5165

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Иванов А.В.

ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим занятиям

(включая рекомендации по организации самостоятельной работы),

для обучающихся по дисциплине «Технологии использования возобновляемых источников энергии»

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, / Технологии использования возобновляемых источников энергии: учебнометодическое пособие / А.В. Иванов; Нижегородский государственный архитектурностроительный университет – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. – 20 с.– Текст: электронный.

В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Технологии использования возобновляемых источников энергии» 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 — это формирование знаний, умений и навыков проектно-ориентированного управления в экологии, а также помощь в усвоении лекций, в подготовке к практическим занятиям и в написании курсовой работы.

Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Технологии использования возобновляемых источников энергии» 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

3

1. Общие положения

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Основными целями освоения учебной дисциплины «Технологии использования возобновляемых источников энергии» 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;

4

разработки предложений по повышению уровня экологической безопасности 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.

5

Принципы получения электроэнергии на основе фотоэлектрического эффекта.

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

6

;Москва : Изд. центр "Акад.", 2004. – 480 с. – ISBN ISBN 5-7695-1759-Х.

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 и заоч. 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 и сооружений, 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