太阳能光伏应用:原理·设计·施工

1.本书以太阳能光伏发电原理、设计和施工为主线2.列举了家庭分布式光伏发电站案例、小型光伏并网电站的案例，设计、施工步骤清晰，实践性很强，供读者参考 

本书围绕太阳能光伏发电从原理、设计到施工这条主线，介绍了太阳能光伏发电的应用，太阳电池的特点及分类，太阳能组件，独立型太阳电池系统的特点、组成、容量设计、控制等，并网型光伏发电系统的组成、总体设计及控制，光伏逆变器与控制系统，光伏建筑一体化的优势、形成及对电池组件的要求，光伏电站工程施工组织设计，太阳能光伏电站并网和光伏电站运行与维护等内容。本书还列举了家庭分布式光伏发电站案例、小型光伏并网电站的案例，设计、施工步骤清晰，实践性很强。本书可作为从事太阳能光伏发电系统设计、开发及应用工程技术人员的参考书，也可以作为高等院校相关专业师生的教学用书。

第1章太阳能光伏发电简介001

1.1太阳辐射及太阳能应用002

1.1.1人类活动与太阳辐射能002

1.1.2太阳辐射能002

1.2光伏效应及表征参数009

1.2.1光伏效应009

1.2.2太阳电池的表征参数012

1.3太阳电池的特点及分类014

1.3.1太阳电池的特点014

1.3.2太阳电池的分类015

1.4太阳电池组件019

1.4.1太阳电池组件结构021

1.4.2太阳电池组件的封装材料022

1.4.3太阳电池组件生产工艺023

1.4.4太阳电池组件生产设备026

习题029

第2章独立型太阳电池系统031

2.1独立太阳电池系统特点033

2.2独立太阳电池系统的基本组成034

2.3太阳电池用蓄电池035

2.3.1常用蓄电池的原理035

2.3.2几种常用蓄电池037

2.3.3蓄电池容量和容量设计040

2.3.4蓄电池的充电041

2.3.5蓄电池的放电042

2.3.6蓄电池的使用和维护043

2.3.7蓄电池的命名方法、型号组成044

2.4太阳电池组件的容量设计045

2.4.1太阳电池组件输出的计算方法045

2.4.2独立光伏系统的工作电压046

2.5控制器046

2.5.1控制系统047

2.5.2蓄电池充放电控制048

2.5.3控制器的类型049

2.6太阳电池系统用灯具049

2.7小型独立太阳能电池系统应用050

习题053

第3章并网型光伏发电系统055

3.1并网型光伏发电系统总体设计056

3.2并网系统电路组成058

3.2.1光伏组件（方阵）058

3.2.2太阳电池组件支架060

3.2.3光伏并网逆变器062

3.2.4光伏系统防雷设计063

3.3大型光伏并网系统的施工组织064

3.3.1准备和计划064

3.3.2土建施工066

3.3.3特殊条件的施工070

3.3.4太阳电池组件安装072

3.3.5逆变器等箱体安装078

3.3.6设备和系统调试081

3.3.7二次系统调试083

3.3.8消防工程084

3.3.9环保与水土保持086

3.4几种光伏电站介绍087

习题090

第4章光伏逆变器091

4.1逆变器简介092

4.2逆变器结构及工作原理095

4.2.1逆变器基本结构095

4.2.2逆变电路基本工作原理096

4.2.3单相电压型逆变电路097

4.2.4三相逆变器101

4.3光伏并网逆变器104

4.3.1隔离型光伏并网逆变器105

4.3.2非隔离型光伏并网逆变器108

习题112

第5章光伏发电控制系统113

5.1光伏发电控制系统概述114

5.2太阳能跟踪控制115

5.2.1太阳能跟踪控制方式115

5.2.2太阳能跟踪控制类型117

5.3MPPT控制算法117

5.3.1MPPT控制概述117

5.3.2典型MPPT控制算法119

5.4跟踪器系统工作原理及硬件设计128

5.4.1主控芯片的选择128

5.4.2电源控制器的设计129

5.4.3程序控制部分130

5.5DC-DC变换器131

5.5.1DC-DC变换器的分类131

5.5.2典型的DC-DC变换器电路131

5.6孤岛效应140

5.6.1孤岛效应概述140

5.6.2孤岛效应的检测方法140

5.7光伏控制系统案例分析143

5.7.1太阳能路灯控制系统143

5.7.2控制器硬件设计144

5.7.3蓄电池充放电策略145

5.7.4最大功率点跟踪控制策略145

5.7.5控制系统软件设计145

习题146

第6章光伏建筑一体化149

6.1光伏建筑一体化的优势150

6.2光伏建筑一体化的几种形式151

6.3建筑一体化对电池组件的要求154

6.4太阳能光伏建筑一体化原则与应当注意的问题155

6.4.1太阳能光伏建筑一体化原则155

6.4.2开展BIPV应当注意的几个问题157

6.5光伏建筑一体化的应用158

6.5.1家庭安装太阳电池组件的简单测量工具160

6.5.2一般家庭屋顶太阳电池系统控制器的规格、型号识别161

6.5.3一般家庭屋顶太阳电池系统转换器（逆变器）DC-AC的认识161

6.5.4一般家庭屋顶太阳电池系统蓄电池162

6.5.5一般家庭屋顶太阳电池系统的接线方法162

6.5.6一般家庭屋顶太阳电池系统的基本参数162

6.5.7目前家庭并网光伏发电站的申办流程164

6.6家庭分布式光伏发电设计与安装165

6.6.1分布式光伏发电系统设计165

6.6.2硬件系统的设计167

6.6.3支架的总体结构设计173

6.6.4硬件结构的安装174

6.6.5家庭分布式光伏发电站案例175

习题180

第7章光伏电站工程施工组织设计案例181

7.1工程概况、施工条件及工期目标182

7.2土建工程185

7.3安装标准及地下设施195

7.3.1安装标准195

7.3.2场地及地下设施196

7.3.3建（构）筑物196

7.4安装工程197

7.4.1一般规定197

7.4.2支架安装198

7.4.3组件安装199

7.4.4汇流箱安装200

7.4.5逆变器安装201

7.4.6电气二次系统202

7.4.7其他电气设备安装202

7.4.8防雷与接地202

7.4.9线路及电缆202

7.5小型光伏并网电站案例203

7.5.1环境及设计原则203

7.5.2系统构成204

7.5.3方案的设计流程204

习题208

第8章光伏电站运行与维护209

8.1建立完整的技术档案资料及电站运行档案210

8.2电站运行、维护人员培训211

8.3太阳能光伏阵列管理维护212

8.4蓄电池组的维护管理213

8.5逆变器的维护管理214

8.5.1逆变器的操作使用214

8.5.2逆变器维护检修215

8.6配电柜和测量控制柜的维护管理215

8.7变压器的保养维护及注意事项217

8.8电线电缆的保养维护及注意事项219

8.9光伏电站管理221

习题221

参考文献223

 

随着人口快速增长和工业化进程加速，能源短缺、生态破坏和环境污染的问题日益严重。人类目前所使用的能源大部分是由矿物燃料提供的，矿物燃料燃烧排出温室气体和有毒物质，它们使地球的生态环境急剧恶化。恶化的环境严重影响到我们每一个人的健康生存，近年来每年冬天越来越严重的雾霾天气警告我们：人类不科学的生产和生活方式必须改变。首先必须尽可能减少矿物燃料的消耗。人类无节制的开发和消耗矿物能源必然导致生态环境急剧恶化，应该提倡人类与环境和谐相处的理念，这类似中国古代天人合一的思想，我们应该牢记每个人每天消耗的能源是人类共同拥有的和不可再生的，提高节约能源意识，不过度消费，不是买得起的就可以随意浪费的。其次，大力发展绿色能源。太阳能光伏发电具有无污染、资源的普遍性和不枯竭等优点，符合保护环境和可持续发展的要求。为了我们及我们子孙后代碧水蓝天的生活环境，光伏新能源的技术开发和普及利用非常必需并且迫在眉睫。每个人都有推广使用绿色能源的责任和义务。笔者希望为此做出努力。本书介绍太阳能光伏发电原理、独立型太阳电池系统、并网型光伏发电系统、光伏逆变器、光伏发电控制系统、光伏建筑一体化、光伏电站工程施工组织设计、光伏电站运行维护内容。本书强调理论与实际相结合，含有大量的工程实践案例和光伏行业标准，更加贴近实际。本书可作为光伏领域工作者和该专业学生参考书，也可以作为光伏公司及从业者的专业知识培训教材。本书由洛阳师范学院靳瑞敏教授编写前言及第1、2、3、7、8章，洛阳师范学院赵存华副教授编写第4章，河南科技大学李新利博士编写第6章，洛阳师范学院张旭老师编写第5章。由于太阳能光伏应用范围广，技术变化快，加之水平所限，难免有不妥和疏漏之处，恳请读者批评指正。编著者