《新能源轉(zhuǎn)化與利用》課程教學(xué)大綱

《新能源轉(zhuǎn)化與利用》課程教學(xué)大綱課程名稱：新能源轉(zhuǎn)化與利用ConversionandUtilizationofNewEnergy課程編號：020060260課程性質(zhì)：必修□選修課程類別：□通識課程專業(yè)課程￡實踐教學(xué)適用專業(yè)：新能源科學(xué)與工程課程學(xué)時：總學(xué)時40，其中理論40、實驗0課程學(xué)分：2.5應(yīng)開課學(xué)期：第六學(xué)期先修課程：新能源科學(xué)與工程概論、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)任課學(xué)院、系部：能源科學(xué)與工程學(xué)院、新能源科學(xué)與工程系一、課程簡介《新能源轉(zhuǎn)化與利用》為新能源科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)核心課，課程性質(zhì)為必修。本課程以地熱能為主，兼顧太陽能、風能和生物質(zhì)能，系統(tǒng)講授新能源轉(zhuǎn)化的基本原理、基本方法和新能源利用的基本途徑，主要包括：地熱供暖技術(shù)、地熱發(fā)電技術(shù)、地熱綜合利用技術(shù)、水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、土壤耦合熱泵空調(diào)系統(tǒng)、地熱開發(fā)利用的環(huán)境保護、太陽能發(fā)電技術(shù)、風力發(fā)電技術(shù)和生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)等內(nèi)容。本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握新能源轉(zhuǎn)化的基本原理、基本方法和新能源利用的基本途徑，初步具備進行新能源轉(zhuǎn)化與利用相關(guān)設(shè)計、研發(fā)和管理的能力。二、課程教學(xué)的目標及與畢業(yè)要求的關(guān)系（一）課程目標課程總目標：通過本課程的學(xué)習，旨在讓學(xué)生掌握地熱能、太陽能、風能和生物質(zhì)能等新能源轉(zhuǎn)化的基本原理、基本方法和常規(guī)利用途徑，了解新能源轉(zhuǎn)化與利用技術(shù)的最新研究成果及發(fā)展方向，并初步具備進行新能源轉(zhuǎn)化與利用相關(guān)設(shè)計、研發(fā)和管理的能力，為今后從事新能源轉(zhuǎn)化與利用領(lǐng)域的工程設(shè)計、設(shè)備研發(fā)、技術(shù)管理以及科學(xué)研究奠定堅實基礎(chǔ)。課程目標1：掌握地熱能、太陽能、風能和生物質(zhì)能等新能源轉(zhuǎn)化的基本原理和基本方法；融入科學(xué)發(fā)展觀、安全發(fā)展觀、使命擔當?shù)人颊?。課程目標2：掌握地熱能、太陽能、風能和生物質(zhì)能等新能源利用的常規(guī)途徑和基本方法，了解新能源轉(zhuǎn)化與利用技術(shù)的最新研究成果及發(fā)展方向；融入青山綠水就是金山銀山、科學(xué)發(fā)展觀、生態(tài)環(huán)境保護等思政元素。課程目標3：掌握新能源轉(zhuǎn)化與利用相關(guān)技術(shù)的設(shè)計原則和基本設(shè)計方法，初步具備進行新能源轉(zhuǎn)化與利用相關(guān)工程設(shè)計、設(shè)備研發(fā)和技術(shù)管理的能力；融入工匠精神、敬業(yè)精神、科學(xué)精神等思政元素。（二）課程目標與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系本課程目標支持的主要畢業(yè)要求如下表：課程目標畢業(yè)要求1．掌握地熱能、太陽能、風能和生物質(zhì)能等新能源轉(zhuǎn)化的基本原理和基本方法；融入科學(xué)發(fā)展觀、安全發(fā)展觀、使命擔當?shù)人颊?。畢業(yè)要求1：工程知識：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決新能源勘查、開發(fā)與綜合利用中的工程問題，具備工程科學(xué)思維和工程管理意識。2．掌握地熱能、太陽能、風能和生物質(zhì)能等新能源利用的常規(guī)途徑和基本方法，了解新能源轉(zhuǎn)化與利用技術(shù)的最新研究成果及發(fā)展方向；融入青山綠水就是金山銀山、科學(xué)發(fā)展觀、生態(tài)環(huán)境保護等思政元素。畢業(yè)要求4：研究：能夠基于科學(xué)原理與方法，結(jié)合具體生產(chǎn)實踐，分析、解決新能源勘查和開發(fā)利用中的技術(shù)問題。能夠正確認識行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，具備文獻信息提煉、歸納能力。能夠提出工程問題的關(guān)鍵理論問題和技術(shù)難題，善于利用文獻資料及團隊技能開展初步科學(xué)研究與技術(shù)攻關(guān)。3．掌握新能源轉(zhuǎn)化與利用相關(guān)技術(shù)的設(shè)計原則和基本設(shè)計方法，初步具備進行新能源轉(zhuǎn)化與利用相關(guān)工程設(shè)計、設(shè)備研發(fā)和技術(shù)管理的能力；融入工匠精神、敬業(yè)精神、科學(xué)精神等思政元素。畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具：能夠針對新能源勘查、開發(fā)及綜合利用中的問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，并掌握文獻檢索、資料查詢及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法。三、課程教學(xué)的基本內(nèi)容及教學(xué)安排知識單元知識點學(xué)時數(shù)課程目標線下授課線上授課實驗/實踐1.地熱供暖技術(shù)知識點1.1：概述；知識點1.2：供暖熱耗量的估算；知識點1.3：地熱供暖系統(tǒng)的調(diào)峰；知識點1.4：地熱間接供暖系統(tǒng)；知識點1.5：降低地熱排水溫度和地熱利用率；知識點1.6：地熱直接供暖系統(tǒng)；知識點1.7：低溫地熱輻射采暖；知識點1.8：地熱熱風供暖；知識點1.9：燃煤鍋爐供暖改為地熱供暖；知識點1.10：地熱生活熱水供應(yīng)；知識點1.11：井下?lián)Q熱器供熱系統(tǒng)。6課程目標12.地熱發(fā)電技術(shù)知識點2.1：地熱發(fā)電的方式；知識點2.2：世界典型地熱電站介紹；知識點2.3：地熱能利用的制約因素。4課程目標23.地熱綜合利用技術(shù)知識點3.1：地熱農(nóng)業(yè)利用技術(shù)；知識點3.2：地熱水的深加工處理。2課程目標24.水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)知識點4.1：水源熱泵機組；知識點4.2：地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)；知識點4.3：地表水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)；知識點4.4：海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)；知識點4.5：污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)；知識點4.6：工程案例。6課程目標15.土壤耦合熱泵空調(diào)系統(tǒng)知識點5.1：土壤耦合熱泵空調(diào)系統(tǒng)簡介；知識點5.2：現(xiàn)場調(diào)查與工程勘查；知識點5.3：地埋管換熱器的管材與傳熱介質(zhì)；知識點5.4：地埋管換熱器的布置形式；知識點5.5：地埋管換熱器的傳熱計算；知識點5.6：地埋管換熱器系統(tǒng)水力計算；知識點5.7：地埋管換熱器的安裝；知識點5.8：直接膨脹式土壤源熱泵系統(tǒng)；知識點5.9：案例分析。6課程目標16.地熱開發(fā)利用的環(huán)境保護知識點6.1：概述；知識點6.2：地熱流體開發(fā)利用對環(huán)境的影響；知識點6.3：地熱水按不同用途的水質(zhì)評價；知識點6.4：我國的水環(huán)境質(zhì)量標準；知識點6.5：地熱排水的處理及試驗研究。4課程目標27.太陽能發(fā)電技術(shù)知識點7.1太陽能發(fā)電技術(shù)發(fā)展概況；知識點7.2太陽能光伏發(fā)電技術(shù)；知識點7.3太陽能熱發(fā)電技術(shù)；知識點7.4太陽能發(fā)電技術(shù)發(fā)展前景。4課程目標38.風力發(fā)電技術(shù)知識點8.1風與風力資源；知識點8.2風力機工作原理；知識點8.3風力發(fā)電設(shè)備；知識點8.4風力發(fā)電運行方式；知識點8.5風力發(fā)電現(xiàn)狀與展望。4課程目標39.生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)知識點9.1生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化與發(fā)電技術(shù)概述；知識點9.2生物質(zhì)熱裂解發(fā)電技術(shù)；知識點9.3生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀；知識點9.4生物質(zhì)能發(fā)電前景預(yù)測。4課程目標3合計=SUM(ABOVE)40四、本課程與其他課程的聯(lián)系本課程的先修課程為“新能源科學(xué)與工程概論”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”和“流體力學(xué)”，使學(xué)生掌握新能源分類及開發(fā)概況、熱量傳遞、流體力學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識。本課程重點講授新能源轉(zhuǎn)化的基本原理、基本方法和新能源利用的基本途徑，為后續(xù)課程學(xué)習、實習、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計奠定堅實基礎(chǔ)。五、教材與其他教學(xué)資源（含教學(xué)參考書或在線資源）（一）建議教材唐志偉，王景甫，張宏宇.地熱能利用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2018.（二）其他教學(xué)資源鄭克棪，潘小平，馬鳳景，陳梓慧.地熱利用技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2018.王長貴，崔容強，周篁.新能源發(fā)電技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2003.湯學(xué)忠.熱能轉(zhuǎn)換與利用（第2版）[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002.中國大學(xué)MOOC：能量轉(zhuǎn)換與利用，/course/bjut-1206621827?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_六、教學(xué)方法與學(xué)習建議授課方式：本課程秉承“以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向”的OBE教育理念，以課堂講授為主，綜合使用云班課、釘釘群等現(xiàn)代化工具，穿插使用參考學(xué)習成績與教學(xué)方法認同度的合作學(xué)習小組組建方法、基于云班課的課前準備方法、基于PDCA循環(huán)的應(yīng)用導(dǎo)向型-翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)方法以及基于釘釘群直播的課后跟蹤輔導(dǎo)方法，最終形成線上下協(xié)同、多平臺協(xié)作、“課前-課中-課后”全程覆蓋的一體化教學(xué)方法。通過翻轉(zhuǎn)課堂、案例教學(xué)、專題討論以及課后作業(yè)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，構(gòu)建“線上下協(xié)同夯實理論基礎(chǔ)、翻轉(zhuǎn)課堂增進理解與交流、案例教學(xué)提高應(yīng)用能力、專題討論激發(fā)創(chuàng)新思維、評價反饋促進師生改進”的多元化教學(xué)模式。重點：地熱供暖技術(shù)、地熱發(fā)電技術(shù)、地熱綜合利用技術(shù)、水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、土壤耦合熱泵空調(diào)系統(tǒng)、地熱開發(fā)利用的環(huán)境保護。難點：水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、土壤耦合熱泵空調(diào)系統(tǒng)。后續(xù)自主學(xué)習建議：圍繞課程所學(xué)，經(jīng)常檢索相關(guān)報道和文獻，持續(xù)關(guān)注新能源轉(zhuǎn)化與利用領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)，了解最新科研進展。七、課程考核及成績評定方式（一）課程考核本課程成績評定包括平時考核（平時到課率統(tǒng)計）、過程考核（隨堂問答、課堂測驗、課后作業(yè)）和終結(jié)性評價（期末考試）三部分，其中平時成績占課程總成績的10％，過程成績占課程總成績的30％，終結(jié)性評價成績占課程總成績的60％。具體要求及評分方法如下：平時成績：出勤成績采用扣分制，每缺勤一次扣平時成績1分，每遲到或早退一次扣平時成績0.5分，無故曠課4次以上者取消本次課程成績；占總成績的10%。過程成績：課堂測驗和課后作業(yè)要求學(xué)生必須獨立完成，未按時提交作業(yè)或作業(yè)有抄襲（雷同）現(xiàn)象的，該次作業(yè)成績按零分計；占總成績的30%。終結(jié)性評價：形式為閉卷考試，其成績占總成績的60%。（二）課程目標與考核內(nèi)容的關(guān)系課程具體目標與知識單元和考試內(nèi)容的關(guān)系如下：課程目標知識單元考試內(nèi)容1．掌握地熱能、太陽能、風能和生物質(zhì)能等新能源轉(zhuǎn)化的基本原理和基本方法；融入科學(xué)發(fā)展觀、安全發(fā)展觀、使命擔當?shù)人颊亍?.地熱供暖技術(shù)4.水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)5.土壤耦合熱泵空調(diào)系統(tǒng)考核知識點：供暖熱耗量的估算；地熱供暖系統(tǒng)的調(diào)峰；水源熱泵機組；地熱直接與間接供暖系統(tǒng)；地埋管換熱器的布置形式；地埋管換熱器的傳熱計算；地埋管換熱器系統(tǒng)水力計算?？己艘螅赫莆盏責崮堋⑻柲?、風能和生物質(zhì)能等新能源轉(zhuǎn)化的基本原理和基本方法。2．掌握地熱能、太陽能、風能和生物質(zhì)能等新能源利用的常規(guī)途徑和基本方法，了解新能源轉(zhuǎn)化與利用技術(shù)的最新研究成果及發(fā)展方向；融入青山綠水就是金山銀山、科學(xué)發(fā)展觀、生態(tài)環(huán)境保護等思政元素。2.地熱發(fā)電技術(shù)3.地熱綜合利用技術(shù)6.地熱開發(fā)利用的環(huán)境保護考核知識點：地熱發(fā)電的方式；地熱能利用的制約因素；地熱農(nóng)業(yè)利用技術(shù)；地熱流體開發(fā)利用對環(huán)境的影響；地熱水按不同用途的水質(zhì)評價；地熱排水的處理?？己艘螅赫莆盏責崮堋⑻柲?、風能和生物質(zhì)能等新能源利用的常規(guī)途徑和基本方法，了解新能源轉(zhuǎn)化與利用技術(shù)的最新研究成果及發(fā)展方向。3.掌握新能源轉(zhuǎn)化與利用相關(guān)技術(shù)的設(shè)計原則和基本設(shè)計方法