《太阳能光伏发电技术》课程教学大纲.docx

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1、太阳能光伏发电技术课程教学大纲E1ectrotechnicsandE1ectronicsTechno1ogy学时数：32其中：实验学时：0学分数，2适用专业：普通本科电气工程与自动化专业一、课程的性质、目的和任务本课程是电气工程与自动化本科专业的专业限选课。开设本课程的目的是使学生获得必要的太阳能光伏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。二、课程教学的基本要求在本课程的学习中，要求学生掌握太阳电池材料的制备技术、表征手段以及太阳能光伏系统的设计与国民经济各领域的应用，能够进行基本的太阳电池性能测试及太阳电池组件封装，并具备太阳能光伏系统优化设计

2、的技能和简单独立光伏系统的典型应用。本课程总学时为32学时，2学分，其中课堂教学为32学时，在第七学期完成。三、课程的教学内容、重点和难点第一章太阳辐射简述（4学时）基本内容：太阳能光伏发电相比于传统发电的优缺点；太阳常数的定义；太阳辐射的性质以及太阳辐射光谱的分布；太阳辐射的理论估算和工程算法；世界太阳能资源分布情况以及中国太阳能资源分布情况；中国太阳能光伏产业的发展状况。第一节太阳简介第二节太阳与地球的位置关系第三节地球绕太阳的运行规律第四节计算太阳高度角、方位角、日照时间第五节太阳常数和太阳光谱第六节地面太阳辐射的理论估算第七节工程中常用的计算太阳辐射的方法第八节中国太阳能分布基本要求：

3、1. 了解太阳辐射的相关概念和太阳能光伏发电的特点；2. 熟练掌握地面太阳辐射的理论估算方法和工程计算方法。3. 了解太阳能资源分布情况和中国太阳能光伏产业的发展状况。重点：地面太阳辐射的工程计算方法。难点：地面太阳辐射的理论估算方法。第二章太阳电池基础（6学时）基本内容：半导体的特性、能带结构；光伏效应及太阳能电池的工作原理；太阳电池的模型及转换效率；太阳电池的标准测试条件，太阳电池的外特性，包括光谱响应及温度特性；太阳电池的分类及发展。第一节太阳电池发展历史第二节半导体材料与理论第三节硅片的生产第四节太阳电池原理第五节太阳电池工艺第六节太阳电池理论分析第七节太阳电池的表征第八节太阳电池分类

4、第九节太阳电池的发展基本要求：1 .理解半导体的特性、能带结构；2 .熟悉掌握光伏效应及太阳能电池的工作原理；3 .熟悉掌握太阳电池的模型及转换效率；4 .掌握太阳电池的标准测试条件和太阳电池的外特性；5 .了解太阳电池的分类及发展路。重点：太阳能电池的工作原理，太阳电池的模型及转换效率，太阳电池的标准测试条件。难点：太阳电池的模型。第三章太阳电池组件（4学时）基本内容:太阳电池的分类方法；各种封装材料的特点；激光划片机和太阳电池层压机工作方式;太阳电池组件封装过程（包括激光划片、焊接、层压、固化、检测）及工艺要求。第一节太阳电池组件类型第二节封装材料第三节太阳电池组件制造设备第四节太阳电池组

5、件封装工艺基本要求：1 .了解太阳电池的分类；2 .理解各类太阳电池材料的基本性质；3 .掌握太阳电池的封装过程及工艺要求。重点：太阳电池的封装过程及工艺要求。难点：太阳电池的封装过程及工艺要求。第四章光伏系统设计（6学时）基本内容：太阳能光伏发电系统的组成及原理；太阳能光伏发电系统的分类及各类系统的应用特点；太阳能光伏发电系统的容量设计的步骤，太阳日辐射量的计算、方阵最佳倾角及方阵容量的设计；太阳能光伏发电系统的硬件设计包括电缆的选取、供电系统的基础建设、接地和防雷设计；太阳能光伏系统性能分析及设计软件介绍。第一节光伏系统的组成和原理第二节光伏系统的分类与介绍第三节太阳能光伏系统的特点第四节

6、光伏系统的容量设计第五节光伏系统的硬件设计第六节太阳能光伏系统性能分析第七节光伏系统设计软件介绍基本要求：1. 了解光伏发电系统的组成及原理；2. 了解各类光伏发电系统系统的应用特点；3. 熟悉掌握蓄电池容量的设计和太阳电池方阵容量的设计；4. 掌握光伏发电系统的硬件设计；5. 了解太阳能光伏发电系统的一些设计软件。重点：蓄电池容量的设计及太阳电池方阵容量的设计。难点：蓄电池容量计算及蓄电池组的连接；太阳日辐射量的计算、方阵最佳倾角及方阵容量的设计。第五章电力电子与控制（6学时）基本内容：充放电控制器的基本构成；控制器对蓄电池充放电控制的工作原理；逆变器的工作原理；光伏并网逆变器及其孤岛效应；

7、最大功率跟踪的基本原理及常用算法；遥控遥测的实现原理及应用。第一节充放电控制器第二节逆变器第三节最大功率跟踪第四节遥控与遥测基本要求：1 .掌握充放电控制器在太阳能光伏发电系统中的作用及其工作原理；2 .掌握逆变器在太阳能光伏发电系统中的作用及其工作原理；3 .理解最大功率跟踪的基本原理，掌握常用的最大功率跟踪算法；4 .了解遥控遥测的实现原理及应用。重点：充放电控制器、逆变器的工作原理和最大功率跟踪的基本原理。难点：逆变器的工作原理。第六章光伏技术应用（4学时）基本内容：太阳能光伏发电系统的一些典型工程应用；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；独立光伏发电系统在户用、光伏水

8、泵系统等领域中的应用；并网光伏发电系统在分布式屋顶及集中式光伏电站中的应用；太阳能光伏在高速公路等交通领域上的常见应用方式；光伏组件特殊应用一光伏建筑一体化；光伏电站和超大规模光伏发电。第一节太阳电池在太空的应用第二节太阳能灯第三节太阳能车和游艇第四节太阳能光伏在高速公路上的应用第五节太阳能光伏在通信方面的应用第六节太阳能光伏在家电中的应用第七节其他地面太阳电池电源的应用第八节光伏建筑一体化第九节光伏电站第十节超大规模光伏发电基本要求：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；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；掌握光伏组件的特

9、殊应用一光伏建筑一体化（B1PV）。2 .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；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。3 .了解太阳能光伏发电系统的一些典型工程应用。重点：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。难点：光伏组件的特殊应用一光伏建筑一体化。第七章光伏前景展望（2学时）基本内容：国内外光伏发展现状与趋势，我国光伏产业现状与存在问题，发展机遇和发展对策。第一节国内外光伏发展现状与趋势第二节我国光伏产业现状与存在问题第三节光伏发展机遇和建议第四节我国光伏发展战略对策基本

10、要求：1. 了解国内外光伏发展现状与趋势；2.了解我国光伏产业现状与存在问题，发展机遇和发展对策；重点：我国光伏产业现状与存在问题，未来发展方向；难点：我国光伏产业未来发展方向。四、课程各教学环节要求（一）课堂教学：在课堂教学中强调理论教学的知识性、系统性，使学生通过本课程的学习，获得必要的太阳能光伏发电技术的基本理论、基本知识和基本技能。主要是提高学生应用理论知识解决实际问题的能力。（二）实验教学：本课程无实验教学内容。（）课外作业：本课程课外作业以论文形式提交。（四）考试办法：为了考查学生掌握知识的应用能力和真实水平，期末理论考试采用闭卷形式。考试占该门课程总成绩的70%,作业和平时成绩3

11、0%。五、学时分配章节主要内容各教学环节学时分配备注讲授实验讨论习题课外其它小计A衣弟-早太阳辐射简述44第二章太阳电池基础66第三章太阳电池组件44第四章光伏系统设计66第五章电力电子与控制66第六章光伏技术应用44第七章光伏前景展望22合计3232六、本课程与其它课程的联系太阳能光伏发电技术是电气工程与自动化本科专业新能源方向的的专业限选课，学习本课程的先导课程是电路原理、自动控制原理和电力电子技术等学科基础课程。七、教材与教学参考书（一）教材沈辉，曾祖勤编.太阳能光伏发电技术M.北京:化学工业出版社.2005年9月。（二）教学参考书1、杨金焕主编.太阳能光伏发电应用技术口1.北京：电子工业出版社.2009年1月。2、赵争鸣主编.太阳能光伏发电及其应用IxI.北京:科学出版社.2005年10月。