Возобновляемая энергетика

Цели и задачи дисциплины

Целью дисциплины является подготовка преподавателя-исследователя, способного решать технические вопросы и задачи, связанные с использованием альтернативных и возобновляемых источников энергии. Задачи дисциплины: – научить студентов разбираться в физике процессов и явлений, приводящих к появлению возобновляемых потоков энергии (солнечной, ветровой, биомассы, теплоты земли и т.п.); - изучить конструкции устройств, преобразующих возобновляемые потоки энергии в механическую, тепловую и электрическую энергии; - научиться грамотно прогнозировать и исследовать энергетический потенциал конкретного региона с целью использования возобновляемых источников для получения энергии; - уметь рассчитать экономическую эффективность использования возобновляемых источников энергии для энергоснабжения потребителей.

Краткое содержание дисциплины

Содержанием дисциплины предусмотрено изучение основных источников энергии на Земле, классификация энергоресурсов. Рассматриваются в сравнении возобновляемые и невозобновляемые источники энергии, потенциал энергоресурсов, виды, преимущества и недостатки ВИЭ. В разделе "Солнечная энергетика" изучаются: спектр и потери солнечного излучения, распределение солнечной радиации, прямая, диффузная, суммарная радиация. Способы определения интенсивности солнечного излучения. Преобразование солнечной энергии. Применение СЭ для получения тепла и электрической энергии. Изучается ветер как источник возобновляемой энергии. Годовой и суточный ход ветра. Ветроэнергетический кадастр. Основы теории ветроэнергетических установок. Геометрия ветроколеса. Ветроэнергетический потенциал страны. Ветроэнергетические установки. Малая гидроэнергетика. Круговорот воды в природе. Общие данные по гидропотенциалу планеты и Челябинской области. Гидрологическое и энергетическое определение малых рек. Сток реки. Гидрологические расчеты. Метод линейного учета. Основные характеристики реки: мощность, напор, расход. Равнинные и горные реки. Малые гидроэлектростанции. Выбор типа турбины для малой ГЭС. Рукавная ГЭС. Расчет гирляндной ГЭС, выбор оборудования. Энергия мирового океана. Энергия приливов и отливов. Особенности преобразования энергии. Оценка ресурсов (потенциала) приливной энергии. Схема приливной электростанции (ПЭС). Расчет мощности ПЭС. Энергия волн и морских течений. Геотермальная энергия. Низкопотенциальное тепло. Естественные и искусственные источники низкопотенциальной энергии. Цикл Карно. Тепловые насосы. Биоэнергетика. Общие данные по биомассе. Особенности биомассы как источника энергии. Упрощенный углеродный цикл. Методы получения энергии. Энергетический потенциал биомассы в России и Челябинской области.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Выпускник должен обладать: