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第1章 太阳光的特性1

1.1 波粒二象性1

1.2 黑体辐射1

1.3 太阳及其辐射2

1.4 太阳的辐射2

1.5 直接辐射和漫射4

1.6 温室效应5

1.7 太阳的视运动5

1.8 日照数据及估算7

1.8.1 地外辐射7

1.8.2 在水平面上的陆地全局辐射7

1.8.3 全局辐射与漫射成分11

1.8.4 落在倾斜表面上的辐射13

1.9 太阳能与光伏学16

习题16

第2章 半导体与P-N结17

2.1 半导体17

2.1.1 化学键模型17

2.1.2 能带模型17

2.1.3 掺杂18

2.2 半导体的种类18

2.2.1 单晶硅（sc-Si）19

2.2.2 多晶硅（mc-Si）19

2.2.3 非晶硅（a-Si）19

2.2.4 薄膜晶体硅19

2.3 光的吸收20

2.4 复合21

2.5 P-N结21

习题22

第3章 太阳能电池的特性23

3.1 光照的影响23

3.2 光谱响应25

3.3 温度的影响26

3.4 寄生电阻的影响27

习题29

第4章 太阳能电池特性和设计30

4.1 效率30

4.2 光学损失30

4.3 复合损失32

4.4 顶电极设计34

4.4.1 体电阻率和方块电阻34

4.4.2 栅线间隔35

4.4.3 其他损失35

4.5 实验室电池与工业要求的对比37

4.6 激光刻槽—埋栅太阳能电池37

习题39

第5章 光伏电池的互联和组件的装配40

5.1 组件和电路设计40

5.2 相同特性的电池40

5.3 非相同特性的电池40

5.4 非相同特性的电池组件41

5.5 热点过热42

5.6 组件构造44

5.7 抗候性45

5.8 温度因素45

5.9 电绝缘47

5.10 机械保护48

5.11 降格与失效48

5.12 物化能量和生命周期的问题50

习题51

第6章 独立光伏系统的结构52

6.1 引言52

6.2 独立光伏系统设计53

6.3 电池组件54

6.4 蓄电池55

6.4.1 电池种类55

6.4.2 应用55

6.4.3 要求55

6.4.4 效率56

6.4.5 额定功率和容量56

6.4.6 放电深度56

6.5 铅酸蓄电池56

6.5.1 类型56

6.5.2 极板材料57

6.5.3 充电57

6.5.4 效率58

6.5.5 工业标准和分类58

6.6 其他蓄电池设备58

6.6.1 镍镉蓄电池58

6.6.2 镍氢蓄电池59

6.6.3 可充电碱性锰蓄电池59

6.6.4 锂离子和锂聚合物蓄电池59

6.6.5 氧化还原蓄电池60

6.6.6 超级电容器60

6.7 功率调节与控制60

6.7.1 二极管60

6.7.2 稳压器60

6.7.3 逆变器63

6.8 系统平衡器件64

6.8.1 电路布线64

6.8.2 过流保护65

6.8.3 开关65

6.8.4 连接器65

6.8.5 接地66

6.8.6 雷电防护66

6.8.7 计量和警报66

6.8.8 蓄电池保护和安全标识66

6.8.9 电子元器件的保护67

6.8.10 组件支架67

习题70

第7章 独立光伏系统设计71

7.1 引言71

7.2 系统利用率71

7.3 混合系统72

7.4 光伏系统的简易设计方法73

7.5 圣第亚国家实验室的方法74

7.6 《澳大利亚标准AS4509.2》75

7.7 系统设计软件76

习题76

第8章 光伏的特殊应用78

8.1 引言78

8.2 空间应用78

8.3 海洋航行辅助78

8.4 无线电通信79

8.4.1 便携式光伏电源79

8.4.2 无线电话服务80

8.4.3 手机网络80

8.4.4 光纤网络81

8.5 阴极保护81

8.5.1 系统尺寸81

8.5.2 控制器82

8.5.3 电源供应系统82

8.6 水泵84

8.7 室内使用的消费光伏产品87

8.8 电池充电器87

8.9 发展中国家的光伏发电87

8.10 冷藏88

8.11 光伏动力运输89

8.12 太阳能汽车90

8.13 照明91

8.14 远程监测92

8.15 直接驱动的应用92

8.16 电力防护栅栏93

习题93

第9章 偏远地区供电系统95

9.1 家用电力系统95

9.1.1 交流或直流的选择96

9.1.2 电器用品97

9.1.3 用户用电指导99

9.1.4 光伏—柴油／汽油混合发电系统100

9.1.5 柴油发电机101

9.1.6 汽油发电机102

9.1.7 混合系统设计102

9.2 RAPS系统成本104

9.3 便携式RAPS系统104

9.3.1 边远地区原住居民用便携系统104

9.3.2 太阳能集成屋105

9.3.3 Stationpower？105

9.4 可靠性和维护106

9.5 政府援助计划106

习题107

第10章 并网光伏系统108

10.1 引言108

10.2 光伏系统在建筑上的应用108

10.2.1 太阳能板的安装109

10.2.2 逆变器110

10.2.3 本地存储111

10.2.4 系统规模和经济分析112

10.2.5 其他方面113

10.3 光伏在公共电网中的应用113

10.4 光伏集中发电站的设计114

10.5 安全116

10.6 光伏发电的价值118

10.6.1 能源效益118

10.6.2 产能信用度119

10.6.3 分布优势119

10.6.4 实例1：加利福尼亚，科尔曼配电支线1103120

10.6.5 实例2：澳大利亚，卡尔巴里122

10.7 国际光伏市场122

10.7.1 美国122

10.7.2 日本124

10.7.3 欧洲125

10.7.4 印度126

10.7.5 中国126

10.7.6 澳大利亚126

习题127

第11章 光伏水泵系统129

11.1 引言129

11.2 系统布局129

11.3 水泵131

11.3.1 离心泵132

11.3.2 容积泵133

11.4 电动机135

11.4.1 引言135

11.4.2 直流电动机136

11.4.3 交流电动机138

11.4.4 电动机耗损139

11.4.5 集成泵／电动机机械139

11.5 功率调节电路139

11.6 蓄电池／充电电池142

11.7 阵列线路布线与安装143

11.7.1 阵列布线143

11.7.2 组件安装143

习题144

第12章 光伏水泵系统设计145

12.1 引言145

12.2 系统设计的基本步骤145

12.3 直接耦合系统的设计146

附录A 标准AM0与AM1.5光谱149

附录B 计算太阳位置的公式154

附录C 特征日期与日偏角156

附录D 部分日照数据来源157

附录E 工业标准162

附录F 水泵的可选动力来源182

附录G 独立光伏系统设计186

附录H 光伏供电的水泵系统设计192

索引203

参考文献215