个人介绍
新能源转化原理与技术 河海大学

主讲教师:曹飞

教师团队:共1

  • 曹飞
随着人类社会的发展,化石能源被大量地开采和利用,随之而来的是资源的枯竭和环境的污染,人类面临着资源和环境的两大难题。新能源由于具有可再生、低污染的特点,受到越来越多的重视。各国的新能源利用规模在不断扩大,新能源的利用技术也在不断地发展和完善。 本课程包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等几种新能源的开发利用技术,对其基本理论和主要利用技术进行了系统地介绍,同时也涉及资源状况、发展现状和前景、经济环境特性等方面。作为一门新兴学科,新能源转化原理与技术涉及化学、化工、生物、能源、热力学等多个学科的相关知识,培养学生与时俱进地从多个视角掌握新能源转化利用相关系统的原理以及设计方法,探索复合创新型人才培养的改革与实践。
学校: 河海大学
开课院系: 机电工程学院
专业大类: 工学
开课专业: 能源与动力工程
课程英文名称: Principle and Technology of New Energy Conversion
课程编号: c6131005
学分: 3
课时: 48

第一章能源的基本概念

1. 教学内容

1)新能源利用技术

    2)热能转化利用与热发电

2. 知识要点

能源的定义及分类、我国的能源形势与能源策略、我国新能源利用情况与展望

3. 重点难点

能源的分类以及我国能源策略

4. 基本要求

掌握能源的分类、掌握新能源热利用装置与系统基本原理、了解各类新能源商业化程度

5. 教学方法

1)本章教学目标为了解,以讲授为主,结合工程实例激发学生学习本课程的兴趣。

2)采用启发式教学方式。阐述本课程与先修课程的关系。

第二章太阳辐射

1. 教学内容

1)太阳和地球

2)太阳常数

3)集热面上太阳辐射角的计算

4)地球大气层外水平面上的太阳辐射

5)大气层对太阳辐射的影响和辐射光谱

6)太阳辐射量的计算

7)集热器最佳方位

2. 知识要点

太阳能的特点及日地关系、地平坐标系、赤道坐标系、太阳入射角的计算、太阳辐射在大气中的衰减、倾斜面上太阳辐射、倾斜面上全天日照量、我国太阳能资源分布

3. 重点难点

赤道坐标系、太阳入射角的计算、倾斜面上太阳辐射

4. 基本要求

掌握太阳常数定义及大小、掌握太阳高度角、天顶角、方位角、时角基本概念、掌握水平面和倾斜面上太阳辐射量的计算方法

5. 教学方法

1)采用启发式教学方式。从日常生活以及已学知识角度启发学生分析日地关系从而定量地到处描述太阳辐射的相关参量。

2)通过讲授方式讲解太阳辐射的相关特性以及计算方法。

第三章太阳能平板集热器

1. 教学内容

1)平板集热器综述

2)集热器面盖性能

3)选择性涂层

4)集热器总传热系数

5)平板集热器性能

6)空气集热器

2. 知识要点

平板型集热器的光学特性及集热器的能量分析、真空管集热器的类型与特性、聚光型集热器的构造及能量平衡分析

3. 重点难点

平板集热器盖板光学特性、平板集热器能量分析、聚光型集热器构造及特点

4. 基本要求

掌握平板集热器结构及功能、掌握平板集热器光学特性、掌握平板集热器能量分析及计算方法

5. 教学方法

1)通过课堂讲授、理论推导等方式讲解各种型式集热器性能与能量分析。

2)通过实践教学方式带领学生参观相关结构型式集热器。

第四章太阳能的热利用

1. 教学内容

        1)太阳能热水系统

        2)槽式太阳能热发电系统

        3)塔式太阳能热发电系统

        4)蝶式太阳能热发电系统

2. 知识要点

太阳能热水系统、槽式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统、蝶式太阳能热发电系统

3. 重点难点

太阳能热水系统热力设计、太阳能温室热平衡分析、太阳能热发电系统原理

4. 基本要求

掌握太阳能热水系统热力设计方法、掌握平台太阳能集热器热平衡分析方法、掌握太阳能热发电系统原理

5. 教学方法

1)课堂讲授各种太阳能热利用系统的组成与特性。

2)通过实践教学方式带领学生参观相关规模化太阳能热利用系统。

3)案例教学。指导学生完成某一地区的太阳能热水系统的热力设计与校核。

第五章风能技术概述

1. 教学内容

                 1)风的形成与表征

                 2)风资源统计方法

                 3)风能描述与分布

2. 知识要点

风的形成、风的基本特征、升力和阻力、风能资源

3. 重点难点

风的形成机理、升力和阻力、风能资源评估

4. 基本要求

掌握风资源的统计方法、掌握风能描述与我国风能分布特定

5. 教学方法

1)课堂讲授风能的基本特征以及升力与阻力特性。

2)课堂讨论:风玫瑰图的绘制方法。

第六章风能的利用

1. 教学内容

1)风力发电

2)风轮技术

2. 知识要点

风力机的结构、风轮的基本理论、风力发电、风能的其他利用形式

3. 重点难点

风力机的结构及其特性、风轮的基本理论

4. 基本要求

掌握风力机结构、掌握风力发电原理与风轮升力形成原因

5. 教学方法

1)课堂讲授风力机的基本特征以及风轮的基本理论。

2)课堂讨论:风力机的结构设计与优化。

第七章地热能

1. 教学内容

1)地热的来源及分类

2)地热发电

3)地热能的直接利用

4)地热资源开发和保护

2. 知识要点

地热能的来源于分类、地热发电、地热能的直接利用、地热能的开发与保护

3. 重点难点

地热发电系统

4. 基本要求

掌握地热分类方法及标准、掌握地热能发电系统的类别和特点

5. 教学方法

1)课堂讲授地热能的特征及地热发电系统。

2)课堂讨论:地热能的发电型式。

第八章生物质能转化

1. 教学内容

1)能源微生物

2)生物质的转化方法

2. 知识要点

生物质的特征与转化方法、生物质能的物理转化方法、生物质的燃烧、生物质汽化、生物质热解、生物质直接液化

3. 重点难点

生物质的化学特性、生物质能的物理转化方法、生物质燃烧技术与生物质发电、生物质热解

4. 基本要求

掌握生物质能的定义,了解生物质转化的方法

5. 教学方法

1)课堂讲授生物质能的特性、转化技术以及燃烧、汽化、热解等转换过程。

2)案例教学,针对典型生物质电站进行案例分析。

第九章生物质燃烧

1. 教学内容

1)炉灶燃烧

2)锅炉燃烧

3)燃烧难点及解决方法

2. 知识要点

炉灶燃烧的能量损失、炉灶燃烧的改进方法、生物质锅炉种类、生物质锅炉结构、生物质锅炉存在的问题及解决方法

3. 重点难点

炉灶燃烧的改进方法、生物质锅炉的种类及结构、生物质燃烧的改进方法

4. 基本要求

掌握炉灶结构、掌握炉灶燃烧过程、掌握炉灶燃烧热损失、掌握炉灶改进方法、掌握生物质锅炉种类及特点、掌握生物质锅炉燃烧改进方法

5. 教学方法

1)本章教学目标为了解,以讲授为主,结合工程实例激发学生学习本课程的兴趣。

2)采用启发式教学方式,阐述本课程与先修课程的关系。

第十章海洋能

1. 教学内容

        1)海洋能的特点

        2)海洋能的开发利用

2. 知识要点

潮汐能、波浪能、温差能、盐差能

3. 重点难点

潮汐能特征及潮汐功率计算

4. 基本要求

掌握海洋能的特点、掌握海洋能的种类、掌握潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能的特点

5. 教学方法

1)课堂讲授潮汐能、波浪能、海洋能、海洋热能和盐差能的特征以及在此基础上设计的发电系统的特性。

2)课堂讨论:新型海洋能发电系统设计探讨。


曹飞

职称:副教授

单位:机电工程学院

部门:能源与动力工程系

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