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引言1

第1章 太阳光的特性2

1.1 波粒二象性2

1.2 黑体辐射2

1.3 太阳及其辐射3

1.4 太阳的辐射3

1.5 直接辐射和漫射5

1.6 温室效应6

1.7 太阳的视运动6

1.8 日照数据及估算8

1.8.1 地外辐射8

1.8.2 在水平面上的陆地全局辐射8

1.8.3 全局辐射与漫射成分12

1.8.4 落在倾斜表面上的辐射14

1.9 太阳能与光伏学17

习题17

第2章 半导体与P-N结20

2.1 半导体20

2.1.1 化学键模型20

2.1.2 能带模型20

2.1.3 掺杂21

2.2 半导体的种类21

2.2.1 单晶硅（sc-Si）22

2.2.2 多晶硅（mc-Si）22

2.2.3 非晶硅（a-Si）22

2.2.4 薄膜晶体硅22

2.3 光的吸收23

2.4 复合24

2.5 P-N结24

习题25

第3章 太阳能电池的特性26

3.1 光照的影响26

3.2 光谱响应28

3.3 温度的影响29

3.4 寄生电阻的影响30

习题32

第4章 太阳能电池特性和设计33

4.1 效率33

4.2 光学损失33

4.3 复合损失35

4.4 顶电极设计37

4.4.1 体电阻率和方块电阻37

4.4.2 栅线间隔38

4.4.3 其他损失38

4.5 实验室电池与工业要求的对比40

4.6 激光刻槽-埋栅太阳能电池40

习题42

第5章 光伏电池的互联和组件的装配44

5.1 组件和电路设计44

5.2 相同特性的电池44

5.3 非相同特性的电池44

5.4 非相同特性的电池组件45

5.5 热点过热46

5.6 组件构造48

5.7 抗候性49

5.8 温度因素49

5.9 电绝缘51

5.10 机械保护52

5.11 降格与失效52

5.12 物化能量和生命周期的问题54

习题55

第6章 独立光伏系统的结构57

6.1 引言57

6.2 独立光伏系统设计58

6.3 电池组件59

6.4 蓄电池60

6.4.1 电池种类60

6.4.2 应用60

6.4.3 要求60

6.4.4 效率61

6.4.5 额定功率和容量61

6.4.6 放电深度61

6.5 铅酸蓄电池61

6.5.1 类型61

6.5.2 极板材料62

6.5.3 充电62

6.5.4 效率63

6.5.5 工业标准和分类63

6.6 其他蓄电池设备63

6.6.1 镍镉蓄电池63

6.6.2 镍氢蓄电池64

6.6.3 可充电碱性锰蓄电池64

6.6.4 锂离子和锂聚合物蓄电池64

6.6.5 氧化还原蓄电池65

6.6.6 大型电容器65

6.7 功率调节与控制65

6.7.1 二极管65

6.7.2 稳压器65

6.7.3 逆变器68

6.8 系统平衡器件69

6.8.1 电路布线69

6.8.2 过流保护70

6.8.3 开关70

6.8.4 连接器70

6.8.5 接地71

6.8.6 雷电防护71

6.8.7 计量和报警71

6.8.8 蓄电池保护和安全标识71

6.8.9 电子元器件的保护72

6.8.10 组件支架72

习题75

第7章 独立光伏系统设计78

7.1 引言78

7.2 系统利用率78

7.3 混合系统79

7.4 光伏系统的简易设计方法80

7.5 圣第亚国家实验室的方法81

7.6 《澳大利亚标准AS4509.2》82

7.7 系统设计软件83

习题83

第8章 光伏的特殊应用85

8.1 引言85

8.2 空间应用85

8.3 海洋航行辅助85

8.4 无线电通信86

8.4.1 便携式光伏电源86

8.4.2 无线电话服务87

8.4.3 手机网络87

8.4.4 光纤网络88

8.5 阴极保护88

8.5.1 系统尺寸88

8.5.2 控制器89

8.5.3 电源供应系统89

8.6 水泵91

8.7 室内使用的消费光伏产品94

8.8 电池充电器94

8.9 发展中国家的光伏发电94

8.10 冷藏95

8.11 光伏动力运输96

8.12 太阳能汽车97

8.13 照明98

8.14 远程监测99

8.15 直接驱动的应用99

8.16 电力防护栅栏100

习题100

第9章 偏远地区供电系统104

9.1 家用电力系统104

9.1.1 交流或直流的选择105

9.1.2 电器用品106

9.1.3 用户用电指导108

9.1.4 光伏-柴油／汽油混合发电系统109

9.1.5 柴油发电机110

9.1.6 汽油发电机111

9.1.7 混合系统设计111

9.2 RAPS系统成本113

9.3 便携式RAPS系统113

9.3.1 边远地区原住居民用便携系统113

9.3.2 太阳能集成屋114

9.3.3 Stationpower？114

9.4 可靠性和维护115

9.5 政府援助计划115

习题116

第10章 并网光伏系统119

10.1 引言119

10.2 光伏系统在建筑上的应用119

10.2.1 太阳能板的安装120

10.2.2 逆变器121

10.2.3 本地存储122

10.2.4 系统规模和经济分析123

10.2.5 其他方面124

10.3 光伏在公共电网中的应用124

10.4 光伏集中发电站的设计125

10.5 安全129

10.6 光伏发电的价值129

10.6.1 能源效益129

10.6.2 产能信用度130

10.6.3 分布优势130

10.6.4 实例1：加利福尼亚，科尔曼配电支线1103131

10.6.5 实例2：澳大利亚，卡尔巴里133

10.7 国际光伏市场133

10.7.1 美国133

10.7.2 日本135

10.7.3 欧洲136

10.7.4 印度137

10.7.5 中国137

10.7.6 澳大利亚137

习题138

第11章 光伏水泵系统144

11.1 引言144

11.2 系统布局144

11.3 水泵146

11.3.1 离心泵147

11.3.2 容积泵148

11.4 电动机150

11.4.1 引言150

11.4.2 直流电动机151

11.4.3 交流电动机153

11.4.4 电动机耗损154

11.4.5 集成泵／电动机机械154

11.5 功率调节电路154

11.6 蓄电池／充电电池157

11.7 阵列线路布线与安装158

11.7.1 阵列布线158

11.7.2 组件安装158

习题159

第12章 光伏水泵系统设计162

12.1 引言162

12.2 系统设计的基本步骤162

12.3 直接耦合系统的设计163

附录A 标准AM0与AM1.5光谱166

附录B 计算太阳位置的公式172

附录C 特征日期与日偏角174

附录D 部分日照数据来源175

附录E 工业标准180

附录F 水泵的可选动力来源201

附录G 独立光伏系统设计205

附录H 光伏供电的水泵系统设计211

索引222