[TU Delft] 太陽エネルギー Part 1

講義内容

世界で15万人以上が受講した、太陽エネルギーの学習講座！

TU Delft（デルフト工科大学）が提供する「太陽エネルギー」。
このコースはデルフト工科大学の「 Solar Energy 」を翻訳し、日本語字幕をつけたものです。

講師は Dr.ir. Arno Smetsh 博士。本講座によってオンライン教育と学習におけるその優れた貢献が認められ、世界３大MOOCSのひとつ「edX」が選定する「2016年edX賞 (the first-ever edX Prize 2016)」を受賞しています。

この講義では発電に主な焦点を当てながら、太陽エネルギーを電気、熱、太陽燃料に変換する技術について学びます。太陽光発電（PV）機器は、太陽光から直接電気を供給する、高度な半導体デバイスとして説明されています。

講義の重点は、太陽電池の動作原理の理解、太陽電池やPVモジュールの製造、太陽光発電システムの設計などです。結晶シリコンや薄膜技術、さらに最新の研究にもとづく技術など、さまざまな太陽電池技術について、利点、限界、課題を探っていきます。

全体学習目標

太陽電池におけるPV変換の物理的な動作原理を説明できる
さまざまな太陽電池技術について、その現状と今後の技術課題を理解し、説明できる
太陽電池とモジュールの性能を分析できる
任意の目的のための太陽光発電システム全体をデザインできる

全体シラバス

本コースではPart1をあつかいます。
*Part2、Part3も制作中。

Part1　Fundamental Physical Principles of Solar Tech（太陽光発電の基本原理）
Introduction	1.1	Introduction to the Course（本コースのイントロダクション）
	1.2.1	Energy Conversion（エネルギー変換）
	1.3	Photovoltaics（太陽光発電）
	1.4	History of Solar Technology（太陽エネルギー発電技術の歴史）
	1.5	Status and Prospects of PV Technology（太陽光発電技術の現状と今後の見通し）
	1.6.1	Solar Light（太陽光）
	1.X	Extra: Definitions of Terms（用語の定義）
Working Principle of a Semiconductor Based Solar Cell	2.1	How to Transform Light into Electricity（太陽光から電力への変換）
	2.2.1	Band Gap (Electrons in Atoms）（禁制帯幅-原子の中の電子）
	2.3.1	Charge Carrier Excitation（電荷キャリアの励起）
	2.4.1	Semiconductor Junction（半導体接続）
Solar Cell Operation, Performance and Design Rules	3.1	Solar Cell Operation（太陽電池の操作）
	3.2.1	External Parameters of an Ideal Solar Cell（理想的な太陽電池の外部パラメータ）
	3.2.2	Series and Shunt Resistance（直列およびシャント抵抗）
	3.3.1	Utilization of Band Gap Energy (Utilization of Band Gap Energy) （禁制帯幅エネルギーの活用）
Part2　Solar Energy Technology（太陽光発電技術）
PV Technology Based on c-Si Wafers	4.1	Properties of c-Si（結晶シリコンの特性）
	4.2	Manufacturing of c-Si（結晶シリコンの製造）
	4.3	Design Rules of the c-Si Solar Cell（結晶シリコン太陽電池の設計規則）
	4.4	High-efficiency Concepts of c-Si Wafer Based Solar Cells（結晶シリコンウェハによる太陽光発電の高効率概念）
	4.5	From Solar Cells to Solar Modules（単体電池からモジュールへ）
Thin Film PV Technologies	5.1	III-V PV Technology（薄膜太陽光発電技術）
	5.2.1	Thin Film Silicon PV Technology（薄膜シリコンによる太陽光発電の技術）
	5.3	CIGS PV Technology（CIGS太陽光発電の技術）
	5.4	Thin Film CdTe PV Technology（薄膜CdTe太陽光発電の技術）
	5.5	Organic PV Technology（太陽光発電における有機物の利用技術）
Third generation PV, Solar Thermal and Solar Fuels	6.1	Third Generation PV Technology（太陽光発電システムの第三世代）
	6.2.2	Solar Thermal Energy II - Solar Thermal Heating（太陽熱エネルギー２-太陽熱）
	6.2.3	Solar Thermal Energy III - Solar Thermal Power（太陽熱エネルギー３-太陽熱発電）
	6.3	Solar Fuel Technologies（太陽光燃料技術）
Part3　Solar Energy Systems（太陽光発電システム）
PV Systems - Components and Concepts	7.1	PV Systems Overview（太陽光発電システム概要）
	7.2.1	PV Modules in a PV System（太陽光発電システムのモジュール）
	7.3	Maximum Power Point Tracking (MPPT) Concepts（最大出力追従制御の概念）
	7.4	Inverters in PV Systems（太陽光発電システムの変換器）
	7.5.1	Storage in PV Systems - Batteries I - Introduction（太陽光発電の貯蔵-バッテリー１-イントロダクション）
	7.5.2	Storage in PV Systems - Batteries II - Battery Parameters（太陽光発電の貯蔵-バッテリー２-要素）
	7.5.3	Storage in PV Systems - Batteries III - Charge Controllers（太陽光発電の貯蔵-バッテリー３-充電制御器）
PV Systems - Applications and Design	8.1	Standalone PV Systems（独立形太陽光発電システム）
	8.3	Economics of PV systems（経済面から見た太陽光発電システム）
	8.4	Environmental Considerations of PV Systems（太陽光発電システムの環境への配慮）
	8.5	Final Thoughts（最後に）

分野: 電気工学
前提となる知識: 物理学や数学（微積分など）の基礎知識があると望ましいです。
想定学習時間: 週3時間
修了認定テスト 修了証書発行: なし
受講期間: 期限なし
講座サンプル

講師

Dr.ir. Arno Smets

翻訳ボランティア

謝辞

本コンテンツの翻訳は、赤十字語学奉仕団様の全面的なご協力によるものです。ここに謝辞として、お礼申し上げます。

翻訳ボランティア事例：赤十字語学奉仕団様

権利関係

この講座はクリエイティブ・コモンズ・ライセンスの下で提供されています。

Solar Energy

Tu Delft（デルフト工科大学）

オランダ最古の工科大学で、ヨーロッパでも非常に高い評価を受けている名門校。土木工学、建築、航空宇宙学などがとくに有名。大学のロゴはギリシャ神話にある「プロメテウスの炎」を表しています。
https://www.tudelft.nl/

本講座の受賞歴

・	デルフト工科大学によって「Hall of Fame（殿堂入り講座）」と認定されています。
・	世界のオープン教育の中での卓越した貢献が認められ、オープンエデュケーションの国際コンソーシアムである Open Education Consortium によって、2014年の「Open Education Awards for Excellence」に選出されています。
・	講師のDr.ir. Arno Smetsは、本講座によって、edXの「the first-ever edX Prize 2016」を受賞しています。

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