太阳能光伏发电系统原理与应用技术

本书按照光伏发电系统的组成结构，较系统、全面地介绍了太阳能光伏发电系统的基础知识与应用技术，主要包括：太阳与太阳能的基本知识；太阳能电池与太阳能电池组件的原理、结构及制造工艺；光伏发电系统的主要部件光伏蓄电池、光伏控制器、光伏逆变器以及防雷接地等的结构、原理、设计方法和技术特性；太阳能光伏发电系统的设计与工程应用技术。同时，从中小型光伏发电系统实际应用出发，简要介绍了太阳能、风能互补发电系统的结构、原理与应用。每章末附有相当数量的思考题与习题供教学使用，以便加深理解、巩固知识；书末适当安排一定的光伏发电技术基础实验供教学参考。

本书可作为高等院校新能源应用技术及相关专业学生学习光伏发电技术课程的教材，也可供从事光伏产业的工程技术人员参考。

第1章 太阳能光伏发电系统概论

1?1太阳能光伏发电的重要意义1

1?1?1世界能源危机日益加剧1

1?1?2自然生态环境日趋恶化1

1?1?3常规电网的局限性3

1?2太阳能光伏发电原理及特点3

1?2?1太阳能光伏发电原理3

1?2?2太阳能光伏发电的特点4

1?3太阳能光伏发电系统的组成与应用6

1?3?1太阳能光伏发电系统的组成6

1?3?2太阳能光伏发电技术的应用与发展历程9

1?3?3光伏发电技术的知识结构16

思考题与习题16

第2章 太阳与太阳能

2?1太阳17

2?1?1太阳的基本参数17

2?1?2太阳的基本结构*17

2?2太阳与地球19

2?2?1太阳与地球的位置关系*19

2?2?2地球绕太阳的运行规律21

2?2?3太阳的视运动21

2?2?4太阳高度角、方位角、日照时间的计算23

2?3太阳能25

2?3?1太阳辐射能25

2?3?2太阳辐射光谱26

2?3?3到达地球表面上的太阳辐射能27

2?3?4我国的太阳能资源30

思考题与习题32

第3章 太阳能光伏电池

3?1太阳能光伏发电原理34

3?1?1半导体基础知识*34

3?1?2p?n结39

3?1?3光伏效应40

3?1?4太阳能电池的结构和性能41

3?2太阳能电池材料制备*44

3?2?1硅材料的优异性能44

3?2?2硅材料的制备44

3?3太阳能电池制造工艺48

3?3?1硅片的加工48

3?3?2硅太阳能电池的制造50

3?3?3新型太阳能电池简介*55

3?4太阳能电池组件的封装60

3?4?1太阳能电池组件设计60

3?4?2太阳能电池组件的封装结构62

3?4?3太阳能电池组件封装材料*62

3?4?4太阳能电池组件封装工艺67

3?4?5太阳能电池组件的技术要求和检验测试69

3?5太阳能电池方阵的设计71

3?5?1太阳能电池方阵的组成71

3?5?2太阳能电池方阵组合的计算75

思考题与习题76

第4章 光伏蓄电池

4?1光伏蓄电池概述78

4?1?1蓄电池简介78

4?1?2铅酸蓄电池的基本概念79

4?2铅酸蓄电池的结构和工作原理80

4?2?1铅酸蓄电池的结构80

4?2?2铅酸蓄电池的工作原理81

4?2?3铅酸蓄电池的分类和命名83

4?2?4蓄电池的性能参数85

4?3VRLA蓄电池的充、放电特性92

4?3?1VRLA蓄电池的充电特性92

4?3?2VRLA蓄电池的放电特性96

4?4VRLA蓄电池的使用与维护98

4?4?1VRLA蓄电池的安装99

4?4?2VRLA蓄电池的正确使用101

4?4?3VRLA蓄电池的维护104

思考题与习题107

第5章 光伏控制器

5?1光伏控制器概述108

5?1?1光伏控制器的基本概念108

5?1?2光伏控制器的主要功能108

5?2光伏控制器的基本原理109

5?2?1蓄电池充电控制基本原理109

5?2?2蓄电池过放电保护基本原理110

5?3蓄电池充、放电技术112

5?3?1VRLA蓄电池充电器112

5?3?2VRLA蓄电池充电控制技术113

5?3?3VRLA蓄电池温度补偿技术115

5?4光伏控制器的电路原理116

5?4?1光伏控制器的分类116

5?4?2光伏控制器的电路原理116

5?5光伏控制器的选用128

5?5?1光伏控制器的主要性能特点128

5?5?2光伏控制器的主要技术参数130

5?5?3光伏控制器的配置选型131

思考题与习题132

第6章 光伏逆变器

6?1光伏逆变器概述133

6?1?1光伏逆变器的分类133

6?1?2光伏逆变器的电路构成133

6?1?3光伏逆变器的主要元器件134

6?2光伏逆变器的电路原理134

6?2?1单相逆变器电路原理134

6?2?2三相逆变器电路原理137

6?2?3并网型逆变器的电路原理139

6?3光伏逆变器的技术参数与选用143

6?3?1光伏逆变器的主要性能特点143

6?3?2光伏逆变器的主要技术参数143

6?3?3光伏逆变器的选用145

6?3?4光伏逆变器产品简介146

6?4光伏逆变器的操作与维护148

6?4?1逆变器的操作要点148

6?4?2逆变器的维护检修148

思考题与习题149

第7章 太阳能光伏发电系统应用技术

7?1太阳能光伏发电系统的组成和分类150

7?1?1太阳能光伏发电系统的组成150

7?1?2太阳能光伏发电系统的分类151

7?2太阳能光伏发电系统的设计151

7?2?1独立光伏发电系统151

7?2?2并网光伏发电系统154

7?2?3太阳能光伏发电系统的设计156

7?3太阳能光伏发电系统的安装调试161

7?3?1太阳能光伏发电系统的安装施工161

7?3?2太阳能光伏发电系统的检查测试174

7?3?3太阳能光伏发电系统逆变器的调试177

7?4太阳能光伏发电系统的维护管理179

7?4?1太阳能光伏发电系统的运行维护179

7?4?2太阳能光伏发电系统的故障排除181

7?5太阳能光伏发电的应用182

7?5?1太阳能光伏发电技术的应用优势182

7?5?2太阳能光伏发电技术的应用实例184

思考题与习题190

第8章 风光互补发电系统

8?1风光互补发电系统组成192

8?1?1风光互补发电系统192

8?1?2风力发电机组195

8?1?3风力发电机组的性能199

8?1?4垂直轴风力发电机201

8?1?5光伏发电系统及其组成202

8?2风光互补发电系统的设计和安装202

8?2?1风光互补发电系统的设计202

8?2?2风力发电机位置的选择204

8?2?3光伏场地的选址206

8?2?4风光互补发电系统的安装207

8?3风光互补发电系统调试运行208

8?3?1风力发电机组的调试208

8?3?2光伏系统的调试209

8?3?3风光互补发电系统的运行209

8?4风光互补发电系统的维护保养209

8?4?1小型风力发电机的维护保养209

8?4?2光伏方阵的维护210

8?4?3控制逆变器的维护210

8?4?4蓄电池的维护保养210

8?4?5常见故障及排除210

8?4?6风光互补发电系统的应用211

思考题与习题213

第9章 实验

9?1实验设备214

9?2实验项目215