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《新能源发电技术》课程教学大纲教学目的：通过对该门课程的学习，使学生了解中国的能源现状和中国新能源的发展现状，掌握太阳能光伏发电的基本原理及系统的构成；加深对中国风力资源和风力发电基本原理的认识；了解潮汐能等其他新能源的发电形式。对新能源发电中存在的问题进行探讨，对国家能源结构有初步的认识。同时，对电力系统中的储能环节进行学习，了解一些基本的储能环节及其使用场合。任课教师：陈昊教授、徐瑞东讲师、于东升博士、昝小舒博士。授课学时：24学时。第一章绪论课时：2课时教学内容第一节能源的含义、分类及历史演变一、能源的重要性能源在工业、农业、交通业、国防、日常生活和公用事业中的重要地位。二、能源的含义及其分类新能源的概念；不同的分类方法。三、人类利用能源的历史演变柴草时期、煤炭时期和石油时期的突击演变过程。四、常规能源向新能源的过渡过渡的原因；三次石油危机；过渡的具体过程分析。第二节中国能源现状、问题与对策一、中国能源现状中国现在的能源现状及其与过去的对比。二、中国能源存在的问题中国在能源利用过程中存在的极大问题及解决的方法。三、中国能源发展对策根据中国能源发展现状，中国采取的能源对策。第三节中国新能源与可再生能源的现状与前景一、新能源与可再生能源的含义和分类新能源的概念；各类新能源的具体概念及应用发展现状。二、发展新能源与可再生能源的重大战略意义发展新能源的重要意义。三、中国新能源与可再生能源的发展现状中国发展新能源的对策；新能源的发展现状。四、中国新能源与可再生能源的发展前景发展新能源的重要意义和发展的前景。第二章太阳能光伏发电技术课时：8课时教学内容第一节概述一、太阳能利用方式常见的太阳能利用方式。二、太阳能发电太阳能热发电和光伏发电的具体分类及简单原理介绍。三、太阳能电池的分类具体的分类方法。四、太阳能光伏发电历史和现状世界太阳能光伏发电的发展历史与研究的现状。五、太阳能光伏发电的优缺点光伏发电的主要优点和缺点。六、太阳能光伏发电的应用太阳能光伏发电的具体应用。七、中国光伏发电中国光伏发电的历史和研究现状。第二节太阳能电池的工作原理一、太阳能电池的物理基础固体能带理论；本征半导体和掺杂半导体；载流子浓度和费米能级；电子和空穴的输运；产生与复合。二、太阳能电池材料的光学性质半导体对光的吸收；直接材料和间接材料。三、同质结太阳能电池P－N结的形成及内建电场；反偏压与正偏压；P－N结电容；硅太阳电池的构造和工作原理；光电流和光电压；等效电路、输出功率和填充因数；太阳能电池的效率；影响效率的因素及提高的途径；硅太阳电池的温度特性和光电特性。四、肖特基结太阳能电池金属及半导体的功函数；金属－半导体的接触势垒；肖特基势垒的正方向特性；实际的肖特基势垒；肖特基结太阳能电池的构造和工作原理；光电流、光电压和光电转换效率；MOS或MIS太阳能电池。五、异质结太阳能电池异质结的形成及其能带图；突变异质结的电特性；异质结太阳能电池的构造和工作原理；光电流；异质结太阳能电池的效率。第三节太阳能电池制造工艺一、硅材料制备硅材料的来源；多、单晶硅锭制造；片状硅制造；非晶或微晶硅膜制造；太阳级硅。二、多晶硅太阳能电池制造工艺多金硅太阳能电池具体的制造工艺。第四节太阳能光伏发电系统设备构成一、太阳能电池组件和方阵太阳能电池组件和方阵的概念、结构、材料和特性。二、贮能蓄电池常用的贮能蓄电池。三、直流－交流逆变器逆变器的分类、结构和工作原理；PWM脉宽调制技术；正弦波PWM技术；逆变器基本特性及评价。四、控制器控制器供能及分类；逻辑控制方式控制器；计算机控制方式。第五节独立光伏发电系统一、独立光伏发电系统的结构及工作原理系统框图；工作原理；系统构成。二、系统设计框图具体的系统总体设计框图。三、容量设计容量设计的要求；失电小时数；当地地理条件、气候数据及太阳辐射资源；确定方阵最佳倾角；当地用电负载模型；环境温度模型；蓄电池发电模型；控制器；逆变器；独立光伏发电系统的可靠性指数。四、计算机仿真结果和容量设计程序仿真结果和容量设计程序。第六节并网光伏发电系统一、简介并网光伏发电系统的分类、特点、结构、供电形式。二、并网光伏发电系统的设备构成太阳能电池方阵、并网逆变器第三章风力发电技术课时：6课时教学内容第一节风与风力设备一、风的产生与特性风的产生原理；风的特性。二、风的能量与测量风的能量的几个描述指标的概念；风的测量的内容与方法。三、风力资源世界和我国的风力资源分布及等级的划分。第二节风力机工作原理一、风能转换理论基础转换的基本原理；风力机的特征系数。二、风轮设计的理论基础风力机的翼形设计；风力机的动力学基础。第三节风力发电设备一、水平轴风力机分类、特点、应用。二、垂直轴风力机分类、特点机应用。三、风力发电系统及装置系统的组成；调向机构；发电机；升速齿轮箱和塔架；控制系统。四、大型并网型风力发电机组机组的节本结构、工作原理。五、现代大型风力发电机组的关键技术关键基础的存在及解决的方法。第三节风力发电运行方式一、独立运行方式系统的构成；储能系统；与其他发电形式的联合运行。二、并网运行方式风力发电场的选址、风力发电机组排布、经济效益评估、安装和调试。第四节风力发电现状与展望一、风力发电发展简史风力发电的发展历史。二、风力发电现状世界和中国的风力发电现状；主要风力发电国家的发展现状。三、风力资源展望世界风力发电发展趋势；中国风能开发利用展望。第四章潮汐能发电技术课时：4课时教学内容第一节潮汐和潮汐能一、海洋能简介海洋能介绍。二、潮汐和潮汐能的定义潮汐和潮汐能的概念；潮汐的类型。第二节潮汐能发电的原理与型式一、潮汐发电的原理及型式潮汐发电的概念、基本原理；按能量形式和开发方式的具体分类。二、潮汐能发电站的组成基本组成部分的分类及其作用。三、潮汐能可开发资源的计算潮汐发电的关键技术问题；解决方案。四、潮汐能发电的优缺点及其经济性优缺点及经济性分析。四、世界潮汐能发电世界主要潮汐发电国家的潮汐发电情况简介。第四节中国潮汐能发电一、中国潮汐能开发利用简史开发利用的历史。二、中国潮汐能资源资源的分布及可利用区域。三、中国潮汐能发电现状中国典型潮汐能电站介绍。四、中国潮汐能发电前景前景预测。第五章电力系统各种储能技术课时：4学时教学内容：第一节蓄电池储能一、蓄电池工作原理二、蓄电池充电方法三、蓄电池容量预测的方法第二节超级电容储能一、超级电容的工作原理二、超级电容优缺点及其使用场合第三节抽水储能第四节其他储能方式参考书目1、赵富鑫、魏彦章主编，太阳电池及应用，北京：国防工业出版社，19852、王长贵、崔容强编著，太阳能，北京：能源出版社，19853、喜文化主编，太阳能使用工程技术，兰州：兰州大学出版社，20014、李爱文，张承惠编著，现在逆变技术及其应用，北京：科学出版社，20005、刘容主编，自然能供电家技术，北京：科学出版社，20006、周凤起、周大地主编，中国中长期能源战略，北京：中国计划出版社，19997、周凤起，王庆一主编，中国能源50年，北京：中国电力出版社，20028、沈祖诺主编，潮汐电站，北京：中国电力出版社，19989、王长贵等编著，中国新能源的开发与利用，北京：能源出版社，198610、中国太阳能学会主编，太阳能学报特刊/1999，北京：《太阳能学报》编辑部，1999