Нетрадиційні та поновлювальні джерела енергії
Спеціальність: Теплоенергетика
Код дисципліни: 6.144.00.O.037
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Теплоенергетика, теплові та атомні електричні станції
Лектор: доцент, к.т.н. Володимир Богданович ШЕПІТЧАК
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: 2.2. Завдання навчальної дисципліни
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у студентів необхідних компетентностей:
Інтегральної компетентності:
Здатність розв’язувати складні загальні, спеціалізовані задачі та практичні проблеми у сфері теплоенергетики або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів електричної інженерії і характеризується комплексністю та невизначеністю умов;
Загальної компетентності:
Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями.
Здатність працювати в команді.
Здатність приймати обґрунтовані рішення.
Фахові компетентності спеціальності (ФК):
Здатність застосовувати і інтегрувати знання і розуміння інших інженерних дисциплін для вирішення професійних проблем.
Здатність визначати, досліджувати та розв’язувати проблеми у сфері теплоенергетики, а також ідентифікувати обмеження, включаючи ті, що пов’язані з інженерними аспектами і проблемами охорони природи, сталого розвитку, здоров'я і безпеки та оцінками ризиків в теплоенергетичній галузі.
Здатність враховувати ширший міждисциплінарний інженерний контекст у професійній діяльності в сфері теплоенергетики.
Здатність забезпечувати якість в теплоенергетичній галузі.
Здатність розробляти оптимальні конструкції, експлуатаційні режими теплоенергетичного обладнання з використання різних видів ВЕР та нетрадиційних джерел енергії і оцінювати їх ефективність та загальну економічність.
Фахові компетентності професійного спрямування (ФКС):
Уміння аналізувати проблеми теплоенергетики та визначати обмеження, у тому числі зумовлені вимогами сталого розвитку, впливу на навколишнє середовище та безпеку життєдіяльності;
Уміння аналізувати проблеми теплоенергетики з використання нетрадиційних джерел енергії та вторинних енергетичних ресурсів, а також проектувати теплоенергетичні системи та їх елементи з урахуванням сталого розвитку, впливу на навколишнє середовище та енергозбереження.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі програмні результати навчання:
Аналізувати і використовувати сучасні інженерні технології, процеси, системи і обладнання у сфері теплоенергетики.
Виявляти, формулювати і вирішувати інженерні завдання у теплоенергетиці; розуміти важливість нетехнічних (суспільство, здоров'я і безпека, навколишнє середовище, економіка і промисловість) обмежень.
Застосовувати передові досягнення електричної інженерії та суміжних галузей при проектуванні об’єктів і процесів теплоенергетики.
Мати лабораторні / технічні навички, планувати і виконувати експериментальні дослідження в теплоенергетиці за допомогою сучасних методик і обладнання, оцінювати точність і надійність результатів, робити обґрунтовані висновки.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Перелік попередніх та супутніх навчальних дисциплін :
- Фізика;
- Технічна термодинаміка;
- Тепломасообмін;
- Акумулювання енергії;
- Основи водневої енергетики;
- Тепломасообмінні апарати промислових підприємств.
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
- Теплові електричні станції;
- Альтернативні технології отримання енергії;
- Вторинні енергоресурси промислових підприємств;
- Енергоефективність та енергозбереження об’єктів промислової та муніципальної теплоенергетики.
Практика за темою бакалаврської кваліфікаційної роботи
Виконання бакалаврської кваліфікаційної роботи.
Короткий зміст навчальної програми: Наведені основні поняття про нетрадиційні джерела енергії, що є альтернативними до загальноприйнятих джерел енергії. Розглянуті основні види первинних та вторинних джерел енергії. Описані застосування енергії сонця, вітру, води та біогазу. Зображені схеми активного та пасивного використання сонячної енергії; основні елементи вітрових енергетичних установок; будову біогазових установок.
Призначена навчальна дисципліна для бакалаврів освітньо-професійної програми «Теплоенергетика» денної та заочної форм навчання.
Опис: Поняття нетрадиційних джерел енергії. Форми існування енергії. Енергетична ситуація в Україні. Шляхи енергоощадності в будівництві. Джерела енергії, їх класифікація. Відновлювальні джерела енергії. Невідновлювальні джерела енергії. Види первинних джерел енергії. Види вторинних джерел енергії. Альтернативні рішення нових технологій виробництва енергії. Поняття «чистої енергії». Основні характеристики основних видів енергії. Експлуатаційні витрати при влаштуванні енергоощадних систем теплозабезпечення. Пасивні системи використання сонячної енергії. Поглинання теплоти. Явище термосифону. Методи регулювання поступлення сонячної радіації через світлопрозорі сонячні колектори. Похилі та горизонтальні системи сонячного опалення. Комбіновані варіанти використання сонячної енергії. Системи активного використання енергії. Види теплоносіїв. Плоскі та інші сонячні колектори. Узагальненні робочі характеристики колектора. Додаткове опалення. Системне проектування. Окремо влаштовані колектори. Приготування гарячої води за допомогою сонячної енергії. Особливості конструкцій сонячних водонагрівачів. Системи сонячного гарячого водопостачання для побутових потреб. Переобладнання будинків для встановлення сонячних колекторів. Використання сонячної енергії в системах кондиціонування повітря. Принцип роботи абсорбційної холодильної машини, що працює на сонячній енергії. Сонячні холодильні установки в системах кондиціонування повітря. Застосування енергії сонця у парокомпресійних установках. Акумулювання теплоти і холоду. Напрямки розвитку сонячних СКП. Енергія вітру. Основні характеристики вітрових умов. Залежність швидкості вітру від характеру місцевості. Елементи вітрових енергетичних установок (ротори; опора; запобіжний механізм; генератор; нагромаджувачі енергії). Ротори лопаткового типу. Ротори равликового типу. Ротори лопатково-ланцюгового типу. Концентруючи ротори. Запобіжно-регулюючі механізми. Методи накопичення енергії (батареї, стиснене повітря, ємності з водою та ін.). Енергія води. Умови для розрахунку кількості води. Місце розташування греблі і методи вимірювання потоку. Типи водяних гребель. Біогаз – продукт анаеробного бродіння. Основні стадії метаноутворення. Фактори, які впливають на процес утворення метану. Характеристика сировини для анаеробного бродіння. Класифікація біогазових установок. Побутові біогазові установки. Промислові біогазові установки. Пілотні біогазові установки. Поділ біогазових установок за: температурним режимом; технологічним процесом; схемою бродіння. Будова біогазових установок. Система завантаження. Біореактор. Система перемішування. Система підігріву. Промислові біогазові установки. Зменшення забруднення довкілля. Схеми технологічного процесу. Основні технічні дані комплекту обладнання для анаеробного бродіння К-Р-9-1. Економічний ефект від експлуатації біогазових установок.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль на практичних та лабораторних заняттях проводиться з метою виявлення готовності студента до занять у таких формах:
• вибіркове усне опитування перед початком занять;
• фронтальна перевірка виконання домашніх завдань:
- виклик до дошки окремих студентів для самостійного розв’язання задач, письмові відповіді на окремі запитання та письмове розв’язування задач;
- оцінка активності студента у процесі занять, внесених пропозицій, оригінальних рішень, уточнень і визначень, доповнень попередніх відповідей і т. ін.;
- опитування та доповіді під час практичного та лабораторного заняття;
- захист лабораторних робіт, оцінювання звітів до лабораторних робіт.
Екзаменаційний контроль здійснюється з метою з’ясування рівня засвоювання знань студентів у таких формах:
- фронтальне стандартизоване опитування за допомогою тестів, розміщених у ВНС Львівської політехніки, впродовж 20 хвилин;
- письмова екзаменаційна робота впродовж 90 хвилин;
- усне опитування з метою оцінювання рівня засвоювання знань та досягнення результатів навчання. Полягає у з’ясуванні рівня знань студентів завдяки прямому контакту з ним під час перевірочної бесіди. Усне опитування передбачає постановку викладачем питань (завдань), підготовку студентів до відповіді та демонстрації своїх знань, самоконтроль і корекцію помилок під час відповіді, аналіз та оцінювання відповіді.
Підсумковий контроль проводиться шляхом підсумовування результатів поточного контролю та семестрового екзаменаційного контролю.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (30 балів): оцінюється якість розрахунків і оформлення практичних та лабораторних робіт, усне опитування.
Екзаменаційний контроль (70 балів) здійснюється шляхом написання екзаменаційної роботи.
Підсумковий контроль (100 балів): проводиться шляхом підсумовування результатів поточного контролю та семестрового екзаменаційного контролю.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Дикий М.О. Поновлювальні джерела енергії.-К.: Вища школа, 1993. – 351 с.
2. Дудюк Д.Л., Мазепа С.С., Гнатишин Я.М. Нетрадиційна енергетика: основи теорії та задачі. Навчальний посібник. – Львів.: ПП « Магнолія 2006», 2008.- 188 с.
3. Кудря С.О. Відновлювані джерела енергії. За заг. ред. С.О. Кудрі. Київ: Інститут відновлюваної енергетики НАНУ, 2020. 392 с.
4. . Нетрадиційна енергетика: основи теорії та задачі: Навч. посіб. Львів: «Магнолія 2006», 2018. 188 с.
5. . Альтернативні джерела енергії : бібліогр. покажч. Л.М. Локотош ; ред. Л.А. Жолобко. Івано-Франківськ : НТБ ІФНТУНГ, 2016. 70 c. URL : http://elar.nung.edu.ua/bitstream/123456789/4568/1/alternativni.pdf
6. . Адаменко О. Альтернативні палива та інші нетрадиційні джерела енергії. О. Адаменко, В. Височанський, В. Льотко, М. Михайлів. Під ред. В. Льотко. Івано-Франківськ: Полум’я, 2000. 270 с.
7. Калетнік Г.М. Біопалива: ефективність його виробництва та споживання в АПК України: Навчальний посібник. Г.М. Калетнік, В.М. Пришляк. К: «Хай-Тек Прес», 2010. 312 с.
8. Альтернативні джерела енергії. Енергія вітру : Навч. посіб. С.В. Сиротюк, В.М. Боярчук, В.П. Гальчак. Львів : «Магнолія 2006», 2018. 182 с.
9. Гнатишин Я.М. Практикум з курсу “Нетрадиційні джерела енергії”.-Львів- 1998 – 45 с.
10. Чепурний М. М. Енергозбережні технології в теплоенергетиці / М. М. Чепурний, С. Й. Ткаченко. – Вінниця : ВТНУ, 2009. – 114 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).