太陽能發(fā)電技術與應用

第1章 太陽能發(fā)電概述 1
1.1 太陽能電池和太陽能發(fā)電 1
1.1.1 太陽能 1
1.1.2 太陽能變?yōu)殡娔?1
1.1.3 利用太陽能進行分散型發(fā)電和供電 2
1.1.4 小結 2
1.2 太陽能發(fā)電發(fā)展史 3
1.2.1 太陽能電池開發(fā)史 3
1.2.2 產(chǎn)量和價格的變化 4
1.2.3 太陽能發(fā)電系統(tǒng)和太陽能電池的價格 5
1.3 太陽能發(fā)電和環(huán)保的關系 6
1.3.1 3E的概念 6
1.3.2 各種發(fā)電設備價格、性能的比較 6
1.4 太陽能發(fā)電的過去、現(xiàn)在和未來 8
1.5 國內(nèi)外太陽能發(fā)電的現(xiàn)狀與趨勢 16
1.5.1 美國光伏發(fā)電的“百萬屋頂計劃” 17
1.5.2 日本的“陽光計劃” 18
1.5.3 德國的“10萬屋頂發(fā)電計劃” 20
1.5.4 中國的“光明工程”計劃 20
1.5.5 我國港澳地區(qū)太陽能發(fā)電項目簡介 25
第2章 太陽能電池的發(fā)電原理和特性 29
2.1 太陽光的性質(zhì) 29
2.1.1 評價太陽光性質(zhì)的物理量 29
2.1.2 直射光和散射光 30
2.1.3 太陽光強度與波長的關系 32
2.2 太陽能電池的發(fā)電原理和變換效率 33
2.2.1 光電變換 33
2.2.2 二極管和光伏器件 34
2.2.3 太陽能電池光伏變換效率 38
2.2.4 太陽能電池的等值電路和伏安特性 40
2.3 太陽能電池特性的測量 42
2.3.1 太陽能電池組件 42
2.3.2 室外測量注意事項 42
2.3.3 帶負荷測量電壓、電流 42
2.3.4 四端測量法 43
第3章 太陽能電池的種類及其特點 45
3.1 太陽能電池的分類 45
3.2 幾種常用太陽能電池的特點 46
3.3 建材一體型太陽能電池 49
第4章 太陽能發(fā)電系統(tǒng)的結構和設計 51
4.1 太陽能發(fā)電系統(tǒng)概述 51
4.1.1 太陽能電池陣列 52
4.1.2 系統(tǒng)設計原則 54
4.2 功率控制器 57
4.2.1 功率控制器的組成 57
4.2.2 功率控制器電路舉例 59
4.3 蓄電池 72
4.4 超級電容器 73
4.4.1 超級電容器的儲能原理 74
4.4.2 超級電容器國內(nèi)外發(fā)展動態(tài) 75
4.4.3 超級電容器的應用 76
4.5 光伏發(fā)電裝置工程設計舉例 78
4.5.1 蓄電池組容量設計 78
4.5.2 太陽能電池陣列設計 79
4.5.3 太陽能發(fā)電系統(tǒng) 80
第5章 太陽能發(fā)電系統(tǒng)的控制 83
5.1 最大功率點跟蹤控制 83
5.1.1 最大功率點跟蹤控制的概念 83
5.1.2 MPPT控制的幾種不同算法 85
5.2 太陽能發(fā)電系統(tǒng)與交流電網(wǎng)系統(tǒng)并聯(lián)的控制 113
5.2.1 不帶耦合變壓器方案 113
5.2.2 帶耦合(隔離)變壓器方案 117
第6章 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用 121
6.1 太陽能空調(diào)器的開發(fā) 121
6.1.1 家用太陽能空調(diào)器系統(tǒng)的開發(fā)背景 121
6.1.2 太陽能空調(diào)器系統(tǒng)的構成 123
6.1.3 實際應用效果 131
6.2 與單相民用電網(wǎng)并聯(lián)的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應用實例 132
6.2.1 系統(tǒng)結構 132
6.2.2 系統(tǒng)控制原理 133
6.3 模擬太陽能電池伏安特性的直流電源裝置 136
6.3.1 太陽能電池的特性 137
6.3.2 模擬電源裝置的電路結構 138
6.3.3 太陽能電池的動特性 139
6.3.4 模擬電源裝置的動特性 141
6.4 雙方向太陽能空調(diào)器試驗系統(tǒng) 143
6.4.1 雙方向太陽能空調(diào)系統(tǒng)的結構和技術規(guī)格 143
6.4.2 太陽光伏系統(tǒng)中的逆變器 145
6.4.3 系統(tǒng)的逆變器控制 145
6.4.4 連接實際負載(空調(diào)器)并與交流電網(wǎng)(220V，50Hz)并網(wǎng)試驗 146
6.5 太陽能電動車 153
6.5.1 太陽能電動車的發(fā)展概況 153
6.5.2 蓄電池充放電控制技術 155
6.5.3 系統(tǒng)總體設計 163
6.5.4 實驗結果及分析 173
6.6 民用型綠色電源——太陽能數(shù)碼設備移動充電器 178
6.6.1 移動電源特點 179
6.6.2 應用舉例 179
6.7 深圳國際園林花卉博覽園1MW并網(wǎng)太陽能光伏電站簡介 180
6.8 20kW光伏屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)簡介 181
6.9 2.5kW住戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)(BIPV)簡介 182
6.10 國外城市新能源建設規(guī)劃和國內(nèi)外節(jié)能型PV建筑集錦 184
6.11 我國扶持太陽能發(fā)電發(fā)展的一些設想 193
第7章 太陽能發(fā)電裝置制作實例 195
7.1 利用雨水和太陽光進行循環(huán)式的植物栽培和魚類養(yǎng)殖 195
7.1.1 循環(huán)栽培、養(yǎng)殖系統(tǒng) 195
7.1.2 循環(huán)型、環(huán)保型養(yǎng)殖栽培的設想 196
7.1.3 能量循環(huán)式水栽系統(tǒng)部件清單 197
7.1.4 效果和展望 197
7.2 超級電容器在太陽能發(fā)電燈具中的應用 197
7.2.1 小型超級電容器應用范圍 197
7.2.2 電路和元件選用 198
7.3 太陽自動追隨裝置 198
7.3.1 太陽能電池板傾角的調(diào)節(jié) 198
7.3.2 控制電路和元件選用 199
7.3.3 制作工藝 201
7.4 防止蓄電池過放電的自動斷電裝置 207
7.4.1 電路和制作 208
7.4.2 繼電器動作電壓的調(diào)整 211
7.5 蓄電池電量不足的自動浮充電路 211
7.5.1 電路工作原理 212
7.5.2 制作和總裝配 216
7.6 60W逆變器(DC/AC)的制作 218
7.6.1 交流和直流波形的類別 218
7.6.2 電路原理圖和元件明細表 218
7.6.3 制作工藝 219
7.6.4 運行中存在的問題 221
7.7 太陽能發(fā)電、風力發(fā)電與市電電網(wǎng)聯(lián)合供電的試驗裝置 222
7.7.1 太陽能電池和風力發(fā)電的混合式發(fā)電 222
7.7.2 實現(xiàn)三方聯(lián)合供電的夢想 223
7.7.3 和孩子們一起獲取大自然賜予的綠色能源 225
7.8 在郊外別墅房自建微型太陽能電站 227
7.8.1 建電站的設想 227
7.8.2 系統(tǒng)結構圖 227
7.9 從獨立型太陽能發(fā)電系統(tǒng)到系統(tǒng)(市電)聯(lián)系型 228
7.9.1 從“云霄一號”到“云霄三號” 228
7.9.2 云霄三號的系統(tǒng)結構和元件明細表 229
7.9.3 節(jié)電、發(fā)電、賣電統(tǒng)計清單 230
7.10 不用逆變器的全直流供電太陽能發(fā)電系統(tǒng)試作——從50W發(fā)展到1 000W 232
7.10.1 和太陽能電池的初接觸 232
7.10.2 增大太陽能電池容量的二期工程 232
7.10.3 全直流供電的系統(tǒng)結構圖和元件明細表 232
7.10.4 運行情況和節(jié)電效果 233
7.11 國外某家庭自裝太陽能發(fā)電系統(tǒng)(獨立型)節(jié)電效果統(tǒng)計 233
7.11.1 系統(tǒng)概況 233
7.11.2 運行情況和節(jié)電效果 234
7.12 國外某家庭自裝太陽能發(fā)電(系統(tǒng)聯(lián)系型)、買電和賣電的統(tǒng)計(國外實例) 235
7.12.1 實例之一 235
7.12.2 實例之二 237
第8章 利用微波傳輸太空超級太陽能發(fā)電站的電功率 239
8.1 微波輸電計劃 239
8.1.1 SSPS計劃概述 239
8.1.2 送電(發(fā)射)系統(tǒng)概述 241
8.1.3 傳輸損耗 243
8.1.4 接收系統(tǒng) 243
8.1.5 結論 246
8.2 最新進展 246
8.2.1 美國私營太陽能公司介入太空太陽能電站，宣稱“七年內(nèi)為地球人供電” 246
8.2.2 日本也瞄準太空太陽能市場 247
附表 249
參考文獻 263