基本介紹
內容簡介
探討工業發展熱點問題
基礎知識套用緊密結合
寫作通俗易懂文筆流暢
飽含趣味性以及可讀性
作者簡介
作者：（美國）瑞安·梅菲爾德（Ryan Mayfield） 譯者：劉長浥 許曉艷
瑞安·梅菲爾德，現任美國可再生能源協會主席。這是一個提供商用光伏系統設計、技術支持及培訓服務的諮詢公司。他還擔任SoIarPro（太陽能發燒友）雜誌的光伏系統技術編輯，定期撰寫專題文章。
圖書目錄
作者簡介
題獻
致謝
譯者前言
前言 i
1.關於本書 i
2.本書使用的約定 i
3.可以不讀的部分 ii
4.“傻瓜”假定 ii
5.本書結構 iii
6.本書使用的圖示 iv
7.從哪裡開始 iv
第1篇 光伏系統概述 1
第1章 光伏革命 3
1.1 PV裝置的過去、現在和未來 3
1.1.1 PV的典型用途 4
1.1.2 PV的長處和短處 4
1.1.3 PV的未來展望 4
1.2 PV部件和系統 5
1.3 電氣知識ABC 5
1.4 太陽能資源初階 6
1.5 勘察PV系統現場 6
1.6 探究PV系統細節 6
1.6.1 PV組件 7
1.6.2 蓄電池 7
1.6.3 充電控制器 7
1.6.4 逆變器 7
1.6.5 連線和安全裝置 8
1.7 PV系統定容 8
1.7.1 直接聯網系統 8
1.7.2 帶蓄電池系統 8
1.7.3 導線及安全裝置 9
1.8 讓PV系統活起來 9
1.8.1 獲得許可 9
1.8.2 保證安全 9
1.8.3 組裝機械部件 10
1.8.4 加裝電氣部件 10
1.8.5 系統調試、檢測和維護 10
1.9 需要了解的法規章節 11
第2章 常用部件及系統 12
2.1 組成PV系統的部件簡介 12
2.1.1 PV組件和支架 13
2.1.2 蓄電池組 13
2.1.3 充電控制器 14
2.1.4 逆變器 14
2.1.5 負荷 15
2.1.6 負荷中心 15
2.1.7 隔離開關和過電流保護 16
2.1.8 與公用電網互連 17
2.2 區分不同類型的PV系統 18
2.2.1 直接聯網系統 18
2.2.2 帶蓄電池系統 20
2.3 針對不同情況正確配置系統 22
2.3.1 聯網用戶 22
2.3.2 離網用戶 23
第3章 電工學基礎知識 25
3.1 電流 25
3.1.1 了解安培 26
3.1.2 區分直流和交流 26
3.1.3 用表計測量電流 27
3.2 電壓：願你擁有電動力 30
3.2.1 電壓的基本概念 30
3.2.2 掌握標稱電壓和運行電壓的概念 30
3.2.3 測量電壓 31
3.3 電阻：阻礙流動 33
3.3.1 介紹歐姆 33
3.3.2 測量電阻 33
3.4 用歐姆定律把電流、電壓與電阻聯繫起來 35
3.5 注意區分功率和能量 35
3.5.1 功率與能量的區別 36
3.5.2 用功率公式把功率與電流、電壓和電阻關聯起來 36
3.5.3 計算用瓦時表示的電量 38
3.5.4 瓦時的夥伴安時 38
3.6 把電流、電壓、電阻、功率和電量合到一起 39
3.7 另一個電工概念：電路接線 40
3.7.1 串聯 40
3.7.2 並聯 41
3.7.3 串並聯 42
第4章 太陽能資源知識初階 43
4.1 太陽輻射 43
4.1.1 區分直接輻射和漫射輻射 43
4.1.2 確定太陽輻射強度：輻照度 45
4.1.3 計算太陽輻射能量：輻照值 47
4.1.4 只是一天：峰值日照小時 48
4.2 太陽路徑對地球的影響 51
4.2.1 季節影響簡述 51
4.2.2 太陽與你所在位置的關係：高度和方位 53
4.2.3 標記太陽時 54
4.2.4 太陽圖說明 55
4.2.5 打開太陽視窗 56
4.3 使PV組件方位能充分利用太陽能資源 57
4.3.1 傾斜角 57
4.3.2 確定方陣方位 59
第5章 PV系統正確選址 61
5.1 搭建現場勘察的平台 61
5.1.1 留出足夠時間 61
5.1.2 創建現場勘察的標準表格 62
5.1.3 現場勘察包 63
5.2 照下來：用數碼照片記錄整個現場勘察 64
5.3 現場勘察期間收集基本信息 65
5.3.1 現場的一般信息 65
5.3.2 結構和機械信息 66
5.3.3 電氣信息 67
5.4 用度數測量的信息 68
5.4.1 了解磁偏角 68
5.4.2 計算方陣的傾斜角和方位角 70
5.5 陰影分析工具 72
5.6 數據的解釋和綜合 74
5.6.1 分析陰影分析工具的報告 74
5.6.2 太陽能總資源因數 75
5.6.3 使用收集來的其他信息規劃設計安裝 76
第2篇 光伏系統的內部細節 79
第6章 光伏組件：從沙子到電 81
6.1 太陽能發電：一切從電池開始 81
6.1.1 太陽電池的結構和製造方法 82
6.1.2 太陽電池結構與光伏效應的關係 83
6.2 常見PV組件 84
6.2.1 結晶矽組件 84
6.2.2 薄膜組件 86
6.3 PV組件的電氣規範 87
6.3.1 電流參數 87
6.3.2 電壓參數 88
6.3.3 最大功率點 90
6.3.4 電壓溫度係數 90
6.3.5 功率公差 91
6.3.6 串聯熔斷器的額定值 91
6.4 PV組件的試驗條件 91
6.4.1 標準試驗條件 91
6.4.2 環境對標準試驗條件的影響 92
6.5 用IV曲線表示電流與電壓的關係 94
6.5.1 不同溫度下的IV曲線 95
6.5.2 不同輻照度下的IV曲線 95
第7章 蓄電池基本知識 97
7.1 蓄電池結構及運行的基本知識 98
7.1.1 構建蓄電池，從單格到蓄電池組 98
7.1.2 蓄電池充放電 99
7.2 不同類型蓄電池的比較 101
7.2.1 鉛酸蓄電池 101
7.2.2 鉛鈣蓄電池 103
7.2.3 鎳鎘蓄電池 104
7.3 蓄電池容量 104
7.3.1 容量的C速度 104
7.3.2 影響容量的因素 105
7.4 確定蓄電池技術參數 107
7.4.1 確定使用的蓄電池類型 107
7.4.2 確定蓄電池組的規格 108
第8章 讓電流和電壓處於監控下：充電控制器 112
8.1 充電控制器要點 112
8.1.1 充電控制器的分段工作原理 113
8.1.2 某些充電控制器的特殊作用 115
8.2 最大功率點跟蹤技術 116
8.2.1 MPPT充電控制器工作原理 116
8.2.2 MPPT充電控制器的優缺點 117
8.3 脈寬調製技術 118
8.3.1 PWM充電控制器工作原理 118
8.3.2 PWM充電控制器的優缺點 118
8.4 確定充電控制器技術參數 119
第9章 逆變器：從直流到交流 120
9.1 直接聯網逆變器 120
9.1.1 基本運行 121
9.1.2 標準特性 121
9.1.3 輸出功率容量 123
9.1.4 變壓器的重要性 124
9.2 帶蓄電池逆變器 125
9.2.1 與電網互動逆變器的運行 126
9.2.2 獨立逆變器的運行 127
9.2.3 所有帶蓄電池逆變器的標準特性 127
9.2.4 帶蓄電池逆變器的容量 128
9.2.5 低頻變壓器技術 128
9.3 確定逆變器參數 129
9.3.1 直接聯網逆變器 129
9.3.2 帶蓄電池逆變器 130
第10章 保證安全：連線及安全部件 132
10.1 PV系統的電路 132
10.2 導線類型 133
10.2.1 USE—2 134
10.2.2 PV連線 134
10.2.3 建築物連線 135
10.2.4 蓄電池連線 135
10.2.5 接地連線 136
10.3 導管種類 136
10.3.1 金屬導管 137
10.3.2 非金屬導管 137
10.4 隔離開關 138
10.5 過電流保護裝置 139
10.5.1 斷路器 139
10.5.2 熔斷器 140
10.6 接地故障保護 140
10.7 有關標識的基礎知識 141
第3篇 光伏系統容量設計 143
第11章 直接聯網光伏系統定容設計 145
11.1 首要問題：評估預算和方陣可用空間 145
11.2 評估場地年發電量 146
11.3 設計滿足客戶用電量需求的光伏方陣容量 147
11.3.1 確定年用電量 148
11.3.2 考慮電網期權契約 148
11.3.3 使用消費和契約期權以選擇方陣需要的容量 149
11.4 為方陣配備逆變器 149
11.5 光伏方陣和逆變器容量匹配 150
11.6 找出光伏方陣和逆變器合適的電壓與電流值 152
11.6.1 確定逆變器交流電壓 152
11.6.2 確定逆變器直流電壓視窗 153
11.6.3 計算組件最大直流電壓貢獻 153
11.6.4 計算組件的最低直流電壓貢獻 158
11.7 匯總所有因素：整合功率和電壓信息 162
11.8 最後校核：逆變器最大輸入電流 162
第12章 帶蓄電池的光伏系統定容 163
12.1 帶上負荷：分析帶蓄電池光伏系統中的負荷 164
12.1.1 評估蓄電池必須供電的負荷 164
12.1.2 計算電網停運期間互動式光伏系統需要提供的電量 166
12.1.3 確定獨立運行系統日均耗電量 166
12.2 蓄電池組定容 167
12.2.1 逆變器效率 168
12.2.2 自維持天數 168
12.2.3 蓄電池運行溫度 169
12.2.4 放電深度 169
12.2.5 標稱電壓 170
12.2.6 求出需要的蓄電池組容量 170
12.2.7 連線蓄電池組 171
12.3 光伏方陣定容 172
12.3.1 互動式光伏系統方陣定容 173
12.3.2 獨立光伏系統方陣定容 173
12.4 充電控制器定容 175
12.4.1 電壓參數 175
12.4.2 功率或電流參數 176
12.4.3 進行下一步之前的校核：比較方陣容量和逆變器容量 177
12.5 逆變器定容 178
12.5.1 觀察輸出電壓 178
12.5.2 計算輸送功率 179
12.5.3 持續充電 179
12.5.4 考慮負荷衝擊額定值 179
12.5.5 評估逆變器和光伏方陣功率輸出 180
12.6 包含發電機 180
12.6.1 發電機特性 181
12.6.2 發電機定容 181
第13章 導線、導管和安全裝置定容 183
13.1 導線定容初階 183
13.1.1 確定光伏電路最大電流和持續電流 184
13.1.2 計算非光伏電路的最大電流 185
13.1.3 用現有表格考慮使用情況 185
13.1.4 綜合所有信息確定導線尺寸 188
13.1.5 導線定容後計算電壓降 190
13.2 導管定容 194
13.3 過電流保護設備和隔離開關定容 194
13.3.1 基礎知識 195
13.3.2 在光伏電路中放置保護裝置 195
13.3.3 保護逆變器電路 196
第4篇 安裝光伏系統 197
第14章 獲得安裝許可的過程 199
14.1 安裝PV系統前獲得許可 199
14.1.1 開始：準備適用的許可證和合格證 200
14.1.2 家庭養殖：居民用系統申請 201
14.1.3 大生意：商用系統申請 204
14.2 不僅僅是漂亮圖片：繪製一套圖紙 205
14.2.1 清楚標出部件 206
14.2.2 畫出設備位置 206
14.2.3 顯示導線尺寸計算 206
14.2.4 做工作記錄 207
第15章 在PV系統工作時保證安全 208
15.1 施工現場一般安全問題 208
15.1.1 確認工作現場的障礙並立即穿戴好防護裝備 209
15.1.2 單獨或與他人共同作業的安全問題 209
15.1.3 工具安全提示 210
15.1.4 限制處於極端條件的情況 210
15.1.5 現場要備有急救箱 211
15.2 爬梯安全問題 211
15.2.1 選擇爬梯 211
15.2.2 正確安放爬梯 212
15.3 屋頂作業的安全問題 214
15.3.1 做好跌落防護措施 214
15.3.2 工具存放 215
15.3.3 保持步行通道安全 215
15.4 檢查電氣安全 216
15.4.1 時刻注意一般性電擊危險 216
15.4.2 電路作業 217
15.4.3 蓄電池安全 220
第16章 組裝機械部件 222
16.1 PV方陣安裝方法 222
16.1.1 屋頂安裝 223
16.1.2 地面安裝 227
16.1.3 桿頂安裝 229
16.1.4 建築一體化安裝 230
16.2 屋頂安裝方陣的荷載 231
16.2.1 遵守建築法規 232
16.2.2 考慮附加靜荷載 232
16.2.3 活動荷載 233
16.3 把方陣可靠固定在屋頂上 234
16.3.1 使用方頭螺栓固定 234
16.3.2 用防水板密封屋頂穿孔 235
16.4 地面支撐和桿頂固定 237
第17章 電氣元件組裝 239
17.1 電氣設備安裝位置 239
17.1.1 廠商對設備位置的要求 239
17.1.2 開斷裝置的位置 240
17.1.3 併線盒、接線盒和連線 241
17.2 連線作業 242
17.2.1 顏色代碼：紅、綠、白 242
17.2.2 PV組件連線排布 243
17.2.3 用導管保護連線 244
17.3 接地 244
17.3.1 設備接地 245
17.3.2 系統接地 247
17.4 與公用電網連線 249
17.4.1 確定電力部門的要求 250
17.4.2 進行負荷側或線路側連線 250
第18章 PV系統的調試、檢查和維護 254
18.1 建立清單並檢查兩次：做好調試準備 254
18.1.1 檢查機械元件 255
18.1.2 檢查電氣元件 255
18.2 啟動：調試過程 259
18.2.1 安全第一 259
18.2.2 帶好需要的工具 259
18.2.3 調試不同類型的系統 260
18.2.4 確認系統功能正常 263
18.3 了解被檢查的問題 265
18.3.1 沒有以“整潔、工藝考究的方式”安裝 265
18.3.2 忘記了美觀要求 266
18.3.3 方陣導線排布不佳 266
18.3.4 忘記給系統加標識 266
18.4 系統維護 268
18.4.1 機械維護 269
18.4.2 電氣維護 269
18.4.3 高水平維護：照看蓄電池組 270
第5篇 十誡 273
第19章 避免常見違規錯誤十誡 275
19.1 保證適當的作業間隙 275
19.2 提供正確的結構支撐 276
19.3 用防水板防止建築物進水 276
19.4 保證所有導線適用於工作環境 277
19.5 排布組件導線 277
19.6 選擇正確的導管 277
19.7 確定隔離開關位置 278
19.8 設備接地 278
19.9 系統接地 278
19.10 恰當標識系統 279
第20章 使客戶發電量最大化十誡 280
20.1 選擇正確場地 280
20.2 讓方陣朝向正確 280
20.3 恰當配置方陣 281
20.4 在電網電壓限值內運行 281
20.5 選擇正確的逆變器 282
20.6 正確選擇導線尺寸 282
20.7 保持部件涼爽 282
20.8 建議客戶監視系統 283
20.9 定期清洗方陣 283
20.10 方陣年檢 283
