太阳能光伏发电系统设计施工与维护

第1章　太阳能光伏发电系统概述　1 1.1　太阳能光伏发电的特点及应用　1 1.1.1　太阳能光伏发电简介　1 1.1.2　太阳能光伏发电的优点　2 1.1.3　太阳能光伏发电的缺点　2 1.1.4　太阳能光伏发电的应用　3 1.2　太阳能光伏发电系统的构成、工作原理与分类　4 1.2.1　太阳能光伏发电系统的构成　4 1.2.2　太阳能光伏发电系统的工作原理　5 1.2.3　太阳能光伏发电系统的分类　6 1.3　独立光伏发电系统　7 1.3.1　无蓄电池的直流光伏发电系统　7 1.3.2　有蓄电池的直流光伏发电系统　8 1.3.3　交流及交、直流混合光伏发电系统　8 1.3.4　市电互补型光伏发电系统　8 1.4　并网光伏发电系统　9 1.4.1　有逆流并网光伏发电系统　9 1.4.2　无逆流并网光伏发电系统　10 1.4.3　切换型并网光伏发电系统　10 1.4.4　有储能装置的并网光伏发电系统　11第2章　太阳能光伏电池组件与方阵　12 2.1　太阳能电池组件的基本要求与分类　12 2.1.1　太阳能电池组件的基本要求　12 2.1.2　太阳能电池组件的分类　13 2.2　晶体硅太阳能电池组件的构成与工作原理　13 2.2.1　普通型太阳能电池组件　13 2.2.2　建材型太阳能电池组件　15 2.3　太阳能电池组件的制造　19 2.3.1　电池组件的主要原材料及部件　19 2.3.2　电池组件的板型设计　26 2.3.3　电池组件生产流程和工序　27 2.3.4　太阳能电池组件的性能参数　30 2.3.5　太阳能电池组件的技术要求和检验测试　31 2.4　太阳能电池方阵　32 2.4.1　太阳能电池方阵的组成　32 2.4.2　太阳能电池方阵组合的计算　35第3章　太阳能光伏系统的控制器和逆变器　36 3.1　太阳能光伏控制器　36 3.1.1　光伏控制器的分类及电路原理　36 3.1.2　光伏控制器的主要性能特点　44 3.1.3　光伏控制器的主要技术参数　46 3.1.4　光伏控制器的配置选型　47 3.2　太阳能光伏逆变器　48 3.2.1　逆变器的分类　48 3.2.2　逆变器的电路结构及主要元器件　49 3.2.3　离网独立型逆变器的电路原理　51 3.2.4　并网型逆变器的电路原理　56 3.3　光伏逆变器的技术参数与配置选型　60 3.3.1　光伏逆变器的主要性能特点　60 3.3.2　光伏逆变器的主要技术参数　61 3.3.3　光伏逆变器的配置选型　63第4章　太阳能光伏发电储能电池及器件　65 4.1　铅酸蓄电池　65 4.1.1　铅酸蓄电池的分类、结构与原理　65 4.1.2　铅酸蓄电池的基本概念与技术术语　67 4.1.3　铅酸蓄电池的型号识别　69 4.1.4　胶体型铅酸蓄电池　70 4.1.5　铅酸蓄电池的使用要点　71 4.2　其他储能电池及器件　74 4.2.1　碱性蓄电池　74 4.2.2　锂离子蓄电池　74 4.2.3　镍氢电池　76 4.2.4　超级电容器　76第5章　太阳能光伏发电系统的容量设计　82 5.1　系统的设计原则、步骤和内容　82 5.1.1　系统设计原则　82 5.1.2　设计步骤和内容　82 5.2　与设计相关的因素和技术条件　83 5.2.1　系统用电负载的特性　83 5.2.2　当地的太阳能辐射资源及气象地理条件　83 5.2.3　发电系统的类型、安装场所和方式　87 5.3　太阳能光伏发电系统容量的设计与计算　88 5.3.1　设计的基本思路　88 5.3.2　太阳能电池组件及方阵的设计方法　89 5.3.3　蓄电池和蓄电池组的设计方法　91 5.4　其他几种计算公式和设计方法　95 5.4.1　以峰值日照时数为依据的简易计算方法　95 5.4.2　以年辐射总量为依据的计算方法　96 5.4.3　以年辐射总量和斜面修正系数为依据的计算方法　97 5.4.4　以峰值日照时数为依据的多路负载计算方法　98 5.4.5　以峰值日照时数和两段阴雨天间隔天数为依据的计算方法　100 5.4.6　并网光伏(光伏建筑一体化)发电系统容量的设计与计算　102 5.4.7　有关太阳能辐射能量的换算　103 5.4.8　太阳能发电系统功率与带负载配置速查表　104第6章　太阳能光伏发电系统的整体配置与相关设计　106 6.1　太阳能光伏发电系统的整体配置　106 6.1.1　太阳能光伏发电系统的配置构成　106 6.1.2　设备、部件的配置和选型　107 6.2　 太阳能光伏发电系统的相关设计　124 6.2.1　太阳能光伏组件(方阵)支架和基础的设计　124 6.2.2　直流接线箱的设计　130 6.2.3　交流配电柜的设计　132 6.2.4　防雷与接地系统的设计　133 6.3　太阳能光伏发电系统配置设计实例　140 6.3.1　某大厦采光廊架离网光伏发电系统设计方案　140 6.3.2　100kW并网光伏发电系统设计方案　143第7章　太阳能光伏发电系统的安装施工与检查测试　147 7.1　太阳能光伏发电系统的安装施工　147 7.1.1　太阳能电池组件及方阵的安装施工　147 7.1.2　光伏控制器和逆变器等电气设备的安装　149 7.1.3　防雷与接地系统的安装施工　149 7.1.4　蓄电池组的安装　151 7.1.5　线缆的铺设与连接　152 7.2　太阳能光伏发电系统的检查测试　152 7.2.1　光伏发电系统的检查　152 7.2.2　光伏发电系统的测试　153第8章　太阳能光伏发电系统的运行维护与故障排除　157 8.1　太阳能光伏发电系统的运行维护　157 8.1.1　太阳能光伏发电系统的日常检查和定期维护　157 8.1.2　太阳能光伏组件方阵的检查维护　158 8.1.3　蓄电池(组)的检查维护　158 8.1.4　光伏控制器和逆变器的检查维护　159 8.1.5　配电柜及输电线路的检查维护　159 8.1.6　防雷接地系统的检查维护　159 8.2　太阳能光伏发电系统的故障排除　159 8.2.1　太阳能电池组件与方阵的常见故障　159 8.2.2　蓄电池的常见故障及解决方法　159 8.2.3　光伏控制器的常见故障　161 8.2.4　逆变器的常见故障　161附录1　太阳能光伏发电词语解释　162附录2　光伏发电常用晶体硅太阳能电池组件规格尺寸与技术参数　165附录3　光伏发电系统常用蓄能电池及器件的规格尺寸与技术参数　167参考文献　175

第1章　太阳能光伏发电系统概述　1 1.1　太阳能光伏发电的特点及应用　1 1.1.1　太阳能光伏发电简介　1 1.1.2　太阳能光伏发电的优点　2 1.1.3　太阳能光伏发电的缺点　2 1.1.4　太阳能光伏发电的应用　3 1.2　太阳能光伏发电系统的构成、工作原理与分类　4 1.2.1　太阳能光伏发电系统的构成　4 1.2.2　太阳能光伏发电系统的工作原理　5 1.2.3　太阳能光伏发电系统的分类　6 1.3　独立光伏发电系统　7 1.3.1　无蓄电池的直流光伏发电系统　7 1.3.2　有蓄电池的直流光伏发电系统　8 1.3.3　交流及交、直流混合光伏发电系统　8 1.3.4　市电互补型光伏发电系统　8 1.4　并网光伏发电系统　9 1.4.1　有逆流并网光伏发电系统　9 1.4.2　无逆流并网光伏发电系统　10 1.4.3　切换型并网光伏发电系统　10 1.4.4　有储能装置的并网光伏发电系统　11第2章　太阳能光伏电池组件与方阵　12 2.1　太阳能电池组件的基本要求与分类　12 2.1.1　太阳能电池组件的基本要求　12 2.1.2　太阳能电池组件的分类　13 2.2　晶体硅太阳能电池组件的构成与工作原理　13 2.2.1　普通型太阳能电池组件　13 2.2.2　建材型太阳能电池组件　15 2.3　太阳能电池组件的制造　19 2.3.1　电池组件的主要原材料及部件　19 2.3.2　电池组件的板型设计　26 2.3.3　电池组件生产流程和工序　27 2.3.4　太阳能电池组件的性能参数　30 2.3.5　太阳能电池组件的技术要求和检验测试　31 2.4　太阳能电池方阵　32 2.4.1　太阳能电池方阵的组成　32 2.4.2　太阳能电池方阵组合的计算　35第3章　太阳能光伏系统的控制器和逆变器　36 3.1　太阳能光伏控制器　36 3.1.1　光伏控制器的分类及电路原理　36 3.1.2　光伏控制器的主要性能特点　44 3.1.3　光伏控制器的主要技术参数　46 3.1.4　光伏控制器的配置选型　47 3.2　太阳能光伏逆变器　48 3.2.1　逆变器的分类　48 3.2.2　逆变器的电路结构及主要元器件　49 3.2.3　离网独立型逆变器的电路原理　51 3.2.4　并网型逆变器的电路原理　56 3.3　光伏逆变器的技术参数与配置选型　60 3.3.1　光伏逆变器的主要性能特点　60 3.3.2　光伏逆变器的主要技术参数　61 3.3.3　光伏逆变器的配置选型　63第4章　太阳能光伏发电储能电池及器件　65 4.1　铅酸蓄电池　65 4.1.1　铅酸蓄电池的分类、结构与原理　65 4.1.2　铅酸蓄电池的基本概念与技术术语　67 4.1.3　铅酸蓄电池的型号识别　69 4.1.4　胶体型铅酸蓄电池　70 4.1.5　铅酸蓄电池的使用要点　71 4.2　其他储能电池及器件　74 4.2.1　碱性蓄电池　74 4.2.2　锂离子蓄电池　74 4.2.3　镍氢电池　76 4.2.4　超级电容器　76第5章　太阳能光伏发电系统的容量设计　82 5.1　系统的设计原则、步骤和内容　82 5.1.1　系统设计原则　82 5.1.2　设计步骤和内容　82 5.2　与设计相关的因素和技术条件　83 5.2.1　系统用电负载的特性　83 5.2.2　当地的太阳能辐射资源及气象地理条件　83 5.2.3　发电系统的类型、安装场所和方式　87 5.3　太阳能光伏发电系统容量的设计与计算　88 5.3.1　设计的基本思路　88 5.3.2　太阳能电池组件及方阵的设计方法　89 5.3.3　蓄电池和蓄电池组的设计方法　91 5.4　其他几种计算公式和设计方法　95 5.4.1　以峰值日照时数为依据的简易计算方法　95 5.4.2　以年辐射总量为依据的计算方法　96 5.4.3　以年辐射总量和斜面修正系数为依据的计算方法　97 5.4.4　以峰值日照时数为依据的多路负载计算方法　98 5.4.5　以峰值日照时数和两段阴雨天间隔天数为依据的计算方法　100 5.4.6　并网光伏(光伏建筑一体化)发电系统容量的设计与计算　102 5.4.7　有关太阳能辐射能量的换算　103 5.4.8　太阳能发电系统功率与带负载配置速查表　104第6章　太阳能光伏发电系统的整体配置与相关设计　106 6.1　太阳能光伏发电系统的整体配置　106 6.1.1　太阳能光伏发电系统的配置构成　106 6.1.2　设备、部件的配置和选型　107 6.2　 太阳能光伏发电系统的相关设计　124 6.2.1　太阳能光伏组件(方阵)支架和基础的设计　124 6.2.2　直流接线箱的设计　130 6.2.3　交流配电柜的设计　132 6.2.4　防雷与接地系统的设计　133 6.3　太阳能光伏发电系统配置设计实例　140 6.3.1　某大厦采光廊架离网光伏发电系统设计方案　140 6.3.2　100kW并网光伏发电系统设计方案　143第7章　太阳能光伏发电系统的安装施工与检查测试　147 7.1　太阳能光伏发电系统的安装施工　147 7.1.1　太阳能电池组件及方阵的安装施工　147 7.1.2　光伏控制器和逆变器等电气设备的安装　149 7.1.3　防雷与接地系统的安装施工　149 7.1.4　蓄电池组的安装　151 7.1.5　线缆的铺设与连接　152 7.2　太阳能光伏发电系统的检查测试　152 7.2.1　光伏发电系统的检查　152 7.2.2　光伏发电系统的测试　153第8章　太阳能光伏发电系统的运行维护与故障排除　157 8.1　太阳能光伏发电系统的运行维护　157 8.1.1　太阳能光伏发电系统的日常检查和定期维护　157 8.1.2　太阳能光伏组件方阵的检查维护　158 8.1.3　蓄电池(组)的检查维护　158 8.1.4　光伏控制器和逆变器的检查维护　159 8.1.5　配电柜及输电线路的检查维护　159 8.1.6　防雷接地系统的检查维护　159 8.2　太阳能光伏发电系统的故障排除　159 8.2.1　太阳能电池组件与方阵的常见故障　159 8.2.2　蓄电池的常见故障及解决方法　159 8.2.3　光伏控制器的常见故障　161 8.2.4　逆变器的常见故障　161附录1　太阳能光伏发电词语解释　162附录2　光伏发电常用晶体硅太阳能电池组件规格尺寸与技术参数　165附录3　光伏发电系统常用蓄能电池及器件的规格尺寸与技术参数　167参考文献　175
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