太阳能发电

课程信息

课程名称／课程号	适用范围与修读要求
太阳能发电 ENER3049M	热能 · 25级及以前、26级专业选修 · 模块选修

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本课程适用于能源与环境系统工程专业方向，引导学生系统掌握太阳能发电技术及应用方面的知识。对目前太阳能发电技术基础知识和研究进展做详细的介绍，包括太阳能的基本知识、太阳能聚光原理与设计、太阳能集热储能原理和设计、光热发电和光伏发电技术前沿和应用前景等。

来源：教务网。

考勤占20％，平时表现与讨论发言占30％，作业占50％。

考核方式：期末大作业。

评价方法：加强学习过程的考核，强化考核学生的主动参与度，增加学生对太阳能知识和课程思政有机结合的理解深度。

成绩构成比例：

课堂纪律20%，通过点名来进行考察，每次考勤都到为满次，严重迟到或两次请假为半次，不到或每三次请假扣1次，按比例记分；

讨论课发言30%：通过课堂讨论、习题分析、现场答疑和讨论等方式，考察学生的知识理解与灵活应用能力，根据讨论或回答问题情况评分；

课堂考查与课后作业50%：课外拓展性学习和课程思政研习；根据授课内容布置课后作业，根据提交作业的质量进行评分。

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第1次太阳能概论：

太阳辐射的基本概念，太阳高度角和太阳方位角，日照时间和太阳能资源区划，大气对太阳辐射的吸收和散射及大气透明度，太阳直辐射和天空辐射，太阳辐射量的工程处理，太阳能利用的总体现状、市场应用情况、中国及国外发展趋势等等。

思考题：未来能源系统的分析与展望

第2次太阳能光学设计原理：

太阳光的聚光特性、太阳能圆面张角对聚光器设计的影响规律，分析菲涅尔透镜的原理，讨论聚光器的几何聚光比、能量聚光比以及最大聚光比等等

思考题：太阳能复合抛物面CPC聚光的数学原理。

第3次太阳能光学设计原理：

掌握槽式抛物面聚光器、旋转抛物面聚光器与圆形接收器的理论分析方法和设计原理，探讨镜面利用系数与聚光比之间的变化规律等等。

思考题：由于太阳张角的影响，理论聚光比最高可以多大。

第4次光伏发电技术：

太阳能光伏电池的半导体的光敏特性、温敏特性、N型和P型半导体的概念、N-P结的形成、光伏效应及太阳能电池的工作原理等等。

思考题：光生载流子大量产生时，PN结上的电子运动状况——光伏电池的基本原理。

第5次光伏发电技术：

等效电路、伏安特性曲线、填充因子、转换效率、开路电压、短路电流、光谱响应、标准化测试原理、装置及测试方法、光伏电池中的储能问题、蓄电池的主要类型、效率及其问题分析等等。

思考题：各种类型的太阳能光伏技术的发展与应用状况。

第6次光热发电技术：

太阳能热发电技术的发展趋势与前景、集热器设计原理、太阳能光-热转换原理及工艺系统、太阳能槽式光热发电系统原理与装置、太阳能塔式光热发电系统原理与装置等等。

第7次光热发电技术：

太阳能碟式光热发电系统原理与装置、斯特林机发电装置及其原理、太阳能发电系统中蓄热储能的意义及方法等等。

思考题：选出自己最感兴趣或是认为最具发展前途的部分为主题，做好展示ppt。

第8次太阳能光伏、光热及热利用技术的基本知识总结、对比分析，讨论前沿进展和未来展望等。

同学们根据自己的兴趣和疑问，做ppt展示，并与大家讨论。

附：授课时间表

周次	学时	教学内容（要点）	课程思政融入点和实施方法	教学形式（理论、讨论、实践、实验、测试等）
1	3	太阳能概论	思政融入点：我国能源现状及面临的挑战案例：能源安全与国家经济社会发展全局性、战略性的关系。	理论讲授
2	3	太阳能光学设计原理	思政融入点：危机意识案例：马六甲困局。	理论讲授
3	3	太阳能光学设计原理		理论讲授
4	3	光伏发电技术	思政融入点：增强民族自信心、自豪感和创新意识。案例：中国鲁能海西州示范项目	理论讲授
5	3	光伏发电技术		分组讨论
6	3	光热发电技术	思政融入点：讨论国家的重大需求与卡脖子技术之间的密切关联。案例：通过课堂授课方式强调国际视野，支持学生多元化发展，促进科研与育人、科研与实践、科研与个人发展有机结合。	理论讲授
7	3	光热发电技术	思政融入点：我国在太阳能高温储能领域取得的成就和面临的挑战等案例。案例：课程展示青海中控德令哈50MW塔式熔盐储能光热电站、首航节能敦煌100MW塔式太阳能光热电站等入选新闻联播和“厉害了，我的国”等栏目并展开具体案例分析。	理论讲授
8	3	太阳能光伏、光热及热利用技术的基本知识总结、对比分析，讨论前沿进展和未来展望等		分组讨论