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第1章 总论1

1.1能源与需求1

1.2能源与环境1

1.3世界能源资源的可开采年数2

1.4太阳能3

1.5太阳能利用的形式3

1.6太阳能发电4

1.7太阳能发电的现状4

1.8太阳能发电的未来6

第2章 太阳能9

2.1太阳能资源9

2.2太阳能量的衰减9

2.3地表面太阳能量的分布10

2.4直达日照、散乱日照与全天日照12

2.5日照诸量13

2.6太阳光频谱14

2.7各种太阳电池的分光感度特性15

2.8日照量的分布16

2.9太阳能的利用18

第3章 太阳电池19

3.1太阳电池的特点19

3.2太阳电池的发电原理及构造20

3.3太阳电池的种类22

3.3.1单晶硅太阳电池24

3.3.2多晶硅太阳电池25

3.3.3非晶硅太阳电池25

3.3.4化合物太阳电池26

3.3.5有机太阳电池29

3.3.6薄膜太阳电池35

3.3.7透明太阳电池36

3.3.8积层太阳电池37

3.3.9球状太阳电池39

3.3.10量子点太阳电池41

3.4太阳电池的特性45

3.4.1太阳电池的输入输出特性45

3.4.2太阳电池的分光感度特性48

3.4.3太阳电池的照度特性50

3.4.4太阳电池的温度特性50

3.5太阳电池的制造方法51

3.5.1单晶硅太阳电池的制造方法51

3.5.2多晶硅太阳电池的制造方法52

3.5.3非晶硅太阳电池的制造方法53

3.5.4化合物半导体太阳电池的制造方法53

3.5.5有机薄膜太阳电池的制造方法54

第4章 太阳电池组件56

4.1太阳电池芯片、组件56

4.2太阳电池组件及其构造57

4.2.1背面衬底型组件57

4.2.2表面衬底型组件57

4.2.3填充型组件58

4.2.4衬底一体表面衬底型组件58

4.3太阳电池组件的种类59

4.3.1一般常用型直流出力太阳电池组件59

4.3.2建材一体型太阳电池组件59

4.3.3采光型太阳电池组件66

4.3.4新型太阳电池组件67

4.4建材一体型太阳电池组件的应用71

4.4.1太阳能光伏系统在住宅方面的应用71

4.4.2太阳能光伏系统在公共设施方面的应用72

第5章 太阳能光伏系统概要75

5.1太阳能光伏系统的种类及用途75

5.2独立系统76

5.2.1独立系统的用途77

5.2.2独立系统的构成及种类77

5.3并网系统79

5.3.1有反送电并网系统79

5.3.2无反送电并网系统79

5.3.3切换型并网系统80

5.3.4独立运行切换型太阳能光伏系统（防灾型）80

5.3.5直、交流并网型太阳能光伏系统81

5.3.6地域并网型太阳能光伏系统82

5.3.7太阳能直流系统84

5.4混合系统86

5.4.1光、热混合太阳能系统87

5.4.2太阳能光伏、燃料电池系统87

5.5储能系统88

5.5.1储能问题88

5.5.2电能供求关系89

5.5.3储能方式91

5.5.4蓄能系统93

5.6小规模新能源电力系统96

5.7聚光式太阳能光伏系统97

5.7.1聚光比与转换效率97

5.7.2聚光式太阳电池的构成及发电原理98

5.7.3聚光式太阳能光伏系统的特点99

5.7.4跟踪式太阳能光伏系统99

5.7.5聚光式太阳能光伏系统的应用100

第6章 太阳能光伏系统的基本构成102

6.1太阳能光伏系统的特点102

6.2太阳能光伏系统的基本构成102

6.3太阳电池芯片、组件及方阵104

6.3.1太阳电池芯片104

6.3.2太阳电池组件104

6.3.3太阳电池方阵104

6.3.4太阳电池方阵的电路构成105

6.4功率控制器106

6.4.1逆变器107

6.4.2逆变器的绝缘方式116

6.4.3滤波器118

6.4.4系统并网保护装置119

6.4.5孤岛运行检测119

6.4.6升压式功率控制器123

6.4.7多功能功率控制器124

6.5其他设备124

第7章 太阳能光伏系统的设计127

7.1太阳能光伏系统设计的诸因数127

7.1.1太阳能光伏系统设计时的调查127

7.1.2太阳能光伏系统设置的用途、负载情况127

7.1.3系统的类型、构成的选定128

7.1.4设置场所、设置方式的选定128

7.1.5太阳电池的方位角、倾斜角的选定129

7.1.6可设置的面积129

7.1.7太阳电池方阵的设计130

7.2太阳能光伏系统的设计步骤130

7.3太阳能光伏系统设计方法概要131

7.3.1参数分析法131

7.3.2计算机仿真法134

7.4独立型太阳能光伏系统的设计137

7.4.1使用参数分析法设计独立型太阳能光伏系统137

7.4.2使用计算机仿真方法设计独立型太阳能光伏系统145

7.5住宅用太阳能光伏系统的设计147

7.5.1设计步骤147

7.5.2设计条件148

7.5.3太阳电池方阵的设计148

7.6太阳能光伏系统成本核算149

第8章 太阳能光伏系统的应用151

8.1民用太阳能光伏系统151

8.1.1太阳能计算器151

8.1.2太阳能钟表152

8.1.3太阳能充电器153

8.1.4交通指示用太阳能光伏系统154

8.1.5防灾、救助太阳能光伏系统154

8.1.6其他应用155

8.2住宅用太阳能光伏系统155

8.3大楼用太阳能光伏系统156

8.4集中并网型太阳能光伏系统158

8.5大型太阳能光伏系统的应用158

第9章 智能系统160

9.1智能电表160

9.1.1智能电表160

9.1.2智能电表的构成160

9.1.3智能电表的功能161

9.1.4智能电表的应用161

9.2智能房162

9.2.1智能房162

9.2.2智能房的构成162

9.2.3智能房的功能162

9.2.4智能房的应用163

9.3智能微网163

9.3.1智能微网的构成164

9.3.2智能微网的特点164

9.3.3智能微网的应用165

9.4智能电网165

9.4.1智能电网165

9.4.2智能电网构成166

9.4.3智能电网的特点167

9.4.4智能电网的应用168

9.5智能城市169

9.5.1智能城市169

9.5.2智能城市的构成169

9.5.3智能城市的应用169

第10章 太阳能光伏系统的安装170

10.1太阳电池的设置场所、安装方法概要170

10.2住宅用太阳能光伏系统屋顶安装方法170

10.2.1屋顶安装型太阳电池方阵170

10.2.2拉紧固定线方式171

10.2.3支撑金具方式172

10.2.4建材一体型太阳电池组件的安装方法172

10.3电气设备的安装、配线以及接地173

10.3.1电气设备的安装173

10.3.2太阳电池组件与功率控制器之间的配线174

10.3.3功率控制器与分电盘之间的配线175

10.3.4太阳电池方阵的检查175

10.3.5接地施工175

10.3.6防雷措施175

第11章 太阳能光伏系统的试验与故障诊断177

11.1太阳能光伏系统的检查种类177

11.2太阳能光伏系统的检查177

11.3太阳能光伏系统的试验方法178

11.3.1绝缘电阻试验178

11.3.2绝缘耐压试验180

11.3.3接地电阻试验180

11.3.4太阳电池方阵的出力试验180

11.3.5系统并网保护装置试验181

11.4.太阳能光伏系统的故障诊断181

11.4.1太阳能光伏系统常见故障181

11.4.2故障诊断方法183

11.4.3故障诊断事例184

第12章 太阳能发电的课题与展望186

12.1太阳电池186

12.2功率控制器188

12.3太阳能光伏系统188

12.4储能系统190

12.5太阳能光伏系统出力预测190

12.6产能、蓄能和节能191

12.7智能系统191

12.8地球规模的太阳能光伏系统191

12.9宇宙太阳能光伏系统193

索 引194

参考文献200