Агроинженерия» Электротехнологии и

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Рабочая программа дисциплины (модуля)
Научные основы разработки и эксплуатации нетрадиционных и возобновляемых источников энергии
Направление подготовки 110800 «Агроинженерия»
Профиль: Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве
Квалификация (степень) магистр
Форма обучения очная
Орел-2012 г
Составитель: зав. кафедрой, к.т.н., Виноградов А.В.
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
_________________
« »
2012г.
Рецензент: доцент, к.т.н., Чернышов В.А._____________________________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
« »
2012г.
Программа разработана в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки 110800 «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве»
Программа обсуждена на заседании кафедры «Электроснабжение»
________________________________________________________________
Зав. кафедрой доцент, к.т.н. Виноградов А.В.
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
« » _____2012г.
Лист согласования рабочей программы
Декан к.т.н. Коношин И.В.________________________________________
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
«__» _______20__г.
Программа принята учебно-методической комиссией по направлению подготовки 110800 «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве» протокол №____________________
(направление)
Председатель учебно-методической комиссии по направлению подготовки
Коренев В.Н., к.т.н.______________________________________________
(ФИО, ученая степень, ученое звание) «__» ________20__г.
Заведующий выпускающей кафедрой доцент, к.т.н. Виноградов А.В._____
(ФИО, ученая степень, ученое звание)
«__» _______20__г.
Директор научной библиотеки Ишханова Е.В._________________________
(ФИО)
«__» __________20__г.
Оглавление
Введение
1. Цели освоения дисциплины …………………………..………………………5
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата,
специалитета, магистратуры…………………………………………………..…5
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате
освоения дисциплины..…………………………………………………………..6
4. Объем дисциплины и виды учебной работы ……………………………..….7
5.Содержание дисциплины ……………………………………….......................8
5.1. Содержание модулей и разделов дисциплины ..………………….….8
5.2. Разделы дисциплин и виды занятий ……………….….....…………..13
5.3 Самостоятельная работа студентов...………………………………....14
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
Промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебнометодическое обеспечение самостоятельной работы студентов ……………14
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
(модуля) …………………………………………………………………………16
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля) ……..…..18
Введение
Студенту начисляются баллы за работу по предмету.
Лекции:
Посещение одной лекции (2 часа) – 1 балл
Посещение всех лекций (20 ч) - 20 баллов
Активность на лекциях, участие в дискуссии (по итогам) – 3 балла
Доклад-презентация – 4 балла.
Эссе – 15 баллов.
Лабораторные занятия:
Выполнение работы на занятии (4 часа) – 2 балла
Выполнение всех работ (28 ч) - 14 баллов
Защита одной работы в соответствии с графиком – 3 балла
Защита работ в соответствии с графиком (по итогам) – 21 баллов
Курсовой проект или РГР:
Выполнение разделов согласно графика – 20 баллов (1 этап – 8 баллов, 2 этап – 8 баллов, 3 этап – 4 балла)
Защита, согласно графика – 20 баллов
Защита в течение недели после окончания защиты по графику – 10
баллов
Защите позже недели после окончания защиты по графику – 5 баллов
Общественная работа:15 баллов.
Цели освоения дисциплины - формирование у будущих специалистов системы знаний и практических навыков, необходимых для решения задач в
области разработки и эксплуатации нетрадиционных и возобновляемых источников энергии (НВИЭ). В результате изучения дисциплины магистрант
должен знать: основные нормативные документы по предмету, научные основы проектирования, технологии изготовления, монтажа и эксплуатации
НВИЭ. Студент должен уметь: решать практические задачи, касающиеся выбора типа НВИЭ, расчета мощности, количества, места установки НВИЭ, их
монтажа, пуско-наладки и эксплуатации.
2. Место дисциплины в структуре ООП.
Курс адресован студентам 1 курса очного отделения направления
110800 «Агроинженерия», профиль «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве».
Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла. Для
изучения курса требуется знание: высшей математики, физики, физических
основ электротехники, моделирование в агроинженерии, оптимизация технологических процессов, современные проблемы науки и производства в агроинженерии.
В свою очередь, данный курс, помимо самостоятельного значения, является предшествующей дисциплиной для курса: научные основы эксплуатации объектов энергетики АПК, энергосбережение в энергетике АПК, современные проблемы автоматизации АПК.
Таблица 1 - Взаимосвязь учебной дисциплины с другими учебными дисциплинами
Предшествующая
Разделы
Последующая
дисциплина
дисциплины
дисциплина
наименование
разделы
наименование
разделы
Моделирование Моделирование Основы пров агроинжене- систем энерго- изводства, перии
обеспечения
редачи,
распределения
э.э.
Научные основы Все разделы
эксплуатации
объектов энергетики АПК
Оптимизация
технологических процессов
Энергосбереже- Организация
ние в электро- труда в электэнергетике
роустановках.
Оптимизация
Все разделы
систем энергообеспечения
Современные
Проблемы
проблемы
энергообеспенауки и произ- чения АПК
водства в агроинженерии
Все разделы
Современные
Применение
проблемы авто- э.э. в с.х.
матизации АПК
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
общекультурные:
– способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке
цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
- способность находить организационно-управленческие решения в нестандартных условиях и в условиях различных мнений и готовность нести за них
ответственность (ОК-4);
- способность в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, готовность приобретать новые знания, использовать различные средства и технологии обучения (ОК-6);
– готовность к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений
в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
способностью научно анализировать социально значимые проблемы и процессы, готовностью использовать на практике методы гуманитарных, социальных и экономических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-10).
профессиональные:
- способность проводить и оценивать результаты измерений;
производственно-технологическая деятельность:
- готовность к профессиональной эксплуатации машин и технологического
оборудования для производства, хранения и первичной переработке сельскохозяйственной продукции;
- способность использовать типовые технологии технического обслуживания, ремонта и восстановления изношенных деталей электрооборудования;
организационно-управленческая деятельность:
- способность анализировать технологический процесс как объект контроля и
управления;
научно-исследовательская деятельность:
- готовность изучать и использовать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования;
- готовность к обработке результатов экспериментальных исследований;
проектная деятельность:
- способность осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и
проектирования;
- готовность к участию в проектировании систем.
В результате изучения дисциплины обучающиеся должны:
Знать основные нормативные документы по предмету, научные основы проектирования, технологии изготовления, монтажа и эксплуатации НВИЭ.
Уметь решать практические задачи, касающиеся выбора типа НВИЭ, расчета
мощности, количества, места установки НВИЭ, их монтажа, пуско-наладки и
эксплуатации.
Владеть навыками проектирования разработки и эксплуатации НВИЭ.
4. Объем дисциплины и виды учебой работы.
Общая трудоемкость дисциплины очного отделения полного обучения составляет 2 зачетных единицы.
Очное отделение полное обучение
Виды учебной нагрузки
Всего
часов
Аудиторные занятия (всего)
В том числе
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Самостоятельное изучение материала
Реферат
Активные формы обучения
Деловая игра
Вид промежуточной аттестации
Консультация
Зачет
Общая трудоемкость
час
зач. ед.
Семестры
36
4
36
18
18
-
18
18
-
36
36
24
12
11
11
6
2
4
24
12
11
11
6
2
4
89
2
89
2
5.Содержание дисциплины.
5.1. Содержание модулей и разделов дисциплины.
Семестр VIII - IX (количество модулей III)
Модуль I Обзор и анализ современного состояния использования НВИЭ
Цель: дать представление о современном состоянии использования НВИЭ.
В результате усвоения данного модуля формируют компетенции:
способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
- способность находить организационно-управленческие решения в нестандартных
условиях и в условиях различных мнений и готовность нести за них ответственность
(ОК-4);
- способность в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, готовность приобретать
новые знания, использовать различные средства и технологии обучения (ОК-6);
– готовность к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках
своей профессиональной компетенции (ОК-7);
способностью научно анализировать социально значимые проблемы и процессы, готовностью использовать на практике методы гуманитарных, социальных и экономических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-10).
№
п/п
Наименование раздела
Содержание раздела
дисциплины, входящей
аудиторная работа
СРС
в данный модуль.
1
Основные понятия. Ис- Основное законодательство История
развития
тория развития НВИЭ. в сфере применения НВИЭ. НВИЭ.
Основное законодательство в сфере применения
НВИЭ.
2
Обзор и анализ совре- Обзор и анализ современ- Обзор и анализ современного состояния ис- ного состояния использо- менного состояния использования НВИЭ в вания НВИЭ в России.
пользования НВИЭ в
России и мире.
мире
3
Методические
основы Методические
основы Разработка и исследоопределения
ресурсов определения ресурсов сол- вание солнечных ФЭ
солнечной энергии. Раз- нечной энергии.
модулей.
работка и исследование
солнечных ФЭ модулей.
Модуль II Методические основы разработки ВНИЭ
Цель: изучить методические основы определения ресурсов ветровой энергии, биоэнергетических установок, ГЭС
В результате усвоения данного модуля формируют компетенции:
- способность проводить и оценивать результаты измерений;
производственно-технологическая деятельность:
- готовность к профессиональной эксплуатации машин и технологического оборудования для производства, хранения и первичной переработке сельскохозяйственной продукции;
- способность использовать типовые технологии технического обслуживания, ремонта
и восстановления изношенных деталей электрооборудования;
организационно-управленческая деятельность:
способность анализировать технологический процесс как объект контроля и управле-
ния.
№
Наименование раздела
Содержание раздела
п/п дисциплины, входящей
аудиторная работа
СРС
в данный модуль.
1
Методические
основы Методические
основы Разработка и исследоопределения
ресурсов определения ресурсов вет- вание
ветроэлектроветровой энергии. Разра- ровой энергии.
станций.
ботка и исследование
ветроэлектростанций.
2
Методические
основы Методические
основы Разработка и исследоопределения
ресурсов определения
ресурсов вание биоэнергетичеэнергии биомассы. Раз- энергии биомассы.
ских установок.
работка и исследование
биоэнергетических установок.
3
Методические
основы Методические
основы Разработка и исследоопределения
ресурсов определения
ресурсов вание малых ГЭС.
энергии малых рек. Раз- энергии малых рек.
работка и исследование
малых ГЭС.
Модуль III Монтаж и эксплуатация установок НВИЭ
Цель: - изучить монтаж, пуско-наладку и научно-техническое обсонование направления использования НВИЭ..
В результате усвоения данного модуля формируют компетенции:
организационно-управленческая деятельность:
- способность анализировать технологический процесс как объект контроля и управления;
научно-исследовательская деятельность:
- готовность изучать и использовать научно-техническую информацию, отечественный
и зарубежный опыт по тематике исследования;
- готовность к обработке результатов экспериментальных исследований;
проектная деятельность:
- способность осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования;
- готовность к участию в проектировании систем.
№
Наименование раздела
Содержание раздела
п/п дисциплины, входящей
аудиторная работа
СРС
в данный модуль.
1
Монтаж, пуско-наладка Монтаж,
пуско-наладка Пуско-наладочные раустановок НВИЭ.
установок НВИЭ.
боты установок НВИЭ
за рубежом.
2
Организация эксплуата- Организация эксплуатации Организация эксплуации установок НВИЭ.
установок НВИЭ.
тации установок НВИЭ
за рубежом.
3
Научно-техническое
Научно-техническое обос- Научно-техническое
обоснование направле- нование направлений ис- обоснование направлений
использования пользования НВИЭ в РФ и ний
использования
НВИЭ в РФ и Орловской Орловской области
НВИЭ за рубежом.
области
5.2. Разделы дисциплин и виды занятий.
№раздела дисциплины, Лекции
входящей в данный модуль (см.5.1)
Основные понятия. Исто- 2
рия развития НВИЭ. Основное законодательство в
сфере применения НВИЭ.
Обзор и анализ современ- 2
ного состояния использования НВИЭ в России и
мире.
Методические
основы 2
определения
ресурсов
солнечной энергии. Разработка и исследование солнечных ФЭ модулей.
Методические
основы 2
определения ресурсов ветровой энергии. Разработка
и исследование ветроэлектростанций.
Методические
основы 2
определения
ресурсов
энергии биомассы. Разработка и исследование биоэнергетических установок.
Методические
основы 2
определения
ресурсов
энергии малых рек. Разработка и исследование малых ГЭС.
Монтаж,
пуско-наладка 2
установок НВИЭ.
Всего
часов
2
2
6
2
2
6
2
2
6
2
2
6
2
2
6
2
2
6
2
2
6
Организация эксплуата- 2
ции установок НВИЭ.
2
2
6
Научно-техническое обос- 2
нование направлений использования НВИЭ в РФ и
Орловской области
2
2
6
Модуль 1
СРС
Модуль 2
Модуль 3
ПЗ
ЛЗ
5.3. Лабораторный практикум.
№раздела дисциплины,
входящей в данный модуль (см.5.1)
Наименование практических
занятий
Модуль 3
Модуль 2
Модуль 1
Семестр I
Основные понятия. Исто- Изучение
истории
развития
рия развития НВИЭ. Ос- НВИЭ. Изучение законодательновное законодательство в ства РФ в области НВИЭ и изучесфере применения НВИЭ. ние мирового опыта в использовании НВИЭ.
Трудоемкость
(час.)
2
Обзор и анализ современного состояния использования НВИЭ в России и
мире.
Методические
основы
определения
ресурсов
солнечной энергии. Разработка и исследование солнечных ФЭ модулей.
Методические
основы
определения ресурсов ветровой энергии. Разработка
и исследование ветроэлектростанций.
Методические
основы
определения
ресурсов
энергии биомассы. Разработка и исследование биоэнергетических установок.
Методические
основы
определения
ресурсов
энергии малых рек. Разработка и исследование малых ГЭС.
Монтаж,
пуско-наладка
установок НВИЭ.
Изучение современного этапа развития НВИЭ в России и мире
2
Определение ресурсов солнечной
энергетики и разработка СЭС
2
Определение ресурсов ветровой
энергетики и разработка ВЭС.
2
Определение ресурсов энергетики
биомассы и разработка биоэнергетических установок (БЭУ).
2
Определение ресурсов гидроэнергетики и разработка МГЭС.
2
Монтаж, пуско-наладка установок
НВИЭ
2
Организация эксплуатации
установок НВИЭ.
Научно-техническое обоснование направлений использования НВИЭ в РФ и
Орловской области
Эксплуатация установок НВИЭ
2
Научно-техническое обоснование
направлений
использования
НВИЭ в РФ и Орловской области
2
5.5 Самостоятельная работа студентов.
Самостоятель- ДомашВыполное изучение
нее
нение
теоретического решение РГР, ТР
материала
задач
и т.д.
Написание
реферата, эссе
Подготовка
к отчету
по модулям
Другие
виды
(КП)
Трудоемкость
(час.)
8
2
2
12
8
2
2
12
8
2
2
12
Модуль 3 Модуль 2 Модуль 1
Семестр 2
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Темы эссе:
1. НВИЭ будущего.
2. Современное состояние НВИЭ и пути развития.
3. Развитие НВИЭ в долгосрочной перспективе.
Темы рефератов:
1) Общие сведения об НВИЭ.
2) Основные задачи разработки НВИЭ.
3) Современное законодательство в сфере НВИЭ.
4) Опыт зарубежных стран в развитии технологий проектирования НВИЭ.
5) Современное электрооборудование НВИЭ и его производители.
6) Климатология НВИЭ.
7) Эксплуатация, монтаж, ремонт электрооборудования.
Модульная технология с рейтинговой оценкой знаний
Содержание дисциплины, контроль:
Диапазон кредитно-рейтинговых баллов
лекции - присутствие (18 ч)
Максимум 45, проходной минимум – 35
практические занятия – выполнение, за- Максимум 55, проходной минимум – 45
щита (18 ч)
Итого: Максимум 100, проходной минимум 80
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение
Дисциплины (модуля)
Электрооборудование электрических станций и подстанций
Основная литература:
1. Безруких П.П., Стребков Д.С. Возобновляемая энергетика: стратегия, ресурсы,
технологии.- М.: ГНУ ВИАИЭСХ, 2005г.
2. Молоснов Н.Ф., Галкин Ю.М. Технологии и оборудование возобновляемой энергетики. Каталог технологий и изделий, разработанных в системе ГНУ ВИЭСХ.,
2005г.
3. Васильев В.Г., Виноградов А.В. Ресурсы Орловской области с точки зрения использования возобновляемых и нетрадиционных источников энергии // Электрика,
№5, 2006г.
4. Данные по гидроресурсам Орловской области / Орловский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.
5. Соловьёв А.А. Возобновляемые источники энергии: Материалы научной молодёжной школы.- М.: Геогр. Ф-т МГУ, 2006г.
6. Безруких, П.П. Роль возобновляемой энергетики в энергосбережении в мире и в
России [Текст] //Электрика, 2004, №4. с. 3-5
Дополнительная литература:
1. План электрификации РСФСР.-М.: Государственное издательство политической
литературы, 1955 г., 660с.
2. Андреев, В.П. Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии [Текст] //
37. Соросовский образовательный журнал. - 1996, № 7.
3. Атлас Орловской области [Текст] / Гл. редактор А.П. Шарапенко.М.:Федеральная служба геодезии и картографии России, 2004.- 49с.
4. Базаров, Б.А., Новые способы получения кремния солнечного качества. [Текст]./
Б.А.Базаров, В.В. Заддэ, Д.С. Стебков и др.// Сб. "Солнечная фотоэлектрическая
энергетика". - Ашхабад, изд. Ылым, 1983, 56-59.
5. Захарова, Т.Л. Проект "СОЛ-1" [Текст] // Строительный путеводитель. - 2001, №
22.
6. Набатов, К.А. Энергия будущего – возобновляемая энергия. [Текст] / К.А. Набатов,
А.В. Кобелев, Р.А. Уланова // Сборник докладов Всероссийской научнотехнической конференции «Энергосбережение и энергоэффективные технологии 2004».- Липецк: ЛГТУ, Ч.1, 2004.- с. 172-177.
7. Пивоварова, 3.Й. Климатические характеристики солнечной радиации как источника энергии на территории СССР. /3.Й. Пивоварова, В.В. Стадник //Научносправочное пособие. -Ленинград: Гидрометеоиздат, 1988, 292 стр.
8. Саплин, Л.А. Энергоснабжение сельскохозяйственных потребителей с использованием возобновляемых источников.[Текст]/Учебное пособие/Л.А. Саплин, С.К. Шерьязов, О.С. Пташкина-Гирина, Ю.П. Ильин//Под общей ред. Д-ра техн. наук,
проф. Л.А. Саплина.-Челябинск, ЧГАУ, 2000.-194.с.:илл.
9. Anne-Grette Hestnes Advanced Solar low-energy buildings, Sun World, 1992, September,
vol. 16, N 3-16.
10. Bernard Chabot. From cost to prises: Economic Analysis of Photovoltaic Energy and Services. Progress in photovoltaic: Research and Applications. 1998, № 6, рр. 55-68.
11. Bezrukih P.P., Irodionov A.E., Sokolski A.K., Strebkov D. S., Tarasov V.P. Solar Photovoltaic Plant for Valaam Island. 7 th International Conference on Solar Energy at High Latitudes. North Sun’97. June 9-11, 1997. Espoo-Otaniemi Finland Proceedings. vol. 1, pp.209214.
12. D. Strebkov. Development of Solar Energy in Russia, Thermal Engineering, 1994, vol, 41,
№2, рр. 128-135.
13. D. Strebkov. N. Koshkin. On Development of Photovoltaic Power Engineering in Russia.
Thermal Engineering, 1996, vol. 43, № 5, рр. 381-384.
14. D. Strebkov. New cost-effective solar energy technologies Electrical Power Sources, Belgade, 1997. № 2, рр. 382-409.
15. E. Cunow, B. Giesler, P. Hopf, G. Maier. One Megawatt Photovoltaic Plant at the New Munich TRADE Fair Centre. 2-nd World Conference on Photovoltaic Solar Energy Conversion.
Vienna, Austria,1998, Рареr № РВ 5.6, 4 рр.
16. Gregury J. A Solar Rreview. Sun World, 1992, June, Vol. 16, N2, 13-18. 11. Schar S. Entering the Solarage: a question of will. Sun World, 1991, November/Desember. Vol. 15, N 5, 23.
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
1. www.azcs.com
2. www.bpsolar.com
3. www.electrostyle.ru
4. www.exide.com
5. www.photowatt.com
6. www.pvresources.com
7. www.siebest.com
8. www.siemenssolar.com
9. www.volgacable.ru
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля). (Указывается материально-техническое обеспечение данной дисциплины (модуля)). Для проведения занятий
по дисциплине «Электрооборудование электрических станций и подстанций» оборудована аудитория 2-110. Построен полигон «Электрических сетей и электрооборудования».
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.