Design of solar and wind power plants

Description: The features of design and operation tasks of the main types of solar and wind power plants are considered. The functional principles of designing design, technological, and project documentation for the construction, installation, and adjustment of solar and wind power plants are given. Students are trained in methods of calculating energy structures, auxiliary equipment, and the design of process diagrams, and gain experience in installation, adjustment, testing, and commissioning of solar and wind power plants.

Amount of credits: 6

Пререквизиты:

• Electric Power Lines and Systems

Course Workload:

Component: Component by selection

Cycle: Base disciplines

Goal

• Проектирование солнечных и ветровых электростанций является развитие компетенций в области понимания режимных свойств объектов электроэнергетики и использования их при управлении, эксплуатации, проектировании установок на основе возобновляемых источников энергии.

Objective

• -обеспечить необходимый объем знаний основных принципов проектирования, строительства и эксплуатации солнечных и ветровых электростанций; -дать информацию о составе основных сооружений и оборудования, методах расчета их параметров и режимах работы, принципах эксплуатации и основных мерах по обеспечению безопасности энергетических объектов. -научить принимать и обосновывать расчетами конкретные технические решения при последующем выборе параметров для конструирования элементов солнечных и ветровых электростанций.

Learning outcome: knowledge and understanding

• - методологию изучения и методы исследования режимных свойств энергетических установок и систем; - способы и средства решения задач эксплуатации и проектирования установок на основе ВИЭ; - виды и способы планирования исследований и представления их результатов, анализа надежности и экономичности эксплуатации энергетических установок в электроэнергетической системе.

Learning outcome: applying knowledge and understanding

• - находить решения нестандартных задач эксплуатации и проектирования; - использовать современные и перспективные компьютерные и информационные технологии; - применять методы анализа вариантов, разработки и поиска компромисса при решении задач многокритериальной оптимизации; - самостоятельно решать практические задачи анализа режима работы энергетических установок в электроэнергетических системах.

Learning outcome: formation of judgments

• - навыками самостоятельной постановки и решения задач планирования, анализа и оценки режимов работы энергетических установок; - готовностью использовать методы анализа вариантов проектирования и эксплуатации солнечных и ветровых электростанций.

Learning outcome: communicative abilities

• Быть способным производить расчеты устойчивости и переходных режимов по электрическим схемам станций и подстанций, обосновывать выбор электроэнергетических и электротехнических проектных расчетов

Learning outcome: learning skills or learning abilities

• бладать готовностью к планированию и участию в проведении плановых испытаний и ремонтов оборудования станций и подстанций, монтажных, наладочных и пусковых работ, в том числе, при освоении нового оборудования и (или) технологических процессов

Teaching methods

В условиях кредитной технологии обучения занятия должны проводиться преимущественно в активных и творческих формах. В числе эффективных педагогических методик и технологий, способствующих вовлечению обучающихся в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения задач, следует выделить:  технология проблемно- и проектно-ориентированного обучения;  технологии учебно-исследовательской деятельности;  коммуникативные технологии (дискуссия, пресс-конференция, мозговой штурм, учебные дебаты и другие активные формы и методы);  метод кейсов (анализ ситуации);  игровые технологии, в рамках которых обучающиеся участвуют в деловых, ролевых, имитационных играх;  информационно-коммуникационные (в том числе дистанционные образовательные) технологии.

Topics of lectures

• Общие сведения о ресурсах невозобновляемых и возобновляемых источников энергии
• Преобразование солнечной энергии в тепловую
• Методы преобразования солнечной энергии в электрическую
• Космические солнечные электростанции и методы передачи энергии от них на Землю
• Основные принципы использования солнечной энергии для электроснабжения централизованных потребителей
• Этапы проектирования СЭС
• Надежность и экономичность функционирования СЭС
• Ветроэнергетические ресурсы и их использование
• Режимы работы ВЭС в энергосистеме и на автономного потребителя
• Этапы проектирования ВЭУ и ВЭС
• Особенности эксплуатации различных типов ВЭУ и ВЭС
• Энергокомплексы на основе возобновляемых и невозобновляемых источников энергии Особенности задач проектирования и эксплуатации энергокомплексов, использующих разные виды энергоустановок нетрадиционной и возобновляемой энергетики
• Использование энергии волн

Key reading

• 1. Расчет ресурсов ветровой энергетики / В.И. Виссарионов. В.А. Куз­нецова, Н.К. Малинин, Г.В. Дерюгина, Д.Э. Шван. - М: Изд-во МЭИ, 1997.-32 с. 2. Расчет ресурсов солнечной энергетики / В.И. Виссарионов, В.А. Кузнецова, Н.К. Малинин, СВ. Кривенкова. - М.: Изд-во МЭИ. 1998.-36 с. 3. Методы расчета ресурсов возобновляемых источников энергии» Учебное пособие для вузов/ В.И.Виссарионов. Г.В.Дерюгина и др. - М: изд. дом МЭИ, 2007. 4. 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. 5. Виссарионов В.И.. Матвиенко Н.И. Лабораторная работа №1. "Ис­следование вольт-амперной характеристики преобразователя энер­гии". -М.: Изд-во МЭИ, 1999. 6. Виссарионов В.И.. Матвиенко Н.И. Лабораторная работа №2. "Ис­следование эксплуатационных характеристик ветроагрегата". М.: Изд-во МЭИ, 2002.

Further reading

• 1. Использование водной энергии: Учебник для вузов / пол ред. - 4-е изд. перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 19с: ил. 2. Твайделл Дж.. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ.-М.:Энергоатомиздат. 1990.-392 с. 3. Водноэнергетические и водохозяйственные расчеты. , , - М.: Изд-во МЭИ, 2001. 4. Методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию по специальности "Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии". Технико-экономические характеристики ветроэнергетики (справочные материалы) / Под ред. . - М.: Изд-во МЭИ, 1997. 5. Методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию по специальности "Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии". Технико-экономические характеристики солнечной энерге­тики на основе фотоэлектрических установок (справочные материалы) / Под ред. . - М.: Изд-во МЭИ,1997.