Енергокомплекси з альтернативними джерелами енергії

Мета вивчення дисципліни: засвоєння системи знань, на яких базується функціонування енергокомплексів з раціональним використанням альтернативних джерел енергії для генерації і споживання енергії, набуття здатності розробляти і застосовувати сучасні підходи до проєктування та застосовувати теоретичні знання на практиці. Крім того, до сфери компетенції даної навчальної дисципліни входять опанування методів розрахунку процесів в елементах енергокомплексів на базі альтернативних джерел енергії, набуття здатності аналізувати та обґрунтовувати результати розрахунків задля розвитку стійкої енергетики
Практичне значення та використання отриманих знань:
‒ вміти визначати умови та фактори, які забезпечують отримання найвигідніших умов енерговиробництва з використанням альтернативних джерел енергії за критерієм збільшення частки заміщення викопного палива та зменшення шкідливих викидів в довкілля відповідно;
– вміти визначати впливові чинники, які забезпечують раціональне використання технічного потенціалу змінних відновлюваних джерел енергії в енергокомплексах та вміти визначати раціональні умови їх реалізації на засадах енергозбереження;
– володіти методикою розрахунку енергетичних характеристик, схемно-конструктивних особливостей елементів енергокомплексів на базі екологічно чистих джерел енергії, які забезпечують розвиток стійкої енергетики та енергетичну безпеку країни;
– вміти аналізувати результати розрахунків техніко-економічних та екологічних наслідків функціонування енергокомплексів на базі альтернативних джерел енергії, представляти їх переваги і недоліки в графічній та цикловій формі.
– вміти визначати доцільність використання енергокомплексів, з урахуванням регіональних заміщуючих можливостей відновлюваних та низькопотенційних джерел енергії для оптимізації структури паливно-енергетичного комплексу;
Тематика та види навчальних занять

Лекційні заняття

Лекція 1. Сучасний стан використання енергокомплексів з використанням альтернативних джерел енергії на засадах енергозбереження. Шляхи та методи зниження рівня енергетичної залежності країни від імпорту енергоносіїв
Лекція 2. Методологічні основи визначення доцільності заміщення традиційних видів енергоресурсів альтернативними для цілей енергогенерації та методика оцінки ефективності інноваційних енергозберігаючих технологій
Лекція 3. Енергокомплекси з використанням змінних відновлюваних джерел енергії
Лекція 4. Енергокомплекси з використанням гідроресурсів.
Лекція 5. Енергокомплекси з використанням біоенергетичних ресурсів.
Лекція 6. Енергокомплекси з використанням сонячної енергії
Лекція 7 Енергокомплекси з використанням вітроенергетичних ресурсів.
Лекція 8. Енергокомплекси з використанням гібридних технології генерації енергії на базі різнорідних змінних відновлюваних джерел енергії.
Лекція 9. Енергозберігаючі технологій на базі теплонасосних установок. Класифікація та галузі застосування теплових насосів.
Лекція 10. Джерела низькопотенційної енергії для теплових насосів. Технічно досяжний потенціал альтернативних енергоресурсів
Лекція 11. Принцип дії парокомпресійних та абсорбційних теплонасосних установок
Лекція 12. Використання теплових насосів в низькотемпературних системах опалення з використанням теплоти довкілля.
Лекція 13. Використання теплових насосів в системах повітряного опалення та вентиляції з рекуперацією витяжного повітря.
Лекція 14. Використання теплових насосів в системах централізованого теплопостачання
Лекція 15. Використання теплових насосів когенераційного призначення Приклади застосування когенераційних технологій на базі альтернативних джерел енергії

Практичні заняття:
Практичне заняття 1. Оцінка ефективності заміщення традиційного палива відновлювальним енергоресурсом для цілей генерації енергії
Мета заняття – здобуття вміння визначати економію природного газу та зниження обсягів викидів діоксиду вуглецю при переході на відходи деревини.
Характер заняття - дослідно-аналітичний
Практичне заняття 2. Визначення можливості використання технічно досяжного потенціалу енергозбереження за рахунок джерел низькопотенційної теплоти та аналіз потенціалу енергозбереження
Мета заняття – здобуття вміння визначати досяжний технічний потенціал теплоти довкілля для альтернативних генераторів теплоти та потенціал енергозбереження на прикладі України.
Характер заняття - дослідно-аналітичний
Практичне заняття 3. Визначення напруги, струму і потужності від n-коміркового фотоелектричного модуля.
Мета заняття – здобуття вміння визначати струм, напругу і потужність на прикладі n-коміркових елементів, підключених послідовно, для фотоелектричного модуля за заданими параметрами: інтенсивністю потоку сонячного випромінювання, напруги переходу комірок, струму короткого замикання, зворотного струму при певній температурі довкілля.
Характер заняття - дослідно-аналітичний
Практичне заняття 4. Визначення основних параметрів вільно-потокової гідроустановки
Мета: здобуття вміння визначати потужність вільно-потокової гідроустановки за заданими конструктивними особливостями і ступенем досконалості гідротурбіни, а також швидкості течії річки.
Характер заняття - дослідно-аналітичний
Практичне заняття 5. Визначення теплової потужності водоносного пласту в початковий момент та через n-річний період експлуатації геотермальної свердловини.
Мета: здобуття вміння визначати теплову потужність та постійну часу геотермальної свердловини за заданими геометричними, теплофізичними параметрами та кліматичними даними. Характер заняття - дослідно-аналітичний
Практичне заняття 6. Визначення припливного потенціалу припливної електростанції
Мета: здобуття вміння визначати енергетичний потенціал припливної електростанції за заданими геометричними характеристиками припливу.
Характер заняття - дослідно-аналітичний
Практичне заняття 7. Визначення теплової потужності океанічної електростанції
Мета: здобуття вміння визначати теплову потужність океанічної електростанції за заданими параметрами: температурним перепадом поверхневих і глибинних вод, термічним коефіцієнтом корисної дії та робочим тілом циклу Ренкіна.
Характер заняття - дослідно-аналітичний
Практичне заняття 8. Визначення ємності акумуляторної батареї для альтернативної енергоустановки
Мета заняття – здобуття навичок визначення ємності акумуляторної батареї для вітроенергетичної установки.
Характер заняття - дослідно-аналітичний

Лабораторні заняття:
Лабораторне заняття 1. Дослідження ефективності заміни існуючих опалювальних пристроїв на інноваційні енергозберігаючі генератори теплоти з використанням альтернативного палива.
Мета заняття – здобуття вміння визначати основні характеристики опалювальних пристроїв та доцільність заміни існуючих опалювальних пристроїв на інноваційні енергозберігаючі опалювальні пристрої для спалювання пелетів
Характер заняття - дослідно-аналітичний
Лабораторне заняття 2. Дослідження ефективності роботи теплонасосної установки
Мета заняття – здобуття вміння визначати типи та конструктивні параметри, а також на основі аналізу циклу теплового насосу визначати їх ефективність та доцільність використання.
Характер заняття - дослідно-аналітичний
Лабораторне заняття 3. Визначення ефективності використання теплонасосних систем з тепловими акумуляторами.
Мета роботи – здобуття навичок вибору теплових акумуляторів для теплонасосних установок, знати методику розрахунку накопичення і втрат теплоти; вміти: визначати конфігурацію температурного поля в об’ємі акумулятора та доцільність використання теплових акумуляторів для теплонасосних систем
Характер заняття - дослідно-аналітичний
Лабораторне заняття 4. Дослідження ефективності використання сонячних водойм
для енергогенерації
Мета роботи – здобуття навичок визначення схемно-конструктивні особливостей та ефективності накопичення теплоти сонячними водоймами, знати принцип їх роботи та методику визначення кількості теплоти, яка накопичується в сонячних водоймах та вміти визначати доцільність використання сонячних водойм для забезпечення житлових приміщень теплотою.
Характер заняття - дослідно-аналітичний
Лабораторне заняття 5. Дослідження ефективності пластинчатих рекуператорів систем вентиляції
Мета роботи – здобуття навичок визначати теоретичну та реальну ефективність рекуперації теплоти в системі вентиляції, знати методику розрахунку пластинчатих рекуператорів, схемно-конструктивні особливості та принцип дії.
Характер заняття – дослідно-аналітичний
Лабораторне заняття 6. Визначення ефективності інноваційних систем опалення з використанням фанкойлів
Мета роботи – здобуття навичок визначати теплову потужність фанкойлів, схемно-конструктивні особливості, принцип дії.
Характер заняття - дослідно-аналітичний
Лабораторне заняття 7. Дослідження ефективності роботи гідроелектростанції
Мета заняття – здобуття навичок дослідження енергетичних показників гідроелектростанції. Характер заняття - дослідно-аналітичний
Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота
Не передбачена

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Критерії оцінювання
Оцінка за виконання завдань для самостійної роботи є обов’язковим балом, який враховується при підсумковому оцінюванні навчальних досягнень з навчальної дисципліни. За підсумками семестру студент має набрати максимально 100 балів, а саме:
7.1 Рівень теоретичної підготовки з дисципліни оцінюється двома модульними контролями в письмовій формі, кожен з яких містить 2 теоретичних питання та 1 задачу. Кожне з питань, на які студент має надати відповіді оцінюється максимально у 10 балів, задача – у 10 балів. Таким чином студент має можливість при бездоганному виконані набрати максимально за кожну модульну контрольну роботу 30 балів. За дві модульних контрольних роботи – максимально 60 балів.
7.2 Студент може накопичити 20 балів у процесі виконання 7 лабораторних занять протягом семестру – ці бали зараховується студенту, який бездоганно виконує всі лабораторні завдання. Кожна лабораторна робота оцінюється у 2,85 балів. Якщо студент не справляється з лабораторною роботою самостійно – бали не нараховуються. Прогалини у знаннях з теоретичної частини та помилки при виконанні лабораторного практикуму зменшують кількість набраних балів.
7.3 Студент може накопичити 20 балів у процесі виконання 8 практичних робіт протягом семестру – ці бали зараховується студенту, який бездоганно виконує всі практичні завдання. Кожна практична робота оцінюється у 2,5 балів. Якщо студент не справляється з практичною роботою самостійно – бали не нараховуються. Прогалини у знаннях з теоретичної частини та помилки при виконанні практичного завдання зменшують кількість набраних балів.
7.4 Підсумковим контролем з дисципліни є екзамен.
Екзаменаційний білет з дисципліни складається з двох частин: теоретичної (питання) та практичної (задачі). Мінімальна кількість балів, що зараховується як позитивний результат, дорівнює 60 (за 100-бальною шкалою). Бали розподіляються наступним чином: 60 балів – теоретична частина, 40 балів – практична частина (задача). Екзамен письмовий. Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів.