光伏建筑一体化技术及应用

目录 第1章 太阳能基础知识 1 1.1 日地天文关系 1 1.1.1 太阳结构 1 1.1.2 地球公转与赤纬角 2 1.1.3 地球自转与太阳时 3 1.1.4 太阳高度角和方位角 5 1.1.5 日照时长 6 1.2 大气层外太阳辐射 7 1.2.1 太阳常数 7 1.2.2 太阳辐射光谱 8 1.2.3 大气层外水面上的太阳辐射 11 1.3 地面太阳辐射 13 1.3.1 大气层的影响 13 1.3.2 均质大气和布格-朗伯定律 15 1.3.3 水面上的太阳辐射 16 1.3.4 倾斜面上的太阳辐射 17 1.3.5 月均日太阳辐射量 21 1.3.6 晴空指数 25 1.3.7 的太阳辐射分布 26 1.4 太阳能资源 26 1.4.1 太阳能的特点 26 1.4.2 我国太阳辐射资源情况 27 第2章 光伏发电原理、电池与组件 30 2.1 PN结 30 2.1.1 半导体材料 30 2.1.2 载流子的运动 30 2.1.3 PN结的形成 31 2.1.4 PN结的导电特 32 2.2 光生伏应 34 2.3 光伏电池 35 2.3.1 光伏电池的电流-电压特 35 2.3.2 光伏电池的能参数 36 2.3.3 晶体硅光伏电池 37 2.3.4 薄膜光伏电池 42 2.4 光伏组件 47 第3章 光伏发电系统 52 3.1 光伏发电系统的分类 52 3.2 光伏发电系统的构成 54 3.2.1 离网光伏发电系统构成 54 3.2.2 并网光伏发电系统构成 57 3.3 光伏发电系统的主要设备 59 3.3.1 DC-DC变换设备 59 3.3.2 控制器 60 3.3.3 逆变器 63 3.3.4 监控系统 66 3.3.5 补偿装置 66 3.3.6 交流并网装置 68 第4章 光伏建筑一体化概述 70 4.1 光伏建筑一体化的意义 70 4.1.1 光伏建筑一体化的定义 70 4.1.2 发展光伏建筑的要 71 4.1.3 光伏建筑一体化的优点 71 4.2 光伏建筑一体化的分类 72 4.2.1 按安装方式分类 72 4.2.2 按光伏系统储能方式分类 75 4.2.3 按光伏组件类型分类 76 4.2.4 按发电规模分类 80 4.2.5 按公共连接点接入方式分类 80 4.3 光伏建筑一体化对光伏系统及组件的要求 82 4.4 光伏建筑一体化的发展 84 4.4.1 德国光伏建筑发展状况 84 4.4.2 美国光伏建筑发展状况 86 4.4.3 日本光伏建筑发展状况 86 4.4.4 中国光伏建筑发展状况 88 第5章 光伏建筑一体化设计要点 91 5.1 设计原则和流程 91 5.1.1 设计原则 91 5.1.2 设计流程 92 5.2 规划设计要求 93 5.2.1 合理的基地选择 93 5.2.2 确定建筑物的朝向 95 5.2.3 合理设计日照间距 95 5.2.4 合理规划布局 98 5.3 建筑设计要求 100 5.4 建筑光伏系统设计要求 102 5.5 离网型光伏系统设计 108 5.5.1 日负载的确定 109 5.5.2 蓄电池容量的确定 109 5.5.3 光伏方阵的确定 111 5.5.4 逆变器的确定 112 5.5.5 控制器的确定 112 5.6 光伏系统发电量计算 114 第6章 光伏建筑一体化设计形式 117 6.1 光伏组件与建筑的结合形式 117 6.2 坡屋面集成光伏 119 6.2.1 对屋面的要求 119 6.2.2 顺坡行架空安装 120 6.2.3 顺坡嵌入式安装 121 6.2.4 光伏瓦安装 122 6.2.5 柔组件安装 126 6.3 屋面集成光伏 128 6.3.1 支架式安装 128 6.3.2 嵌入式安装 131 6.4 外立面集成光伏 132 6.4.1 外挂式安装 133 6.4.2 嵌入式安装 134 6.5 阳台集成光伏 140 6.6 遮阳与采光集成光伏 142 第7章 非建筑光伏构筑物 145 7.1 光伏与公路设施集成 145 7.1.1 光伏公路 145 7.1.2 光伏声屏障 146 7.1.3 光伏路灯 147 7.1.4 光伏广告牌 147 7.2 光伏与加盖构筑物集成 149 7.2.1 光伏充电站 149 7.2.2 光伏候车亭 150 7.2.3 光伏遮阳棚 151 7.3 其他创新光伏集成设计 153 7.3.1 光伏围墙 153 7.3.2 光伏交通工具 154 7.3.3 光伏景观 158 7.3.4 光伏农业 160 第8章 建筑光伏系统的经济与环境影响 163 8.1 建筑光伏系统的经济分析 163 8.1.1 经济效益评价的基本原理 163 8.1.2 建筑光伏系统的成本 164 8.1.3 建筑光伏系统的发电效益 165 8.1.4 建筑光伏系统经济分析方法 166 8.2 光伏建筑一体化系统对环境的影响 169 参考文献 170