太阳能光伏发电实用技术 第2版PDF电子书下载

第—章 世界与中国太阳能光伏发电发展概述 1

第一节 世界太阳能光伏发电现状与展望 1

一、世界太阳能电池产量及装机容量快速增长 1

二、并网太阳能光伏发电所占比例飞速上升，已成为太阳能光伏发电应用市场的主流 2

三、晶体硅光伏电池技术持续进步，薄膜光伏电池技术加快研发 3

四、世界太阳能电池及组件生产成本大幅度降低 3

五、世界太阳能光伏发电未来发展目标宏伟 4

第二节 中国太阳能光伏发电现状与展望 5

一、2 007年中国太阳能电池产量飞速增长 5

二、中国太阳能光伏发电国内应用市场逐步发展 6

三、晶体硅光伏电池生产技术水平不断提高，基本与当代国际水平保持同步 6

四、中国太阳能光伏产业的生产能力快速扩大 7

五、生产太阳能电池的基本原材料高纯多晶硅主要依靠进口 7

六、太阳能光伏产业专用设备、仪器的研发生产取得长足进步 7

七、《可再生能源中长期规划》为中国太阳能光伏发电描绘了发展蓝图 7

第三节 中国太阳能光伏发电发展面临的挑战 8

一、晶体硅光伏电池生产能力建设投资不断增长升温，大型新建、扩建项目接连启动 8

二、薄膜光伏电池建设项目火热，产能巨大 9

三、要上马的高纯多晶硅建设项目众多，总规模高达14万吨 10

四、产业发展快，科技水平提高慢，不相协调 11

五、国内应用市场提高缓慢，生产的光伏组件主要出口国际市场 11

六、光伏科技人才紧缺，与产业发展不适应 12

七、标准、规范、产品检测体系、质量保证体系建设力度弱，落后于国际光伏产业不断强化、提升、完备的新要求、高要求 12

参考文献 12

第二章 太阳能光伏发电工作原理、运行方式、系统组成和主要应用 13

第一节 太阳能光伏发电的工作原理 13

第二节 太阳能光伏发电的运行方式 13

第三节 太阳能光伏发电系统的组成 14

一、离网型太阳能光伏发电系统的组成 14

二、联网型太阳能光伏发电系统的组成 17

第四节 太阳能光伏发电系统的主要应用 23

参考文献 32

第三章 太阳能电池 33

第一节 半导体物理知识 33

一、半导体及其主要特性 33

二、半导体硅的晶体结构 34

三、能级和能带 36

四、禁带、价带和导带 37

五、本征半导体、杂质半导体、载流子浓度和费米能级 38

六、载流子的产生与复合 42

七、载流子的输运 43

八、p-n结及其能带图 44

第二节 太阳能电池工作原理与特性 46

一、太阳能电池的分类 46

二、太阳能电池的结构 47

三、太阳能电池的基本工作原理 48

四、太阳能电池的基本特性 49

第三节 太阳能电池生产制造工艺 58

一、硅材料的制备 58

二、太阳能电池的制造 64

三、太阳能电池组件的封装 68

第四节 太阳能电池的发展趋势 71

一、高效率、低成本晶体硅太阳能电池的研究开发 72

二、各类新型薄膜太阳能电池的研究开发 74

三、关于超高效太阳能电池的研究探索 79

参考文献 80

第四章 铅酸蓄电池 81

第一节 铅酸蓄电池基本知识 81

一、铅酸蓄电池的发展 81

二、VRLA电池的结构和原理 82

三、铅酸蓄电池制造的工艺流程 84

四、铅酸蓄电池原材料、半成品的基本物理和化学性质 84

五、铅酸蓄电池的分类、命名和一些常用术语 86

第二节 铅酸蓄电池的应用领域 89

一、铅酸蓄电池的主要应用领域 89

二、太阳能用贮能蓄电池的主要应用领域 90

第三节 铅酸蓄电池一般设计知识和针对太阳能应用的特别设计 90

一、板栅设计 90

二、电池容量设计 91

三、电解液浓度和用量计算 92

四、隔板的设计 92

五、太阳能用VRLA电池设计中应该注意的问题 93

第四节 阀控式铅酸蓄电池目前存在的问题和改进方向 94

一、VRLA电池目前存在的主要问题 95

二、VRLA电池应用在太阳能领域所面临的机遇和挑战 100

第五节 太阳能光伏系统用蓄电池的选型、设计和使用、维护 107

参考文献 115

第五章 控制器 117

第一节 控制器的工作原理 117

一、蓄电池充电控制基本原理 118

二、蓄电池过放电保护基本原理 119

第二节 控制器的分类 124

一、并联型控制器 124

二、串联型控制器 124

三、脉宽调制型控制器 124

四、多路控制型控制器 125

五、智能型控制器 125

六、最大功率跟踪型控制器 125

第三节 控制器的几种基本电路和工作原理 125

一、并联型充放电控制器 125

二、串联型充放电控制器 126

三、控制器的过、欠电压检测控制电路组成和工作原理 127

四、脉宽调制（PWM）型三阶段充电控制器 127

五、多路型控制器 129

六、智能型控制器 129

七、最大功率跟踪型控制器 131

参考文献 135

第六章 逆变器 136

第一节 概述 136

一、逆变器的定义及分类 136

二、逆变技术的发展趋势 137

三、逆变器的主要技术指标 137

第二节 单相电压源型逆变器 137

一、推挽式逆变电路工作原理 138

二、半桥式逆变电路 138

三、单相全桥逆变电路 139

四、单相方波逆变器的输出波形分析 141

五、单相全桥正弦波逆变技术 142

六、实用电路 150

第三节 三相逆变器 151

一、三相电压源型逆变器 151

二、三相电流源型逆变器 169

第四节 带高频环节逆变技术 175

一、不隔离型直流斩波器 175

二、隔离型DC-DC变换器 186

三、后级DC-AC逆变器 191

第五节 逆变器的组合、并联、多重叠加和多电平技术 195

一、逆变器的组合 195

二、逆变器的并联 200

三、逆变器的多重叠加 206

四、逆变器的多电平变换技术 217

第六节 联网型逆变技术 223

一、对联网逆变器的要求 224

二、正弦波电压的实现 224

三、大型光伏联网发电技术 226

参考文献 227

第七章 交流配电设备、输电线路、备用电源及防雷与接地 228

第一节 交流配电设备 228

一、太阳能光伏电站交流配电设备的构成和分类 228

二、太阳能光伏电站交流配电设备的主要功能和原理 228

三、对交流配电装置的主要要求 229

四、高压配电装置 232

五、JKJP-60K-3CH交流配电柜的操作使用 233

第二节 低压架空配电线路 238

一、结构与组成 238

二、运行管理 240

三、维护和检修 242

第三节 柴油发电机组 242

一、柴油发电机组的特点及组成 243

二、柴油发电机组的操作使用与维修保养 245

第四节 防雷与接地 250

一、防雷和防雷设备 250

二、接地 252

参考文献 254

第八章 太阳能光伏发电系统的设计 255

第一节 太阳和太阳能资源 255

第二节 太阳辐射原理 256

一、直散分离原理 257

二、布格-朗伯定律（Bouguer-Lambert Low） 257

三、余弦定律 258

第三节 太阳能电池方阵不同运行方式的数学模型 259

一、太阳能电池方阵面上辐射量的计算 259

二、地平坐标系数学模型 260

三、赤道坐标系数学模型 260

四、符号及定义 262

第四节 太阳能电池方阵面所接收到的太阳辐射的计算 263

一、倾斜面上太阳辐射的软件辅助计算 265

二、倾斜面上太阳辐射的估算 265

第五节 独立太阳能光伏发电系统的容量设计 265

一、容量设计步骤 265

二、太阳能电池方阵功率计算 266

三、蓄电池的容量计算 267

四、太阳能电池方阵和蓄电池容量设计实例 267

第六节 太阳能电池方阵前后间距的计算 268

第七节 不同类型负载的特点 269

第八节 太阳能光伏发电系统的设备配置和选型 270

第九节 太阳能光伏发电系统的防雷接地设计 271

一、雷击的危害 271

二、太阳能光伏发电系统的防雷措施 271

三、太阳能光伏发电系统的接地要求 272

第十节 在配电侧并网的太阳能光伏发电系统的设计 273

一、BIPV的建筑形式 273

二、BIPV的专用太阳能电池组件 273

三、BIPV对太阳能电池组件提出的一些特殊要求 274

四、开展BIPV应当注意的几个问题 276

五、BIPV的电气连接方式 277

第十一节 太阳能光伏水泵系统的设计 279

一、太阳能光伏水泵的基本概念 279

二、太阳能光伏水泵的设计步骤 280

第十二节 太阳能路灯（庭院灯）的设计 283

一、太阳能路灯（庭院灯）的容量设计 283

二、电光源的选型 283

三、控制器的选型 285

参考文献 286

第九章 太阳能光伏发电系统操作使用与管理维护 287

第一节 太阳能光伏发电系统操作使用 287

一、光伏电站供电的操作使用 287

二、启动柴油发电机组补充充电的操作使用 288

第二节 太阳能光伏发电系统管理维护 288

一、独立型太阳能光伏电站管理 288

二、太阳能电池方阵维护管理 289

三、蓄电池组维护管理 290

四、逆变器维护管理 293

五、配电柜和测量控制柜的维护管理 294

参考文献 294

第十章 中国典型太阳能光伏发电工程简介 295

第一节 深圳国际园林花卉博览园1MW并网型太阳能光伏发电系统 295

一、工程简述 295

二、系统设计与安装 295

三、工程关键器件与设备的选型 297

四、工程设计建设中的几个技术亮点 297

五、工程的节能减排效益 298

第二节 国家体育场（鸟巢）100kW并网型太阳能光伏发电系统 298

一、项目概况 298

二、工程设计安装中的技术新亮点 298

第三节 “世界屋脊”西藏阿里地区独立型太阳能光伏发电工程 300

一、革吉县10kW光伏试验示范电站 300

二、门士煤矿太阳能卫星电视收转站及电视差转台 302

三、改则县20kW光伏试验示范电站 303

第四节 北京市延庆县太阳能光伏照明工程 304

一、项目概况 304

二、太阳能路灯和庭院灯（村庄灯）的系统设计和部件选型 305

三、太阳能路灯和庭院灯的安装与施工 308

四、太阳能路灯和庭院灯工程的管理和质量控制 308

五、太阳能路灯和庭院灯的管理维护 309

第五节 慈溪市天和家园住宅小区43kW屋顶并网型太阳能光伏发电示范工程 311

一、项目概况 311

二、光伏系统太阳能电池组件的配置及方阵的构建 311

三、光伏系统的串接 312

四、太阳能光伏发电系统负载的选择 314

五、防雷保护 315

参考文献 316