目錄
前言
第1章 太陽能電池的基本原理和分類 1
1.1 緒論 1
1.2 太陽能電池的基本原理 3
1.2.1 太陽能電池的物理原理 4
1.2.2 太陽能電池的伏安特性 5
1.2.3 寄生電阻的影響 7
1.2.4 光學損失和復合損失 8
1.3 太陽常數和大氣質量 10
1.4 晶硅太陽能電池的種類和技術發(fā)展 11
習題 15
驗證性實驗項目 15
實驗一 太陽能電池板伏安特性測試實驗 15
實驗二 環(huán)境對光伏轉換影響實驗 19
第2章 太陽能電池工藝及檢測 22
2.1 太陽能電池實驗室制備 22
2.1.1 磁控濺射鍍膜 22
2.1.2 真空蒸發(fā)鍍膜 25
2.2 太陽能電池產業(yè)化簡介 26
2.2.1 單晶硅太陽能電池 26
2.2.2 多晶硅太陽能電池 28
2.2.3 硅帶太陽能電池 29
2.3 太陽能電池的性能測試 31
2.3.1 X射線衍射 31
2.3.2 掃描電子顯微鏡 31
2.3.3 X射線光電子能譜 32
2.3.4 光致熒光發(fā)光譜 33
2.3.5 紫外—可見光分光光度計測量薄膜透光率 34
2.3.6 四探針及霍爾效應測試薄膜電學性能 34
2.3.7 電化學C-V 35
2.3.8 太陽能電池光譜測試系統 36
習題 37
驗證性實驗項目 37
實驗三 太陽能電池板的暗伏安特性測試實驗 37
實驗四 太陽能電池光譜特性測試實驗 41
第3章 太陽能電池組件及聚光電池 45
3.1 太陽能電池組件 45
3.2 聚光太陽能電池 48
3.2.1 聚光電池的基本原理 48
3.2.2 聚光電池的技術參數 48
3.2.3 聚光器的總類 49
3.2.4 砷化鎵(GaAs)電池 50
3.3 太陽能聚光系統的引入 52
3.3.1 追光系統概述 52
3.3.2 跟蹤裝置 55
3.3.3 四象限閉環(huán)控制系統原理 56
3.3.4 開環(huán)及閉、開環(huán)相結合的追光系統原理 58
習題 64
驗證性實驗項目 64
實驗五 太陽能可變阻抗負載實驗 64
實驗六 聚光太陽能能量轉換實驗 66
綜合性實驗項目 69
實驗七 太陽能電池板逐日系統綜合實驗 69
設計性實驗項目 75
實驗八 直流步進電機型云臺自動追光電路的設計 75
實訓項目 80
實驗九 交流24V電機雙軸云臺自動追光電路的設計與制作 80
第4章 太陽能光伏發(fā)電系統 86
4.1 太陽能光伏發(fā)電系統的工作原理 86
4.2 太陽龍光伏發(fā)電系統的分類 86
4.3 獨立太陽能光伏發(fā)電系統 89
4.4 太陽能光伏并網系統 91
4.1.1 太陽能光伏并網系統組成 91
4.4.2 光伏并網系統逆變器要求 92
4.4.3 光伏并網系統的拓撲結構 93
4.5 智能微網 93
4.5.1 智能微網的概念 93
4.5.2 智能微網的優(yōu)點 93
4.5.3 智能微網運行方式 94
4.5.4 智能微網關鍵技術 95
習題 96
驗證性實驗項目 96
實驗十 太陽能光伏板能量轉換實驗 96
實驗十 太陽能負載最大輸出實驗 100
綜合性實驗項目 103
實驗十二 太陽能光伏并網發(fā)電系統綜合實驗 103
設計性實驗項目 106
實驗十三 小功率光伏發(fā)電并網系統的設計 106
第5章 蓄電池 110
5.1 蓄電池概述 110
5.2 蓄電池的基本概念 111
5.2.1 蓄電池的分類 111
5.2.2 蓄電池的電壓 111
5.2.3 蓄電池的容量 111
5.3 鉛酸蓄電池 113
5.3.1 鉛酸蓄電池的結構 113
5.3.2 鉛酸蓄電池的工作原理 114
5.3.3 鉛酸蓄電池的充放電特性 116
5.4 VRLA蓄電池 117
5.4.1 VRLA電池的結構 117
5.4.2 VRLA蓄電池的工作原理 118
5.4.3 VRLA蓄電池的密封原理 118
5.4.4 VRLA電池的兩大類技術——AGM電池和膠體電池 119
5.4.5 VRLA蓄電池的技術特性 120
5.5 鋰電池 122
5.5.1 鋰電池的結構 122
5.5.2 鋰電池的工作原理 123
5.5.3 鋰電池的特點 123
5.5.4 鋰電池的使用注意事項 124
5.6 蓄電池的使用和維護 124
5.6.1 蓄電池與控制器的連接與安裝蓄電池的注意事項 124
5.6.2 充電注意事項 124
5.6.3 日常的維護 125
習題 125
驗證性實驗項目 125
實驗十四 太陽能電池組件和蓄電池的選擇 125
實驗十五 太陽能蓄電池性能測試實驗 127
第6章 控制器 132
6.1 控制器的基本工作原理 132
6.2 控制器的功能 133
6.3 控制器的分類 133
6.3.1 并聯型控制器 133
6.3.2 串聯型控制器 134
6.3.3 脈寬調制型控制器 135
6.3.4 多路控制型控制器 136
6.3.5 最大功率跟蹤型控制器 136
6.4 光伏控制器的選用 137
6.4.1 光伏控制器的主要技術參數 137
6.4.2 光伏控制器的主要性能特點 139
6.4.3 光伏控制器的配置選型 141
習題 141
驗證性實驗項目 142
實驗十六 太陽能電池控制器工作原理實驗 142
實驗十七 太陽能電池控制器充放電保護實驗 145
綜合性實驗項目 149
實驗十八 觸摸屏技術在光伏發(fā)電監(jiān)控中應用綜合實驗 149
實訓項目 155
實驗十九 太陽能光伏控制器設計與制作 155
第7章 光伏逆變器 162
7.1 逆變器電路拓撲結構 162
7.1.1 單相電壓型逆變器 162
7.1.2 電壓型三相逆變電路 164
7.2 逆變器的PWM控制 167
7.2.1 PWM控制的基本原理 167
7.2.2 PWM逆變電路的控制萬式 168
7.2.3 PWM產生方法 169
習題 171
驗證性實驗項目 171
實驗二十 太陽能光伏逆變器工作原理分析實驗 171
實驗二十 太陽能光伏逆變器性能測試實驗 175
設計性實驗項目 177
實驗二十二 單相并網型光伏逆變器的設計 177
實訓項目 180
實驗二十三 太陽能發(fā)電系統逆變器設計及制作 180
第8章 太陽能光伏發(fā)電應用及工程實例 185
8.1 太陽能光伏技術在照明領域的應用 185
8.1.1 太陽能路燈結構組成 185
8.1.2 太陽能路燈工作原理 186
8.2 太陽能光伏技術在通信領域的應用 187
8.3 太陽能光伏技術在光伏發(fā)電領域的應用 188
8.3.1 大型光伏發(fā)電系統（電站） 188
8.3.2 小型光伏發(fā)電系統 189
8.4 太陽能光伏技術在交通領域的應用 189
8.4.1 太陽能汽車和太陽能電動車 189
8.4.2 太陽能游船 192
8.4.3 太陽能飛機 192
8.5 太陽能光伏技術在建筑領域的應用 193
8.5.1 太陽能光伏建筑一體化 193
8.5.2 太陽能光電幕墻 195
8.5.3 光伏建筑一體化系統設計 196
8.5.4 光伏建筑一體化建筑設計 199
8.5.5 光伏建筑一體化光伏系統的安裝與調試 204
8.6 太陽能光伏技術在農業(yè)領域中的應用 205
8.6.1 光伏農業(yè)概述 205
8.6.2 太陽能發(fā)電在植物補光中的具體應用 207
8.7 太陽能光伏技術在太空領域中的應用 209
8.8 太陽能光伏技術在其他領域中的應用 210
8.9 光伏發(fā)電系統工程實例 211
8.9.1 10kW光伏發(fā)電系統工程設計 211
8.9.2 家庭用光伏發(fā)電系統工程設計 217
習題 219
驗證性實驗項目 220
實驗二十四 不同負載對太陽能光伏逆變器的影響實驗 220
實驗二十五 太陽能光伏控制器電磁兼容測試 222
綜合性實驗項目 226
實驗二十六 獨立光伏發(fā)電系統應用綜合實驗 226
實驗二十七 太陽能汽車應用綜合實驗 230
設計性實驗項目 232
實驗二十八 太陽能多功能電源充電器設計 232
實驗二十九 30W太陽能LED路燈電路的設計 236
實驗三十 太陽能光伏發(fā)電系統的設計與制作 242
參考文獻 246