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第1章 绪论1

1.1 太阳及太阳能概述1

1.1.1 太阳的物理特性1

1.1.2 太阳能辐射与吸收2

1.1.3 日地运动4

1.1.4 天球坐标6

1.1.5 我国的太阳能资源8

1.1.6 太阳能利用的基本形式10

1.2 太阳能光伏发电现状与发展前景12

1.2.1 世界光伏发电的发展现状13

1.2.2 中国光伏发电的发展现状21

1.2.3 太阳能光伏发电的发展前景25

第2章 光伏发电系统的类型28

2.1 独立光伏发电系统28

2.1.1 直流负载直结型系统28

2.1.2 直流负载蓄电池使用型系统28

2.1.3 交流负载蓄电池使用型系统29

2.1.4 直、交流负载蓄电池使用型系统29

2.2 并网光伏发电系统30

2.2.1 无逆流并网系统31

2.2.2 有逆流并网系统31

2.2.3 切换式并网系统32

2.2.4 自立运行切换型太阳能光伏系统33

2.2.5 地域并网型太阳能光伏系统33

2.2.6 直流并网光伏发电系统35

2.2.7 交流并网光伏发电系统37

2.3 互补型光伏发电系统38

2.3.1 互补型光伏发电系统的类型39

2.3.2 风光互补型光伏发电系统的控制器44

2.3.3 风光互补型发电系统的应用54

第3章 光伏电池与阵列57

3.1 太阳能光伏电池及其工作原理57

3.1.1 半导体基础知识57

3.1.2 光生伏打效应65

3.1.3 太阳能光伏电池工作过程67

3.1.4 太阳能光伏电池的基本结构68

3.2 太阳能光伏电池的基本特性69

3.2.1 等效模型69

3.2.2 伏安特性参数72

3.2.3 影响太阳能光伏电池输出特性的主要因素73

3.2.4 影响太阳能光伏电池转换效率的因素77

3.3 太阳能光伏电池的类型与制造工艺79

3.3.1 太阳能光伏电池的类型80

3.3.2 太阳能光伏电池的制造工艺83

3.4 太阳能光伏电池组件与阵列86

3.4.1 太阳能光伏电池组件87

3.4.2 太阳能光伏电池阵列93

3.4.3 太阳能光伏组件与阵列的性能99

第4章 储能装置103

4.1 铅酸蓄电池的构造103

4.1.1 电极103

4.1.2 电解液104

4.1.3 隔板（膜）107

4.1.4 电池槽108

4.1.5 排气栓109

4.1.6 附件110

4.1.7 装配方式110

4.2 铅酸蓄电池的工作原理112

4.2.1 放电过程112

4.2.2 充电过程112

4.2.3 阀控式密封铅蓄电池的密封原理113

4.3 铅酸蓄电池的性能116

4.3.1 内阻116

4.3.2 电动势118

4.3.3 开路电压120

4.3.4 端电压120

4.3.5 容量125

4.3.6 自放电131

4.3.7 寿命特性137

4.4 其他储能装置简介138

4.4.1 氢化物-镍蓄电池138

4.4.2 锂离子电池145

4.4.3 电化学容器152

第5章 光伏发电系统中的电能变换技术158

5.1 光伏发电系统对电能变换的要求158

5.1.1 最大功率点跟踪158

5.1.2 提高变换效率159

5.1.3 绿色无污染159

5.1.4 能量管理159

5.2 直流-直流变换技术159

5.2.1 直流-直流变换基本原理160

5.2.2 非隔离型直流变换器161

5.2.3 隔离型直流变换器174

5.2.4 直流-直流变换器的控制与驱动195

5.3 直流-交流变换技术198

5.3.1 单相逆变电路199

5.3.2 三相桥式逆变电路202

5.3.3 新型逆变电路207

5.3.4 逆变控制技术213

第6章 光伏发电系统的控制与管理223

6.1 最大功率点跟踪223

6.1.1 MPPT基本原理223

6.1.2 恒定电压法225

6.1.3 干扰观测法226

6.1.4 三点重心比较法227

6.1.5 电导增量法228

6.1.6 其他MPPT方法230

6.2 蓄电池的充放电控制与管理231

6.2.1 独立光伏发电系统能流模型231

6.2.2 蓄电池的充电方法232

6.2.3 蓄电池的全浮充运行方式237

6.2.4 蓄电池充放电管理239

6.3 光伏并网逆变器及其控制241

6.3.1 并网逆变器数学模型241

6.3.2 并网逆变器电流控制方法243

6.3.3 并网逆变器并联控制技术248

6.4 孤岛效应及其检测253

6.4.1 孤岛效应及其危害253

6.4.2 孤岛产生的条件及其检测标准254

6.4.3 孤岛检测方法258

第7章 光伏发电系统设计266

7.1 独立光伏系统的容量设计266

7.1.1 设计流程266

7.1.2 光伏阵列的容量设计267

7.1.3 蓄电池的容量设计272

7.1.4 计算实例273

7.1.5 系统容量的快速设计273

7.2 独立光伏系统的优化设计275

7.2.1 均衡性负载275

7.2.2 季节性负载282

7.2.3 特殊要求负载284

7.3 并网光伏系统的设计285

7.3.1 设计计算285

7.3.2 计算实例286

7.4 光伏发电系统的硬件设计287

7.4.1 电气、机械结构与热设计287

7.4.2 辅助设备的选配288

7.4.3 设备安装布置设计289

7.4.4 配线设计291

7.4.5 过流保护设计296

7.4.6 防雷系统设计298

7.4.7 接地系统设计302

7.5 光伏系统设计的重点304

7.5.1 系统容量设计重点304

7.5.2 系统硬件设计重点304

7.5.3 小结305

第8章 光伏电站的建设与运行维护306

8.1 光伏电站的工程施工306

8.1.1 施工准备306

8.1.2 基础建设307

8.1.3 太阳能电池方阵的安装310

8.1.4 蓄电池及其附件的安装318

8.1.5 控制器和逆变器的安装320

8.1.6 光伏系统的布线322

8.1.7 防雷接地系统的安装323

8.1.8 光伏电站的调试324

8.1.9 配套图纸资料325

8.2 光伏电站的检测326

8.2.1 绝缘电阻的检测326

8.2.2 绝缘耐压的检测329

8.2.3 接地电阻的检测329

8.2.4 光伏电池阵列输出功率的检测330

8.2.5 并网保护装置的检测331

8.3 光伏电站的维护与管理332

8.3.1 建立严格的管理制度332

8.3.2 构建完善的技术体系333

8.3.3 树立“安全第一”的用电意识339

8.3.4 提高运行维护人员的业务技能341

8.3.5 构建高效的应急处理机制341

8.4 光伏电站常见故障检修343

8.4.1 系统的预防性维修343

8.4.2 系统的常规故障检修344

8.4.3 故障检修实例：巧用万用表检修布线故障345