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引言 1

第1章 太阳光的特性 2

1.1 波粒二象性 2

1.2 黑体辐射 2

1.3 太阳及其辐射 3

1.4 太阳的辐射 3

1.5 直接辐射和漫射 5

1.6 温室效应 6

1.7 太阳的视运动 6

1.8 日照数据及估算 8

1.8.1 地外辐射 8

1.8.2 在水平面上的陆地全局辐射 8

1.8.3 全局辐射与漫射成分 12

1.8.4 落在倾斜表面上的辐射 14

1.9 太阳能与光伏学 17

习题 17

第2章 半导体与P-N结 20

2.1 半导体 20

2.1.1 化学键模型 20

2.1.2 能带模型 20

2.1.3 掺杂 21

2.2 半导体的种类 21

2.2.1 单晶硅（sc-Si） 22

2.2.2 多晶硅（mc-Si） 22

2.2.3 非晶硅（a-Si） 22

2.2.4 薄膜晶体硅 22

2.3 光的吸收 23

2.4 复合 24

2.5 P-N结 24

习题 25

第3章 太阳能电池的特性 26

3.1 光照的影响 26

3.2 光谱响应 28

3.3 温度的影响 29

3.4 寄生电阻的影响 30

习题 32

第4章 太阳能电池特性和设计 33

4.1 效率 33

4.2 光学损失 33

4.3 复合损失 35

4.4 顶电极设计 37

4.4.1 体电阻率和方块电阻 37

4.4.2 栅线间隔 38

4.4.3 其他损失 38

4.5 实验室电池与工业要求的对比 40

4.6 激光刻槽-埋栅太阳能电池 40

习题 42

第5章 光伏电池的互联和组件的装配 44

5.1 组件和电路设计 44

5.2 相同特性的电池 44

5.3 非相同特性的电池 44

5.4 非相同特性的电池组件 45

5.5 热点过热 46

5.6 组件构造 48

5.7 抗候性 49

5.8 温度因素 49

5.9 电绝缘 51

5.10 机械保护 52

5.11 降格与失效 52

5.12 物化能量和生命周期的问题 54

习题 55

第6章 独立光伏系统的结构 57

6.1 引言 57

6.2 独立光伏系统设计 58

6.3 电池组件 59

6.4 蓄电池 60

6.4.1 电池种类 60

6.4.2 应用 60

6.4.3 要求 60

6.4.4 效率 61

6.4.5 额定功率和容量 61

6.4.6 放电深度 61

6.5 铅酸蓄电池 61

6.5.1 类型 61

6.5.2 极板材料 62

6.5.3 充电 62

6.5.4 效率 63

6.5.5 工业标准和分类 63

6.6 其他蓄电池设备 63

6.6.1 镍镉蓄电池 63

6.6.2 镍氢蓄电池 64

6.6.3 可充电碱性锰蓄电池 64

6.6.4 锂离子和锂聚合物蓄电池 64

6.6.5 氧化还原蓄电池 65

6.6.6 大型电容器 65

6.7 功率调节与控制 65

6.7.1 二极管 65

6.7.2 稳压器 65

6.7.3 逆变器 68

6.8 系统平衡器件 69

6.8.1 电路布线 69

6.8.2 过流保护 70

6.8.3 开关 70

6.8.4 连接器 70

6.8.5 接地 71

6.8.6 雷电防护 71

6.8.7 计量和报警 71

6.8.8 蓄电池保护和安全标识 71

6.8.9 电子元器件的保护 72

6.8.10 组件支架 72

习题 75

第7章 独立光伏系统设计 78

7.1 引言 78

7.2 系统利用率 78

7.3 混合系统 79

7.4 光伏系统的简易设计方法 80

7.5 圣第亚国家实验室的方法 81

7.6 《澳大利亚标准AS4509.2》 82

7.7 系统设计软件 83

习题 83

第8章 光伏的特殊应用 85

8.1 引言 85

8.2 空间应用 85

8.3 海洋航行辅助 85

8.4 无线电通信 86

8.4.1 便携式光伏电源 86

8.4.2 无线电话服务 87

8.4.3 手机网络 87

8.4.4 光纤网络 88

8.5 阴极保护 88

8.5.1 系统尺寸 88

8.5.2 控制器 89

8.5.3 电源供应系统 89

8.6 水泵 91

8.7 室内使用的消费光伏产品 94

8.8 电池充电器 94

8.9 发展中国家的光伏发电 94

8.10 冷藏 95

8.11 光伏动力运输 96

8.12 太阳能汽车 97

8.13 照明 98

8.14 远程监测 99

8.15 直接驱动的应用 99

8.16 电力防护栅栏 100

习题 100

第9章 偏远地区供电系统 104

9.1 家用电力系统 104

9.1.1 交流或直流的选择 105

9.1.2 电器用品 106

9.1.3 用户用电指导 108

9.1.4 光伏-柴油／汽油混合发电系统 109

9.1.5 柴油发电机 110

9.1.6 汽油发电机 111

9.1.7 混合系统设计 111

9.2 RAPS系统成本 113

9.3 便携式RAPS系统 113

9.3.1 边远地区原住居民用便携系统 113

9.3.2 太阳能集成屋 114

9.3.3 Stationpower？ 114

9.4 可靠性和维护 115

9.5 政府援助计划 115

习题 116

第10章 并网光伏系统 119

10.1 引言 119

10.2 光伏系统在建筑上的应用 119

10.2.1 太阳能板的安装 120

10.2.2 逆变器 121

10.2.3 本地存储 122

10.2.4 系统规模和经济分析 123

10.2.5 其他方面 124

10.3 光伏在公共电网中的应用 124

10.4 光伏集中发电站的设计 125

10.5 安全 129

10.6 光伏发电的价值 129

10.6.1 能源效益 129

10.6.2 产能信用度 130

10.6.3 分布优势 130

10.6.4 实例1：加利福尼亚，科尔曼配电支线1103 131

10.6.5 实例2：澳大利亚，卡尔巴里 133

10.7 国际光伏市场 133

10.7.1 美国 133

10.7.2 日本 135

10.7.3 欧洲 136

10.7.4 印度 137

10.7.5 中国 137

10.7.6 澳大利亚 137

习题 138

第11章 光伏水泵系统 144

11.1 引言 144

11.2 系统布局 144

11.3 水泵 146

11.3.1 离心泵 147

11.3.2 容积泵 148

11.4 电动机 150

11.4.1 引言 150

11.4.2 直流电动机 151

11.4.3 交流电动机 153

11.4.4 电动机耗损 154

11.4.5 集成泵／电动机机械 154

11.5 功率调节电路 154

11.6 蓄电池／充电电池 157

11.7 阵列线路布线与安装 158

11.7.1 阵列布线 158

11.7.2 组件安装 158

习题 159

第12章 光伏水泵系统设计 162

12.1 引言 162

12.2 系统设计的基本步骤 162

12.3 直接耦合系统的设计 163

附录A 标准AM0与AM1.5光谱 166

附录B 计算太阳位置的公式 172

附录C 特征日期与日偏角 174

附录D 部分日照数据来源 175

附录E 工业标准 180

附录F 水泵的可选动力来源 201

附录G 独立光伏系统设计 205

附录H 光伏供电的水泵系统设计 211

索引 222