太阳能光伏发电技术

本书分为光伏发电基础理论篇和光伏发电实验实训篇，共7章。按照光伏发电系统的组成结构，较为系统、全面地介绍了光伏发电系统的基础知识、应用技术与实验实训，内容包括：光伏发电系统的工作原理及系统构成；太阳能电池的基本原理和组件的结构、原理、制造工艺以及方阵的组成、设计、安装及维护；蓄电池的、控制器、逆变器的结构、原理、设计方法和选型；光伏发电系统的设计；光伏发电基础实验以及实训项目等。本书可以作为高职院校新能源应用技术及相关专业学生学习光伏发电技术的教材，还可作为从事光伏产业的工程技术人员进行培训和学习的教材或参考书。

前言
第1章光伏发电系统1
1.1光伏发电系统的工作原理1
1.2光伏发电系统的组成1
1.3光伏发电系统的分类4
1.3.1独立光伏发电系统4
1.3.2并网光伏发电系统5
1.3.3混合发电系统8
1.4光伏发电系统应用9
1.4.1分布式光伏电站9
1.4.2集中式光伏电站10
1.4.3其他应用11
习题12
第2章太阳能电池14
2.1太阳能电池的工作原理、特性及
分类14
2.1.1太阳能电池发电的基本原理及
结构14
2.1.2太阳能电池的基本特性16
2.1.3太阳能电池的分类20
2.2太阳能电池的生产工艺流程23
2.3太阳能电池组件29
2.3.1太阳能电池组件的种类和特征30
2.3.2太阳能电池组件的封装结构31
2.3.3太阳能电池组件的封装设备32
2.3.4太阳能电池组件的封装工艺33
2.4太阳能电池方阵35
2.4.1太阳能电池方阵的组成35
2.4.2太阳能电池方阵的设计37
2.4.3太阳能电池方阵的安装与维护38
习题39
第3章储能单元40
3.1蓄电池的基本知识40
3.1.1铅酸蓄电池40
3.1.2镍镉电池45
3.1.3锂电池46
3.2蓄电池的一般设计知识48
3.2.1基本概念48
3.2.2基本公式48
3.2.3完整的蓄电池容量设计计算49
3.2.4太阳能电池方阵设计49
3.3光伏系统使用蓄电池的选型、使用和
维护51
3.3.1蓄电池的选型51
3.3.2蓄电池的使用和维护52
3.4超级电容器53
习题54
第4章控制器56
4.1控制器的工作原理56
4.2控制器的分类57
4.3控制器的主要性能参数及选型64
习题66
第5章逆变器67
5.1逆变器的基础知识67
5.2单相逆变器73
5.3三相逆变器77
5.4逆变器的控制技术80
5.4.1SPWM控制技术80
5.4.2孤岛效应83
5.4.3低电压穿越86
习题87
第6章太阳能光伏发电系统的设计89
6.1独立光伏发电系统的容量设计89
6.1.1独立光伏发电系统的容量设计
步骤89
6.1.2计算所需电量89
6.1.3蓄电池容量设计89
6.1.4太阳能电池方阵功率设计90
6.1.5太阳能电池方阵倾角设计91
6.1.6有关太阳能辐射能量的换算92
6.2并网光伏发电系统容量设计93
6.3光伏发电系统的硬件设计94
6.4光伏发电系统的软件设计95
6.5太阳能发电系统的系统优化102
习题103
第7章光伏发电技术实验及实训104
7.1安装太阳能电池方阵104
7.1.1实训的目的和要求104
7.1.2实训内容104
7.1.3使用的器材与操作步骤104
7.1.4实训小结106
7.2组装光伏供电装置106
7.2.1实训的目的和要求106
7.2.2实训内容106
7.2.3使用的器材与操作步骤110
7.2.4小结110
7.3验证太阳能电池的输出特性111
7.3.1实训的目的和要求111
7.3.2实训内容111
7.3.3使用的器材操作步骤111
7.3.4小结112
7.4光线传感器112
7.4.1实训的目的和要求112
7.4.2基本原理112
7.4.3实训内容113
7.4.4操作步骤113
7.4.5小结114
7.5设计太阳能电池组件光源跟踪控制
程序114
7.5.1实训的目的和要求114
7.5.2基本原理114
7.5.3实训内容116
7.5.4使用的器材与操作步骤116
7.5.5小结119
7.6模拟调试逆变与负载系统120
7.6.1实训的目的和要求120
7.6.2基本原理120
7.6.3实训内容121
7.6.4使用的器材与操作步骤121
7.6.5小结121
参考文献123 

能源是国民经济发展的重要基础之一。随着国民经济的发展，能源的缺口增大，能源安全及能源在国民经济中的地位越显突出。我国是世界上少数几个能源结构以煤为主的国家之一，也是世界上最大的煤炭消费国，燃煤造成的环境污染日益突出。从我国目前能源生产及能源消费的实际状况出发，发展新能源及高效节能的技术及产品是保证我国可持续发展的重要举措。因此，大力发展新能源和可再生能源是我国未来的能源发展战略要求。太阳能光伏发电是新能源和可再生能源家族的重要成员之一。近年来我国出台了一系列鼓励太阳能光伏产业发展的政策，积极推动其发展。    2017年上半年，我国新增光伏发电装机容量2440万kW，同比增长9%，其中，光伏电站1729万kW，同比减少16%；分布式光伏711万kW，同比增长29倍。2007年6月新增光伏发电装机容量达1315万kW，同比增长16%，其中，光伏电站1007万kW，同比减少8%；分布式光伏308万kW，同比增长8倍。截至6月底，我国光伏发电装机容量已达到10182万kW，其中，光伏电站8439万kW，分布式光伏1743万kW。我国光伏产业的发展前景十分广阔。    “太阳能光伏发电技术”是光伏技术类专业重要的专业核心课，也是一门跨光学、机电、化学等多领域的综合性课程，具有很强的理论性和实践性。本书以太阳能光伏发电系统结构为主线，系统、全面地介绍了光伏发电系统的基础知识、组成结构、系统设计以及应用技术，同时还配有相应的实验和实训，理论结合实际，有利于实现“做中学、学中做”。    本书在内容设计上，力求做到向下延伸，特别对于跨领域的光学及化学知识进行了深入浅出的讲解。在实验实训的环节，设计力求简单易行，既方便教师教学，又方便学生自学，让学生能快速了解和掌握太阳能光伏发电技术，同时又能在实训中巩固和强化。    本书由安徽职业技术学院谢军担任主编，安徽机电职业技术学院汤代斌、陕西航天职工大学郭婷担任副主编，全书由谢军统稿。    本书是安徽省省级规划教材，同时也是安徽省省级新能源应用技术专业综合改革试点建设的成果体现。    编写中参考了不少书籍、文章，在此谨向相关作者致以谢意。    由于编者水平有限，书中难免有不当和疏漏之处，敬请广大读者批评指正。    编者