目　录

第 1章　绪论　1
1.1　太阳能资源　1
1.1.1　中国太阳能资源分布及特点　1
1.1.2　中国太阳能资源带的等级划分　2
1.2　太阳能应用技术　2
1.2.1　太阳能的采集　2
1.2.2　太阳能的转换　5
1.2.3　太阳能的存储　6
1.3　太阳能发电系统　8
1.3.1　太阳能热发电技术　9
1.3.2　太阳能光伏发电技术　15
1.4　思考与练习　19

第 2章　太阳辐射及测试　20
2.1　太阳概况　20
2.2　天球坐标　21
2.2.1　赤道坐标系　21
2.2.2　地平坐标系　23
2.2.3　太阳角的计算　24
2.3　太阳辐射量　25
2.3.1　大气层外的太阳辐射　26
2.3.2　到达地表的太阳辐照度　28
2.4　太阳辐射测量方法　29
2.4.1　基本概念　29
2.4.2　辐射探测器　33
2.5　思考与练习　44

第3章　半导体材料检测技术　45
3.1　单晶硅常规电学参数的物理测试　45
3.1.1　单晶硅导电类型的测量　45
3.1.2　单晶硅电阻率的测量　49
3.1.3　非平衡少数载流子寿命的测量　56
3.2　红外吸收法测定单晶硅中氧和碳含量　63
3.2.1　测量原理　63
3.2.2　测试工艺和方法　67
3.2.3　测准条件分析　70
3.3　思考与练习　71

第4章　太阳能电池及检测技术　72
4.1　太阳能电池分类　72
4.1.1　按用途分类　72
4.1.2　按电池材料分类　73
4.1.3　按电池结构分类　74
4.2　太阳电池的工作原理　75
4.2.1　半导体的性质　75
4.2.2　半导体物理基础　75
4.2.3　半导体的内生光电效应　77
4.2.4　半导体的能量转换过程　77
4.3　太阳电池的基本特性　79
4.3.1　太阳电池等效电路　79
4.3.2　太阳电池主要特性　79
4.4　太阳电池、组件及阵列测试　83
4.4.1　测试原理　83
4.4.2　太阳模拟器　84
4.4.3　太阳电池的测试　85
4.4.4　光伏阵列的现场测试　87
4.5　思考与练习　89

第5章　光伏系统其他部件及检测技术　90
5.1　光伏发电系统储能装置　90
5.1.1　铅酸蓄电池简介　90
5.1.2　免维护铅酸蓄电池　91
5.1.3　胶体蓄电池　92
5.1.4　镍镉电池　93
5.1.5　镍氢电池　95
5.1.6　锂离子电池　96
5.1.7　超级电容　98
5.2　铅酸蓄电池特性及测试方法　100
5.2.1　铅酸蓄电池技术指标　100
5.2.2　铅酸蓄电池特性　103
5.2.3　铅酸蓄电池充放电控制　104
5.2.4　铅酸蓄电池测试方法　106
5.3　光伏控制器　110
5.3.1　光伏控制器主要功能　110
5.3.2　光伏控制器工作原理　112
5.3.3　光伏控制器结构与设计　114
5.3.4　光伏控制器测试方法　120
5.4　思考与练习　122

第6章　LED及检测技术　123
6.1　概述　123
6.2　原理与特性　124
6.2.1　LED工作原理　124
6.2.2　LED特性　125
6.3　LED的测试　129
6.3.1　电性能测试　129
6.3.2　光色性能测试　129
6.3.3　热阻及结温测试　132
6.4　LED驱动电路　133
6.4.1　一般驱动电路　133
6.4.2　LED驱动电路实例　135
6.5　思考与练习　140

第7章　太阳能集热器及检测方法　141
7.1　平板型集热器　141
7.1.1　平板集热器的结构　142
7.1.2　平板集热器热性能参数　143
7.2　真空管集热器　145
7.2.1　真空太阳集热管结构　145
7.2.2　真空管集热器性能　146
7.3　太阳能热水系统　146
7.3.1　自然循环热水系统　146
7.3.2　强迫循环热水系统　148
7.3.3　直流式系统　148
7.4　太阳能集热器性能测试　149
7.4.1　平板型集热器的测试　149
7.4.2　真空管集热器的测试　151
7.5　太阳能热水系统测试方法　154
7.5.1　测试系统　154
7.5.2　测量要求　155
7.5.3　试验方法　155
7.6　思考与练习　158

第8章　太阳能并网发电及逆变控制　159
8.1　逆变器　159
8.1.1　逆变器基本工作原理及电路系统构成　160
8.1.2　逆变器分类及特性　161
8.1.3　逆变器的性能要求　164
8.2　光伏并网逆变器的电路拓扑　168
8.2.1　光伏并网逆变器的分类　168
8.2.2　隔离型光伏并网逆变器　170
8.2.3　非隔离型光伏并网逆变器　176
8.2.4　多支路光伏并网逆变器　179
8.3　光伏并网逆变器的控制策略　186
8.4　太阳能并网发电系统的孤岛效应　187
8.4.1　孤岛效应及影响　188
8.4.2　孤岛效应检测标准　190
8.4.3　孤岛检测方法　191
8.5　光伏并网逆变器的测试方法及标准　199
8.5.1　逆变器测试环境条件　199
8.5.2　机体和结构质量检查　199
8.5.3　性能指标测试　200
8.5.4　保护功能试验　201
8.6　思考与练习　204

第9章　光伏发电**大功率跟踪技术　205
9.1　概述　205
9.2　**大功率跟踪算法　208
9.2.1　开路电压法与短路电流法　208
9.2.2　扰动观测法　209
9.2.3　电导增量法　213
9.2.4　三点比较跟踪法　219
9.3　**大功率跟踪系统中的变换电路　220
9.3.1　降压式变换器(buck)　222
9.3.2　升压式变换器(Boost)　226
9.3.3　升-降压式变换器(Buck-Boost)　228
9.4　思考与练习　230

第 10章　阳光的聚集与跟踪　231
10.1　阳光聚集与跟踪的意义　231
10.1.1　阳光聚集的意义　231
10.1.2　阳光跟踪的意义　232
10.2　阳光聚集系统　233
10.2.1　聚光光伏电池及其应用中的技术要求　233
10.2.2　太阳聚光器　234
10.2.3　反射器的组成　237
10.3　阳光跟踪系统　239
10.3.1　跟踪系统的分类　240
10.3.2　跟踪方法及跟踪方式的选择　241
10.4　基于步进电机的太阳跟踪系统设计　243
10.4.1　系统结构与功能　243
10.4.2　系统设计与实现　244
10.4.3　软件设计　246
10.4.4　试验结果及结论　247
10.5　思考与练习　248

第 11章　光伏建筑一体化检测与控制系统实例　249
11.1　光伏建筑一体化系统介绍　249
11.2　BIPV系统检测与控制技术介绍　252
11.2.1　本地监测系统　252
11.2.2　5kW并网逆变器控制系统　253
11.2.3　分布式微型光伏并网发电系统　256
11.2.4　远程监测系统　259
11.2.5　防逆流控制系统　261
11.2.6　人工调节倾角式支架系统　262
11.3　未来发展方向　264

参考文献　265