杨金焕，1939年生，教授。1960年毕业于西安交通大学，并留校任教：1993年—2006年在上海电力学院任教。曾任上海市太阳能学会副秘书长，中国动力工程学会、中国电工学会新能源发电专业委员会委员，现任上海电力学院太阳能研究所名誉所长、中国可再生能源学会理事、光伏专业委员会委员，享受国务院特殊津贴。长期从事太阳能光伏发电应用技术的研究，承担并完成了国家“六五”—“九五”多项攻关课题和科研项目，主持了“六百瓦光电水泵的研制”等多个项目，研制开发了多种光伏应用产品，多个项目获得省部级科技成果奖及国家科技成果证书：编制了三套光伏系统设计软件：发表学术论文六十余篇。

第1章 绪论

1.1 开发利用太阳能的重要意义

1.1.1 化石燃料正面临逐渐枯竭的危机局面

1.1.2 保护生态环境逐渐受到人们的重视

1.1.3 常规电网的局限性

1.2 太阳能发电的特点

1.2.1 太阳能发电的优点

1.2.2 太阳能发电的缺点

1.3 近年来世界光伏产业的发展状况

1.3.1 太阳电池的生产

1.3.2 光伏应用市场

1.4 中国光伏产业的发展

1.5 部分国家(地区)发展光伏发电的规划和展望

1.5.1 日本

1.5.2 欧盟

1.5.3 美国

1.5.4 中国

第2章 太阳辐射

2.1 太阳概况

2.2 日地运动

2.3 日出和日落规律

2.4 天球坐标

2.4.1 赤道坐标系

2.4.2 地平坐标系

2.4.3 太阳角的计算

2.4.4 两排方阵之间的距离

2.5 太阳辐射量

2.5.1 大气层外的太阳辐射

2.5.2 到达地表的太阳辐照度

2.5.3 地表倾斜面上的小时太阳辐照量

2.5.4 地表倾斜面上的月平均太阳辐照量

第3章 晶体硅太阳电池的工作原理

3.1 太阳电池的分类

3.1.1 按基体材料分

3.1.2 按电池结构分

3.1.3按用途分

3.2 太阳电池的工作原理

3.2.1 半导体

3.2.2 P型和N型半导体

3.2.3 P-N结

3.2.4 内光电效应

3.2.5 太阳电池基本工作原理

3.2.6 晶体硅太阳电池的结构

3.3 太阳能电池的电学特性

3.3.1 标准测试条件

3.3.2 太阳电池等效电路

3.3.3 太阳电池的主要技术参数

3.4 提高太阳电池效率的一些方法

3.4.1 最大功率跟踪

3.4.2 聚光

第4章 薄膜太阳电池

4.1 概述

4.2 非晶硅太阳电池

4.2.1 非晶硅薄膜

4.2.2 非晶硅太阳电池结构

4.2.3 P-I-N型非晶硅太阳电池工作原理

4.2.4 非晶硅太阳电池设计

4.2.5 大面积非晶硅太阳电池

4.2.6 非晶硅太阳电池的衰减及可靠性

4.3 其他薄膜太阳电池

4.3.1 纳米硅及多晶硅薄膜太阳电池

4.3.2 化合物薄膜太阳电池

4.3.3 染料敏化太阳电池

4.3.4 有机半导体太阳电池

4.4 叠层/多结叠层及渐变带隙太阳电池

4.4.1 改进非晶硅电池性能的措施

4.4.2 叠层非晶硅太阳电池

4.4.3 渐变带隙纳米硅太阳电池

4.5 集成型非晶硅太阳电池

4.5.1 集成型非晶硅太阳电池的特点

4.5.2 集成型非晶硅太阳电池的结构

4.5.3 集成型非晶硅太阳电池的设计原则

4.5.4 集成型非晶硅太阳电池的工艺

4.6 薄膜太阳电池的发展机遇

第5章 太阳电池的制造

5.1 硅材料制备

5.1.1 四氯化硅法

5.1.2 三氯氢硅法

5.1.3 硅烷法

5.2 多晶硅的制备

5.3 单晶硅的制备

5.3.1 直拉单晶法

5.3.2 区熔法

5.3.3 磁拉法

5.4 片状硅(带硅)制备

5.5 晶体硅太阳电池制造

5.5.1 原材料切割

5.5.2 表面处理

5.5.3 制作绒面

5.5.4 扩散制结

5.5.5 去边(刻蚀)

5.5.6 去磷硅玻璃

5.5.7 制作减反射膜

5.5.8 制作电极

5.5.9 太阳电池性能测试

5.6 高效太阳电池工艺简介

5.6.1 单晶硅高效电池

5.6.2 多晶硅高效电池

5.7 太阳电池组件的封装

5.7.1 太阳电池组件封装材料

5.7.2 太阳电池组件封装工序

第6章 光伏系统部件

6.1 太阳电池方阵

6.1.1 太阳电池方阵的结构

6.1.2 太阳电池组件连接的原则

6.2 二极管

6.3 蓄电池

6.3.1 铅酸蓄电池

6.3.2 免维护铅酸蓄电池

6.3.3 胶体蓄电池

6.3.4 镍镉电池

6.3.5 镍氢电池

6.3.6 蓄电池的性能参数

6.4 控制器

6.5 逆变器

6.5.1 逆变器的分类

6.5.2 逆变器的技术性能

6.5.3 光伏并网逆变器

第7章 光伏系统的应用

7.1 光伏系统的类型

7.1.1 离网非户用系统

7.1.2 离网户用系统

7.1.3 分布式并网系统

7.1.4 集中式并网系统

7.1.5 混合系统

7.2 光伏组件的特殊应用

7.2.1 光伏与建筑一体化

7.2.2 光伏声屏障系统

7.3 空间光伏电站

第8章 光伏系统的设计

8.1 光伏系统容量的设计

8.1.1 优化设计的基本原则

8.1.2 技术条件

8.1.3 方阵倾角的选择

8.1.4 均衡性负载光伏系统设计

8.1.5 季节性负载光伏系统设计

8.1.6 特殊要求负载光伏系统设计

8.1.7 并网光伏系统的设计

8.2 光伏系统的机械结构设计

8.2.1 确定现场布置

8.2.2 设计方阵支架

8.2.3 设计安排配电房

8.3 电气设计

8.4 辅助设备选配

8.5 热环境设计

8.6 其他设计

第9章 光伏系统的安装、调试及维护

9.1 光伏系统的安装

9.1.1 太阳电池方阵的安装

9.1.2 控制器和逆变器等电气设备的安装

9.1.3 蓄电池组的安装

9.2 光伏系统的调试

9.2.1 调试前的准备工作

9.2.2 方阵调试

9.2.3 控制器调试

9.2.4 离网逆变器调试

9.2.5 并网逆变控制器调试

9.3 光伏系统的维护及管理

9.3.1 日常维护

9.3.2 定期检查

第10章 光伏发电的效益分析

10.1 光伏发电的能量偿还时间

10.1.1 概述

10.1.2 国外分析综述

10.1.3 相关参数的计算

10.2 光伏系统减少CO2排放量

10.2.1 发电排放的温室气体

10.2.2 CO2排放指数

10.2.3 光伏减排CO2潜力

10.3 增加就业岗位

附录 光伏优化设计软件介绍

参考文献2100433B

太阳能光伏系统的应用正在迅速发展，本书在全面介绍太阳能光伏发电基本知识的基础上，着重对光伏系统应用技术，包括太阳辐照量的正确计算，光伏方阵最佳倾角的确定，配套部件的性能及选择，各类光伏系统的优化设计，各种光伏系统的实际应用，以及光伏系统的安装维护等方面，进行了比较详细的阐述和分析，希望能使读者对光伏系统应用技术有比较全面、正确的了解。

太阳能作为可再生能源的主要方式，其大规模的开发利用是目前人类调整能源结构，缓解能源危机，改善生态环境的有效途径。

《太阳能光伏发电系统及其应用技术研究》对太阳能光伏发电系统及其应用技术进行了研究，主要内容涵盖了光伏发电系统的类型，太阳能电池、太阳能光伏发电储能电池及器件，太阳能光伏控制器和逆变器等。

《太阳能光伏发电系统及其应用技术研究》结构合理，条理清晰，内容丰富新颖，可供从事太阳能光伏发电系统设计、开发与应用的工程技术人员参考使用。

为了贯彻国家和本市可再生能源利用和节能相关的法规和政策，充分利用太阳能资源，优化本市能源结构，规范本市建筑太阳能光伏发电系统的应用，特制定《建筑太阳能光伏发电应用技术标准（DG\TJ08-2004B-2020J11326-2020）/上海市工程建设规范》。

本标准适用于本市新建、改建和扩建的建筑中采用交流并网太阳能光伏发电系统的工程。

太阳能光伏发电系统在建筑上的应用除应用除应符合本标准外，尚应符合国家、行业和本市现行有关标准的规定。

第1章 太阳能光伏发电系统概论

11太阳能光伏发电的重要意义1

111世界能源危机日益加剧1

112自然生态环境日趋恶化1

113常规电网的局限性3

12太阳能光伏发电原理及特点3

121太阳能光伏发电原理3

122太阳能光伏发电的特点4

13太阳能光伏发电系统的组成与应用6

131太阳能光伏发电系统的组成6

132太阳能光伏发电技术的应用与发展历程9

133光伏发电技术的知识结构16

思考题与习题16

第2章 太阳与太阳能

21太阳17

211太阳的基本参数17

212太阳的基本结构*17

22太阳与地球19

221太阳与地球的位置关系*19

222地球绕太阳的运行规律21

223太阳的视运动21

224太阳高度角、方位角、日照时间的计算23

23太阳能25

231太阳辐射能25

232太阳辐射光谱26

233到达地球表面上的太阳辐射能27

234我国的太阳能资源30

思考题与习题32

第3章 太阳能光伏电池

31太阳能光伏发电原理34

311半导体基础知识*34

312pn结39

313光伏效应40

314太阳能电池的结构和性能41

32太阳能电池材料制备*44

321硅材料的优异性能44

322硅材料的制备44

33太阳能电池制造工艺48

331硅片的加工48

332硅太阳能电池的制造50

333新型太阳能电池简介*55

34太阳能电池组件的封装60

341太阳能电池组件设计60

342太阳能电池组件的封装结构62

343太阳能电池组件封装材料*62

344太阳能电池组件封装工艺67

345太阳能电池组件的技术要求和检验测试69

35太阳能电池方阵的设计71

351太阳能电池方阵的组成71

352太阳能电池方阵组合的计算75

思考题与习题76

第4章 光伏蓄电池

41光伏蓄电池概述78

411蓄电池简介78

412铅酸蓄电池的基本概念79

42铅酸蓄电池的结构和工作原理80

421铅酸蓄电池的结构80

422铅酸蓄电池的工作原理81

423铅酸蓄电池的分类和命名83

424蓄电池的性能参数85

43VRLA蓄电池的充、放电特性92

431VRLA蓄电池的充电特性92

432VRLA蓄电池的放电特性96

44VRLA蓄电池的使用与维护98

441VRLA蓄电池的安装99

442VRLA蓄电池的正确使用101

443VRLA蓄电池的维护104

思考题与习题107

第5章 光伏控制器

51光伏控制器概述108

511光伏控制器的基本概念108

512光伏控制器的主要功能108

52光伏控制器的基本原理109

521蓄电池充电控制基本原理109

522蓄电池过放电保护基本原理110

53蓄电池充、放电技术112

531VRLA蓄电池充电器112

532VRLA蓄电池充电控制技术113

533VRLA蓄电池温度补偿技术115

54光伏控制器的电路原理116

541光伏控制器的分类116

542光伏控制器的电路原理116

55光伏控制器的选用128

551光伏控制器的主要性能特点128

552光伏控制器的主要技术参数130

553光伏控制器的配置选型131

思考题与习题132

第6章 光伏逆变器

61光伏逆变器概述133

611光伏逆变器的分类133

612光伏逆变器的电路构成133

613光伏逆变器的主要元器件134

62光伏逆变器的电路原理134

621单相逆变器电路原理134

622三相逆变器电路原理137

623并网型逆变器的电路原理139

63光伏逆变器的技术参数与选用143

631光伏逆变器的主要性能特点143

632光伏逆变器的主要技术参数143

633光伏逆变器的选用145

634光伏逆变器产品简介146

64光伏逆变器的操作与维护148

641逆变器的操作要点148

642逆变器的维护检修148

思考题与习题149

第7章 太阳能光伏发电系统应用技术

71太阳能光伏发电系统的组成和分类150

711太阳能光伏发电系统的组成150

712太阳能光伏发电系统的分类151

72太阳能光伏发电系统的设计151

721独立光伏发电系统151

722并网光伏发电系统154

723太阳能光伏发电系统的设计156

73太阳能光伏发电系统的安装调试161

731太阳能光伏发电系统的安装施工161

732太阳能光伏发电系统的检查测试174

733太阳能光伏发电系统逆变器的调试177

74太阳能光伏发电系统的维护管理179

741太阳能光伏发电系统的运行维护179

742太阳能光伏发电系统的故障排除181

75太阳能光伏发电的应用182

751太阳能光伏发电技术的应用优势182

752太阳能光伏发电技术的应用实例184

思考题与习题190

第8章 风光互补发电系统

81风光互补发电系统组成192

811风光互补发电系统192

812风力发电机组195

813风力发电机组的性能199

814垂直轴风力发电机201

815光伏发电系统及其组成202

82风光互补发电系统的设计和安装202

821风光互补发电系统的设计202

822风力发电机位置的选择204

823光伏场地的选址206

824风光互补发电系统的安装207

83风光互补发电系统调试运行208

831风力发电机组的调试208

832光伏系统的调试209

833风光互补发电系统的运行209

84风光互补发电系统的维护保养209

841小型风力发电机的维护保养209

842光伏方阵的维护210

843控制逆变器的维护210

844蓄电池的维护保养210

845常见故障及排除210

846风光互补发电系统的应用211

思考题与习题213

第9章 实验

91实验设备214

92实验项目215 2100433B