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
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装-胶订
开本:16开
商品重量:0.4kg
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内容提要
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
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
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
序言
如果从一个对新能源领域抱有浓厚兴趣的跨界学习者的角度来看,这本书的叙事方式也值得称赞。它巧妙地平衡了技术深度与可读性之间的关系。作者在讲解复杂概念时,常常会辅以生动的类比或者历史上某个关键技术突破的小故事,这使得原本可能枯燥的物理和电路知识变得鲜活有趣。比如,在介绍光伏阵列的串并联设计时,它不仅仅给出了数学公式,还形象地比喻了电流与电压在系统中的“流动路径”和“瓶颈效应”,这种人文关怀使得非科班出身的读者也能循序渐进地掌握核心逻辑。此外,书中的术语表和附录部分的资料整理得非常规范,为初学者建立了一个清晰的知识地图。总而言之,这本书的编写者显然是站在了教育者的角度来精心编排内容,确保了知识传递的效率和趣味性,它为有志于投身太阳能光伏行业的人提供了一条清晰、扎实且充满启发性的学习阶梯。
评分这本书在处理最新技术热点方面表现得尤为出色,展现了编者紧跟时代步伐的决心与能力。我特别关注了关于逆变器拓扑结构和电能质量控制那一章节,内容更新得非常及时,清晰地阐述了从传统PWM到先进的SiC/GaN器件应用所带来的效率提升与小型化趋势。此外,针对当前能源互联网背景下,储能技术与光伏系统的深度融合,书中不仅罗列了各种电池储能方案的技术参数,更重点分析了不同管理策略(如削峰填谷、移峰发电)下的经济效益模型,这对于从事智慧能源解决方案的工程师来说,是极具参考价值的宝贵资料。再者,对于并网安全与电网适应性的讨论,也上升到了国家标准和行业规范的层面,引用了最新的测试标准和认证要求,这使得这本书不仅仅是一本技术手册,更是一部涵盖法规遵从性的重要参考指南。这种全面性,极大地拓宽了我们对光伏技术应用边界的认知,让人感到信息输入是高度“保鲜”的。
评分初次翻阅时,我最直观的感受是作者在知识体系构建上的宏大视野与精细打磨。这本书的章节安排,绝非简单的技术罗列,而是遵循了一条由基础理论到系统集成,再到实际运维的完整技术链条。开篇部分对于半导体物理基础和光伏效应的讲解,深入浅出,即便是对基础理论有些生疏的同行,也能迅速跟上节奏,为后续复杂问题的理解打下了坚实的基础。接着,在材料选择和电池片制备工艺的论述上,作者展现出了深厚的行业洞察力,没有停留在教科书式的泛泛而谈,而是着重强调了当前工业界主流技术路线的优劣势对比和未来发展趋势,这种“着眼未来”的视角极为宝贵。更令人称道的是,对于系统设计与优化部分,它提供的不仅仅是公式,而是基于大量工程案例的经验总结,例如在不同气候区和应用场景下的阵列布局优化策略,以及如何平衡发电效率与初始投资成本的决策模型,这些内容直接关系到项目的成败,实用性极强,感觉像是直接从一个资深项目经理的口中听到的“秘籍”。
评分我个人认为,这本书在“实操性”和“问题导向”方面的着墨是其区别于许多同类书籍的最大亮点。它似乎完全理解一线技术人员在面对实际项目时所遭遇的痛点。例如,在故障诊断与维护章节,它没有满足于理论上的故障分类,而是提供了详尽的“如果出现A现象,请检查B、C、D项,并采用E方法验证”的流程图和清单,这种傻瓜式(褒义)的引导,极大地降低了现场排查的难度和时间成本。尤其是关于组件衰减机理的分析,它细致地剖析了PID效应、蜗牛纹(Snail Trails)等常见物理损伤的形成条件、识别方法以及预防措施,甚至连如何选择合适的清洗剂和维护频率都有具体的建议。这不再是纸上谈兵,而是真正意义上的“干货”,它提供的不是“是什么”,而是“怎么办”,真正做到了学以致用,让学习过程充满了成就感,也让我在后续的维护工作中受益匪浅。
评分这本书的装帧设计颇具匠心,封面的设计语言简洁而富有现代感,主色调的运用恰到好处地烘托出主题的科技前沿性,那种深邃的蓝色与充满希望的橙色交织在一起,仿佛在诉说着清洁能源的无限潜力。拿到手里,纸张的质感也相当不错,厚实而不失韧性,油墨的印刷清晰锐利,即便是最细小的图表和公式,也看得一清二楚,这对于我们这些需要反复查阅技术细节的工程师来说,简直是福音。装订工艺也十分扎实,即便是频繁翻阅不同章节,书脊也没有出现任何松动或开裂的迹象,这无疑延长了它的使用寿命,使其成为案头常备的工具书。内页的布局排版同样体现了专业水准,章节之间的逻辑过渡自然流畅,页眉页脚的设计也考虑到了阅读的便利性,留白适中,阅读体验非常舒适,长时间阅读也不会感到视觉疲劳。特别是书中穿插的那些精美的系统实景照片和原理示意图,细节捕捉得非常到位,帮助我们这些实践者快速地建立起抽象概念的具体图像,这种对细节的极致追求,让整本书从里到外都散发着一种严谨和权威的气息。
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