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上篇 基础篇2

第1章 太阳辐射能2

1.1太阳辐射能的源泉2

1.1.1太阳的构造3

1.1.2太阳辐射的起源4

1.1.3太阳与地球5

1.2地球上的太阳能8

1.2.1地球大气层上界的太阳能9

1.2.2地球表面上的太阳能10

1.3斜面上的太阳辐射能13

1.3.1斜面上的太阳总辐照度13

1.3.2水平面上太阳辐射转化成斜面上太阳辐射16

1.4太阳辐射的测量和资源计算17

1.4.1太阳辐射测量和标准17

1.4.2太阳能资源计算与分区22

参考文献25

第2章 太阳能光伏发电系统概要26

2.1太阳能光伏发电系统的工作原理及分类26

2.2太阳能光伏发电系统的组成28

2.2.1独立型光伏发电系统28

2.2.2并网型光伏发电系统31

2.3太阳能光伏发电系统的应用34

2.3.1光伏发电系统大规模应用的条件34

2.3.2光伏发电系统的应用分类36

2.3.3光伏发电系统应用的前景38

参考文献42

第3章 太阳能光伏发电系统的设计原理和方法43

3.1参数分析法44

3.1.1基本公式44

3.1.2设计参数的定义47

3.2 LOLP法49

3.2.1 LOLP法的思路和特点49

3.2.2 LOLP法的基本公式49

3.2.3 LOLP法参数的确定方法50

3.2.4 LOLP法的计算流程50

3.3模拟法51

3.3.1模拟法的思路51

3.3.2光伏系统构成部件的模拟基本公式52

参考文献56

第4章 太阳能光伏发电系统的设计57

4.1独立光伏发电系统的设计57

4.1.1独立光伏发电系统的容量设计57

4.1.2逆变器、控制器的选配62

4.1.3独立光伏发电系统设计的验证66

4.2大型集中式并网光伏电站的设计71

4.2.1项目前期工作72

4.2.2大型集中式并网光伏电站的配置73

4.2.3电站直流发电系统设计75

4.2.4并网逆变器的选配85

4.2.5光伏电站交流电气系统设计87

4.2.6电气二次部分88

4.2.7光伏电站的监控系统设计方案90

4.2.8光伏电站的防雷接地95

4.2.9发电量计算与节能减排效益98

4.3屋顶并网光伏发电系统的设计98

4.3.1系统分类98

4.3.2 BIPV系统设计99

4.3.3 BIPV设计要点102

4.3.4 BIPV对太阳电池组件提出的一些特殊要求103

4.3.5 BIPV的电气连接方式105

4.3.6 BIPV设计及安装实例106

4.4光伏系统设计软件——RETScreen使用方法简介108

参考文献113

第5章 太阳电池、组件及方阵114

5.1太阳电池114

5.1.1太阳电池及其分类114

5.1.2太阳电池的工作原理及基本特性116

5.1.3晶体硅太阳电池的制造140

5.1.4薄膜太阳电池149

5.1.5聚光太阳电池162

5.2太阳电池组件及方阵162

5.2.1 太阳电池组件162

5.2.2太阳电池方阵167

参考文献172

第6章 储能装置173

6.1概述173

6.1.1储能的必要性及意义173

6.1.2储能的定义及分类174

6.2储能蓄电池组174

6.2.1铅酸蓄电池的结构及工作原理174

6.2.2电解液的配制177

6.2.3蓄电池的安装178

6.2.4蓄电池的充电179

6.2.5固定型铅酸蓄电池的管理和维护180

6.2.6后记184

6.3飞轮储能185

6.3.1飞轮储能简介185

6.3.2飞轮储能装置186

6.3.3飞轮储能特性191

6.4电化学电容器194

6.4.1定义和类别194

6.4.2超级电容器194

6.5压缩空气储能197

6.6超导储能199

6.7抽水蓄能201

6.8其他储能电池201

6.8.1锂离子电池201

6.8.2液流电池202

6.8.3熔融盐电池203

6.8.4镍氢电池203

6.8.5金属-空气电池203

6.8.6燃料电池203

参考文献204

第7章 控制器205

7.1光伏系统控制器的特点和主要功能205

7.1.1特点205

7.1.2主要功能206

7.2充电、放电控制器210

7.2.1充电控制210

7.2.2放电保护214

7.2.3具有特殊功能的电压调节器216

7.3带微处理器的系统控制器219

7.3.1充电控制219

7.3.2太阳电池阵列光伏特性的检测及微机系统219

7.3.3系统功能220

7.4光伏电站用直流控制柜221

7.4.1主要参数和技术指标222

7.4.2机柜面板和内部布局222

7.4.3工作原理223

7.4.4机柜安装223

7.4.5操作使用224

7.4.6与微机监控系统的连接调试225

7.4.7故障的检查处理226

7.5最大功率跟踪控制器227

7.5.1 恒压控制228

7.5.2最大功率跟踪控制229

参考文献232

第8章 DC-AC逆变器233

8.1逆变器分类及主要功能233

8.1.1逆变器分类233

8.1.2逆变器主要功能233

8.2逆变器的技术要求及性能指标236

8.2.1逆变器技术要求236

8.2.2逆变器性能指标236

8.3离网逆变器的结构和工作原理238

8.3.1离网逆变器的结构及选用238

8.3.2正弦波逆变器的工作原理239

8.4并网逆变器的结构及工作原理247

8.4.1两级式逆变器的结构及原理247

8.4.2单级并网型逆变器250

8.4.3并网逆变器的孤岛检测技术250

8.4.4并网逆变器的低电压穿越255

8.5逆变器的发展沿革、现况和趋势256

8.5.1逆变器的发展沿革256

8.5.2逆变器的现况及趋势258

8.5.3对光伏并网逆变器拓扑的评价260

8.5.4光伏逆变器其他技术目前普遍存在的问题及发展趋势260

8.6逆变器市售产品261

参考文献266

第9章 交流配电系统267

9.1光伏电站交流配电系统的构成267

9.2光伏电站交流配电系统的主要功能和原理268

9.3对交流配电系统的主要要求269

9.3.1通用要求269

9.3.2技术要求269

9.3.3结构要求270

9.3.4交流配电柜的保护功能270

9.4高压配电系统271

9.5 JKJP-60k-30CH交流配电柜的操作使用271

9.5.1主要参数和技术指标271

9.5.2机柜面板和内部布局272

9.5.3工作原理和防雷保护273

9.5.4机柜安装274

9.5.5操作使用274

9.5.6与微机监控系统的连接调试275

9.5.7故障判断276

9.5.8注意事项276

参考文献277

第10章 配套系统工程设备278

10.1整流充电设备278

10.1.1整流充电设备的组成、分类和特点278

10.1.2整流充电的工作原理278

10.1.3整流充电设备的安装调测281

10.1.4整流充电设备的操作和使用283

10.1.5整流充电设备的维护和保养284

10.2柴油发电机组285

10.2.1柴油发电机组的特点和组成285

10.2.2柴油发电机组的操作使用与维修保养286

10.2.3柴油发电机组常见故障的处理方法290

10.3低压架空配电线路296

10.3.1结构与组成296

10.3.2运行管理299

10.4微机监控系统301

10.4.1微机监控系统功能与结构301

10.4.2硬件系统301

10.4.3软件系统302

10.4.4可靠性设计303

10.4.5微机监控系统实例304

10.5接地和防雷311

10.5.1接地311

10.5.2防雷及防雷设备313

10.6电力线缆及其选择315

10.6.1按机械强度条件选择导线截面积315

10.6.2按导线载流量条件选择导线截面积315

10.6.3按电压损失选择导线截面积316

10.6.4按短路条件选择导线截面积319

10.6.5按经济电流密度选择导线截面积321

10.6.6线路选择条件分析321

10.6.7保护线的选择322

10.7电力变压器及其选择323

10.7.1常用电力变压器的种类和容量系列323

10.7.2变压器容量与数量的选择原则323

参考文献324

下篇 应用篇326

第11章 独立光伏发电系统326

11.1西藏双湖光伏电站系统工程案例326

11.1.1双湖光伏电站设计的基本指导思想327

11.1.2双湖特别行政区的地理概况及基本气象资料327

11.1.3双湖城镇1993年供、用电负荷实况及1995年负荷预测328

11.1.4双湖光伏电站的技术及工程设计329

11.1.5双湖25kW光伏电站的运行状况及技术创新和特色335

11.1.6双湖光伏电站技术经济性能分析335

11.2点亮乡村之光——“送电到乡“工程概况337

11.2.1“送电到乡”工程的背景337

11.2.2“送电到乡“工程的建设情况338

11.2.3“送电到乡”工程部分光伏电站图文介绍339

参考文献344

第12章 并网光伏发电系统345

12.1蚌埠曹山2MWp非晶硅薄膜并网光伏示范电站345

12.1.1项目概况345

12.1.2项目总图345

12.1.3关键设备和技术345

12.1.4安装及调试过程中的技术问题350

12.1.5电站性能参数测试及分析351

12.2深圳国际园林花卉博览园1 MWp并网光伏发电系统357

12.2.1工程简述357

12.2.2系统设计与安装357

12.2.3工程关键器件与设备的选型358

12.2.4工程设计建设中的几个技术亮点358

12.2.5工程的节能减排效益360

参考文献360

第13章 光伏发电系统在农业上的应用361

13.1光电水泵系统361

13.1.1光电水泵系统简介361

13.1.2光电水泵系统的构成及各部分工作的特性361

13.1.3光电水泵系统的设计计算370

13.1.4光电水泵系统的工作特性372

13.1.5光电水泵系统的经济性375

13.1.6一种新型光伏水泵系统379

13.2太阳能杀虫灯382

13.2.1太阳能杀虫灯工作原理382

13.2.2太阳能杀虫灯的特点382

13.2.3太阳能杀虫灯的效益383

13.2.4安装注意事项384

13.2.5太阳能杀虫灯系统组成384

13.2.6日常维护和注意事项385

13.2.7存在问题及解决方法385

13.2.8应用前景386

参考文献386

第14章 光伏发电系统在工业上的应用387

14.1阴极保护电源387

14.1.1阴极保护的原理387

14.1.2光伏系统用于阴极保护的设计特点388

14.1.3设计案例390

14.2太阳能光伏发电在车船交通上的应用390

14.2.1太阳能游船390

14.2.2太阳能观光电动车394

参考文献395

第15章 太阳能电子产品396

15.1 太阳能电钟396

15.1.1太阳能电钟的特征和用途396

15.1.2太阳能电钟的工作原理396

15.1.3太阳能电钟的结构及部件396

15.2新型能源树——太阳能利用的新思路403

参考文献405