høst
2019
ITE1905 Solcelleteknologi og brenselceller & hydrogen - 10 stp
Innhold
Emnet gir en bred, til dels detaljert men grunnleggende innføring i solcelleteknologi og i brenselcelleteknologi.
Delemne 1 Solcelleteknologi
- Fotoner inn, elektroner ut: Prinsippet bak den fotovoltaiske-, og fotoelektriske effekten
- Solenergiens rolle i verden
- Grunnleggende om sol-jordfysikk og solvinkler
- Grunnleggende om krystaller og halvlederteori
- Doping, drift og diffusjon
- pn-dioden
- Solcellens prinsipielle virkemåte
- Hetero-, og homo overganger
- Material egenskaper
- Fremstilling av silisium
- Design og fremstilling av krystallinske solceller
- Utstyr for fremstilling av solceller
- Solcelle målinger; IV-kurver, Voc, Isc, FF, effektivitet, parasittresistanser
- Måleutstyr for karakterisering
- Klassifisering av solceller
- Datasimuleringer, solcellen, PV-system
- Inngående komponenter i et solcellesystem
Delemne 2 Brenselceller & hydrogen
- Grunnleggende om brenselceller, komponenter, drift, klassifisering, ulike typer, og bruksområder
- Brenselcellens termodynamikk
- Brenselcellens elektrokjemi
- Karakterisering av brenselceller
- Brenselcelle komponenter og design aspekter
- Brenselcelle standarder og miljø effekter og konsekvenser
Hva lærer du
Etter bestått emne skal studenten ha følgende læringsresultat:
Kunnskaper og forståelse:
- forklare solcellers virkemåte
- forstå forskjellen mellom fotovoltaisk effekt og fotoelektrisk effekt
- redegjøre for viktige elektriske og geometriske design parametere for solceller
- forstå en målt IV karakteristikk for en solcelle
- beskrive viktige forskjeller mellom ulike typer solceller
- beskrive fremstillingssekvensen for krystallinske silisium solceller
- redegjøre for faktorer viktige for optimal plassering av solcellepaneler
- forklare funksjonen til ulike komponenter i et solcelle system
- forklare den prinsipielle oppbyggingen av en solcellemodul
- redegjøre for konsekvenser av forskjeller mellom celler i en modul
- redegjøre for ulike typer produksjonsfeil og defekter
- forstå hvordan solceller sorteres og klassifiseres
- forstå formålet med de produksjonsprosesser som brukes for fremstilling av solceller og solcelle paneler
- lokalisere mulig miljø eller sikkerhetsmessig risiko i solcelleanlegg og i brenselcelle system
- navngi relevante tekniske standarder
- forstå de fundamentale prinsipper for en brenselcelles design og funksjon
- Kunnskap om komponenter, material, og fysikalske mekanismer og forståelse av hvordan disse påvirker brenselcellens oppførsel
Ferdigheter:
- utføre enkle beregninger for solcellers og panelers ytelse
- analysere målte egenskaper hos en solcelle og sol celle panel
- klassifisere en målt solcelle utfra dess karakteristikk
- skille en god celle fra en dårlig
- forstå tekniske datablad for solceller og for brenselceller
- designe en krystallinsk silisium solcelle
- simulere en solcelles ytelse som funksjon av design mha. dataprogram
- dimensjonere et solcelle anlegg
- sette sammen et optimalt fungerende solcelleanlegg bestående av ikke identiske moduler
- Bruke teknikker og metoder for å analysere forskjellige brenselcellesystemer basert på deres bruksområde og bruksbetingelser
Kompetanse:
- redegjøre for fordeler og ulemper med solcellesystem for produksjon av elektrisk energi
- reflektere over solenergiens rolle i verdens energisystem
- reflektere over hvordan lagre energi fra solceller
- vurdere egnethet hos ulike typer solcellepanel i ulike miljøer
- uttale seg om miljømessige og/eller sikkerhetsmessige konsekvenser ved fremstilling eller bruk av solceller og brenselceller
- kommunisere med publikum og fagpersoner innen solcelleteknologi og brenselcelleteknologi
Undervisning
Forelesninger og øvinger i form av 4 økter/uke fordelt likt mellom delemnene,
obligatoriske innleveringer bestående av regneøvinger, designoppgaver og laboratorieoppgaver med tilhørende skriftlig og/eller muntlig rapportering.
All organisert undervisning, pensumlitteratur og alt utdelt materiale er å betrakte som pensummateriale. Eksamensoppgaver gis med utgangspunkt i dette.
Gjesteforelesninger kan forekomme.
Frivillige Quiz kan forekomme.
Innføring i bruk av PC1D/PC2D programmet. Et gratis program for Windows system som er fritt tilgjengelig på internett. Vil bli utdelt.
Audio og video av forelesninger og øvinger i klasserom blir spilt inn med Mediasite og kan følges live via nett. Linker til innspillinger blir lagt ut på Canvas.
Eksamen kan ikke avlegges i undervisningsfrie semestre.
Praksis: nei
Kvalitetssikring av emnet:
Emneevaluering i form av spørreundersøkelse, evt. også via studenttillitsvalgt.
Eksamen
Arbeidskrav:
Følgende må være godkjent for å få eksamensrett:
For del emne 1 solcelleteknologi: 3 stk. obligatoriske innleveringer bestående av en regneøving, en designoppgave og en hjemme laborasjon med rapport. I hjemme laborasjonen simuleres optimalisering av en solcelle og dets egenskaper mha. PC1D/PC2D programmet eller tilsvarende programmer.
For del emne 2 Brenselceller & hydrogen: 2 stk. obligatoriske innleveringer med skriftlig rapport og/eller muntlig presentasjon.
Eksamen og vurdering:
To (2) skriftlige skoleeksamener under oppsyn hvor eksamen i delemne 1 er av 4 timers varighet, og eksamen i delemne 2 er av 3 timers varighet.
Det gis bokstavskarakter A-F, der F er ikke bestått, i hvert enkelt delemne som vektes sammen til en samlet karakter A-F med vekt faktorer 50/50. Begge deleksamener må være bestått for å bestå emnet.
Noter at deleksamen 1- Solcelleteknologi vil være felles med delemnet solcelleteknologi inngående i emne ITE1832 Solcelleteknologi og vakuumteknologi.
Hjelpemidler ved eksamen:
Formelsamling av John Haugan "Formler og tabeller" samt formelsamling som er vedlagt selve eksamensoppgaveteksten (i deleksamen 1). Ingen andre trykte eller håndskrevne hjelpemidler er tillatt.
Kalkulator: Alle håndholdte kalkulatorer med tomt minne ved eksamensstart og
uten kommunikasjonsmulighet er tillatt.
Kontinuasjonseksamen:
Det gis kontinuasjonsadgang for studenter som ikke har bestått seneste ordinære arrangerte eksamen/deleksamen i emnet.
Ved manglende vurdering i en av delene er det tilstrekkelig med kontinuasjon i den av delene som mangler. Tidspunkt for kontinuasjon publiseres særskilt.
Error rendering component
- Om emnet
- Studiested: Narvik | Nettbasert |
- Studiepoeng: 10
- Emnekode: ITE1905
- Ansvarlig enhet
- Institutt for industriell teknologi
- Tidligere år og semester for dette emnet