新能源利用技术
一、课程介绍
《新能源利用技术》是面向能源与动力专业本科生开设的一门专业教育选修课，为在可预见的未来解决车辆及部分人类需要的电能问题提供了技术方案。课程注重反映学科的新进展，并适当介绍了氢能及燃料电池系统。旨在促使学生开阔视野、扩展知识面、激发学生对本专业的兴趣。
课程的具体内容包括以下方面：新型能源的种类、风光互补供电系统、氢能与风能的整合、氢能与燃料电池系统等。
Introduction
The New Energy Technology is a professional education elective course for undergraduates in the energy and power engineering. It provides a technical solution for solving the power problems of vehicles and some humans in the foreseeable future. The course focuses on reflecting the new developments in the discipline and provides an appropriate introduction to hydrogen energy and fuel cell systems. It aims to encourage students to broaden their horizons, expand their knowledge, and stimulate students' interest in the major.
The contents of the course includes the following aspects: the types of new energy, wind and solar hybrid power supply system, integration of hydrogen energy and wind energy, hydrogen energy and fuel cell system.
课程基本信息
课程名称 |
新能源利用技术 |
课程编码 |
421206 |
英文名称 |
New Energy Technologies |
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课程学时 |
16 |
课程学分 |
1 |
课程类别 |
专业教育课程 |
课程性质 |
选修课 |
开课学期 |
第7学期 |
课内实验学时 |
0 |
适用专业 |
能源与动力工程 |
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开课单位 |
内燃机工程系 |
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选用教材 |
《气体动力学》（第二版），高等教育出版社，童秉纲等编著 |
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主要参考书 |
1. 王革华，能源与可持续发展，化学工业出版社，2005，2014； 2. 陈清泉，混合电动车辆基础，北京理工大学出版社，2001； 3. 陈清泉，现代电动汽车技术，北京理工大学出版社，2002； 4. James D. HALDERMAN, Tony martin, 混合动力与替代燃料汽车，机械工业出版社，2015； 5. MEHRDAD EHSANI, YIMIN GAO, ALI EMADI, 现代电动汽车混合动力电动汽车和燃料电池车—基本原理、理论和设计，机械工业出版社，2010； 6. James D. HALDERMAN, Tony martin, 混合动力与替代燃料汽车，机械工业出版社，2015； 7.《Fuel Cells Fundamentals and Applications》，By L. Carrette1, K. A. Friedrich and U. Stimming。 |
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制定人 |
孙平 |
制定时间 |
2018年9月 |
教学大纲
1、教学目的
通过本课程的学习，使学生重点掌握世界和中国的能源现状、能源的分类、非再生能源、再生能源等利用技术的概念和多角度分析方法，了解本领域的最新发展及在一些相关领域的应用研究。目的是使学生不仅能从技术角度还能从经济与环境分析角度掌握能源在社会与工业协调发展的重要性和提高能源使用效率的迫切性，了解能源与经济、社会、政治的关系，能够从能源宏观角度分析未来汽车能源和动力系统，建立合理利用能源的汽车设计理念，培养节能环保的绿色可持续发展理念。
2、教学要求
要求学生掌握能源的基本分类，能源资源与社会发展的相互关系，可再生能源和再生能源的特点和情况，当今能源的问题和未来解决可持续发展中的问题和发展方向，建立综合分析能源合理使用和利用的能力；了解风光互补联合供电、氢能与电能的互补与聚合、基于静态高温燃料电池系统的热电、氢气和电力产生氢动力汽车燃料的技术。
通过课外文献检索、阅读和分析，就新能源利用技术涉及的某一个问题进行文献调研，提交文献综述报告，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的基本科学方法和能力。
3、预备知识或先修课程要求
本课程是一门综合了内燃机原理、燃料与燃烧、混合动力基础、电驱动基础控制工程和计算机技术的学科基础课程，在进行本课程的学习之前要具备必要的相关知识。
先修课程主要包括但并不限于如下课程：《内燃机原理》、《燃料与燃烧》、《电机原理及应用》、《混合动力基础》、《控制工程》等。
4、教学方式
本课程是一门学科涉及面广，技术基础要求较高的课程，在教学过程中将充分多媒体手段等方式进行教学，增强学生感性认识，提高教学效率和效果。
5、实验环境和设备
无。
6、课程教学内容及学时分配
第1章 绪论（1学时）
1.1能源的分类和分布（0.2学时）
1.2非再生能源与可再生能源（0.3学时）
1.3能源利用的全生命周期评价方法（0.3学时）
1.4能源的可持续发展战略（0.2学时）
教学重点、难点、学时分配：教学重点为全生命周期评价方法；教学难点全生命周期评价中的输入和输出清单；学时分配具体如上所述。
思考题：用全生命周期评价法分析我国纯电动汽车的电池系统。
第2章 新能源利用（2学时）
2.1风能利用（0.4学时）
2.2光能利用（0.4学时）
2.3太阳能利用（0.4学时）
2.4地热能利用（0.4学时）
2.5其它能源利用（0.4学时）
教学重点、难点、学时分配：教学重点为各种能源的特点；难点无；学时分配具体如上所述。
思考题：各种能源的使用特性。
第3章 风光互补供电系统（4.5学时）
3.1风光互补供电系统设计（1学时）
3.2风光互补供电系统特性分析（1.5学时）
3.3风光互补供电系统能量管理（1.5学时）
3.4风光互补供电系统计算模型（0.5学时）
教学重点、难点、学时分配：教学重点为风光互补供电系统特性及其控制策略；教学难点为风光互补供电系统的模型简化；学时分配具体如上所述。
思考题：风光互补供电系统的能量管理策略。
第4章 氢能与风能的整合（4.5学时）
4.1风电部署（0.5学时）
4.2高风能进入到电力系统的影响（1学时）
4.3能量存储系统（1.5学时）
4.4氢能设计案例（1.5学时）
教学重点、难点、学时分配：教学重点为能源存储系统及其能量管理策略；教学难点为能量存储系统的动态特性分析；学时分配具体如上所述。
思考题：氢能与风能的能量存储系统设计
第5章 氢能和燃料电池（4学时）
5.1氢能与电能的互补与聚合（1学时）
5.2基于FCPOWER模型的燃料电池CHHP系统（1学时）
5.3 CHHP系统性能（0.5学时）
5.4影响CHHP的能源使用和排放条件（1学时）
5.5影响CHHP性能和成本的因素（0.5学时）
教学重点、难点、学时分配：教学重点为燃料电池的CHHP系统建模；教学难点为CHHP系统性能分析以及影响CHHP系统的因素；学时分配具体如上所述。
思考题：影响CHHP的能源使用和排放条件。
7、实验项目内容、学时分配、实验小组
无
8、考核要求、考核方式及成绩评定标准
依据平时作业和出勤等综合评定成绩
9、其他说明
无
