随着国内太阳光电产业的逐渐茁壮,太阳光电相关领域无论是在研究开发、制造生产、系统设计与应用、现场安装以及后续维护上,都需要大量的专业人才。本书是澳洲新南威尔斯大学电机工程系和太阳光电与再生能源工程系大学部的教科书。除了可以做为国内大专院校电机工程相关科系的教材外,也很适合做为有志于投入太阳电池产业与应用者的参考书籍。全书共分十二章,主要内容包括太阳辐射的特性,半导体与p-n接面基础,太阳电池的原理、特性及设计,太阳电池的互连与模组的装配,独立型太阳光电系统的组成与设计,太阳电池特殊应用,偏远地区供电系统,并网型太阳光电系统以及太阳光电系统抽水系统等。
作者简介
Martin A. Green
现职:
澳洲新南威尔斯大学教授 (Scientia Professor)
澳洲新南威尔斯大学太阳光电卓越研究中心执行研究主任
学经历:
澳洲Queensland University工程学士
加拿大McMaster University博士
Australian Academy of Science Fellow
Australian Academy of Technological Science and Engineering Fellow
Institute of Electrical and Electronic Engineers Fellow
Stuart R. Wenham
现职:
澳洲新南威尔斯大学教授(Scientia Professor)
澳洲新南威尔斯大学太阳光电卓越研究中心主任
学经历:
澳洲新南威尔斯大学工程学士
澳洲新南威尔斯大学博士
Muriel E. Watt
现职:
澳洲再生能源顾问公司IT Power Australia专案经理
澳洲太阳光电协会(The Australian PV Association)主席
国际能源总署太阳光电电力系统计划(PVPS)执行委员会澳洲代表
澳洲新南威尔斯大学太阳光电与再生能源工程系兼任资深讲师
学历:
澳洲University of New England学士
澳洲Murdoch University博士
Richard Corkish
现职:澳洲新南威尔斯大学太阳光电与再生能源工程系主任
学历:
澳洲墨尔本皇家理工大学工程学士
澳洲新南威尔斯大学博士
经历:澳洲科学与工业研究组织(CSIRO) 无线电物理实验室工程师
译者简介
曹昭阳
现职:澳洲新南威尔斯大学太阳光电工程博士候选人
学历:台湾科技大学电机工程研究所硕士
经历:台湾电力公司电机工程师
狄大卫
现职:澳洲新南威尔斯大学太阳光电工程博士候选人
学历:澳洲新南威尔斯大学太阳光电工程学士
第1章 太阳光的特性
1.1 波粒二元性
1.2 黑体辐射
1.3 太阳及其辐射
1.4 太阳的辐射
1.5 直接辐射和漫射
1.6 温室效应
1.7 太阳的视运动
1.8 日照资料及估算
1.9 太阳能与太阳电池
习题
参考文献
第2章 半导体与P-N接面
2.1 半导体
2.2 半导体的种类
2.3 光的吸收
2.4 复合
2.5 p-n接面
习题
参考文献
第3章 太阳电池的运作
3.1 照光的影响
3.2 光谱响应
3.3 温度的影响
3.4 寄生电阻的影响
习题
参考文献
第4章 太阳电池特性和设计
4.1 效率
4.2 光学损失
4.3 复合损失
4.4 顶电极设计
4.5 实验室电池与工业要求的对比
4.6 镭射刻槽-埋栅太阳能电池
习题
参考文献
第5章 太阳电池的互连和模组的装配
5.1 模组和电路设计
5.2 相同特性的电池
5.3 非相同特性的电池
5.4 非相同特性的电池模组
5.5 热点过热
5.6 模组构造
5.7 抗候性
5.8 温度因素
5.9 电绝缘
5.10 机械保护
5.11 衰退与失效
5.12 内含耗能和生命週期的议题
习题
参考文献
第6章 独立型太阳光电系统的组成元件
6.1 前言
6.2 独立型太阳光电系统设计
6.3 太阳电池模组
6.4 蓄电池
6.5 铅酸蓄电池
6.6 其他蓄电设备
6.7 功率调节与控制
6.8 系统平衡组件
习题
参考文献
第7章 独立型太阳光电系统之设计
7.1 前言
7.2 系统可用率
7.3 混合系统
7.4 太阳光电系统的简易设计方法
7.5 圣第亚国家实验室的方法
7.6 澳洲标准AS4509.2
7.7 系统设计软体
习题
参考文献
第8章 太阳电池的特殊应用
8.1 前言
8.2 太空应用
8.3 海事导航设施
8.4 电信
8.5 阴极保护
8.6 抽水站
8.7 室内用的消费性产品
8.8 电池充电器
8.9 太阳电池在开发中国家的应用
8.10 冷藏
8.11 太阳光电动力运输
8.12 太阳能汽车
8.13 照明
8.14 远端监测
8.15 直接驱动的应用
8.16 电气围篱
习题
参考文献
第9章 偏远地区供电系统
9.1 家用电力系统
9.2 RAPS系统成本
9.3 可携式RAPS系统
9.4 可靠性和维护
9.5 政府援助计画
习题
参考文献
第10章 併网型太阳光电系统
10.1 前言
10.2 太阳光电系统在建筑上的应用
10.3 太阳电池在电力公司中的应用
10.4 集中型太阳光电发电厂的设计
10.5 安全
10.6 太阳光电发电的价值
10.7 国际太阳光电计画
习题
参考文献
第11章 太阳光电抽水系统
11.1 前言
11.2 系统规划
11.3 水泵
11.4 电动机
11.5 功率调节电路
11.6 蓄电池与充电电池
11.7 阵列线路佈线与安装
习题
参考文献
第12章 太阳光电抽水系统设计
12.1 前言
12.2 系统设计的基本步骤
12.3 直接耦合系统的设计
参考文献
附录A 标准AM0与AM1.5光谱
附录B 计算太阳位置的方程式
附录C 特征日期与太阳偏角
附录D 一些日照资料来源
附录E 工业标准
附录F 抽水系统的各种动力来源
附录G 独立型太阳光电系统设计
附录H 太阳光电抽水系统设计
坦白说,我选择这本书,更多的是出于一种好奇心,想看看“应用”这两个字究竟能承载多少具体的内容。结果,它远远超出了我的预期。作者在开篇就非常巧妙地引导读者进入了太阳能电池的世界,他没有上来就抛出一堆专业术语,而是用非常生活化的语言,解释了太阳能电池的“前世今生”。从它最初的发现,到爱迪生时代的一些初步尝试,再到硅晶片的发明,以及后来各种新材料的涌现,整个过程被描述得像一部精彩的历史剧,让我看得津津有味。书中对不同类型太阳能电池的分类和讲解,也做到了详略得当。对于我们最熟悉的晶硅电池,它深入浅出地讲解了单晶硅和多晶硅的区别,以及它们在制备工艺上的差异,让我对市面上常见的太阳能板有了更深的认识。而对于一些新兴的、可能更前沿的技术,比如钙钛矿太阳能电池,作者也给予了足够的篇幅,介绍了它的结构特点、工作原理,以及在柔韧性、透明度和低成本制造方面的巨大潜力,同时也坦诚地指出了它目前在稳定性方面存在的一些挑战。我尤其喜欢书中关于太阳能电池集成应用的部分。它不只是讲电池本身,而是将太阳能电池与建筑、交通、消费电子等多个领域结合起来,展示了“光伏+”的无限可能。比如,如何将太阳能电池集成到建筑外墙、屋顶瓦片,甚至是玻璃幕墙中,实现建筑自给自足的能源供应;又比如,在电动汽车上应用太阳能充电技术,延长续航里程;以及在户外设备、智能穿戴设备上的应用,实现能源的就地取材。这些章节让我看到了太阳能电池应用的广阔前景,也激发了我很多关于未来生活方式的想象。
评分对于我来说,这本书最大的价值在于它的“脚踏实地”。我一直觉得,很多科技类的书籍,要么过于理论化,要么过于概念化,很难真正地落地。而“应用太阳电池”,恰恰弥补了这一点。它不仅仅是介绍太阳能电池是什么,更重要的是,它详细地阐述了太阳能电池是如何被“应用”起来的。书中关于光伏发电系统的设计、安装、运行和维护的部分,对我来说,是学习的重点。它详细讲解了,如何根据一个家庭的用电需求,来估算所需的太阳能电池容量,如何选择合适的逆变器和储能系统,以及在安装过程中需要注意的各项安全事项。书中的图文并茂,配有很多实际的工程图和照片,让我对整个流程有了非常直观的理解。我记得书中有一个章节,专门讨论了光伏系统的经济性分析。它通过详细的成本核算和收益预测,让我明白了投资一套太阳能发电系统,究竟需要多少前期投入,以及多久能够收回成本,这对于很多潜在的投资者来说,是非常宝贵的参考信息。而且,书中还涉及了一些关于电网接入和政策法规的内容,这让我了解到,光伏发电的推广,除了技术本身,还需要克服很多非技术性的障碍。比如,如何与当地的电网公司沟通,如何申请相关的补贴政策,以及如何应对一些可能出现的市场风险。这些实操性的内容,让我觉得这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本关于如何将太阳能电池成功应用的“指南”。它帮助我从一个旁观者,转变为一个对太阳能应用有更深刻理解的参与者。
评分翻开这本书,我仿佛置身于一个充满阳光和希望的能源世界。作者用一种非常流畅和引人入胜的笔触,描绘了太阳能电池如何从一个实验室里的科学概念,一步步走进我们的生活,改变我们的世界。书中关于太阳能电池的分类和原理介绍,虽然涉及一些技术细节,但都被作者用通俗易懂的语言进行了解释,让我这个非专业人士也能轻松理解。我尤其欣赏书中对于“效率”和“成本”这两个关键因素的深入探讨。作者详细分析了影响太阳能电池效率的各种因素,如材料、结构、制造工艺等,并介绍了当前技术发展中在提升效率方面的努力和突破。同时,他也深入剖析了太阳能电池的成本构成,以及如何通过规模化生产和技术创新来降低成本,使得太阳能发电在经济上更具竞争力。书中关于“光伏电站”的建设和运营部分,更是让我大开眼界。它详细介绍了不同规模光伏电站的设计要点,包括选址、系统设计、设备选型、安装施工,以及后期的监测和维护。作者还探讨了光伏电站的经济效益分析,以及在政策支持下的投资回报。这让我明白,一个成功的太阳能应用,不仅仅是技术的问题,更是一个系统工程,需要整合多方面的资源和考量。这本书让我看到了太阳能电池巨大的潜力和价值,也激发了我对未来清洁能源发展的无限憧憬。
评分这本书,与其说是一本关于“应用太阳电池”的书,不如说是一本关于“如何让太阳能改变世界”的书。作者的视角非常开阔,他并没有将讨论局限于技术本身,而是将太阳能电池的应用放在了更宏大的能源转型和可持续发展的背景下进行探讨。我印象最深的是书中关于“光伏+储能”的章节。它详细讲解了太阳能发电的间歇性和波动性,以及如何通过配置储能系统来解决这些问题。书中列举了不同类型的储能技术,如锂离子电池、液流电池等,并分析了它们在成本、能量密度、循环寿命等方面的优劣。作者还探讨了如何将光伏和储能系统进行优化设计,以实现能源的实时调配和削峰填谷,这让我对未来的智能电网有了更深刻的理解。此外,书中还涵盖了许多关于太阳能电池在不同应用场景下的案例研究。比如,在农业领域的“农光互补”项目,既可以利用屋顶空间发电,又不会影响农作物的生长;在渔业领域的“渔光互补”项目,可以实现水产养殖和发电的双赢;以及在交通领域的太阳能充电桩和太阳能汽车。这些案例让我看到了太阳能电池应用的无限可能性,也为我提供了很多启发。作者在最后还对太阳能产业的未来发展趋势进行了预测,包括技术创新、成本下降、政策支持等方面,这让我对太阳能产业的未来充满信心。
评分我拿到这本《应用太阳电池》的时候,其实是抱着一种“学习一门新知识”的心态。没想到,它给我带来的,不仅仅是知识的增长,更是一种全新的视角。作者在书中非常巧妙地将太阳能电池与我们的日常生活紧密联系起来。他并没有一开始就枯燥地讲解物理原理,而是从我们身边最熟悉的例子入手,比如,为什么一些家庭会选择在屋顶安装太阳能板?它们能为我们带来什么?然后,他循序渐进地揭示了太阳能电池的奥秘。书中关于“光伏系统”的讲解,让我印象尤为深刻。它详细地介绍了构成一个完整光伏发电系统的各个组成部分,比如太阳能电池板、逆变器、支架、线缆,以及在某些情况下需要的储能电池。作者还详细讲解了这些组件的功能和相互配合的关系,让我对整个系统的运作有了清晰的认识。我特别喜欢书中关于“安装和维护”的部分。它提供了非常详细的指导,包括如何选择合适的安装位置、如何计算所需的系统容量,以及在安装过程中需要注意的安全事项。同时,书中还介绍了一些常见的故障排除方法,以及定期的维护保养建议,这让我觉得,这本书不仅是关于“如何应用”,更是关于“如何用好”。作者还对太阳能电池在不同国家和地区的推广应用情况进行了介绍,让我看到了太阳能产业的全球化趋势,以及它在推动全球能源转型中的重要作用。这本书让我觉得,太阳能电池不再是高高在上的科技概念,而是触手可及的,能够为我们的生活带来切实改变的能源解决方案。
评分这本《应用太阳电池》给我带来的,是一种“原来如此”的豁然开朗。我一直对屋顶上那些闪闪发光的太阳能板很好奇,但对其工作原理总是有些模糊不清。这本书就像一位耐心而博学的老师,将我带入了太阳能电池的世界。它从最基础的光电效应讲起,用非常直观的比喻和生动的例子,解释了太阳能电池是如何将阳光转化为电能的。我尤其喜欢书中关于“光伏组件”的讲解。它详细介绍了太阳能电池片是如何被串联和并联,然后封装成一块块发电板,以及在组件中起关键作用的EVA膜、背板和接线盒等部件的作用。这让我不再是简单地看待一块太阳能板,而是理解了它复杂的内部构造和设计。书中关于“逆变器”的讲解,也让我受益匪浅。我一直以为太阳能板产生的电就是可以直接使用的,但书中指出,太阳能电池产生的是直流电,而我们家庭和电网使用的是交流电,这就需要逆变器来完成转换。作者详细介绍了不同类型的逆变器,如集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器,并分析了它们在不同场景下的适用性。这本书还详细介绍了光伏系统的设计和安装流程,从最初的选址、容量计算,到后期的并网申请和运维管理,作者都给出了非常实操性的建议。这让我觉得,这本书不仅仅是理论知识的科普,更是一本帮助读者理解和实践太阳能应用的“工具书”。
评分我拿到这本书的时候,其实并没有太高的期待,以为会是一本比较枯燥的技术手册。然而,当我翻开第一页,我就被作者的叙事风格吸引住了。他用一种非常平实但又不失生动的语言,将太阳能电池的发展历程娓娓道来。从早期科学家们对光电效应的探索,到第一次太阳能电池的诞生,再到后来技术的不断革新,整个过程都被描绘得如同电影一般,充满了戏剧性和启发性。书中对不同类型太阳能电池的介绍,也非常有条理。他不仅讲解了晶硅电池的原理和制造工艺,还对薄膜电池,如CIGS、CdTe以及近几年备受关注的钙钛矿电池,进行了详细的介绍。我尤其欣赏的是,作者在讲解这些技术时,并没有回避它们存在的不足和挑战。他坦诚地分析了每种技术的优缺点,以及它们在成本、效率、稳定性和环境影响等方面的权衡。这让我觉得,这本书非常客观和严谨。更让我惊喜的是,书中有一个章节,专门探讨了太阳能电池在极端环境下的应用。比如,在太空中的卫星、探测器,以及在极地、沙漠等恶劣条件下的太阳能发电站。这让我看到了太阳能电池的强大生命力和适应性。作者还分享了一些关于太阳能电池回收和再利用的最新研究进展,这让我对太阳能产业的可持续发展有了更深的认识。总的来说,这本书不仅让我了解了太阳能电池的技术细节,更让我看到了这项技术背后所蕴含的科学精神和人文关怀。
评分这本书带给我的,是一种由浅入深,由宏观到微观,再由微观回到宏观的阅读体验。刚开始翻阅时,就被它扑面而来的“实用性”所吸引。它不像那些纯粹的学术论文,上来就是艰涩的理论推导,而是从我们日常生活中最能感知到的方面入手——比如,为什么家家户户屋顶上的太阳能板越来越多?它们又是如何工作的?作者在这里并没有简单地给出一个公式,而是用了一个非常形象的比喻,将太阳能电池比作一个“能捕捉阳光的捕手”,然后一点点拆解这个“捕手”的构造和工作原理。我尤其欣赏书中关于光伏发电系统设计的部分。它详细讲解了如何根据不同的建筑类型和地理位置,来设计一套最优化的太阳能发电系统。比如,对于城市住宅,可能更侧重于屋顶面积的利用率和美观性;而对于农村地区,可能则会考虑土地的占用和发电效率的最大化。书中还提到了很多实际操作中的细节,比如太阳能板的安装角度、朝向对发电量的影响,以及一些常见的安装错误及其规避方法。这让我意识到,即便技术本身很先进,如果安装和维护不到位,也很难发挥出最佳效果。我记得书中有一个章节,专门讲了不同气候条件下太阳能电池的性能表现,以及如何通过一些辅助技术来提高其在阴天或低温环境下的发电效率。这对于我理解太阳能发电的波动性和不确定性,以及如何应对这些挑战,非常有帮助。而且,书中还穿插了一些案例分析,比如介绍了一些成功的光伏应用项目,从社区共享光伏,到大型工商业分布式光伏,再到离网型的偏远地区供电系统。这些案例让我看到了太阳能电池在不同场景下的巨大潜力,也为我提供了很多思考和借鉴。这本书真的让我感觉,太阳能发电不再是遥不可及的科技名词,而是实实在在能够改变我们生活,解决能源问题的有效方案。
评分这本书,我拿到手的时候,其实是抱着一种近乎“碰运气”的心态。工作原因,我需要了解一些关于能源转型的基础知识,而“应用太阳电池”这个名字,在众多的技术书籍中,显得尤为直接和接地气,仿佛它能一下子把我从理论的迷雾中拉出来,直接看到实际的应用场景。当我翻开第一页,我就知道,我的选择是正确的。书的开篇并没有让我感到枯燥的物理公式堆砌,而是从一个非常宏观的视角切入,讲述了太阳能作为一种清洁能源的兴起,以及它在全球能源结构中扮演的越来越重要的角色。作者用生动形象的语言,描绘了太阳能电池从实验室里的雏形,一步步走向千家万户的历程,这其中充满了科研人员的智慧和汗水,也蕴含着社会发展的必然趋势。书中对不同类型太阳能电池的介绍,虽然我不是专业人士,但作者的叙述方式让我能够大致理解其原理和各自的优缺点。比如,对于晶硅电池,它详述了其成熟的技术和广泛的应用,同时也提到了其在效率提升上面临的瓶颈。而对于一些新兴的薄膜电池,如碲化镉、铜铟镓硒等,作者则着重介绍了它们在柔韧性、低成本制造方面的潜力,以及在一些特殊应用场景下的独特优势。更让我感到惊喜的是,这本书并没有停留在对单一技术的介绍,而是将视角拓展到整个太阳能光伏产业链。从硅片的生产,到电池片的制造,再到组件的封装,以及最终的并网和运维,作者都进行了细致的梳理。我尤其对其中关于光伏电站建设的章节印象深刻,书中详细介绍了不同规模电站的设计考虑,包括选址、倾角优化、逆变器选择、支架系统等,甚至还涉及到一些并网的法规和市场机制。这让我明白,一项技术的应用,从来都不是孤立的,它需要产业链上下游的协同配合,也需要政策和市场的有力推动。对于我这样一个非技术背景的读者来说,这本书提供了一个宝贵的全局视野,让我不再将太阳能电池仅仅看作是一个冷冰冰的技术名词,而是理解了它背后庞大的生态系统和复杂的运作逻辑。
评分这本书,让我重新认识了“太阳能”这个概念。我之前以为,太阳能电池只是存在于某些特定的高科技领域,但读完这本书,我才发现,它已经悄然渗透到了我们生活的方方面面。作者在开篇就点明了太阳能电池作为一种清洁、可再生的能源,在应对气候变化、保障能源安全方面的重要作用。然后,他用非常清晰的逻辑,将太阳能电池的应用场景进行了详细的分类介绍。从大型的太阳能发电站,到分布式屋顶光伏,再到一些微型和便携式的太阳能设备,作者都进行了深入的阐述。我特别被书中关于“光伏建筑一体化”(BIPV)的章节所吸引。它展示了如何将太阳能电池集成到建筑材料中,如太阳能瓦片、太阳能幕墙玻璃等,让建筑本身就成为一个能源的生产单元。这不仅能够实现能源的自给自足,还能够减少建筑物的碳排放,是一种非常环保和可持续的建筑理念。书中还提到了太阳能电池在交通领域的应用,比如在电动汽车、公共交通工具上的集成,以及在道路、桥梁等基础设施上的应用,这让我看到了未来城市交通的智能化和绿色化发展方向。作者还分享了一些关于太阳能电池在偏远地区、离网场景下的应用案例,这让我深刻体会到,太阳能电池不仅仅是一种高科技产品,它更是连接贫困地区与能源的可行桥梁,能够极大地改善当地居民的生活质量。
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