太阳能光伏发电应用技术(第3版) 杨金焕 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨金焕 著

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• 杨金焕
• 第3版
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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121327797

商品编码：29772843797

包装：平装-胶订

出版时间：2017-10-01

基本信息

书名：太阳能光伏发电应用技术(第3版)

定价：59.00元

作者：杨金焕

出版社：电子工业出版社

出版日期：2017-10-01

ISBN：9787121327797

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版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书的宗旨是在全面介绍光伏发电基本知识的基础上，着重于光伏发电系统的应用技术。第2版出版4年多来，无论是光伏技术还是光伏产业和应用都有了长足发展，现在光伏发电成本在一些地区已经可以和常规发电竞争。为了反映当前光伏发电应用技术的进展，本书在第2版的基础上，吐故纳新，比较全面地讲述了光伏发电系统的设计、制造、安装、维护等全过程，介绍了光伏发电系统应用新领域的发展情况，增添了太阳跟踪系统的内容，阐述了新型控制器和逆变器的功能及原理，增加了钙钛矿太阳电池等方面的内容，各章后面带有参考文献和练习题。

目录

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目　　录
章　绪论（1）
1.1　开发利用太阳能的重要意义（1）
1.1.1　化石燃料面临逐渐枯竭的危机局面（1）
1.1.2　保护生态环境逐渐受到人们的重视（4）
1.1.3　常规电网的局限性（8）
1.2　太阳能发电的特点（9）
1.2.1　太阳能发电的优点（9）
1.2.2　太阳能发电的缺点（10）
1.2.3　太阳能发电的类型（10）
1.3　近年来世界光伏产业的发展状况（11）
1.3.1　太阳电池生产（11）
1.3.2　光伏应用市场（13）
1.4　中国光伏产业的发展（15）
1.5　部分国家和国际组织发展光伏发电的规划和展望（16）
1.5.1　日本（16）
1.5.2　欧盟（17）
1.5.3　国际光伏技术路线图（ITRPV）指导委员会（19）
1.5.4　美国（19）
1.5.5　中国（20）
1.5.6　国际能源署（IEA）（21）
练习题（24）
第2章　太阳辐射（25）
2.1　太阳概况（25）
2.2　日地运动（27）
2.2.1　地球概况（27）
2.2.2　真太阳时（27）
2.2.3　日出和日落规律（29）
2.3　天球坐标（29）
2.3.1　赤道坐标系（30）
2.3.2　地平坐标系（31）
2.3.3　太阳角的计算（32）
2.4　跟踪平面的角度（35）
2.5　太阳辐射量（37）
2.5.1　大气层外的太阳辐射（37）
2.5.2　到达地表的太阳辐照度（40）
2.5.3　地表倾斜面上的小时太阳辐照量（44）
2.5.4　地表倾斜面上的月平均太阳辐照量（47）
练习题（52）
第3章　晶体硅太阳电池的基本原理（53）
3.1　太阳电池的分类（53）
3.1.1　按照基体材料分类（53）
3.1.2　按照电池结构分类（55）
3.1.3　按用途分类（55）
3.2　太阳电池的工作原理（56）
3.2.1　半导体（56）
3.2.2　能带结构（57）
3.2.3　本征半导体、掺杂半导体（58）
3.2.4　N型和P型半导体（59）
3.2.5　P-N结（60）
3.2.6　光生伏特效应（61）
3.2.7　太阳电池光电转换原理（62）
3.2.8　晶体硅太阳电池的结构（63）
3.3　太阳电池的电学特性（64）
3.3.1　标准测试条件（64）
3.3.2　太阳电池等效电路（65）
3.3.3　太阳电池的主要技术参数（66）
3.3.4　影响太阳电池转换效率的因素（72）
练习题（76）
第4章　薄膜太阳电池（77）
4.1　概述（77）
4.2　非晶硅太阳电池（78）
4.2.1　非晶硅太阳电池发展简史（78）
4.2.2　非晶硅电池结构（79）
4.2.3　非晶硅薄膜电池的制造（85）
4.2.4　非晶硅薄膜电池的产业化情况（85）
4.3　碲化镉（CdTe）电池（85）
4.3.1　CdTe材料与电池特点（86）
4.3.2　CdTe电池的结构（86）
4.3.3　CdTe薄膜太阳电池的制造（87）
4.3.4　CdTe薄膜电池产业化情况（89）
4.4　铜铟镓硒太阳电池（90）
4.4.1　铜铟镓硒太阳电池的特点（90）
4.4.2　CIGS薄膜电池的结构（91）
4.4.3　CIGS薄膜电池的制造（91）
4.4.4　CIGS薄膜太阳电池产业化情况（94）
4.5　钙钛矿太阳电池（96）
4.6　染料敏化太阳电池（99）
4.7　有机半导体太阳电池（101）
4.8　薄膜太阳电池市场及发展前景（101）
练习题（103）
第5章　聚光与跟踪（104）
5.1　聚光光伏发电（104）
5.1.1　聚光光伏发电的优缺点（104）
5.1.2　聚光光伏部件（105）
5.1.3　聚光光伏系统（113）
5.1.4　聚光光伏发电现状（118）
5.2　太阳能跟踪系统（119）
5.2.1　跟踪器的分类（119）
5.2.2　跟踪系统的应用（123）
练习题（126）
第6章 太阳电池的制造（127）
6.1 硅材料制备（127）
6.1.1 金属硅的制备（127）
6.1.2 高纯多晶硅的制备（128）
6.2 晶硅生长技术（132）
6.2.1 单晶硅生长技术（132）
6.2.2 铸造多晶法（134）
6.2.3 铸造单晶法（137）
6.3 晶硅加工技术（138）
6.3.1 晶硅的切方（138）
6.3.2 晶硅的切片（139）
6.4 晶硅太阳电池制造技术（139）
6.4.1 表面织构化（139）
6.4.2 扩散制结（142）
6.4.3 边缘隔离（144）
6.4.4 去磷硅玻璃（144）
6.4.5 沉积减反射膜（144）
6.4.6 丝网印刷电极（146）
6.4.7 高温烧结（146）
6.4.8 太阳电池的I-V特性测试（147）
6.5 太阳电池组件的封装（148）
6.5.1 太阳电池组件封装材料（149）
6.5.2 太阳电池组件封装工序（150）
练习题（153）
第7章 光伏发电系统部件（155）
7.1 光伏方阵（155）
7.2 二极管（156）
7.3 储能设备（157）
7.3.1 主要储能技术（157）
7.3.2 蓄电池（162）
7.4 控制器（168）
7.4.1 控制器的类型（169）
7.4.2 控制器的主要功能（170）
7.4.3 控制器的主要技术指标（171）
7.5 光伏并网逆变器（172）
练习题（179）
第8章 光伏发电系统的设计（180）
8.1 光伏发电系统的总体目标（180）
8.2 并网光伏发电系统的设计（181）
8.2.1 并网光伏发电系统的容量设计（181）
8.2.2 并网光伏电站与电网的连接（189）
8.2.3 并网光伏发电系统设计的基本流程（194）
8.3 离网光伏发电系统设计（197）
8.3.1 离网光伏发电系统优化设计总体要求（197）
8.3.2 技术条件（197）
8.3.3 光伏方阵倾角的选择（200）
8.3.4 均衡性负载的光伏发电系统设计（201）
8.3.5 季节性负载的光伏发电系统设计（208）
8.3.6 特殊要求负载的光伏发电系统设计（208）
8.4 光伏发电系统的硬件设计（209）
8.4.1 站区布置（209）
8.4.2 配电房及电气设计（213）
8.4.3 辅助设备的选配（214）
8.5 其他设计（214）
练习题（216）
第9章　光伏工程的施工、验收及维护（218）
9.1　光伏发电系统的安装（218）
9.1.1　系统安装前的准备（218）
9.1.2　光伏方阵的安装（219）
9.1.3　控制器和逆变器等电气设备的安装（221）
9.1.4　蓄电池组的安装（224）
9.2　光伏发电系统的调试（225）
9.2.1　调试前的准备工作（225）
9.2.2　光伏方阵调试（225）
9.2.3　控制器调试（226）
9.2.4　离网逆变器调试（227）
9.2.5　并网逆变控制器的调试（227）
9.3　光伏发电工程的验收（231）
9.3.1　单位工程验收（232）
9.3.2　工程启动验收（232）
9.3.3　工程试运和移交生产验收（233）
9.3.4　工程竣工验收（233）
9.4　光伏发电系统的维护及管理（233）
9.4.1　日常维护（233）
9.4.2　定期检查（234）
练习题（235）
0章 光伏系统的应用（236）
10.1 光伏系统的分类（236）
10.1.1 微型光伏系统（236）
10.1.2 离网户用系统（238）
10.1.3 离网非户用系统（239）
10.1.4 分布式并网系统（249）
10.1.5 集中式并网系统（259）
10.1.6 混合光伏系统（262）
10.2 空间光伏电站（263）
练习题（266）
1章 光伏发电的效益分析（267）
11.1 光伏发电的经济效益（267）
11.1.1 光伏发电成本（267）
11.1.2 光伏发电成本的历史及展望（273）
11.2 光伏发电的能量偿还时间（275）
11.2.1 能量偿还时间（275）
11.2.2 国外情况分析综述（276）
11.2.3 相关参数的计算方法（281）
11.3 光伏发电减少CO2排放量（284）
11.3.1 发电排放的温室气体（284）
11.3.2 CO2排放因子（285）
11.3.3 光伏减排CO2潜力（287）
11.4 光伏发电其他效益（289）
练习题（293）

作者介绍

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杨金焕，中国可再生能源学会（原中国太阳能学会）理事、光伏专业委员会委员。原任上海市太阳能学会副秘书长；中国动力工程学会、中国电工学会新能源发电专业委员会委员等。主持完成了国家“六五”科研攻关项目“六百瓦光电水泵的研制”；国家“七五”科研攻关项目“千瓦级光电水泵的研制”等。主持完成了上海市科委重大科研攻关项目“5KW级光伏电站及其并网技术”、国家发改委/GEF/世界银行 中国可再生能源项目：“中国不同倾斜面上太阳能辐射资料库的创建设”、“户外分段断路器光伏电源系统”等，此外还完成了多项省部级科研项目，以及其它一些科研项目。

文摘

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序言

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绿色能源的未来：太阳能光伏发电应用技术（第3版） 在迈向可持续发展和能源独立的全球浪潮中，太阳能光伏发电正以前所未有的速度成为能源领域的核心驱动力。从宏伟的公共事业项目到遍布千家万户的屋顶系统，太阳能的足迹正在不断扩大，为应对气候变化、保障能源安全、促进经济增长提供了切实可行的解决方案。在这样的背景下，《太阳能光伏发电应用技术（第3版）》应运而生，它不仅是对行业前沿知识的系统梳理，更是对未来能源格局的深度洞察与实践指导。 本书的问世，恰逢其时，旨在为广大学术研究人员、工程技术人员、行业从业者以及对可再生能源抱有浓厚兴趣的读者，提供一本全面、深入、权威的光伏技术指南。第三版的更新与升级，更体现了作者团队对技术迭代、市场变化和政策导向的敏锐把握，力求呈现最贴近现实、最具前瞻性的内容。 一、 光伏发电的基石：理论与技术深度解析 本书的首要目标是为读者打下坚实的光伏理论基础。它将从光伏效应的物理原理出发，深入剖析半导体材料的特性、PN结的形成机理以及光生伏打效应的转化过程。在这里，读者将了解到硅基、薄膜、多晶硅等不同类型太阳能电池的结构、性能特点、制造工艺以及各自的优劣势。对于追求极致效率的读者，书中还会详细介绍PERC、TOPCon、HJT等高效电池技术的原理、工艺流程和性能提升的策略，并探讨钙钛矿等新型高效光伏电池的研发进展和商业化前景。 除了电池本身的性能，组成光伏组件的各个环节也将得到详尽的阐述。从太阳能电池片的互联、封装材料的选择（如EVA、TPT等），到抗反射涂层、防PID（潜在诱导衰减）技术等，每一项细节都关乎着光伏组件的长期可靠性和发电效率。本书将系统介绍不同组件类型（如晶硅组件、薄膜组件、柔性组件等）的设计理念、生产工艺及质量控制标准，帮助读者理解不同组件在不同应用场景下的适用性。 二、 系统构建与并网运行：从电站设计到电力输出 建设一座高效可靠的光伏发电站，离不开精密的系统设计。本书将带领读者走进光伏电站的设计流程，从前期勘察、场地选择，到系统方案的制定，都将进行细致的讲解。这包括： 系统设计原则： 如何根据当地的日照资源、气候条件、地理环境等因素，确定系统的装机容量、组件排布方式（如固定倾角、跟踪系统）、逆变器选型等关键参数。 组件布置与优化： 深入探讨组件的倾角、方位角、间距对发电量的影响，以及遮挡效应的评估与规避策略，例如在屋顶、地面、水面等不同场景下的优化布置方法。 逆变器技术： 详细介绍集中式逆变器、组串式逆变器、微型逆变器等不同类型逆变器的原理、特点、选型标准以及其在提高系统效率、降低损耗方面的作用。对于能量管理和故障诊断，书中还将引入最大功率点跟踪（MPPT）技术、直流侧优化技术等高级概念。 储能系统集成： 随着光伏发电的普及，储能技术的重要性日益凸显。本书将深入探讨不同储能技术（如锂离子电池、液流电池、飞轮储能等）的原理、特性、在光伏电站中的应用模式（如削峰填谷、调频调相、备用电源等），以及储能系统与光伏系统的集成设计与控制策略。 并网技术与安全： 对于光伏电站与电网的连接，书中将详细阐述并网的标准、技术要求、保护措施以及电网侧的接入控制。这包括电能质量、谐波抑制、电网稳定性分析等方面的内容，确保光伏发电能够安全、稳定地融入现有电网。 三、 应用场景的拓展：多样化的光伏解决方案 光伏发电的应用早已超越了传统的地面电站，本书将全面展示其在不同领域的创新应用： 分布式光伏系统： 重点关注户用光伏、工商业分布式光伏电站的设计、安装、运行和维护。读者将学习如何根据建筑结构、用电负荷、屋顶条件等进行个性化设计，并了解相关的并网政策、补贴机制和商业模式。 建筑一体化光伏（BIPV）： 探索光伏技术与建筑材料的融合，例如光伏幕墙、光伏瓦、光伏采光顶等。本书将介绍BIPV的设计理念、集成技术、美学要求以及在新建和改造建筑中的应用潜力，引领绿色建筑的发展方向。 离网光伏系统： 针对偏远地区、海岛、通信基站等缺乏电网接入的场景，本书将详细讲解离网光伏系统的设计要点，包括电池储能的计算、负载管理、充电控制器选型等，为解决能源贫困问题提供技术支持。 交通及水上光伏： 介绍光伏技术在交通领域的应用，如太阳能汽车、太阳能自行车、太阳能船舶等。同时，还将探讨漂浮式光伏电站（FPV）的优势、设计挑战、施工工艺以及在水库、湖泊等水面上的应用前景。 农业光伏及渔光互补： 结合农业生产和水产养殖，本书将深入分析农业光伏大棚、渔光互补电站的设计与优势。读者将了解如何通过合理的光伏板布置，在不影响作物生长或渔业养殖的前提下，实现清洁能源的生产和收益的双重增长。 四、 运维管理与智能化：保障系统长期效益 光伏电站的生命周期管理至关重要，本书将详细阐述运维的关键环节： 监测与诊断： 介绍先进的光伏电站监控系统，包括远程监控、数据采集、性能分析等。读者将学习如何利用大数据和人工智能技术，对电站运行状态进行实时监测，及时发现并诊断潜在的故障。 故障排除与维护： 详细讲解常见的光伏系统故障类型，如组件衰减、逆变器故障、线路问题等，并提供系统性的故障排除方法和维护策略，包括定期巡检、清洁、组件更换、线路检修等。 性能优化与升级： 探讨如何通过优化运行策略、升级关键组件（如逆变器、储能系统）或采用先进的运维技术（如无人机巡检、AI图像识别），进一步提升光伏电站的发电效率和经济效益。 智能化运维： 结合物联网（IoT）、云计算、人工智能等技术，本书将展望光伏电站智能化运维的未来，包括预测性维护、故障自愈、智能调度等，旨在实现更高效、更经济、更安全的光伏系统运行。 五、 政策、市场与未来展望：把握行业发展脉搏 除了技术层面，本书还将触及影响光伏产业发展的宏观因素： 政策法规与支持机制： 梳理全球主要国家和地区的光伏产业政策、上网电价补贴、税收优惠、绿色电力证书等支持机制，帮助读者理解政策对行业发展的影响。 市场分析与商业模式： 分析光伏市场的现状、发展趋势、主要参与者以及新兴的商业模式，如PPA（电力购买协议）、虚拟电厂、能源服务等。 技术发展趋势与挑战： 探讨下一代光伏技术（如叠层电池、印刷式光伏等）的研发方向，以及光伏产业在供应链安全、原材料供应、回收利用等方面的挑战。 能源转型与可持续发展： 将光伏发电置于更广阔的能源转型背景下，探讨其在实现碳达峰、碳中和目标中的关键作用，以及与氢能、电动汽车等其他低碳技术的协同效应。 结语 《太阳能光伏发电应用技术（第3版）》以其严谨的学术态度、翔实的实践内容和前瞻性的视野，旨在成为每一位光伏从业者和爱好者的必备参考。它不仅是一本技术手册，更是一幅描绘绿色能源未来的蓝图。通过深入学习本书，读者将能够深刻理解太阳能光伏发电的奥秘，掌握其设计、建设、运行和维护的精髓，为推动全球能源结构的清洁转型贡献自己的力量。这本书，将是您在绿色能源革命中，实现创新与突破的强大助力。

评分☆☆☆☆☆

从一个侧重于教学和普及的角度来看，这本书的结构设计简直是一门艺术。它巧妙地平衡了深度和广度，避免了陷入纯理论的枯燥，也远离了纯操作手册的肤浅。特别是在介绍组件的电气特性和阵列布局优化时，作者采用了“先宏观现象，后微观机理”的讲解顺序，这种方式非常符合人类学习新事物的认知规律。比如，在解释串联失配损失时，不是直接抛出复杂的数学模型，而是先通过一个生动的例子说明“为什么会有损失”，然后再逐步推导出背后的物理机制和优化方法。这种循序渐进的教学设计，使得即便是初次接触光伏系统的学习者，也能在较短时间内建立起对整个发电系统工作原理的直观理解。对于高等教育或专业培训机构的教师而言，这本书提供了一个极佳的、可信赖的教学蓝本，它让复杂的技术知识变得易于消化和传授，极大地提高了学习的效率和兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我习惯于带着批判性的眼光去审视那些被过度包装的专业书籍，往往发现图表的数据陈旧，或者公式推导中存在难以察觉的小错误。但是，这本教材在数据的新鲜度和准确性上，表现得极为严谨和负责任。翻阅到“经济性评估”这一章时，我发现作者引用的全球主要市场的度电成本（LCOE）数据，都是基于最新的市场报告和电价结构模型计算得出的，甚至细化到了不同国家的补贴政策对项目回报率的敏感性分析。这对于做项目投资决策的人来说，是至关重要的参考。更令人称赞的是，书中对不同规模（户用、工商业、大型地面电站）的系统设计参数、设备选型标准给出了非常详尽的对比表格。这种层级分明、数据详实的编排方式，极大地降低了信息检索的难度，让读者能够快速定位到自己最需要的那部分专业信息，体现了作者对目标读者群需求的精准把握。

评分☆☆☆☆☆

我对技术书籍的评价标准，往往在于它能否引导我去思考尚未解决的问题。很多书籍只是对现有技术的罗列和复述，读完后人会感到充实，但缺乏“顿悟”的惊喜。但这本新版著作在“新材料与前沿趋势”部分的探讨，做得尤为出色。它并没有止步于PERC或TOPCon的成熟技术，而是将视野放到了钙钛矿电池的稳定性挑战、柔性组件的封装技术革新，乃至异质结电池的量产瓶颈分析上。作者以一种冷静而审慎的笔调，分析了这些前沿技术从实验室走向商业化所必须跨越的“死亡之谷”。这种前瞻性，使得这本书不仅仅是当下技术的指南，更像是未来五年内光伏行业技术路线图的预演。对于身处研发岗位，需要前瞻性布局的专业人士来说，它提供的不仅是知识，更是一种战略性的视角，让人能够更早地感知到下一波技术浪潮的方向，避免在技术迭代中掉队。

评分☆☆☆☆☆

这本新版教材的出现，对于正在努力啃读光伏技术领域的学生和工程师来说，无疑是一剂强心针。从翻开第一页开始，我就被那种务实而深入的讲解方式深深吸引。它没有过多纠缠于那些已经成熟到不再需要反复强调的基础理论，而是将笔墨集中在了如何将实验室里的概念迅速转化为实际可操作的工程方案上。特别是关于逆变器拓扑结构和电网友好性控制算法的章节，作者的阐述逻辑清晰得令人赞叹，仿佛有一位经验丰富的老专家，手把手地带着你穿越那些错综复杂的电路图和参数优化过程。我尤其欣赏其中穿插的大量真实项目案例分析，这些案例不仅展示了技术的边界在哪里，更指明了未来几年内行业可能涌现出的创新点。阅读过程中，我时常感到自己不仅仅是在吸收知识，更像是在进行一场高质量的思维碰撞，对于提升解决实际工程难题的能力，帮助是立竿见影的。这本书的价值，在于它成功地搭建起了一座理论殿堂与工程实践之间的坚实桥梁，让那些在书本上显得高高在上的技术细节，变得触手可及且充满实操性。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对很多技术书籍的“新版”都抱持着一种审慎的态度，总觉得无非是换了封面、微调了几个章节的顺序，内容上的突破性创新实在少见。然而，这次的阅读体验完全颠覆了我的固有印象。这本书在“系统集成与运维”这一块的深入程度，达到了一个令人敬佩的水平。它详细剖析了不同气候带下光伏电站的长期性能衰减模型，并且给出了详尽的故障诊断流程图，这对于运维团队来说，简直就是一本“救命手册”。我过去花费了大量时间在互联网论坛上搜寻的碎片化信息和经验总结，在这本书里得到了系统化、权威性的整合。作者显然对现场的痛点有着深刻的理解，比如如何处理PID效应、如何优化清洗维护周期以达到最佳的LCOE（度电成本），这些都是教科书上常常被一带而过的关键点。阅读完毕后，我立刻将它列入了工作现场的必备参考资料清单，它的实用价值远超一般的理论参考书，更像是一本倾注了大量一线血泪经验的实战指南。