主编介绍

译者的话

原书序言

第 1 章 太阳能光伏发电的成就和挑战 1

1 1 总述 1

1 2 什么是光伏 3

1 2 1 光伏组件和发电功率 6

1 2 2 收集太阳光: 倾斜、 方位、 跟踪和遮挡 7

1 2 3 光伏组件和系统的成本预测 8

1 3 光伏的今天 9

1 3 1 光伏的历史 9

1 3 2 今天的光伏图 9

1 3 3 国家政策的关键作用 11

1 3 4 平价上网: 光伏的终极目标 12

1 4 巨大的挑战 15

1 4 1 需要多少土地 18

1 4 2 原材料的可用性 19

1 4 3 光伏发电是否是清洁绿色技术 20

1 4 4 能量回收 21

1 4 5 可靠性 21

1 4 6 调度能力: 提供能源需求 22

1 5 技术趋势 23

1 5 1 晶体硅的进展和挑战 24

1 5 2 薄膜技术的进步和挑战 26

1 5 3 聚光光伏的进展和挑战 29

1 5 4 第三代太阳电池的概念 30

1 6 结论 31

参考文献 31

第 2 章 过去、 现在和未来光伏产业成长过程中政策的作用 34

2 1 引言 34

2 1 1 能源工业的气候变化 34

2 1 2 光伏市场 36

2 2 选定国家的政策回顾 38

2 2 1 美国政策综述 38

2 2 2 欧洲 45

Ⅶ

2 2 3 亚洲 47

2 3 政策对光伏市场发展的影响 50

2 4 未来光伏市场增长情况 51

2 4 1 扩散曲线 51

2 4 2 经验曲线 52

2 4 3 不同的政策方案之下; 光伏发电在美国的扩散 55

2 5 走向可持续发展的未来 65

参考文献 65

第 3 章 太阳电池物理 72

3 1 引言 72

3 2 半导体的基本性质 74

3 2 1 晶体结构 74

3 2 2 能带结构 74

3 2 3 导带和价带态密度 76

3 2 4 平衡载流子浓度 76

3 2 5 光吸收 78

3 2 6 复合 81

3 2 7 载流子输运 84

3 2 8 半导体方程 87

3 2 9 少子扩散方程 87

3 2 10 pn 结二极管的静电特性 88

3 2 11 总结 90

3 3 太阳电池基本原理 91

3 3 1 太阳电池边界条件 91

3 3 2 产生率 92

3 3 3 少子扩散方程的解 92

3 3 4 终端特性 93

3 3 5 太阳电池 I￣ V 特性 95

3 3 6 太阳电池的效率 97

3 3 7 寿命和表面复合的影响 99

3 4 附加主题 101

3 4 1 光谱响应 101

3 4 2 寄生电阻效应 102

3 4 3 温度效应 104

3 4 4 聚光太阳电池 106

3 4 5 高注入 106

3 4 6 p￣ i￣ n 太阳电池和电压依赖收集 107

3 4 7 异质结太阳电池 108

3 4 8 详细的数值模拟 109

Ⅷ 光伏技术与工程手册 (原书第 2 版)

3 5 总结 109

参考文献 110

第 4 章 光电转换的理论极限和新一代太阳电池 111

4 1 引言 111

4 2 热力学背景 112

4 2 1 基本关系 112

4 2 2 热力学的两个定律 113

4 2 3 局域熵增量 113

4 2 4 积分概念 114

4 2 5 辐射的热力学方程 114

4 2 6 电子的热力学方程

......

本书是一本全面论述太阳能光伏发电所有涉及领域的技术论著。书中由浅人深地论述了太阳能光伏发电各个方面的基本原理与实际工程技术内容。另外，书中还全面地论述了各种技术的全新进展,并给出了大量的参考文献，如果读者想继续深人地探讨相关技术，可以很方便地从书中及参考文献中找到所需要的知识。

本书基本上可以分成几个大的方面:光伏基本理论，包括光伏技术的热力学理论极限和pn结理论，还包括全新的有关第三代太阳电池的理论基础;硅材料的制备和硅片加工;各种太阳电池技术,包括晶体硅太阳电池、硅薄膜太阳电池、II- V族太阳电池、CdTe 薄膜太阳电池、CIGS 薄膜太阳电池、染料敏化太阳电池等;各种光伏系统及应用技术;光伏测试技术;光伏系统的平衡部件的原理和技术，包括蓄电池、逆变器与控制器;从天文学和地理学的角度论述太阳辐射能量的理论;光伏技术及产业的历史及现状等。

与原书第1版相比，在所有章节的内容上都有大量的更新，诸如新的先进技术、新的电池效率、制造业现状、安装的数据等，而且还增加了薄膜光伏中透明导电氧化物、第三代有机聚合物器件等全新内容,在论述光伏建筑的内容时也增加了很多新的案例。总的来看，本书仍旧是目前国际上十分全面的论述光伏产业相关技术的著作，涵盖了光伏技术、应用及产业的各个方面的内容，并且有大量的论文索引，相信可以为国内光伏工程领域的产业技术人员和研发人员、高校太阳电池研究团队，以及证券投资公司、环保部门的政策研究人员提供全面的参考。

《三菱MELSEC系列·图解继电器与顺序控制器(原书第2版)》是为初学继电器顺序控制、顺序控制器以及传感器使用方法的读者而编写的实用入门书。《三菱MELSEC系列·图解继电器与顺序控制器(原书第2版)》基本按照“问题-电路设计-接线-实施”的步骤，利用丰富实例，通俗易懂地讲解相关内容。《三菱MELSEC系列·图解继电器与顺序控制器(原书第2版)》内容包括：顺序控制基础、继电器顺序控制、顺序控制器的基础知识、顺序控制器的指令与基本电路、顺序控制器的应用电路等，并且每章后均给出实践题，在最后给出相应的答案。

译者序

原书第2版前言

原书第1版序言

原书第1版前言

原书致谢

第1章变压器基本原理1

1.1概述1

1.2变压器的应用和分类4

1.3变压器原理和等效电路8

1.4标幺制16

1.5空载试验和短路试验17

1.6电压调整率和变压器的效率20

1.7变压器的并联运行26

参考文献27

第2章磁特性28

2.1铁心构造29

2.2磁滞损耗、涡流损耗和杂散损耗33

2.3励磁特性36

2.4过励磁性能37

2.5空载损耗试验38

2.6制造过程的影响44

2.7涌流45

2.8空载谐波对铁心和绕组的影响53

2.9变压器噪声54

2.10旋转损耗57

参考文献58

第3章阻抗特性63

3.1电抗计算63

3.2电抗计算的不同方法69

3.3电抗计算的解析法71

3.4电抗计算的数值法73

3.5三绕组变压器的阻抗特性78

3.6曲折形联结变压器的阻抗计算82

3.7零序电抗87

3.8稳定绕组96

参考文献98

第4章涡流和绕组杂散损耗100

4.1场方程式100

4.2坡印廷矢量104

4.3涡流损耗和磁滞损耗107

4.4饱和效应110

4.5变压器绕组中的涡流损耗111

4.6变压器绕组中的环流损耗121

参考文献129

第5章结构部件中的杂散损耗132

5.1杂散损耗的影响因素133

5.2杂散损耗估算方法概述141

5.3铁心接缝损耗143

5.4夹件中的杂散损耗144

5.5拉板中的杂散损耗145

5.6油箱中的杂散损耗149

5.7套管安装板中的杂散损耗154

5.8大电流引起的杂散损耗155

5.9杂散损耗的控制措施160

5.10经验值法166

5.11过励磁时杂散损耗估算168

5.12负载损耗测量169

参考文献173

第6章短路应力与强度181

6.1短路电流181

6.2短路时的热容量187

6.3短路力187

6.4短路时的动态特性193

6.5辐向力引起故障的模式197

6.6轴向力引起故障的模式202

6.7相互作用力（轴向和辐向组合）引起的故障模式207

6.8预压紧力的影响208

6.9短路试验209

6.10涌流的影响210

6.11分裂变压器的短路210

6.12提高承受短路能力的措施211

6.13平行导体间的电磁力计算214

6.14压紧结构设计216

参考文献217

第7章变压器冲击电压分布222

7.1起始电压分布222

7.2对地电容225

7.3绕组的电容226

7.4电感计算237

7.5驻波和行波238

7.6冲击分布的解析法241

7.7用状态变量法计算冲击电压分布243

7.8降低绕组内部过电压的设计250

参考文献255

第8章绝缘设计260

8.1简单结构的场强计算261

8.2电场强度计算263

8.3影响绝缘强度的因素265

8.4试验方法和设计绝缘水平（DIL）276

8.5绕组间的绝缘278

8.6绕组内部绝缘279

8.7端部绝缘设计281

8.8高压引线间隙284

8.9优化和提高质量的统计分析286

参考文献287

第9章冷却系统292

9.1热量传递方式292

9.2冷却方式294

9.3铁心的散热298

9.4绕组的散热299

9.5老化与预期寿命301

9.6直接测量热点305

ⅩⅦ9.7静电带电现象306

9.8计算的近期趋势307

参考文献308

第10章结构设计311

10.1结构设计的重要性311

10.2荷载与强度试验311

10.3变压器油箱分类313

10.4油箱设计315

10.5分析方法317

10.6变压器油箱过压力现象320

10.7抗震分析321

10.8变压器噪声的特性与降低323

10.9运输因素与振动327

参考文献328

第11章特种变压器330

11.1整流变压器330

11.2高压直流用换流变压器335

11.3电炉变压器340

11.4移相变压器344

参考文献347

第12章变压器电磁场理论与计算350

12.1概述351

12.2变压器工程电磁场基础354

12.3位方程374

12.4有限元法384

12.5FEM方程394

12.6变压器的耦合场401

12.7性能参数计算413

参考文献422

第13章变压器与系统之间的相互作用和建模427

13.1变压器电力潮流分析427

13.2谐波分析435

13.3铁磁谐振438

13.4电弧炉应用440

13.5地磁干扰442

ⅩⅧ13.6和应涌流现象442

13.7系统瞬变引起的内部谐振443

13.8特快速瞬态过电压444

13.9配电变压器的瞬变现象445

13.10变压器的低频、中频和高频模型445

参考文献454

第14章变压器的监测与诊断458

14.1常规试验459

14.2溶解气体分析461

14.3局部放电诊断462

14.4聚合度与呋喃分析469

14.5时域介质响应法469

14.6频域介质响应法478

14.7绕组变形测量482

14.8附件490

14.9其他诊断测试491

14.10寿命评估与改进493

参考文献493

第15章变压器技术的发展趋势499

15.1磁路499

15.2绕组500

15.3新型绝缘液体501

15.4优化计算502

15.5可再生能源用变压器503

15.6电力电子在变压器中的应用504

15.7其他技术506

15.8监测和诊断趋势507

参考文献508

附录511

附录A设计示例511

附录B联结组526

附录C故障电流计算528

附录D电场强度和电容计算公式533

作为有抱负的工程师，需要学习很多知识，包括本领域的专业知识以及工程的基础知识。同时，要具备终身学习的能力来掌握领域的最新发展。在这个过程中，工程思维和工程相关的设计能力是工程师的核心能力。本书是一本适合所有工程专业背景的读者的工程入门书，以工程思维和能力的培养为核心，介绍了工程师应具备的各种能力，助力读者走上工程师之路。

本书特色

以工程思维和工程设计为主线，从各工程学科及主要专业领域的介绍开始，逐步深入地介绍工程师的技能、工程和设计的概念、常用的工程工具、项目管理、用户体验、工程师的人际交往等内容，帮助读者尽快融入工程师的角色。

作为全美静电协会前主席，本书作者有扎实的工程项目基础和丰富的经验，整个工程思维的脉络在他的笔下被剖析得细致入微，各种类型的工程案例及分析使全书内容饱满、引人入胜，并引发读者的思考。

突出强调工程中的关键理念、常用工作方法和良好的工作习惯，并通过一系列实例和练习培养提升读者的工程素养，将工程思维的培养融入工作的方方面面。