Спецкурс по физическим основам ВИЭ

Beschreibung: Дисциплина формирует у студентов глубокое понимание физических процессов, происходящих в установках на базе нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, и подготовить их к формулированию технико-экономических требований при проектировании таких систем. Курс охватывает теоретические основы функционирования установок на базе ВИЭ, включая солнечные, ветровые, геотермальные и другие источники энергии, с акцентом на физические процессы преобразования энергии и методы расчёта параметров оборудования. В результате студент будет компетентен в области нетрадиционных и возобновляемых источников энергии и обладать навыками формулирования основных технико-экономических требований к проектируемым устройствам и системам.

Betrag der Credits: 5

Пререквизиты:

• Введение в инженерное образование

Arbeitsintensität der Disziplin:

Komponente: Компонент по выбору

Zyklus: Базовые дисциплины

Цель

• Дать студентам ясное понимание физической сущности возникновения явлений, связанных с возобновляемыми источниками энергии; научить их анализировать и правильно оценивать различные ситуации, возникающие при постановке задач, связанных с практическим использованием возобновляемых источников энергии

Результат обучения: знание и понимание

Lehrmethoden

в условиях кредитной технологии обучения занятия должны проводиться преимущественно в активных и творческих формах. Среди эффективных педагогических приемов и технологий, способствующих вовлечению студентов в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения проблем, следует выделить: - технологии 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 case study (анализ ситуаций); - игровые технологии, при которых студенты участвуют в деловых, ролевых, имитационных играх; - информационно-коммуникационные (в том числе дистанционные) технологии.

Темы лекционных занятий

• Гидрометеорологическая служба. Основные метеорологические элементы. Определение метеорологии. Связь метеорологии с другими науками. Практическое значение метеорологии.
• Общая характеристика методов исследования, применяемых в метеорологии. Основные метеорологические элементы.
• Метеорологические наблюдения. Организация метеорологических наблюдений в Республике Казахстан. Метеорология и контроль состояния природной среды.
• Солнце – источник энергии в атмосфере и на земной поверхности. Солнце. Потоки лучистой энергии в атмосфере и на земной поверхности. Основные сведения и законы лучистой энергии. Состав и строение атмосферы. Методы измерения лучистой энергии в атмосфере.
• Солнечная активность. Спектр солнечной радиации. Количественные характеристики ослабления солнечной радиации атмосферой. Прямая и рассеянная радиация.
• Солнечная постоянная. Методы ее определения. Её изменения во времени. Длинноволновое излучение земной поверхности и атмосферы. Радиационный баланс системы Земля-атмосфера.
• Использование солнечной энергии и актинометрических данных для технических целей в энергетике. Расчет солнечных энергоустановок.
• Вода. Испарение и конденсация водяного пара. Энергия течений вод.Основные характеристики воды. Испарение. Образование ледяных кристалликов и снежинок. Туман и облака и их свойства. Виды осадков и их классификация. Комплексное использование водных ресурсов.
• Влагооборот в природе. Водные ресурсы. Характеристика стока рек. Моделирование речного стока. Качество воды. Водопотребители и водопользователи. Водноэнергетические ресурсы. Влияние хозяйственной деятельности на речной сток.
• Воздушные течения в атмосфере. Ветер у земной поверхности и его использование. Возникновение воздушных течений в атмосфере. Понятие о силах, действующих на движущийся воздух. Ветер и барическое поле.
• Энергия атмосферных движений. Местные циркуляции. Бризы. Горнодолинные ветры.Использование энергии ветра, ветроэнергетические установки.
• Неравновесные системы. Принципы формирования природнотехнических систем. Экологические основы ВИЭ. Неравновесные системы. Принципы формирования природнотехнических систем. Термо- и пьезоэлектрические эффекты. Осмос, осмотические станции.
• Основы экологии. Экология водоемов и водотоков
• Циклы в биосфере. Трофическая цепь. Методы переработки и использования отходов.

Основная литература

• 1. Мамаев Н. И., Бабаев Б. Д. Физические основы использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Учебное пособие. Махачкала: ИПЦ ДГУ, 2016.-116 с. 2. Гуральник И. И., Дубинский Г. П., Ларин В. В. и др. Метеорология. СПб: 2022.- 440 с. 3. Бабаев Б. Д. Ресурсы возобновляемых источников энергии Республики Дагестан: Учебно-справочное пособие. Махачкала: Изд-во «Радуга», 2020.-102 с. 4. Поток энергии Солнца и его изменения/ Под ред. О. Уайта, пер. Г. М. Никольского. М.: изд. Мир. 2020, 559 с. 5. Да Роза, А.В. Возобновляемые источники энергии: Физико-технические основы: [учеб. пособие]/да Роза, Альдо В.; пер. с англ. под ред. С.П.Малышенко, О.С.Попеля. - Долгопрудный; М.: Интеллект; ИД МЭИ, 2020. - 702 с. 6. Яковлев, С.В. Комплексное использование водных ресурсов: [учеб.пособие] / Яковлев, Сергей Васильевич, И. Г. Губий. - Изд. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2018. - 382 с. 7. Алхасов А.Б. Возобновляемые источники энергии [Электронный ресурс]:учебное пособие / А.Б. Алхасов. — Электрон. текстовые данные. — М.:Издательский дом МЭИ, 2018. — 271 c.