太阳能光伏发电技术与系统集成PDF电子书下载

第1章 太阳能资源 1

1.1 太阳能利用的必要性与利用方式 1

1.2 太阳能资源的特点 2

1.3 衡量太阳辐射的指标 3

1.3.1 辐照度 3

1.3.2 光谱强度分布 4

1.3.3 直射辐射（直射光／平行光）与散射辐射（散射光） 5

1.4 影响接收地表太阳辐射的因素 6

1.4.1 大气质量数AM（Air Mass）与纬度 6

1.4.2 AM1.5标准光谱 7

1.4.3 接收面朝向 8

1.4.4 追踪太阳机制 12

1.5 世界与中国的太阳辐照分布 13

参考文献 14

第2章 光伏发电原理与光伏电池 15

2.1 光伏技术基本原理 15

2.1.1 光生伏特效应 15

2.1.2 本征半导体、P型、N型半导体 16

2.1.3 P-N结 18

2.1.4 太阳能电池的原理与转换效率 19

2.2 第一代晶体硅太阳能电池 21

2.2.1 单晶硅太阳能电池 21

2.2.2 多晶硅太阳能电池 24

2.3 第二代薄膜太阳能电池 25

2.3.1 硅基薄膜电池 25

2.3.2 铜铟镓硒 29

2.3.3 碲化镉 33

2.4 第三代太阳能电池 36

2.4.1 染料敏化电池（Dye-Sensitized Solar Cell,DSSC） 36

2.4.2 有机光伏电池（Organic Photovoltaic,OPV） 37

2.4.3 量子点电池 39

2.5 Ⅲ-Ⅴ族多结电池与聚光光伏 40

2.5.1 Ⅲ-Ⅴ族多结电池 40

2.5.2 Ⅲ-Ⅴ族多结聚光电池 41

2.6 太阳能光伏电池的研究现状 42

参考文献 44

第3章 光伏组件 46

3.1 晶体硅光伏组件 46

3.1.1 电池连接方式 46

3.1.2 组件构成 47

3.1.3 组件特性与参数 50

3.2 薄膜光伏组件 52

3.2.1 电池连接方式 52

3.2.2 组件构成 54

3.2.3 组件特性与参数 58

3.3 聚光光伏组件 60

3.3.1 组件构成&. 60

3.3.2 组件特性与参数 63

参考文献 64

第4章 光伏发电系统 66

4.1 光伏发电系统基本原理与组成 66

4.2 光伏发电系统的类型 67

4.2.1 并网与离网光伏发电系统 67

4.2.2 地面光伏系统及与建筑结合的光伏发电系统 69

4.3 自发自用的建筑屋顶分散式光伏发电系统 70

4.3.1 工程安装 70

4.3.2 资金投入与回报 71

4.3.3 社会效益 72

4.3.4 潜在经济效益 72

4.3.5 推广自发自用分散式屋顶光伏系统 73

4.4 光伏发电成本 74

4.4.1 光伏发电系统的成本构成 74

4.4.2 均化发电成本（Levelized Cost of Electricity,LCOE） 76

4.5 光伏系统的应用 77

参考文献 78

第5章 光伏系统的设计 79

5.1 光伏系统容量与发电量的设计计算 79

5.1.1 系统设计思路、步骤与内容 79

5.1.2 与设计相关的因素与技术条件 87

5.1.3 方阵倾角的选择 89

5.1.4 日照与阴影分析 90

5.1.5 系统装机容量、发电量计算方法 91

5.2 光伏系统的结构设计 92

5.2.1 确定光伏电站现场布置 92

5.2.2 光伏组件强度、重量与尺寸 94

5.2.3 方阵基础与支架设计 95

5.2.4 配电房安排 96

5.3 光伏系统的电气设计 97

5.3.1 直流汇流箱的配置 97

5.3.2 逆变器的选型 97

5.3.3 交直流配电柜设计 98

5.3.4 防雷与接地系统设计 99

5.3.5 蓄电池组的设计 99

5.4 并网接入设计 100

参考文献 104

第6章 光伏逆变器 105

6.1 逆变器的定义与分类 105

6.1.1 逆变器的定义 105

6.1.2 逆变器的分类 106

6.1.3 逆变器的发展前景 108

6.2 光伏逆变器 108

6.2.1 光伏逆变器的分类 108

6.2.2 逆变器的工作原理 110

6.2.3 国内外逆变器发展现状 110

6.3 光伏离网逆变器 111

6.3.1 额定输出容量 112

6.3.2 输出电压稳定度 113

6.3.3 整机逆变效率 113

6.3.4 过载保护功能 113

6.3.5 设备启动性能 114

6.4 光伏并网逆变器 115

6.4.1 最大功率跟踪 115

6.4.2 防孤岛效应 116

6.4.3 自动运行与停机功能 117

6.4.4 自动电压调整 118

6.4.5 直流检测 118

6.5 逆变器制作及其使用维护 118

6.5.1 逆变器的工作原理 119

6.5.2 逆变器制作过程 121

6.5.3 逆变器的操作使用与维护检修 123

参考文献 123

第7章 光伏发电储能装置 124

7.1 铅酸蓄电池 124

7.1.1 铅酸蓄电池简介 125

7.1.2 铅酸蓄电池的性能参数 127

7.1.3 免维护铅酸蓄电池 129

7.1.4 胶体蓄电池 133

7.2 其他储能电池与器件 137

7.2.1 镍镉电池 137

7.2.2 镍氢电池 139

7.2.3 锂离子电池 141

7.2.4 超级电容器 143

7.3 蓄电池充放电控制与管理 146

7.3.1 光伏控制器的分类与电路原理 146

7.3.2 光伏控制器的性能特点与技术参数 147

7.3.3 光伏控制器的选型配置 149

参考文献 155

第8章 其他电气设备与部件 156

8.1 直流侧设备 156

8.1.1 汇流箱 156

8.1.2 直流配电柜 157

8.1.3 离网控制器 158

8.1.4 储能蓄电池 158

8.1.5 光伏电缆 159

8.1.6 其他元器件 160

8.2 交流侧设备 165

8.2.1 交流配电柜 165

8.2.2 防逆流元件 165

8.2.3 交流防雷元件 166

8.2.4 配电盘 170

8.2.5 单向电能表（发电与用电） 172

8.2.6 干式变压器 174

8.3 并网监控系统设计 174

8.3.1 监控主机 175

8.3.2 网络版监控软件 175

8.3.3 系统调度 175

8.3.4 系统通信 176

8.3.5 谐波控制 176

参考文献 179

第9章 光伏追日系统 181

9.1 光伏追日系统的类型 181

9.2 光伏追日系统对组件“有效”效率的影响 183

9.2.1 采用追日系统的平板光伏组件 183

9.2.2 聚光光伏组件 183

9.3 光伏追日系统的工作原理 184

9.3.1 光伏追日系统的组成 184

9.3.2 简单追日机制示例 185

9.3.3 光伏追日系统的设计示例 187

9.4 光伏追日系统的技术参数 191

9.5 太阳能光伏发电系统用对日单轴自动跟踪装置技术要求 193

参考文献 197

第10章 光伏电站的施工、检测与维护 198

10.1 光伏电站施工 198

10.1.1 方阵基础及其光伏发电系统施工 199

10.1.2 配电设备及其设备之间线缆施工 202

10.1.3 防雷接地及其监控检测系统施工 206

10.2 光伏系统检测及其检测仪器 207

10.2.1 设备外观检查 208

10.2.2 设备性能测试 208

10.2.3 光伏方阵绝缘电阻的测量 209

10.2.4 逆变设备绝缘电阻的测量 209

10.2.5 接地电阻测量 210

10.2.6 绝缘电阻测量 211

10.2.7 电能质量与并网保护装置测试 212

10.3 光伏电站管理维护 212

10.3.1 建立光伏电站的管理体系 212

10.3.2 光伏电站维护管理的基本内容 213

10.3.3 光伏电站日常管理的制度 214

参考文献 215

第11章 光伏发电系统效益与运营模式 216

11.1 光伏发电的效益 216

11.1.1 综述 216

11.1.2 经济成本 218

11.1.3 减排效益 219

11.1.4 社会效益 221

11.1.5 能量回报 221

11.2 光伏发电市场的政策扶持 222

11.2.1 国外光伏发电扶持政策 222

11.2.2 国内光伏发电政策 228

11.3 并网光伏系统开发模式 229

11.3.1 地面并网光伏电站 229

11.3.2 分散式并网光伏系统 230

11.4 并网光伏系统的运营模式 231

11.4.1 上网电价（FIT）模式 231

11.4.2 节能表现协议（Energy Performance Contracting,EPC） 232

11.4.3 电力购买协议（PPA） 232

11.5 离网光伏系统开发与运营模式 233

参考文献 233

第12章 中国光伏市场与政策 235

12.1 中国太阳能光伏市场现状 235

12.1.1 “光伏大国” 235

12.1.2 “两头在外” 236

12.1.3 “突围之路” 237

12.1.4 国内光伏市场发展历程 238

12.1.5 上网电价——特许招标 239

12.2 市场前景预测 242

12.2.1 我国太阳能市场潜力 242

12.2.2 世界太阳能市场发展 243

12.2.3 中国太阳能发展现状及前景预测 244

12.3 适合中国国情的光伏政策 245

12.3.1 中国能源现状与经济转型概述 245

12.3.2 观念转变 246

12.3.3 政策的可行性、科学性 248

12.3.4 国内光伏政策的现状和展望 250

参考文献 251

第13章 光伏发电的其他应用 252

13.1 太空光伏发电站 252

13.1.1 微波输电的发展史 252

13.1.2 微波输能的基本原理 253

13.1.3 SSPS计划的由来 255

13.1.4 SSPS计划的原理 256

13.1.5 太空光伏电站的技术与经济问题 257

13.2 电动车光伏充电站 258

13.2.1 电动车充电站的基本原理 259

13.2.2 光伏充电站设计 261

13.2.3 电动车光伏充电站投资成本 262

参考文献 263

第14章 太阳能光伏发电系统应用实例 264

14.1 深圳福田园博园1MWP光伏屋顶并网电站 264

14.1.1 项目安装地情况 264

14.1.2 环境与资源情况 264

14.1.3 光伏电站方案描述 265

14.1.4 光伏电站主要设备 265

14.1.5 环保效益 266

14.1.6 社会效益 266

14.1.7 经济效益 266

14.2 内蒙古乌海科技馆50kWP光伏屋顶并网电站 266

14.2.1 项目安装地情况 267

14.2.2 环境与资源情况 267

14.2.3 光伏电站方案描述 267

14.2.4 光伏电站主要设备 268

14.2.5 环保效益 268

14.2.6 社会效益 268

14.2.7 经济效益 268

14.3 深圳市宝安区新湖中学4.32kWP光伏地面离网电站 269

14.3.1 项目安装地情况 269

14.3.2 光伏电站方案描述 269

14.3.3 光伏电站主要设备 269

14.3.4 环保效益 270

14.3.5 社会效益 270

14.3.6 经济效益 270

14.4 杭州万轮科技创业中心5.12kWP光伏屋顶并网电站 270

14.4.1 项目安装地情况 271

14.4.2 环境与资源情况 271

14.4.3 光伏电站方案描述 271

14.4.4 光伏电站主要设备 271

14.4.5 环保效益 272

14.4.6 社会效益 272

14.4.7 经济效益 272

14.5 巩义市青龙山庄50kWP地面光伏并网电站 272

14.5.1 项目安装地情况介绍 272

14.5.2 环境与资源情况 273

14.5.3 光伏电站方案描述 273

14.5.4 光伏电站主要设备 274

14.5.5 环保效益 274

14.5.6 社会效益 274

14.5.7 经济效益 274

附录1 “关于实施金太阳示范工程的通知” 275

附录2 关于做好2010年金太阳集中应用示范工作的通知 276

附录3 第二批光伏特许权招标结果公告 277

附录4 金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法 278

附录5 金太阳示范工程和太阳能光电建筑应用示范工程关键设备入围企业目录 280

附录6 2010年金太阳示范工程项目目录 282