《光伏電站設計技術》從光伏發(fā)電系統(tǒng)應用技能要求出發(fā),內容包括太陽能資源獲取、光伏電池組件及陣列容量設計、儲能技術及選配、光伏直流控制設備選配、光伏交流控制設備選配,以及典型光伏發(fā)電系統(tǒng)設計等。讀者通過對本書的學習,能夠掌握光伏發(fā)電系統(tǒng)組成、太陽能輻射量獲取、光伏組件特性、光伏支架結構、鉛酸蓄電池容量設計等知識,以及光伏控制器、直流匯流箱、光伏逆變器、交直流配電柜、升壓變壓器、光伏線纜、光伏接地防雷系統(tǒng)等部件的選配方法;掌握離網光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理和系統(tǒng)設計。本書配備了相關的習題,以強化讀者對相關知識的掌握程度。
《光伏電站設計技術》可以作為高等職業(yè)院校光伏發(fā)電相關專業(yè)學生的專業(yè)基礎課教材,也可作為相關光伏發(fā)電技術培訓班的教學用書。
配套資源:微課視頻、PVsyst工程項目設計電子教材和微課視頻、電子課件、習題答案、課程標準
本書特色:
本書堅持產教融合、校企合作的新形態(tài)教材編寫原則,圍繞離網光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網光伏發(fā)電系統(tǒng)集成與設計;
立足課程思政,落實立德樹人根本任務,完善課程思政育人目標和內容要求;
將課程微課視頻、工程視頻、教學動畫等數字化資源通過信息技術(二維碼)進行展示,提高教材內容質量。
黨的二十大報告指出,推動經濟社會發(fā)展綠色化、低碳化是實現(xiàn)高質量發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。光伏發(fā)電作為利用太陽能的重要方式,已經得到世界各國的普遍關注。近年來,光伏發(fā)電作為重要的可再生能源發(fā)電技術取得了快速發(fā)展,在很多國家已成為清潔、低碳并具有價格競爭力的能源形式。十三五期間,在產業(yè)規(guī)模快速擴大的帶動下,我國光伏發(fā)電技術取得快速發(fā)展,光伏電池、組件等關鍵部件產業(yè)化量產技術達到世界領先水平;生產設備技術不斷升級,基本實現(xiàn)國產化;光伏發(fā)電系統(tǒng)成套技術不斷優(yōu)化完善,智能化水平顯著提升。作為全球最大的光伏發(fā)電應用市場,我國已成為各類新型光伏電池技術產業(yè)化轉化與應用的孵化地。據預測,為實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標,到2030年,我國光伏發(fā)電裝機容量需要達到900~1000GW;到2060年,則需要達到3000~3500GW。光伏發(fā)電在迎來空前發(fā)展機遇與發(fā)展空間的同時,也面臨諸多挑戰(zhàn),光伏發(fā)電技術創(chuàng)新將成為應對這些挑戰(zhàn)的關鍵因素。
本書堅持產教融合、校企合作的新形態(tài)教材編寫原則,圍繞離網光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網光伏發(fā)電系統(tǒng)集成與設計,內容包括太陽能資源獲取、光伏電池組件及陣列容量設計、儲能技術及選配、光伏直流控制設備選配、光伏交流控制設備選配、典型光伏發(fā)電系統(tǒng)設計;教材立足課程思政,落實立德樹人根本任務,完善課程思政育人目標和內容要求;將課程微課視頻、工程視頻、教學動畫等數字化資源通過信息技術(二維碼)進行展示,提高教材的內容質量。
本書由廖東進、趙元元、方曉敏主編,房慶圓、閆樹兵、程建彬、桑寧如參編,其中項目1、2由衢州職業(yè)技術學院廖東進編寫,項目3由天津輕工職業(yè)技術學院趙元元編寫,項目4由衢州職業(yè)技術學院方曉敏編寫,項目5由山東理工職業(yè)學院房慶圓、閆樹兵編寫,項目6由衢州驕陽新能源科技有限公司程建彬和浙江瑞亞能源科技有限公司桑寧如編寫,全書由廖東進統(tǒng)稿。
本書在編寫過程中得到了浙江瑞亞能源科技有限公司易潮、陸勝潔等人的大力支持和幫助,在此表示衷心的感謝。
本書在編寫過程中參考了不少書刊和文章,在此向其作者致以謝意。
由于編者水平有限,書中難免存在疏漏和不足之處,懇請讀者批評指正。
編者
廖東進,男,漢族,1979年生,浙江衢州人,中共黨員,副教授,現(xiàn)任信息工程學院光伏應用技術教研室主任,衢州市115人才第二層次培養(yǎng)、浙江省高職高專專業(yè)帶頭人培養(yǎng)對象。
前言
項目1太陽能資源獲取
1.1光伏發(fā)電系統(tǒng)認知
1.1.1光伏產業(yè)現(xiàn)狀
1.1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)結構
1.2太陽能資源分布與輻射量
1.2.1太陽能資源分布
1.2.2太陽能輻射量
1.3太陽能輻射量獲取
1.3.1太陽能輻射量組成
1.3.2太陽能輻射量測量
1.3.3太陽能輻射量估算
1.4本章練習
項目2光伏電池組件及陣列容量設計
2.1光伏電池認知
2.1.1光伏電池發(fā)電原理
2.1.2光伏電池的種類
2.2光伏單體電池的發(fā)電特性
2.2.1單體電池參數
2.2.2單體電池輸出特性分析
2.3光伏電池組件特性分析
2.3.1光伏電池組件參數分析
2.3.2光伏電池組件串并聯(lián)特性分析
2.4光伏支架結構設計
2.4.1固定式光伏支架
2.4.2跟蹤式光伏支架
2.5光伏陣列容量設計
2.5.1離網光伏發(fā)電系統(tǒng)容量設計
2.5.2并網光伏發(fā)電系統(tǒng)容量設計
2.6本章練習
項目3儲能技術及選配
3.1鉛酸蓄電池認知
3.1.1鉛酸蓄電池結構
3.1.2鉛酸蓄電池參數及容量識別
3.1.3鉛酸蓄電池充電
3.2蓄電池組容量設計
3.3超級電容器容量設計
3.4其他儲能技術
3.4.1飛輪儲能
3.4.2超導儲能
3.4.3抽水蓄能
3.5本章練習
項目4光伏直流控制設備選配
4.1光伏控制器
4.1.1光伏控制器認知
4.1.2光伏控制器的工作方式
4.1.3光伏電池最大功率點跟蹤方法
4.1.4典型光伏控制器的應用及選購
4.2鉛酸蓄電池充放電分析
4.3直流匯流箱配置
4.4直流防雷配電柜選配
4.5本章練習
項目5光伏交流控制設備選配
5.1離網逆變器
5.1.1離網逆變器工作原理及認知
5.1.2離網逆變器技術要求及選配
5.2并網逆變器
5.2.1并網逆變器結構及特性
5.2.2并網逆變器類型
5.2.3并網逆變器技術要求及選配
5.3交流配電柜
5.3.1交流配電柜認知
5.3.2交流配電柜技術要求及選配
5.4升壓變壓器
5.4.1變壓器工作原理及分類
5.4.2升壓變壓器技術要求及選配
5.5光伏電站線纜
5.5.1光伏電纜認知
5.5.2光伏電纜選配
5.6光伏接地防雷系統(tǒng)
5.6.1雷電對光伏系統(tǒng)的危害
5.6.2光伏發(fā)電系統(tǒng)直擊雷防范
5.6.3光伏發(fā)電系統(tǒng)感應雷、雷電波
防范
5.6.4浪涌保護器選擇
5.6.5接地系統(tǒng)
5.7本章練習
項目6典型光伏發(fā)電系統(tǒng)設計
6.1離網光伏發(fā)電系統(tǒng)設計
6.1.1離網光伏發(fā)電系統(tǒng)容量設計
6.1.240kW離網光伏發(fā)電系統(tǒng)設計方案
6.2分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)
6.2.1戶用9kW光伏電站設計與安裝
6.2.2廠房100kW分布式光伏電站設計
6.3大型并網光伏10MW光伏電站設計
6.3.1光伏電池陣列設計
6.3.2光伏電站設備選型
6.3.3光伏電站測量及監(jiān)控系統(tǒng)
6.3.4光伏電站經濟性分析
6.4本章練習
參考文獻