太阳能发电技术与应用

第1章 太阳能发电概述 1
1.1 太阳能电池和太阳能发电 1
1.1.1 太阳能 1
1.1.2 太阳能变为电能 1
1.1.3 利用太阳能进行分散型发电和供电 2
1.1.4 小结 2
1.2 太阳能发电发展史 3
1.2.1 太阳能电池开发史 3
1.2.2 产量和价格的变化 4
1.2.3 太阳能发电系统和太阳能电池的价格 5
1.3 太阳能发电和环保的关系 6
1.3.1 3E的概念 6
1.3.2 各种发电设备价格、性能的比较 6
1.4 太阳能发电的过去、现在和未来 8
1.5 国内外太阳能发电的现状与趋势 16
1.5.1 美国光伏发电的“百万屋顶计划” 17
1.5.2 日本的“阳光计划” 18
1.5.3 德国的“10万屋顶发电计划” 20
1.5.4 中国的“光明工程”计划 20
1.5.5 我国港澳地区太阳能发电项目简介 25
第2章 太阳能电池的发电原理和特性 29
2.1 太阳光的性质 29
2.1.1 评价太阳光性质的物理量 29
2.1.2 直射光和散射光 30
2.1.3 太阳光强度与波长的关系 32
2.2 太阳能电池的发电原理和变换效率 33
2.2.1 光电变换 33
2.2.2 二极管和光伏器件 34
2.2.3 太阳能电池光伏变换效率 38
2.2.4 太阳能电池的等值电路和伏安特性 40
2.3 太阳能电池特性的测量 42
2.3.1 太阳能电池组件 42
2.3.2 室外测量注意事项 42
2.3.3 带负荷测量电压、电流 42
2.3.4 四端测量法 43
第3章 太阳能电池的种类及其特点 45
3.1 太阳能电池的分类 45
3.2 几种常用太阳能电池的特点 46
3.3 建材一体型太阳能电池 49
第4章 太阳能发电系统的结构和设计 51
4.1 太阳能发电系统概述 51
4.1.1 太阳能电池阵列 52
4.1.2 系统设计原则 54
4.2 功率控制器 57
4.2.1 功率控制器的组成 57
4.2.2 功率控制器电路举例 59
4.3 蓄电池 72
4.4 超级电容器 73
4.4.1 超级电容器的储能原理 74
4.4.2 超级电容器国内外发展动态 75
4.4.3 超级电容器的应用 76
4.5 光伏发电装置工程设计举例 78
4.5.1 蓄电池组容量设计 78
4.5.2 太阳能电池阵列设计 79
4.5.3 太阳能发电系统 80
第5章 太阳能发电系统的控制 83
5.1 最大功率点跟踪控制 83
5.1.1 最大功率点跟踪控制的概念 83
5.1.2 MPPT控制的几种不同算法 85
5.2 太阳能发电系统与交流电网系统并联的控制 113
5.2.1 不带耦合变压器方案 113
5.2.2 带耦合(隔离)变压器方案 117
第6章 太阳能光伏发电系统的应用 121
6.1 太阳能空调器的开发 121
6.1.1 家用太阳能空调器系统的开发背景 121
6.1.2 太阳能空调器系统的构成 123
6.1.3 实际应用效果 131
6.2 与单相民用电网并联的太阳能光伏发电系统应用实例 132
6.2.1 系统结构 132
6.2.2 系统控制原理 133
6.3 模拟太阳能电池伏安特性的直流电源装置 136
6.3.1 太阳能电池的特性 137
6.3.2 模拟电源装置的电路结构 138
6.3.3 太阳能电池的动特性 139
6.3.4 模拟电源装置的动特性 141
6.4 双方向太阳能空调器试验系统 143
6.4.1 双方向太阳能空调系统的结构和技术规格 143
6.4.2 太阳光伏系统中的逆变器 145
6.4.3 系统的逆变器控制 145
6.4.4 连接实际负载(空调器)并与交流电网(220V，50Hz)并网试验 146
6.5 太阳能电动车 153
6.5.1 太阳能电动车的发展概况 153
6.5.2 蓄电池充放电控制技术 155
6.5.3 系统总体设计 163
6.5.4 实验结果及分析 173
6.6 民用型绿色电源——太阳能数码设备移动充电器 178
6.6.1 移动电源特点 179
6.6.2 应用举例 179
6.7 深圳国际园林花卉博览园1MW并网太阳能光伏电站简介 180
6.8 20kW光伏屋顶并网发电系统简介 181
6.9 2.5kW住户用光伏发电系统(BIPV)简介 182
6.10 国外城市新能源建设规划和国内外节能型PV建筑集锦 184
6.11 我国扶持太阳能发电发展的一些设想 193
第7章 太阳能发电装置制作实例 195
7.1 利用雨水和太阳光进行循环式的植物栽培和鱼类养殖 195
7.1.1 循环栽培、养殖系统 195
7.1.2 循环型、环保型养殖栽培的设想 196
7.1.3 能量循环式水栽系统部件清单 197
7.1.4 效果和展望 197
7.2 超级电容器在太阳能发电灯具中的应用 197
7.2.1 小型超级电容器应用范围 197
7.2.2 电路和元件选用 198
7.3 太阳自动追随装置 198
7.3.1 太阳能电池板倾角的调节 198
7.3.2 控制电路和元件选用 199
7.3.3 制作工艺 201
7.4 防止蓄电池过放电的自动断电装置 207
7.4.1 电路和制作 208
7.4.2 继电器动作电压的调整 211
7.5 蓄电池电量不足的自动浮充电路 211
7.5.1 电路工作原理 212
7.5.2 制作和总装配 216
7.6 60W逆变器(DC/AC)的制作 218
7.6.1 交流和直流波形的类别 218
7.6.2 电路原理图和元件明细表 218
7.6.3 制作工艺 219
7.6.4 运行中存在的问题 221
7.7 太阳能发电、风力发电与市电电网联合供电的试验装置 222
7.7.1 太阳能电池和风力发电的混合式发电 222
7.7.2 实现三方联合供电的梦想 223
7.7.3 和孩子们一起获取大自然赐予的绿色能源 225
7.8 在郊外别墅房自建微型太阳能电站 227
7.8.1 建电站的设想 227
7.8.2 系统结构图 227
7.9 从独立型太阳能发电系统到系统(市电)联系型 228
7.9.1 从“云霄一号”到“云霄三号” 228
7.9.2 云霄三号的系统结构和元件明细表 229
7.9.3 节电、发电、卖电统计清单 230
7.10 不用逆变器的全直流供电太阳能发电系统试作——从50W发展到1 000W 232
7.10.1 和太阳能电池的初接触 232
7.10.2 增大太阳能电池容量的二期工程 232
7.10.3 全直流供电的系统结构图和元件明细表 232
7.10.4 运行情况和节电效果 233
7.11 国外某家庭自装太阳能发电系统(独立型)节电效果统计 233
7.11.1 系统概况 233
7.11.2 运行情况和节电效果 234
7.12 国外某家庭自装太阳能发电(系统联系型)、买电和卖电的统计(国外实例) 235
7.12.1 实例之一 235
7.12.2 实例之二 237
第8章 利用微波传输太空超级太阳能发电站的电功率 239
8.1 微波输电计划 239
8.1.1 SSPS计划概述 239
8.1.2 送电(发射)系统概述 241
8.1.3 传输损耗 243
8.1.4 接收系统 243
8.1.5 结论 246
8.2 最新进展 246
8.2.1 美国私营太阳能公司介入太空太阳能电站，宣称“七年内为地球人供电” 246
8.2.2 日本也瞄准太空太阳能市场 247
附表 249
参考文献 263