太阳能发电：光伏能源系统

出版时间：2009-07-01

版 次：初版

开 本：16开

包 张：平装

译者的话

原书前言

原书序言1(弗朗茨.艾特博士)

原书序言2(赫尔曼.谢尔博士)

第1章绪论

1.1全球能源消费现状

1.2人类的二氧化碳排放

1.3二氧化碳导致的全球变暖

1.4二氧化碳减排监测

1.5传统能源与可再生能源

1.6能源转换原则

1.7本书采用的分析方法

第2章光伏转换

2.1发展简史

2.2光伏效应

2.3光伏发电装置

2.4光伏发电装置运行特性

2.5光伏模块的安装

2.6光伏发电系统的发展方向

2.7光伏发电的研究资助

2.8光伏发电的市场开发

第3章逆变器

3.1独立光伏发电系统

3.2并网型逆变器

3.3逆变器类型

3.4并网

第4章储能装置

4.1硫化铅酸电池组

4.2其他类型电池

4.3燃料电池

第5章热带地区的光伏发电系统

5.1前期准备事项

5.2技术问题

5.3运行维护

5.4在热带地区建设光伏发电系统小结

第6章建设光伏发电站的能量消耗

第7章光伏发电

第8章循环再利用带来的能量输入

第9章全局能量平衡

第10章系统优化

第11章结论

附录

参考文献

第1章　绪论

1.1　全球能源消费现状

历史上，人类只有通过燃烧木材、煤、石油、天然气等化石燃料，才能在寒冷的气候下建立文明。但是随着现代人口的快速增长，以及为人类生活追求更高的舒适性和流动性，在过去150年中的能量消耗也急剧增加，可以预见化石燃料将在21世纪中耗尽。

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太阳能光伏发电是一种经济上可行、环境可持续性发展的地球能源供给方式。针对此观点，克劳特博士全面分析了光伏发电系统的各项技术指标；探讨了相关的光学、热学和电力参数、接口对光伏发电系统性能的影响；从生产、运行维护和循环再利用的整个过程研究了光伏发电系统的能量平衡。书中论证了准确计算发电量、优化系统运行以及研究系统新拓扑结构在降低发电成本中的重要性；也详细阐述了光伏发电对二氧化碳减排的积极作用。另外，书中也给出了在不同地点安排光伏发电系统的元件生产和运行发电，带来的迥异结果。本书包含丰富的举例、表格和图片。

本书从实际应用的角度全面介绍了光伏发电系统，主要分为三部分：第一部分，包括第1-5章，介绍了太阳能基础知识和光伏发电系统的基本构成、现场安装等技术问题；第二部分，包括第6-9章，通过研究组件生产、运行维护和循环在利用的整个生命周期中光伏发电系统的能量平衡，详细阐述了光伏发电对二氧化碳减排的积极作用；最后部分给出了提高光伏发电系统运行特性的具体措施。另外，附录中土工了光伏发电中常用的指标参数和丰富的实测数据。

本书阐述的理论分析方法，对科研院所、大专院校、设备制造商的研究分析工作有中药的借鉴价值；同时，该书也十分有利于政策指导机构以及相关的银行基金组织研究太阳能光伏发电的现状与未来。

1989年3月31日，《太阳光伏能源系统术语》发布。

1990年1月1日，《太阳光伏能源系统术语》实施。

德国

巴伐利亚州将建成大型太阳能发电场

太阳能发电技术位居世界前列的德国，在巴伐利亚州法兰哥尼亚地区的阿恩施泰因建成大型的太阳能发电场，其发电功率为12.4兆瓦，可以同时满足3500户家庭的用电需要。

这座太阳能发电场占地77公顷，将拥有1500套太阳能发电装置。它由两家私人企业联合策划，建成后发电功率是世界上最大的5兆瓦风力发电站的两倍多。这两家企业计划完全通过私人购买的方式，筹集建场所需的7500万欧元。个人购买套太阳能发电装置的需要先投资1.44万欧元。据调查，这种集资建太阳能发电场的全新途径在德国有着广阔的发展前景。

生产可再生能源的现代科学技术在德国一直广受欢迎。德国环境部委托该国Forsa市场调查机构于2005年5月初进行调查，调查结果显示，接近62%的德国人认为应该增加在可再生能源方面的投入。大部分受访者支持利用风力发电，并赞同努力在未来20至25年内实现。利用海上风力发电站，可满足该国15%的电力需求。

在未来20年至30年内，太阳能是另一个将获得长足发展的能量来源。调查结果还显示，有85%的德国民众将太阳能视为替代传统能源的理想选择。

日本

自家发电还能卖给政府

1973年第一次石油危机的爆发对日本产生了重大影响，石油危机终结了日本经济高速增长的时代。此后，日本政府提倡节省能源，加强新能源开发，放宽能源限制，大力开发新能源，采用太阳能、风能、燃料电池、氢能、超导能等。日本正在极力谋求多角度、全方位的能源安全措施，通过这些努力来保护环境，构筑新层次的可持续发展的社会。在替代能源和节能技术的研发上，日本舍得投入，力图确保未来能源科技的制高点，推出"新阳光计划"，每年拨款570多亿日元研究再生能源技术、能源输送与储存技术等。

在日本，太阳能发电是非常普及的。在家庭方面，太阳能发电普及的难点就是费用非常高。购买太阳能发电装置的费用能否比电费合算是关键，这在以前也是做不到的。当时的太阳能发电装置很难卖出去，正是因为卖的数量少，所以不能大规模批量生产。

家庭购买这种装置，一半的费用由政府来补贴，所以卖出去的越来越多，价格也随之降低了。据了解， 10年前，日本3千瓦的发电设备价格约为600万日元，这大概够交几十年的电费，而市场价格降低了一半。折合成人民币，约从40万元降到了20万元左右。

在日本使用太阳能发电装置还有一个独特的好处：白天不用电，而是发电卖给电力公司或者政府，而后者也积极收购，这样得到的收入可以用来抵消部分电费。根据统计资料可以看到一个有意思的情况--在普及了太阳能发电装置的家庭，节电工作反而做的更好 。

经过多年的苦心经营，日本成为世界上能源利用效率最高的国家之一（为美国的2.75倍）。日本的太阳能技术全球独领风骚，2002年日本的太阳能发电量占全球总量的46%。

韩国

2006年将建设世界最大太阳能电厂

韩国全罗南道政府日前称，他们将于4月份与美国公司一起建设世界最大太阳能电厂，每小时发电17兆瓦。

该电厂发电量远远超过德国同类型电厂每小时5兆瓦发电量，属世界最大的太阳能发电厂。

早些时候，全罗南道政府与美资全资拥有的Kore集团达成项目协议，该项目注入外资1．5亿美元。

该协议是根据地区政府与美国公司2004年谅解备忘录（MOU）在朝鲜半岛木浦市建设太阳能发电厂。MOU明确Kore集团为项目提供资金并实施监督。

以色列

立法推动太阳能开发

众所周知，以色列是一个日照充足、太阳能资源条件较好的国家，在太阳能利用技术的研究与开发方面，不但受到政府主管部门、研究机构和企业的高度重视，同时，还与美国、欧洲、澳洲等国家和地区有广泛的合作关系，从而使以色列在此领域一直处于世界领先行列。

一座占地1000英亩、发电功率为50万千瓦的世界最大的太阳能发电厂，将在以色列南部内盖夫沙漠中建设。该太阳能电厂一期发电能力将达10万千瓦，到2012年工程全部完工时，发电能力将达到50万千瓦，发电量约占以全国电力生产的5% 。长期以来，以色列一直重视对太阳能技术的研究与开发，国内著名的研究机构在太阳能开发技术领域取得了许多重要成果，使以色列在开发和利用太阳能技术方面保持世界领先水平。但由于太阳能发电成本居高不下，极大地制约着以色列太阳能的开发和利用。这座电站是以色列的第一座太阳能电站。

缺乏常规能源的以色列是惟一在法律上规定民用建筑必须安装太阳能热水器的国家，因此，以色列太阳能热水器的普及率高达90%，人均使用太阳能热水器面积居世界首位。

沙漠能源

据报道，欧盟科学家近日提议在非洲撒哈拉沙漠建立太阳能发电厂，主要系看好沙漠地区阳光充裕，太阳能发电效能比起北欧强3倍，科学家认为，只要能补捉到撒哈拉沙漠0.3%阳光， 便足够供应整个欧洲用电需求，整个计划约需357亿英镑，而在沙漠建筑太阳能电厂面积与英国韦尔斯(Wales)面积接近。 尽管欧洲市场受各国太阳能奖励补助不同而使得需求跟着波动，但欧盟科学家近日提议却可望再创一波需求高峰，欧盟科学家建议斥资357亿英镑，在非洲撒哈拉沙漠建造太阳能发电厂，预估将可供应整个欧洲所需电力，而该项提议更获得英国首相布朗及法国总理萨科齐支持。

科学家预估，若该计划得以快速落实，预估2050年前该电厂便能产生1,000亿瓦(100GWp)电力，由北非输往全欧电缆成本，预估未来40年约需10亿欧元，若再搭配英国和丹麦风力发电、冰岛与意大利地热发电等，全欧洲有用之不竭的干净再生能源电力网络，该项提议也获得英国首相布朗及法国总理萨克齐的支持。

太阳能业者表示，比起依赖欧洲各国政府不同的补助政策，以及考虑到不同日晒度问题，在撒哈拉沙漠建立太阳能发电厂，可快速落实解决传统能源短缺及成本不断提升问题，若该项提议通过，全球太阳能业者均可望因为需求带动再次受惠，例如在欧洲市场深耕的茂迪、益通及昱晶等，预估均可快速感受到该项需求。

主宰全球太阳光电绝大多数需求的欧洲市场，虽然受到西班牙于2008年9月结束首波优惠补助案，以及德国2009年开始由5%年降幅补助调至8%降幅，使得市场对于欧洲市场需求存疑虑，但瑞士近期开始像德国、法国和西班牙一样，通过对可再生能源电力进行补贴，期限长达20—25年，计划每5年审议一次实施情况 。2100433B