太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用實(shí)例

前言

太陽能作為未來的能源是一種非常理想的清潔能源，近年來由于人們對能源、環(huán)境問題的日益關(guān)注，太陽能的應(yīng)用與普及越來越受到人們的重視，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。我國的太陽能資源豐富，為太陽能的利用創(chuàng)造了有利條件。根據(jù)太陽能的特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用的需要，目前太陽能發(fā)電分為光熱發(fā)電和光伏發(fā)電。通常說的太陽能發(fā)電是指太陽能光伏發(fā)電。光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體的光生伏特效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N發(fā)電技術(shù)。我國政府一直把研究開發(fā)太陽能技術(shù)列入國家科技攻關(guān)計劃，大大推動了我國太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。進(jìn)入2l世紀(jì)，我國太陽能光伏技術(shù)在研究開發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)、市場開拓方面都獲得了長足的發(fā)展，現(xiàn)已成為高速、穩(wěn)定發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)是具有廣泛發(fā)展前景和影響力的一項高新技術(shù)，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的研發(fā)和光伏發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)，已成為發(fā)展前景十分誘人的朝陽產(chǎn)業(yè)。本書緊緊圍繞我國“十一五”節(jié)能減排工程計劃和新能源開發(fā)利用的方針和宗旨，將太陽能光伏技術(shù)的基礎(chǔ)知識、光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備、設(shè)計方法和典型應(yīng)用實(shí)例有機(jī)結(jié)合，在保證科學(xué)性的同時，盡量做到具有針對性和實(shí)用性，并注重通俗性。本書是從事太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)和應(yīng)用的工程技術(shù)人員的必備參考書，讀者可結(jié)合書中的典型應(yīng)用實(shí)例的設(shè)計思路和設(shè)計方法，靈活地將其應(yīng)用到太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)計工作中。參加本書編寫的有周志敏、紀(jì)愛華、周紀(jì)海、劉建秀、顧發(fā)娥、紀(jì)達(dá)安、劉淑芬等。在本書編寫過程中，無論從資料的收集還是技術(shù)信息的交流，都得到了國內(nèi)有關(guān)專家學(xué)者和太陽能光伏發(fā)電設(shè)備制造商的大力支持。同時，本書還參考了大量的著作和文獻(xiàn)，無法全部列出，謹(jǐn)向有關(guān)作者表示衷心的致謝。由于時間倉促，作者水平有限，難免有錯誤和不妥之處，敬請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書結(jié)合我國“十一五”節(jié)能減排工程計劃與國內(nèi)外太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，以從事太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計人員為讀者對象，系統(tǒng)、全面地講解太陽能光伏技術(shù)基礎(chǔ)知識、太陽能電池、閥控密封式鉛酸（Valve-Regulated Lead Acid Battery,VRLA）蓄電池、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)控制器、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)防雷接地設(shè)計等內(nèi)容，并介紹了國內(nèi)外太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的典型應(yīng)用實(shí)例，以供讀者在實(shí)際設(shè)計工作中參考。    本書題材新穎實(shí)用，內(nèi)容豐富，深入淺出，文字通俗，具有很高的實(shí)用價值，是從事太陽能光伏發(fā)電技術(shù)研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、應(yīng)用與維護(hù)的工程技術(shù)人員的必備讀物，也可供從事太陽能光伏發(fā)電設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用的管理人員及高等院校、職業(yè)技術(shù)學(xué)院相關(guān)專業(yè)的師生閱讀參考。

書籍目錄

　 第1章  太陽能光伏技術(shù)基礎(chǔ)知識  1.1  太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)　　1.1.1  太陽能及光伏技術(shù)　　1.1.2  太陽能光伏發(fā)電原理及優(yōu)勢  1.2  太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)　　1.2.1  太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成　　1.2.2  太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展及應(yīng)用第2章  太陽能電池  2.1  太陽能電池原理及發(fā)展　　2.1.1  太陽能電池原理　　2.1.2  晶體硅太陽能電池的發(fā)展歷程　2.2  太陽能電池的分類及組件　　2.2.1  太陽能電池的分類　　2.2.2  太陽能電池組件第3章  VRLA蓄電池  3.1  蓄電池的分類及工作原理　　3.1.1  蓄電池的分類及技術(shù)指標(biāo) 　　3.1.2  蓄電池的工作原理　　3.1.3  蓄電池的特性  3.2  VRLA蓄電池組的均勻性及一致性　　3.2.1  VRLA蓄電池組的均勻性　　3.2.2  VRLA蓄電池容量的一致性  3.3  兩類VRLA蓄電池的比較  3.4  VRLA蓄電池的充放電特性　　3.4.1  VRLA蓄電池的充電特性　　3.4.2  VRLA蓄電池的放電特性　　3.4.3  VRLA蓄電池充電器　　3.4.4  VRLA蓄電池充電控制技術(shù)　　3.4.5  VRLA蓄電池溫度補(bǔ)償技術(shù)　　3.4.6  基于UC3906的蓄電池充電器  3.5  VRLA蓄電池的使用與維護(hù)　　3.5.1  VRLA蓄電池的安裝　　3.5.2  VRLA蓄電池的正確使用 　　3.5.3  VRLA蓄電池的維護(hù)第4章  太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)控制器  4.1  控制器工作原理及功能　　4.1.1  控制器工作原理及控制策略　　4.1.2  分組控制策略　　4.1.3  光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集器  4.2  控制器結(jié)構(gòu)及功能　　4.2.1  太陽能LED路燈控制器　　4.2.2  EPDC型太陽能電源雙路輸出控制器　　4.2.3  EPRC10?ST?MT型太陽能電源控制器第5章  太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器  5.1  光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變器　　5.1.1  光伏發(fā)電系統(tǒng)對逆變器的要求　　5.1.2  逆變基本電路  5.2  逆變器控制方式　　5.2.1  PWM調(diào)制方式　　5.2.2  空間矢量PWM逆變電路　　5.2.3  電流型控制方式　　5.2.4  逆變器的消諧控制技術(shù)　　5.2.5  逆變器的功率因數(shù)校正  5.3  逆變器的并聯(lián)運(yùn)行技術(shù)　　5.3.1  逆變器的并聯(lián)運(yùn)行方法　　5.3.2  逆變器并聯(lián)系統(tǒng)中基準(zhǔn)信號同步  5.4  太陽能光伏發(fā)電逆變器設(shè)計　　5.4.1  太陽能光伏發(fā)電用逆變器　　5.4.2  小功率光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計實(shí)例第6章  太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例  6.1  光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計方案　　6.1.1  光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計原則及方法　　6.1.2  太陽能電池方陣設(shè)計　　6.1.3  蓄電池組設(shè)計　　6.1.4  太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計方法　　6.1.5  太陽能電池方陣設(shè)計中必須注意的問題　　6.1.6  控制器選擇及太陽能電池組件支架的抗風(fēng)設(shè)計　　6.1.7  并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計  6.2  太陽能路燈工程設(shè)計與安裝調(diào)試　　6.2.1  太陽能路燈設(shè)計實(shí)例　　6.2.2  LED路燈工程設(shè)計　　6.2.3  道路照明安裝工程　　6.2.4  太陽能燈具的調(diào)試  6.3  離網(wǎng)和并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例　　6.3.1  離網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例　　6.3.2  并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例  6.4  太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)典型配置方案第7章  太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)防雷接地設(shè)計  7.1  太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)防雷設(shè)計　　7.1.1  防雷設(shè)計基礎(chǔ)知識　　7.1.2  電離層與地面間的電荷平衡及尖端放電   7.2  雷擊閃電的特性　　7.2.1  雷電流的特性 　　7.2.2  雷電活動及雷擊的選擇性  7.3  雷電防護(hù)技術(shù)　　7.3.1  防雷機(jī)理　　7.3.2  現(xiàn)代防雷技術(shù)　　7.3.3  光伏系統(tǒng)的避雷技術(shù)要求　　7.3.4  太陽能光伏系統(tǒng)防雷解決方案  7.4  SPD浪涌防護(hù)器及其應(yīng)用　　7.4.1  SPD的性能特點(diǎn)　　7.4.2  SPD配置方案 　　7.4.3  建筑物入口處SPD的選擇   7.5  太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)接地與等電位連接　　7.5.1  接地網(wǎng)的建設(shè)　　7.5.2  等電位連接參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：4.并網(wǎng)發(fā)電太陽能電池方陣的設(shè)計并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池方陣設(shè)計需要考慮以下幾點(diǎn)。1）太陽能電池方陣的朝向太陽能電池方陣正向赤道是其獲得最多太陽輻射能的主要條件之一。一般情況下，太陽能電池方陣朝向正南（即太陽能電池方陣垂直面與正南的夾角為0°）。若光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池方陣處于北半球，一般應(yīng)按正南偏西設(shè)置。2）太陽能電池方陣傾角在并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能電池方陣相對于水平面的傾斜角度，一般應(yīng)該按照使太陽能  電池方陣獲得全年最多太陽輻射量為設(shè)計原則。太陽能電池組件廠商會根據(jù)不同地區(qū)的地理  位置及氣象環(huán)境，提供最佳的安裝角度。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)有著與獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)不同的特點(diǎn)，在有太陽光照射時，光伏發(fā)電  系統(tǒng)向電網(wǎng)饋電，而在陰雨天或夜晚光伏發(fā)電系統(tǒng)不能滿足負(fù)載需要時，負(fù)載轉(zhuǎn)為由電網(wǎng)供  電。這樣就不存在因傾角的選擇不當(dāng)而造成夏季發(fā)電量浪費(fèi)、冬季對負(fù)載供電不足的問題。  在并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中唯一需要關(guān)心的問題就是如何選擇最佳的傾角使太陽能電池方陣全年  的發(fā)電量最大。對于并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的任何一種形式，最佳傾角的選擇都需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行考  慮，需要考慮太陽能電池方陣安裝地點(diǎn)的限制，尤其對于光伏建筑一體化（BIPV）工程，  太陽能電池方陣傾角的選擇還要考慮建筑的美觀度，須根據(jù)實(shí)際需要對傾角進(jìn)行小范圍的調(diào)  整，而且這種調(diào)整不會導(dǎo)致太陽輻射吸收的大幅降低。對于純并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)中沒  有使用蓄電池，太陽能電池方陣產(chǎn)生的電能直接并人電網(wǎng)，系統(tǒng)直接給電網(wǎng)提供電力。系統(tǒng)  采用的并網(wǎng)逆變器是單向逆變器，因此系統(tǒng)不存在太陽能電池方陣和蓄電池容量的設(shè)計問  題。光伏發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模取決于投資大小。

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《電子工程技術(shù)叢書·太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用實(shí)例》由電子工業(yè)出版社出版。

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