章光伏发电概述1
1.1太阳辐照1
1.1.1太阳光谱1
1.1.2直射与散射2
1.1.3影响地面接收太阳辐照的因素3
1.2我国太阳能资源分布6
1.3光伏系统的类型及应用7
1.3.1离网光伏系统7
1.3.2并网光伏系统8
1.3.3微网光伏系统9
1.4光伏产业发展历程和趋势11
1.4.1国外光伏产业发展历程11
1.4.2国内光伏产业发展历程11
1.4.3光伏产业发展趋势12
第2章光伏系统部件14
2.1太阳电池组件14
2.1.1太阳电池的工作原理14
2.1.2太阳电池组件的伏安特性16
2.1.3太阳电池组件在不同辐照度下的性能19
2.1.4太阳电池组件的工作温度与温度系数20
2.2逆变器21
2.2.1逆变器类型21
2.2.2逆变器内部结构和工作原理23
2.2.3逆变器失效故障分析24
2.2.4逆变器可靠性的影响因素25
2.2.5逆变器转换效率计算28
2.3支架29
2.3.1按支架的材质分类29
2.3.2按支架的安装方式分类29
2.3.3按支架的应用场合分类31
2.4电缆31
2.4.1光伏电缆性能要求31
2.4.2电缆材质32
2.4.3直流电缆32
2.4.4交流电缆32
2.5储能装置33
2.5.1光伏储能装置的作用及具体要求33
2.5.2电池储能33
2.5.3储能电池的性能评估35
2.5.4其他储能方式39
第3章光伏系统设计42
3.1太阳辐照量计算42
3.1.1太阳直射辐照量42
3.1.2地面反射辐照量43
3.1.3太阳散射辐照量43
3.2并网光伏系统设计46
3.2.1并网光伏系统设计的基本步骤47
3.2.2并网光伏系统发电量计算及其主要影响因素47
3.2.3太阳电池方阵设计50
3.2.4设备选型57
3.2.5并网光伏系统的电气系统设计58
3.3离网光伏系统设计62
3.3.1离网光伏系统的设计内容与设计步骤62
3.3.2用电需求计算以及重要参数的选取63
3.3.3太阳电池方阵构成和输出功率的计算与设计64
3.3.4蓄电池与蓄电池组的设计方法65
3.3.5离网光伏系统控制器的选型66
3.3.6离网光伏系统逆变器的选型66
3.3.7其他系统配件的选型67
3.3.8应用实例67
3.4微网光伏系统设计68
3.4.1微网光伏系统的工作原理68
3.4.2微网光伏系统的设计内容68
3.4.3微网光伏系统工作模式简介69
第4章光伏系统效率74
4.1光伏系统效率的定义、测试方法及发展现状74
4.1.1光伏系统效率的定义74
4.1.2光伏系统效率的测试方法75
4.1.3光伏系统效率的发展现状76
4.2光伏系统效率计算的修正方法及其算例分析79
4.2.1温度修正方法79
4.2.2天气因素修正方法81
4.2.3光谱修正方法83
4.2.4PR值修正方法算例分析86
4.3光伏系统效率的影响因素91
4.3.1气候因素对光伏系统效率的影响91
4.3.2直流侧各因素对系统效率的影响95
4.3.3交流侧各因素对系统效率的影响97
第5章积灰与积雪对太阳电池组件的影响99
5.1积灰99
5.1.1组件积灰的形成99
5.1.2积灰对太阳电池组件的影响100
5.1.3影响太阳电池组件积灰的因素102
5.1.4太阳电池组件积灰模型104
5.1.5太阳电池组件积灰的清洗106
5.1.6太阳电池组件积灰的研究趋势107
5.2积雪107
5.2.1我国各地区积雪的空间分布107
5.2.2太阳电池组件上雪的堆积108
5.2.3积雪对太阳电池组件的影响110
5.2.4太阳电池组件积雪模型112
5.2.5太阳电池组件积雪的清理方式114
第6章太阳电池组件与系统热学问题116
6.1均匀辐照下太阳电池组件的传热模型116
6.1.1太阳电池组件稳态传热模型116
6.1.2太阳电池组件非稳态传热模型119
6.2太阳电池组件稳态传热模型案例119
6.3非均匀辐照下太阳电池组件热斑温度121
6.3.1热斑产生的原因122
6.3.2热斑产生原理124
6.3.3热斑效应案例分析128
6.3.4热斑效应模拟分析方法129
6.4热斑效应解决方案132
6.4.1并联旁路二极管132
6.4.2智能太阳电池组件133
第7章光伏系统的经济性分析135
7.1光伏系统投资分析135
7.1.1LCOE模型135
7.1.2净现值与内部收益率136
7.2经济性评估指标LCOE137
7.2.1LCOE的计算实例137
7.2.2结合LCOE的系统优化实例139
7.3LCOE的影响因素与敏感性分析145
第8章光伏系统中太阳电池组件产品技术方向148
8.1高效晶体硅太阳电池及其组件产品技术148
8.1.1高效晶体硅太阳电池及其组件产业化技术148
8.1.2高效晶体硅太阳电池及其组件研究进展150
8.2高可靠性组件151
8.2.1高可靠性组件封装技术151
8.2.2组件失效形式152
8.2.3不同气候地区的组件可靠性问题155
8.3智能组件与系统156
8.3.1智能组件与系统分类156
8.3.2智能组件优势分析158
8.3.3智能光伏系统测试与评估方法160
8.3.4智能组件户外发电输出性能161
8.4双面组件164
8.4.1双面太阳电池的工作原理165
8.4.2双面太阳电池的结构及分类165
8.4.3双面双玻组件的优势及应用168
第9章光伏系统新趋势170
9.1光伏跟踪系统170
9.1.1光伏跟踪系统类型170
9.1.2光伏跟踪系统设计原则173
9.1.3光伏跟踪系统控制原理及方案173
9.1.4水平单轴光伏跟踪系统案例评估177
9.2水面漂浮光伏系统180
9.2.1有支架漂浮式180
9.2.2无支架漂浮式182
9.2.3锚固系统182
9.2.4系统性能分析184
9.3双面双玻光伏系统185
9.3.1双面双玻光伏系统应用185
9.3.2双面双玻组件背面的太阳辐照计算方法186
9.3.3双面双玻组件背面发电量增益的影响因素191
9.3.4水面双面双玻组件应用案例分析195
参考文献198

本书是基于近年来作者所在高校科研团队在太阳电池组件及系统领域的研究工作，结合行业龙头企业的光伏产品研发与系统集成关键技术问题，参考大量靠前外光伏系统发电技术著作和文献编写而成的。本书全面、深入地介绍了光伏系统发电理论与应用技术，全书共9章：光伏发电概述，光伏系统部件，光伏系统设计，光伏系统效率，积灰与积雪对太阳电池组件的影响，太阳电池组件与系统热学问题、光伏系统的经济性分析，光伏系统中太阳电池组件产品技术方向，光伏系统新趋势。本书对光伏系统的设计方法、发电量与发电功率预测、经济性分析等内容的阐述力求系统，深入浅出，便于自学。