基本信息
書名:太陽能光伏發電應用技術(第3版)
定價:59.00元
作者:楊金煥
齣版社:電子工業齣版社
齣版日期:2017-10-01
ISBN:9787121327797
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝-膠訂
開本:16開
商品重量:0.4kg
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內容提要
本書的宗旨是在全麵介紹光伏發電基本知識的基礎上,著重於光伏發電係統的應用技術。第2版齣版4年多來,無論是光伏技術還是光伏産業和應用都有瞭長足發展,現在光伏發電成本在一些地區已經可以和常規發電競爭。為瞭反映當前光伏發電應用技術的進展,本書在第2版的基礎上,吐故納新,比較全麵地講述瞭光伏發電係統的設計、製造、安裝、維護等全過程,介紹瞭光伏發電係統應用新領域的發展情況,增添瞭太陽跟蹤係統的內容,闡述瞭新型控製器和逆變器的功能及原理,增加瞭鈣鈦礦太陽電池等方麵的內容,各章後麵帶有參考文獻和練習題。
目錄
目 錄
章 緒論(1)
1.1 開發利用太陽能的重要意義(1)
1.1.1 化石燃料麵臨逐漸枯竭的危機局麵(1)
1.1.2 保護生態環境逐漸受到人們的重視(4)
1.1.3 常規電網的局限性(8)
1.2 太陽能發電的特點(9)
1.2.1 太陽能發電的優點(9)
1.2.2 太陽能發電的缺點(10)
1.2.3 太陽能發電的類型(10)
1.3 近年來世界光伏産業的發展狀況(11)
1.3.1 太陽電池生産(11)
1.3.2 光伏應用市場(13)
1.4 中國光伏産業的發展(15)
1.5 部分國傢和國際組織發展光伏發電的規劃和展望(16)
1.5.1 日本(16)
1.5.2 歐盟(17)
1.5.3 國際光伏技術路綫圖(ITRPV)指導委員會(19)
1.5.4 美國(19)
1.5.5 中國(20)
1.5.6 國際能源署(IEA)(21)
練習題(24)
第2章 太陽輻射(25)
2.1 太陽概況(25)
2.2 日地運動(27)
2.2.1 地球概況(27)
2.2.2 真太陽時(27)
2.2.3 日齣和日落規律(29)
2.3 天球坐標(29)
2.3.1 赤道坐標係(30)
2.3.2 地平坐標係(31)
2.3.3 太陽角的計算(32)
2.4 跟蹤平麵的角度(35)
2.5 太陽輻射量(37)
2.5.1 大氣層外的太陽輻射(37)
2.5.2 到達地錶的太陽輻照度(40)
2.5.3 地錶傾斜麵上的小時太陽輻照量(44)
2.5.4 地錶傾斜麵上的月平均太陽輻照量(47)
練習題(52)
第3章 晶體矽太陽電池的基本原理(53)
3.1 太陽電池的分類(53)
3.1.1 按照基體材料分類(53)
3.1.2 按照電池結構分類(55)
3.1.3 按用途分類(55)
3.2 太陽電池的工作原理(56)
3.2.1 半導體(56)
3.2.2 能帶結構(57)
3.2.3 本徵半導體、摻雜半導體(58)
3.2.4 N型和P型半導體(59)
3.2.5 P-N結(60)
3.2.6 光生伏特效應(61)
3.2.7 太陽電池光電轉換原理(62)
3.2.8 晶體矽太陽電池的結構(63)
3.3 太陽電池的電學特性(64)
3.3.1 標準測試條件(64)
3.3.2 太陽電池等效電路(65)
3.3.3 太陽電池的主要技術參數(66)
3.3.4 影響太陽電池轉換效率的因素(72)
練習題(76)
第4章 薄膜太陽電池(77)
4.1 概述(77)
4.2 非晶矽太陽電池(78)
4.2.1 非晶矽太陽電池發展簡史(78)
4.2.2 非晶矽電池結構(79)
4.2.3 非晶矽薄膜電池的製造(85)
4.2.4 非晶矽薄膜電池的産業化情況(85)
4.3 碲化鎘(CdTe)電池(85)
4.3.1 CdTe材料與電池特點(86)
4.3.2 CdTe電池的結構(86)
4.3.3 CdTe薄膜太陽電池的製造(87)
4.3.4 CdTe薄膜電池産業化情況(89)
4.4 銅銦鎵硒太陽電池(90)
4.4.1 銅銦鎵硒太陽電池的特點(90)
4.4.2 CIGS薄膜電池的結構(91)
4.4.3 CIGS薄膜電池的製造(91)
4.4.4 CIGS薄膜太陽電池産業化情況(94)
4.5 鈣鈦礦太陽電池(96)
4.6 染料敏化太陽電池(99)
4.7 有機半導體太陽電池(101)
4.8 薄膜太陽電池市場及發展前景(101)
練習題(103)
第5章 聚光與跟蹤(104)
5.1 聚光光伏發電(104)
5.1.1 聚光光伏發電的優缺點(104)
5.1.2 聚光光伏部件(105)
5.1.3 聚光光伏係統(113)
5.1.4 聚光光伏發電現狀(118)
5.2 太陽能跟蹤係統(119)
5.2.1 跟蹤器的分類(119)
5.2.2 跟蹤係統的應用(123)
練習題(126)
第6章 太陽電池的製造(127)
6.1 矽材料製備(127)
6.1.1 金屬矽的製備(127)
6.1.2 高純多晶矽的製備(128)
6.2 晶矽生長技術(132)
6.2.1 單晶矽生長技術(132)
6.2.2 鑄造多晶法(134)
6.2.3 鑄造單晶法(137)
6.3 晶矽加工技術(138)
6.3.1 晶矽的切方(138)
6.3.2 晶矽的切片(139)
6.4 晶矽太陽電池製造技術(139)
6.4.1 錶麵織構化(139)
6.4.2 擴散製結(142)
6.4.3 邊緣隔離(144)
6.4.4 去磷矽玻璃(144)
6.4.5 沉積減反射膜(144)
6.4.6 絲網印刷電極(146)
6.4.7 高溫燒結(146)
6.4.8 太陽電池的I-V特性測試(147)
6.5 太陽電池組件的封裝(148)
6.5.1 太陽電池組件封裝材料(149)
6.5.2 太陽電池組件封裝工序(150)
練習題(153)
第7章 光伏發電係統部件(155)
7.1 光伏方陣(155)
7.2 二極管(156)
7.3 儲能設備(157)
7.3.1 主要儲能技術(157)
7.3.2 蓄電池(162)
7.4 控製器(168)
7.4.1 控製器的類型(169)
7.4.2 控製器的主要功能(170)
7.4.3 控製器的主要技術指標(171)
7.5 光伏並網逆變器(172)
練習題(179)
第8章 光伏發電係統的設計(180)
8.1 光伏發電係統的總體目標(180)
8.2 並網光伏發電係統的設計(181)
8.2.1 並網光伏發電係統的容量設計(181)
8.2.2 並網光伏電站與電網的連接(189)
8.2.3 並網光伏發電係統設計的基本流程(194)
8.3 離網光伏發電係統設計(197)
8.3.1 離網光伏發電係統優化設計總體要求(197)
8.3.2 技術條件(197)
8.3.3 光伏方陣傾角的選擇(200)
8.3.4 均衡性負載的光伏發電係統設計(201)
8.3.5 季節性負載的光伏發電係統設計(208)
8.3.6 特殊要求負載的光伏發電係統設計(208)
8.4 光伏發電係統的硬件設計(209)
8.4.1 站區布置(209)
8.4.2 配電房及電氣設計(213)
8.4.3 輔助設備的選配(214)
8.5 其他設計(214)
練習題(216)
第9章 光伏工程的施工、驗收及維護(218)
9.1 光伏發電係統的安裝(218)
9.1.1 係統安裝前的準備(218)
9.1.2 光伏方陣的安裝(219)
9.1.3 控製器和逆變器等電氣設備的安裝(221)
9.1.4 蓄電池組的安裝(224)
9.2 光伏發電係統的調試(225)
9.2.1 調試前的準備工作(225)
9.2.2 光伏方陣調試(225)
9.2.3 控製器調試(226)
9.2.4 離網逆變器調試(227)
9.2.5 並網逆變控製器的調試(227)
9.3 光伏發電工程的驗收(231)
9.3.1 單位工程驗收(232)
9.3.2 工程啓動驗收(232)
9.3.3 工程試運和移交生産驗收(233)
9.3.4 工程竣工驗收(233)
9.4 光伏發電係統的維護及管理(233)
9.4.1 日常維護(233)
9.4.2 定期檢查(234)
練習題(235)
0章 光伏係統的應用(236)
10.1 光伏係統的分類(236)
10.1.1 微型光伏係統(236)
10.1.2 離網戶用係統(238)
10.1.3 離網非戶用係統(239)
10.1.4 分布式並網係統(249)
10.1.5 集中式並網係統(259)
10.1.6 混閤光伏係統(262)
10.2 空間光伏電站(263)
練習題(266)
1章 光伏發電的效益分析(267)
11.1 光伏發電的經濟效益(267)
11.1.1 光伏發電成本(267)
11.1.2 光伏發電成本的曆史及展望(273)
11.2 光伏發電的能量償還時間(275)
11.2.1 能量償還時間(275)
11.2.2 國外情況分析綜述(276)
11.2.3 相關參數的計算方法(281)
11.3 光伏發電減少CO2排放量(284)
11.3.1 發電排放的溫室氣體(284)
11.3.2 CO2排放因子(285)
11.3.3 光伏減排CO2潛力(287)
11.4 光伏發電其他效益(289)
練習題(293)
作者介紹
楊金煥,中國可再生能源學會(原中國太陽能學會)理事、光伏專業委員會委員。原任上海市太陽能學會副秘書長;中國動力工程學會、中國電工學會新能源發電專業委員會委員等。主持完成瞭國傢“六五”科研攻關項目“六百瓦光電水泵的研製”;國傢“七五”科研攻關項目“韆瓦級光電水泵的研製”等。主持完成瞭上海市科委重大科研攻關項目“5KW級光伏電站及其並網技術”、國傢發改委/GEF/世界銀行 中國可再生能源項目:“中國不同傾斜麵上太陽能輻射資料庫的創建設”、“戶外分段斷路器光伏電源係統”等,此外還完成瞭多項省部級科研項目,以及其它一些科研項目。
文摘
序言
我個人認為,這本書在“實操性”和“問題導嚮”方麵的著墨是其區彆於許多同類書籍的最大亮點。它似乎完全理解一綫技術人員在麵對實際項目時所遭遇的痛點。例如,在故障診斷與維護章節,它沒有滿足於理論上的故障分類,而是提供瞭詳盡的“如果齣現A現象,請檢查B、C、D項,並采用E方法驗證”的流程圖和清單,這種傻瓜式(褒義)的引導,極大地降低瞭現場排查的難度和時間成本。尤其是關於組件衰減機理的分析,它細緻地剖析瞭PID效應、蝸牛紋(Snail Trails)等常見物理損傷的形成條件、識彆方法以及預防措施,甚至連如何選擇閤適的清洗劑和維護頻率都有具體的建議。這不再是紙上談兵,而是真正意義上的“乾貨”,它提供的不是“是什麼”,而是“怎麼辦”,真正做到瞭學以緻用,讓學習過程充滿瞭成就感,也讓我在後續的維護工作中受益匪淺。
評分初次翻閱時,我最直觀的感受是作者在知識體係構建上的宏大視野與精細打磨。這本書的章節安排,絕非簡單的技術羅列,而是遵循瞭一條由基礎理論到係統集成,再到實際運維的完整技術鏈條。開篇部分對於半導體物理基礎和光伏效應的講解,深入淺齣,即便是對基礎理論有些生疏的同行,也能迅速跟上節奏,為後續復雜問題的理解打下瞭堅實的基礎。接著,在材料選擇和電池片製備工藝的論述上,作者展現齣瞭深厚的行業洞察力,沒有停留在教科書式的泛泛而談,而是著重強調瞭當前工業界主流技術路綫的優劣勢對比和未來發展趨勢,這種“著眼未來”的視角極為寶貴。更令人稱道的是,對於係統設計與優化部分,它提供的不僅僅是公式,而是基於大量工程案例的經驗總結,例如在不同氣候區和應用場景下的陣列布局優化策略,以及如何平衡發電效率與初始投資成本的決策模型,這些內容直接關係到項目的成敗,實用性極強,感覺像是直接從一個資深項目經理的口中聽到的“秘籍”。
評分如果從一個對新能源領域抱有濃厚興趣的跨界學習者的角度來看,這本書的敘事方式也值得稱贊。它巧妙地平衡瞭技術深度與可讀性之間的關係。作者在講解復雜概念時,常常會輔以生動的類比或者曆史上某個關鍵技術突破的小故事,這使得原本可能枯燥的物理和電路知識變得鮮活有趣。比如,在介紹光伏陣列的串並聯設計時,它不僅僅給齣瞭數學公式,還形象地比喻瞭電流與電壓在係統中的“流動路徑”和“瓶頸效應”,這種人文關懷使得非科班齣身的讀者也能循序漸進地掌握核心邏輯。此外,書中的術語錶和附錄部分的資料整理得非常規範,為初學者建立瞭一個清晰的知識地圖。總而言之,這本書的編寫者顯然是站在瞭教育者的角度來精心編排內容,確保瞭知識傳遞的效率和趣味性,它為有誌於投身太陽能光伏行業的人提供瞭一條清晰、紮實且充滿啓發性的學習階梯。
評分這本書在處理最新技術熱點方麵錶現得尤為齣色,展現瞭編者緊跟時代步伐的決心與能力。我特彆關注瞭關於逆變器拓撲結構和電能質量控製那一章節,內容更新得非常及時,清晰地闡述瞭從傳統PWM到先進的SiC/GaN器件應用所帶來的效率提升與小型化趨勢。此外,針對當前能源互聯網背景下,儲能技術與光伏係統的深度融閤,書中不僅羅列瞭各種電池儲能方案的技術參數,更重點分析瞭不同管理策略(如削峰填榖、移峰發電)下的經濟效益模型,這對於從事智慧能源解決方案的工程師來說,是極具參考價值的寶貴資料。再者,對於並網安全與電網適應性的討論,也上升到瞭國傢標準和行業規範的層麵,引用瞭最新的測試標準和認證要求,這使得這本書不僅僅是一本技術手冊,更是一部涵蓋法規遵從性的重要參考指南。這種全麵性,極大地拓寬瞭我們對光伏技術應用邊界的認知,讓人感到信息輸入是高度“保鮮”的。
評分這本書的裝幀設計頗具匠心,封麵的設計語言簡潔而富有現代感,主色調的運用恰到好處地烘托齣主題的科技前沿性,那種深邃的藍色與充滿希望的橙色交織在一起,仿佛在訴說著清潔能源的無限潛力。拿到手裏,紙張的質感也相當不錯,厚實而不失韌性,油墨的印刷清晰銳利,即便是最細小的圖錶和公式,也看得一清二楚,這對於我們這些需要反復查閱技術細節的工程師來說,簡直是福音。裝訂工藝也十分紮實,即便是頻繁翻閱不同章節,書脊也沒有齣現任何鬆動或開裂的跡象,這無疑延長瞭它的使用壽命,使其成為案頭常備的工具書。內頁的布局排版同樣體現瞭專業水準,章節之間的邏輯過渡自然流暢,頁眉頁腳的設計也考慮到瞭閱讀的便利性,留白適中,閱讀體驗非常舒適,長時間閱讀也不會感到視覺疲勞。特彆是書中穿插的那些精美的係統實景照片和原理示意圖,細節捕捉得非常到位,幫助我們這些實踐者快速地建立起抽象概念的具體圖像,這種對細節的極緻追求,讓整本書從裏到外都散發著一種嚴謹和權威的氣息。
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