МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИКРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТКАФЕДРА ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ТА РЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯМетодичні вказівки до самостійної роботи студентів з дисципліни „Нетрадиційні автономні джерела електроенергії”Для студентів спеціальності 6.070501 «Електротехнічні системи електроспоживання» всіх форм навчанням. Кривий Ріг 2010 р.Укладачі: Аніськов О.В., ст. викл. Відповідальний за випуск Щокін В.П., к.т.н., доцент.Рецензент: к.т.н., доц. Гузов Е.С.Анотація:Методичні вказівки до самостійної роботи складені згідно з робочою програмою дисципліни “Нетрадиційні автономні джерела електроенергії ” спеціальності “Електротехнічні системи електроспоживання” і призначені для студентів денної та заочної форм навчання.У методичних вказівках наведені теми, які винесені на самостійне опрацювання студентами з посиланнями на літературу, питання для самоконтролю. Розглянуто на засіданні кафедри «Електропостачання та ресурсозбереження»Протокол №__від ___ _________2010р. Схвалено на засіданні вченої ради електротехнічного факультетуПротокол № __від ___ _________2010р. ^ 1. Склад змістовних модулів дисципліни, розподіл часу на їх засвєння, терміни контролюТаблиця 1.1 – Розподіл часу на змістовні модулі Форманавчання Змістові модулі Розподіл часу аудитор. самостій. загальн. Денна 1.Нетрадиційні автономні джерела електроенергії 16 38 54 Заочна 1.Нетрадиційні автономні джерела електроенергії 6 48 54 Скорочена 1.Нетрадиційні автономні джерела електроенергії 10 44 54 Таблиця 1.2 Склад змістовних модулів дисципліни (Денна форма) № змістового модуля Найменування розділів, тем Розподіл часу Аудитор. Самостійна Загальн.обс 1 2 3 4 5 1 Нетрадиційні автономні джерела електроенергії.Лекції – 8 семестр (1-17 тиждень), аудиторні - 2 год./2тиж. 16 - 16 Домашнє завдання. Поглиблене опрацювання однієї з тем курсу: аналіз сучасного стану, технології та перспективи використання нетрадиційних джерел енергії. - 6 6 Самостійне опрацювання лекційного матеріалу - 30 30 Контрольно-модульна робота (18 тиждень) - 2 2 ^ Разом за перший змістовний модуль 16 38 54 ^ Разом по дисципліні 16 38 54 Таблиця 1.3 Склад змістовних модулів дисципліни (Заочна форма) № змістового модуля Найменування розділів, тем Розподіл часу Аудитор. Самостійна Загальн.обс 1 2 3 4 5 1 Нетрадиційні автономні джерела електроенергії.Лекції – 10 семестр. 6 - 6 Домашнє завдання. Поглиблене опрацювання однієї з тем курсу: сучасний стан, технології та перспективи використання нетрадиційних джерел енергії. - 6 6 Самостійне опрацювання лекційного матеріалу - 40 40 Контрольно-модульна робота - 2 2 ^ Разом за перший змістовний модуль 6 48 54 ^ Разом по дисципліні 6 48 54 Таблиця 1.4 Склад змістовних модулів дисципліни (Скорочена форма). № змістового модуля Найменування розділів, тем Розподіл часу Аудитор. Самостійна Загальн.обс 1 2 3 4 5 1 Нетрадиційні автономні джерела електроенергії.Лекції – 9 семестр. 10 - 10 Домашнє завдання. Поглиблене опрацювання однієї з тем курсу: аналіз сучасного стану, технології та перспективи використання нетрадиційних джерел енергії. - 6 6 Самостійне опрацювання лекційного матеріалу - 40 40 Контрольно-модульна робота - 2 2 ^ Разом за перший змістовний модуль 6 48 54 Разом по дисципліні 6 48 54 ^ 2. Види робіт з СРС. №теми Найменування теми,питання, які студент повинен опрацювати самостійно та їх захист. Індивідуальні завдання (контрольні роботи, Р, Г, РГ, реферати) Денна, год Заочна, год Скорочена, год Форма звітності Термін звітності у якому тижні Обсяг семестр Обсяг семестр Обсяг семестр Опрацювання лекційного матеріалу 30 8 48 10 44 9 КМР 18 Денна форма) Виконання індивідуального домашнього завдання 6 8 6 10 6 9 Реферат 4-17 (Денна форма) Підготовка до проведення контрольних заходів 2 8 2 10 2 9 КМР 19 (Денна форма) Всього 38 48 44 ^ 3. Зміст дисципліни3.1. Денна форма. Найменування розділів, тем Учбові години СРС 1. Змістовний модуль №1. Нетрадиційні автономні джерела електроенергії.1.1. Вступ. Основні види енергії на землі, питання їх практичного використання: технічний, економічний та екологічний аспекти; можливість та обсяг використання нетрадиційних джерел енергії в Україні. Значення енергетики в технічному прогресі. 1.2. ^ Використання енергії вітру. Основні енергетичні показники та характеристики вітрових енергетичних установок. Розрахунок потужності , яку розвиває енергетична станція. Методика визначення доцільності використання вітроенергетичних установок.1.3. ^ Сучасні засоби перетворення енергії вітру. Основні типи конструкцій вітроенергетичних установок. Швидкісні та енергетичні показники вітродвигунів у різних режимах роботи. Особливості та специфіка та специфіка генераторних схем в різних швидкісних режимах. Принципи побудови систем автоматичного керування вітроенергетичними установками.1.4. Сонячна енергетика. Фотоелектричні елементи. Напівпровідники як перетворювачі сонячної енергії в електричну. Практичне використання сонячної енергії. Сонячні батареї.1.5. Використання енергії моря. Приливні електричні станції. Методи компенсації нерівномірності роботи приливної електричної станції. Використання морських відновлювальних ресурсів.1.6. Використання паливних елементів. Електрохімічні генератори. Акумулятори. Воднево-кисневі паливні елементи і коефіцієнт їх вигідності дії. Електроліз. Іони – електричні мандрівники.1.7. Використання МГД-генераторів. Магнітогідродинаміка. Схема МГД-генератора, працюючого на газовій течії. Принципова схема МГД-генератора. Використання МГД-генератора сумісно з ядерним реактором.1.8. Термоіонні генератори. Радіолампи як перетворювачі енергії. Електрони в діоді. Шляхи підвищення коефіцієнту вигідності дії. Усунення просторового заряду.1.9. Термоелектричні генератори. Термопари і термоелектричні батареї. Ефект Зеебека. Напівпровідники. Термоелектричне перетворення енергії в напівпровідниках. Напівпровідникова термопара. Високі температури і зв’язані з ними проблеми. Використання ядерних реакторів для термоелектричного генерування струму. Термоелектричний генератор на звичайному хімічному паливі. Термоелектричний генератор на ядерному паливі. Існуючий стан і перспективи. 222444444 2. Зміст домашніх завдань2.1. Аналіз сучасного стану розвитку технології перетворення альтернативних джерел енергії в електричну у світі.2.2. Перспективи використання нетрадиційних джерел енергії в Україні. 3. Контрольна модульна робота (КМР) 332 Всього 38 Всього по дисципліні 38 ^ 3.2 Заочна форма. Найменування розділів, тем Учбові години СРС 1. Змістовний модуль №1. Нетрадиційні автономні джерела електроенергії.1.1. Вступ. Основні види енергії на землі, питання їх практичного використання: технічний, економічний та екологічний аспекти; можливість та обсяг використання нетрадиційних джерел енергії в Україні. Значення енергетики в технічному прогресі. 1.2. ^ Використання енергії вітру. Основні енергетичні показники та характеристики вітрових енергетичних установок. Розрахунок потужності , яку розвиває енергетична станція. Методика визначення доцільності використання вітроенергетичних установок.1.3. ^ Сучасні засоби перетворення енергії вітру. Основні типи конструкцій вітроенергетичних установок. Швидкісні та енергетичні показники вітродвигунів у різних режимах роботи. Особливості та специфіка та специфіка генераторних схем в різних швидкісних режимах. Принципи побудови систем автоматичного керування вітроенергетичними установками.1.4. Сонячна енергетика. Фотоелектричні елементи. Напівпровідники як перетворювачі сонячної енергії в електричну. Практичне використання сонячної енергії. Сонячні батареї.1.5. Використання енергії моря. Приливні електричні станції. Методи компенсації нерівномірності роботи приливної електричної станції. Використання морських відновлювальних ресурсів.1.6. Використання паливних елементів. Електрохімічні генератори. Акумулятори. Воднево-кисневі паливні елементи і коефіцієнт їх вигідності дії. Електроліз. Іони – електричні мандрівники.1.7. Використання МГД-генераторів. Магнітогідродинаміка. Схема МГД-генератора, працюючого на газовій течії. Принципова схема МГД-генератора. Використання МГД-генератора сумісно з ядерним реактором.1.8. Термоіонні генератори. Радіолампи як перетворювачі енергії. Електрони в діоді. Шляхи підвищення коефіцієнту вигідності дії. Усунення просторового заряду.1.9. Термоелектричні генератори. Термопари і термоелектричні батареї. Ефект Зеебека. Напівпровідники. Термоелектричне перетворення енергії в напівпровідниках. Напівпровідникова термопара. Високі температури і зв’язані з ними проблеми. Використання ядерних реакторів для термоелектричного генерування струму. Термоелектричний генератор на звичайному хімічному паливі. Термоелектричний генератор на ядерному паливі. Існуючий стан і перспективи. 224555566 2. Зміст домашніх завдань2.1. Аналіз сучасного стану розвитку технології перетворення альтернативних джерел енергії в електричну у світі.2.2. Перспективи використання нетрадиційних джерел енергії в Україні. 3. Контрольна модульна робота (КМР) 332 Всього 48 Всього по дисципліні 48 ^ 3.3 Скорочена форма. Найменування розділів, тем Учбові години СРС 1. Змістовний модуль №1. Нетрадиційні автономні джерела електроенергії.1.1. Вступ. Основні види енергії на землі, питання їх практичного використання: технічний, економічний та екологічний аспекти; можливість та обсяг використання нетрадиційних джерел енергії в Україні. Значення енергетики в технічному прогресі. 1.2. ^ Використання енергії вітру. Основні енергетичні показники та характеристики вітрових енергетичних установок. Розрахунок потужності , яку розвиває енергетична станція. Методика визначення доцільності використання вітроенергетичних установок.1.3. ^ Сучасні засоби перетворення енергії вітру. Основні типи конструкцій вітроенергетичних установок. Швидкісні та енергетичні показники вітродвигунів у різних режимах роботи. Особливості та специфіка та специфіка генераторних схем в різних швидкісних режимах. Принципи побудови систем автоматичного керування вітроенергетичними установками.1.4. Сонячна енергетика. Фотоелектричні елементи. Напівпровідники як перетворювачі сонячної енергії в електричну. Практичне використання сонячної енергії. Сонячні батареї.1.5. Використання енергії моря. Приливні електричні станції. Методи компенсації нерівномірності роботи приливної електричної станції. Використання морських відновлювальних ресурсів.1.6. Використання паливних елементів. Електрохімічні генератори. Акумулятори. Воднево-кисневі паливні елементи і коефіцієнт їх вигідності дії. Електроліз. Іони – електричні мандрівники.1.7. Використання МГД-генераторів. Магнітогідродинаміка. Схема МГД-генератора, працюючого на газовій течії. Принципова схема МГД-генератора. Використання МГД-генератора сумісно з ядерним реактором.1.8. Термоіонні генератори. Радіолампи як перетворювачі енергії. Електрони в діоді. Шляхи підвищення коефіцієнту вигідності дії. Усунення просторового заряду.1.9. Термоелектричні генератори. Термопари і термоелектричні батареї. Ефект Зеебека. Напівпровідники. Термоелектричне перетворення енергії в напівпровідниках. Напівпровідникова термопара. Високі температури і зв’язані з ними проблеми. Використання ядерних реакторів для термоелектричного генерування струму. Термоелектричний генератор на звичайному хімічному паливі. Термоелектричний генератор на ядерному паливі. Існуючий стан і перспективи.2. Зміст домашніх завдань2.1. Аналіз сучасного стану розвитку технології перетворення альтернативних джерел енергії в електричну у світі.2.2. Перспективи використання нетрадиційних джерел енергії в Україні. 3. Контрольна модульна робота (КМР) 223555455332 Всього 44 Всього по дисципліні 44 ^ 4. Питання для самоконтролю.Які нетрадиційні джерела енергії є перспективними?Назвіть середні потужності природних явищ.Яке паливо є стратегічним у майбутньому людства?Які перешкоди у МГД-методі генерування електричної енергії?Які умови здійснення термоядерного синтезу?Які переваги одержання енергії за рахунок синтезу ядер?Історичні довідки з вітроенергетики.Різновиди вітрових двигунів.Режими роботи вітродвигунів.Методи регулювання швидкості вітродвигунів.Що таке електроліз?Що таке гримучий газ?Принцип дії воднево-кисневого елемента?Які передумови роботи паливних елементів?Вимоги до електродів паливних елементів.Перспективи використання паливних елементів на вуглеводних газах.Регенеративні паливні елементи.Яким чином прискорити хімічні реакції у паливних елементах?Біохімічний паливний елемент.Сучасний стан та перспективи використання паливних елементів.Передумови створення магнітно-гідродинамічних генераторів.Генератор Кельвіна.Як зробити газ провідником?Що таке іонізація газів?Які основні елементи схеми МГД-генератора?Чим відрізняються МГД-установки відкритого і закритого циклів?Чи можна звичайний котел замінити ядерним реактором?Як можна відводити струм від ядерного реактора?Які проблеми виникають при створенні МГД-генераторів?Що відбувається з електронами металевого стрижня, якщо один кінець його нагрівати?Яким чином збільшити ефективність термоелектричного перетворення енергії?Температурні обмеження при використанні напівпровідників при створенні термогенераторів.Чому термопари не використовують у якості термогенераторів?Яку дію проявляє опір місця спаю провідників?Перспективи використання напівпровідників для термогенераторів.Як зменшити теплові збитки у напівпровідникових термогенераторах?Недоліки використання атомних реакторів для термогенерування енергії.Можливості використання ядерних реакторів для термогенерування електроенергії.Від чого залежить ККД термогенераторів?Ситуація сьогодення та перспективи використання термогенераторів.Наведіть приклади термоіонних генераторів.Принцип дії термоіонного генератора. Який ККД у термоіонних генераторів? У якому стані знаходяться позитивно заряджені атоми у металевих електродах ? Які основні характеристики діодної лампи? Що таке зворотна емісія? Умови руху електронів у термоіонному діоді.Шляхи підвищення ККД термоіонних генераторів. 49. Які матеріали використовуються для термоіонних генераторів?5. Література 1. Веников В.А. Введение в специальность. Энергоатомиздат – М.,1988. 2. Денисенко О.Г. «Преобразование и использование ветровой энергии »– К.: Техника, 1992. 3. Джо Гарднер. Электричество без динамомашин. - Москва. Энергия, 2000г. 4. Харитонов В.П. Автономные вертоэлектрические установки.-М.: ГНУ ВИЭСХ, 2006.- 280с. 5. Альтернативные энергоносители / М.В. Голицын, А.М. Голицын, Н.В Пронина; Отв. ред. Г.С. Голицын. — М.: Наука, 2004. - 159 с. 13ВN 5-02-033065-5 (в пер.) 6. Шестеренко В.Е. Системи електроспоживання та електропостачання електроенергії. – Вінниця: Нова книга, 2004 р.Методичні вказівки до самостійної роботи студентів з дисципліни „Релейний захист та автоматизація” з дисципліни „ Нетрадиційні автономні джерела електроенергії ”. Для студентів спеціальності 6.070501 «Електротехнічні системи електроспоживання» всіх форм навчання.Укладачі: Аніськов О.В., ст.викл.