太阳能光伏发电系统设计及安装PDF电子书下载

第1篇 光伏系统概述 1

第1章光伏革命 3

1.1 PV装置的过去、现在和未来 3

1.1.1 PV的典型用途 4

1.1.2 PV的长处和短处 4

1.1.3 PV的未来展望 4

1.2 PV部件和系统 5

1.3电气知识ABC 5

1.4太阳能资源初阶 6

1.5勘察PV系统现场 6

1.6探究PV系统细节 6

1.6.1 PV组件 7

1.6.2蓄电池 7

1.6.3充电控制器 7

1.6.4逆变器 7

1.6.5连线和安全装置 8

1.7 PV系统定容 8

1.7.1直接联网系统 8

1.7.2带蓄电池系统 8

1.7.3导线及安全装置 9

1.8让PV系统活起来 9

1.8.1获得许可 9

1.8.2保证安全 9

1.8.3组装机械部件 10

1.8.4加装电气部件 10

1.8.5系统调试、检测和维护 10

1.9需要了解的法规章节 11

第2章 常用部件及系统 12

2.1组成PV系统的部件简介 12

2.1.1 PV组件和支架 13

2.1.2蓄电池组 13

2.1.3充电控制器 14

2.1.4逆变器 14

2.1.5负荷 15

2.1.6负荷中心 15

2.1.7 隔离开关和过电流保护 16

2.1.8与公用电网互连 17

2.2区分不同类型的PV系统 18

2.2.1直接联网系统 18

2.2.2带蓄电池系统 20

2.3针对不同情况正确配置系统 22

2.3.1联网用户 22

2.3.2离网用户 23

第3章电工学基础知 25

3.1电流 25

3.1.1了解安培 26

3.1.2区分直流和交流 26

3.1.3用表计测量电流 27

3.2电压：愿你拥有电动力 30

3.2.1电压的基本概念 30

3.2.2掌握标称电压和运行电压的概念 30

3.2.3 量电压 31

3.3电阻：阻碍流动 33

3.3.1介绍欧姆 33

3.3.2测量电阻 33

3.4用欧姆定律把电流、电压与电阻联系起来 35

3.5注意区分功率和能量 35

3.5.1功率与能量的区别 36

3.5.2用功率公式把功率与电流、电压和电阻关联起来 36

3.5.3计算用瓦时表示的电量 38

3.5.4瓦时的伙伴安时 38

3.6把电流、电压、电阻、功率和电量合到一起 39

3.7另一个电工概念：电路接线 40

3.7.1串联 40

3.7.2并联 41

3.7.3串并联 42

第4章 太阳能资源知识初阶 43

4.1太阳辐射 43

4.1.1区分直接辐射和漫射辐射 43

4.1 2确定太阳辐射强度： 辐照度 45

4.1.3计算太阳辐射能量： 辐照值 47

4.1.4只是一天：峰值日照小时 48

4.2太阳路径对地球的影响 51

4.2.1季节影响简述 51

4.2.2太阳与你所在位置的关系： 高度和方位 53

4.2.3标记太阳时 54

4.2.4太阳图说明 55

4.2.5打开太阳窗口 56

4.3使PV组件方位能充分利用太阳能资源 57

4.3.1倾斜角 57

4.3.2确定方阵方位 59

第5章PV系统正确选址 61

5.1搭建现场勘察的平台 61

5.1.1留出足够时间 61

5.1.2创建现场勘察的标准表格 62

5.1.3现场勘察包 63

5.2照下来：用数码照片记录整个现场勘察 64

5.3现场勘察期间收集基本信息 65

5.3.1现场的一般信息 65

5.3.2结构和机械信息 66

5.3.3电气信息 67

5.4用度数测量的信息 68

5.4.1了解磁偏角 68

5.4.2计算方阵的倾斜角和方位角 70

5.5阴影分析工具 72

5.6数据的解释和综合 74

5.6.1分析阴影分析工具的报告 74

5.6.2太阳能总资源因数 75

5.6.3使用收集来的其他信息规划设计安装 76

第2篇 光伏系统的内部细节 79

第6章 光伏组件：从沙子到电 81

6.1太阳能发电：一切从电池开始 81

6.1.1太阳电池的结构和制造方法 82

6.1.2太阳电池结构与光伏效应的关系 83

6.2常见PV组件 84

6.2.1结晶硅组件 84

6.2.2薄膜组件 86

6.3 PV组件的电气规范 87

6.3.1电流参数 87

6.3.2电压参数 88

6.3.3最大功率点 90

6.3.4电压温度系数 90

6.3.5功率公差 91

6.3.6串联熔断器的额定值 91

6.4 PV组件的试验条件 91

6.4.1标准试验条件 91

6.4.2环境对标准试验条件的影响 92

6.5用IV曲线表示电流与电压的关系 94

6.5.1不同温度下的IV曲线 95

6.5.2不同辐照度下的IV曲线 95

第7章蓄电池基本知 97

7.1蓄电池结构及运行的基本知识 98

7.1.1构建蓄电池，从单格到蓄电池组 98

7.1.2蓄电池充放电 99

7.2不同类型蓄电池的比较 101

7.2.1铅酸蓄电池 101

7.2.2铅钙蓄电池 103

7.2.3镍镉蓄电池 104

7.3蓄电池容量 104

7.3.1容量的C速度 104

7.3.2影响容量的因素 105

7.4确定蓄电池技术参数 107

7.4.1确定使用的蓄电池类型 107

7.4.2确定蓄电池组的规格 108

第8章 让电流和电压处于监控下： 充电控制器 112

8.1充电控制器要点 112

8.1.1充电控制器的分段工作原理 113

8.1.2某些充电控制器的特殊作用 115

8.2最大功率点跟踪技术 116

8.2.1 MPPT充电控制器工作原理 116

8.2.2 MPPT充电控制器的优缺点 117

8.3脉宽调制技术 118

8.3.1 PWM充电控制器工作原理 118

8.3.2 PWM充电控制器的优缺点 118

8.4确定充电控制器技术参数 119

第9章逆变器：从直流到交流 120

9.1直接联网逆变器 120

9.1.1基本运行 121

9.1.2标准特性 121

9.1.3输出功率容量 123

9.1.4变压器的重要性 124

9.2带蓄电池逆变器 125

9.2.1与电网交互逆变器的运行 126

9.2.2独立逆变器的运行 127

9.2.3所有带蓄电池逆变器的标准特性 127

9.2.4带蓄电池逆变器的容量 128

9.2.5低频变压器技术 128

9.3确定逆变器参数 129

9.3.1直接联网逆变器 129

9.3.2带蓄电池逆变器 130

第10章 保证安全：连线及安全部件 132

10.1 PV系统的电路 132

10.2导线类型 133

10.2.1 USE-2 134

10.2.2 PV连线 134

10.2.3建筑物连线 135

10.2.4蓄电池连线 135

10.2.5接地连线 136

10.3导管种类 136

10.3.1金属导管 137

10.3.2非金属导管 137

10.4隔离开关 138

10.5过电流保护装置 139

10.5.1断路器 139

10.5.2熔断器 140

10.6接地故障保护 140

10.7有关标识的基础知识 141

第3篇 光伏系统容量设计 143

第11章直接联网光伏系统定容设计 145

11.1首要问题：评估预算和方阵可用空间 145

11.2评估场地年发电量 146

11.3设计满足客户用电量需求的光伏方阵容量 147

11.3.1确定年用电量 148

11.3.2考虑电网期权合同 148

11.3.3使用消费和合约期权以选择方阵需要的容量 149

11.4为方阵配备逆变器 149

11.5光伏方阵和逆变器容量匹配 150

11.6找出光伏方阵和逆变器合适的电压与电流值 152

11.6.1确定逆变器交流电压 152

11.6.2确定逆变器直流电压窗口 153

11.6.3计算组件最大直流电压贡献 153

11.6.4计算组件的最低直流电压贡献 158

11.7汇总所有因素：整合功率和电压信息 162

11.8最后校核：逆变器最大输入电流 162

第12章 带蓄电池的光伏系统定容 163

12.1带上负荷：分析带蓄电池光伏系统中的负荷 164

12.1.1评估蓄电池必须供电的负荷 164

12.1.2计算电网停运期间交互式光伏系统需要提供的电量 166

12.1.3确定独立运行系统日均耗电量 166

12.2蓄电池组定容 167

12.2.1逆变器效率 168

12.2.2自维持天数 168

12.2.3蓄电池运行温度 169

12.2.4放电深度 169

12.2.5标称电压 170

12.2.6求出需要的蓄电池组容量 170

12.2.7连接蓄电池组 171

12.3光伏方阵定容 172

12.3.1交互式光伏系统方阵定容 173

12.3.2独立光伏系统方阵定容 173

12.4充电控制器定容 175

12.4.1电压参数 175

12.4.2功率或电流参数 176

12.4.3进行下一步之前的校核：比较方阵容量和逆变器容量 177

12.5逆变器定容 178

12.5.1观察输出电压 178

12.5.2计算输送功率 179

12.5.3持续充电 179

12.5.4考虑负荷冲击额定值 179

12.5.5评估逆变器和光伏方阵功率输出 180

12.6包含发电机 180

12.6.1发电机特性 181

12.6.2发电机定容 181

第13章 导线、导管和安全装置定容 183

13.1导线定容初阶 183

13.1.1确定光伏电路最大电流和持续电流 184

13.1.2计算非光伏电路的最大电流 185

13.1.3用现有表格考虑使用情况 185

13.1.4综合所有信息确定导线尺寸 188

13.1.5导线定容后计算电压降 190

13.2导管定容 194

13.3过电流保护设备和隔离开关定容 194

13.3.1基础知识 195

13.3.2在光伏电路中放置保护装置 195

13.3.3保护逆变器电路 196

第4篇 安装光伏系统 197

第14章 获得安装许可的过程 199

14.1安装PV系统前获得许可 199

14.1.1开始：准备适用的许可证和合格证 200

14.1.2家庭养殖：居民用系统申请 201

14.1.3大生意：商用系统申请 204

14.2不仅仅是漂亮图片：绘制一套图纸 205

14.2.1清楚标出部件 206

14.2.2画出设备位置 206

14.2.3显示导线尺寸计算 206

14.2.4做工作记录 207

第15章在PV系统工作时保证安全 208

15.1施工现场一般安全问题 208

15.1.1确认工作现场的障碍并立即穿戴好防护装备 209

15.1.2单独或与他人共同作业的安全问题 209

15.1.3工具安全提示 210

15.1.4限制处于极端条件的情况 210

15.1.5现场要备有急救箱 211

15.2爬梯安全问题 211

15.2.1选择爬梯 211

15.2.2正确安放爬梯 212

15.3屋顶作业的安全问题 214

15.3.1做好跌落防护措施 214

15.3.2工具存放 215

15.3.3保持步行通道安全 215

15.4检查电气安全 216

15.4.1时刻注意一般性电击危险 216

15.4.2电路作业 217

15.4.3蓄电池安全 220

第16章 组装机械部件 222

16.1 PV方阵安装方法 222

16.1.1屋顶安装 223

16.1.2地面安装 227

16.1.3杆顶安装 229

16.1.4建筑一体化安装 230

16.2屋顶安装方阵的荷载 231

16.2.1遵守建筑法规 232

16.2.2考虑附加静荷载 232

16.2.3活动荷载 233

16.3把方阵可靠固定在屋顶上 234

16.3.1使用方头螺检固定 234

16.3.2用防水板密封屋顶穿孔 235

16.4地面支撑和杆顶固定 237

第17章电气元件组装 239

17.1电气设备安装位置 239

17.1.1厂商对设备位置的要求 239

17.1.2开断装置的位置 240

17.1.3并线盒、接线盒和连线 241

17.2连线作业 242

17.2.1颜色代码：红、绿、白 242

17.2.2 PV组件连线排布 243

17.2.3用导管保护连线 244

17.3接地 244

17.3.1设备接地 245

17.3.2系统接地 247

17.4与公用电网连接 249

17.4.1确定电力部门的要求 250

17.4.2进行负荷侧或线路侧连接 250

第18章PV系统的调试、检查和维护 254

18.1建立清单并检查两次：做好调试准备 254

18.1.1检查机械元件 255

18.1.2.检查电气元件 255

18.2启动：调试过程 259

18.2.1安全第一 259

18.2.2带好需要的工具 259

18.2.3调试不同类型的系统 260

18.2.4确认系统功能正常 263

18.3了解被检查的问题 265

18.3.1没有以“整洁、工艺考究的方式”安装 265

18.3.2忘记了美观要求 266

18.3.3方阵导线排布不佳 266

18.3.4忘记给系统加标识 266

18.4系统维护 268

18.4.1机械维护 269

18.4.2电气维护 269

18.4.3高水平维护：照看蓄电池组 270

第5篇 十诫 273

第19章避免常见违规错误十诫 275

19.1保证适当的作业间隙 275

19.2提供正确的结构支撑 276

19.3用防水板防止建筑物进水 276

19.4保证所有导线适用于工作环境 277

19.5排布组件导线 277

19.6选择正确的导管 277

19.7确定隔离开关位置 278

19.8设备接地 278

19.9系统接地 278

19.10恰当标识系统 279

第20章 使客户发电量最大化十诫 280

20.1选择正确场地 280

20.2让方阵朝向正确 280

20.3恰当配置方阵 281

20.4在电网电压限值内运行 281

20.5选择正确的逆变器 282

20.6正确选择导线尺寸 282

20.7保持部件凉爽 282

20.8建议客户监视系统 283

20.9定期清洗方阵 283

20.10方阵年检 283