Koronaviruset:

På grunn av koronasituasjonen kan det bli endringer i undervisning og eksamen høsten 2020. Informasjon om eventuelle endringer, kunngjøres direkte til studenter som er oppmeldt i emnet.

høst 2020

PRO-2800 Solcelleteknologi - 10 stp

Sist endret: 08.07.2020

Ansvarlig fakultet

Fakultet for ingeniørvitenskap og teknologi

Studiested

Narvik | Nettbasert | Annet |

Søknadsfrist

1. juni

Emnetype

Emnet kan tas som enkeltemne.

Opptakskrav

Generell studiekompetanse og Matematikk R1+R2 og Fysikk 1. Søknadskode: 9391 for enkeltemner i ingeniørfag; 5198 for enkeltemner i ingeniørfag, nettbasert.

Innhold

Emnet gir en bred, til dels detaljert men grunnleggende innføring i solcelleteknologi.

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, Vmmp, Immp, Vbr, FF, effektivitet, parasittresistanser

- Solcellens 1-, og 2-diode ekvivalente skjema

- Måleutstyr for karakterisering

- Klassifisering av solceller

- Datasimuleringer, solcellen, PV-system

- Inngående komponenter i et solcellesystem

- HMS faktorer 

Anbefalte forkunnskaper

IGR1518 Matematikk 1 (3-semester), IGR1600 Matematikk 1, TEK-1507 Matematikk 1, TEK-1510 Matematikk 1 (3-semester)

Hva lærer du

Etter bestått emne skal studentene 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, og forskjeller mellom sammenkoblede moduler (panel).

- 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.

- forstå hvorfor det er viktig å unngå kontaminering av produksjonsutstyr.

- lokalisere mulig miljø eller sikkerhetsmessig risiko i solcelleanlegg og i produksjonsutstyr.

- navngi relevante tekniske standarder.

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 moduler.

- designe en krystallinsk silisium solcelle.

- simulere en solcelles ytelse som funksjon av design mha. dataprogram.

- dimensjonere et mindre solcelle anlegg.

- sette sammen et optimalt fungerende solcelleanlegg bestående av ikke identiske moduler.

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 av, eller bruk av solceller.

- kommunisere med publikum og fagpersoner innen solcelleteknologi.

Undervisnings- og eksamensspråk

Norsk, men engelsk kan forekomme. Både engelsk og norsk pensummateriale. Om emnet også tas av utvekslingsstudenter kan undervisningen foregå på engelsk om dette aksepteres av øvrige studenter.

Undervisning

Forelesninger og øvinger i form av ca. 4 økter/uke, obligatoriske innleveringer bestående av regneøvinger, designoppgaver og laborasjonsoppgaver med tilhørende 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. Andre gratis tilgjengelige programmer kan også komme til å bli brukt.  

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:

Fire (4) av fem (5) obligatoriske innleveringer bestående av tre regneøvinger, 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.

Eksamen og vurdering

Skriftlig skoleeksamen á 5 timer under oppsyn.

Det gis bokstavskarakter A-F, der F er ikke bestått.

Hjelpemidler ved eksamen:  

Formelsamling som er vedlagt selve eksamensoppgaveteksten.  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.

Tidspunkt for kontinuasjon publiseres særskilt. 

Eksamensspråk: Norsk. Utvekslingsstudenter kan få eksamensteksten på engelsk om dette varsles minst 4 uker i forveien.  

Timeplan

Studiepoengreduksjon

ITE1905 Solcelleteknologi og brenselceller &
hydrogen 5 stp
ITE1832 Solcelleteknologi og vakuumteknologi 5 stp