太陽能光伏發(fā)電實用技術

前言

　　能源是人類社會存在與發(fā)展的重要物質(zhì)基礎。目前的世界能源結(jié)構(gòu)是以煤炭、石油、天然氣等化石能源為主體的結(jié)構(gòu)。而化石能源是不可再生的資源，大量耗用終將枯竭，并且在生產(chǎn)和消費過程中有大量污染物排放，破壞生態(tài)與環(huán)境?！　楸ＷC人類穩(wěn)定、持久的能源供應，必須優(yōu)化現(xiàn)存的以資源有限、不可再生的化石能源為主體的能源結(jié)構(gòu)，建立資源無限、可以再生、多樣化的新的能源結(jié)構(gòu)，走經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展之路?！　楸Ｗo人類賴以生存的地球的生態(tài)環(huán)境，必須采取措施減少化石能源的耗用，大力開發(fā)利用清潔、干凈的新能源和可再生能源，走與生態(tài)環(huán)境和諧的綠色能源之路?！　⊥ㄟ^太陽能電池將資源無限、清潔干凈的太陽輻射能轉(zhuǎn)換為電能的太陽能光伏發(fā)電，是新能源和可再生能源家族的重要成員之一。近些年來，世界太陽能電池的產(chǎn)量和裝機容量以年增長率在30%左右的速度快速發(fā)展，到2004年底全球的總裝機容量已達4330MW左右。專家們預言，到21世紀中葉，太陽能光伏發(fā)電將發(fā)展成為重要的發(fā)電方式，在世界可持續(xù)發(fā)展的能源結(jié)構(gòu)中占有一定的比例。　　本書在編寫中參考了不少書刊和文章，在此謹向其作者致以謝意?！　∮捎谒接邢?，時間倉促，定會有不少不足之處，歡迎批評指正。

內(nèi)容概要

太陽能光伏發(fā)電作為可再生的清潔能源正受到日益廣泛的關注與應用。近年，太陽能光伏發(fā)電的技術水平得到快速的發(fā)展與提高。本書從工作原理到系統(tǒng)構(gòu)成和主要部件，從系統(tǒng)設計到操作使用和維護管理，都對太陽能光伏發(fā)電的最新技術進行了全面系統(tǒng)的介紹，技術內(nèi)容先進、實用、可操作性強。     本書針對科研、院校及生產(chǎn)制造單位，對太陽能光伏發(fā)電技術的各方面進行了全面翔實的闡述，可供該領域的設計、科研、管理及施工建設人員及大專院校相關專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

第一章　世界與中國太陽能光伏發(fā)電發(fā)展概述 　第一節(jié)　世界太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀與展望 　　一、世界太陽能電池產(chǎn)量及裝機容量快速增長 　　二、并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電所占比例飛速上升，已成為太陽能光伏發(fā)電應用市場的主流 　　三、晶體硅光伏電池技術持續(xù)進步，薄膜光伏電池技術加快研發(fā) 　　四、世界太陽能電池及組件生產(chǎn)成本大幅度降低 　　五、世界太陽能光伏發(fā)電未來發(fā)展目標宏偉 　第二節(jié)　中國太陽能光伏發(fā)電現(xiàn)狀與展望 　　一、2007年中國太陽能電池產(chǎn)量飛速增長 　　二、中國太陽能光伏發(fā)電國內(nèi)應用市場逐步發(fā)展 　　三、晶體硅光伏電池生產(chǎn)技術水平不斷提高，基本與當代國際水平保持同步 　　四、中國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)能力快速擴大 　　五、生產(chǎn)太陽能電池的基本原材料高純多晶硅主要依靠進口 　　六、太陽能光伏產(chǎn)業(yè)專用設備、儀器的研發(fā)生產(chǎn)取得長足進步 　　七、《可再生能源中長期規(guī)劃》為中國太陽能光伏發(fā)電描繪了發(fā)展藍圖 　第三節(jié)　中國太陽能光伏發(fā)電發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 　　一、晶體硅光伏電池生產(chǎn)能力建設投資不斷增長升溫，大型新建、擴建項目接連啟動 　　二、薄膜光伏電池建設項目火熱，產(chǎn)能巨大 　　三、要上馬的高純多晶硅建設項目眾多，總規(guī)模高達萬噸 　　四、產(chǎn)業(yè)發(fā)展快，科技水平提高慢，不相協(xié)調(diào) 　　　　五、國內(nèi)應用市場提高緩慢，生產(chǎn)的光伏組件主要出口國際市場 　　六、光伏科技人才緊缺，與產(chǎn)業(yè)發(fā)展不適應 　　七、標準、規(guī)范、產(chǎn)品檢測體系、質(zhì)量保證體系建設力度弱，落后于國際光伏產(chǎn)業(yè)不斷強化、提升、完備的新要求、高要求 　參考文獻 第二章　太陽能光伏發(fā)電工作原理、運行方式、系統(tǒng)組成和主要應用 　第一節(jié)　太陽能光伏發(fā)電的工作原理 　第二節(jié)　太陽能光伏發(fā)電的運行方式 　第三節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成 　　一、離網(wǎng)型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成 　　二、聯(lián)網(wǎng)型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成 　第四節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要應用 　參考文獻 第三章　太陽能電池 　第一節(jié)　半導體物理知識 　　一、半導體及其主要特性 　　二、半導體硅的晶體結(jié)構(gòu) 　　三、能級和能帶 　　四、禁帶、價帶和導帶 　　五、本征半導體、雜質(zhì)半導體、載流子濃度和費米能級 　　六、載流子的產(chǎn)生與復合 　　七、載流子的輸運 　　八、p-n結(jié)及其能帶圖 　第二節(jié)　太陽能電池工作原理與特性 　　一、太陽能電池的分類 　　二、太陽能電池的結(jié)構(gòu) 　　三、太陽能電池的基本工作原理 　　四、太陽能電池的基本特性 　第三節(jié)　太陽能電池生產(chǎn)制造工藝 　　一、硅材料的制備 　　二、太陽能電池的制造 　　三、太陽能電池組件的封裝 　第四節(jié)　太陽能電池的發(fā)展趨勢 　　一、高效率、低成本晶體硅太陽能電池的研究開發(fā) 　　二、各類新型薄膜太陽能電池的研究開發(fā) 　　三、關于超高效太陽能電池的研究探索 　參考文獻 第四章　鉛酸蓄電池 第五章　控制器 第六章　逆變器 第七章　交流配電設備、輸電線路、備用電源及防雷與接地 第八章　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計 第九章　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)操作使用與管理維護 第十章　中國典型太陽能光伏發(fā)電工程簡介

章節(jié)摘錄

　　第二章　太陽能光伏發(fā)電工作原理、運行方式、系統(tǒng)組成和主要應用　　第一節(jié)　太陽能光伏發(fā)電的工作原理　　太陽能光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換器是太陽能電池（solar cell），又稱光伏電池。太陽能電池發(fā)電的原理是光生伏打效應（photovohaic effect）。當太陽光（或其他光）照射到太陽能電池上時，電池吸收光能，產(chǎn)生光生電子一空穴對。在電池內(nèi)建電場作用下，光生電子和空穴被分離，電池兩端出現(xiàn)異號電荷的積累，即產(chǎn)生“光生電壓”，這就是“光生伏打效應”。若在內(nèi)建電場的兩側(cè)引出電極并接上負載，則負載就有“光生電流”流過，從而獲得功率輸出。這樣，太陽的光能就直接變成了可以付諸實用的電能?！　】砂焉鲜鎏柲茈姵貙⒐饽苻D(zhuǎn)換成電能的工作原理概括為如下3個主要過程：①太陽能電池吸收一定能量的光子后，半導體內(nèi)產(chǎn)生電子一空穴對，稱為“光生載流子”，兩者的電性相反，電子帶負電，空穴帶正電；②電性相反的光生載流子被半導體p-n結(jié)所產(chǎn)生的靜電場分離開；③光生載流子電子和空穴分別被太陽能電池的正、負極所收集，并在外電路中產(chǎn)生電流，從而獲得電能。　　第二節(jié)　太陽能光伏發(fā)電的運行方式　　通過太陽能電池將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電系統(tǒng)稱為太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)（又稱太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)）。太陽能光伏發(fā)電目前工程上廣泛使用的光電轉(zhuǎn)換器件晶體硅太陽能電池，生產(chǎn)工藝技術成熟，已進入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技、文教、國防和人民生活的各個領域。預計21世紀中葉，太陽能光伏發(fā)電將發(fā)展為重要的發(fā)電方式，在世界可持續(xù)能源結(jié)構(gòu)中占有一定的比例。

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