太阳能光伏发电系统设计施工与应用

内容简介

本书系统地介绍了太阳能光伏发电系统的类型及各组成部分的工作原理、性能参数以及设计选用方法。重点介绍了太阳能光伏发电系统的容量设计、并网接入设计、系统整体配置、设备部件选型及设计、安装施工、检测调试、运行维护、故障排除等；还介绍了光伏发电系统的设计应用实例、光伏发电新技术应用等方面的内容，并提供了具体的设计、施工实例和部分实用资料。
本书内容翔实、图文并茂、通俗易懂，具有较高的实用性，适合从事太阳能光伏发电系统设计、施工、维护及应用方面的工程技术人员以及太阳能光伏发电设备、部件生产方面的相关人员阅读，也可供大专院校相关专业的师生学习参考，还可供对太阳能光伏发电感兴趣的各界人士阅读。

目录

□ □章 太阳能光伏发电系统概述1
1．1 太阳能光伏发电概述 1
1．1．1 太阳能光伏发电简介 1
1．1．□ 太阳能光伏发电的优点 1
1．1．3 太阳能光伏发电的缺点 3
1．1．4 太阳能光伏发电的应用 4
1．□ 太阳能光伏发电系统的构成、
工作原理与分类 6
1．□．1 太阳能光伏发电系统的
构成 6
1．□．□ 太阳能光伏发电系统的工作
原理 8
1．□．3 太阳能光伏发电系统的
分类 10
1．3 离网（独立）光伏发电系统 11
1．3．1 无蓄电池的直流光伏发电
系统 1□
1．3．□ 有蓄电池的直流光伏发电
系统 1□
1．3．3 交流及交、直流混合光伏发
电系统 1□
1．3．4 市电互补型光伏发电系统 13
1．3．5 能自动切换的光伏发电
系统 13
1．3．6 风光互补及风光柴互补型发
电系统 14
1．4 并网光伏发电系统 14
1．4．1 有逆流并网光伏发电系统 15
1．4．□ 无逆流并网光伏发电系统 16
1．4．3 有储能装置的并网光伏发电
系统 16
1．4．4 大型并网光伏发电系统 17
1．4．5 分布式智能电网光伏发电
系统 17

第 □章 电池组件与光伏方阵 19
□．1 电池组件的基本要求与分类 19
□．1．1 电池组件的基本要求 19
□．1．□ 电池组件的分类 □0
□．□ 晶体硅电池组件的构成与工作
原理 □0
□．□．1 普通型电池组件 □0
□．□．□ 建材型（BIPV）电池组件 □□
□．□．3 新型电池组件 □5
□．3 电池组件的制造 □7
□．3．1 电池组件的主要原材料及
部件 □7
□．3．□ 电池组件生产流程和工序 41
□．3．3 电池组件的性能参数 43
□．3．4 电池组件的技术要求和检验
测试 45
□．3．5 电池组件的选型 47
□．4 光伏方阵 48
□．4．1 光伏方阵的组成 48
□．4．□ 光伏方阵组合的计算 51

第3章 太阳能光伏控制器和逆变器 5□
3．1 太阳能光伏控制器 5□
3．1．1 光伏控制器的分类及电路
原理 5□
3．1．□ 光伏控制器的主要性能
特点 6□
3．1．3 光伏控制器的主要技术
参数 64
3．1．4 光伏控制器的检验测试 66
3．1．5 光伏控制器的配置选型 69
3．□ 太阳能光伏逆变器 70
3．□．1 逆变器的分类 71
3．□．□ 逆变器的电路结构及主要
元器件 71
3．□．3 离网型逆变器的电路原理 74
3．□．4 并网型逆变器的电路原理 79
3．3 光伏逆变器的性能特点与技术
参数 83
3．3．1 光伏逆变器的主要性能
特点 83
3．3．□ 光伏逆变器的主要技术
参数 84
3．4 光伏逆变器的选型 87
3．4．1 离网光伏逆变器的选型 87
3．4．□ 并网光伏逆变器的选型与
应用 88
3．4．3 并网光伏逆变器选型案例 94
3．4．4 并网光伏逆变器发展趋势 96

第4章 太阳能光伏发电储能电池及
器件 98
4．1 铅酸蓄电池 98
4．1．1 铅酸蓄电池的分类、结构与
原理 98
4．1．□ 铅酸蓄电池的基本概念与
技术术语 101
4．1．3 铅酸蓄电池的型号识别 104
4．1．4 其他类型铅酸蓄电池 105
4．1．5 铅酸蓄电池的安装使用
要点 107
4．1．6 铅酸蓄电池的外观及质量
检验 109
4．□ 其他储能电池及器件 111
4．□．1 锂离子和磷酸铁锂蓄电池 111
4．□．□ 镍氢电池 115
4．□．3 超级电容器 116
4．□．4 液流电池与钠硫电池 1□0
4．□．5 蓄电池的选型 1□1

第5章 太阳能光伏发电配电、升压与
监测装置 1□3
5．1 直流汇流箱与直流配电柜 1□3
5．1．1 直流汇流箱 1□3
5．1．□ 直流配电柜 1□4
5．1．3 直流汇流箱和直流配电柜的
选型 1□5
5．1．4 直流汇流箱的设计 1□6
5．□ 交流汇流箱、配电柜与并网配
电箱 1□9
5．□．1 交流汇流箱 1□9
5．□．□ 交流配电柜 130
5．□．3 交流配电柜的设计 131
5．□．4 并网配电箱 133
5．3 升压变压器与箱式变电站 135
5．3．1 升压变压器 135
5．3．□ 高压配电系统与箱式变
电站 137
5．3．3 配电室的结构设计 138
5．3．4 并网变压器的容量确定 138
5．4 光伏线缆 139
5．4．1 光伏线缆的使用分类及电气
连接要点 139
5．4．□ 光伏线缆和连接器的
选型 139
5．5 光伏发电系统的监测装置 144

第6章 光伏系统基础、支架与防雷
接地 147
6．1 光伏方阵基础 147
6．1．1 方阵基础类型 147
6．1．□ 方阵基础相关设计 149
6．□ 光伏支架 15□
6．□．1 光伏支架分类 15□
6．□．□ 光伏支架的选型 158
6．□．3 光伏支架的设计 161
6．3 光伏发电的防雷接地系统 166
6．3．1 雷电对光伏发电系统的
危害 166
6．3．□ 防雷接地系统的设计 167

第7章 离网光伏发电系统容量设计 175
7．1 系统的设计原则、步骤和内容 176
7．1．1 系统设计原则 176
7．1．□ 系统设计的步骤和内容 176
7．□ 与设计相关的因素和技术条件 177
7．□．1 系统用电负载的特性 177
7．□．□ 当地的太阳能辐射资源及
气象地理条件 177
7．□．3 有关太阳能辐射能量的
换算 181
7．□．4 发电系统的安装场所和
方式 181
7．3 离网系统的容量设计与计算 183
7．3．1 设计的基本思路 183
7．3．□ 电池组件及方阵的容量
设计 184
7．3．3 蓄电池和蓄电池组的容量
设计 186
7．4 其他几种计算公式和设计
方法 189
7．4．1 以峰值日照时数为依据的
简易计算方法 189
7．4．□ 以年辐射总量为依据的计算
方法 190
7．4．3 以年辐射总量和斜面修正系
数为依据的计算方法 191
7．4．4 以峰值日照时数为依据的
多路负载计算方法 19□
7．4．5 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 193
7．4．6 太阳能道路灯的容量设计与
计算 195
7．4．7 离网光伏发电系统相关设计
速查表 197
第8章 并网光伏发电系统的容量计算
及并网接入设计 199
8．1 并网系统的容量设计与发电量
计算 199
8．1．1 电池组件的串并联匹配 199
8．1．□ 光伏系统发电量的计算 □03
8．1．3 光伏系统的组件容量超配
设计 □05
8．□ 并网系统的电网接入设计 □08
8．□．1 并网要求及接入方式 □08
8．□．□ 典型接入方案 □09
8．□．3 并网计量电表的接入 □11
8．3 并网光伏发电系统配置设计
实例 □15
8．3．1 100kW并网光伏发电系统
设计方案 □15
8．3．□ 大型屋顶并网光伏发电系统
设计要点 □18
8．3．3 光伏发电系统设计相关
资料 □□0

第9章 太阳能光伏发电系统的安装
施工与检测调试 □□1
9．1 太阳能光伏发电系统的安装
施工 □□1
9．1．1 电池组件及方阵的安装
施工 □□□
9．1．□ 光伏控制器和逆变器等电气
设备的安装 □□6
9．1．3 防雷与接地系统的安装
施工 □□7
9．1．4 蓄电池组的安装 □□9
9．1．5 线缆的敷设与连接 □3□
9．1．6 太阳能道路灯的安装施工 □33
9．□ 太阳能光伏发电系统的检查
测试与工程验收 □36
9．□．1 光伏发电系统的检查 □36
9．□．□ 光伏发电系统的测试 □37
9．□．3 光伏发电系统的工程验收 □40
9．3 太阳能光伏发电系统的调试
运行 □43
9．3．1 太阳能光伏发电系统并网
调试 □43
9．3．□ 并网试运行中各系统的
检查 □44
9．4 太阳能光伏发电系统施工
案例 □45
9．4．1 屋顶基础制作工程 □45
9．4．□ 支架结构制作工程 □48
9．4．3 电池组件安装工程 □50
9．4．4 直流侧电气工程 □50
9．4．5 配电室电气工程 □54
9．5 太阳能光伏发电系统的安全
施工 □56
9．5．1 施工现场常见安全危害及
防护 □56
9．5．□ 施工现场安全作业
指导 □58

□ □0章 太阳能光伏发电系统的
运行维护与故障排除 □60
10．1 光伏发电系统的运行维护 □60
10．1．1 光伏发电系统运行维护的
基本要求 □60
10．1．□ 光伏发电系统的日常检查和
定期维护 □61
10．1．3 电池组件及光伏方阵的检查
维护 □63
10．1．4 蓄电池（组）的检查
维护 □65
10．1．5 光伏控制器和逆变器的
检查维护 □67
10．1．6 直流汇流箱、配电柜及输
电线路的检查维护 □68
10．1．7 防雷接地系统的检查
维护 □68
10．1．8 监控检测与数据通信系统的
检查 □68
10．□ 太阳能光伏发电系统的故障
排除 □69
10．□．1 电池组件与方阵常见
故障 □69
10．□．□ 蓄电池常见故障及解决
方法 □70
10．□．3 光伏控制器常见故障 □71
10．□．4 光伏逆变器常见故障 □7□
10．□．5 直流汇流箱常见故障 □74
10．□．6 太阳能灯具常见故障及
解决方法 □74
10．□．7 太阳能用户系统（移动电源）
常见故障及解决方法 □75

□ □1章 太阳能光伏发电系统设计
应用实例 □76
11．1 户用光伏发电系统的设计与
应用 □76
11．1．1 10W家用太阳能照明
系统 □76
11．1．□ 100W家用太阳能光伏供电
系统 □78
11．1．3 家用太阳能光伏供电系统
配置实例 □80
11．1．4 家用太阳能光伏发电系统
典型配置 □83
11．□ 太阳能系列灯具的设计与
应用 □85
11．□．1 太阳能草坪灯 □86
11．□．□ 太阳能庭院灯 □86
11．□．3 太阳能道路灯 □87
11．□．4 太阳能交通信号灯 □88
11．□．5 太阳能楼宇照明系统 □89
11．3 太阳能离网光伏发电系统
设计与应用 □90
11．3．1 公园科普橱窗太阳能光伏
供电方案 □90
11．3．□ 某大厦采光廊架光伏发电
系统设计与应用 □91
11．4 太阳能并网发电系统的设计与
应用 □93
11．4．1 3kW和5kW家庭屋顶光伏
电站典型设计 □93
11．4．□ 办公区10kW太阳能并网
发电系统设计与应用 □96
11．4．3 10kW农村住宅屋顶光伏电站
设计与应用 □97
11．4．4 84kW光伏车棚发电系统设计
与应用 30□
11．4．5 100kW商业屋顶光伏发电
系统设计与应用 305
11．4．6 万科中心并网光伏发电系统
设计与应用 309
11．4．7 3．□MW荒山坡光伏扶贫电站
设计与应用 313

□ □□章 太阳能光伏发电新技术的
应用 318
1□．1 聚光光伏（CPV）发电系统的
应用 318
1□．□ 分布式光伏发电与微电网技术
应用 3□1
1□．3 光伏建筑一体化发电系统的
应用 3□7
1□．4 储能技术在并网光伏发电系统
中的应用 331
1□．5 太阳能光伏电站的智能化技术
应用 339

附录1 太阳能及光伏发电词语
解释 343
附录□ 光伏发电常用晶体硅电池
组件技术参数 349
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 35□
附录4 气象风力等级表 361
附录5 全国各城市并网光伏电站□佳
安装倾角和发电量速查表 36□
参考文献 37□

作者简介

李钟实，中国电子学会会员，山西吕梁市光能产业协会副理事长，人民邮电出版社作者，有40多年的业余无线电和电子技术爱好者经历，从事光伏行业1□年。著有10余部电子技术、家电维修和光伏发电方面的专业著作，在国内电子技术杂志发表文章60多篇。曾被太原市总工会授予太原市职工“六学标兵”称号。
在从事光伏发电行业的十几年中，注重理论联系实际，努力做光伏发电知识的普及工作，曾先后编著出版《太阳能光伏发电系统设计施工与维护》、《太阳能光伏组件生产制造工程技术》、《太阳能光伏发电系统设计施工与应用》和《分布式光伏电站设计施工与应用》等多本光伏发电技术图书。翻译出版《家用太阳能系统设计、应用与施工》。
从业期间主持开发的“太阳能移动电源”、“太阳能中空玻璃幕墙电池组件”、“LED格栅灯”、“太阳能自动采光灯”、“增加自用电量减少电网冲击的光伏并网发电自动切换装置”、“光伏两用抽水装置”等装置已获得实用新型专利。并做为项目负责人，先后两次承担实施山西省科技攻关项目。