КОММЕРЦИЯЛЫҚ ЕМЕС АКЦИОНЕРЛІК ҚОҒАМЫ

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС ИНСТИТУТЫ

Өнеркәсіп орындарын электрмен жабдықтау кафедрасы

 

  ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА

Силлабус

 050718 – «Электроэнергетика» мамандығының студентері үшін

 пәндік жобаға әдістемелік нұсқаулар және

бақылау жұмыстарына арналған тапсырмалар

 («Сарқылмайтын және жаңғыртылатын энергетикалық ресурстар»

пені бойынша)

  

Алматы 2007  

 

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: А.В.Болотов, Е.А.Абдрахманов. Электроэнергетика (Силлабус). 050718 – Электроэнергетика мамандығының студенттері үшін пәндік жобаға әдістемелік нұсқаулар және бақылау жұмыстарына арналған тапсырмалар. – Алматы, АЭжБИ, 2007 ж. –9 б.

  

Бұл жұмыс «Электроэнергетика» курсының «Сарқылмайтын және жаңғыртылатын энергетикалық ресурстар» пәндік жобасына әдістемелік нұсқауларды және бақылау жұмыстарына тапсырмаларды, сонымен қатар керекті әдебиеттер тізімдерін қамтиды.

 

Кіріспе

Оқу жоспарына сәйкес 050718 – Электроэнергетика мамандығының студенттері «Электроэнергетика» пәнін оқиды, оның құрамына сағат көлемі: аудиторлық  сабақтар – 10 сағат, аралық оқыту элементтері бар сабақтар   - 35 сағат  «Сарқылмайтын және жаңғыртылатын энергетикалық  ресурстар» тарауы кіреді. Бұл пән бойынша өткен тарауларды студенттердің өз бетімен бекітуін   қамтамасыз ететін бақылау жұмысы қарастырылған.

Емтихан тапсыруға студенттер бақылау жұмысын орындап, қорғағаннан кейін жіберіледі.

         Пәннің мақсаты – энергобаланс құрамына сарқылмайтын энергетикалық ресурстарын – жел, күн энергиясын, жер қойнауы жылуын, кіші өзендер және жаңғыртылатын энергоресурстар – өсіп-өнетін биомасса, органикалық тұрмыстық қалдықтар энергиясын енгізудің қажеттілігін және пайдалылығын көрсету.

         Пәннің міндеттері – студенттерді сарқылмайтын энергоресурстардың жергілікті потенциалын бағалуды үйрету, бұл энергияны электр энергиясына түрлендіретін техникалық құралдардың әрекет ету қағидалары және құрылымымен таныстыру.  

 1 «Электроэнергетика» пәнінің «Сарқылмайтын және жаңғыртылатын энергетикалық ресурстар» тарауының мазмұны

1.1 Сарқылмайтын және жаңғыртылатын энергетикалық ресурстар

1.1.1 Энергияны түрлендіру.  Сарқылмайтын және жаңғыртылатын

энергетикалық ресурстарын қолданудың түрткі болу себебі және

стимулы (2 сағ.)

Энергияны түрлендіру, сақтау және рационалды қолдану мәселесі. Экономиканың, энергетиканың, экологияның өз ара байланысы. Энергетика – бұл саясат. Альтернативтік энергетиканың даму стимулы. Сарқылмайтын және жаңғыртылатын энергетикалық ресурстарының жалпы қасиеттері: стихиялы тууы, пайда болуының циклдығы, энергия көзінің бетінде және көлемінде энергия тығыздығының төмендігі. Альтернативтік энергияның потенциалы және келешегі. Қазақстан Республикасының сарқылмайтын және жаңғыртылатын энергоресурстары: жел, күн сәулесі, кіші өзендер энергиясы, жер қойнауы жылуы. Жаңғыртылатын энергоресурстар: бидай - автокөлікке керекті жанармай биоэтанол өндіру үшін, басқа жеке тұтынышыларға қажет биогаз алу үшін қолданылатын шикізат.

1.1.2 Жел энергиясы (2 сағ.)

Жел табиғаты. Глобалдық ауа ағындары – жер айналу салдары, жер шары бойынша дислокациясы. Ауа ағымдарының жер бетінде қалыптасуына жер рельефінің және оның бетінің қасиеттерінің ықпалы. Жел - энергия көзі ретінде. Желдің энергетикалық сипаттамалары – жылдамдығы, екпінділігі. Жел бағыты, жел розасы.  Қазақстан территориясындағы жел энергиясының туу жерлері, жел потенциалы, жел электр станцияларын салуға қолайлы аудандар. Жел энергетикалық агрегаттары, жел турбиналары және көп агрегатты жел электр станциялары. Жеке қолдануға арналған пропеллер типті аз қуатты жел агрегаттары. Энергияны энергожүйесі үшін өндіретін жел энергетикалық агрегаттары. Жел энергетикасының дүниежүзілік дамуы. Пропеллерлік жел агрегаттарының құрылымы, құндылығы және кемшіліктері. Тік осьтік жел турбиналары, құрылымдық сұлбасы, желмеханикалық бөлігінің модульдық  құрастырылуы, әр бағытты және қарқынды желге бірдей сезімділігі. Жел агрегаттарының электрлік жабдықтары және оларды жел жылдамдығы мен бағытына байланысты автоматты басқару  жүйесі, энергияны аккумуляциялау. Жел энергетикасының экономикасы.

 1.1.3 Күн энергетикасы (2 сағ)

Күн энергиясының потенциалы, Жер беті бойынша таралуы, Қазақстанның күн энергиясын игеруге қолайлы аймақтары. Сәулелік энергияны электр энергиясына түрлендіргіштер, түрлері, жұмыс істеу қағидасы, энергетикалық сипаттамалары. Жеке және өндірістік қолдануға арналған күн электр станциялары. Энергияны аккумуляциялау. Фотовольтаиканың техника-экономикалық  көрсеткіштері.

Күн сәулесін жеке тұтынушыларды ыстық сумен қамтамасыз ету үшін төмен потенциалдық жылуға түрлендіру. Құбырлық және жазық күн коллекторлары, тұрғын үйлерді және өндірістік ғимараттарды жылумен қамтамасыз ету жүйелері. Экономикалық көрсеткіштері.

1.1.4 Кіші өзендер энергиясы (1 сағ.)

Таулы аудандардағы кіші өзендердің ерекшеліктері: аз шығындығына қарамай, жердің еңістігінің үлкендігінен энергетикалық потенциалы едәуір. Қазақстан Республикасындағы  кіші СЭС салуға келешегі бар өзендер мен алаңдар. Су ағындарының энергиясы, аз қуатты гидравликалық турбиналардың  түрлері. Плотинасыз, жеңдік және қалқымалы микро СЭС. СЭС, жел, күн, дизель электростанциялары бар жергілікті энергожүйелері.   

1.1.5 Жер қойнауы жылуын және жаңғыртылатын энергетикалық ресурстарды қолдану (1 сағ.)

Геотермальдық энергетика жүйелері, құрастырылу қағидасы, жер қойнауы жылуын қолдану технологиясы. Қазақстан Республикасындағы геотермальдық энергетиканың мүмкіншіліктері және келешегі.

Тұрмыстық қажеттіліктерге биогаз алу үшін қондырғылар, сұлбасы және жұмыс істеу қағидасы.

 1.2 Теориялық сұрақтарды оқып білу үшін әдістемелік нұсқаулар

1.2.1  1.1.1 тарауын зерделегенде жылулық энергетикалық қондырғылармен өндірілетін электр энергиясын үнемдеу қажеттілігіне көңіл аудару,  халықаралық дауларды туғызатын себептерді, сарқылмайтын және жаңғыртылатын энергетиканың энергетикалық тәуелсіздікке жету мақсаттарындағы және елдің тұрақты дамуындағы орнын анықтау,   тозбайтын және жаңғыртылатын энергетикалық  ресурстардың көлемі мен территориялық таралуын бағалау керек.

1.2.2  1.1.2 тарауын зерделегенде желдің энергия көзі ретіндегі ерекшеліктеріне, әсіресе оның бағытының өзгерімділігіне, энергиясын әртүрлі аэродинамикалық сұлбалы жел агрегаттарында қолдану мүмкіндігіне, Қазақстанның жел потенциалына және жел энергиясы туатын орындардың бар екендігіне көңіл аудару керек.  Әр түрлі жел агрегаттары жабдықтарының құрылымын игеру маңызды болып табылады.

         1.2.3 1.1.3 тарауын зерделегенде күн сәулесі энергиясын коммерциялық энергияға түрлендіру жолдарына, күн энергиясын түрлендіргіштерді жинау және пайдалану ережелеріне, электр энергиясымен қамтамасыз ету сұлбаларының құрастырылуына көңіл аудару кажет.

         1.2.4 1.1.4 тарауын зерделегенде су ағынының энергетикалық көрсеткіштеріне және су ағынының қысымын немесе шығынын іске асыратын гидравликалық турбиналардың сұлбаларына көңіл аудару керек.

         1.2.5 1.1.5 тарауын зерделегенде жеке қолданылатын биогаздық қондырғылармен өздігімен танысуға, сонымен қатар жел жылуын қолданудың көп варианттығына көңіл аудару керек. «Жердің геотермиялық коэффициенті» ұғымын түсіну керек.

 2       Бақылау жұмысына әдістемелік нұсқамалар мен тапсырмалар

Тақырыпты алған кезде ұсынылған әдебиеттер тізімін мұқият қарап, қажеттісін таңдап алып, тапсырманы тақырыбын кеңінен ашып орындау кажет.    Қорғауға шығарылатын жұмыс көлемі тақырыпты ашуға керекті суреттерді, графиктерді және қолданылған әдебиет тізімін қоса санағанда 10-12 бет. Мәтінді түпнұсқадан тігінен өз сөзінсіз өзгертпей көшіруге болмайды.

         Тапсырма варианты әр студенттің сынақ кітапшасының номерінің соңғы екі санымен анықталады. Егер номердің соңғы екі саны тапсырма санынан көп болса, тапсырма варианты сынақ кітапшасының номерінің соңғы екі санынан соңғы тапсырма номері санын шегеру арқылы анықталады. Мысалы, тапсырманың соңғы номері 50, сынақ кітапшасының соңғы екі саны 77 болса, тапсырма номері 27 болады.

         2.1 Бақылау жұмыстарына арналған тапсырмалардың тізімі

         1. Энергия, эксергия, энтропия деген не, нені үнемдеу керек?

         2. Энергетиканың сарқылмайтын және жаңғыртылатын энергетикалық ресурстар негізінде даму стимулы.

         3. Сарқылмайтын және жаңғыртылатын энергетикалық ресурстардың жалпы белгілері.

         4. Жел табиғаты және   оның негізгі сипаттамалары.

         5. Қазақстан жел энергетикасы дамуының Ұлттық бағдарламасының концепциясы, оны жасаудың негіздері.

         6. Булық әсер дегеніміз не, қалай пайда болады, неге ықпал етеді?

         7. Қазақстанның электр өндіру қуаттарының құрылымы, экологияға әсері.

         8. Қазақстандағы сарқылмайтын энергия потенциалы.

         9. Қазақстандағы жаңғыртылатын энергия көздерінің даму келешегі, оларды не қолдайды, не шектейді?

         10. Қөмірсутекті жылу энергетикасының қоршаған ортаға әсер етуі неде байқалады?

         11. Күн энергетикасының мүмкіндіктері, артықшылықтары мен кемшіліктері.

         12. Күн энергиясының электр энергиясына тікелей түрлендіру қағидасы.

         13. Гелиоқыздырғыштардың әрекет ету қағидасы және құрылысы.

         14. Жел энергиясының мүмкіндіктері, артықшылықтары және қолдану ерекшеліктері.

         15. Тұрғын үйді күн жылуымен қамтамасыз етудің қағидалық сұлбасы.

         16. Жел энергиясын электр энергиясына түрлендірудің тиімділігі неге байланысты, КИУМ деген не?

         17. Әр түрлі принципиалдық сұлбалы жел агрегаттарының жұмыс істеу қағидасы. Жел агрегаттарының  қуаты қандай параметрлерге тәуелді?

         18. Айналу осі тік жел турбиналарының пропеллерлік жел агрегаттарынан артықшылықтары қандай?

         19. Жер бетіне және Қазақстан территориясына түсетін күн энергиясының сандық шамасы қандай?

20. Қазақстан территориясындағы жел энергиясының потенциал шамасы қандай?

21. Жел электр станцияларын салуға келешегі бар жерлер қалай анықталады және олар қайда орналасқан?

         22. Күн сәулесі түрлендіргіштерінің қуаты қандай шарттарға тәуелді?

         23. Желдің энергия көзі ретіндегі туу табиғаты және негізгі қасиеттері.

         24. Ауа ағындарына  локалдық әсер ету. Жоңғар қақпасы деген не?

         25. Жел энергоагрегаттарының түрлері, негізгі түйіндері.

         26. Кіші және үлкен қуатты ЖЭС негізгі көрсеткіштері, өлшемдері, айналу жиілігі.

         27. Тік остік жел турбиналарының  құрылымы және ерекшеліктері.

         28. Күн – сәулелік энергия көзі, сипаттамалары.

         29. «Жарық» ұғымы, жарық энергиясын электр энергиясына түрлендіру механизмі.

         30. Күн ұяшығының құрылымдық сұлбасы.

         31. Фотоэлементтердің энергетикалық сипаттамалары.

         32. Күн энергиясын су жылыту үшін қолдану.

         33. Жазық және құбырлық гелиоқыздырғыштарының құрылысы және жұмыс істеу қағидасы.

         34.  Ғимараттарды ыстық сумен қамтамасыз ету гелиожүйесінің үлгілік сұлбасы.

         35. Су ағынының жұмысы.

         36. Гидравликалық станциялардың түрлері.

         37. Плотина мен су қоймасының тағайыны.

         38. Гидравликалық турбиналардың түрлері.

         39. Жердің «геотермиялық коэффициенті» деген не? Жер қойнауы жылуын қолданудың практикалық  жолдары?

         40. Фототүрлендіргіштердің энергетикалық сипаттамалары неге байланысты?

         41. Қуатты жел агрегаттары жабдықтарының құрамы.

         42. Энергия жинақтауышы бар жел электр станцияларының   электрлік сұлбасы.

         43. Сарқылмайтын және жаңғыртылатын энергетикалық ресурстар негізіндегі энергетиканың дамуы қарастырылған Қазақстан Республикасының нормативтік актілері.

         44. Ауа ағыны энергиясын максималдық коэффициентпен қолдану қалай іске асады?

         45. «Жоңғар қақпасы» қалай пайда болады және онымен өтетін желдің ерекше жоғары деңгейі немен анықталады?

         46. Белгілі жылдамдықта максималдық қуатқа жету үшін қажетті әр түрлі қуатты жел агрегаттарының  бөліктері.

         47. Жоғары қысымды гидроэлектрстанциялар агрегаттары мен орналастырылуы.

         48. Төмен қысымды гидроэлектрстанцияларының орналастырылуы және сипаттамалары.

         49. Фотоэлектрлік түрлендіргіштер ретінде қолданылатын материалдар және олардың құрылысы.

         50. Жер қойнауы жылуын қолданатын геотермалдық қондырғылар мен жүйелердің түрлері.

 

Әдебиеттер тізімі

1. Болотов А.В. Конспект лекций по дисциплине «Неисчерпаемые и возобновляемые энергетические ресурсы». - Алматы:  АИЭС, 2007. -  23 с.

2. Непорожний П.С., Обрезков.и. Введение в специальность. гидроэнергетика: Учебник для вузов. – М.: Энергоатом издат, 1990, ISBN 5-283-02021-5

3. Веников В.А., Путятин Е.В. Введение в специальность. Электроэнергетика. –Москва: «Высшая школа», 1988. - 255  с.

4. Болотов А.В., Сидельковский В.С., Болотов С.А.  Тенденции развития ветроэнергетики в мире. Вестник Национальной инженерной академии Республики Казахстан. - № 4 (18). – 2005. - С.78-83.

5. В России начали зарабатывать деньги на ветре www.raduga.ru

6. Сборники научных трудов по материалам международных научно-практических конференций АИЭС. -Алматы, 1998, 2000, 2002, 2004, 2006г.

7.  Ветроэнергетика. Под редакцией  Д. де Рензо. – М.: Энергоатомиздат, 1982. -  173 с.

8. Ветер, волны и морские порты. Под ред. Ю.М. Крылова. - Л.: «Гидрометеоиздат», 1986.

9.Развитие альтернативной энергетики в Казахстане www.zakon.kz/

10. Тенденции развития мировой и российской энергетики       www.elek.ru/

11. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра. -М.:Энергоатомиздат, 1983. – 200 с.

12. Соболь Я.Г. Ветроэнергетика в условиях рынка (1992-1995гг.) /Энергия: Экон., техн. экол. -1995. -№11.

13. Болотов А.В. Болотов С,А. Патент Республики Казахстан № 12233 «Ветроэнергетический агрегат (ВЭА) и ветроэлектростанция (ВЭС)»,  бюл. № 8, 2004.

14. Болотов А,В., Новокшенов В.С., Ганага Е,Ф., Бакенов К.А. Патент Республики Казахстан № 8086, Вентильный генератор,  бюл. № 12, 2003. 

15. Твайделл Дж., А. Уэйр. Возобновляемые источники энергии. М.: Энергоатомиздат, 1990.

16. Быстрицкий Г.Ф.. Основы энергетики: Учебник. – Москва: ИНФРА-М, 2006.

17. Гарин Б.М., Кленова И.А., Колесников Ф.И., Экология для технических вузов: Учебное пособие. - Москва, 1998.

18. Бринкворт, Б. Дж. Солнечная энергия для человека. - М.: Мир, 1976.

19. Соминский, М.С. Солнечная электроэнергия. - М., Наука, 1965.

20. Фаренбрух, А., Бьюб, Р. Солнечные элементы: теория и эксперимент. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

21. Лаврус, B.C. Источники энергии. - М.: Наука и техника, 1997.

22. Состояние и перспективы развития мировой энергетики. Россия и современный мир.- №4.- 2001.-С.231-238.

23.                          Емельянов, А. Солнечная альтернатива. Экология и жизнь, №6, 2001.-С.22-23.

 

24. Емельянов, А. Нетрадиционная энергетика. Экология и жизнь.-№ 6. -2001. -С.24-26.

25.  Андреев, В.М. Свет звезды. Экология и жизнь.-№6.-2001. -С.49-53.

26.            Гринкевич, Р. Тенденции мировой электроэнергетики. Мировая
экономика и международные отношения. -№ 4. -2003. -С.15-24.  

27. Дядькин Ю.Д. Основы геотермальных технологий. - Л.: ЛГИ, 1985. 

28. Васильев Г.П. Энергоэффективные здания с теплонасосными системами теплоснабжения // ЖКХ. -2002. -№12.

29. Турбинное оборудование гидроэлектростанций, под ред. А.А.Морозова. 2 изд. -М. — Л., 1958.  

30. Ковалев Н. Н., Гидротурбины.-М. — Л., 1961.   

31. www.yandex.ru

32. www.rambler.ru

33. www.vestas.ru

34. www.nature.kz/

35. Сайт компании Nordex    www.nordex.de/

36. Сайт компании Vestas      www.vestas.de/

37. www.husumwind.com

38. mailto:science@mirror.kiev.ua

39. http://acre.murdoch.edu.au/ago/ - The Australian Renewable Energy Website.

40. http://www.mtu-net.ru/lge/ - Лаборатория геотермальной энергетики ЭНИН им.Кржижановского РАО ЕЭС «России».

 

 

 

Мазмұны

Кіріспе ....................................................................................................................3

1 Курс мазмұны  ....................................................................................................3

1.1 Сарқылмайтын және жаңғыртылатын энергетикалық ресурстар...............3

1.2 Теориялық сұрақтарды зерделеуге әдістемелік нұсқаулар .........................4

2. Бақылау жұмысына әдістемелік нұсқаулар мен тапсырмалар ......................5

2.1 Бақылау жұмыстарына арналған тапсырмалар тізімі ...................................5

Әдебиеттер тізімі ....................................................................................................7

 

 

 

Альберт Васильевич Болотов

Еркеш Абдрахманович Абдрахманов