太阳能光伏发电技术.docx
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太阳能光伏发电技术
《太阳能光伏发电技术》课程标准
1课程代码
2适用专业应用电子技术专业（太阳能光电应用技术专业方向）、太阳能光电应用技术专业
3课程学分5学分
4建议学时90学时
5课程定位
《太阳能光伏发电技术》是本专业的一门专业重要核心课，《太阳能光伏发电技术》是我院电子应用技术（太阳能光电应用方向）、太阳能光电应用技术专业核心课，是太阳能光伏产业链中下游核心产业应用课程，是国家十二五规划光伏建筑一体化（BIPV）重点支持项目，是建设海南国际旅游岛，实现绿色发展重要支柱产业之一，是实践性与理论性较强的一门课程。
《太阳能光伏发电技术》是本专业重要专业课之一，与《硅材料生产技术》、《太阳能电池生产工艺》一起组成本专业核心课程体系，也是太阳能光伏产品完整产业链上、中、下游产业核心课程，是太阳能电池应用的核心课程，本门课程的功能在于学生学习后，对太阳能发电基本原理进一步得到验证，能独立设计与施工一个小型太阳能发电系统，对其系统中各组成部分有原理作用充分掌握，能对各组成部分进行测试与评价，对太阳能发电系统的参数了解透彻，进而可以对风光互补系统进行创新调试与安装，同时对光伏建筑一体化课程打下基础。
学生学习本门课程后，可以到太阳能系统安装企业、设计单位、太阳能维护岗位就业。
为本专业《电器控制与PLC》、《单片机应用》、《光伏建筑一体化系统安装》等其他课程的学习起到支撑的作用。
6课程任务
本课程通过英利1MW屋顶光伏发电系统的实际综合项目，将围绕本门课程5个学习情境模基本理论知识贯穿于整个项目中，使学生在学生通过从客户需求>电站规划>电站设计>电站建设>电站施工>电站监测>电站维护这一实际光伏发电或光伏建筑一体化（BIPV）电站的建设学滚与操作，使学生获得太阳能方面的基本知识、基本理论和基本技能。
又培养学生基本素质和动手能力方面也起着非常重要的作用。
7课程目标
7.1知识目标
《太阳能光伏发电技术》课程应需培养的学生职业技能有:
1.太阳高度角、方位角确定
2.直接辐射、间接辐射确定
3.太阳能电池、组件工艺与检测
4.光伏系统电池组件、蓄电池设计
5.太阳能最佳倾角的确定
6.太阳能电站支架选择与确定、基础设施的施工与要求
7.PV-SYSPV-SOL软件的运用与设计
8.汇流箱的选择与施工
9.充放电控制器、逆变器原理、技术与选择
10.最大功率跟踪原理与设计
11.遥控与监测的使用
12.光伏电站的维护与效益
13.光伏离网与并网原理
14.光伏电站建设各环节建设标准
7.2能力目标
（1）勘察现场的技能;
（2）模拟现场使用光伏软件进行组件设计能力;
（3）太阳电池组件选取、施工与测试能力;
（4）蓄电池的选取连接到测试能力;
8课程基本内容
表1本课程主要内容及重、难点
技能模块
学习情境
学习任务
重点与难点
基础能力
光伏基础知识
太阳与地球基本知识
氢聚变、天顶、天极、经度纬度知识、地球绕太阳规律等
太阳常数与光谱
太阳常数和太阳光谱基础
太阳高度角、方位角确定
太阳辐射的测算太阳高度角、方位角的确定了解太阳、地球及他们之间的关系；掌握太阳高度角和太阳常数的定义。
太阳辐射理论与测算
太阳强度的测算掌握太阳强度的计算方法。
太阳辐射的测算掌握太阳高度角的测量与计算方法。
光伏电站软件的使用
熟练使用2种西欧国家主要光伏软件PV-SOL\PV-SYST
蓄电池的储能原理与维护
应用能力
光伏电池组件生产工艺及检测
太阳能电池生产与工艺
熟练掌握太阳能电池片生产工艺过程,熟悉其工艺标准
太阳能组件生产与工艺
熟练掌握太阳能电池组件生产工艺过程,熟悉其工艺标准
离并网各组成部分原理与选型
太阳电池组件性能检测
掌握太阳能电池特性与检测方法
离网电池组件设计与选
型
学会根据要求算出离网型组件串并联数及型号选择并安装,熟悉其安装设计标准
并网电池组件设计与选型
学会根据要求算并网型组件串并联数及型号选择并安装，熟悉其安装设计标准
离网蓄电池设计与选型
学会根据要求算出蓄电池串并联数及型号选择并安装，熟悉其安装设计标准
混合网蓄电池设计与选型
学会根据要求算出蓄电池串并联数及型号选择并安装，熟悉其安装设计标准
井网控制器原理与选型
掌握并网控制器的充放电控制原理，对其参数进行设置，掌握控制器选型标准
离网控制器原理与选型
掌握并网控制器的充放电控制原理，对其参数进行设置，掌握控制器选型标准
并网逆变器原理与选型
掌握并网逆变器的跟踪原理，对其参数进行设置，掌握控制器选型标准
离网逆变器原理与选型
掌握并网逆变器的跟踪原理原理，对其参数进行设置，掌握控制器选型标准
综合应用
离并网综合电站建设
直流型太阳能电站的综合应用
直流型太阳能电站的综合设计与施工
离网型小型太阳能电站的综合应用
离网型小型太阳能电站的综合设计与施工及国际标准
并网型小型太阳能电站的综合应用
并网型小型太阳能电站的综合设计与施工及国际标准
电站支架、地基、汇流、导线等等
支架的应用与施工、地基设计与施工、汇流箱，逆变柜导线的选择与施工等，同时熟悉各环节国际标准
设计与创新
风光互补系统的调试与应用
风光互补系统的调试与应用
风光互补路灯的设计与施工
大型电站的设计与施工
大型电站的设计与施工，光伏建筑一体化系统设计与施工
最大功率跟踪算法与研究
MPPT最大功率跟踪原理与算法编程
最大倾角调试与研究
离网型电站最大倾角的原理与计算及调试
9实施建议
9.1教学方法
根据基于行动为导向的岗位技能训练的要求，本门课程主要采取任务驱动、项目为导向、课堂与实践一体化的教学模式。
根据学习情境和教学对象，采用讨论启发、提问启发、案例启发等启发式引导学生学习。
这样让学生从故障实践中发现问题，提出解决问题的方法，从而获得实际的应用能力。
9.2教学手段
（1）以具体的实际项目作为学生学习的载体，边做边学，做学统一，学生在完成实际项目的同时，学生通过自己或教师传授获得相应理论知识的学习，进一步提升操作技能，变学生为学习的主体，教师处于引导的角色；
（2）通过PV-SOL仿真软件对电路进行仿真，从而更深入的了解电路的工作过程，以及每个元器件在电路中的作用的，这样将理论渗透到实际的项目中，让学生在做中学，学中做，既解决了枯燥无味的理论讲解又有效带动学生的学习兴趣，引导学生主动学习、乐于探究，提高了项目完成的质量，同时培养了学生的自学能力、发现问题、解决问题的能力及协作互动能力。
（3）角色扮演和角色体验，在模仿实际工作过程的实训制作中，学生在各岗位承担相应的职责，做真实的角色体验。
（4）教学做结合，课堂、实习地点一体化，企业与学校一体化教学，学生到企业体验真实环境，有利于拓宽知识视野，同时实现就业于毕业的零过渡。
（5）采用优质教学视频，在课程的不同章节和阶段，通过放映相关优质教学视频，将真实的模块操作过程播放给学生看，使教学变得直观、生动、极大地提高了学生的专业兴趣和学习积极性。
（6）实物模板:
在课程的多个环节，精心制作实物模板，使学生获得感性认识。
9.3教学方案设计
表2情境教学方案设计
学习情境1光伏基础知识教学时间18
学习目标
1.太阳与地球基本知识；
2.太阳常数与光谱；
3.太阳高度角、方位角确定；
4.太阳辐射理论与测算
5.光伏电站软件的使用
6.蓄电池的储能原理与维护
学习内容
1.氢聚变、天顶、天极、经度纬度知识、地球绕太阳规律等
2.太阳常数和太阳光谱基础
3.太阳辐射的测算太阳高度角、方位角的确定了解太阳、地球及他们之间的关系;掌握太阳高度角和太阳常数的定义。
4.太阳强度的测算掌握太阳强度的计算方法。
太阳辐射的测算掌握太阳高度角的测量与计算方法。
5.熟练使用2种西欧国家主要光伏软件PV-SOL\PV-SYST
6.掌握蓄电池基本构造原理及蓄电池储能原理，熟悉蓄电池的日常维护
教学条件
专业实训车间教学媒体教师要求
1.计算机应用实验室1.项目实物展示;1.双师型教师;
2.太阳辐射实验室2.视频教学资料、教学2.企业指导老师;
3.太阳组件、蓄电池实验课件;3.实训指导教师。
室3.精品课程网站;
4.企业见习。
教学方法及课堂组织形式
1、采取任务驱动、工作过程为导向、课堂与实践一体化的教学模式实施教学;
2、采用讨论启发、提问启发、案例启发等启发式引导学生学习;
3、分组制作（确定小组负责人）;
4、教学实施步骤如下图:
学习情境2光伏电池组件教学时间4
生产工艺及检测
学习目标
1.太阳能电池生产与工艺；
2.太阳能电池组件生产与工艺；
学习内容
1.熟练掌握太阳能电池片生产工艺过程，熟悉其工艺标准
2.熟练掌握太阳能电池组件生产工艺过程，熟悉其工艺标准
教学条件
专业实训车间教学媒体教师要求
1.英利太阳能电池工艺1.项目实物展示；1.双师型教师；
车间2.视频教学资料、教学2.企业指导老
2.英利太阳能电池组件课件；师；
工艺车间3.精品课程网站；3.实训指导教
3.太阳能电池检测车间4.企业见习。
师。
教学方法及课堂组织形式
1.采取任务驱动、工作过程为导向、课堂与实践一体化的教学模式实施教学；
2.采用讨论启发、提问启发、案例启发等启发式引导学生学习；
3.分组制作（确定小组负责人）；
4.教学实施步骤如下图：
把除基础模块外的理论教学、实训教学融入学习情境中，每一个学习情境都采用学校与英利“工学交替”的“双元制”模式下进行。
学习情境3离并网各组成教学时间26
部分原理与选型
学习目标
1.太阳电池组件性能检测；
2.离网电池组件设计与选型；
3.并网电池组件设计与选型；
4.离网蓄电池设计与选型；
5.混合网蓄电池设计与选型；
6.并网控制器原理与选型；
7.离网控制器原理与选型；
学习内容
1.太阳能电池电气特性
2.太阳能电池检测
3.离网光伏系统的结构
4.离网光伏系统的应用领域
5.使用峰值小时数的方法估算太阳电池组件的输出功率
6.并网光伏系统的结构
7.并网光伏系统的应用领域
8.利用负载功率测算蓄电池的串并个数
9.控制器原理
10.控制器的连接与设置、选型
11.控制器原理
12.控制器的连接与设置、选型
教学条件
专业实训车间教学媒体教师要求
1.太阳能电池检测实训1.项目实物展示；1.双师型教
室。
2.视频教学资料、教学课师；
2.太阳能组件实验室件；2.企业指导
3.太阳能系统实验室3.精品课程网站；老师；
4.英利电池生产与组件车4.企业见习。
3.实训指导
间教师。
教学方法及课堂组织形式
1.采取任务驱动、工作过程为导向、课堂与实践一体化的教学模式实施教学；
2.采用讨论启发、提问启发、案例启发等启发式引导学生学习；
3.分组制作（确定小组负责人）；
4.教学实施步骤如下图：
把除基础模块外的理论教学、实训教学融入学习情境中，每一个学习情境都采用学校与英利“工学交替”的“双元制”模式下进行。
学习情境4离并网综合电站建设教学时间19
学习目标
1.直流型太阳能电站的综合应用；
2.离网型小型太阳能电站的综合应用；
3.并网型小型太阳能电站的综合应用；
4.电站支架、地基、汇流、导线等等；
学习内容
1.直流型太阳能电站的综合设计与施工
2.离并网型小型太阳能电站的综合设计不
3.离并网型小型太阳能电站的施工
4.支架的应用与施工
5.地基设计与施工
6.汇流箱，逆变柜导线的选择与施工等
教学条件
专业实训车间教学媒体教师要求
1.英利1MW屋顶太阳能1.项目实物展示；1.双师型教师;
发电系统。
2.视频教学资料、教2.企业指导老师;
2.校内太阳能系统实训学课件;3.实训指导教师。
室3.精品课程网站；
3.电器控制与PLC实训室4.企业见习。
教学方法及课堂组织形式
1.采取任务驱动、工作过程为导向、课堂与实践一体化的教学模式实施教学；
2.采用讨论启发、提问启发、案例启发等启发式引导学生学习；
3.分组制作（确定小组负责人）；
4.教学实施步骤如下图：
把除基础模块外的理论教学、实训教学融入学习情境中，每一个学习情境都采用学校与英利“工学交替”的“双元制”模式下进行。
学习情境5风光互补系统教学时间23
的调试与应用
学习目标
1.风光互补系统的调试与应用；
2.大型电站的设计与施工；
3.最大功率跟踪算法与研究；
4.最大倾角调试与研究；
学习内容
1.风光互补路灯的设计与施工
2.大型电站的设计与施工
3.光伏建筑一体化系统设计与施工
4.能源效益计算
5.MPPT最大功率跟踪原理与算法编程
6.离网型电站最大倾角的原理与计算及调试
教学条件
专业实训车间教学媒体教师要求
1.英利1MW屋顶太阳1.项目实物展示；1.双师型教师；
能发电系统。
2.视频教学资料、2.企业指导老师；
2.校内太阳能系统实教学课件;3.实训指导教师。
训室3.精品课程网站;
3.电器控制与PLC实训4.企业见习室。
室
教学方法及课堂组织形式
1.采取任务驱动、工作过程为导向、课堂与实践一体化的教学模式实施教学；
1.采用讨论启发、提问启发、案例启发等启发式引导学生学习;
2.分组制作（确定小组负责人）；
3.教学实施步骤如下图：
把除基础模块外的理论教学、实训教学融入学习情境中，每一个学习情境都采用学校与英利“工学交替”的“双元制”模式下进行。
9.4教学安排
本门课程为本专业的基础课，教学安排在大一第二学期开设，为《《电器控制与PLC》,《单片机应用》、《光伏建筑一体化系统安装》，《太阳能光伏产品设计与开发》等课程的开设打下基础。
本课程理论与实践同时进行，不特意安排专门的实训学时，3个学生一组，共同合作完成各个情境项目的设计、施工与测试。
具体课时安排如下表。
表3各情境学习任务及学时分配
技能模块
学习情境
学习任务
主要内容
学时
基础能力
光伏基础知识
太阳与地球基本知识
1.太阳与地球的位置关系
2.地球绕太阳的运行规律
2
太阳常数与光谱
1.太阳常数
2.太阳光谱
2
太阳高度角、方位角确定
1.太阳高度角、
2.方位角
3.日照时间
3
太阳辐射理论与测算
1.太阳强度的测算
2.太阳辐射的测算
3.地面太阳辐射的工程计算
3
光伏电站软件的使用
1.PV-SOL
2.PV-SYST
6
蓄电池的储能原理与维护
1.蓄电池基本构造原理及蓄电池储能原理，
2.熟悉蓄电池的日常维护
2
应用能力
光伏电池组件生产工艺及检测
太阳能电池生产与工艺
太阳能电池片生产工艺过程
2
离并网各组成部分原理与选型
太阳能组件生产与工艺
太阳能电池组件生产工艺过程
2
太阳电池组件性能检测
太阳能电池电气特性
太阳能电池检测
8
离网电池组件设计与选型
1.离网光伏系统的结构
2.离网光伏系统的应用领域
3.使用峰值小时数的方法估算太阳电池组件的输出功率
4
并网电池组件设计与选型
1.并网光伏系统的结构
2.并网光伏系统的应用领域
3.使用峰值小时数的方法估算太阳电池组件的输出功率
2
离网蓄电池设计与选型
1.离网蓄电池系统的结构
2.离网蓄电池系统的应用领域
3.利用负载功率测算蓄电池的串并个数
4
混合网蓄电池设计与选型
利用负载功率测算蓄电池的串
并个数
2
并网控制器原理与选型
1.控制器原理
2．控制器的连接与设置、选型
4
离网控制器原理与选型
1．控制器原理
2．控制器的连接与设置、选型
2
综合应
离并网综合电
直流型太阳能电站的综
合应用
1．直流型太阳能电站的综合设
计与施工
2
离网型小型太阳能电站
的综合应用
1．离网型小型太阳能电站的综合设计
2．离网型小型太阳能电站的施工
8
并网型小型太阳能电站
的综合应用
1．并网型小型太阳能电站的综合设计
2．并网型小型太阳能电站的施工
5
电站支架、地基、汇流、
导线等等
1．支架的应用与施工
2．地基设计与施工
3．汇流箱，逆变柜导线的选择与施工等
4
设计与
创新
风光互补系统
的调试与应用
风光互补系统的调试与
应用
1．风光互补路灯的设计与施工
6
大型电站的设计与施工
1．大型电站的设计与施工
2．光伏建筑一体化系统设计与施工
3．能源效益计算
10
最大功率跟踪算法与研
究
1．MPPT最大功率跟踪原理与算法编程
41
最大倾角调试与研究
1．离网型电站最大倾角的原理
与计算及调试
3
总学时
90
10课程考评办法
本课程为考试课程，根据本课程实践性强及学生的特点，课程考核分为过程考核及期末面试两种方式构成:
（1）过程考核占80%（现场考核），过程考核是本门课程的主要考核方法，以学习情况考核，前七个学习情境各10分，最后一个学习情境20分。
主要考核学生在情境项目学习过程中：
到课率、动手情况：
40%;
讨论、合作情况：
20%
学习态度、课程表现20%
项目完成情况：
10%
项目创新与报告：
10%
（2）期末面试考核20%，面试范围为整个太阳能光伏电站理论与实践内容，主要考核知识的灵活运用与掌握;面试的方法为每个学生一道题现场答题（题目不同）。
11师资要求
（1）主讲教师要求是本科以上学历、双师型教师，具有扎实的光伏理论知识，具有较为丰富的实践经验，具有以工作过程为导向的课程设计能力及课堂组织、管理和监控能力，具有较强的沟通能力和团队协作能力。
（2）指导教师要求是大专以上学历，太阳能行业中级工以上水平，具有较好的理论知识、较好的语言表达能力和较好的团队协作能力。
（3）企业兼职教师要求是既有一定的理论知识、太阳能企业的技术骨干，较好的语言表达能力和较好的团队协作能力。
12教学设施条件要求
12.1校内实训基地
1.单片机及可编程控制器应用实训室
2.电工操作技能实训室
3.电器控制与PLC实训室
4.模拟电子、数字电子实训室
5.光伏材料检测实验室（为英利硅材料检测实验室）
6.太阳能发电技术实验室
7.光伏建筑一体化实验室
8.光伏虚拟生产实验室
9.光伏应用产品开发实训室
10.光伏组件实验室（英利共建）
11.光伏产品检测实验室
12.2校外实训基地
1.海南英利新能源
2.海南汉能光伏有限公司
3.中航海南特玻
4.海南金山节能照明科技有限公司
5.海南天聚太阳能有限公司
6.海南永兴太阳能有限公司
7.深圳南玻幕墙
8.中山大学太阳能系统研究
以上公司主要用于本课程的生产研及教学基地，对本课程的课程标准进行指导，教学中的部分情境项目可在企业实操进行。
这样将企业与学校深度融合，形成整体。
13教学资源配置
为完成本课程对学生能力目标的培养，保障学生学完本课程后能满足后序课程的学习及企业的要求。
除具有良好的师资配备要求教学设施要求外，还应有相关的配套资源，如视频教学资料、多媒体教学课件、课外辅导教学网站、教师资源网站、开放型综合实训室、电子企业支持等。
参考文献
序号
书名
作者
出版社
1
太阳能光伏系统概论
车孝轩
武汉大学出版
2
太阳能光伏发电应用原理
黄汉云
化学工业出版社
3
太阳能光伏发电实用技术
王长贵
化学工业出版社
4
并网型太阳能光伏发电系统
崔容强
化学工业出版社
5
太阳电池
刘正新、沈辉
化学工业出版社
6
太阳能发电原理与技术
施钮川
西安交通大学出版社
7
太阳能建筑一体化研究、应用及实例
建设部科技发展促进中心
中国建筑工业出版社
升级会员 