《新能源发电技术》课程教学大纲

《新能源发电技术》课程教学大纲课程名称：新能源发电技术NewEnergyGenerationTechnology课程编号：021060390课程性质：□必修选修课程类别：□通识课程专业课程£实践教学适用专业：新能源科学与工程课程学时：总学时32，其中理论28、实验4课程学分：2应开课学期：第七学期先修课程：新能源科学与工程概论、工程热力学、传热学、地热开发理论与技术、新能源转化与利用任课学院、系部：能源科学与工程学院、新能源科学与工程系一、课程简介《新能源发电技术》是新能源科学与工程专业的一门专业课程，课程性质为选修。本课程以地热能、太阳能、风能和生物质能为主，兼顾潮汐能和燃料电池，系统讲授新能源发电技术的基本原理、基本方法和基本工艺，主要包括：太阳能光伏发电技术、太阳能热发电技术、风力发电技术、生物质能发电技术、地热发电技术、潮汐能发电技术和燃料电池发电技术等内容。本课程的任务是使学生掌握新能源发电技术的基本原理、基本方法和基本工艺，初步具备进行新能源发电相关设计、研发和管理的能力。二、课程教学的目标及与毕业要求的关系（一）课程目标课程总目标：通过本课程的学习，旨在让学生掌握地热能、太阳能、风能和生物质能等新能源发电的基本原理、基本方法和基本工艺技术，了解新能源发电技术的最新研究成果及发展方向，并初步具备进行新能源发电相关设计、研发和管理的能力，为今后从事新能源发电领域的工程设计、设备研发、技术管理以及科学研究奠定坚实基础。课程目标1：掌握地热能、太阳能、风能和生物质能等新能源发电的基本原理和基本方法；融入科学发展观、安全发展观、使命担当等思政元素。课程目标2：掌握地热能、太阳能、风能和生物质能等新能源发电的基本工艺技术与设备，了解新能源发电技术的最新研究成果及发展方向；融入青山绿水就是金山银山、科学发展观、生态环境保护等思政元素。课程目标3：掌握新能源发电技术的设计原则和基本设计方法，初步具备进行新能源发电相关设计、研发和管理的能力；融入工匠精神、敬业精神、科学精神等思政元素。（二）课程目标与毕业要求的对应关系本课程目标支持的主要毕业要求如下表：课程目标毕业要求1．掌握地热能、太阳能、风能和生物质能等新能源发电的基本原理和基本方法；融入科学发展观、安全发展观、使命担当等思政元素。毕业要求1：工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决新能源勘查、开发与综合利用中的工程问题，具备工程科学思维和工程管理意识。2．掌握地热能、太阳能、风能和生物质能等新能源发电的基本工艺技术与设备，了解新能源发电技术的最新研究成果及发展方向；融入青山绿水就是金山银山、科学发展观、生态环境保护等思政元素。毕业要求4：研究：能够基于科学原理与方法，结合具体生产实践，分析、解决新能源勘查和开发利用中的技术问题。能够正确认识行业发展现状和趋势，具备文献信息提炼、归纳能力。能够提出工程问题的关键理论问题和技术难题，善于利用文献资料及团队技能开展初步科学研究与技术攻关。3．掌握新能源发电技术的设计原则和基本设计方法，初步具备进行新能源发电相关设计、研发和管理的能力；融入工匠精神、敬业精神、科学精神等思政元素。毕业要求5：使用现代工具：能够针对新能源勘查、开发及综合利用中的问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，并掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。三、课程教学的基本内容及教学安排（一）课程教学的内容及学时安排知识单元知识点学时数课程目标线下授课线上授课实验/实践1.概述知识点1.1：能源含义、分类及历史演变；知识点1.2：中国能源现状、问题与对策；知识点1.3：中国新能源与可再生能源现状与前景。4课程目标12.太阳能光伏发电技术知识点2.1：概述；知识点2.2：太阳能电池工作原理；知识点2.3：太阳能电池制造工艺；知识点2.4：太阳能光伏发电系统设备构成；知识点2.5：独立光伏发电系统设备构成；知识点2.6：并网光伏发电系统。42课程目标13.太阳能热发电技术知识点3.1：太阳能热发电技术研究发展概况；知识点3.2：太阳能热发电站基本系统与构成；知识点3.3：塔式太阳能热发电系统；知识点3.4：槽式太阳能热发电系统；知识点3.5：盘式太阳能热发电系统；知识点3.6：太阳池热发电系统；知识点3.7：太阳能热气流发电系统；知识点3.8：太阳能热发电技术发展前景。4课程目标14.风力发电技术知识点4.1：风与风力资源；知识点4.2：风力机工作原理；知识点4.3：风力发电设备；知识点4.4：风力发电运行方式；知识点4.5：风力发电现状与展望。42课程目标15.生物质能发电技术知识点5.1：概述；知识点5.2：生物质能的转化与发电技术；知识点5.3：生物质热裂解发电技术；知识点5.4：生物质能利用现状；知识点5.5：生物质能发电前景预测。2课程目标26.地热发电技术知识点6.1：地热能基本知识；知识点6.2：地热发电原理和技术；知识点6.3：地热资源；知识点6.4：世界地热发电；知识点6.5：中国地热发电。6课程目标27.潮汐能发电技术知识点7.1：潮汐和朝汐能；知识点7.2：潮汐能发电；知识点7.3：世界潮汐能发电；知识点7.4：中国潮汐能发电。2课程目标38.燃料电池发电技术知识点8.1：燃料电池的基本原理；知识点8.2：磷酸型燃料电池；知识点8.3：熔融碳酸盐型燃料电池；知识点8.4：固体电解质型燃料电池；知识点8.5：固体高分子型燃料电池；知识点8.6：直接甲醇型燃料电池。2课程目标3合计=SUM(ABOVE)284（二）课堂实验教学内容及要求序号项目名称内容、要求学时实验/实践类别实验/实践类型每组人数必做/选做课程目标1太阳能电池板伏安特性测试1.光伏发电的负载伏安特性测试；2.最大输出功率与光照强度的关系测试。2专业操作型6必做课程目标22风电场模型并网控制系统仿真实验1.了解风电场模型并网控制系统仿真实验平台的用途、总体布局、主要性能和技术指标；2.对照实验平台使用说明书，分析仿真器、控制器和SCADA工作原理；3.了解和分析实验平台主要部件的工作原理。2专业演示型20必做课程目标2基本要求按时参加实验，积极动手操作；服从实验指导老师安排；认真撰写实验报告，实验成绩计入过程成绩。注：实验/实践类别：专业、上机等实验/实践类型：操作型、验证型、演示型、综合型等。四、本课程与其他课程的联系本课程的先修课程为“新能源科学与工程概论”、“工程热力学”、“传热学”、“地热开发理论与技术”和“新能源转化与利用”，使学生掌握新能源分类及开发概况、热量传递、流体力学、地热开发理论与技术以及新能源转化与利用等方面的基础知识。本课程重点讲授新能源发电技术的基本原理、基本方法和基本工艺，为后续课程学习、实习、课程设计和毕业设计奠定坚实基础。五、教材与其他教学资源（含教学参考书或在线资源）（一）建议教材王长贵，崔容强，周篁.新能源发电技术[M].北京：中国电力出版社，2003.（二）其他教学资源朱永强，赵红月.新能源发电技术[M].北京：机械工业出版社，2020.孙瑞娟.新能源发电技术与应用[M].北京：中国水利水电出版社，2020.于立军.新能源发电技术[M].北京：机械工业出版社，2018.唐志伟，王景甫，张宏宇.地热能利用技术[M].北京：化学工业出版社，2018.郑克棪，潘小平，马凤景，陈梓慧.地热利用技术[M].北京：中国电力出版社，2018.中国大学MOOC：光伏发电工程技术，/course/XZCIT-1206999808?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_六、教学方法与学习建议授课方式：本课程秉承“以学生为中心、以产出为导向”的OBE教育理念，以课堂讲授为主，综合使用云班课、钉钉群等现代化工具，穿插使用参考学习成绩与教学方法认同度的合作学习小组组建方法、基于云班课的课前准备方法、基于PDCA循环的应用导向型-翻转课堂式教学方法以及基于钉钉群直播的课后跟踪辅导方法，最终形成线上下协同、多平台协作、“课前-课中-课后”全程覆盖的一体化教学方法。通过翻转课堂、案例教学、专题讨论以及课后作业等关键环节，构建“线上下协同夯实理论基础、翻转课堂增进理解与交流、案例教学提高应用能力、专题讨论激发创新思维、评价反馈促进师生改进”的多元化教学模式。重点：地热发电技术、太阳能光伏发电技术、风力发电技术、生物质能发电技术。难点：地热发电技术。后续自主学习建议：围绕课程所学，经常检索相关报道和文献，持续关注新能源发电技术的发展动态，了解最新科研进展。七、课程考核及成绩评定方式（一）课程考核本课程成绩评定包括平时考核（平时到课率统计）、过程考核（随堂问答、课堂测验、课后作业和实验报告）和终结性评价（期末考试）三部分，其中平时成绩占课程总成绩的10％，过程成绩占课程总成绩的30％，终结性评价成绩占课程总成绩的60％。具体要求及评分方法如下：平时成绩：出勤成绩采用扣分制，每缺勤一次扣平时成绩1分，每迟到或早退一次扣平时成绩0.5分，无故旷课4次以上者取消本次课程成绩；占总成绩的10%。过程成绩：课堂测验、课后作业和实验报告要求学生必须独立完成，未按时提交作业或作业有抄袭（雷同）现象的，该次作业成绩按零分计；占总成绩的30%。终结性评价：形式为闭卷考试，其成绩占总成绩的60%。（二）课程目标与考核内容的关系课程具体目标与知识单元和考试内容的关系如下：课程目标知识单元考试内容1．掌握地热能、太阳能、风能和生物质能等新能源发电的基本原理和基本方法；融入科学发展观、安全发展观、使命担当等思政元素。1.概述2.太阳能光伏发电技术3.太阳能热发电技术4.风力发电技术考核知识点：我国能源现状、问题与对策；我国新能源与可再生能源现状与前景；太阳能电池工作原理；太阳能光伏发电系统设备构成；太阳能热发电站基本系统与构成；风力机工作原理；风力发电运行方式。考核要求：掌握地热能、太阳能、风能和生物质能等新能源发电的基本原理和基本方法。2．掌握地热能、太阳能、风能和生物质能等新能源发电的基本工艺技术与设备，了解新能源发电技术的最新研究成果及发展方向；融入青山绿水就是金山银山、科学发展观、生态环境保护等思政元素。5.生物质能发电技术6.地热发电技术考核知识点：生物质能的转化与发电技术；生物质热裂解发电技术；生物质能利用现状；生物质能发电前景预测；地热发电原理和技术；中国地热发电现状与前景。考核要求：掌握地