光伏技术与工程手册(原书第2版) (西)安东尼奥·卢克(Antonio Luque) 等 著 王文静 等 译 专业科技

主编介绍
译者的话
原书序言
第1章太阳能光伏发电的成就和挑战1
1.1总述1
1.2什么是光伏3
1.2.1光伏组件和发电功率6
1.2.2收集太阳光:倾斜、方位、跟踪和遮挡7
1.2.3光伏组件和系统的成本预测8
1.3光伏的今天9
1.3.1光伏的历史9
1.3.2今天的光伏图9
1.3.3国家政策的关键作用11
1.3.4平价上网:光伏的优选目标12
1.4巨大的挑战15
1.4.1需要多少土地18
1.4.2原材料的可用性19
1.4.3光伏发电是否是清洁绿色技术20
1.4.4能量回收21
1.4.5可靠性21
1.4.6调度能力:提供能源需求22
1.5技术趋势23
1.5.1晶体硅的进展和挑战24
1.5.2薄膜技术的进步和挑战26
1.5.3聚光光伏的进展和挑战29
1.5.4第三代太阳电池的概念30
1.6结论31
参考文献31
第2章过去、现在和未来光伏产业成长过程中政策的作用34
2.1引言34
2.1.1能源工业的气候变化34
2.1.2光伏市场36
2.2选定国家的政策回顾38
2.2.1美国政策综述38
2.2.2欧洲45
2.2.3亚洲47
2.3政策对光伏市场发展的影响50
2.4未来光伏市场增长情况51
2.4.1扩散曲线51
2.4.2经验曲线52
2.4.3不同的政策方案之下,光伏发电在美国的扩散55
2.5走向可持续发展的未来65
参考文献65
第3章太阳电池物理72
3.1引言72
3.2半导体的基本性质74
3.2.1晶体结构74
3.2.2能带结构74
3.2.3导带和价带态密度76
3.2.4平衡载流子浓度76
3.2.5光吸收78
3.2.6复合81
3.2.7载流子输运84
3.2.8半导体方程87
3.2.9少子扩散方程87
3.2.10pn结二极管的静电特性88
3.2.11总结90
3.3太阳电池基本原理91
3.3.1太阳电池边界条件91
3.3.2产生率92
3.3.3少子扩散方程的解92
3.3.4终端特性93
3.3.5太阳电池I-V特性95
3.3.6太阳电池的效率97
3.3.7寿命和表面复合的影响99
3.4附加主题101
3.4.1光谱响应101
3.4.2寄生电阻效应102
3.4.3温度效应104
3.4.4聚光太阳电池106
3.4.5高注入106
3.4.6p-i-n制备的太阳电池386
3.4.7异质结太阳电池108
3.4.8详细的数值模拟109
3.5总结109
参考文献110
第4章光电转换的理论极限和新一代太阳电池111
4.1引言111
4.2热力学背景112
4.2.1基本关系112
4.2.2热力学的两个定律113
4.2.3局域熵增量113
4.2.4积分概念114
4.2.5辐射的热力学方程114
4.2.6电子的热力学方程116
4.3光电转换器116
4.3.1光电转换器的平衡方程116
4.3.2单色电池119
4.3.3Shockley-Queisser光伏电池的热力学一致性120
4.3.4整个Shockley-Queisser太阳电池的熵产生123
4.4太阳电池转换器的技术转换效率极限125
4.5超高效概念125
4.5.1多结太阳电池125
4.5.2热光伏和热光子转换器127
4.5.3多激子产生的太阳电池129
4.5.4中间带太阳电池130
4.5.5热电子太阳电池135
4.6结论139
参考文献140
第5章太阳能级硅材料144
5.1引言144
5.2硅145
5.2.1与光伏有关的硅的物理特性145
5.2.2与光伏有关的化学特性146
5.2.3健康、安全和环境因素147
5.2.4硅的历史和应用147
5.3金属硅和冶金硅的生产150
5.3.1二氧化硅的碳热还原法150
5.3.2提纯153
5.3.3铸锭和粉碎153
5.3.4商用硅材料的纯度154
5.3.5经济分析154
5.4多晶硅生产/电子级和光伏级硅155
5.4.1西门子法:氯硅烷和热丝156
5.4.2Union Carbide和小松工艺:单硅烷和热丝158
5.4.3Ethyl Corporation法:硅烷和流化床159
5.4.4经济和商业分析160
5.5现有用于太阳能的硅材料161
5.6晶体硅太阳电池对硅材料的要求163
5.6.1定向固化164
5.6.2晶体缺陷的影响166
5.6.3不同杂质的影响167
5.7太阳能级硅的技术路线173
5.7.1多晶硅工艺的进一步发展和涉及的挥发性化合物的新工艺174
5.7.2提升冶金级硅纯度的路径176
5.7.3其他方法179
5.7.4结晶法180
5.8结论180
参考文献181
第6章光伏用晶体硅的生长和切片184
6.1引言184
6.2单晶硅体材料184
6.2.1直拉(Cz)单晶硅186
6.3多晶硅189
6.3.1铸锭制备189
6.3.2掺杂190
6.3.3晶体缺陷191
6.3.4杂质193
6.4切片196
6.4.1多线片切片技术196
6.4.2切片工艺的显微过程198
6.4.3硅片质量和切割损伤199
6.4.4成本和尺寸考虑201
6.4.5新的切片技术201
6.5硅带和硅箔的生产201
6.5.1技术工艺描述203
6.5.2生产能力的比较208
6.5.3产业制造技术209
6.5.4硅带的材料性能和太阳电池210
6.5.5硅带/硅箔技术:未来的发展方向212
6.6晶体生长技术的数值模拟213
6.6.1模拟工具213
6.6.2硅结晶技术的热模型213
6.6.3体硅晶化模拟215
6.6.4模拟硅带的生长217
6.7结论217
参考文献218
第7章晶体硅太阳电池和组件222
7.1引言222
7.2光伏用晶体硅材料223
7.2.1体材料特性223
7.2.2表面223
7.2.3无接触的表面224
7.3晶体硅太阳电池225
7.3.1电池结构225
7.3.2衬底226
7.3.3前表面技术228
7.3.4背表面230
7.3.5尺寸效应230
7.3.6电池光学特性231
7.3.7特性比较233
7.4制备工艺234
7.4.1工艺流程234
7.4.2丝印技术240
7.4.3产能和成品率243
7.5对基本工艺的改进243
7.5.1硅片薄片化243
7.5.2背表面钝化244
7.5.3前发射区的改善244
7.5.4快速热处理245
7.6其他产业化工艺245
7.6.1硅带技术245
7.6.2带本征层的异质结电池246
7.6.3全背接触技术246
7.6.4Sliver电池247
7.7晶硅光伏组件247
7.7.1电池阵列247
7.7.2组件的层结构248
7.7.3层压249
7.7.4层压后处理步骤249
7.7.5自动化和集成化250
7.7.6特殊的组件250
7.8组件的电学和光学特性251
7.8.1电学和热学特性251
7.8.2制备过程中的分散性和失配损失252
7.8.3局部阴影和热斑的形成252
7.8.4光学特性254
7.9组件的现场特性255
7.9.1寿命255
7.9.2认证255
7.10结论256
参考文献256
第8章高效Ⅲ-Ⅴ族多结太阳电池263
8.1引言263
8.2应用266
8.2.1空间太阳电池266
8.2.2地面发电266
8.3Ⅲ-Ⅴ族多结和单结太阳电池物理学266
8.3.1不同波长下的光子转换效率266
8.3.2多结效率的理论极限267
8.3.3光谱分裂267
8.4电池结构268
8.4.1四端子268
8.4.2三端子268
8.4.3两端子串联(电流匹配)268
8.5串联器件性能计算268
8.5.1概述268
8.5.2顶部和底部子电池的QE和JSC269
8.5.3多结J-V曲线270
8.5.4电流匹配和顶电池的减薄272
8.5.5电流匹配对填充因子和VOC的影响272
8.5.6效率与带隙273
8.5.7光谱的作用275
8.5.8ＡＲ膜的影响275
8.5.9聚光应用276
8.5.10温度依赖性279
8.6GaInP/GaAs/Ge太阳电池相关材料281
8.6.1概述281
8.6.2MOCVD281
8.6.3GaInP太阳电池281
8.6.4GaAs电池289
8.6.5Ge电池289
8.6.6隧道结互联291
8.6.7化学腐蚀剂292
8.6.8材料的获取292
8.7外延表征和其他诊断技术292
8.7.1外延层的表征292
8.7.2传输线测量293
8.7.3多结电池的I-V测量293
8.7.4形貌缺陷的评定294
8.7.5器件诊断294
8.8可靠性和性能衰退296
8.9下一代太阳电池296
8.9.1晶格失配GaInP/GaInAs/Ge电池297
8.9.2倒置晶格失配GaInP/GaInAs/GaInAs(1.83eV,1.34eV,0.89eV)电池297
8.9.3其他晶格匹配的方法298
8.9.4机械叠层298
8.9.5在其他衬底上的生长299
8.9.6光谱分解299
8.10总结299
参考文献300
第9章空间太阳电池和阵列305
9.1空间太阳电池的历史305
9.1.1从先锋1号到深空1号305
9.2空间太阳电池的挑战308
9.2.1空间环境310
9.2.2热环境312
9.2.3太阳电池的校准和测量314
9.3硅太阳电池315
9.4Ⅲ-Ⅴ族太阳电池316
9.4.1薄膜太阳电池318
9.5空间太阳电池阵列320
9.5.1体装式阵列321
9.5.2刚性电池板平面阵列321
9.5.3柔性可折叠阵列322
9.5.4薄膜或柔性卷状阵列323
9.5.5聚光阵列324
9.5.6高温/高辐照强度阵列325
9.5.7静电清洁阵列326
9.5.8火星太阳电池阵列326
9.5.9电力管理与配电(PMAD)326
9.6未来可能的电池和阵列327
9.6.1低强度低温(LILT)电池327
9.6.2量子点太阳电池327
9.6.3集成发电系统328
9.6.4高比功率阵列328
9.6.5高辐射环境太阳电池阵列328
9.7发电系统的品质因素329
9.8总结330
参考文献331
第10章光伏聚光器334
10.1光伏聚光的宗旨是什么,它有什么作用334
10.2目标、和机会335
10.2.1目标及优势335
10.2.2光伏聚光器的成本分析336
10.3典型聚光器:分类尝试338
10.3.1光伏聚光器的类型、组件和操作338
10.3.2聚光器的分类339
10.3.3可变光谱聚光系统340
10.4聚光光学:热力学极限341
10.4.1聚光光学系统中需要什么341
10.4.2一个典型的反射式聚光器341
10.4.3理想聚光倍数342
10.4.4创建一个理想聚光器344
10.4.5实际聚光器的光学系统344
10.4.6两级光学系统:二次光学结构346
10.5影响聚光器性能的光学因素348
10.5.1光学效率348
10.5.2接收器上光的分布和轮廓349
10.5.3接收角及传递函数350
10.6光伏聚光组件和模块352
10.6.1定义352
10.6.2聚光组件的功能和特性352
10.6.3组件中电池的电气连接353
10.6.4有关电池安装的热-机械效应354
10.6.5聚光组件的描述和制造问题356
10.6.6采用二次光学结构356
10.6.7带有反射元件(反射镜)的组件356
10.6.8基于模块的聚光器的描述和生产问题357
10.7聚光系统的跟踪358
10.7.1聚光光伏跟踪策略359
10.7.2跟踪系统的实际安装360
10.7.3跟踪控制系统361
10.7.4指向策略361
10.7.5结构及跟踪控制成本362
10.8聚光条件下的电池、组件及光伏系统测量362
10.8.1聚光电池的测量362
10.8.2聚光器单元和组件的测量363
10.8.3模拟器保证和相对测量364
10.8.4聚光光伏组件和系统中的光学失配365
10.8.5配备多结太阳电池的聚光光伏组件和系统的测量366
10.8.6组件光学元件内部的多结电池367
10.8.7光伏聚光器的输出与光谱变化的日光的有效可用辐射367
10.9总结368
参考文献369
第11章中高温方法制备晶体硅薄膜太阳电池372
11.1引言372
11.1.1为什么要研究c-Si薄膜太阳电池372
11.1.2晶体硅薄膜光伏技术和材料的分类373
11.1.3硅沉积方法374
11.1.4有晶种和无晶种生长硅薄膜的比较375
11.2模拟375
11.2.1吸收区扩散长度对太阳电池效率的影响375
11.2.2表面复合的影响376
11.2.3陷光的影响379
11.3在同质或者高温异质支撑材料上制备的晶体硅薄膜太阳电池380
11.3.1同质支撑材料380
11.3.2高温异质支撑材料384
11.4在中温异质支撑材料上制备的晶体硅薄膜太阳电池385
11.4.1在金属上
11.4.2在玻璃上制备的太阳电池387
11.5结论396
致谢397
参考文献397
第12章非晶硅基太阳电池403
12.1综述403
12.1.1非晶硅:种可掺杂的非晶半导体403
12.1.2非晶硅太阳电池设计405
12.1.3Staebler-Wronski效应406
12.1.4本章大纲407
12.2氢化非晶硅的原子和电子结构407
12.2.1原子结构407
12.2.2缺陷和亚稳定性408
12.2.3电子态密度409
12.2.4带尾、带边和带隙410
12.2.5缺陷和带隙态410
12.2.6掺杂411
12.2.7合金化和光学性能411
12.2.8纳米晶硅简介413
12.3沉积非晶硅413
12.3.1沉积技术综述413
12.3.213.56MHz RF等离子体辅助化学气相沉积(RF-PECVD)414
12.3.3不同频率的PECVD416
12.3.4热丝化学气相沉积418
12.3.5其他沉积方法419
12.3.6氢稀释419
12.3.7高速沉积纳米晶硅(nc-Si)420
12.3.8合金和掺杂421
12.4理解a-Si pin电池422
12.4.1pin器件的电学结构422
12.4.2电压对吸收层厚度的弱依赖关系423
12.4.3对功率产生有用的厚度是多少424
12.4.4掺杂层和界面426
12.4.5光致衰退效应426
12.4.6合金和纳米晶电池427
12.4.7a-Si:H和nc-Si:H太阳电池的光学设计427
12.5多结太阳电池429
12.5.1多结太阳电池的优势429
12.5.2采用合金来改变带隙431
12.5.3a-Si/a-SiGe双结和a-Si/a-SiGe/a-SiGe三结太阳电池432
12.5.4纳米晶硅(nc-Si)太阳电池436
12.5.5非微晶叠层以及其他纳米晶硅基多结电池437
12.6组件制造438
12.6.1不锈钢衬底上的连续卷对卷制造439
12.6.2玻璃上的上衬底a-Si组件生产440
12.6.3制造成本、安全性及其他441
12.6.4组件性能和可靠性441
12.7结论和将来的方向443
12.7.1a-Si基光伏的优势443
12.7.2a-Si光伏的现状和竞争力443
12.7.3进一步提升的关键问题和潜力444
致谢444
参考文献445
第13章Cu(InGa)Se2太阳电池454
13.1引言454
13.2材料性质456
13.2.1结构和成分457
13.2.2光学性质和电学结构459
13.2.3电学性质460
13.2.4表面和晶界462
13.2.5衬底的影响463
13.3沉积方法464
13.3.1衬底和Na添加464
13.3.2背接触465
13.3.3共蒸发制备Cu(InGa)Se2465
13.3.4前驱物反应工艺466
13.3.5其他沉积方法469
13.4结和器件的形成469
13.4.1化学水浴法470
13.4.2界面影响471
13.4.3其他沉积方法471
13.4.4其他可选缓冲层472
13.4.5透明接触473
13.4.6高阻窗口层475
13.4.7器件完成475
13.5电池运行475
13.5.1光生电流476
13.5.2复合478
13.5.3Cu(InGa)Se2/CdS界面481
13.5.4宽带隙和梯度带隙器件482
13.6制造问题485
13.6.1工艺和设备485
13.6.2组件制备486
13.6.3组件性能和稳定性488
13.6.4生产成本489
13.6.5环境问题490
13.7Cu(InGa)Se2的前景491
参考文献492
第14章碲化镉太阳电池500
14.1引言500
14.2发展历史501
14.3CdTe的性能503
14.4CdTe薄膜沉积508
14.4.1Cd和Te2蒸气的表面凝聚/反应508
14.4.2Cd和Te离子在表面的电还原511
14.4.3表面前驱物反应511
14.5CdTe薄膜太阳电池512
14.5.1窗口层513
14.5.2CdTe吸收层和CdCl2处理513
14.5.3CdS/CdTe的混合516
14.5.4背接触519
14.5.5太阳电池表征和分析521
14.6CdTe组件526
14.7CdTe基太阳电池的未来528
致谢530
参考文献530
第15章染料敏化太阳电池537
15.1引言537
15.2DSSC的工作原理538
15.3材料540
15.3.1TCO电极540
15.3.2纳米晶TiO2光电极540
15.3.3钌络合物光敏化剂541
15.3.4氧化还原电解质543
15.3.5对电极543
15.3.6密封材料543
15.4高效率染料敏化太阳电池的性能543
15.5电子传输过程545
15.5.1电子从染料注入到金属氧化物中545
15.5.2纳米介孔电极中的电子传输546
15.5.3还原染料阳离子的动力学竞争547
15.5.4电子和I3-离子之间的电荷复合548
15.6新材料548
15.6.1光敏化剂548
15.6.2半导体材料552
15.6.3电解质554
15.7稳定性555
15.7.1材料的稳定性555
15.7.2太阳电池性能的长期稳定性556
15.8商业化应用发展557
15.8.1制备大面积染料敏化电池组件557
15.8.2柔性染料敏化太阳电池557
15.8.3有关商业化的其他课题558
15.9总结与展望559
致谢559
参考文献560
第16章通过有机物进行光转换564
16.1有机和聚合物光伏电池原理564
16.1.1概述564
16.1.2有机与无机光电子过程564
16.1.3有机/聚合物光伏过程567
16.2有机/聚合物太阳电池演化与类型569
16.2.1单层有机太阳电池(肖特基电池)569
16.2.2双层给体/受体异质结有机太阳电池(Tang电池)571
16.2.3体异质结有机太阳电池573
16.2.4n型纳米粒子/纳米棒与p型聚合物共混的杂化太阳电池574
16.2.5双连续有序纳米结构(Bons)有机太阳电池574
16.2.6叠层结构有机太阳电池576
16.2.7“理想”的高效率有机太阳电池577
16.3有机和高分子太阳电池制备和表征577
16.3.1有机和高分子太阳电池的制备及稳定性577
16.3.2有机光伏制备现状和挑战579
16.4天然光合作用,阳光能源转换系统580
16.4.1光合作用色素580
16.4.2天线配合物582
16.4.3光合作用反应中心582
16.5人工光合作用系统583
16.5.1天线系统584
16.5.2循环卟啉阵列584
16.5.3枝状大分子584
16.5.4自组装系统587
16.6人工反应中心588
16.6.1细菌反应中心588
16.6.2人工反应中心589
16.7迈向器件结构590
16.8总结和未来展望591
致谢593
参考文献594
第17章光伏透明导电氧化物598
17.1引言598
17.1.1透明导电物质598
17.1.2光伏TCO598
17.1.3特性、选择和权衡599
17.2材料概述600
17.2.1分类和重要类型600
17.2.2掺杂602
17.2.3光伏应用中TCO的特性602
17.3沉积方法605
17.3.1溅射605
17.3.2化学气相沉积(CVD)610
17.3.3脉冲激光沉积(PLD)612
17.3.4其他沉积技术612
17.4TCO理论和模拟:电学和光学特性及其对组件性能的影响613
17.4.1TCO的电学性质613
17.4.2TCO的光学特征616
17.4.3TCO光电性能对组件性能的影响622
17.5基于薄膜和晶片的太阳电池的主要材料及相关问题624
17.5.1上衬底型器件中的TCO624
17.5.2下衬底器件中的TCO627
17.5.3TCO/高阻层和其他双层概念629
17.5.4TCO用作中间反射层631
17.5.5背反射层的TCO组分632
17.5.6为能带匹配进行TCO调整633
17.5.7TCO特性的改进633
17.6绒面薄膜634
17.6.1a-Si:H器件中的形貌效应635
17.6.2带绒面SnO2:F的发展635
17.6.3带绒面ZnO的制备和特性637
17.6.4制备带绒面TCO薄膜的其他方法38
17.6.5带绒面TCO薄膜:描述和光散射640
17.6.6带绒面TCO的优化641
17.6.7带绒面TCO在太阳电池中的应用642
17.7测量与表征方法645
17.7.1电学性能表征645
17.7.2光学表征647
17.7.3物理和结构表征648
17.7.4化学和表面表征650
17.8TCO的稳定性651
17.9最近的发展和展望653
17.9.1商用TCO玻璃的发展654
17.9.2高载流子迁移率探索654
17.9.3散射和有用吸收的提升656
17.9.4掺杂二氧化钛和其他宽带隙氧化物658
17.9.5其他种类的透明导体658
17.9.6非晶TCO659
参考文献661
第18章太阳电池和组件的检测与表征670
18.1引言670
18.2光伏性能的标定670
18.2.1标准检测条件670
18.2.2额定峰值功率标定的其他方法674
18.2.3基于能量的性能标定方法674
18.2.4转换到标准条件的方程676
18.3电流-电压测量678
18.3.1辐照度的测量678
18.3.2基于模拟器的I-V测量:理论680
18.3.3一级标准电池的标定方法680
18.3.4标准电池校准程序的不确定性估计683
18.3.5标准电池校准程序的相互比较685
18.3.6多结电池的测量程序686
18.3.7电池和组件I-V测量系统688
18.3.8聚光电池测量问题691
18.3.9太阳模拟器692
18.4光谱响应测量694
18.4.1基于滤光片的系统695
18.4.2基于光栅的系统696
18.4.3光谱响应测量的不确定性696
18.5组件的质量鉴定和认证700
18.6总结701
致谢702
参考文献702
第19章光伏系统709
19.1引言:在彩虹的尽头有金子709
19.1.1历史背景709
19.1.2当前形势709
19.2系统类型710
19.2.1小的直流离网系统711
19.2.2离网交流系统711
19.2.3并网系统712
19.2.4混合光伏系统713
19.2.5微电网716
19.2.6智能电网716
19.3典型的光伏系统717
19.4标定717
19.5关键系统部件720
19.5.1组件720
19.5.2逆变器721
19.5.3并网逆变器721
19.5.4离网逆变器723
19.5.5系统的电平衡部件(BOS)及开关723
19.5.6存储724
19.5.7充电控制器724
19.5.8安装结构725
19.5.9标准726
19.6系统设计思路726
19.6.1地点分析727
1.6.2位置727
19.6.3方向和倾角727
19.6.4遮光727
19.6.5灰尘和污迹729
19.6.6屋顶和地面的考虑730
19.6.7互连设备731
19.6.8负荷数据731
19.6.9维护通道731
19.7系统设计732
19.7.1部件选择的考虑732
19.7.2经济学与设计737
19.7.3系统集成738
19.7.4间歇现象740
19.7.5材料失效741
19.7.6建模741
19.8安装743
19.9运行和维护/监控744
19.10拆卸、回收和污染整治745
19.11实例745
19.11.1离网住宅/交直流电柜/柴油/蓄电池745
19.11.2并网系统示例748
19.11.3并网光伏系统房屋748
19.11.4商用屋顶750
19.11.5公用事业规模的地面安装跟踪751
参考文献752
第20章光伏中的电化学储能756
20.1引言756
20.2电化学电池的一般概念757
20.2.1电化学电池的基础757
20.2.2有内外存储器的蓄电池762
20.2.3常用的技术术语和定义763
20.2.4容量和荷电状态的定义764
20.3在光伏应用中蓄电池的典型工作条件765
20.3.1能量分析的一个示例765
20.3.2在光伏系统中蓄电池工作条件的分类766
20.4带有内部存储器的二次电化学电池769
20.4.1概述769
20.4.2NiCd电池770
20.4.3金属氢化物Ni蓄电池772
20.4.4可充电碱锰电池773
20.4.5Li离子电池和Li-聚合物电池773
20.4.6双层电容器775
20.4.7铅酸蓄电池776
20.5带有外存储器的二次电化学电池系统794
20.5.1氧化还原液流电池794
20.5.2氢/氧存储系统796
20.6投资和寿命成本的考虑799
20.7结论801
参考文献802
第21章光伏发电系统的功率调节804
21.1光伏发电系统中的充电控制器和蓄电池监测系统804
21.1.1充电控制器805
21.1.2长蓄电池串的充电均衡器815
21.2逆变器816
21.2.1逆变器的普遍特征816
21.2.2并网系统逆变器817
21.2.3独立系统中的逆变器820
21.2.4光伏逆变器的基本设计方案822
21.2.5逆变器模型,欧洲效率和CEC效率824
21.2.6逆变器和光伏组件的相互作用825
参考文献827
第22章光伏组件的能量收集和传递828
22.1引言828
22.2太阳和地球之间的运动829
22.3太阳辐射成分833
22.4太阳辐射数据和不确定性834
22.4.1晴空指数837
22.5倾斜表面上的辐射太阳电池和电压依赖收集107
22.5.1给定总辐射,评估水平辐射的直接和漫辐射成分838
22.5.2从日辐照量中估计瞬时的辐照量840
22.5.3估算在任意取向表面上的辐照,给出水平面上的辐照分量842
22.6环境温度的日间变化846
22.7入射角和灰尘的影响847
22.8一些计算工具848
22.8.1日辐射结果的获得848
22.8.2参考年份849
22.8.3遮光和轨道图850
22.9最广泛采用的表面上的辐照量850
22.9.1固定表面的情况854
22.9.2太阳跟踪表面855
22.9.3聚光器857
22.10实际工作条件下的光伏电源行为858
22.10.1所选定的方法859
22.10.2二阶效应862
22.11独立光伏系统的可靠性和规模865
22.12家用太阳能系统(SHS)范例869
22.13并网光伏系统的能量产出870
22.13.1辐照度分布及逆变器规模873
22.14结论873
致谢874
参考文献874
第23章建筑中的光伏877
23.1引言877
23.1.1作为建筑师和工程师的挑战的光伏877
23.1.2建筑一体化的定义877
23.2建筑中的光伏879
23.2.1光伏组件的建筑功能879
23.2.2光伏集成为屋顶遮光栅、幕墙和遮阴设施882
23.2.3良好集成系统的建筑学标准884
23.2.4建筑中光伏组件的集成887
23.3BIPV基础890
23.3.1建筑的类型890
23.3.2电池和组件893
23.4光伏设计的步骤895
23.4.1城市朝向895
23.4.2一体化的实用规则896
23.4.3设计步骤897
23.4.4设计过程:规划策略898
23.5结论898
参考文献899
第24章光伏与发展902
24.1电力与发展902
24.1.1能源与早期人类902
24.1.2“要有电”902
24.1.31/3的人类还处在黑暗中903
24.1.4集中电力系统903
24.1.5农村电气化904
24.1.6农村的能源情况904
24.2打断落后的枷锁904
24.2.1电力在农村设施中的应用904
24.2.2基本电源905
24.3光伏发电的选择906
24.3.1农村应用的光伏发电系统906
24.3.2实现光伏发电的壁垒908
24.3.3技术性壁垒909
24.3.4非技术问题911
24.3.5经培训的人力资源914
24.4农村光伏电气化的实例915
24.4.1阿根廷915
24.4.2玻利维亚916
24.4.3巴西917
24.4.4墨西哥917
24.4.5斯里兰卡918
24.4.6萨赫勒地区的抽水920
24.5向着农村电气化的新范式920
参考文献922