描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122248831
本书是太阳能光伏发电领域重要和经典、高水平的科技图书：中国工程院院士顾国彪先生，中国科学院电工研究所肖立业所长亲自写序，大力推荐！
本书*版曾荣获“2011年度国家科学技术学术著作出版基金资助项目”，是一部全面系统、深入介绍光伏发电技术及其应用的实用技术专著和工具书。
本次全面改版，对太阳能光伏发电新技术进行了全面更新，实例更丰富，可操作性更强！
全书共分为上、下两篇，上篇为基础篇，下篇为应用篇。上篇系统阐明太阳辐射能的特点、测量和计算；光伏发电系统工作原理、构成及其分类；光伏发电系统的设计原理和方法，以及地面大型集中式并网光伏电站、屋顶并网光伏发电系统与独立光伏发电系统的设计应用；光伏发电系统构成的主要和关键部件，即太阳电池、逆变器、控制器、储能装置、直流汇流和交流配电系统以及监控测试系统、辅助电源、整流充电设备、升压变压器等辅助设备的知识。下篇则详细介绍太阳能光伏发电系统工程具体应用内容，重点介绍典型案例与分析，以飨读者。
本书是广大太阳能光伏发电设计与科研人员、生产人员、管理人员及施工建设人员的读物，也可作为高等院校相关专业师生的教学参考书。
本次全面改版，对太阳能光伏发电新技术进行了更加全面、系统的介绍，实例更丰富，技术内容更先进、更实用，可操作性更强！
第1章太阳辐射能2
1.1太阳辐射能的源泉2
1.2地球上的太阳能3
1.2.1地球大气层上界的太阳能3
1.2.2地球表面上的太阳能5
1.3斜面上的太阳辐射能8
1.3.1斜面上的太阳总辐照度8
1.3.2水平面上太阳辐射转化成斜面上太阳辐射10
1.4太阳辐射的测量和资源计算11
1.4.1太阳辐射测量和标准11
1.4.2太阳能资源计算与分区16
参考文献19
第2章太阳能光伏发电系统集成技术及应用20
2.1太阳能光伏发电系统工程20
2.1.1光伏系统工程研究的宗旨及内容20
2.1.2系统分类及配置21
2.2光伏发电系统评价指标26
2.2.1峰值日照时数与发电量计算26
2.2.2光伏发电系统性能比28
2.3光伏系统的能量回收期及CO2减排潜力28
2.3.1能量回收期(EPT)28
2.3.2光伏系统CO2减排量31
2.4光伏能源发展线路图34
2.4.1光伏发电系统的应用分类34
2.4.2光伏应用发展线路图35
参考文献38
第3章太阳能光伏发电系统的设计原理和方法39
3.1参数分析法40
3.1.1基本公式40
3.1.2设计参数的定义43
3.2LOLP法45
3.2.1LOLP法的思路和特点45
3.2.2LOLP法的基本公式45
3.2.3LOLP法参数的确定方法45
3.2.4LOLP法的计算流程46
3.3模拟法46
3.3.1模拟法的思路46
3.3.2光伏系统构成部件的模拟基本公式48
参考文献52
第4章太阳能光伏发电系统的设计53
4.1大型集中式并网光伏电站的设计53
4.1.1项目前期工作54
4.1.2大型集中式并网光伏电站的配置55
4.1.3电站直流发电系统设计56
4.1.4并网逆变器的选配68
4.1.5光伏电站交流电气系统设计72
4.1.6电气二次部分75
4.1.7光伏电站的监控系统设计方案76
4.1.8光伏电站的防雷接地81
4.2屋顶并网光伏发电系统的设计84
4.2.1屋顶光伏系统分类84
4.2.2BIPV系统设计的规定与要求85
4.2.3BIPV设计要点87
4.2.4BIPV对太阳电池组件提出的一些特殊要求89
4.2.5BIPV的电气连接方式90
4.2.6安全防火――直流故障及保护措施92
4.2.7光伏组件在建筑上的应用93
4.3独立光伏发电系统的设计97
4.3.1独立光伏发电系统的容量设计98
4.3.2逆变器、控制器的选配102
4.3.3独立光伏发电系统设计的验证107
4.4光伏系统设计软件112
参考文献117
第5章太阳电池、组件及方阵118
5.1太阳电池118
5.1.1太阳电池及其分类118
5.1.2太阳电池的工作原理及基本特性119
5.1.3晶体硅太阳电池的制造143
5.1.4薄膜太阳电池151
5.1.5聚光太阳电池164
5.2太阳电池组件及方阵166
5.2.1太阳电池组件166
5.2.2太阳电池方阵170
参考文献174
第6章储能技术及装置175
6.1绪论175
6.1.1储能的必要性及意义175
6.1.2储能的定义及分类176
6.2电化学储能177
6.2.1铅酸储能蓄电池177
6.2.2其他电化学电池186
6.3物理储能204
6.3.1飞轮储能204
6.3.2压缩空气储能213
6.3.3抽水蓄能216
6.4其他储能218
6.4.1超导储能218
6.4.2金属空气电池220
6.4.3燃料电池224
6.5储能技术及装置的类比应用225
参考文献230
第7章光伏发电系统的控制与监控232
7.1光伏系统控制的特点和主要功能232
7.1.1特点232
7.1.2主要功能233
7.2充电、放电控制237
7.2.1蓄电池充放电控制方法237
7.2.2充放电控制器类别及其工作原理238
7.3光伏电站用直流控制柜242
7.3.1独立光伏电站用直流控制柜242
7.3.2并网光伏电站用直流配电柜247
7.4功率跟踪控制器248
7.4.1恒压控制249
7.4.2功率跟踪控制250
7.5光伏发电监控系统254
7.5.1监控系统功能254
7.5.2监控系统构成256
7.5.3监控系统设计原则258
参考文献259
第8章DC-AC逆变器260
8.1逆变器分类及主要功能260
8.1.1逆变器分类260
8.1.2逆变器的主要功能260
8.2逆变器的技术要求及性能指标263
8.2.1逆变器技术要求263
8.2.2逆变器性能指标263
8.3离网逆变器的结构及工作原理265
8.3.1离网逆变器的结构及选用265
8.3.2正弦波逆变器的工作原理266
8.4并网逆变器的结构及工作原理273
8.4.1两级式逆变器273
8.4.2单级并网型逆变器276
8.4.3并网逆变器的孤岛检测技术277
8.4.4并网逆变器的低电压穿越281
8.5逆变器的发展沿革、现况和趋势283
8.5.1逆变器的发展沿革283
8.5.2逆变器的现况及趋势284
参考文献291
第9章交流配电系统292
9.1光伏电站交流配电系统的构成292
9.2光伏电站交流配电系统的主要功能和原理292
9.3对交流配电系统的主要要求293
9.3.1通用要求293
9.3.2技术要求294
9.3.3结构要求295
9.3.4交流配电柜的保护功能295
9.4JKJP-60k-3CH交流配电柜的操作使用295
9.4.1主要参数和技术指标296
9.4.2机柜面板和内部布局296
9.4.3工作原理和防雷保护298
9.4.4机柜安装298
9.4.5操作使用299
9.4.6与微机监控系统的连接调试300
9.4.7故障判断301
9.4.8注意事项301
9.5低压架空配电线路302
9.5.1结构与组成302
9.5.2运行管理304
9.6电力变压器及其选择306
9.6.1常用电力变压器的种类和容量系列306
9.6.2变压器容量与数量的选择原则306
9.7电力线缆及其选择308
9.7.1按机械强度条件选择导线截面积308
9.7.2按导线载流量条件选择导线截面积308
9.7.3按电压损失选择导线截面积309
9.7.4按短路条件选择导线截面积312
9.7.5按经济电流密度选择截面积314
9.7.6线路选择条件分析314
9.7.7保护线的选择315
参考文献315
第10章分布式光伏发电与智能微电网316
10.1分布式能源316
10.1.1引论316
10.1.2分布式发电317
10.1.3未来能源系统318
10.2分布式光伏发电318
10.2.1分布式光伏发电分类及其应用319
10.2.2分布式光伏发电的技术提要324
10.3分布式光伏发电与微电网332
10.3.1智能电网与智能微电网332
10.3.2智能微电网的研究发展334
参考文献339
下篇应 用 篇
第11章大型集中式地面并网光伏电站341
11.1甘肃省张掖南滩20MWp并网光伏电站341
11.1.1项目概况341
11.1.2张掖南滩光伏电站的技术览要344
11.1.3张掖南滩20MWp光伏电站运行分析349
11.2蚌埠曹山2MWp非晶硅薄膜并网光伏示范电站354
11.2.1项目概况354
11.2.2项目总图354
11.2.3关键设备和技术355
11.2.4安装过程中的技术问题359
11.2.5电站性能参数测试及分析360
参考文献366
第12章分布式屋顶并网光伏发电系统367
12.1江苏省常州科教城1.0994MWp并网光伏发电系统367
12.1.1项目概况367
12.1.2总体方案设计及所依据标准368
12.1.3光伏阵列布局及支架设计371
12.1.4项目技术亮点380
12.2深圳国际园林花卉博览园lMWp并网光伏发电系统386
12.2.1工程简述386
12.2.2系统设计与安装386
12.2.3工程关键器件与设备的选型387
12.2.4工程设计建设中的几个技术亮点387
12.2.5工程的节能减排效益388
参考文献389
第13章太阳能光伏照明390
13.1太阳能照明装置概要390
13.1.1工作原理及系统构成390
13.1.2分类及应用393
13.2太阳能照明装置的设计及安装397
13.2.1设计依据397
13.2.2现场考察398
13.2.3系统设计计算398
13.2.4合理选用控制器400
13.3太阳能LED道路照明400
13.3.1LED光源的优势400
13.3.2太阳能LED路灯401
参考文献402
太阳能光伏发电对于节约常规能源、保护环境、促进经济发展都有极为重要的现实意义和深远的历史意义。光伏发电产业也是新兴的朝阳产业，近年来在国际上受到广泛重视并获得了飞速发展。2015年底，全国光伏发电装机总容量可望达到5000万千瓦，预计到2020年中国光伏发电装机总容量将有望再次翻番。
当前国家需要大量光伏科研人才和应用人才，为满足这一需要，笔者曾于2012年编写本书版，并由化学工业出版社正式出版。该书版还有幸成为“2011年度国家科学技术学术著作出版基金资助项目”，受到广大读者和同行的认可和欢迎。为了促进我国太阳能事业的发展,笔者在本书版的基础上，又补充、完善了更多内容,其目的是为了更好地满足广大太阳能光伏发电设计与科研人员、生产人员、管理人员及施工建设人员的实际需要，同时为大专院校有关专业师生及关注新能源的人士提供更多的支持和帮助。
在第二版编写过程中，笔者再次尽其所能，在书中反映了国内外太阳能光伏发电领域新技术进展和更多工程实际案例，特别是在并网光伏发电系统（大型集中式并网光伏电站、屋顶并网光伏发电系统）工程设计、并网逆变器及光伏电站智能化信息管理平台等方面进行了更深入、更系统的阐述。全书脉络清晰，层层递进，从基础和应用角度，全面、系统地对太阳能光伏发电系统进行分析和讲解，并详细论述太阳能光伏发电系统工程研发、设计、安装中的关键点以及分布式发电与智能微电网的新技术和成就。本书第二版仍分为上、下两篇，上篇为基础篇，下篇为应用篇。
本书再版要特别感谢付出辛勤劳动的陈丹婷、王海波等同事，还要特别感谢化学工业出版社对本书顺利再版提供的鼎力支持。
由于时间有限，书中难免有疏漏或不当之处，敬请读者不吝赐教。
编著者
2015年8月
版前言
太阳能是绿色能源，是人类取用不竭的可靠能源。太阳能光伏发电是利用太阳能灵活方便的一种方式，近年来在国际上受到广泛重视并取得了长足进展。光伏发电产业也是新兴的朝阳产业，对于节约常规能源、保护环境、促进经济发展都有极为重要的现实意义和深远的历史意义。
进入21世纪以来，我国太阳电池及其相关产业发展突飞猛进，产能和产量均过世界总量的一半以上。历经一年多时间讨论修订，国家“十二五”可再生能源规划目标终于定案：到2015年，其中太阳能发电将达到1500万千瓦，年发电量200亿千瓦时。显然，“十二五”期间，中国光伏发电将在规模和基本产业链条形成的基础上，在质量和应用方面实现飞跃发展。
当前国家需要大量光伏科研人才和应用人才，为满足这一需要，适应行业快速发展步伐，在10年前出版同名专著基础上，增添必要章节，丰富内容，笔者重新撰写本书。全书分为上、下两篇，上篇为基础篇，下篇为应用篇。
本书上篇，深入系统阐明太阳辐射能的源泉和特点、测量和计算；光伏发电系统工作原理、构成及其分类；光伏发电系统的设计原理和方法，以及地面大型集中式并网光伏电站、屋顶并网光伏发电系统与独立光伏发电系统的设计应用；光伏发电系统构成的主要和关键部件太阳电池、逆变器、控制器、储能装置、直流汇流和交流配电系统以及监控测试系统、辅助电源、整流充电设备、升压变压器等辅助设备的知识。本书下篇则落笔具体应用的丰富内容，精心搜集了领域关注焦点，重点介绍了典型案例，以飨读者。
本书是笔者长期从事光伏发电系统工程研发、设计和现场工作的结晶，凝聚了理论与实践紧密结合的宝贵经验。在本书写作过程中一度征求相关专家、基层太阳能利用技术工作者的意见，经过反复修订后才定稿。全书内容紧扣“系统工程”主题展开，内容翔实、图文并茂、文字流畅。笔者尽其所能，在书中反映了光伏发电领域新进展内容，特别是在独立光伏发电系统与并网光伏发电系统（大型集中式并网光伏电站、屋顶并网光伏发电系统）工程设计、并网逆变器等方面进行深入阐述。全书脉络清晰，层层递进，从基础和应用角度全面系统地对太阳能光伏发电系统进行分析和讲解，并详细论述太阳能光伏发电系统工程研发、设计、安装中的关键点。本书不仅适合太阳能光伏发电系统行业科研人员、生产人员和管理人员使用，还可作为高等院校教材及关注新能源行业人士的参考技术书籍。
本书的出版，要特别感谢付出辛勤劳动的陈丹婷、王海波等同事，还要特别感谢化学工业出版社对本书顺利出版提供的鼎力支持。
由于时间有限，书中难免有疏漏或不当之处，敬请读者不吝赐教。
编著者
2012年5月
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