Проектирование солнечных и ветровых электростанций

Beschreibung: Курс формирует у студентов способность анализировать принципы проектирования солнечных и ветровых электростанций, оценивать технико-экономические параметры и разрабатывать проектные решения, соответствующие современным стандартам и нормативным требованиям. Охватывает теоретические основы и практические навыки проектирования солнечных и ветровых электростанций, включая выбор и расчёт оборудования, разработку схем подключения, систем защиты и управления, а также технико-экономическое обоснование проектных решений. В результате студент будет способен проектировать солнечные и ветровые электростанции, включая выбор и расчёт оборудования, разработку проектной документации и технико-экономическое обоснование решений, соответствующих нормативным требованиям

Betrag der Credits: 5

Пререквизиты:

• Электрические сети и системы

Arbeitsintensität der Disziplin:

Komponente: Компонент по выбору

Zyklus: Базовые дисциплины

Цель

• 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.

Задача

• -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.

Результат обучения: знание и понимание

• - 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.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• - 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.

Результат обучения: формирование суждений

• - 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.

Результат обучения: коммуникативные способности

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

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• 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

Lehrmethoden

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.

Темы лекционных занятий

• Общие сведения о ресурсах невозобновляемых и возобновляемых источников энергии. Ресурсы невозобновляемых источников энергии. Ресурсы возобновляемых источников энергии: потенциальные, технические, экономические
• Преобразование солнечной энергии в тепловую. Расчеты теплового баланса. Принцип действия и основные типы СЭУ. Тепловые коллекторы. Солнечные пруды. Солнечные отопительные системы. Солнечные сушилки, кондиционеры, опреснительные установки. Термодинамические солнечные электростанции. Термодинамические СЭС башенного и модульного типа
• Методы преобразования солнечной энергии в электрическую. Прямое преобразование солнечной энергии в электрическую. Фотоэлементы и их энергетические характеристики. Концентраторы солнечной энергии и их расчет. Гелиостаты. Системы слежения за Солнцем и управления гелиостатами.
• Космические солнечные электростанции и методы передачи энергии от них на Землю. Космические солнечные электростанции. Проблемы их создания и эксплуатации. Методы передачи энергии от космических СЭС на Землю. Энергетические характеристики оборудования системы передачи энергии на Землю.
• Основные принципы использования солнечной энергии для электроснабжения централизованных потребителей. Использование наземных и космических СЭС для энергоснабже­ния централизованных потребителей электроэнергии. Режимы работы ГЭС в течение суток и года.Основные принципы использования СЭУ для электроснабжения и теплоснабжения автономных потребителей с учетом и без учета накопи­телей энергии. Комбинированные СЭУ.
• Этапы проектирования СЭС. Проектирование СЭУ и СЭС. Постановка задачи, показатели качества и критерии оптимальности. Основные системы СЭУ их энерге­тические и технические характеристики. Этапы проектирования СЭУ и СЭС. Выбор и обоснование участков строительства с учетом рыночных отношении и социально-экологических факторов. Выбор и обоснование типа СЭС, ее основных параметров и показателей. Учет особенностей проектных режимов СЭУ и СЭС для энергоснабжения автономных и централизованных потребителей. Проектирование комбинированных СЭУ.
• Надежность и экономичность функционирования СЭС. Особенности эксплуатации различных типов наземных и косми­ческих СЭС. Надежность их функционирования. Технико-экономические показатели эксплуатации СЭУ и СЭС.
• Ветроэнергетические ресурсы и их использование. Основные категории энергопотенциала. Современное состояние использования энергии ветра и перспективы. Основные направления применения ветроэнергетических устано­вок (ВЭУ) и ветроэлектростанций (ВЭС): перекачка жидкости, сжатие воздуха. Получение тепловой или электрической энергии. Комбиниро­ванные ВЭУ. Принципы действия и основные типы ВЭУ. Основные принципы использования ВЭУ для электроснабже­ния автономных потребителей с учетом и без учета накопителей энер­гии. Требования потребителей к режиму ВЭУ. Исходная информация и ее особенности.
• Режимы работы ВЭС в энергосистеме и на автономного потребителя. Использование ВЭУ и ВЭС для энергоснабжения централизованных потребителей электроэнергии. Показатели качества и критерии оптимальности. Оптимальные режимы ВЭУ и ВЭС в энергосистеме. Исходная информация и ее особенности
• Этапы проектирования ВЭУ и ВЭС. Проектирование ВЭУ и ВЭС. Постановка задачи, показатели ка­чества и критерии оптимальности. Основные системы ВЭУ, их характе­ристики. Этапы проектирования ВЭУ и ВЭС. Выбор и обоснование участ­ков строительства с учетом рыночных отношений и социально-экологических факторов.
• Особенности эксплуатации различных типов ВЭУ и ВЭС. Выбор и обоснование типов ВЭУ, их основных энергетических параметров и показателей с учетом и без учета традиционных электростанций (ГЭС, ТЭС, АЭС) и энергоустановок на базе использования других возобновляемых источников энергии. Учет особенностей проектных расчетов ВЭУ и ВЭС для энергоснабжения автономных и централизован­ных потребителей.
• Энергокомплексы на основе возобновляемых и невозобновляемых источников энергии Особенности задач проектирования и эксплуатации энергокомплексов, использующих разные виды энергоустановок нетрадиционной и возобновляемой энергетики. Технико-экономические показатели энергокомплексов.
• Использование энергии волн. Расчет мощности и энергии волновой электростанции. Типы волновых электростанций. Использование морских и океанических течений. Расчет мощности и энергии морского течения. Типы электростанций.

Основная литература

• 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.

Дополнительная литература

• 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.