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1、太阳能及风能利用技术课程教学大纲课程名称：太阳能及风能利用技术英文名称：SolarandWindEnergyUti 1 izationTechnology课程编码：X4030751学时数：32其中实践学时数：4课外学时数：0学分数：2适用专业：能源化学工程一、课程简介太阳能及风能利用技术课程是能源化学工程专业选修课。课程目的让学生获得必要 的太阳能光伏发电及风光互补发电技术的基本理论、基本知识和基本技能，为从事光伏方向 的技术工作，学习后续课程打下基础。其任务是使学生了解太阳能光伏发电原理、太阳电池 材料的制备、表征以及太阳能光伏系统的设计，能够进行基本的太阳电池性能测试及太阳电 池组件封装，
2、并具备太阳能风光互补系统优化设计的技能和简单应用能力。二、课程目标与毕业要求关系表课程目标毕业要求课程目标1:掌握光伏效应及太阳电池的工 作原理。理解太阳电池电特性及外特性；理解 太阳电池伏安特性测试原理及光谱响应测试。7-2能够站在环境保护和可持续发展的角 度思考能源化学工程实践的可持续性，评价能 源化学产品生产过程中可能对人类和环境造 成的损害和隐患课程目标2：掌握太阳电池的制备及其结 构；掌握晶体硅太阳电池的制造过程、掌握薄 膜太阳电池材料的基本性质、制备过程及电池 结构。了解晶体硅太阳电池的制造过程；7-2能够站在环境保护和可持续发展的角 度思考能源化学工程实践的可持续性，评价能 源化
3、学产品生产过程中可能对人类和环境造 成的损害和隐患课程目标3： 了解太阳能光伏发电系统的基 本组成及其工作原理。了解风能的发展历程及 利用现状；了解风能理论计算；掌握太阳能风 光互补发电技术及设计。了解太阳能风光互补 发电系统的硬件和设计软件。了解风光互补逆 变器工作原理。7-2能够站在环境保护和可持续发展的角 度思考能源化学工程实践的可持续性，评价能 源化学产品生产过程中可能对人类和环境造 成的损害和隐患课程目标4： 了解太阳能发电及风光互补发 电应用、掌握独立光伏发电系统在户用领域、 照明系统、交通工具电源系统中应用；掌握并 网光伏发电系统在分布式屋顶光伏系统及集中7-2能够站在环境保护和
4、可持续发展的角 度思考能源化学工程实践的可持续性，评价能 源化学产品生产过程中可能对人类和环境造 成的损害和隐患式大型光伏电站中的应用；了解太阳能光伏发 电及风光互补系统的-些典型工程应用。三、课程教学内容、基本要求、重点和难点（一）太阳能及其利用概述1、基本要求（1）掌握太阳能利用方式及太阳能光伏发电优缺点（2）理解开发利用太阳能对人类社会发展的重要意义；（3）了解目前人类使用的能源类别及能源的供需情况现状，主要是能源危机;（4）了解近代人类利用太阳能的历程；（5）了解当前国际国内太阳能光伏产业的发展状况。2、重点（1）能源分类及能源危机；（2）温室效应及环境保护；（3）太阳能的利用方式；（
5、4）太阳能光伏发电的优缺点3、难点（1）太阳辐射的性质以及太阳辐射光谱的分布；（2）地面太阳辐射的估算（二）太阳电池的工作原理及其特性1、基本要求（1）掌握半导体的特性及其能带结构；（2）掌握光伏效应及太阳电池的工作原理。（3）理解太阳电池的电特性及外特性；（4）理解太阳电池伏安特性测试原理及光谱响应测试原理。（5）了解太阳电池的标准测试条件；（6）了解太阳电池伏安特性测试步骤及光谱响应测试步骤o2、重点（1）光伏效应及太阳电池的工作原理；（2）太阳电池的电特性及外特性；（3）太阳电池的伏安特性测试及光谱响应测试各种物质的化学吸附态；3、难点（1）半导体的特性及其能带结构；（2）P-N结的形成
6、（三）太阳电池的制备及其结构1、基本要求（1）掌握晶体硅太阳电池的制造过程（提纯过程、拉棒过程、切片过程、制电池过程、 封装过程）。（2）理解各类薄膜太阳电池材料（非晶硅薄膜、多晶硅薄膜、伸化镣薄膜、CdTe和 CdS薄膜、铜钢（保）硒薄膜、燃料敏化纳米薄膜）的基木性质、制备过程及电池结构。（3）了解太阳电池的分类；（4）了解第三代太阳电池的概念及其典型代表2、重点晶体硅太阳电池的制造过程：3、难点各类薄膜太阳电池材料的基本性质、制备过程及电池结构（三）太阳能光伏发电系统1、基本要求（1）掌握太阳电池方阵、蓄电池、控制器及逆变器在太阳能光伏发电系统中的作用及 其工作原理。（2）理解太阳能光伏发
7、电系统的种类（独立光伏发电系统、并网光伏发电系统及混合 光伏发电系统）。（3）了解太阳能光伏发电系统的基本组成及其工作原理。2、重点太阳能电池方阵、蓄电池、控制器及逆变器在太阳能光伏发电系统中的作用及其工作原 理3、难点（1）二极管在太阳电池方阵中的作用；（2）蓄电池的工作原理及其充放电特性；孤岛效应金（四）风能利用技术1、基本要求（1）了解风能的发展历程（2）了解国际国内风能利用现状（3）掌握风能理论计算（4）了解风机工作原理2、重点风能理论计算；（五）太阳能风光互补发电技术及设计1、基本要求（1）掌握蓄电池容量的设计；（2）掌握太阳电池方阵容量的设计。（3）掌握风能容量设计（4）了解太阳能
8、风光互补发电系统的硬件设计；（5）了解太阳能风光互补发电系统的一些设计软件。2、重点（1）风光互补逆变器工作原理（2）太阳能风光互补发电系统原理；3、难点直流与交流逆变输出及耦合（六）太阳能发电及风光互补发电应用1、基本要求（1）掌握独立光伏发电系统在户用领域、照明系统、交通工具电源系统中的应用；（2）掌握并网光伏发电系统在分布式屋顶光伏系统及集中式大型光伏电站中的应用：（3）理解独立光伏发电系统在光伏水泵系统、消费性光伏电子产品、自动化光伏监控 系统、通信基站光伏系统、光伏声屏障系统中的应用；（4）理解风光互补混合光伏系统的应用及太阳电池在太空领域的应用。（5）了解太阳能光伏发电及风光互补系
9、统的一些典型工程应用。2、重点（1）独立光伏发电系统及并网光伏发电系统在日常生活领域中的应用（2）太阳能风光互补发电系统应用；四、教学方式及学时分配序号主要内容主要教学方式学时分配辅导答疑比例太阳能及其利用概述讲授21： 1二太阳电池的工作原理及其特性讲授41： 1三太阳电池的制备及其结构讲授41： 1四太阳能光伏发电系统讲授61： 1五风能利用技术讲授21： 1六太阳能风光互补发电技术及设计讲授61： I七太阳能发电及风光互补发电应用讲授41： 1八课内实验讲授41： 1五、课程其他教学环节要求本课程使用多媒体课件教学，课程网络平台辅助教学。（一）课堂讲授1、课堂讲授结合太阳能发电及风光互补
10、基本过程进行案例分析；2、教师力求将新能源利用与风光互补发电过程紧密结合，详细讲授课程中重点及难点 部分。（二）通过课后自学，理解并掌握相关知识。（三）利用超星平台，进行测试和布置作业。（四）学生学习后，能独立完成单元思考题和课后习题六、本课程与其他课程的联系预修课程：大学物理、电工技术、能源化工导论七、建议教材及教学参考书目建议教材太阳能及风能利用技术自编讲义教学参考书目1、太阳能光伏发电实用技术、王长贵编著，化学工业出版社，2009；2、新能源与分布式发电技术、朱永强主编.、北京大学出版社,2010八、课程考核方式与成绩评定办法课程考核方式为；考查；成绩评定方法：平时成绩*40%+论文报告
11、*60彩总成绩。评价项目评价环节课程目标平时成绩（40分）考勤、作业、课堂测试（40分）课程目标1：掌握光伏效应及太阳电池的工作 原理。理解太阳电池电特性及外特性；理解太阳电 池伏安特性测试原理及光谱响应测试。课程目标3： 了解太阳能光伏发电系统的基本 组成及其工作原理。了解风能的发展历程及利用现 状；了解风能理论计算；掌握太阳能风光互补发电 技术及设计。了解太阳能风光互补发电系统的硬件 和设计软件。了解风光互补逆变器工作原理。论文报告（60分）论文报告课程目标2：掌握太阳电池的制备及其结构； 掌握晶体硅太阳电池的制造过程、掌握薄膜太阳电 池材料的基本性质、制备过程及电池结构。了解晶 体硅太阳电池的制造过程；课程目标4： 了解太阳能发电及风光互补发电 应用、掌握独立光伏发电系统在户用领域、照明系 统、交通工具电源系统中应用：掌握并网光伏发电 系统在分布式屋顶光伏系统及集中式大型光伏电站中的应用；了解太阳能光伏发电及风光互补系统 的-些典型工程应用。
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