《太阳能发电原理及应用技术》

肖卓楠 侯丽敏 龚志军 张智羽 张星、

定价：48.00元

出版时间：2026-05

ISBN：978-7-5240-0617-6

内容简介

本书系统地阐述了太阳能光伏发电的全链条知识，旨在为读者构建从物理基础到工程应用的完整知识体系。全书以光生伏特效应及光热应用为核心，介绍了光伏组件、逆变器、储能等关键部件的特性与选型，太阳能光热利用原理及其在供热采暖方面的应用。在此基础上，紧密结合工程实践，介绍了光伏系统及光热系统的应用，内容注重理论学习与实践指导的统一，兼具系统性和前瞻性，对掌握太阳能发电技术及太阳能光热利用技术具有重要参考价值。

本书可作为高等院校新能源科学与工程、电气工程及其自动化等专业的教材，也可供从事光伏及光热产业的工程技术人员参考。

目录

1太阳能光伏发电系统概论1

1.1太阳能光伏发电的重要意义1

1.2太阳能光伏发电原理及特点2

1.2.1太阳能光伏发电原理2

1.2.2太阳能光伏发电特点3

1.3太阳能光伏发电系统的组成5

1.3.1太阳能电池方阵5

1.3.2蓄电池6

1.3.3控制器7

1.3.4逆变器7

1.3.5负载7

思考题8

2太阳与太阳能9

2.1太阳9

2.1.1太阳的基本参数9

2.1.2太阳的基本结构10

2.1.3太阳光谱12

2.1.4太阳常数13

2.2太阳能13

思考题16

3太阳能光伏电池17

3.1太阳能光伏发电基础知识17

3.1.1半导体基础知识17

3.1.2p-n结23

3.1.3光伏效应23

3.1.4太阳能电池原理、结构和分类24

3.2太阳能电池材料制备28

3.2.1晶体的能带结构28

3.2.2半导体的能带模型28

3.2.3n型晶体硅和p型晶体硅29

3.3太阳能电池组件的封装30

3.3.1太阳能电池组件封装结构30

3.3.2太阳能电池组件封装材料30

3.4太阳能电池方阵的设计30

3.4.1太阳能电池方阵的组成30

3.4.2太阳能方阵的计算32

思考题33

4光伏蓄电池34

4.1铅酸蓄电池的结构和工作原理35

4.1.1蓄电池的基本知识35

4.1.2铅酸蓄电池36

4.2VRLA蓄电池的充、放电特性44

4.2.1VRLA蓄电池的充电特性44

4.2.2VRLA蓄电池的放电特性50

思考题53

5光伏控制器54

5.1光伏控制器的原理54

5.1.1光伏控制器的基本概念54

5.1.2光伏控制器的主要功能54

5.1.3光伏控制器的基本原理56

5.1.4蓄电池充电控制基本原理57

5.1.5蓄电池过放电保护基本原理58

5.2蓄电池充、放电技术60

5.2.1充放电控制器分类60

5.2.2VRLA蓄电池充电器63

5.2.3VRLA蓄电池充电控制技术64

5.2.4VRLA蓄电池温度补偿技术67

5.3光伏控制器的分类及电路原理68

5.3.1光伏控制器的分类68

5.3.2光伏控制器的电路原理68

5.4光伏控制器的选用73

5.4.1控制器的主要技术参数73

5.4.2控制器选型配置75

思考题76

6光伏逆变器77

6.1逆变器的基础知识77

6.1.1逆变器的分类77

6.1.2光伏逆变器的电路构成80

6.1.3光伏逆变器的主要元器件81

6.2光伏逆变器的电路原理81

6.2.1单相逆变器电路原理81

6.2.2三相逆变器电路原理85

6.2.3并网型逆变器电路原理86

6.3光伏逆变器的技术参数与选用89

6.3.1光伏逆变器的主要性能特点89

6.3.2光伏逆变器的主要技术参数90

6.3.3光伏逆变器的选用92

6.3.4光伏逆变器产品简介94

6.3.5国内外逆变器主要生产商96

6.4光伏逆变器的操作与维护97

6.4.1逆变器的操作要点97

6.4.2逆变器的维护检修98

思考题98

7光伏互补技术及应用实例100

7.1“光伏+光热”互补技术及应用100

7.2“光伏+风电”互补（风光储一体化）技术及应用102

7.3“光伏+农业”（农光互补）技术及应用103

7.4“光伏+渔业”（渔光互补）技术及应用105

7.5“光伏+储能”（光储一体化）技术及应用106

7.6“光伏+氢能”（绿氢制备）技术及应用107

思考题107

8太阳能热利用原理及技术108

8.1太阳能的基本知识108

8.1.1太阳辐照108

8.1.2日地关系108

8.2热传递基本知识109

8.2.1热传导109

8.2.2对流110

8.2.3辐射110

8.3太阳能集热器111

8.4太阳能转换112

8.4.1太阳能—热能转换112

8.4.2太阳能—电能转换112

8.4.3太阳能—氢能转换113

思考题114

9太阳能热发电技术116

9.1聚光集热与聚光器116

9.1.1聚光集热概念116

9.1.2集热器的分类116

9.1.3聚光作用119

9.1.4聚光反射材料120

9.1.5太阳能热发电常用的聚光集热技术121

9.1.6聚光器的现状122

9.2塔式太阳能热发电技术概述123

9.2.1历史与现状123

9.2.2塔式太阳能热电站系统124

9.2.3塔式太阳能热发电站的特点125

9.2.4塔和塔式电站工作原理125

9.3碟式/斯特林太阳能热发电技术概述130

9.3.1碟式太阳能热发电简介130

9.3.2碟式太阳能热发电工作原理130

9.3.3典型碟式太阳能斯特林循环热动力发电装置参数132

9.3.4碟式发电系统的旋转抛物面聚光器133

9.3.5碟式太阳能聚光器跟踪系统135

9.3.6碟式太阳能接收器137

9.4槽式太阳能热发电和线性菲涅尔式太阳能热发电技术概述138

9.4.1槽式和线性菲涅尔式电站简介138

9.4.2槽式太阳能热发电系统中的聚光集热器141

9.4.3槽式电站分析147

9.4.4槽式系统研究展望153

9.5降低太阳能热发电成本的途径154

9.5.1太阳能热发电系统的性能指标154

9.5.2太阳能热发电系统效率155

9.5.3中国太阳能热发电技术的发展目标156

9.6太阳能互补发电系统158

9.6.1太阳能互补发电系统的概念158

9.6.2互补系统的形式159

9.6.3太阳能-燃气-蒸汽整体联合循环系统161

9.6.4太阳能辅助热电联产系统发电163

思考题166

10太阳能储热技术168

10.1储热的意义168

10.1.1储热的作用与类型168

10.1.2储热与太阳能热发电站设计175

10.2储热材料分类176

10.2.1储热材料的性能要求176

10.2.2储热材料的分类177

10.3显热储热材料177

10.3.1显热储热材料的性能要求178

10.3.2气体显热储热材料178

10.3.3固体显热储热材料179

10.3.4液体显热储热材料180

10.4相变储热材料183

10.4.1相变储热材料性能183

10.4.2几类相变储热材料184

10.4.3无机盐相变材料185

10.4.4金属与合金相变储热材料186

10.5太阳能化学反应储存188

10.5.1太阳能化学反应储存概述188

10.5.2几类具有潜力的化学储热反应190

10.6太阳能热制氢192

10.6.1太阳能热制氢的意义192

10.6.2直接加热法制氢194

10.6.3热化学法制氢194

10.7储热系统196

10.7.1储热装置技术196

10.7.2对储热容器的要求197

10.7.3储热装置的发展197

10.7.4储热罐199

10.7.5单罐储热和双罐储热201

10.7.6储热罐示例205

思考题207

参考文献209