太阳能光伏发电应用原理 第2版PDF电子书下载

第1章 太阳和太阳能 1

1.1 太阳基本物理参数及结构 1

1.1.1 太阳基本物理参数 1

1.1.2 太阳里、外三层 1

1.1.3 太阳的成分 3

1.2 太阳能的来源 4

1.3 太阳能量的传递和辐射 4

1.3.1 太阳能量的传递 4

1.3.2 太阳能量的辐射 5

1.4 太阳能贮存方式 6

1.5 经度和纬度的确定 6

1.5.1 纬线与纬度 7

1.5.2 经线与经度 7

1.5.3 二十四节气 8

1.6 太阳常数与太阳光谱 8

1.6.1 太阳常数 8

1.6.2 太阳光谱 11

1.7 太阳高度角和方位角 13

1.7.1 太阳高度角和方位角定义 13

1.7.2 太阳高度对地球表面获得太阳热能量强弱的影响 14

1.7.3 太阳高度对利用太阳能的意义 14

1.7.4 太阳高度角的计算 14

1.8 太阳直接辐射、散射辐射与总辐射 15

1.8.1 直接辐射 15

1.8.2 散射辐射 16

1.8.3 太阳总辐射 16

1.8.4 影响太阳辐射能量的因素 17

1.9 大气质量 18

1.10 地面辐射 18

1.11 直达日射、漫射日射和总日射 18

1.12 太阳能辐射强度 19

1.13 日照时间和日照时数 20

1.14 太阳辐射能量换算关系 21

1.15 我国太阳能资源 22

1.15.1 我国太阳能资源丰富 22

1.15.2 我国太阳能资源分布的主要特点 22

复习题 23

第2章 光伏发电的电学原理 25

2.1 自由电子和自由电子的浓度 25

2.2 自由电子的迁移率和电导率 25

2.3 半导体与金属导体导电的机理 26

2.4 半导体二极管的物理特性 26

2.4.1 半导体二极管的单向导电现象 26

2.4.2 PN结的特性 29

2.5 半导体的能带结构与光电导 31

2.5.1 半导体的能带结构 31

2.5.2 光电导 32

2.6 光伏效应 32

2.7 半导体二极管的伏安特性 33

2.7.1 正向特性 33

2.7.2 反向特性 34

2.7.3 反向击穿电压 34

2.8 光电学 35

复习题 36

第3章 太阳能光伏发电电池材料及制备 37

3.1 太阳能电池材料的分类与性能 37

3.1.1 太阳能电池材料的分类 37

3.1.2 硅太阳能电池材料的优异性能 40

3.2 硅太阳能电池的制备 42

3.2.1 冶金级硅的生产 42

3.2.2 多晶硅 42

3.2.3 单晶硅 44

3.2.4 非晶硅电池 45

3.3 晶体硅的生产对环境的污染 47

3.4 硅片的切割 49

3.5 太阳能电池片的制造 50

3.6 单晶硅与多晶硅电池片的区别 51

3.7 硅太阳能电池的主要性能参数 51

复习题 52

第4章 太阳能电池组件 54

4.1 太阳能电池组件的概述、分类及结构作用 54

4.1.1 太阳能电池组件的概述 54

4.1.2 太阳能电池组件的分类及结构作用 54

4.2 太阳能电池组件的极性 66

4.3 对太阳能电池组件的基本要求 67

4.4 太阳能电池等效电路 67

4.5 太阳能电池生产工艺流程 68

4.6 太阳能电池的性能参数 70

复习题 72

第5章 太阳能光伏发电系统 73

5.1 光伏系统的工作原理与组成 73

5.1.1 光伏系统的工作原理 73

5.1.2 光伏系统的组成 73

5.2 光伏发电系统的分类 74

5.2.1 离网发电系统的组成及功能 74

5.2.2 并网光伏发电系统 75

5.3 光伏发电系统的运行方式的优势 78

复习题 79

第6章 太阳能电池方阵的组成和设计 80

6.1 太阳能电池方阵的组成和作用 80

6.2 太阳能电池方阵的设计 82

6.2.1 太阳能电池方阵组件的串、并联 82

6.2.2 确定电池组件峰值功率 84

6.2.3 太阳能电池方阵的种类 84

6.2.4 太阳能电池方阵的方位角 84

6.2.5 太阳能电池方阵的倾斜角 85

6.2.6 阴影 85

6.2.7 其他需要考虑的问题 86

6.2.8 太阳能电池方阵设计的实例 86

6.3 一种新型的太阳能方阵 87

复习题 88

第7章 太阳能照明贮能装置 90

7.1 铅酸蓄电池 91

7.1.1 铅酸蓄电池的分类 91

7.1.2 铅酸蓄电池的组成 91

7.1.3 铅酸蓄电池的基本概念 92

7.1.4 铅酸蓄电池充、放电 93

7.1.5 铅酸蓄电池的深度放电 96

7.1.6 铅酸蓄电池的容量 96

7.1.7 板极化成 97

7.1.8 铅酸蓄电池的电动势 98

7.1.9 功率和效率 99

7.1.10 铅酸蓄电池的内电阻 99

7.1.11 铅酸蓄电池的失效原因及其修复方法 99

7.1.12 铅酸蓄电池对环境的污染 102

7.2 太阳能光伏照明的其他贮能装置 102

7.2.1 镍氢电池 102

7.2.2 镍镉电池 106

7.2.3 锂电池 107

7.2.4 超级电容器 110

7.3 蓄电池容量的设计 112

7.3.1 在设计蓄电池容量时要特别注意的因素 113

7.3.2 蓄电池容量计算公式及修正系数 115

7.3.3 蓄电池容量计算的举例 117

复习题 119

第8章 太阳能控制器与逆变器 121

8.1 太阳能控制器 121

8.1.1 太阳能控制器的功能 121

8.1.2 选择太阳能控制器时必须注意的事项 122

8.1.3 光伏充电控制器的类型 122

8.1.4 控制器的几种基本电路和工作原理 123

8.1.5 提高太阳能控制器利用效果的方法 124

8.1.6 太阳能控制器的常见故障原因 126

8.1.7 最大功率点跟踪控制 126

8.2 光伏逆变器 127

8.2.1 逆变器的功能 127

8.2.2 逆变器的分类 128

8.2.3 波形逆变器 129

8.2.4 逆变器的工作原理 129

8.2.5 对逆变器的基本要求 130

8.2.6 逆变器的操作与维护 131

8.2.7 主要技术参数的控制及维护 132

8.2.8 逆变器的选用 132

8.2.9 逆变器产品的简介 133

8.2.10 光伏并网逆变器 135

8.2.11 孤岛效应的防止 138

复习题 139

第9章 太阳能光伏发电系统相关设备和部件 141

9.1 直流配电柜 141

9.1.1 柜体 141

9.1.2 开关 143

9.1.3 防雷器 143

9.1.4 防反充二极管 144

9.1.5 端子板 144

9.2 交流配电柜 144

9.3 电度表 145

9.4 后备电源 146

9.5 太阳能光伏发电系统的防雷 146

9.5.1 雷电的分类及危害 146

9.5.2 防雷设备和措施 147

9.5.3 防雷元件的选择 150

9.5.4 避雷对光伏系统的要求 152

复习题 153

第10章 太阳能光伏发电系统和设计 155

10.1 太阳能光伏发电系统工作原理、基本组成及设计的原则 155

10.2 太阳能光伏发电系统设计时的调查与技术条件 155

10.2.1 发电系统设计时的调查 155

10.2.2 发电系统设计的技术条件 156

10.3 光伏发电系统设计公式与综合设计系数 158

10.4 发电系统设计的我国主要城市的辐射参数值 158

10.5 太阳能发电系统的设计 159

10.6 太阳能发电系统设计的具体计算实例 166

10.7 风光互补路灯设计案例分析 169

10.7.1 设计的依据和适宜地区 169

10.7.2 风光互补照明路灯系统组成及要求 169

10.8 建筑住宅用太阳能光伏系统的设计 173

10.8.1 太阳能光伏系统应用于建筑领域的优势 174

10.8.2 我国绝大多数采用电池贮能的“独立供电方式” 174

10.8.3 “并网供电方式”对太阳能光伏发电系统的要求 175

10.8.4 防止措施 175

10.8.5 住宅太阳能光伏发电系统的问题 176

10.8.6 住宅太阳能光伏系统的设计 176

10.9 系统优化的设计 180

复习题 181

第11章 太阳能光伏发电系统的安装与测试 183

11.1 太阳能光伏发电系统的安装 184

11.1. 1 安装前的调查 184

11.1.2 基础的安装 185

11.1.3 太阳能电池组件的安装 187

11.1.4 控制器的安装 188

11.1.5 逆变器的安装 188

11.1.6 蓄电池的安装 188

11.1.7 防雷器的安装 189

11.1.8 布线工程 190

11.1.9 太阳能光伏发电系统对接地要求 191

11.2 太阳能路灯施工安装 192

11.2.1 现场勘查 192

11.2.2 安装布置 193

11.2.3 基础预制 193

11.2.4 太阳能发电路灯系统各个组件的安装 194

11.3 太阳能电池阵列的检查与测试 195

11.3.1 光伏发电系统的检查 195

11.3.2 太阳能光伏发电系统的测试 196

复习题 200

参考文献 202