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上篇 基础篇 2

第1章 太阳辐射能 2

1.1太阳辐射能的源泉 2

1.1.1太阳的构造 3

1.1.2太阳辐射的起源 4

1.1.3太阳与地球 5

1.2地球上的太阳能 8

1.2.1地球大气层上界的太阳能 9

1.2.2地球表面上的太阳能 10

1.3斜面上的太阳辐射能 13

1.3.1斜面上的太阳总辐照度 13

1.3.2水平面上太阳辐射转化成斜面上太阳辐射 16

1.4太阳辐射的测量和资源计算 17

1.4.1太阳辐射测量和标准 17

1.4.2太阳能资源计算与分区 22

参考文献 25

第2章 太阳能光伏发电系统概要 26

2.1太阳能光伏发电系统的工作原理及分类 26

2.2太阳能光伏发电系统的组成 28

2.2.1独立型光伏发电系统 28

2.2.2并网型光伏发电系统 31

2.3太阳能光伏发电系统的应用 34

2.3.1光伏发电系统大规模应用的条件 34

2.3.2光伏发电系统的应用分类 36

2.3.3光伏发电系统应用的前景 38

参考文献 42

第3章 太阳能光伏发电系统的设计原理和方法 43

3.1参数分析法 44

3.1.1基本公式 44

3.1.2设计参数的定义 47

3.2 LOLP法 49

3.2.1 LOLP法的思路和特点 49

3.2.2 LOLP法的基本公式 49

3.2.3 LOLP法参数的确定方法 50

3.2.4 LOLP法的计算流程 50

3.3模拟法 51

3.3.1模拟法的思路 51

3.3.2光伏系统构成部件的模拟基本公式 52

参考文献 56

第4章 太阳能光伏发电系统的设计 57

4.1独立光伏发电系统的设计 57

4.1.1独立光伏发电系统的容量设计 57

4.1.2逆变器、控制器的选配 62

4.1.3独立光伏发电系统设计的验证 66

4.2大型集中式并网光伏电站的设计 71

4.2.1项目前期工作 72

4.2.2大型集中式并网光伏电站的配置 73

4.2.3电站直流发电系统设计 75

4.2.4并网逆变器的选配 85

4.2.5光伏电站交流电气系统设计 87

4.2.6电气二次部分 88

4.2.7光伏电站的监控系统设计方案 90

4.2.8光伏电站的防雷接地 95

4.2.9发电量计算与节能减排效益 98

4.3屋顶并网光伏发电系统的设计 98

4.3.1系统分类 98

4.3.2 BIPV系统设计 99

4.3.3 BIPV设计要点 102

4.3.4 BIPV对太阳电池组件提出的一些特殊要求 103

4.3.5 BIPV的电气连接方式 105

4.3.6 BIPV设计及安装实例 106

4.4光伏系统设计软件——RETScreen使用方法简介 108

参考文献 113

第5章 太阳电池、组件及方阵 114

5.1太阳电池 114

5.1.1太阳电池及其分类 114

5.1.2太阳电池的工作原理及基本特性 116

5.1.3晶体硅太阳电池的制造 140

5.1.4薄膜太阳电池 149

5.1.5聚光太阳电池 162

5.2太阳电池组件及方阵 162

5.2.1 太阳电池组件 162

5.2.2太阳电池方阵 167

参考文献 172

第6章 储能装置 173

6.1概述 173

6.1.1储能的必要性及意义 173

6.1.2储能的定义及分类 174

6.2储能蓄电池组 174

6.2.1铅酸蓄电池的结构及工作原理 174

6.2.2电解液的配制 177

6.2.3蓄电池的安装 178

6.2.4蓄电池的充电 179

6.2.5固定型铅酸蓄电池的管理和维护 180

6.2.6后记 184

6.3飞轮储能 185

6.3.1飞轮储能简介 185

6.3.2飞轮储能装置 186

6.3.3飞轮储能特性 191

6.4电化学电容器 194

6.4.1定义和类别 194

6.4.2超级电容器 194

6.5压缩空气储能 197

6.6超导储能 199

6.7抽水蓄能 201

6.8其他储能电池 201

6.8.1锂离子电池 201

6.8.2液流电池 202

6.8.3熔融盐电池 203

6.8.4镍氢电池 203

6.8.5金属-空气电池 203

6.8.6燃料电池 203

参考文献 204

第7章 控制器 205

7.1光伏系统控制器的特点和主要功能 205

7.1.1特点 205

7.1.2主要功能 206

7.2充电、放电控制器 210

7.2.1充电控制 210

7.2.2放电保护 214

7.2.3具有特殊功能的电压调节器 216

7.3带微处理器的系统控制器 219

7.3.1充电控制 219

7.3.2太阳电池阵列光伏特性的检测及微机系统 219

7.3.3系统功能 220

7.4光伏电站用直流控制柜 221

7.4.1主要参数和技术指标 222

7.4.2机柜面板和内部布局 222

7.4.3工作原理 223

7.4.4机柜安装 223

7.4.5操作使用 224

7.4.6与微机监控系统的连接调试 225

7.4.7故障的检查处理 226

7.5最大功率跟踪控制器 227

7.5.1 恒压控制 228

7.5.2最大功率跟踪控制 229

参考文献 232

第8章 DC-AC逆变器 233

8.1逆变器分类及主要功能 233

8.1.1逆变器分类 233

8.1.2逆变器主要功能 233

8.2逆变器的技术要求及性能指标 236

8.2.1逆变器技术要求 236

8.2.2逆变器性能指标 236

8.3离网逆变器的结构和工作原理 238

8.3.1离网逆变器的结构及选用 238

8.3.2正弦波逆变器的工作原理 239

8.4并网逆变器的结构及工作原理 247

8.4.1两级式逆变器的结构及原理 247

8.4.2单级并网型逆变器 250

8.4.3并网逆变器的孤岛检测技术 250

8.4.4并网逆变器的低电压穿越 255

8.5逆变器的发展沿革、现况和趋势 256

8.5.1逆变器的发展沿革 256

8.5.2逆变器的现况及趋势 258

8.5.3对光伏并网逆变器拓扑的评价 260

8.5.4光伏逆变器其他技术目前普遍存在的问题及发展趋势 260

8.6逆变器市售产品 261

参考文献 266

第9章 交流配电系统 267

9.1光伏电站交流配电系统的构成 267

9.2光伏电站交流配电系统的主要功能和原理 268

9.3对交流配电系统的主要要求 269

9.3.1通用要求 269

9.3.2技术要求 269

9.3.3结构要求 270

9.3.4交流配电柜的保护功能 270

9.4高压配电系统 271

9.5 JKJP-60k-30CH交流配电柜的操作使用 271

9.5.1主要参数和技术指标 271

9.5.2机柜面板和内部布局 272

9.5.3工作原理和防雷保护 273

9.5.4机柜安装 274

9.5.5操作使用 274

9.5.6与微机监控系统的连接调试 275

9.5.7故障判断 276

9.5.8注意事项 276

参考文献 277

第10章 配套系统工程设备 278

10.1整流充电设备 278

10.1.1整流充电设备的组成、分类和特点 278

10.1.2整流充电的工作原理 278

10.1.3整流充电设备的安装调测 281

10.1.4整流充电设备的操作和使用 283

10.1.5整流充电设备的维护和保养 284

10.2柴油发电机组 285

10.2.1柴油发电机组的特点和组成 285

10.2.2柴油发电机组的操作使用与维修保养 286

10.2.3柴油发电机组常见故障的处理方法 290

10.3低压架空配电线路 296

10.3.1结构与组成 296

10.3.2运行管理 299

10.4微机监控系统 301

10.4.1微机监控系统功能与结构 301

10.4.2硬件系统 301

10.4.3软件系统 302

10.4.4可靠性设计 303

10.4.5微机监控系统实例 304

10.5接地和防雷 311

10.5.1接地 311

10.5.2防雷及防雷设备 313

10.6电力线缆及其选择 315

10.6.1按机械强度条件选择导线截面积 315

10.6.2按导线载流量条件选择导线截面积 315

10.6.3按电压损失选择导线截面积 316

10.6.4按短路条件选择导线截面积 319

10.6.5按经济电流密度选择导线截面积 321

10.6.6线路选择条件分析 321

10.6.7保护线的选择 322

10.7电力变压器及其选择 323

10.7.1常用电力变压器的种类和容量系列 323

10.7.2变压器容量与数量的选择原则 323

参考文献 324

下篇 应用篇 326

第11章 独立光伏发电系统 326

11.1西藏双湖光伏电站系统工程案例 326

11.1.1双湖光伏电站设计的基本指导思想 327

11.1.2双湖特别行政区的地理概况及基本气象资料 327

11.1.3双湖城镇1993年供、用电负荷实况及1995年负荷预测 328

11.1.4双湖光伏电站的技术及工程设计 329

11.1.5双湖25kW光伏电站的运行状况及技术创新和特色 335

11.1.6双湖光伏电站技术经济性能分析 335

11.2点亮乡村之光——“送电到乡“工程概况 337

11.2.1“送电到乡”工程的背景 337

11.2.2“送电到乡“工程的建设情况 338

11.2.3“送电到乡”工程部分光伏电站图文介绍 339

参考文献 344

第12章 并网光伏发电系统 345

12.1蚌埠曹山2MWp非晶硅薄膜并网光伏示范电站 345

12.1.1项目概况 345

12.1.2项目总图 345

12.1.3关键设备和技术 345

12.1.4安装及调试过程中的技术问题 350

12.1.5电站性能参数测试及分析 351

12.2深圳国际园林花卉博览园1 MWp并网光伏发电系统 357

12.2.1工程简述 357

12.2.2系统设计与安装 357

12.2.3工程关键器件与设备的选型 358

12.2.4工程设计建设中的几个技术亮点 358

12.2.5工程的节能减排效益 360

参考文献 360

第13章 光伏发电系统在农业上的应用 361

13.1光电水泵系统 361

13.1.1光电水泵系统简介 361

13.1.2光电水泵系统的构成及各部分工作的特性 361

13.1.3光电水泵系统的设计计算 370

13.1.4光电水泵系统的工作特性 372

13.1.5光电水泵系统的经济性 375

13.1.6一种新型光伏水泵系统 379

13.2太阳能杀虫灯 382

13.2.1太阳能杀虫灯工作原理 382

13.2.2太阳能杀虫灯的特点 382

13.2.3太阳能杀虫灯的效益 383

13.2.4安装注意事项 384

13.2.5太阳能杀虫灯系统组成 384

13.2.6日常维护和注意事项 385

13.2.7存在问题及解决方法 385

13.2.8应用前景 386

参考文献 386

第14章 光伏发电系统在工业上的应用 387

14.1阴极保护电源 387

14.1.1阴极保护的原理 387

14.1.2光伏系统用于阴极保护的设计特点 388

14.1.3设计案例 390

14.2太阳能光伏发电在车船交通上的应用 390

14.2.1太阳能游船 390

14.2.2太阳能观光电动车 394

参考文献 395

第15章 太阳能电子产品 396

15.1 太阳能电钟 396

15.1.1太阳能电钟的特征和用途 396

15.1.2太阳能电钟的工作原理 396

15.1.3太阳能电钟的结构及部件 396

15.2新型能源树——太阳能利用的新思路 403

参考文献 405