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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ABC5

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-2134

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