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| 內容簡介： |
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本书按照光伏发电系统的组成结构，系统、全面地介绍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；太阳能光伏电池及其电池组件的原理、结构与制造工艺；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装置的结构、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，并以数字资源形式给出设计、计算题参考答案，光伏发电技术基础实验、教学课件、教学大纲等，方便教学。本书作为高等院校新能源科学与工程、电气工程及其自动化等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。
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| 目錄：
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第1章太阳能光伏发电系统概论 1
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 2
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 5
1.3.1 太阳能光伏发电系统的组成 5
1.3.2 太阳能光伏发电技术的应用与发展历程 9
1.3.3 光伏发电技术课程的知识结构 16
思考题与习题 16
第2章太阳与太阳能 17
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 地球的纬度与经度 19
2.2.2 太阳与地球的位置关系 20
2.2.3 地球绕太阳的运行规律 21
2.2.4 太阳的视运动 22
2.2.5 太阳高度角、方位角、日照时间的计算 23
2.3 太阳能 27
2.3.1 太阳辐射能* 27
2.3.2 太阳辐射光谱* 28
2.3.3 到达地球表面上的太阳辐射能 28
2.3.4 我国的太阳能资源 31
思考题与习题 34
第3章太阳能光伏电池 35
3.1 太阳能光伏发电原理 35
3.1.1 半导体基础知识 35
3.1.2 p-n结 40
3.1.3 光伏效应 41
3.1.4 太阳能电池的结构和性能 42
3.2 太阳能电池材料制备* 45
3.2.1 硅材料的优异性能 45
3.2.2 硅材料的制备* 46
3.3 太阳能电池制造工艺 50
3.3.1 硅片的加工 50
3.3.2 硅太阳能电池的制造 51
3.3.3 新型太阳能电池简介* 56
3.4 太阳能电池组件的封装 63
3.4.1 太阳能电池组件设计 63
3.4.2 太阳能电池组件的封装结构 65
3.4.3 太阳能电池组件封装材料* 66
3.4.4 太阳能电池组件封装工艺 70
3.4.5 太阳能电池组件的技术要求和检验测试 73
3.5 太阳能电池方阵的设计 75
3.5.1 太阳能电池方阵的组成 75
3.5.2 太阳能电池方阵组合的计算 80
思考题与习题 81
第4章光伏蓄电池 83
4.1 光伏蓄电池概述 83
4.1.1 蓄电池简介 83
4.1.2 铅酸蓄电池的基本概念 84
4.2 铅酸蓄电池的结构和工作原理 85
4.2.1 铅酸蓄电池的结构 85
4.2.2 铅酸蓄电池的工作原理 86
4.2.3 铅酸蓄电池的分类和命名 88
4.2.4 蓄电池的性能参数 90
4.3 VRLA蓄电池的充、放电特性 97
4.3.1 VRLA蓄电池的充电特性 97
4.3.2 VRLA蓄电池的放电特性 102
4.4 VRLA蓄电池的使用与维护 103
4.4.1 VRLA蓄电池的安装 104
4.4.2 VRLA蓄电池的正确使用 106
4.4.3 VRLA蓄电池的维护 109
4.5 其它储能电池及器件简介* 112
4.5.1 碱性蓄电池 112
4.5.2 锂电池 113
4.5.3 超级电容器 115
思考题与习题 119
第5章光伏控制器 121
5.1 光伏控制器概述 121
5.1.1 光伏控制器的基本概念 121
5.1.2 光伏控制器的主要功能 121
5.2 光伏控制器的基本原理 122
5.2.1 蓄电池充电控制基本原理 122
5.2.2 蓄电池过放电保护基本原理 123
5.3 蓄电池充、放电技术 125
5.3.1 VRLA蓄电池充电器 125
5.3.2 VRLA蓄电池充电控制技术 126
5.3.3 VRLA蓄电池温度补偿技术 128
5.4 光伏控制器的电路原理 129
5.4.1 光伏控制器的分类 129
5.4.2 光伏控制器的电路原理 129
5.5 光伏控制器的选用 142
5.5.1 光伏控制器的主要性能特点 142
5.5.2 光伏控制器的主要技术参数 143
5.5.3 光伏控制器的配置选型 144
思考题与习题 145
第6章光伏逆变器 146
6.1 光伏逆变器概述 146
6.1.1 光伏逆变器的分类 146
6.1.2 光伏逆变器的电路构成 146
6.1.3 光伏逆变器的主要元器件 147
6.2 光伏逆变器的电路原理 147
6.2.1 单相逆变器电路原理 147
6.2.2 三相逆变器电路原理 150
6.2.3 并网逆变器的技术要求和电路原理 152
6.3 光伏逆变器的技术参数与选用 156
6.3.1 光伏逆变器的主要性能特点 156
6.3.2 光伏逆变器的主要技术参数 157
6.3.3 光伏逆变器的选用 158
6.3.4 光伏逆变器产品简介 160
6.4 光伏逆变器的操作与维护 161
6.4.1 逆变器的操作要点 161
6.4.2 逆变器的维护检修 162
思考题与习题 162
第7章太阳能光伏发电系统应用技术 163
7.1 太阳能光伏发电系统的组成和分类 163
7.1.1 太阳能光伏发电系统的组成 163
7.1.2 太阳能光伏发电系统的分类 164
7.2 太阳能光伏发电系统的设计 164
7.2.1 独立光伏发电系统 164
7.2.2 并网光伏发电系统 166
7.2.3 太阳能光伏发电系统的设计 169
7.3 太阳能光伏发电系统的安装调试 174
7.3.1 太阳能光伏发电系统的安装施工 174
7.3.2 太阳能光伏发电系统的检查测试 187
7.3.3 太阳能光伏发电系统逆变器的调试 190
7.4 太阳能光伏发电系统的维护管理 192
7.4.1 太阳能光伏发电系统的运行维护 192
7.4.2 太阳能光伏发电系统的故障排除 194
7.5 太阳能光伏发电的应用 196
7.5.1 太阳能光伏发电技术的应用优势 196
7.5.2 太阳能光伏发电技术的应用实例 197
思考题与习题 203
第8章风光互补发电系统*
8.1 风力发电系统的组成 205
8.1.1 风力发电机组 205
8.1.2 其它设备 211
8.1.3 垂直轴风力发电机简介 212
8.2 风光互补发电系统及其组成 212
8.2.1 风光互补控制器 213
8.2.2 风光互补发电系统的特点 214
8.3 风光互补发电系统的设计和安装 215
8.3.1 风光互补发电系统的设计 215
8.3.2 风力发电机位置的选择 216
8.3.3 光伏场地的选址 219
8.3.4 风光互补发电系统的安装 219
8.4 风光互补发电系统调试运行 221
8.4.1 风力发电机组的调试 221
8.4.2 光伏系统的调试 221
8.4.3 风光互补发电系统的运行 222
8.5 风光互补发电系统的维护保养 222
8.5.1 小型风力发电机的维护保养 222
8.5.2 光伏方阵的维护 222
8.5.3 控制逆变器维护 222
8.5.4 蓄电池的维护保养 223
8.5.5 常见故障及排除 223
8.5.6 风光互补发电系统应用 224
思考题与习题 226
部分参考答案 338
参考文献 341
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| 內容試閱：
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第二版前言
面对全球环境污染日益严重和化石能源逐渐枯竭的危机，减少温室气体的排放，大力发展可再生能源，在能源消费领域走可持续发展道路，已经成为全球的共识。2015年12月，《联合国气候变化框架公约》近200个缔约方，在巴黎气候变化大会上一致同意通过的《巴黎协定》，已经在2016年11月4日生效，这体现了世界各国的共同决心。
太阳能光伏发电是可再生能源的重要组成部分，近年来光伏发电行业得到了迅速的发展。太阳能电池的转换效率不断刷新纪录，新型太阳能电池陆续涌现，光伏组件产量屡创新高，价格大幅度下降，2020年我国光伏发电上网电价已与常规火电价格相当，光伏应用领域不断扩大。中国光伏行业协会数据显示，2020 年，全球光伏市场新增装机量为 138.2GW，2007—2020 年间新增装机容量复合增长率达到了33.87%；截至 2020 年底，全球累计光伏发电装机总量达到了760.4GW。
近年来，我国的光伏产业规模迅速扩大，产业链主要环节市场占有率稳居全球首位。2010年，我国太阳能光伏电池产量达5635MW，占全球的40％以上，已成为太阳能光伏制造大国。2021年全国光伏发电累计装机容量达到308GW，同比增长21.8%；全国光伏发电量达3259亿千瓦时，同比增长25.1%，约占全国全年总发电量的4.0%；光伏组件产量182GW，同比增长46.1%。2020年12月12日，我国领导人在世界气候雄心峰会上承诺：中国在2030年，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上，为全球应对气候变化做出重要贡献。
编者结合光伏发电工程实际和多年的教学经验，按照光伏发电系统的组成结构，系统、全面地介绍太阳能光伏发电的基础知识与应用技术。本书自2012年第一版出版以来，因特色鲜明、教学实用性和工程应用性强，深受高校师生和工程技术人员的喜爱和认可，因使用面广、发行量大、使用效果好，2015年荣获中国石油和化学工业优秀出版物奖·教材一等奖。编者对此谨表感谢！
随着光伏发电技术的发展和现代教学方法的改进，以及第一版读者的反馈意见，编者对本书内容做了适当修订，以期提高本书质量水平，使之更加适合目前教学实际。
本次修订在全书整体结构基本保持不变的情况下，对大多数内容进行了精细化处理，并进一步优化教材体系，更新教材内容，删除部分较陈旧内容，增加新技术，如新型光伏电池、MPPT、新型储能电池及器件、热斑效应、孤岛效应、工程应用技术等。图表和文字编排也进一步优化。
同时，为了适应MOOC、翻转课堂等现代教学方式方法改革的需要，充分利用现代信息技术，本书配套了丰富多样的富媒体数字资源（读者可登陆www.cipedu.com.cn注册后下载使用），便于读者线上线下、课前课后学习，提高实用性和便利性，使读者能深入地掌握太阳能光伏发电技术的基本原理及其实际应用的基本技能。主要资源如下：
（1）设计制作了丰富多彩的富媒体教学课件，主要包括：课程内容提要及基本要求、知识点学习、相关知识与技术的拓展、工程应用实例等；
（2）配套光伏发电实验指导、课程教学相关资料和课程解题指导供任课教师参考。
本书中带的章节可根据不同的专业或学时作为选讲或自学内容，不影响课程内容的基本结构体系和教学的基本要求。本课程教学参考学时：40～48学时，其中讲课34～40学时，实验6～8学时。
本版由何道清、何涛、邓勇修订而成。鉴于编者水平有限，书中难免疏漏和不妥之处，恳请读者批评指正。
编者
2023年5月
第一版前言
随着世界人口的持续增长和经济的不断发展，有限的化石能源的消耗量逐年增大，由此导致世界能源危机日益加剧，自然生态环境日趋恶化，同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。为了保持社会的不断进步和经济的持续发展，寻求新能源成为全世界关注的焦点。太阳能光伏发电是利用半导体材料的光生伏特效应将光能直接转变为电能的一种发电技术，发电过程简单，没有机械转动部件，不消耗燃料，不排放包括温室气体在内的任何物质，无噪声、无污染；太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此，与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比，光伏发电是一种最具可持续发展理想特征（最丰富的资源和最洁净的发电过程）的可再生能源发电技术。充分开发和利用太阳能资源，发展光伏发电产业，对于节约常规能源、保护自然环境、促进经济稳定持续发展都有着极为重要的现实意义和深远的历史意义。我国的太阳能资源丰富，为太阳能的利用创造了有利条件。根据太阳能的特点和实际应用的需要，我国政府一直把研究开发太阳能技术列入国家科技攻关计划，大大推进了我国太阳能产业的发展。进入21世纪，我国太阳能光伏技术在研究开发、商业化生产、市场开拓等方面都获得了长足的发展，现已成为高速、稳定发展的国家战略性新兴产业之一。2010年我国光伏产业位居世界第一，太阳能光伏电池总产量约5635MW，占全球总产量的40%以上。
本书根据编者的教学经验，结合光伏发电工程实际，参考大量光伏发电技术著作和文献，从教学实际出发，按照光伏发电系统的组成结构，较系统、全面地介绍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。并且，从中小型光伏发电系统实际应用出发，对太阳能、风能互补发电系统的结构、原理与应用作了简要介绍。
本书由何道清、何涛、丁宏林编写，王昌国审。在编写过程中，力求做到取材广泛、知识体系科学合理、概念清楚、深入浅出、通俗易懂、便于学习。并注重理论与工程实际相结合，尽可能反映太阳能光伏发电系统与应用技术的发展水平。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。书中带的章节，可根据不同的专业或学时作为选讲或自学内容。
本书配有内容丰富的电子课件可免费赠送给采用本书作为教材的院校使用，如有需要，请发邮件至cipedu@163.com索取。
鉴于编者水平有限，恳请读者对书中不妥之处给予批评指正。
编者
2012年3月
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