|
|
|||||||||||||||||
Opinto-opas 2012-2013
SMG-4450 Aurinkosähkö, 5 op
|
Vastuuhenkilö
Aki Korpela
Opetus
| Opetusmuoto | P1 | P2 | P3 | P4 | Kesä | Toteutuskerrat | Luentoajat ja -paikat |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Suoritusvaatimukset
Hyväksytysti suoritettu tentti ja harjoitustyö
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan
Opetukseen ja oppimiseen liittyvät periaatteet ja lähtökohdat
-
Osaamistavoitteet
Opintojakson suoritettuaan opiskelija tunnistaa syy-seuraus-suhteet, joiden seurauksena valolle altistettu puolijohdeliitos toimii sähkötehoa tuottavana aurinkokennona. Lisäksi opiskelija osaa aiheeseen liittyvät luonnontieteelliset perusteet niin hyvin, että hän pystyy selittämään ja perustelemaan ulkoisten olosuhteiden muutosten vaikutukset aurinkokennon toimintaan. Opiskelija pystyy kertomaan myös sen, miten nanotekniikkaan perustuvat väriaineaurinkokennot poikkeavat toimintaperiaatteeltaan perinteisistä puolijohdeaurinkokennoista. Kurssin suoritettuaan opiskelija pystyy ottamaan perustellusti kantaa aurinkosähkön rooliin hajautetussa energiantuotannossa. Lisäksi opiskelija osaa yleistietotasolla aurinkokennojen valmistukseen liittyvät asiat ja pystyy kertomaan aurinkosähkövoimaloiden vaikutuksista sähköverkkoon.
Sisältö
| Sisältö | Ydinaines | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | Valosähköinen ilmiö: vuorovaikutus sähkömagneettisen säteilyn ja sähkövarausten välillä. | Sähkömagneettisen säteilyn aalto-hiukkas-dualismi. | Kvanttimekaniikan syntyhistoria. |
| 2. | Piiaurinkokennon toimintaperiaate: valosähköisen ilmiön toteutuminen puolijohteessa, puolijohdeliitoksen rooli sähkötehon tuotannossa. Valosähköisen luonnonilmiön mallintaminen kiinteän olomuodon fysiikan keinoin. | Olosuhteiden vaikutus piiaurinkokennon toimintaan: säteilyintensiteetin ja lämpötilan muutosten vaikutukset mallinnetaviin ilmiöihin. | |
| 3. | Väriaineaurinkokennon toimintaperiaate: nanotekniikkaan perustuvien väriaineaurinkokennojen rakenne ja toiminta. | Väriaineaurinkokennon toiminnan mallinnus kiinteän olomuodon fysiikan keinoin. | Väriaineaurinkokennon sähkömagneettisesta mallinnuksesta: kytkentä laitoksen tutkimustoimintaan. |
| 4. | Aurinkosähkön vaikutukset sähköverkkoon: hajautetun tuotannon erityispiirteet, aurinkosähkön ongelmat ja mahdollisuudet sähköverkon kannalta. | Aurinkosähköön liittyvä tehoelektroniikka: aurinkosähkövoimalan ja sähköverkon rajapintaan liittyvää tarkastelua. | |
| 5. | Aurinkosähkö Suomessa: aurinkosähkön tuotannon mahdollisuudet Suomen ilmasto-olosuhteissa, vuodenajan ja vuorokaudenajan vaikutukset tuotantoon, huipunkäyttöaika. Tarkastelua energiapolitiikan kannalta. | Suomen ilmastostrategia, hiilidioksidipäästöjen vähentäminen. | |
| 6. | Korkealaatuisen piiaurinkokennon valmistaminen: tarvittavat työvaiheet piidioksidista aurinkopaneeliksi. | Muut aurinkokennotyypit. |
Opintojakson arvostelu
Opintojakson suoritusvaatimuksina ovat kirjallinen tentti ja hyväksytty harjoitustyö. Hyväksytty tenttisuoritus edellyttää ydinaineksen hallitsemista. Korkeammat arvosanat vaativat yleisempää hahmotusta aurinkosähkön taustalla olevista luonnonilmiöistä ja niiden mallintamisesta. Kurssin harjoitustyössä tarkastellaan luennoilla käsiteltyjen teoreettisten olosuhderiippuvuuksien toteutumista käytännössä, mitatun aineiston avulla. Harjoitustyön arvosana on hyväksytty/hylätty, mutta poikkeuksellisen ansiokkaalla harjoitustyöllä on mahdollista saada yhden numeron korotus hyväksyttyyn tenttiarvosanaan.
Arvosteluasteikko:
Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)
Osasuoritukset:
Oppimateriaali
| Tyyppi | Nimi | Tekijä | ISBN | URL | Painos,saatavuus... | Tenttimateriaali | Kieli |
| Kirja | Lectures on Physics | R. Feynman, R. Leighton, M. Sands | Englanti | ||||
| Kirja | Solar Cells: Operating Principles, Technology and System Applications | M. A. Green | Englanti | ||||
| Opintomoniste | Aurinkosähkön luonnontieteelliset perusteet | Aki Korpela | Suomi |
Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen POPiin)
Vastaavuudet
| Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
|
|
|
Tarkempia tietoja toteutuskerroittain
| Toteutus | Kuvaus | Opetusmuodot | Toteutustapa |