太陽光電能供電與照明係統綜論(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　能源對國傢及工商業的影響極大，如何有效取得能源是一極重要課題。颱灣目前所耗用能源有95%仰賴進口，更應極力推廣太陽能的應用。本書主要是探討太陽光電能的應用，述及各種係統的製作、轉換等各項技術，以使整體係統更有經濟效益及更符閤實際需求。本書極適閤對再生能源、環保有興趣及熱心人士參考使用。

復雜係統建模與優化：麵嚮能源與環境挑戰的理論與應用 本書導讀 在當前全球麵臨能源轉型與可持續發展雙重挑戰的背景下，復雜係統的建模、分析與優化已成為解決能源、環境、交通、城市管理等關鍵領域問題的核心技術。本書《復雜係統建模與優化：麵嚮能源與環境挑戰的理論與應用》深入探討瞭如何運用先進的數學工具和計算方法，構建能夠準確反映現實世界運行規律的係統模型，並在此基礎上，設計齣高效、魯棒且可持續的優化策略。全書旨在為研究人員、工程師以及政策製定者提供一套嚴謹的理論框架和實用的技術指南，以應對日益復雜的工程與社會經濟係統問題。 第一部分：復雜係統基礎理論與建模範式 本部分聚焦於復雜係統研究的基石——建模理論與方法。我們將係統地迴顧係統科學的基本概念，從經典控製論、信息論到現代的復雜性科學，為後續的深入分析奠定基礎。 第1章：復雜係統的特性與分類 本章首先界定“復雜係統”的內涵，區彆於簡單或機械係統。重點分析復雜係統所共有的關鍵特性，包括非綫性和不確定性、湧現現象（Emergence）、自組織性（Self-organization）、反饋機製以及多尺度耦閤性。我們將對不同類型的復雜係統進行分類，例如：動力學係統、網絡化係統、智能體係統以及數據驅動係統，並初步探討每類係統適用的主要研究範式。 第2章：經典建模方法與局限性 本章迴顧瞭傳統的係統建模技術，如狀態空間法、傳遞函數法以及基於物理定律的機理建模（First-principles modeling）。詳細闡述瞭這些方法在處理大規模、高維度、參數不確定的係統時所遭遇的建模瓶頸，為引入更先進的、適應現代挑戰的建模方法提供邏輯過渡。 第3章：基於網絡科學的係統結構建模 隨著信息技術的發展，將係統抽象為網絡結構成為主流。本章深入探討瞭圖論基礎，引入復雜網絡（如小世界網絡、無標度網絡）的概念。內容涵蓋網絡拓撲分析（中心性度量、社團發現）、網絡演化模型（BA模型、ER模型）以及網絡魯棒性與脆弱性評估，特彆是針對電網、交通網絡等基礎設施的結構建模。 第4章：數據驅動與混閤建模方法 麵對許多物理過程難以精確量化的現實，本章強調數據驅動模型的價值。詳細介紹係統辨識的經典算法（如最小二乘法、卡爾曼濾波），並著重引入基於機器學習和深度學習（如循環神經網絡RNN、長短期記憶網絡LSTM）的建模技術在時間序列預測與係統狀態估計中的應用。此外，係統地探討瞭機理模型與數據模型相結閤的混閤建模（Hybrid Modeling）框架，以期兼顧物理可解釋性和預測精度。 第二部分：麵嚮性能指標的係統優化理論 本部分將研究如何基於構建的復雜係統模型，設計和實施有效的優化算法，以實現係統性能的最大化或成本的最小化。 第5章：綫性與非綫性優化基礎 本章鞏固優化理論的核心。從綫性規劃（LP）到非綫性規劃（NLP），介紹KKT條件、拉格朗日乘子法等核心理論。重點分析在係統建模中常見的約束處理技術，包括等式約束和不等式約束的轉化與處理策略。 第6章：大規模係統的動態規劃與隨機優化 對於具有時間依賴性和高維狀態變量的復雜係統，動態規劃（Dynamic Programming）是關鍵工具。本章深入探討瞭馬爾可夫決策過程（MDP）及其在序貫決策問題中的應用。隨後，引入隨機優化理論，特彆是隨機規劃與場景生成技術，以應對能源係統和環境模型中固有的不確定性（如需求波動、天氣變化）。 第7章：魯棒優化與不確定性下的決策 在實際工程中，模型參數和外部擾動總是存在不確定性。本章專注於魯棒優化（Robust Optimization）框架，介紹如何定義不確定性集，並求解保證係統性能在整個不確定性區間內得到滿足的解。內容涉及保守性與可行性之間的權衡分析。 第8章：多目標優化與Pareto前沿分析 許多工程決策涉及相互衝突的目標（如成本、效率、環境影響）。本章詳細介紹多目標優化（Multi-Objective Optimization）的理論，包括加權法、$epsilon$-約束法，並重點講解如何通過計算Pareto最優解集來輔助決策者理解不同目標之間的權衡關係。 第三部分：復雜係統優化在能源與環境領域的應用 本部分將理論與實踐相結閤，展示如何將前述建模和優化工具應用於解決當前最緊迫的能源與環境問題。 第9章：智能電網的運行優化與韌性設計 本章聚焦於現代電力係統的復雜性。應用混閤建模方法描述含分布式電源（DG）和儲能係統的微電網或配電網。優化內容包括：基於日前和實時數據的機組組閤優化（Unit Commitment）、潮流優化、電壓穩定控製。同時，引入基於網絡科學的級聯故障分析，探討如何通過優化調度策略增強電網對自然災害或網絡攻擊的韌性（Resilience）。 第10章：交通流的動態分配與擁堵控製 在交通係統中，用戶均衡（User Equilibrium）與係統最優（System Optimum）之間的矛盾是核心挑戰。本章使用基於運動學的模型描述宏觀交通流，並利用隨機規劃解決動態路徑選擇問題。優化目標包括最小化平均延誤時間、優化信號燈配時以及評估自動駕駛車隊接入對現有交通網絡的影響。 第11章：可持續資源管理與多尺度決策 本章關注水資源分配、汙染物排放控製等環境問題。研究如何將空間不確定性納入模型，采用區域性或流域尺度的優化方法。重點討論氣候變化情景下的長期投資決策（如碳捕集與封存CCS的選址與規模優化），以及如何將社會經濟模型與物理模型耦閤，進行跨尺度、跨時段的資源配置優化。 第12章：基於計算智能的求解器設計 對於高度非綫性和大規模的實際問題，傳統優化算法可能效率低下或陷入局部最優。本章介紹計算智能技術在復雜係統優化中的應用，包括：遺傳算法（GA）、粒子群優化（PSO）和模擬退火算法（SA）等元啓發式算法（Metaheuristics）的設計原理、參數調優，以及如何將其與精確求解器結閤形成混閤求解框架，以高效地解決實際的工程優化問題。 全書特色： 本書的顯著特點是將係統科學的抽象理論與當代工程的實際需求緊密結閤。它不僅提供瞭解決“是什麼”（建模）和“該怎麼做”（優化）的係統化方法，更強調在存在高度不確定性和耦閤性的真實世界場景中，如何設計齣具有可解釋性、魯棒性和可操作性的解決方案。通過豐富的案例分析和模型構建步驟，讀者將能夠掌握駕馭復雜係統的核心工具集。

第一章 緒論 1-1

1.1前言　1-2
1.2太陽光電池特性簡介　1-3
1.3多級太陽光電能照明係統　1-3
1.4單級太陽光電能照明係統　1-4
1.5太陽光電能充電係統　1-5
1.6相位落後(phase-lag)控製之太陽光電能市電併聯供電係統　1-6
1.7模糊控製之太陽光電能併網供電係統　1-7
1.8多功能太陽光電能併網供電與照明係統　1-7
1.9多模組換流器並聯係統　1-8
1.10參考文獻　1-10

第二章 太陽光電池特性簡介　2-1

2.1前言　2-2
2.2太陽光電池光電轉換原理　2-3
2.3矽太陽光電池介紹　2-6
2.4太陽光電池特性簡介　2-10
2.5實現最大功率追蹤方法分析　2-15
2.6結論　2-23
2. 7參考文獻　2-25

第三章 多級太陽光電能照明係統　3-1

3.1多級照明係統之架構　3-3
3.2 充電器及放電器設計與分析　3-5
3.3調光電子安定器之電路分析與製作　3-22
3.4以微處理器實現最大功率追蹤控製　3-32
3.5電腦模擬與硬體實作結果　3-34
3.6結論　3-46
3.7參考文獻　3-48

第四章 單級太陽光電能照明係統　4-1

4.1多功能單級電力轉換器推導　4-4
4.2單級電力轉換器分析　4-18
4.3單級電力轉換器之模糊控製器設計　4-31
4.4係統架構介紹　4-38
4.5電腦模擬與硬體實測　4-42
4.6結論　4-53
4.7參考文獻　4-54

第五章 太陽光電能充電係統　5-1

5.1前言　5-2
5.2係統架構　5-3
5.3充電器介紹　5-6
5.4討論　5-13
5.5結論　5-15
5.6參考文獻　5-16

第六章 太陽光電能併網供電係統　6-1

6.1係統架構　6-2
6.2太陽能光電闆簡介　6-3
6.3昇壓型轉換器　6-4
6.4全橋換流器　6-6
6.5直流側濾波電路　6-13
6.6參考文獻　6-14

第七章 模糊控製之太陽光電能併網供電係統　7-1

7.1前言　7-2
7.2換流器之係統架構　7-3
7.3模糊控製　7-6
7.4模糊控製器之設計　7-9
7.5係統控製電路　7-12
7.6電腦模擬與硬體實測結果　7-21
7.7結論　7-28
7.8參考文獻　7-29

第八章 多功能太陽光電能併網供電與照明係統　8-1

8.1係統架構與其操作模式介紹　8-3
8.2功因校正與安定器推導　8-5
8.3各操作模式之動作原理分析　8-7
8.4模擬與實驗結果　8-12
8.5結論　8-19
8.6參考文獻　8-20

第九章 多模組換流器並聯係統　9-1

9.1前言　9-2
9.2單模組換流器之係統架構　9-3
9.3多模組換流器並聯運轉之分析與設計　9-15
9.4保護電路　9-32
9.5結論 9-36
9.6參考文獻　9-37

第十章 孤島效應防治　10-1

10.1孤島現象的發生　 10-2
10.2孤島效應防治技術　10-6
10.3孤島效應防治測試　10-12
10.4規範比較　10-18
10.5孤島效應防治機製驗證　10-25
10.6參考文獻　10-39

第十一章 直流供電暨多功能市電介麵處理係統-功因修正與市電併聯　11-1

11.1整體係統架構　11-2
11.2功因修正與市電併聯　11-8
11.3參考文獻　11-54

第十二章 直流供電暨多功能市電介麵處理係統-主動電力濾波與市電併聯 12-1

12.1係統架構　12-2
12.2係統功能介紹　12-8
12.3係統控製機製　12-11
12.4直流測電壓穩壓機製　12-17
12.5功能驗證　12-21
12.6參考文獻　12-35

第十三章 太陽光電能轉換係統技術評估　13-1

13.1技術概要　13-2
13.2市場潛力分析　13-34
13.3技術可行性分析　13-38
13.4經營團隊　13-42
13.5成功之關鍵因素　13-44
13.6風險分析　13-45
13.7總結 13-46
13.8參考文獻 13-49

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**文稿一** 哇！拿到這本《太陽光電能供電與照明係統綜論(第二版)》，我真的眼睛都亮瞭！身為一個對綠能議題非常有興趣的颱灣讀者，我一直很想深入瞭解太陽光電的應用，特別是它如何在我們的日常生活中發揮作用，尤其是在照明方麵。這本書的書名就直接點齣瞭主題，而且是第二版，錶示它一定經過瞭更新和精煉，內容一定更加紮實、更符閤時下的發展趨勢。我尤其好奇的是，它會不會包含一些颱灣本地的案例研究？畢竟颱灣的地理環境和日照條件都跟其他地方有些不同，有在地化的實際應用分享，絕對能讓我們讀者更有共鳴，也更能理解如何將這些知識應用在颱灣的環境中。 我對這本書的架構和內容深度充滿期待。希望它不僅僅是理論的堆疊，更能深入淺齣地講解太陽光電係統的設計、安裝、維護等各個環節。從基礎的光電原理，到不同類型的太陽能闆、逆變器、儲能設備的選擇，再到照明係統的整閤，我希望都能在這本書中找到清晰的指引。特別是關於係統的效率、可靠性以及成本效益的分析，這些都是我們在考慮建置太陽光電係統時最關心的部分。如果書中還能探討一些與颱灣電網整閤的相關法規、補助政策，那就更棒瞭！這對於想在傢中或社區安裝太陽光電係統的讀者來說，絕對是不可或缺的資訊。總之，我迫不及待想翻開這本書，好好吸收其中的寶貴知識！

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**文稿三** 身為一個對節能減碳非常熱衷的環保誌工，我非常關注任何有助於推動綠色能源發展的資訊，而《太陽光電能供電與照明係統綜論(第二版)》這本書，光是書名就讓我覺得非常具有份量。太陽光電供電，本身就是一個龐大的能源議題，而將它與「照明係統」結閤，更是貼近我們日常生活、能產生最直接效益的應用。 我特別期待這本書能深入探討太陽光電在偏遠地區、離網環境下的供電與照明應用。颱灣雖然地狹人稠，但依然有一些地區的電力供應不那麼便利，太陽光電係統的部署，對於提升當地居民的生活品質，具有不可替代的價值。我希望書中能分享一些實際的案例，例如如何為偏鄉學校、社區活動中心，或是農漁塭的照明及基本用電，建置可靠、穩定的太陽光電係統。同時，我也好奇它對於「照明」部分的論述會有多紮實？是否會涵蓋到不同類型的LED光源、智慧調光技術、感應控製，以及如何最大化利用太陽能供電進行高效照明？對於預算有限的單位或個人，書中是否會提供一些經濟實惠的解決方案或DIY的技巧？這些實際操作層麵的資訊，對於推廣太陽光電應用，相信會起到很大的作用。

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**文稿二** 這本《太陽光電能供電與照明係統綜論(第二版)》的齣版，對我這個在建築行業打滾多年的設計師來說，簡直是及時雨！近年來，隨著環保意識抬頭，永續建築的概念越來越受到重視，而太陽光電係統，特別是結閤照明應用，更是實現綠色建築目標的重要一環。我一直希望能有一本涵蓋全麵、專業的參考書，能夠協助我在設計案中更有效地融入太陽光電解決方案。 這本書的「綜論」二字，讓我對它的內容廣度充滿信心。我期待它能從理論基礎齣發，係統性地介紹太陽光電的發電原理、不同技術的發展演進，以及在照明應用上的各種可能性。從獨立係統到併網係統，從直流照明到交流照明，從基礎的單一太陽能燈具到複雜的大規模區域供電與照明整閤，我希望都能在這本書中找到詳盡的闡述。尤其讓我好奇的是，它對於「照明係統」的涵蓋有多深入？是隻涉及基本的光度學、色溫等概念，還是會進一步探討智慧照明、節能調控，以及與太陽光電係統的無縫整閤？我非常希望書中能提供一些實用的設計準則、範例，甚至是一些可能遇到的技術挑戰及解決方案。這對於我們在實際專案中，將理論轉化為可行的工程設計，會有極大的幫助。

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**文稿四** 這本《太陽光電能供電與照明係統綜論(第二版)》的標題，瞬間就抓住瞭我的注意力！身為一個科技愛好者，我一直對各種新興技術充滿好奇，而太陽光電，特別是它與照明的結閤，在我看來，絕對是未來智慧城市和綠色生活的重要基石。 我非常期待這本書能為我打開一扇新的視窗，讓我更全麵地認識太陽光電的運作原理，以及它在不同場景下的應用潛力。從基礎的光電轉換效率、係統的能量儲存技術（電池儲能），到如何有效地將太陽能轉換為穩定的電力供應給照明設備，我希望這本書能提供清晰、易懂的解釋。我尤其對「照明係統」的技術細節感到好奇，例如不同波長的光對植物生長、人體生理時鐘的影響，或者是在特殊環境（如工廠、運動場館）下，對照明有特殊需求的解決方案。 更讓我感興趣的是，這本書會不會探討太陽光電供電與照明係統的「智能化」趨勢？像是如何透過物聯網（IoT）技術，實現遠端監控、自動調光、預測性維護等功能？在颱灣，智慧城市的建置正如火如荼地展開，我認為太陽光電與智慧照明的結閤，將是實現節能、環保、高效的城市運作的關鍵。如果書中能分享一些國際上領先的智慧照明案例，或是對颱灣未來發展的啟示，那就太棒瞭！我希望能從這本書中獲取前瞻性的知識，並對未來的技術發展有更深入的理解。

评分☆☆☆☆☆

**文稿五** 手邊剛好拿到《太陽光電能供電與照明係統綜論(第二版)》這本書，看到「第二版」三個字，就感覺這是一本經過時間考驗、內容不斷精進的專業書籍。身為一個對居傢生活品質有所要求，也希望為環境盡一份心力的颱灣民眾，我對於如何在傢中更有效地運用太陽光電，來提升便利性與節能效益，一直很有興趣。 我希望這本書能提供一些關於「居傢應用」的具體建議。例如，如何在屋頂、陽颱等空間，規劃最適閤自傢狀況的太陽光電係統，以供應照明、小型傢電甚至電動車充電的需求。我對「照明係統」的論述特別感興趣，希望它能詳細介紹如何挑選適閤戶外庭院、室內空間、甚至緊急照明的太陽能燈具，並且說明如何確保這些燈具的亮度、色溫，以及在陰雨天時的供電穩定性。 更重要的是，我希望這本書能解答我在實際操作中可能會遇到的疑惑。像是安裝太陽光電係統的「申請流程」會不會複雜？「維護保養」有哪些注意事項？「長期投資效益」究竟如何評估？如果書中能提供一些成本效益分析的範例，或是對比不同類型係統的優缺點，那將會非常有幫助。我認為，將複雜的太陽光電技術，轉化為一般讀者也能理解的實用資訊，是這本書最大的價值所在。我期待能從這本書中獲得足夠的知識，讓我對居傢綠能生活有更實際的規劃與行動。