5159
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Иванов А.В.
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим занятиям
(включая рекомендации по организации самостоятельной работы),
для обучающихся по дисциплине «Энергосберегающие технологии» по направлению подготовки 05.04.06 Экология и природопользование
направленность (профиль) Экологический менеджмент и охрана окружающей среды
Нижний Новгород
2022
УДК 004.9
Иванов А.В, / Энергосберегающие технологии: учебно-методическое пособие / А.В. Иванов; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. – 20 с.– Текст: электронный.
В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Энергосберегающие технологии» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — приобретение студентами умений использования знания о технологиях возобновляемой энергетики для решения профессиональных экологических задач.
Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Энергосберегающие технологии» по направлению подготовки 05.04.06 Экология и природопользование, направленность (профиль) Экологический менеджмент и охрана окружающей среды.
© А.В. Иванов, 2022
© ННГАСУ, 2022
2
Оглавление
1. |
Общие положения................................................................................................................. |
4 |
|
|
1.1 |
Цели изучения дисциплины и результаты обучения .................................................. |
4 |
|
1.2 |
Содержание дисциплины .............................................................................................. |
5 |
|
1.3 |
Вспомогательная литература для изучения дисциплины .......................................... |
6 |
2. |
Методические указания по подготовке к лекциям ............................................................ |
8 |
|
|
2.1 |
Общие рекомендации по работе на лекциях ............................................................... |
8 |
|
2.2 |
Общие рекомендации при работе с конспектом лекций ............................................ |
8 |
|
2.3 |
Контрольные вопросы ................................................................................................... |
9 |
3. |
Методические указания по подготовке к практическим занятиям ................................ |
11 |
|
|
3.1 |
Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям............................. |
11 |
|
3.2 |
Примеры задач для практических занятий ................................................................ |
11 |
4. |
Методические указания по организации самостоятельной работы............................... |
13 |
|
|
4.1 |
Общие рекомендации для самостоятельной работы ................................................ |
13 |
|
4.2 |
Темы для самостоятельного изучения ....................................................................... |
15 |
5. |
Методические указания по выполнению расчетной работы (Общие рекомендации) .18 |
||
|
5.1 |
Цели выполнения расчетной работы.......................................................................... |
18 |
|
5.2 |
Общие требования к оформлению расчетной работы .............................................. |
18 |
|
5.3 |
Примерный список тем расчетной работы ................................................................ |
19 |
3
1. Общие положения
1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения
Основными целями освоения учебной дисциплины «Энергосберегающие технологии» является получение общетеоретических знаний и практических навыков по применению информационного подхода в экологии и природопользовании, включая способность применять базовые методы экологических исследований для решения задач профессиональной деятельности,
а также формирование знаний принципов работы информационных технологий и умения решать стандартные задачи профессиональной деятельности в области экологии, природопользования и охраны природы с использованием информационно-коммуникационных, в том числе геоинформационных технологий. В процессе освоения дисциплины студент должен
Знать:
параметры, показатели и интегральные критерии оценки возобновляемой энергетики;
средства и методы проведения энергетического аудита на предприятии;
мероприятия по энергосбережению с целью повышения уровня экологической безопасности возобновляемых источников энергии.
Уметь:
собирать исходную информацию, на основе которой анализировать и оценивать эффективность использования возобновляемой энергии;
. собирать анализировать и оценивать информацию по аудиту энергетической эффективности возобновляемой энергетики;
оценивать уровень экологической безопасности возобновляемых источников энергии.
Владеть навыками:
сбора, анализа исходной информации и оценки эффективности использования возобновляемой энергии;
обеспечения экологической безопасности и устойчивого развития территории;
разработки предложений по повышению уровня экологической безопасности
4
возобновляемых источников энергии
Данная дисциплина позволит студентам не только систематизировать полученные теоретические знания, укрепить исследовательские навыки, но и даст возможность
ориентироваться в новом предметном поле экологического менеджмента и охраны окружающей
среды.
1.2 Содержание дисциплины
Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:
1. Общие понятия о направлениях и технологиях возобновляемой энергетики.
Критерии отнесения энергетических установок и систем к возобновляемой энергетике. Классификация возобновляемых источников тепловой и электрической энергии. основные тенденции в развитии возобновляемой энергетики. Ключевые решения и программы по развитию возобновляемой энергетики в России и в мире. Инструменты оценки эффективности технологий возобновляемой энергетики
2. Традиционная гидроэнергетика.
Гидроэлектростанции на горных реках. Гидроэнергетические комплексы на крупных равнинных реках. Малая гидроэнергетика. Проблемы сохранения окружающей среды, природных ресурсов и экологической безопасности, создаваемые объектами гидроэнергетики. Решение экологических проблем строительства и функционирования ГЭС.
3. Гидроаккумулирующие электростанции
Принцип действия традиционных ГАЭС. Развитие ГАЭС в России и в мире.Программы и проекты развития ГАЭС в Европе, Азии и в США. Перспективы совершенствоания технологий создания ГАЭС. Примеры для специального рассмотрения: крупнейшие гидроаккумулирующие электростанции в Европе: Днестровская ГАЭС и Загорская ГАЭС.
4. Солнечные электростанции.
Принципы получения электроэнергии на основе фотоэлектрического эффекта.
5
Фотоэлектрические панели |
и фотоэлектрические комплексы. Плавучие фотоэлектрические |
|
панели. Интеграция плавучих фотоэлектрических станций в |
энергетические комплексы |
|
возобновляемой энергетики. |
|
|
5. Ветровая энергетика
Роль ветровой энергетики в настоящее время и 21 веке в целом. Принципы работы ветряных энергетических установок. Распределение ветровых энергоресурсов по планете и в России. Примеры использования ветряных установок и их комплексов. Интеграция ветряных энергетических установок в энергетические комплексы возобновляемой энергетики.
6. Геотермальная энергетика
Распределение геотермальных источников энергии по планете. Развитие геотермальной энергетики в России. Использование тепловых насосов для получения тепловой энергии.
7. Приливные электростанции
Запасы и география распределения энергии приливов. Принципы действия приливных энергетических установок. Опыт создания приливной энергетики в странах мира. перспективы развития приливной энергетики.
8. Энергетика на основе использования биотоплива
Основные технологии энергетики, основанной на использовании отходов и биотоплива. Лучшие имеющиеся практики развития энергетики, основанной на использовании биотоплива.
1.3Вспомогательная литература для изучения дисциплины
1.Полонский Вилен Маримович. Энергосбережение : учеб. пособие для студентов по направлению 653500 - "Стр-во". / Полонский Вилен Маримович, Трутнева Марина Сергеевна ;
Москва : Изд-во АСВ, 2005. – 160 с. – ISBN ISBN 5-93093-360-Х.
2.Тельдеши Юрай. Мир ищет энергию : пер. со словац.. / Тельдеши Юрай, Лесны Юрай ; под ред. Ю.А.Мазитова. – Москва : Мир, 1981. – 439 с.
3.Удалов С. Н.. Возобновляемая энергетика : Учебное пособие. / Удалов С. Н. ; С. Н. Удалов. – Новосибирск : Новосибирский государственный технический университет, 2016. – 607
с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/91339.html. – ISBN ISBN 978-5-7782-2915-0.
4.Усаковский Владимир Моисеевич. Возобновляющиеся источники энергии / Усаковский Владимир Моисеевич ; Москва : Россельхозиздат, 1986. – 121 с.
5.Хотунцев Юрий Леонтьевич. Экология и экологическая безопасность : учеб. пособие для студентов вузов по спец. 033300 - Безопасность жизнедеятельности. / Хотунцев Юрий Леонтьевич ; Москва : Изд. центр "Акад.", 2004. – 480 с. – ISBN ISBN 5-7695-1759-Х.
6
6.Нетрадиционные источники энергии. Ч.2 : учебное пособие. / Краснова, Н. П., Горшенин, А. С., Рахимова, Ю. И., Макаров, И. В. ; Н. П. Краснова, А. С. Горшенин, Ю. И. Рахимова, И. В. Макаров. – Самара : Самарский государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2020. – 60
с. – URL: URL: http://www.iprbookshop.ru/105218.html. – ISBN ISBN 2227-8397.
7.Энергетика сегодня и завтра / под ред. А.Ф.Дьякова. – Москва : Энергоатомиздат, 1990. –
340 с.
8.Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии для получения теплоты в системах теплоснабжения: отходы производства и потребления : учеб.-метод. пособие для студентов очной
изаоч. форм обучения направлений подгот. бакалавриата 08.03.01 Стр-во и 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника. / Нижегор. гос. архит.-строит. ун-т, Фак. инженер.-экол. систем
исооружений, Каф. теплогазоснабжения ; сост. Климов Геннадий Матвеевич, Климов Александр Михайлович. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2015. – 1 CD ROM.
9.Оборудование возобновляемой и малой энергетики : справ.-кат.. / под ред. П.П.Безруких. – Москва : ЗАО НТЦ ВИЭН: ООО ИД "Энергия", 2005. – 248 с. – ISBN ISBN 5-98908-001-8.
7
2. Методические указания по подготовке к лекциям
2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях
Лекция является главным звеном дидактического цикла обучения. Ее цель — формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным,
фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.
Назначение лекции состоит в том, чтобы доходчиво изложить основные положения изучаемой дисциплины, ориентировать на наиболее важные вопросы учебной дисциплины и оказать помощь в овладении необходимых знаний и применения их на практике.
Личное общение на лекции преподавателя со студентами предоставляет большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей.
При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций,
предлагаемой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме,
что способствует повышению эффективности лекционных занятий.
2.2 Общие рекомендации при работе с конспектом лекций
В ходе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала.
Конспект помогает внимательно слушать, лучше запоминать в процессе осмысленного записывания, обеспечивает наличие опорных материалов при подготовке к семинару, зачету,
экзамену.
Полезно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений.
В случае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает
8
в большинстве случаев неусвоенность материала дисциплины.
2.3Контрольные вопросы
1.Выполните расчет чистого дисконтированного дохода и дисконтированного срока окупаемости проекта по строительству и эксплуатации плавучей фотоэлектрической электростанции заданной мощности в регионе с известными годовым ходом солнечной радиации и тарифом за электроэнергию с учетом экологических эффектов
2.Оценить возможные технические, экологические и экономические показатели производства электроэнергии ветряной установкой заданных размеров, расположенной в заданном регионе РФ
3.Рассчитать экологических эффект снижения выброса парниковых газов при замене электростанции, использующей ископаемое топливо на солнечную электростанцию заданной мощности
4.Выполните анализ углеродного следа ГАЭС в приведенных к единице мощности показателях
5.Выполните сравнительный анализ углеродного следа аккумуляторной станции, состоящей из ионно-литиевых батарей
6.Выполните сравнительный анализ углеродного следа ГАЭС и аккумуляторной станции, состоящей из ионно-литиевых батарей
7.Перечислите основные виды возобновляемой энергетики.
Какой вид возобновляемой энергетики имеет наибольшие перспективы в России?
8.Можно ли гидроаккумулирующую энергетику рассматривать в качестве одного из видов возобновляемой энергетики?
9.Опишите принцип действия и технические особенности ветряных установок
10.Приведите пример технико-экономических показателей ветряных установок и оцените экологический эффект их применения
11.Опишите принципы работы установок по производству биогаза из коммунальных и промышленных отходов .
12.Опишите принципы работы установок по производству биогаза из биомассы.отходов сельского хозяйства
13.Опишите принципы и технические особенности водородной энергетики
14.Опишите принцип действия и технические особенности приливных установок
15.Приведите пример использования приливных энергоустановок в одной из европейских
9
стран и охарактеризуйте параметры ее эффективности
16.Представьте и объясните формулу для расчета скорости ветра с высотой. По какому закону меняется скорость ветра с высотой? Что это означает с точки зрения выбора эффективной высоты ветряка?
17.Воспользуйтесь формулой расчета скорости ветра в зависимости от высоты. \Приведите формулу и оцените различие скорости на высоте 1,5 и 10 м,; 10 и 100 м
18.Оцените эффект снижения выбросов парниковых газов при замене тепловой электростанции на гидроаккумулирующую
19.Опишите принцип действия и технические особенности фотоэлектрических наплавных установок
20.Приведите пример технико-экономических показателей фотоэлектрических установок и оцените экологический эффект их применения.
10