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1、太阳能光电工程学院2011至2012学年第二学期教案本授课课程： 太阳能原理与技术 授课班级： 授课教师（学历、职称）： 授课时间： 2012年2月至6月 / 文档可自由编辑打印课程名称太阳能原理与技术课程类别专业基础课学 分4考核方式闭卷考试，其中30%平时成绩、70%期末考试成绩授课教师学历、职称是否双师型是 否授课年级、专业、班级授课用书施钰川编著太阳能原理与技术西安交通大学出版社2009.8参考用书12345授课目的及要求本课程系统地介绍了太阳能光伏发电和光热利用的基本原理。主要内容包括能源绪论、辐射能的性质与本质、光伏原理、光伏产业链与太阳电池工艺、电池与组件测试、铅蓄电池、光伏发电
2、系统、光热基础与应用等内容。通过本课程的学习，使学生从太阳辐射能的特点与性质等基本要素出发，认识和理解太阳能利用中的相关问题，从而能够把以往所学的知识结合到太阳能利用的研究与开发、选择和使用等。本课程要求学生深刻理解太阳辐射能的性质和本质；牢固掌握光伏原理和光伏发电系统；一般掌握光伏储能装置、太阳能电池与组件的测试；了解光伏产业的各种工艺以及光热基础与应用。授课计划安排总课时64学时，其中：理论教学56学时，课堂例题解析8学时；安排在1-17周进行（扣除其中清明、五一放假各3天），每周4学时。详见课程教学进度安排表注：课程类别：公共基础课、专业基础课、专业必修课、专业选修课、集中实践环节、实验
3、课、公共选修课周 次（日 期）教 学 内 容课时计划（节）备注第1周月 日 月 日第1章 绪论2第2周月 日 月 日第2章 太阳辐射2.1 太阳2.2 日地相对运动2.3 辐射光谱2.4 地表辐照4第3周月 日 月 日第3章 辐射能计算与估算3.1 球面几何与太阳位置方程3.2 太阳时和时差3.3 可收受的辐射量3.4 辐射计算流程4第4周月 日 月 日第4章 光电转换4.1 半导体物理基础4第5周月 日 月 日第4章 光电转换4.2 半导体的光学性质4.3 p-n结4第6周月 日 月 日第4章 光电转换4.4 太阳电池分类4.5 硅太阳电池特性参数4.6 太阳电池效率4周 次（日 期）教 学
4、 内 容课时计划（节）备注第7周月 日 月 日第5章 太阳电池材料和工艺5.1 晶体硅太阳电池5.2 晶体电池组件5.3 非晶硅太阳电池4第8周月 日 月 日第5章 太阳电池材料和工艺5.4 其他太阳电池第6章 太阳电池测试6.1 标准电源6.2 模拟器光学特性6.3 测试原理4第9周月 日 月 日第6章 太阳电池测试6.4 电性测试条件6.5 阳光下测试6.6 电性能测试6.7 非晶硅太阳电池性能测试6.8 太阳电池组件测试4第10周月 日 月 日第7章 储能7.1 概况7.2 蓄电池工作原理7.3 蓄电池的基本概念7.4 蓄电池工作特性与特点4第11周月 日 月 日第7章 储能7.5 铅酸
5、蓄电池的使用7.6 快速充电7.7 硅胶蓄电池4周 次（日 期）教 学 内 容课时计划（节）备注第12周月 日 月 日第8章 PV发电系统8.1 系统分类8.2 系统基本构成8.3 PV系统设计8.4 系统方阵及其安全与维护4第13周月 日 月 日第8章 PV发电系统8.5 系统经济分析8.6 系统部件第9章 光热原理9.1 热辐射技术4第14周月 日 月 日第9章 光-热原理9.2 传热原理9.3 热能的储存第10章 光-热技术与应用10.1 平板集热器10.2 管式集热器10.3 聚光集热器4第15周月 日 月 日第10章 光-热技术与应用10.4 集热器材料10.5 太阳能热水器设计与安
6、装10.6 光热利用用途4第16周月 日 月 日4班级： 教室：辅导员： 联系电话： 学 号 姓 名平 时 成 绩平时总评期末考试总评备注1234567830%70%【授课章节】第1章 绪论【目的与要求】1了解能源的一些基本知识；2了解太阳辐射能的利用发展历程，特点及其资源分布概况。【授课重点】1太阳辐射能的利用发展历程，特点及其资源分布概况2【授课难点】1了解太阳辐射能的利用发展历程，特点及其资源分布概况。2【授课方法】讲授【课时安排】2课时【授课参考书】12【授课内容】1.1 能源概述1.1.1能源定义与分类能量指物质能够做功的能力，它是考察物质运动状况的物理量。一般而言，把比较集中、较易
7、转化并且具有某种形式能量的自然资源以及由它们加工或转换得到的产品称为能源。能源的分类方式有许多种，可分为以下几种：1、根据能源开发与制取（成因）分类可分为一次能源和二次能源，亦称为天然能源与人工能源。通常把以现成的形式存在于自然界的能源称为一次能源，如太阳能等。而把需要依靠其他能源来制取、转换或产生的能源称为二次能源，如煤气等。2、根据能量来源分类可分为三类，第一类能源：来自地球以外；第二类能源：来自地球内部；第三类：来自地球与其他天体的作用。3、根据可再生性分类可分为非耗竭型能源和非再生性能源。4、根据利用技术状况分类分为常规能源和新能源。1.1.2能源品质能源的种类很多，各自具有其特点。若
8、从开发、利用角度考虑，可以从以下几个方面对其进行考量。1、能流密度能流密度是指在单位空间或单位面积内从某种能源实际所能获取得的能量或者功率。2、储量储量显然是一个必要条件，储量少就没有开发、利用价值。3、环境污染污染的主要来源是耗能设备，随着耗能量的增加，产生的污染程度会越来越大。4、能量贮存与连续供给无论是工业、农业，还是人们的日常生活，对能量的需求都存在着高峰、低谷、间歇等规律，有时需要持续很长时间不间断地供能。5、成本成本主要包括资源获取与设备价格等费用。6、运输与损耗太阳能等是不能运输的，而石油等很容易从产地输送到用户。7、品味能量可以相互转换，但转换的效率有所差异。1.1.3能源与人
9、类生活对现代社会的生产和生活根据不同的发展水平，人均年能源消费量大致有三种水准的划分：1. 维持生存所必需的能源消费量 2. 现代化生产和生活最低限度的能源消费量 3. 高级现代生活所需要的能源消费量 1.2太阳能利用背景1.2.1能源利用的几个时期1、天然能源时期 2、矿物燃料时期 3、可再生能源时期1.2.2太阳能利用途径1、光-热转换 2、光-电转换3、光化学利用 4、光生物利用1.2.3太阳能利用发展过程1、雏幼阶段（ 1920）2、发育阶段（19201973）3、成熟阶段（19731996）4、飞跃阶段（19962050）1.3太阳能资源分布与特点1.3.1太阳能资源分布中国太阳辐射
10、资源分布主要特点：1、东部高于西部 2、北方高于南方1.3.2太阳能特点：1、广泛性 2、清洁性 3、分散性 4、间歇性 5、地区性 6、永久性【课堂小结】【课后练习】1、能源如何划分及太阳能的归类。2、太阳能的主要利用途径和特点。3、中国太阳能资源分布特点。【授课章节】第2章（2.12.2节）【目的与要求】1了解太阳的结构及主要成分；2了解日地相对运动。【授课重点】1太阳的结构及主要成分2【授课难点】1了解太阳的结构及主要成分。2【授课方法】讲授【课时安排】2课时【授课参考书】12【授课内容】2.1太阳2.1.1热核反应与太阳演化由于恒星的组成成分大部分是氢，所以在恒星的演化过程中，氢及其最
11、初反应生成物氘、氦和其他元素之间的反应非常重要。根据恒星中心部分的温度升高到不同阶段，恒星内部先后发生了各种热核反应过程：1、氘反应2、 pp链3、 CNO循环4、 氦反应2.1.2太阳结构与能量太阳结构，大致由以下几部分构成：1、太阳核在00.25rs区域内。太阳核的质量占太阳总质量的30%50%。其成分由两个部分构成。一部分是宇宙的原始成分，另一部分具有较高的重元素含量。2、辐射区辐射区为0.250.86rs的区域。3、对流区对流区为0.861rs的区域。4、光球光球在对流区外500km范围内，仅约占太阳半径的万分之七，压力只有大气压力的百分之一，密度仅为水的几亿分之一。温度大约6000K。5、色球色球在光
