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光伏应用(yìngyòng)技术 ;光伏应用(yìngyòng)技术; 人类当前使用的能源主要来自煤炭、石油等多年储藏在地下(dìxià)的石化能源，按照目前的开发速度，几十年或许几百年后，地球所存储的这些能源就将枯竭。节约能源和开发可再生能源已经成为当务之急。 在可再生能源中，水能已经得到了广泛的利用，且水能资源终究是有限的；太阳能和风能则是取之不尽，用之不竭的清洁能源。 太阳能的应用主要有两种形式：一是把太阳能转换为热能，二是把太阳能转换为电能。后者称为太阳能光伏发电技术，简称PV技术。;第1章 光伏发电(fādiàn)概述;第1章 光伏发电(fādiàn)概述;一、太阳能与环保(huánbǎo);二、太阳能转换(zhuǎnhuàn)电能的基本原理;1.2 太阳能发电发展(fāzhǎn)历程;1.3 太阳能发电(fādiàn)的过去、现在和未来;1.4 国内外光伏发电的现状(xiànzhuàng)与趋势;美国－“百万屋顶(wū dǐnɡ)计划”;日本(rì běn)－“阳光计划”;德国－“10万屋顶发电(fādiàn)计划”;中国(zhōnɡ ɡuó)－“光明工程计划”;我国光伏电池组件发展(fāzhǎn)情况;;我国的“光明(guāngmíng)项目”及其它;全球单体(dān tǐ)最大太阳能建筑并网发电;全球单体(dān tǐ)最大太阳能建筑并网发电;我国光伏应用(yìngyòng)市场预测;我国光伏主要(zhǔyào)应用领域预测;第 2 章 太阳能电池原理(yuánlǐ)与特性;2.1 太阳光的性质(xìngzhì);太阳能有关(yǒuguān)参数; 2、直射光和散射光; 直射光和散射光; 3、太阳光强度(qiángdù)与波长的关系; 太阳光强度(qiángdù)与波长的关系;2.2 太阳能电池原理(yuánlǐ)和变换效率; 2、光伏效应(xiàoyìng); 3、光伏器件(qìjiàn)的伏安特性; 光伏器件的伏安(fú ān)特性; 光伏器件的伏安(fú ān)特性; 4、短路(duǎnlù)电流与开路电压; 5、输出功率特性(tèxìng); 最大功率(gōnglǜ)输出; 6、太阳能电池(diànchí)光伏变换效率; 基准(jīzhǔn)光; 7、影响太阳能电池性能(xìngnéng)的因素; 8、太阳能电池(diànchí)的等值电路; 太阳能电池(diànchí)的等值电路; 等值电路(diànlù)方程; 等值电路(diànlù)方程; 等值电路(diànlù)与伏安特性; 等值电路与伏安(fú ān)特???;2.3 太阳能电池(diànchí)特性的测量; 带负荷测量电压(diànyā)、电流; 四端(sì duān)测量法;第3章 太阳能电池的种类(zhǒnglèi)及其特点;3.1 太阳能电池(diànchí)的分类; 按构造(gòuzào)分类; 3.2 几种常用太阳能电池(diànchí)的特点; 几种常用(chánɡ yònɡ)太阳能电池的特点; 几种常用(chánɡ yònɡ)太阳能电池的特点; 硅系太阳能电池(diànchí)的特点; 硅系太阳能电池(diànchí)的特点; 单晶硅太阳能电池(diànchí); 多晶硅太阳能电池(diànchí); 1975年 Spear 等利用硅烷的直流辉光放电技术制备出 a-Si：H材料，实现了对非晶硅基材料的掺杂，使非晶硅材料开始得到应用。1976 年第一个效率为1％ ～2％的非晶硅太阳电池被研制出来，直到1980年非晶硅太阳电池实现商品化。目前世界非晶硅太阳电池生产能力50MW/年，最高转换效率13％，应用范围从多种电子消费产品如手表、计算器、玩家到户用电源、光伏电站(diàn zhàn)等。 在太阳光谱的可见光范围内，非晶硅的吸收系数比晶体硅大一个数量级，非晶硅太阳电池光谱响应的峰值与太阳光谱的峰值很接近。由于非晶硅材料的本征吸收很大，1μm 厚度就能充分吸收太阳光，厚度不足晶体硅的1/100，可明显节省昂贵的半导体材料。 非晶硅及其合金的光电转换效率在太阳光长期照射下有一定的衰减，经过200℃退火2h可恢复原状。这种现象首先由Stabler 和 Wronski 发现，称为S－W效应。由于S－W效应，非晶硅电池不能大规模使用。; 3.3 晶体(jīngtǐ)硅太阳能电池的基本工艺; 一、绒面(rónɡ miàn)结构; 二、p－n 结制备(zhìbèi); p－n 结制备(zhìbèi); 三、铝背场; 四、金属电极; 五、减反射层; 3.4 太阳能电池组件的封装; 一、组件(zǔ jiàn)单体电池的连接方式; 二、组件(zǔ jiàn)的封装结构 — 玻璃壳体式; 组件(zǔ jiàn)的封装结构之二 — 底盒式; 组件(zǔ jiàn)的封装结构之三 — 平板式; 组件(zǔ jiàn)的封装结构之四 — 全胶密封式; 三、组件(zǔ jiàn)的封装材料; 四、组件(zǔ jiàn)封装工艺流程;第 4 章 太阳能发电系统(xìtǒng)的结构; 4.1 太阳能发电系统(xìtǒng)概述; 独立(dúlì)光伏系统; 独立(dúlì)光伏系统; 并网(bìnɡ wǎnɡ)光伏系统; 并网(bìnɡ wǎnɡ)光伏系统; 可逆流并网(bìnɡ wǎnɡ)光伏系统; 不可(bùkě)逆流并网光伏系统; 4.2 蓄电池; 1、铅酸蓄电池的结构(jiégòu)与原理; 极板(jí bǎn); 电解液; 蓄电池的工作(gōngzuò)原理; 蓄电池的工作(gōngzuò)原理; 2、铅酸蓄电池的电特性(tèxìng); 蓄电池的放电(fàng diàn)特性; 蓄电池的放电(fàng diàn)特性; 蓄电池的充电(chōng diàn)特性; 蓄电池的充电(chōng diàn)特性; 蓄电池的容量(róngliàng); 容量(róngliàng)与放电电流的关系; 容量(róngliàng)与温度; 荷电状态(zhuàngtài)与放电深度; 放电(fàng diàn)速率; 3、蓄电池的寿命及影响(yǐngxiǎng)因素; 放电(fàng diàn)深度与过充系数; 温度(wēndù)对蓄电池寿命的影响;恒流充电(chōng diàn); 恒压充电(chōng diàn); 恒压限流充电(chōng diàn); 两阶段(jiēduàn)、三阶段(jiēduàn)充电; 快速(kuài sù)充电; 智能(zhì nénɡ)充电; 智能(zhì nénɡ)充电; 4.3 控制器; 1、控制器的工作(gōngzuò)原理; 充电(chōng diàn)控制基本原理; 过放电(fàng diàn)保护基本原理; 过放电(fàng diàn)保护基本原理; 蓄电池剩余(shèngyú)容量控制法; 蓄电池剩余(shèngyú)容量控制法; 蓄电池剩余(shèngyú)容量控制法; 2、控制器的分类(fēn lèi); 控制器的分类(fēn lèi); 控制器的分类(fēn lèi); 3、几种光伏控制器的基本(jīběn)电路; 单路旁(lù pánɡ)路型充放电控制器; 单路串联(chuànlián)型充放电控制器; 过欠电压(diànyā)检测控制电路; 多路充电(chōng diàn)控制器; 简单实用(shíyòng)的太阳能草坪灯电路; 基于(jīyú)单片机的光伏系统; 4.4 逆变器; 1、光伏系统对逆变器的要求(yāoqiú); 2、逆变器的基本原理; 推挽(tuī wǎn)式逆变电路; 半桥式逆变(nì biàn)电路; 单相(dān xiānɡ)全桥逆变电路; 3、光伏逆变器; 光伏并网系统中的逆变(nì biàn)电路; DC/DC 电路(diànlù)控制原理; 偏磁检测(jiǎn cè)电路; DC/AC 控制(kòngzhì)原理; DC/AC 控制(kòngzhì)原理;第 5 章 光伏系统(xìtǒng)的控制 ;; 5.1 基本原理; 5.2 MPPT 控制(kòngzhì)采用的 DC/DC 结构; 5.3 MPPT 控制(kòngzhì)的几种算法; 1、定电压(diànyā)跟踪法; 2、功率(gōnglǜ)扰动观察法; 功率(gōnglǜ)扰动观察法软件流程; 3、增量(zēnɡ liànɡ)电导法; 增量(zēnɡ liànɡ)电导法; 增量(zēnɡ liànɡ)电导法流程图; 4、滞环比较法; 滞环比较法控制(kòngzhì)流程;第 6 章 光伏发电(fādiàn)系统设计 ;6.1 光伏系统(xìtǒng)的容量设计;独立光伏系统软件(xì tǒnɡ ruǎn jiàn)设计;2、蓄电池设计(shèjì)方法;基本(jīběn)公式;（1）蓄电池容量(róngliàng);（2）蓄电池串并联;例1： 乡村小屋的光伏供电系统。该小屋只是在周末使用，可以使用低成本的浅循环蓄电池以降低系统成本。该乡村小屋的负载(fùzài)为90Ah/ 天，系统电压为24V 。我们选择自给天数为2 天，蓄电池允许的最大放电深度为50％，那么： 蓄电池容量＝2 天×90Ah/0.5＝360Ah 如果选用12V/100Ah 的蓄电池，那么需要该蓄电池 2 串联×4 并联= 8 个 ; 例2： 一个小型的交流光伏应用系统，负载的耗电量为 10kW·h/天，选择使用的逆变器的效率为 90％，输入电压为 24V，可得所需的直流负载需求为： 10000W·h÷0.9÷24V＝462.96A·h 假设(jiǎshè)这是一个负载对电源要求不很严格的系统，可以根据天气调整用电。选择自给天数为 5 天，使用深循环电池，放电深度为 80％，则 蓄电池容量＝5 天×462.96A·h/0.8＝2893.51A·h 如果选用 2V/(400A·h) 的单体蓄电池，那么需要串联的电池数 串联蓄电池数＝24V/2V＝12（个） 需要并联的蓄电池数 并联蓄电池数＝2893.51/400=7.23，取整数为 8。 该系统需要使用 2V/400A·h 的蓄电池个数为：12串联×8 并联＝96（个）;蓄电池的容量与两个重要因素相关：蓄电池的放电率和环境温度。 蓄电池的放电率影响： 蓄电池的容量随着放电率的改变而改变，随着放电率的降低，蓄电池的容量会相应增加。 光伏系统的平均(píngjūn)放电率公式如下： 平均(píngjūn)放电率 (小时)= 自给天数X负载工作时间/ 最大放电深度 ;负载工作时间: 对于只有单个负载的光伏系统，负载的工作时间就是实际负载平均每天工作的小时数； 对于有多个不同负载的光伏系统，负载的工作时间可以使用加权平均负载工作时间，加权平均负载工作时间的计算方法如下(rúxià)： 加权平均负载工作时间=Σ负载功率X负载工作时间/ Σ负载功率 ;蓄电池温度－放电率－容量(róngliàng)曲线 ;环境温度影响(yǐngxiǎng);铅酸蓄电池最大放电深度(shēndù)－温度曲线)蓄电池容量(róngliàng)设计修正公式：; 3、光伏组件方阵(fānɡ zhèn)设计; 光伏组件设计的修正 a. 将太阳电池(tài yánɡ diàn chí)组件输出降低 10％ b. 将负载增加 10％ 考虑了上述因素，对简单的太阳电池(tài yánɡ diàn chí)组件设计公式进行修正，得到下面的修正公式1：;太阳能电池组件并联(bìnglián)数Np修正公式2：; 光伏组件设计需要注意的问题 （1）季节变化对光伏系统输出的影响。 （2）根据气候条件选择合适的太阳电池组件。 太阳电池组件的输出与串联太阳电池片的数量有关。另外，太阳电池在光照下的电压会随着温度的升高而降低。根据这一物理现象，太阳电池组件生产商设计、生产了不同的组件：36 片串联组件与 33 片串联组件。 36 片电池组件适用于高温(gāowēn)环境应用。 33 片电池组件适用于温和气候环境下使用。 （3）; 光伏组件(zǔ jiàn)方阵设计; 光伏组件方阵(fānɡ zhèn)设计;②太阳能电池组件日发电量Qp Qp=Ioc×H×Kop×CzAh(4) 式中： Ioc为太阳能电池组件最佳工作电流； Kop为斜面修正系数（参照(cānzhào)表1）； Cz为修正系数，主要为组合、衰减、灰尘、充电效率等的损失，一般取0.8。 ;③两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数Nw，此数据为本设计之独特之处，主要(zhǔyào)考虑要在此段时间内将亏损的蓄电池电量补充起来，需补充的蓄电池容量Bcb为： Bcb=A×QL×NLAh(5) ;④太阳能电池组件并联数Np的计算方法为： Np=（Bcb＋Nw×QL）/（Qp×Nw）(6) 式（6）的表达意为：并联的太阳能电池组组数，在两组连续阴雨天之间的最短间隔天数(tiānshù)内所发电量，不仅供负载使用，还需补足蓄电池在最长连续阴雨天内所亏损电量。 ;太阳能电池方阵的功率计算(jì suàn) 根据太阳能电池组件的串并联数，即可得出所需太阳能电池方阵的功率P： P=Po×Ns×NpW（7） 式中：Po为太阳能电池组件的额定功率。 ;例1、以广州某地面卫星接收站为例，负载电压为12V，功率为25W，每天工作24h，最长连续阴雨天为15d，两最长连续阴雨天最短间隔天数为30d，太阳能电池采用云南半导体器件厂生产的38D975×400型组件，组件标准功率为38W，工作电压17.1V，工作电流2.22A，蓄电池采用铅酸免维护蓄电池，浮充电压为（14±1）V。其水平面太阳辐射数据参照表1，其水平面的年平均日辐射量为12110（kJ/m2），Kop值为0.885，最佳倾角为16.13°，计算太阳能电池方阵(fānɡ zhèn)功率及蓄电池容量。 ; （1）蓄电池容量Bc Bc=A×QL×NL×To/CC =1.2×（25/12)×24×15×1/0.75 =1200Ah （2）太阳能电池方阵功率P 因为： Ns=UR/Uoc=（Uf＋UD＋UC）/Uoc =（14＋0.7＋1）/17.1=0.92≈1 Qp=Ioc×H×Kop×Cz =2.22×12110×（2.778/10000）×0.885×0.8 ≈5.29Ah Bcb=A×QL×NL =1.2×(25/12)×24×15=900Ah QL=(25/12)×24=50Ah Np=（Bcb＋Nw×QL）/(Qp×Nw） =(900＋30×50)/(5.29×30)≈15 故太阳能电池方阵功率为： P=Po×Ns×Np=38×1×15=570W （3）计算结果 该地面(dìmiàn)卫星接收站需太阳能电池方阵功率为570W，蓄电池容量为1200Ah。; 6.2 太阳电池板最佳倾角(qīngjiǎo)设计; 1、水平面上的太阳辐射(tài yánɡ fú shè)转换成斜面上太阳辐射(tài yánɡ fú shè)数据; Isc 为太阳常数，可以取 Isc=1367W/m2 。 对于地面反射(fǎnshè)辐射量 Hrt ，其公式如下 Hrt=0.5ρH（1－coss） 式中，H 为水平面上总辐射量；ρ为地物表面反射(fǎnshè)率。 这样，求倾斜面上太阳辐射量的公式为; 3、基本(jīběn)计算步骤; 4、独立(dúlì)光伏系统最佳倾角的确定; 5、我国部分主要城市(chéngshì)的斜面最佳辐射倾角;6.3 并网光伏系统(xìtǒng)设计;并网光伏系统的最佳(zuì jiā)倾角; 纯并网(bìnɡ wǎnɡ)光伏系统，系统中没有使用蓄电池，太阳电池组件产生的电能直接并入电网，系统的直接给电网提供电力。 具有UPS 功能的并网(bìnɡ wǎnɡ)光伏系统，这种系统使用了蓄电池，所以在停电的时候，可以利用蓄电池给负载供电，还可以减少停电造成的对电网的冲击。 并网(bìnɡ wǎnɡ)光伏混合系统。它不仅使用太阳能光伏发电，还使用其他能源形式。 ;负载(fùzài);6.4 太阳能光伏系统(xìtǒng)性能分析;第一百九十页，共260页。; 从理论上讲，对太阳电池组件输出有很大影响的因素就是太阳电池组件的电池片温度和太阳电池组件所接收的太阳辐射。为了分析的需要，还有必要整理出太阳电池组件温度和环境温度的关系，以及(yǐjí)太阳电池组件的输出随天气状况变化而改变的关系。;第一百九十二页，共260页。; 在已知太阳电池组件的输出(shūchū)情况以后，对于独立和混合系统，考虑到负载的需要还可以作出系统太阳电池组件输出(shūchū)、负载需求－时间的曲线，根据该曲线就可以了解 在一年中的每一个月份，太阳电池组件的输出(shūchū)是否能够满足负载的实际需求。 ;第一百九十四页，共260页。;第7章 太阳能光伏发电(fādiàn)系统的应用;太阳能空调器的开发(kāifā);太阳能电动车; 2、太阳能电动车的研究方向 提高太阳能电池(diànchí)的转换效率 最大功率跟踪技术 蓄电池(diànchí)充放电技术;3、太阳能电动车的系统总体设计 六部分组成：太阳能电池阵列；DC/DC变换器；A/D转换回路；控制电路；蓄电池；辅助电源(diànyuán)（PFC整流部分）;太阳能光伏照明(zhàomíng)系统;太阳能光伏照明系统(xìtǒng)概述 ;;太阳能照明系统(xìtǒng)的工作原理;太阳能光伏照明系统(xìtǒng)特点 ;太阳能光伏照明(zhàomíng)系统组成部分 ;1、太阳能晶体(jīngtǐ)硅电池板;2、太阳能控制器;控制器在整套系统中的功能(gōngnéng)与作用： ;3、蓄电池 ;4、照明(zhàomíng)光源;几种常用(chánɡ yònɡ)光源的介绍;针对应用最多的太阳能光源分析(fēnxī)比较：;太阳能照明(zhàomíng)成本分析 ;太阳能灯具(dēngjù)与普通灯具(dēngjù)的对比;;太阳能照明(zhàomíng)的应用;独立式太阳能照明系统 主要指采用太阳能灯具可能受到环境的影响不适合安装的场合，可以将太阳能电池板集中放置，采用统一控制提供供电(ɡònɡ diàn)的方式提供照明。 ;与市电结合的太阳能照明系统 对于(duìyú)城市内照明可靠性要求高的灯具照明，为了增强系统的可靠性，可以采用与市电相结合的方式。 ;太阳能灯具(dēngjù)的种类 ;庭院灯;道路灯;太阳能杀虫灯 ;太阳能装饰灯;太阳能照明(zhàomíng)方案 ;城市(chéngshì)亮化照明;建筑物楼道(lóu dào)照明;光伏--建筑(jiànzhù)照明一体化技术 ;光伏照明应用问题(wèntí)分析 ;太阳能照明系统(xìtǒng)的推广;太阳能路灯(lùdēng);太阳能路灯(lùdēng)的工作原理;太阳能路灯(lùdēng)设计所需的数据 ;太阳能路灯系统设计(shèjì)思路 ;太阳能路灯工作(gōngzuò)流程;太阳能路灯系统(xìtǒng)设计的关键部件;太阳能电池板功率(gōnglǜ)的选择 ;太阳能电池板的安装(ānzhuāng)问题 ; 蓄电池;高能(gāonéng)阀控式免维护铅酸蓄电池;蓄电池容量(róngliàng)的选择 ;蓄电池的使用(shǐyòng)问题; 控制器 ;防止反向(fǎn xiànɡ)充电电路 ;蓄电池的充放电管理(guǎnlǐ) ;灯的自动开关(zì dònɡ kāi ɡuān) ;光源(guāngyuán)LED; LED需采用(cǎiyòng)恒流源驱动;光通量 LED向外辐射通量中能引起人感知的那部分当量，是照明用LED的重要指标(zhǐbiāo)。 LED光通量随工作电流的增加而增大。; 光通量还会随环境温度的升高而下降。当环境温度超过5O℃时，应降低LED的工作(gōngzuò)电流，否则容易引起LED老化。;散热问题 LED芯片温度的升高，将直接影响到LED的寿命，并且会增大LED的光衰，情况严重的会将LED烧坏。 普通方法(fāngfǎ)采用铝制散热器 最新方法(fāngfǎ)采用回路热管技术 ; 散热设计(shèjì)：;LED阵列(zhèn liè) ;LED阵列设计 用1W 的LED组成路灯光源时，选用光束角120。的LED比较好。用70 mA规格的LED组成路灯光源，有较好的抗雾性能。 路灯组合发光源使用上研制出十字型和矩型组合发光源，在超高亮白光LED 使用上采取平头和圆头LED 合理(hélǐ)比例搭配。 ;LED驱动电路 路灯采用常规集成电路来组成恒流驱动器，与LED连接灵活，成本(chéngběn)相对比较低。 LED恒流驱动电路主电路采用单端正激DC／DC变换器。电源控制芯片采用电流模式。;LED恒流驱动(qū dònɡ)电路;驱动(qū dònɡ)电路技术指标：;LED的驱动电流; 估计LED的数量(shùliàng)及总功率，计算出的所需LED数量(shùliàng)约为60 ,灯具总功率约为89W 。 拓扑结构需要采用恒流结构来进行驱动。 针对上述设计要求，采用安森美半导体的大功率LED恒流降压稳压器NCP3066。 结构设计采用模块化设计，即采用8只LED光条，每个光条含1个驱动器电路及8只LED。;太阳能路灯的安装(ānzhuāng)与调试;内容(nèiróng)总结
