1 太阳辐射简述 1
1.1 太阳简介 1
目录 1
1.2 太阳与地球的位置关系 3
1.3 地球绕太阳的运行规律 5
1.4 计算太阳高度角、方位角、日照时间 6
1.4.1 库珀方程 6
1.4.2 太阳角的计算 6
1.5.2 太阳光谱 8
1.5 太阳常数和太阳光谱 8
1.5.1 太阳常数 8
1.6 地面太阳辐射的理论估算 10
1.6.1 大气质量 10
1.6.2 大气透明度的引入 11
1.6.3 垂直于太阳光线的地表上的直接辐射强度 12
1.6.4 水平面上的直接太阳辐射 13
1.7 工程中常用的计算太阳辐射的方法 14
1.8 中国太阳能分布 16
1.8.1 日照时数与日照百分率 17
1.8.2 日照时数的时空分布 18
1.8.3 日照百分率 19
参考文献 20
2 太阳电池基础 21
2.1 太阳电池发展历史 21
2.2 半导体材料与理论 25
2.3 硅片的生产 27
2.4 太阳电地原理 30
2.5 太阳电地工艺 31
2.6 太阳电池理论分析 34
2.6.1 太阳电池模型 34
2.6.2 太阳电池的效率 36
2.7 太阳电池的表征 38
2.7.1 太阳电池测试标准条件 38
2.7.2 光谱响应 39
2.7.3 电子束诱导电流 39
2.7.4 减反射薄膜 40
2.7.5 实际太阳电池分析 40
2.8.1 单晶硅太阳电池 42
2.8 太阳电池分类 42
2.8.2 多晶硅太阳电池 43
2.8.3 双面太阳电池 44
2.8.4 非晶硅太阳电池 44
2.8.5 高效晶体硅太阳电池 45
2.9 太阳电池的发展 55
2.9.1 颗粒硅带为衬底的多晶硅薄膜太阳电池 55
2.9.2 染料敏化纳米晶太阳电池 56
2.9.3 第三代太阳电池 59
参考文献 61
3 太阳电池组件 64
3.1 太阳电池组件类型 64
3.2 封装材料 66
3.2.1 环氧树脂 66
3.2.2 有机硅胶 67
3.2.3 EVA胶膜 67
3.2.4 玻璃 69
3.2.5 背面材料 70
3.3.1 激光划片机 71
3.3 太阳电池组件制造设备 71
3.2.6 其他材料 71
3.3.2 太阳电池层压机 73
3.4 太阳电池组件封装工艺 74
3.4.1 激光划片 75
3.4.2 焊接 76
3.4.3 层压 76
3.4.4 固化 76
3.4.5 检测 77
参考文献 78
3.4.6 技术要求 78
4 光伏系统设计 79
4.1 光伏系统的组成和原理 79
4.2 光伏系统的分类与介绍 80
4.2.1 小型太阳能供电系统 80
4.2.2 简单直流系统 81
4.2.3 大型太阳能供电系统 81
4.2.4 交流、直流供电系统 82
4.2.5 并网系统 82
4.2.6 混合供电系统 82
4.3 太阳能光伏系统的特点 84
4.2.7 并网混合供电系统 84
4.4 光伏系统的容量设计 85
4.4.1 独立光伏系统软件设计 85
4.4.2 计算斜面上的太阳辐射并选择最佳倾角 96
4.4.3 混合光伏系统设计 100
4.4.4 并网光伏系统设计 106
4.5 光伏系统的硬件设计 107
4.5.1 电缆的选取 107
4.5.2 供电系统的基础建设 108
4.5.3 接地和防雷设计 109
4.6 太阳能光伏系统性能分析 110
4.7 光伏系统设计软件介绍 113
参考文献 115
5 电力电子与控制 116
5.1 充放电控制器 116
5.1.1 控制器的基本原理 116
5.1.2 控制器设计中的常用技术 118
5.1.3 开发与选购控制器需注意的几个问题 122
5.2 逆变器 123
5.2.1 逆变器的基本原理 124
5.2.2 光伏系统中的逆变驱动控制电路 125
5.2.3 光伏并网发电系统中的逆变器电路 126
5.2.4 逆变器的分类 128
5.2.5 逆变器的几个重要指标 130
5.2.6 光伏逆变器技术的未来发展 131
5.2.7 光伏逆变器的几个重要制造商 131
5.3 最大功率跟踪 132
5.3.1 最大功率跟踪的基本原理 132
5.3.2 光伏系统中的MPPT常用算法 133
5.4.2 遥控遥测的实现原理 135
5.4 遥控与遥测 135
5.4.1 遥控遥测的意义 135
5.4.3 遥控与遥测的应用 137
参考文献 140
6 光伏技术应用 141
6.1 太阳电池在太空的应用 141
6.1.1 神州五号 142
6.1.2 空间太阳能电站 142
6.2.1 太阳能路灯 144
6.2 太阳能灯 144
6.2.2 太阳能利用与LED照明的结合 145
6.2.3 太阳能灯的其他形式 147
6.3 太阳能车和游艇 148
6.3.1 太阳能电动车 148
6.3.2 太阳能汽车大赛 148
6.3.3 太阳能游艇 149
6.4 太阳能光伏在高速公路上的应用 151
6.4.1 太阳能光伏在高速公路上的常见应用方式 151
6.4.2 太阳能在其他交通领域方面的应用 152
6.5 太阳能光伏在通信方面的应用 153
6.6 太阳能光伏在家电中的应用 155
6.6.1 太阳能光伏在家电中的应用现状 156
6.6.2 太阳能光伏在家电中的应用特点和形式 156
6.6.3 太阳能光伏在家电中应用的主要领域及前景 157
6.6.4 太阳能光伏在家电中大规模应用的意义 159
6.6.5 对我国光伏家电产业发展的建议 160
6.7 其他地面太阳电池电源的应用 160
6.7.1 光伏水泵的应用 160
6.7.5 阴极保护 161
6.7.4 太阳能玩具 161
6.7.2 畜牧围栏 161
6.7.3 农林业方面的应用 161
6.8 光伏建筑一体化 162
6.8.1 背景 162
6.8.2 光伏与建筑物相结合的形式和特点 162
6.8.3 光伏建筑一体化应用实例 164
6.8.4 BIPV前景 172
6.9 光伏电站 172
6.10 超大规模光伏发电 176
参考文献 177
7 光伏前景展望 179
7.1 国内外光伏发展现状与趋势 179
7.2 我国光伏产业现状与存在问题 182
7.3 光伏发展机遇和建议 184
7.4 我国光伏发展战略对策 185
附录一 太阳位置计算程序 187
附录二 太阳电池组件相关信息 205