетичні ресурси сонячної радіації. Активні та пасивні системи використання сонячної енергії, конструктивні особливості, розрахунок. Конструкції сонячних колекторів. Перетворення енергії Сонця в електричну. Вітрові енергетичні ресурси України. Характеристика вітрового потоку. Технологія використання вітрової енергії. Класифікація , схеми та конструкції ВЕУ. Конструкції вітрових коліс. Розрахункові співвідношення. Використання біомаси для виробництва енергії та способи переробки органічної маси. Спалювання , піроліз та газифікація твердого палива. Установки для піролізу і газифікації. Біологічний процес перероблення органічної маси. Конструкції установок для виробництва біогазу. Енергетичний потенціал малих рік України та основні принципи використання енергії води. Класифікація ГЕС. Будова гідротурбін. Розрахункові співвідношення. Тепло Землі. Установки та схеми геотермального теплопостачання. Геотермальна електроенергетика .
Опис: Тема 1.Вступ. Види енергії , їх потенціал. Класифікація поновлювальних джерел енергії та їх характеристики. Сонячна енергетика. Енергетичні ресурси сонячної радіації, її характеристика і розрахунок. Пасивні системи використання сонячної енергії, конструк-тивні особливості, розрахунок. Активні системи, їх схеми та особливості роботи. Конструкції сонячних колекторів, їх розрахунок та показники роботи. Концентратори сонячної енергії. Перетворення енергії Сонця в електричну. Сонячні електростанції. Геліотехнічні системи в народному господарстві. Сонячні елементи на основі n-p переходу в напівпровідникових матеріалах. Тема 2. Енергія вітру Вітрові енергетичні ресурси України, потенціал, можливості. Характеристика вітрового потоку. Технологія використання вітрової енергії. Ккд вітротурбіни. Критерій Бетца. Лобовий опір. Класифікація , схеми та конструкції ВЕУ. Конструкції вітрових коліс. Розрахункові співвідношення. Тема 3.Гідроенергетика Енергетичний потенціал малих рік України та основні принципи використання енергії води. Класифікація ГЕС. Дериваційні ГЕС. Будова гідротурбін. Розрахункові спів-відношення. Керування роботою міні та мікро-ГЕС. Обладнання міні та мікро-ГЕС. Екологічні проблеми при створенні водосховищ малих ГЕС. Тема 4. Біологічна маса – джерело енергії. Використання біомаси для виробництва енергії, її особли-вості, джерела. Способи переробки органічної маси. Спалювання, піроліз та газифікація твердого палива. Установки для піролізу і газофікації, фактори , які впливають на ці процеси. Біологічний процес перероблення органічної маси. Умови протікання процесу і його основні стадії. Конструкції установок для виробництва біогазу, їх основні елементи та особливості роботи. Тема 5. Біодизельне пальне. Способи отримання біодизельного палива.Сировинна база в Україні. Характеристики біодизельного палива. Тема 6. Воднева енергетика. Водень як унікальне паливо майбутнього. Методи отримання водню. Методи зберігання та транспортування водню. Металогідриди. Пристрої для перетворення енергії водню в механічну та електричну енергії. Паливні елементи. Проблеми використання водню. Тема 7.Геотермальна енергія. Тепло Землі та його особливості. Геотермальні райони. Геотермальні джерела. Установки та схеми геотермаль-ного теплопостачання житлових і промислових будинків. Геотермальна електроенергетика і її економічна ефектив-ність. Основні схеми геотермальних ТЕС. Проблеми при використанні геотермального тепла. Тема 8. Накопичувачі енергії Особливості накопичувачів енергії та їх класифікація. Теплові акумулятори, схеми, конструкції, характерис-тики. Пароводяні акумулятори. Сонячні ставки. Тема 9. Екологічні проблеми використання нетрадиційних та поновлюваних джерел енергії
Методи та критерії оцінювання: Діагностика знань студентів здійснюється за допомогою усного опитування на практичних та лабораторних заняттях, самостійних робіт, а також за допомогою тестування на базі ЕНМК по даній дисципліні.
Критерії оцінювання результатів навчання: Максимальна оцінка в балах . Поточний контроль (ПК) -30. Екзаменаційний контроль -70. Разом за дисципліну - 100. Робота на практичних заняттях-10. Робота на лабораторних заняттях - 10. Розрахунково-графічна робота -10. Разом за ПК - 30. Письмова компонента на екзаменаційному контролі -50, усна компонента - 20.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: • Дудюк Д.Л., Мазепа С.С., Гнатишин Я.М. Нетрадиційна енергетика: основи теорії та задачі. Навчальний посібник. – Львів.: ПП « Магнолія 2006», 2008.- 188 с. • Дикий М.О. Поновлювальні джерела енергії.-К.: Вища школа, 1993. – 351 с. • Мисак Й.С., Озарків І.М.та ін. Нетрадиційні джерела енергії. Теорія і практика : Монографія.- НВФ «Українські технології», 2013.- 356 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).