太陽能光伏發(fā)電工程實用技術(shù)

前言

　　能源是人類生存和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)?！　?0世紀(jì)70年代以來，鑒于常規(guī)能源供給的有限性和環(huán)保壓力的增加，世界上許多國家掀起了開發(fā)利用太陽能和可再生能源的熱潮。90年代以來聯(lián)合國召開了一系列高峰會議.討論和制定世界太陽能戰(zhàn)略規(guī)劃，推動全球太陽能和可再生能源的開發(fā)利用。開發(fā)利用太陽能和可再生能源成為國際社會的一大主題和共同行動，成為各國制訂可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容?！　”緯攸c(diǎn)介紹了太陽能光伏發(fā)電工程實用技術(shù)的基本原理、基礎(chǔ)知識和基本技能，以通俗易懂的文字介紹了太陽能光伏發(fā)電設(shè)備和建設(shè)地點(diǎn)的資源環(huán)境條件選擇，安裝、運(yùn)行、管理和維護(hù)的知識與技術(shù)，并對管理和技能方面做了詳細(xì)的介紹。通過本書的學(xué)習(xí)和實際操作中技能的培訓(xùn)，使從事太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的相關(guān)人員具備實際工作的專業(yè)基礎(chǔ)知識、專業(yè)基本技能和管理維護(hù)的能力，得到不同程度的收獲和提高?！　”緯勺鳛樘柲芄夥l(fā)電工程技術(shù)人員和太陽能光伏電站管理人員培訓(xùn)用書，也可供科技管理和工程技術(shù)人員及高等院校相關(guān)專業(yè)的師生和用戶參考?！　”緯羌w智慧和長期從事太陽能光伏發(fā)電行業(yè)的結(jié)晶，凝聚著編寫者從事光伏電池研究、光伏技術(shù)應(yīng)用、光伏電站建設(shè)與管理的經(jīng)驗。在本書編寫過程中，得到了部分省市農(nóng)村能源機(jī)構(gòu)的支持，參考和引用了部分太陽能利用技術(shù)的科技著作和工程案例，在此，謹(jǐn)向這些作者和單位表示衷心感謝。　　本書在廣泛征求相關(guān)專家、基層太陽能利用技術(shù)工作者意見的基礎(chǔ)上t經(jīng)過了多次修訂后定稿。本書的編寫，雖然注意吸收了新的科研成果和作者多年在太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的研究成果和工作經(jīng)驗，但由于知識水平所限，書中不當(dāng)之處在所難免，敬請各位讀者提出寶貴意見和建議。

內(nèi)容概要

本書介紹了太陽能光伏發(fā)電工程實用技術(shù)的基本原理、基本知識和技能，發(fā)電設(shè)備和建設(shè)地點(diǎn)的資源環(huán)境條件選擇，安裝、運(yùn)行、管理和維護(hù)的知識與技術(shù)，具有較強(qiáng)的技術(shù)性和參考價值。     本書可作為太陽能光伏發(fā)電工程技術(shù)人員和電站機(jī)手培訓(xùn)用書，也可供科研人員及高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

書籍目錄

第一章　太陽輻射基礎(chǔ)知識 　第一節(jié)　太陽與地球 　　一、地球與太陽的運(yùn)動規(guī)律 　　二、太陽角的計算 　　三、太陽常數(shù) 　第二節(jié)　太陽及太陽輻射能 　　一、太陽 　　二、太陽能資源的特點(diǎn) 　　三、太陽輻射能 　　四、太陽輻射光譜 　　五、到達(dá)地球表面上的太陽輻射能 　　六、我國的太陽能資源 　第三節(jié)　太陽輻射測量儀器簡介 　　一、太陽輻射測量儀器的分類 　　二、幾種常用的太陽輻射儀 　　三、使用方法和注意事項 第二章　太陽電池基礎(chǔ)知識 　第一節(jié)　太陽電池基本原理 　　一、半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 　　二、p-n結(jié)知識 　　三、光伏效應(yīng) 　　四、太陽電池的結(jié)構(gòu)和性能 　第二節(jié)　晶體硅太陽電池 　　一、單晶硅太陽電池 　　二、新型高效單晶硅太陽電池 　　三、多晶硅太陽電池 　　四、非晶硅太陽電池 　第三節(jié)　其他太陽電池 　　一、化合物薄膜太陽電池 　　二、砷化鎵太陽電池 　　三、聚光太陽電池 　　四、光電化學(xué)太陽電池 　第四節(jié)　太陽電池組件 　　一、晶體硅太陽電池組件 　　二、非晶硅太陽電池組件 　第五節(jié)　太陽電池方陣 　　一、太陽電池組件的串/并聯(lián) 　　二、太陽電池方陣 第三章　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)工作原理、運(yùn)行方式及組成 　第一節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理 　第二節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行方式 　第三節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成 　　一、離網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成 　　二、并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成 　　三、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn) 第四章　蓄電池 　第一節(jié)　鉛酸蓄電池概述 　　一、蓄電池簡介 　　二、鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)和工作原理 　　三、鉛酸蓄電池的分類和命名 　第二節(jié)　閥控式密封鉛酸蓄電池 　　一、閥控式密封鉛酸蓄電池（VRLA）電池的分類 　　二、電池密封原理 　　三、閥控式鉛酸蓄電池目前存在的問題 　　四、VRLA電池在太陽能領(lǐng)域的使用特點(diǎn) 　第三節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)用蓄電池的選型 　　一、太陽能光伏發(fā)電用蓄電池的主要技術(shù)要求 　　二、不同儲能蓄電池在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用和比較 　　三、蓄電池類型的選擇 　第四節(jié)　蓄電池的使用和維護(hù) 　　一、蓄電池的壽命 　　二、蓄電池使用和維護(hù) 　　三、VRLA電池的使用和維護(hù) 　　四、蓄電池的保養(yǎng) 　　五、蓄電池使用維護(hù)中應(yīng)注意的問題 第五章　控制器 　第一節(jié)　控制器的工作原理 　　一、蓄電池充電控制基本原理 　　二、蓄電池放電保護(hù)基本原理 　第二節(jié)　控制器的分類 　第三節(jié)　控制器的選擇、安裝、使用和維護(hù) 第六章　逆變器 　第一節(jié)　逆變器概述 　第二節(jié)　逆變器類型 　第三節(jié)　逆變器的選型、安裝、使用和維護(hù) 　　一、逆變器主要技術(shù)性能 　　二、逆變器的選型 　　三、逆變器的安裝、使用和維護(hù) 第七章　交流配電系統(tǒng)、備用電源及防雷與接地 　第一節(jié)　交流配電系統(tǒng) 　　一、低壓交流配電系統(tǒng) 　　二、低壓交流配電柜和電表箱 　　三、低壓配電線路 　第二節(jié)　柴油發(fā)電機(jī)組 　　一、柴油發(fā)電機(jī)組的作用 　　二、柴油發(fā)電機(jī)組安裝 　　三、柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行及維護(hù) 　第三節(jié)　防雷與接地 　　一、防雷和防雷設(shè)備 　　二、接地裝置 第八章　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計 　第一節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)載要求 　　一、太陽能光伏系統(tǒng)的負(fù)載要求 　　二、負(fù)載的特性 　第二節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量設(shè)計 　　一、最佳太陽輻射的獲得 　　二、設(shè)計步驟 　　三、負(fù)載用電量測算 　　四、蓄電池容量的確定 　　五、太陽電池方陣功率的確定 　　六、逆變器確定 　　七、控制器確定 　　八、電纜選取 　　九、后備柴油發(fā)電機(jī)選擇 　　十、設(shè)計實例 　　十一、太陽電池方陣前后間距的計算 　第三節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)備配置和選型 　　一、控制器 　　二、逆變器 　　三、備用電源 　　四、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 第九章　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝 　第一節(jié)　場地選擇及施工 　　一、場地選擇 　　二、場地布局 　　三、場地施工 　第二節(jié)　戶用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝調(diào)試 　　一、識讀安裝圖 　　二、戶用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝 　　三、戶用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)試 　　四、注意事項 　第三節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝方案確定 　　一、施工安裝圖的識讀 　　二、光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝方案的確定 　　三、注意事項 　第四節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝 　　一、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝 　　二、注意事項 　第五節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)試 　　一、光伏發(fā)電系統(tǒng)的啟動 　　二、光伏發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)試 　　三、注意事項 　第六節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與安全 　　一、基本要求 　　二、基本安全信息 　　三、現(xiàn)場安全須知 第十章　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)使用、維護(hù)與管理 　第一節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的使用 　第二節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的日常維護(hù) 　　一、光伏發(fā)電系統(tǒng)的常見故障 　　二、光伏發(fā)電系統(tǒng)的常見故障判斷 　　三、光伏發(fā)電系統(tǒng)的常見故障排除 　　四、光伏發(fā)電系統(tǒng)的日常維護(hù) 　　五、注意事項 　第三節(jié)　太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的管理 　　一、配置專職管理人員 　　二、建立管理制度 第十一章　風(fēng)能太陽能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng) 　第一節(jié)　風(fēng)能太陽能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)組成 　　一、風(fēng)能太陽能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng) 　　二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 　　三、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的性能 　　四、光伏發(fā)電系統(tǒng)及其組成 　第二節(jié)　風(fēng)能太陽能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計和安裝 　　一、風(fēng)能太陽能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計 　　二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)位置的選擇 　　三、光伏場地的選址 　　四、風(fēng)能太陽能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的安裝 　第三節(jié)　風(fēng)能太陽能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行 　　一、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的調(diào)試 　　二、光伏系統(tǒng)的調(diào)試 　　三、風(fēng)能太陽能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行 　第四節(jié)　風(fēng)能太陽能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng) 　　一、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的維護(hù)保養(yǎng) 　　二、光伏方陣的維護(hù) 　　三、控制逆變器維護(hù) 　　四、蓄電池的維護(hù)保養(yǎng) 　　五、常見故障及排除 第十二章　太陽能光伏發(fā)電工程案例 　第一節(jié)　云南麗江玉龍縣拉市鄉(xiāng)上南堯東村三四社光伏電站 　　一、電站選址 　　二、電站構(gòu)成及工作原理 　　三、光伏電站設(shè)計 　　四、電站管理 　第二節(jié)　云南劍川馬登鎮(zhèn)后山第八自然村戶用光伏發(fā)電系統(tǒng) 　　一、電站選址 　　二、系統(tǒng)設(shè)計 　　三、運(yùn)行管理 附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　?。?）單體硅太陽電池的工作電壓是O.5～0.6V，遠(yuǎn)不能滿足一般用電設(shè)備的電壓要求，這是由于硅材料本身性質(zhì)所決定的。單體太陽電池的面積受到硅材料尺寸的限制，輸出功率很小。目前較大的單體太陽電池尺寸為15cm×15cm，峰值功率約為3W，常見的太陽電池尺寸為直徑10cm的圓片和10 cm×lOcm正方片，峰值功率約分別為1w和1.4w。而常用電器需要6V以上工作電壓和十幾瓦以上的電功率，單體太陽電池是不能滿足的?！　∫弧⒕w硅太陽電池組件　太陽電池實際使用時要按負(fù)載要求，將若干單體電池按電性能分類進(jìn)行串并聯(lián)，經(jīng)封裝后組合成可以獨(dú)立作為電源使用的最小單元，這個獨(dú)立的最小單元稱為太陽電池組件。若干太陽電池組件串并聯(lián)構(gòu)成太陽電池方陣，以滿足各種不同的用電需求。地面應(yīng)用的太陽電池組件的技術(shù)要求如下：　?、儆幸欢ǖ臉?biāo)稱工作電壓和輸出功率}　　②工作壽命長，要求組件所使用的材料、零部件及結(jié)構(gòu)，在使用壽命上互相一致，避免因一處損壞而使整個組件失效，對晶體硅太陽電池要求有二十年以上的工作壽命；　　③有良好的電絕緣性；　?、苡凶銐虻臋C(jī)械強(qiáng)度，能經(jīng)受運(yùn)輸、安裝和使用過程中發(fā)生的振動、沖擊和其他應(yīng)力；　?、萁M合引起的效率損失??；　?、蕹杀据^低?！　∧壳皯?yīng)用最為廣泛的是晶體硅太陽電池組件，絕大部分太陽能發(fā)電系統(tǒng)都選用這類組件?！　。ㄒ唬┨栯姵亟M件的電性能　　制作太陽電池組件，要挑選電性能參數(shù)一致的單體太陽電池進(jìn)行組合和封裝，以保證太陽電池的組合損失最小。根據(jù)標(biāo)稱的工作電壓確定單片太陽電池的串聯(lián)數(shù)，如需要12V的工作電壓，通常選用3 6片太陽電池串聯(lián)。根據(jù)標(biāo)稱的輸出功率來確定太陽電池的并聯(lián)數(shù)。圖2-25給出制作太陽電池組件時連接方式?！　】紤]到盡量節(jié)約封裝材料，要盡量合理地排列太陽電池，使其總面積盡量減小。常見太陽電池組件輸出峰值功率有8W、10W、20W、36W、40W、50W、75W和160W等。若需要大功率的太陽電池發(fā)電系統(tǒng)，則需要將多個組件連接成方陣。太陽電池的單體、組件和方陣如圖2-26所示。

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