الخطة الدراسية للسنة الرابعة – هندسة الطاقة المتجددة
| المقرر | الساعات النظرية | الساعات العملية | المجموع | المقرر | الساعات النظرية | الساعات العملية | المجموع | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| الفصل الأول | الفصل الثاني | |||||||
| طاقة الرياح (1) | 2 | 2 | 4 | تطبيقات المضخة الحرارية | 2 | 6 | 8 | |
| الطاقة الشمسية (1) | 3 | 1 | 4 | محطات الطاقة المائية والحرارية | 2 | 6 | 8 | |
| الكتلة الحيوية وتدوير النفايات | 4 | 1 | 5 | إلكترونيات القدرة الكهربائية | 1 | 5 | 6 | |
| التغذية اللامركزية للطاقة | 3 | 1 | 4 | حماية نظم القدرة الكهربائية والاتصالات | 1 | 4 | 5 | |
| محطات الطاقة الشمسية الحرارية | 4 | 1 | 5 | قيادة الآلات الكهربائية | 1 | 5 | 6 | |
| اقتصاديات الطاقة والإحصاء | 3 | 1 | 4 | تخزين الطاقة الكهربائية | 0 | 2 | 2 | |
| المجموع | 19 | 7 | 26 | المجموع | 7 | 28 | 35 |
الخطة الدراسية للسنة الرابعة – هندسة الطاقة المتجددة
الفصل الأول
1. طاقة الرياح (1) – WIND 401
الوصف التفصيلي:
يدرس هذا المقرر الأساسيات العلمية والتقنية لطاقة الرياح، بدءاً من خصائص الرياح وتوزيعها الإحصائي، ونظرية ديناميكا الهواء، ونمذجة أداء العنفات الريحية. يشمل تحليل بيانات الرياح باستخدام توزيع ويبل، حساب الطاقة المستخرجة، وتصميم شفرات التوربينات باستخدام نظرية زخم الشفرات. يتضمن دراسة تأثير العوامل التضاريسية والمناخية على إنتاج الطاقة، وتحليل الإجهادات الميكانيكية في مكونات التوربينات.
المراجع الأساسية:
- “Wind Energy Explained: Theory, Design and Application” by Manwell, McGowan, and Rogers
- “Wind Power Plants and Project Development” by Peter Jamieson
المراجع المساعدة:
- “Aerodynamics of Wind Turbines” by Martin O. L. Hansen
- “Wind Resource Assessment: A Practical Guide” by Michael Brower
2. الطاقة الشمسية (1) – SOLR 401
الوصف التفصيلي:
يركز على الأساسيات الفيزيائية للطاقة الشمسية وتحويلاتها، يشمل دراسة الإشعاع الشمسي، قياساته، وتوزعه الجغرافي. يتعمق في تقنيات التحويل الكهروضوئي، فيزياء أشباه الموصلات، خلايا السيليكون، والخلايا薄膜ية. يشمل تصميم الأنظمة الكهروضوئية المستقلة والمتصلة بالشبكة، وتحليل أداء الخلايا تحت الظروف التشغيلية المختلفة.
المراجع الأساسية:
- “Solar Engineering of Thermal Processes” by Duffie and Beckman
- “Physics of Solar Cells: From Basic Principles to Advanced Concepts” by Peter Würfel
المراجع المساعدة:
- “Practical Handbook of Photovoltaics: Fundamentals and Applications” by Augustin McEvoy
- “Solar Energy: The Physics and Engineering of Photovoltaic Conversion” by Arno Smets
3. الكتلة الحيوية وتدوير النفايات – BIOM 401
الوصف التفصيلي:
يغطي المقرر التقنيات المختلفة لتحويل الكتلة الحيوية والنفايات إلى طاقة، بما في ذلك عمليات الهضم اللاهوائي، التغويز، والاحتراق. يشمل دراسة كيمياء التحويلات الحيوية، تصميم المفاعلات الحيوية، وتحليل دورة حياة المنتجات. يتضمن تقييم الأثر البيئي والجدوى الاقتصادية لمشاريع الكتلة الحيوية، وتطبيقات التقنيات الحديثة في معالجة النفايات الصلبة.
المراجع الأساسية:
- “Biomass for Renewable Energy, Fuels, and Chemicals” by Donald L. Klass
- “Waste to Energy Conversion Technology” by Naomi B. Klinghoffer
المراجع المساعدة:
- “Bioenergy: Principles and Applications” by Yebo Li
- “Thermochemical Processing of Biomass” by Robert C. Brown
4. التغذية اللامركزية للطاقة – DGEN 401
الوصف التفصيلي:
يدرس استراتيجيات دمج مصادر الطاقة المتجددة الموزعة في الشبكات الكهربائية. يشمل تحليل تأثير التوليد الموزع على استقرار الشبكة، إدارة الأحمال، وتقنيات التحكم في التردد والجهد. يتضمن دراسة أنظمة الحماية للتوليد الموزع، معايير الربط مع الشبكة، وتصميم microgrids.
المراجع الأساسية:
- “Integration of Distributed Generation in the Power System” by Math H. Bollen
- “Distributed Generation: The Power Paradigm for the New Millennium” by Anne-Marie Borbely
المراجع المساعدة:
- “Smart Grid: Fundamentals of Design and Analysis” by James Momoh
- “Microgrids: Architectures and Control” by Nikos Hatziargyriou
5. محطات الطاقة الشمسية الحرارية – CSP 401
الوصف التفصيلي:
يتناول تصميم وتشغيل محطات الطاقة الشمسية الحرارية بأنواعها المختلفة (أحواض القطع المكافئ، الأبراج الشمسية، etc.). يشمل دراسة أنظمة تركيز الإشعاع، مبادلات الحرارة، وسائط نقل الحرارة، وأنظمة التخزين الحراري. يتضمن تحليل الأداء الحراري والاقتصادي، وتصميم مكونات المحطات الرئيسية.
المراجع الأساسية:
- “Concentrating Solar Power Technology: Principles, Developments, and Applications” by Keith Lovegrove
- “Solar Thermal Energy” by Spiros Alexopoulos
المراجع المساعدة:
- “Advances in Solar Heating and Cooling” by Ruzhu Wang
- “Thermal Energy Storage: Systems and Applications” by Ibrahim Dincer
6. اقتصاديات الطاقة والإحصاء – ECEN 401
الوصف التفصيلي:
يركز على الأدوات التحليلية لدراسة جدوى مشاريع الطاقة، يشمل تحليل التكاليف، تقييم المخاطر، والتمويل. يتضمن تطبيقات إحصائية في تحليل بيانات الطاقة، التنبؤ بالإنتاج، ودراسات الجدوى الفنية والاقتصادية لمشاريع الطاقة المتجددة.
المراجع الأساسية:
- “The Economics of Renewable Energy” by G. C. van Kooten
- “Energy Economics: Concepts, Issues, Markets and Governance” by Subhes C. Bhattacharyya
المراجع المساعدة:
- “Renewable Energy: Power for a Sustainable Future” by Godfrey Boyle
- “Energy and Finance: Sustainability in the Energy Industry” by André Dorsman
الفصل الثاني
1. تطبيقات المضخة الحرارية – HTPP 402
الوصف التفصيلي:
يدرس تصميم وتشغيل مضخات الحرارة للتطبيقات الصناعية والسكنية. يشمل تحليل دورة الانضغاط البخاري، اختيار مبردات، وتحسين كفاءة الأنظمة. يتضمن تطبيقات في التدفئة والتبريد، واستخدام مصادر الحرارة المتجددة (الهواء، الماء، الأرض).
المراجع الأساسية:
- “Heat Pumps for Sustainable Heating and Cooling” by Y. H. Zurigat
- “Ground-Source Heat Pumps: Design of Geothermal Systems” by Stephen Kavanaugh
المراجع المساعدة:
- “Advances in Ground-Source Heat Pump Systems” by Simon J. Rees
- “Heat Pump Technology” by William C. Whitman
2. محطات الطاقة المائية والحرارية – HYTH 402
الوصف التفصيلي:
يتعمق في تصميم وتشغيل محطات الطاقة الكهرومائية والحرارية التقليدية. يشمل دراسة التوربينات المائية، أنظمة التحكم، وتقنيات تحسين الكفاءة. يشمل أيضاً تحليل الجدوى البيئية والاقتصادية، وتقنيات التقليل من الانبعاثات في المحطات الحرارية.
المراجع الأساسية:
- “Hydroelectric Energy: Renewable Energy and the Environment” by Bikash Pandey
- “Power Plant Engineering” by P. K. Nag
المراجع المساعدة:
- “Thermal Power Plant: Design and Operation” by Dipak Sarkar
- “Hydropower: Design and Implementation” by Thomas W. Crawford
3. إلكترونيات القدرة الكهربائية – PWE 402
الوصف التفصيلي:
يركز على تصميم وتحليل دوائر إلكترونيات القدرة لأنظمة الطاقة المتجددة. يشمل دراسة المحولات، العواكس، والمرحلات، وتطبيقاتها في ربط أنظمة الطاقة المتجددة بالشبكة. يتضمن تحليل الأداء الديناميكي، وتقنيات التحكم المتقدمة.
المراجع الأساسية:
- “Power Electronics: Converters, Applications, and Design” by Ned Mohan
- “Fundamentals of Power Electronics” by Robert W. Erickson
المراجع المساعدة:
- “Power Electronics for Renewable Energy Systems” by Haitham Abu-Rub
- “Advanced Power Electronics Converters” by Euzeli dos Santos
4. حماية نظم القدرة الكهربائية والاتصالات – PPC 402
الوصف التفصيلي:
يدرس استراتيجيات حماية أنظمة القدرة الكهربائية الموزعة، يشمل دراسة أجهزة الحماية، أنظمة الاتصالات، وتقنيات المراقبة والتحكم. يتضمن تطبيقات في أنظمة الطاقة الذكية وحماية microgrids.
المراجع الأساسية:
- “Protection of Electricity Distribution Networks” by Juan Gers
- “Power System Protection and Switchgear” by B. Ravindranath
المراجع المساعدة:
- “Digital Protection for Power Systems” by A. T. Johns
- “Smart Grids: Advanced Technologies and Solutions” by Stuart Borlase
5. قيادة الآلات الكهربائية – EMD 402
الوصف التفصيلي:
يتناول تقنيات قيادة وتحكم المحركات الكهربائية في تطبيقات الطاقة المتجددة. يشمل دراسة أنظمة التحكم المتقدمة، المحركات المتزامنة، وغير المتزامنة، وتطبيقات في أنظمة الرياح والطاقة الشمسية.
المراجع الأساسية:
- “Electric Motor Drives: Modeling, Analysis, and Control” by R. Krishnan
- “Advanced Electric Drives: Analysis, Control, and Modeling” by Ned Mohan
المراجع المساعدة:
- “Power Electronics and Motor Drive Systems” by Stefanos Manias
- “Electric Machines and Drives: Principles, Control, Modeling, and Simulation” by Shaahin Filizadeh
6. تخزين الطاقة الكهربائية – EESS 402
الوصف التفصيلي:
يركز على تقنيات تخزين الطاقة المختلفة (البطاريات، المكثفات فائقة السعة، الطيران العطالي) وتطبيقاتها في أنظمة الطاقة المتجددة. يشمل دراسة أداء أنظمة التخزين، إدارة دورة الحياة، وتقنيات المراقبة والتحكم.
المراجع الأساسية:
- “Energy Storage: Systems and Components” by Alfred Rufer
- “Battery Systems Engineering” by Christopher D. Rahn
المراجع المساعدة:
- “Handbook of Energy Storage” by Michael Sterner
- “Electrochemical Energy Storage for Renewable Sources and Grid Balancing” by Patrick T. Moseley
