|
|
|||||||||||||||||
Opinto-opas 2013-2014
DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet, 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
Tavoitteena on rakentaa aihepiirin luonnontieteellinen kivijalka mahdollisimman vahvaksi, sillä se antaa parhaat valmiudet aiheen jatkokursseille. Tämän vuoksi Aurinkosähkön perusteet -kurssin lähestymistapa aiheeseen on vahvasti luonnontieteellinen, ei niinkään insinöörimäinen.
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 ja korkean hyötysuhteen moniliitosohutkalvoaurinkokennot poikkeavat toimintaperiaatteeltaan perinteisistä puolijohdeaurinkokennoista. Kurssin suoritettuaan opiskelija pystyy ottamaan perustellusti kantaa aurinkosähkön rooliin hajautetussa energiantuotannossa. Lisäksi opiskelija osaa yleistietotasolla aurinkokennojen valmistukseen liittyvät asiat.
Sisältö
| Sisältö | Ydinsisältö | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | Taustalla oleva luonnonilmiö: vuorovaikutus sähkömagneettisen säteilyn ja sähkövarausten välillä. Mustan kappaleen säteily auringon säteilyintensiteetin mallintamisessa. Ilmakehän vaikutus säteilyintensiteettiin. | Sähkömagneettisen säteilyn aalto-hiukkas-dualismi. | |
| 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 mallinnettaviin ilmiöihin. | |
| 3. | Uuden sukupolven aurinkokennot, osa 1: nanotekniikkaan perustuvien väriaineaurinkokennojen rakenne ja toiminta. | Väriaineaurinkokennon toiminnan mallinnus kiinteän olomuodon fysiikan keinoin. | |
| 4. | Uuden sukupolven aurinkokennot, osa 2: korkean hyötysuhteen moniliitosohutkalvoaurinkokennot, orgaaniset aurinkokennot. | Kytkentä TTY:n aurinkokennotutkimukseen. | |
| 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. | Aurinkokennotyyppien sukupolvet. |
Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi
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 | Ei | Englanti | |||
| Kirja | Solar Cells: Operating Principles, Technology and System Applications | M. A. Green | Ei | Englanti | |||
| Opintomoniste | Aurinkosähkön luonnontieteelliset perusteet | Aki Korpela | Kyllä | Suomi |
Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen POPiin)
Vastaavuudet
| Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
|
|
|
Tarkempia tietoja toteutuskerroittain
| Toteutus | Kuvaus | Opetusmuodot | Toteutustapa |