太阳能光伏发电系统设计施工与应用（第2版）

第 1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
1．1．2 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
1．2 太阳能光伏发电系统的构成、
工作原理与分类 6
1．2．1 太阳能光伏发电系统的
构成 6
1．2．2 太阳能光伏发电系统的工作
原理 8
1．2．3 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 12
1．3．2 有蓄电池的直流光伏发电
系统 12
1．3．3 交流及交、直流混合光伏发
电系统 12
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
1．4．2 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 2章 电池组件与光伏方阵 19
2．1 电池组件的基本要求与分类 19
2．1．1 电池组件的基本要求 19
2．1．2 电池组件的分类 20
2．2 晶体硅电池组件的构成与工作
原理 20
2．2．1 普通型电池组件 20
2．2．2 建材型（BIPV）电池组件 22
2．2．3 新型电池组件 25
2．3 电池组件的制造 27
2．3．1 电池组件的主要原材料及
部件 27
2．3．2 电池组件生产流程和工序 41
2．3．3 电池组件的性能参数 43
2．3．4 电池组件的技术要求和检验
测试 45
2．3．5 电池组件的选型 47
2．4 光伏方阵 48
2．4．1 光伏方阵的组成 48
2．4．2 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 52
3．1 太阳能光伏控制器 52
3．1．1 光伏控制器的分类及电路
原理 52
3．1．2 光伏控制器的主要性能
特点 62
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
3．2 太阳能光伏逆变器 70
3．2．1 逆变器的分类 71
3．2．2 逆变器的电路结构及主要
元器件 71
3．2．3 离网型逆变器的电路原理 74
3．2．4 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
3．3．2 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
3．4．2 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
4．1．2 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
4．2 其他储能电池及器件 111
4．2．1 锂离子和磷酸铁锂蓄电池 111
4．2．2 镍氢电池 115
4．2．3 超级电容器 116
4．2．4 液流电池与钠硫电池 120
4．2．5 蓄电池的选型 121
第5章 太阳能光伏发电配电、升压与
监测装置 123
5．1 直流汇流箱与直流配电柜 123
5．1．1 直流汇流箱 123
5．1．2 直流配电柜 124
5．1．3 直流汇流箱和直流配电柜的
选型 125
5．1．4 直流汇流箱的设计 126
5．2 交流汇流箱、配电柜与并网配
电箱 129
5．2．1 交流汇流箱 129
5．2．2 交流配电柜 130
5．2．3 交流配电柜的设计 131
5．2．4 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
5．3．2 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
5．4．2 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
6．1．2 方阵基础相关设计 149
6．2 光伏支架 152
6．2．1 光伏支架分类 152
6．2．2 光伏支架的选型 158
6．2．3 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
6．3．2 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
7．1．2 系统设计的步骤和内容 176
7．2 与设计相关的因素和技术条件 177
7．2．1 系统用电负载的特性 177
7．2．2 当地的太阳能辐射资源及
气象地理条件 177
7．2．3 有关太阳能辐射能量的
换算 181
7．2．4 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
7．3．2 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
7．4．2 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 192
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
8．1．2 光伏系统发电量的计算 203
8．1．3 光伏系统的组件容量超配
设计 205
8．2 并网系统的电网接入设计 208
8．2．1 并网要求及接入方式 208
8．2．2 典型接入方案 209
8．2．3 并网计量电表的接入 211
8．3 并网光伏发电系统配置设计
实例 215
8．3．1 100kW并网光伏发电系统
设计方案 215
8．3．2 大型屋顶并网光伏发电系统
设计要点 218
8．3．3 光伏发电系统设计相关
资料 220
第9章 太阳能光伏发电系统的安装
施工与检测调试 221
9．1 太阳能光伏发电系统的安装
施工 221
9．1．1 电池组件及方阵的安装
施工 222
9．1．2 光伏控制器和逆变器等电气
设备的安装 226
9．1．3 防雷与接地系统的安装
施工 227
9．1．4 蓄电池组的安装 229
9．1．5 线缆的敷设与连接 232
9．1．6 太阳能道路灯的安装施工 233
9．2 太阳能光伏发电系统的检查
测试与工程验收 236
9．2．1 光伏发电系统的检查 236
9．2．2 光伏发电系统的测试 237
9．2．3 光伏发电系统的工程验收 240
9．3 太阳能光伏发电系统的调试
运行 243
9．3．1 太阳能光伏发电系统并网
调试 243
9．3．2 并网试运行中各系统的
检查 244
9．4 太阳能光伏发电系统施工
案例 245
9．4．1 屋顶基础制作工程 245
9．4．2 支架结构制作工程 248
9．4．3 电池组件安装工程 250
9．4．4 直流侧电气工程 250
9．4．5 配电室电气工程 254
9．5 太阳能光伏发电系统的安全
施工 256
9．5．1 施工现场常见安全危害及
防护 256
9．5．2 施工现场安全作业
指导 258
第 10章 太阳能光伏发电系统的
运行维护与故障排除 260
10．1 光伏发电系统的运行维护 260
10．1．1 光伏发电系统运行维护的
基本要求 260
10．1．2 光伏发电系统的日常检查和
定期维护 261
10．1．3 电池组件及光伏方阵的检查
维护 263
10．1．4 蓄电池（组）的检查
维护 265
10．1．5 光伏控制器和逆变器的
检查维护 267
10．1．6 直流汇流箱、配电柜及输
电线路的检查维护 268
10．1．7 防雷接地系统的检查
维护 268
10．1．8 监控检测与数据通信系统的
检查 268
10．2 太阳能光伏发电系统的故障
排除 269
10．2．1 电池组件与方阵常见
故障 269
10．2．2 蓄电池常见故障及解决
方法 270
10．2．3 光伏控制器常见故障 271
10．2．4 光伏逆变器常见故障 272
10．2．5 直流汇流箱常见故障 274
10．2．6 太阳能灯具常见故障及
解决方法 274
10．2．7 太阳能用户系统（移动电源）
常见故障及解决方法 275
第 11章 太阳能光伏发电系统设计
应用实例 276
11．1 户用光伏发电系统的设计与
应用 276
11．1．1 10W家用太阳能照明
系统 276
11．1．2 100W家用太阳能光伏供电
系统 278
11．1．3 家用太阳能光伏供电系统
配置实例 280
11．1．4 家用太阳能光伏发电系统
典型配置 283
11．2 太阳能系列灯具的设计与
应用 285
11．2．1 太阳能草坪灯 286
11．2．2 太阳能庭院灯 286
11．2．3 太阳能道路灯 287
11．2．4 太阳能交通信号灯 288
11．2．5 太阳能楼宇照明系统 289
11．3 太阳能离网光伏发电系统
设计与应用 290
11．3．1 公园科普橱窗太阳能光伏
供电方案 290
11．3．2 某大厦采光廊架光伏发电
系统设计与应用 291
11．4 太阳能并网发电系统的设计与
应用 293
11．4．1 3kW和5kW家庭屋顶光伏
电站典型设计 293
11．4．2 办公区10kW太阳能并网
发电系统设计与应用 296
11．4．3 10kW农村住宅屋顶光伏电站
设计与应用 297
11．4．4 84kW光伏车棚发电系统设计
与应用 302
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 3．2MW荒山坡光伏扶贫电站
设计与应用 313
第 12章 太阳能光伏发电新技术的
应用 318
12．1 聚光光伏（CPV）发电系统的
应用 318
12．2 分布式光伏发电与微电网技术
应用 321
12．3 光伏建筑一体化发电系统的
应用 327
12．4 储能技术在并网光伏发电系统
中的应用 331
12．5 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2 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 352
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最佳
安装倾角和发电量速查表 362
参考文献 372