《太陽能光伏發電及其套用》是2005年科學出版社出版的圖書，作者是趙爭鳴。本書系統地介紹了太陽能光伏發電的基本原理、系統構成和實際套用。
基本介紹
- 書名：太陽能光伏發電及其套用
- 作者：趙爭鳴
- 頁數：295頁
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2005年10月1日
- 裝幀：平裝
- 開本：16開
- 叢書名：高效電能變換套用叢書
- 正文語種：中文
內容簡介,作者簡介,目錄,
內容簡介
《太陽能光伏發電及其套用》是“高效電能變換套用叢書”之一。第1章主要綜述光伏發電技術的背景、意義和發展狀況；第2、3章著重闡述光伏電池的基本理論和主要特性；第4章介紹光伏發電系統的種類、結構和原理；第5章討論光伏發電系統的最大功率點跟蹤原理和算法；第6、7章分別介紹光伏儲能及其充放電模式和光伏水泵結構及其原理；第8章介紹光伏發電系統中的電力電子裝置；第9、10章分別為光伏發電系統的仿真和套用實例分析。
作者簡介
趙爭鳴，男，1959年2月出生於湖南邵陽市，1991年3月於清華大學電機工程與套用電子技術系博士畢業並留校任教。94年5月至96年6月在美國俄亥俄州立大學進行博士後研究工作，96年7月至97年5月作為訪問研究員在美國加州大學歐文分校進行研究工作。97年以來先後作為訪問教授、訪問學者到加拿大、香港、日本、瑞士和德國的大學和公司進行合作研究和工作訪問。目前為清華大學教授、博士生導師。擔任清華大學電機工程與套用電子技術系副主任和清華大學電力系統國家重點實驗室電力電子與電機控制分室主任。
從事專業為電力電子與電力傳動，主要研究領域包括：電力電子及電機控制集成系統，電機系統數學建模，非線性參數辨識及動態仿真，大型發電機線上檢測和故障診斷，太陽能套用等。
目錄
第1章概述1
1.1意義及背景1
1.1.1太陽能是化石能源的主要替代能源之一1
1.1.2太陽能是人類可利用的最直接的清潔能源之一2
1.1.3資源豐富的太陽能輻射4
1.1.4太陽能開發潛力8
1.2光伏發電現狀及發展9
1.2.1光伏發電歷史9
1.2.2光伏發電技術的現狀與發展10
1.2.3存在的問題14
1.2.4前景與展望15
參考文獻18
第2章光伏電池及其特性20
2.1光伏電池的工作原理20
2.1.1半導體的物理基礎20
2.1.2光伏電池的工作原理24
2.1.3光在純淨半導體中的吸收26
2.2矽型光伏電池的電特性27
2.2.1等效電路27
2.2.2光伏電池伏安特性曲線28
2.2.3輸出功率和曲線因數30
2.2.4輸出效率30
2.3光伏電池的外特性31
2.3.1光譜回響31
2.3.2溫度特性和光照特性32
2.3.3負載特性34
2.4光伏電池的結構和分類35
2.4.1矽型光伏電池結構35
2.4.2光伏電池的組態分類36
2.4.3光伏電池的發展進程38
2.4.4現代光伏電池發展趨向39
參考文獻42
第3章光伏陣列設計與套用43
3.1光伏電池的利用率分析及計算43
3.1.1與太陽能相關的物理量43
3.1.2日照時間和太陽位置的計算48
3.2光伏陣列性能分析57
3.2.1光伏陣列的組成57
3.2.2光伏陣列的數學模型60
3.2.3光伏陣列的性能測試63
3.3光伏陣列的設計67
3.3.1設計原則和思路67
3.3.2光伏陣列尺寸的估算69
3.4光伏陣列的典型套用71
參考文獻72
第4章光伏發電系統73
4.1光伏發電系統的構成73
4.1.1光伏陣列結構73
4.1.2電纜80
4.1.3負載特性80
4.1.4變換器83
4.1.5光伏發電系統分類83
4.2獨立光伏發電系統84
4.2.1戶用光伏系統85
4.2.2獨立光伏電站85
4.2.3風力、光伏和柴油發電機一體化互補發電91
4.3光伏併網系統95
4.3.1光伏併網系統描述95
4.3.2VSC與PCC直流輸電逆變區別96
4.3.3光伏逆變器電流源併網97
4.3.4光伏逆變器電壓源併網98
4.3.5併網控制方法與策略100
4.3.6光伏併網系統的保護和孤島問題102
4.4能量管理104
4.4.1負荷調控104
4.4.2光伏照明系統的能量管理105
4.4.3光伏照明與揚水綜合系統的能量管理106
參考文獻107
第5章光伏陣列最大功率點跟蹤109
5.1光伏陣列輸出特性109
5.1.1矽光伏電池的理想電路模型109
5.1.2光伏陣列輸出伏安特性111
5.1.3影響光伏陣列輸出特性的因素113
5.2恆電壓控制115
5.2.1恆電壓控制的原理與實現115
5.2.2恆電壓控制的不足116
5.2.3改進的CVT算法116
5.3最大功率點跟蹤控制117
5.3.1MPPT算法的原理117
5.3.2MPPT與CVT算法的比較117
5.3.3經典MPPT算法的穩態特性分析120
5.3.4MPPT算法的動態特性分析122
5.3.5改進的MPPT算法124
5.4現代最大功率點跟蹤方法126
5.4.1干擾觀測法126
5.4.2電導增量法127
5.4.3模糊邏輯控制129
5.4.4其他MPPT方法130
5.5光伏併網系統拓撲與MPPT技術131
參考文獻134
第6章光伏儲能及其充放電模式137
6.1蓄電池基本概念與特性137
6.1.1蓄電池的基本概念137
6.1.2蓄電池主要參數138
6.1.3蓄電池基本特性142
6.2蓄電池種類及其工作原理145
6.2.1酸性蓄電池結構及原理145
6.2.2鹼性蓄電池結構與原理 146
6.2.3其他在光伏發電系統中採用的蓄電池147
6.3鉛酸蓄電池充放電特性152
6.3.1鉛酸蓄電池充放電原理152
6.3.2充放電中電流規律153
6.3.3充放電中的極化過程154
6.4蓄電池充放電控制156
6.4.1蓄電池的充電控制方法157
6.4.2充電控制的實現159
6.4.3蓄電池充電過程中常見的幾個問題159
6.5鉛酸蓄電池充放電等效電路161
6.5.1靜態蓄電池模型和動態蓄電池模型162
6.5.2鉛酸蓄電池的電路理想等效模型162
6.5.3Thevenin蓄電池等效模型163
6.5.4改進蓄電池等效模型163
6.5.5一階線性模型163
6.5.6四階動態模型164
6.5.7PSPICE仿真等效模型165
6.5.8最佳化蓄電池動態模型166
6.5.9鉛酸蓄電池的其他等效模型167
6.5.10光伏發電系統中蓄電池模型的分析與比較169
參考文獻170
第7章光伏水泵172
7.1光伏水泵結構與原理172
7.1.1基本概念172
7.1.2泵的結構與原理174
7.1.3日照及其運行條件177
7.1.4流量與水壓關係181
7.2光伏水泵電機181
7.2.1變頻調速電機基本原理182
7.2.2主要設計概念184
7.2.3轉子槽最佳化設計186
7.3光伏水泵最佳化設計195
7.3.1總體設計原則195
7.3.2一體化結構196
7.3.3水泵流量和揚程與電機功率匹配196
7.3.4水泵速度與電機輸出功率197
7.3.5最佳化設計實例198
7.4光伏水泵速度閉環控制200
7.4.1變頻調速原理200
7.4.2其他調速類型及效率201
7.4.3光伏水泵系統套用實例202
參考文獻202
第8章光伏發電系統中的電力電子變換電路及其控制203
81光伏直流變換電路203
8.1.1直流斬波器203
8.1.2開關電源型DC/DC變換器208
8.2光伏發電系統中的蓄電池充放電控制器212
8.2.1充電控制器212
8.2.2放電控制器218
8.3光伏逆變電路220
8.3.1逆變器及其分類220
8.3.2複雜逆變電路223
8.4光伏併網發電系統227
參考文獻231
第9章光伏發電系統仿真233
91仿真軟體平台233
911用於光伏發電系統仿真的軟體綜合比較233
912選用的光伏發電系統仿真平台介紹234
9.2光伏電池特性數學表達以及仿真模型237
921光伏陣列物理機制的數學表達237
922基於物理機制的光伏陣列仿真模型239
923基於外特性的數學表達241
924基於外特性的光伏陣列模型242
925太陽光光照強度模型243
93光伏發電系統主電路和負載模型及實現244
931電力電子器件模型的選擇245
932主電路模型248
933異步電機模型250
934機械負載模型253
94光伏發電系統控制模型及實現257
941子電路控制模型258
942DLL方式的控制模組262
943其他方式的控制模型265
參考文獻266
第10章光伏發電系統套用範例267
101 太陽能路燈照明系統267
1011太陽能照明系統的組成267
1012充電效率的提高268
1013高壓鈉燈供電電路269
102光伏水泵系統271
1021光伏水泵系統構成271
1022光伏水泵系統主電路結構272
1023光伏水泵系統控制器與控制策略273
1024光伏水泵系統實驗274
103光伏揚水與照明綜合套用系統277
1031光伏揚水與照明綜合套用系統簡介277
1032光伏揚水與照明綜合套用系統構成277
1033光伏揚水與照明綜合套用系統測試280
104三相光伏併網系統280
1041三相光伏併網系統構成280
1042三相光伏併網系統控制策略282
1043三相光伏併網系統PWM方式283
1044三相光伏併網系統實驗與分析284
105光伏發電系統電磁兼容性設計287
1051電磁兼容的相關概念288
1052光伏發電系統中的電磁干擾問題288
1053光伏發電系統的電磁兼容性設計289
1054電磁兼容測試分析292
參考文獻29
