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第—章 世界与中国太阳能光伏发电发展概述1

第一节 世界太阳能光伏发电现状与展望1

一、世界太阳能电池产量及装机容量快速增长1

二、并网太阳能光伏发电所占比例飞速上升，已成为太阳能光伏发电应用市场的主流2

三、晶体硅光伏电池技术持续进步，薄膜光伏电池技术加快研发3

四、世界太阳能电池及组件生产成本大幅度降低3

五、世界太阳能光伏发电未来发展目标宏伟4

第二节 中国太阳能光伏发电现状与展望5

一、2 007年中国太阳能电池产量飞速增长5

二、中国太阳能光伏发电国内应用市场逐步发展6

三、晶体硅光伏电池生产技术水平不断提高，基本与当代国际水平保持同步6

四、中国太阳能光伏产业的生产能力快速扩大7

五、生产太阳能电池的基本原材料高纯多晶硅主要依靠进口7

六、太阳能光伏产业专用设备、仪器的研发生产取得长足进步7

七、《可再生能源中长期规划》为中国太阳能光伏发电描绘了发展蓝图7

第三节 中国太阳能光伏发电发展面临的挑战8

一、晶体硅光伏电池生产能力建设投资不断增长升温，大型新建、扩建项目接连启动8

二、薄膜光伏电池建设项目火热，产能巨大9

三、要上马的高纯多晶硅建设项目众多，总规模高达14万吨10

四、产业发展快，科技水平提高慢，不相协调11

五、国内应用市场提高缓慢，生产的光伏组件主要出口国际市场11

六、光伏科技人才紧缺，与产业发展不适应12

七、标准、规范、产品检测体系、质量保证体系建设力度弱，落后于国际光伏产业不断强化、提升、完备的新要求、高要求12

参考文献12

第二章 太阳能光伏发电工作原理、运行方式、系统组成和主要应用13

第一节 太阳能光伏发电的工作原理13

第二节 太阳能光伏发电的运行方式13

第三节 太阳能光伏发电系统的组成14

一、离网型太阳能光伏发电系统的组成14

二、联网型太阳能光伏发电系统的组成17

第四节 太阳能光伏发电系统的主要应用23

参考文献32

第三章 太阳能电池33

第一节 半导体物理知识33

一、半导体及其主要特性33

二、半导体硅的晶体结构34

三、能级和能带36

四、禁带、价带和导带37

五、本征半导体、杂质半导体、载流子浓度和费米能级38

六、载流子的产生与复合42

七、载流子的输运43

八、p-n结及其能带图44

第二节 太阳能电池工作原理与特性46

一、太阳能电池的分类46

二、太阳能电池的结构47

三、太阳能电池的基本工作原理48

四、太阳能电池的基本特性49

第三节 太阳能电池生产制造工艺58

一、硅材料的制备58

二、太阳能电池的制造64

三、太阳能电池组件的封装68

第四节 太阳能电池的发展趋势71

一、高效率、低成本晶体硅太阳能电池的研究开发72

二、各类新型薄膜太阳能电池的研究开发74

三、关于超高效太阳能电池的研究探索79

参考文献80

第四章 铅酸蓄电池81

第一节 铅酸蓄电池基本知识81

一、铅酸蓄电池的发展81

二、VRLA电池的结构和原理82

三、铅酸蓄电池制造的工艺流程84

四、铅酸蓄电池原材料、半成品的基本物理和化学性质84

五、铅酸蓄电池的分类、命名和一些常用术语86

第二节 铅酸蓄电池的应用领域89

一、铅酸蓄电池的主要应用领域89

二、太阳能用贮能蓄电池的主要应用领域90

第三节 铅酸蓄电池一般设计知识和针对太阳能应用的特别设计90

一、板栅设计90

二、电池容量设计91

三、电解液浓度和用量计算92

四、隔板的设计92

五、太阳能用VRLA电池设计中应该注意的问题93

第四节 阀控式铅酸蓄电池目前存在的问题和改进方向94

一、VRLA电池目前存在的主要问题95

二、VRLA电池应用在太阳能领域所面临的机遇和挑战100

第五节 太阳能光伏系统用蓄电池的选型、设计和使用、维护107

参考文献115

第五章 控制器117

第一节 控制器的工作原理117

一、蓄电池充电控制基本原理118

二、蓄电池过放电保护基本原理119

第二节 控制器的分类124

一、并联型控制器124

二、串联型控制器124

三、脉宽调制型控制器124

四、多路控制型控制器125

五、智能型控制器125

六、最大功率跟踪型控制器125

第三节 控制器的几种基本电路和工作原理125

一、并联型充放电控制器125

二、串联型充放电控制器126

三、控制器的过、欠电压检测控制电路组成和工作原理127

四、脉宽调制（PWM）型三阶段充电控制器127

五、多路型控制器129

六、智能型控制器129

七、最大功率跟踪型控制器131

参考文献135

第六章 逆变器136

第一节 概述136

一、逆变器的定义及分类136

二、逆变技术的发展趋势137

三、逆变器的主要技术指标137

第二节 单相电压源型逆变器137

一、推挽式逆变电路工作原理138

二、半桥式逆变电路138

三、单相全桥逆变电路139

四、单相方波逆变器的输出波形分析141

五、单相全桥正弦波逆变技术142

六、实用电路150

第三节 三相逆变器151

一、三相电压源型逆变器151

二、三相电流源型逆变器169

第四节 带高频环节逆变技术175

一、不隔离型直流斩波器175

二、隔离型DC-DC变换器186

三、后级DC-AC逆变器191

第五节 逆变器的组合、并联、多重叠加和多电平技术195

一、逆变器的组合195

二、逆变器的并联200

三、逆变器的多重叠加206

四、逆变器的多电平变换技术217

第六节 联网型逆变技术223

一、对联网逆变器的要求224

二、正弦波电压的实现224

三、大型光伏联网发电技术226

参考文献227

第七章 交流配电设备、输电线路、备用电源及防雷与接地228

第一节 交流配电设备228

一、太阳能光伏电站交流配电设备的构成和分类228

二、太阳能光伏电站交流配电设备的主要功能和原理228

三、对交流配电装置的主要要求229

四、高压配电装置232

五、JKJP-60K-3CH交流配电柜的操作使用233

第二节 低压架空配电线路238

一、结构与组成238

二、运行管理240

三、维护和检修242

第三节 柴油发电机组242

一、柴油发电机组的特点及组成243

二、柴油发电机组的操作使用与维修保养245

第四节 防雷与接地250

一、防雷和防雷设备250

二、接地252

参考文献254

第八章 太阳能光伏发电系统的设计255

第一节 太阳和太阳能资源255

第二节 太阳辐射原理256

一、直散分离原理257

二、布格-朗伯定律（Bouguer-Lambert Low）257

三、余弦定律258

第三节 太阳能电池方阵不同运行方式的数学模型259

一、太阳能电池方阵面上辐射量的计算259

二、地平坐标系数学模型260

三、赤道坐标系数学模型260

四、符号及定义262

第四节 太阳能电池方阵面所接收到的太阳辐射的计算263

一、倾斜面上太阳辐射的软件辅助计算265

二、倾斜面上太阳辐射的估算265

第五节 独立太阳能光伏发电系统的容量设计265

一、容量设计步骤265

二、太阳能电池方阵功率计算266

三、蓄电池的容量计算267

四、太阳能电池方阵和蓄电池容量设计实例267

第六节 太阳能电池方阵前后间距的计算268

第七节 不同类型负载的特点269

第八节 太阳能光伏发电系统的设备配置和选型270

第九节 太阳能光伏发电系统的防雷接地设计271

一、雷击的危害271

二、太阳能光伏发电系统的防雷措施271

三、太阳能光伏发电系统的接地要求272

第十节 在配电侧并网的太阳能光伏发电系统的设计273

一、BIPV的建筑形式273

二、BIPV的专用太阳能电池组件273

三、BIPV对太阳能电池组件提出的一些特殊要求274

四、开展BIPV应当注意的几个问题276

五、BIPV的电气连接方式277

第十一节 太阳能光伏水泵系统的设计279

一、太阳能光伏水泵的基本概念279

二、太阳能光伏水泵的设计步骤280

第十二节 太阳能路灯（庭院灯）的设计283

一、太阳能路灯（庭院灯）的容量设计283

二、电光源的选型283

三、控制器的选型285

参考文献286

第九章 太阳能光伏发电系统操作使用与管理维护287

第一节 太阳能光伏发电系统操作使用287

一、光伏电站供电的操作使用287

二、启动柴油发电机组补充充电的操作使用288

第二节 太阳能光伏发电系统管理维护288

一、独立型太阳能光伏电站管理288

二、太阳能电池方阵维护管理289

三、蓄电池组维护管理290

四、逆变器维护管理293

五、配电柜和测量控制柜的维护管理294

参考文献294

第十章 中国典型太阳能光伏发电工程简介295

第一节 深圳国际园林花卉博览园1MW并网型太阳能光伏发电系统295

一、工程简述295

二、系统设计与安装295

三、工程关键器件与设备的选型297

四、工程设计建设中的几个技术亮点297

五、工程的节能减排效益298

第二节 国家体育场（鸟巢）100kW并网型太阳能光伏发电系统298

一、项目概况298

二、工程设计安装中的技术新亮点298

第三节 “世界屋脊”西藏阿里地区独立型太阳能光伏发电工程300

一、革吉县10kW光伏试验示范电站300

二、门士煤矿太阳能卫星电视收转站及电视差转台302

三、改则县20kW光伏试验示范电站303

第四节 北京市延庆县太阳能光伏照明工程304

一、项目概况304

二、太阳能路灯和庭院灯（村庄灯）的系统设计和部件选型305

三、太阳能路灯和庭院灯的安装与施工308

四、太阳能路灯和庭院灯工程的管理和质量控制308

五、太阳能路灯和庭院灯的管理维护309

第五节 慈溪市天和家园住宅小区43kW屋顶并网型太阳能光伏发电示范工程311

一、项目概况311

二、光伏系统太阳能电池组件的配置及方阵的构建311

三、光伏系统的串接312

四、太阳能光伏发电系统负载的选择314

五、防雷保护315

参考文献316