大规模太阳能系统设计：太阳能光伏并网发电工程技术指南 [Large-Scale Solar Power System Design an Engineering Guide for Grid-Connected Solar Power Generation] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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格沃钦（Peter Gevorkian） 著

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• 太阳能
• 光伏发电
• 并网发电
• 系统设计
• 工程技术
• 可再生能源
• 新能源
• 电力工程
• 太阳能光伏
• 发电工程

出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560345055

版次：1

商品编码：11492075

包装：平装

外文名称：Large-Scale Solar Power System Design an Engineering Guide for Grid-Connected Solar Power Generation

开本：16开

出版时间：2

内容简介

　　This GreenSource book provides comprehensive engineering design and construction guidelines for large-scale solar power system projects. Proven design methodologies and detailed installation .diagrams are included in this practical resource.Large-Scale Solar Power System. Design offers.complete.coverage of solar power system technologies and components, planning, cost estimates, financing, project management, safety, and testing. This authoritative guide fully addresses the complextechnical and management issues associated with large-scale, grid,connected solar power system implementations.

目录

Foreword
Introduction
Acknowledgments
Disclaimer Note
Chapter 1 Solar Power System Technologies
Introduction I
Solar Cell Electronics
Solar Cell Technologies， Manufacturing， and Packaging
Reaching Grid Parity
Custom-Fabricated BIPV Solar Cells
Poiycrystalline Photovoltaic Solar Cells
Amorphous Photovoltaic Solar Cells
Thin-Film Cadmium Telluride Cell Technology
Gallium-Arsenide Cell Technology
Dye-Sensitized Solar Cells
Multijunction Photovoltaic Cells
Polymer Solar Cells
Comparative Analysis
Bio-Nano Generators
Concentrator Photovoltaic Systems
An Overview of Solar Power System Applications
References

Chapter 2 Solar Power System Physics and
Effects of Ambient Parameter Variation
Introduction
Physics of Solar Cells Background： Photons
Photovoltaic Module Performance Characteristics
Charge Carrier Separation
PN-Junction Solar Cell Technology
Solar Cell Equivalent Circuit
Energy Conversion Efficiency
Cell Temperature
Comparative Analysis of Solar Cell Energy Conversion Efficiencies
Atmospheric and Climate Effects on Photovoltaic Modules
Solar Radiation Measurement Devices
Solar Array Orientation
Physics of Solar Intensity
Array Azimuth Angle
Insolation
Reference

Chapter 3 Solar Photovoltaic Power System Components
Introduction
Inverters
Storage Battery Technologies
Lightning Protection
Central Monitoring and Logging System
Ground-Mount PV Module Installation and Support Structures
Roof-Mount Installations
Solar-Tracking Systems
References

Chapter 4 Photovoltaic Power System Feasibility Study
Introduction
Feasibility Study
Site Survey
Solar Power System Preliminary Design Considerations
Meteorological Data
Structural Design Considerations
Project Preliminary Cost Estimate
Energy Cost Factors
……

Chapter 5 Solar Power System Cost Analysis
Chapter 6 Solar Power System Design
Chapter 7 Large-Scale Solar Power System Construction
Chapter 8 Concentrator Photovoltaic Systems
Chapter 9 Solar Power System Project Management
Chapter 10 Smart-Grid Systems
Chapter 11 Solar Thermal Power
Chapter 12 Solar Power Rebate， Financing， and Feed-In Tariff Programs
Appendix A Unit Conversion and Design Reference Tables
Appendix B Energy Systems
Appendix C Los Angeles City Fire Department Requirement
Appendix D Photo Gallery
Appendix E State-Wide Solar Initiative Programs
Appendix F List of California Energy Commision Certified Solar Power Equipment
Index

前言/序言

大规模太阳能系统设计：太阳能光伏并网发电工程技术指南 本书深入探讨了大规模太阳能光伏并网发电系统的设计、规划与实施。旨在为工程师、项目经理、政策制定者以及相关领域的研究人员提供一套全面、实用的技术指南。本书聚焦于工程实践，从概念设计到并网运行，覆盖了项目生命周期的关键环节。 核心内容概述： 第一部分：基础理论与系统组件 太阳能资源评估与场地选择： 详细介绍地理信息系统（GIS）在太阳能资源评估中的应用。 分析不同地域的光照强度、辐射度、温度、风速等气象参数对发电效率的影响。 阐述影响太阳能电池板输出功率的关键因素，如日照角度、遮挡效应、积尘等。 指导读者如何综合考虑土地可用性、地形地貌、土壤条件、接入电网的便利性、环境敏感性以及社区接受度等因素，进行最优场地选择。 讲解用于场地评估的工具和软件，如PVGIS、Solargis等，并提供实际案例分析。 太阳能电池技术与组件选择： 深入剖析晶体硅（单晶硅、多晶硅）、薄膜太阳能电池（CdTe、CIGS、非晶硅）等主流技术的工作原理、优缺点及适用场景。 讲解太阳能组件的关键参数，如峰值功率（Pmax）、开路电压（Voc）、短路电流（Isc）、填充因子（FF）等，以及它们如何影响系统性能。 指导读者如何根据项目需求（如发电效率、成本、寿命、耐候性等）选择合适的太阳能组件，包括面板类型、功率等级、尺寸、框架设计、接线方式等。 讨论组件的性能衰减机制，如光致衰退（LID）、电势诱导衰减（PID）、热斑效应等，以及如何通过技术选择和设计来 mitigate。 介绍组件的认证标准（如IEC、UL）及其重要性。 逆变器技术与选型： 详细讲解不同类型逆变器的原理和特点：集中式逆变器、组串式逆变器、微型逆变器。 分析逆变器的关键性能指标，如转换效率、最大功率点跟踪（MPPT）效率、电网兼容性、谐波失真等。 指导读者如何根据系统规模、组件配置、运行模式（如分布式或集中式）以及电网接入要求，选择合适的逆变器。 探讨逆变器的保护功能，如过压、欠压、过流、短路、过温、孤岛效应检测等，以及其对系统安全运行的重要性。 介绍先进的逆变器功能，如低电压穿越（LVRT）、高电压穿越（HVRT）能力，以及其在维持电网稳定中的作用。 支架系统设计与安装： 介绍固定式支架、单轴跟踪支架、双轴跟踪支架等不同类型支架的结构、优缺点及适用性。 分析支架设计需要考虑的因素，包括风载、雪载、地震载荷、土壤承载能力、安装倾角和方位角优化等。 讲解支架材料的选择（如镀锌钢、铝合金）及其耐腐蚀性、强度要求。 提供支架安装布局优化建议，以最大化发电量并避免组件之间的阴影遮挡。 讨论地面式、屋顶式、水面漂浮式等不同安装场景下的支架设计考量。 储能系统集成（可选）： 简要介绍电池储能系统（BESS）在光伏并网电站中的作用，包括削峰填谷、平滑输出、提供备用电源等。 概述主流储能技术（如锂离子电池、铅酸电池、液流电池）的基本原理和特性。 讲解储能系统与光伏系统集成的基本架构和控制策略。 第二部分：系统设计与工程实施 系统设计流程与方法： 详细阐述从初步概念到详细设计的完整流程。 介绍常用的系统设计软件和工具，如PVsyst、Helioscope、Aurora Solar等，并提供操作技巧和案例分析。 讲解如何根据项目目标（如投资回报率、发电量、可靠性）进行设计方案优化。 重点讲解直流侧和交流侧的设计考量，包括电缆选型、接线方式、断路器、熔断器等。 强调设计中的冗余与备份策略，以提高系统可靠性。 电网接入与互联要求： 深入分析各国/地区电网接入的法规、标准和技术要求。 讲解并网点选择、接入容量分析、电网影响评估等关键环节。 详细介绍电能质量要求（如电压偏差、频率偏差、谐波含量）以及如何通过设计和设备选型来满足。 讨论低电压穿越（LVRT）和高电压穿越（HVRT）能力的重要性，以及逆变器和控制系统如何实现。 讲解电网保护要求，如反送电保护、过压保护、欠压保护、孤岛效应保护等，并阐述其设计实现。 分析并网协议（如Modbus、IEC 61850）及其在数据通信和控制中的应用。 电气设计与保护： 详细讲解直流侧电缆、汇流箱、直流配电柜的设计与选型。 分析直流侧的防雷、接地和过电压保护措施。 详细讲解交流侧电缆、交流配电柜、变压器（若有）的设计与选型。 阐述交流侧的过流、短路、过载保护设计。 讨论接地系统的设计原则和实施要点，包括等电位连接、保护接地、工作接地等。 讲解雷电防护系统的设计，包括避雷针、引下线、接地装置的设计与布置。 介绍电缆路由设计、线缆管理和标识系统。 结构与土建设计： 讲解风载、雪载、地震载荷等外部荷载的计算与分析。 支架基础设计（如桩基础、混凝土基础）的选型与计算。 场地布置与道路规划，考虑设备运输、维护通道和消防安全。 土方工程、排水系统设计，确保场地稳定性。 高压变电站（若有）的站区布置、基础设计和安全防护。 施工管理与质量控制： 制定详细的施工计划，包括进度安排、资源调配、关键节点控制。 现场施工安全管理，包括高处作业、用电安全、吊装作业等。 组件、支架、逆变器等主要设备的安装质量检查与验收。 电气接线、接地、保护装置的安装精度和可靠性检查。 施工过程中变更管理与记录。 第三方检测与认证。 第三部分：运行、维护与经济性分析 系统监控与性能评估： 介绍远程监控系统（SCADA）的功能和架构，包括数据采集、处理、存储和可视化。 讲解关键性能指标（KPIs）的计算与分析，如发电量、可用率、性能比（PR）、能量损失等。 故障诊断与排除技术，包括常见故障模式分析（如组件损坏、逆变器故障、线路中断）。 预测性维护策略，通过数据分析提前预警潜在故障。 运维策略与计划： 制定日常巡检、定期维护和预防性维护计划。 清洁计划，包括组件清洗频率、方法和对发电量的影响。 设备的定期检测与校准。 备件管理与库存策略。 运维团队的培训与资质要求。 经济性分析与项目融资： 详细介绍投资回收期（Payback Period）、净现值（NPV）、内部收益率（IRR）等经济性评估指标。 成本构成分析，包括初始投资成本（CAPEX）和运营维护成本（OPEX）。 发电量预测与收入估算。 不同融资模式（如股权融资、债务融资、政府补贴）的分析。 可再生能源政策、上网电价（FIT）、绿色证书等对项目经济性的影响。 安全与环保考虑： 系统运行过程中的电气安全、消防安全。 施工过程中的环境影响评估与管理。 设备报废与回收处理的环保考量。 生物多样性保护措施（针对特定场地）。 本书内容严谨，逻辑清晰，辅以丰富的图表、公式和工程实例，旨在成为从事大规模太阳能光伏并网发电工程的专业人士不可或缺的参考资料。通过对本书的学习，读者能够掌握大规模太阳能电站设计的全貌，提升项目规划、设计、实施和运维的专业能力，从而为清洁能源的发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我是一位在光伏组件制造企业工作的工程师，平时的工作主要集中在产品研发和性能优化上。然而，对于产品最终如何应用在实际的大规模系统中，我一直感到有些隔阂。这本书的出现，让我能够从更宏观的视角来理解我的产品在整个工程中的作用。书中关于光伏阵列的优化设计，让我深刻理解了不同尺寸、功率和特性的组件如何组合才能实现最佳的发电效果。例如，它详细介绍了如何通过调整串并联的比例来适应不同电压等级的逆变器，以及如何考虑组件温度系数对发电量的影响，从而选择最适合特定气候条件的组件。在系统设计方面，书中对逆变器、变压器、电缆等关键设备的选型原则和技术要求进行了详尽的分析，这让我能够更好地理解我的产品与其他设备之间的配合关系，并为客户提供更专业的选型建议。让我惊喜的是，书中还涉及到了系统性能预测和故障诊断方面的内容，这让我能够更好地从用户的角度去思考产品的可靠性和稳定性。这本书为我打开了一个新的视野，让我能够更全面地理解太阳能光伏产业链。

评分☆☆☆☆☆

我曾参与过几个中小型光伏项目的建设，但当面临一项旨在为整个社区提供能源的大型并网光伏项目时，我感到知识储备上的不足。这本书的到来，恰好解决了我的燃眉之急。它提供了一个完整的框架，涵盖了从项目规划到并网发电的全过程。我特别受益于书中关于系统规模和容量计算的部分。它不仅仅是简单的公式套用，而是深入分析了影响系统容量的各种因素，如当地的太阳辐射强度、气象条件、设备效率衰减率以及电网的接纳能力等，并提供了一套系统性的方法来估算最优的系统规模。在设备选型方面，书中对逆变器的类型、容量、效率和可靠性进行了详细的比较分析，并提供了不同类型逆变器在实际应用中的优劣势。同样，对于变压器、电缆、汇流箱等关键设备的选型，书中也给出了明确的指导原则，并且强调了这些设备在整个系统中的协同作用。让我印象深刻的是，书中对于电网接入设计的部分，详细介绍了不同类型的并网方式（如集中式、分布式），以及在并网过程中需要遵循的各项技术标准和规范。这对于确保项目能够顺利通过电网公司的审查并成功接入电网至关重要。这本书的实用性和全面性，为我应对大型光伏项目的挑战提供了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年从事电力工程设计的研究人员，我一直关注着可再生能源技术的发展。这本书在我的案头，成为了一本常备的参考书。它以一种极其严谨和专业的视角，深入剖析了大规模太阳能光伏并网发电工程的核心技术和关键环节。我尤其赞赏书中对系统可靠性和安全性的重视。它详细介绍了如何进行系统的风险评估，如何通过冗余设计和故障隔离来提高系统的容错能力，以及如何制定有效的应急预案。在电气设计方面，书中对不同电压等级的配电系统设计、短路电流计算、继电保护配置等进行了详细的阐述，这些都是保证系统安全稳定运行的关键。让我感到欣慰的是，书中还涉及到了光伏电站的长期运行和维护方面的考量，例如如何进行定期的设备检查和性能评估，如何有效地处理系统故障，以及如何根据运行数据优化系统的运行策略。这些内容对于确保光伏电站的经济效益最大化和延长其使用寿命具有重要的意义。这本书的深度和广度，对于任何希望在太阳能光伏工程领域进行深入研究或实际操作的人员来说，都将是一笔宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在能源咨询公司工作的分析师，主要负责评估各类可再生能源项目的可行性。在过去几年中，我接触了大量关于太阳能光伏的项目报告和技术资料，但大多数都停留在概念层面，缺乏对实际工程细节的深入探讨。这本书的出现，则填补了这一空白。它从工程技术的角度，系统性地解析了大规模太阳能光伏并网发电工程的每一个关键环节。我尤其欣赏书中对系统设计中各种技术挑战的细致分析，比如如何通过精密的仿真软件对不同设计方案进行比对，以确定最优的组件布局和倾角；如何根据当地的土壤条件和气候特点，设计出适应性强的基础支撑结构；以及如何在电网接入设计中，充分考虑电能质量、谐波抑制和电网稳定性等关键因素。书中还提供了关于项目成本估算和经济效益分析的实用方法，这对于我进行项目财务评估具有极大的帮助。让我感到惊喜的是，书中还涉及到了项目管理和施工过程中的一些常见问题，例如质量控制、安全管理以及进度保障等，这些内容虽然不是核心技术，但对于项目的最终成功却至关重要。这本书的严谨性和实用性，让我在为客户提供咨询服务时，能够更加自信和专业，并能够提供更具深度和洞察力的建议。

评分☆☆☆☆☆

对于一名初入光伏行业的项目经理而言，这本书的价值简直是无法估量的。在我接手第一个大规模光伏电站项目时，面对海量的技术细节和复杂的工程流程，我曾感到手足无措。然而，当我翻开这本书时，一切似乎都变得清晰起来。它循序渐进地介绍了从项目立项、选址、技术方案制定，到施工管理、并网调试的各个环节。其中，关于光伏组件选择和阵列设计的章节，详细讲解了不同组件类型（如单晶硅、多晶硅、薄膜）的优劣势，以及如何在考虑土地面积、日照条件、风载荷等因素的基础上，实现最大化的发电效率。让我印象深刻的是，书中不仅提供了计算公式和图表，还分享了许多经验性的技巧，比如如何通过组件的串并联组合来优化电压和电流，如何考虑组件的温度系数对发电量的影响。在系统设计部分，书中对逆变器、变压器、开关设备等关键设备的选型原则进行了详尽的分析，并特别强调了设备的可靠性和效率的重要性，这让我能够更有针对性地与供应商沟通，并做出更明智的决策。此外，关于电网接入的部分，书中详细介绍了并网点的选择、接入方案的设计以及与电网运营商沟通协调的注意事项，这些都是我在实际工作中经常会遇到的挑战，而这本书则为我提供了切实可行的解决方案。总而言之，这本书为我打开了一扇通往大规模光伏工程领域的大门，让我能够以更自信、更专业的态度去面对未来的项目。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在电力工程领域摸爬滚打多年的项目经理，我深知细节决定成败的道理，尤其是在大规模工程项目中。这本书，正是这样一本将细节做到极致的技术指南。它不仅仅是告诉我们“是什么”，更重要的是“如何做”。我特别欣赏书中对光伏电站项目全生命周期的考量。从项目初期的可行性研究、场址选择，到详细的工程设计、设备采购、施工安装、调试并网，再到后期的运维管理，书中都给出了详尽的指导和实操建议。例如，在施工阶段，书中详细介绍了如何进行土地平整、基础施工、支架安装、组件安装、电气连接等关键环节，并强调了质量控制和安全管理的重要性。它还提供了关于施工进度的控制方法和风险应对策略。在调试并网阶段，书中详细阐述了如何进行系统测试、性能评估以及与电网公司的协调工作，确保项目能够顺利并入电网。这本书的价值在于，它将复杂的工程流程分解成一系列可执行的步骤，并为每个步骤提供了清晰的技术指引和操作规范，这对于确保项目的顺利推进和最终成功交付具有不可估量的意义。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个长期从事新能源项目咨询和投资工作的专业人士来说，一本能够提供全面、深入且具有实践指导意义的技术指南是极其宝贵的。这本书恰恰满足了我的这一需求。它并非仅仅罗列技术参数，而是将大规模太阳能光伏并网发电工程的复杂性，以一种系统化的方式呈现出来。我尤其看重书中对系统经济性分析的阐述。它不仅提供了计算发电量的模型，还结合了设备成本、运维成本、并网费用等多种因素，对项目的整体投资回报进行全面评估。这对于我判断项目的商业可行性至关重要。书中对不同组件技术（如PERC、TOPCon、HJT）的性能特点和成本效益的对比分析，也为我提供了有力的决策依据。此外，书中对电网接入的政策法规、技术要求以及与电网公司沟通协调的策略进行了详细的解读，这对于确保项目能够顺利并网并获得合理的电价支持提供了重要的信息。这本书的专业性和实用性，使我能够更有效地评估潜在的投资机会，并为客户提供更具价值的咨询服务。

评分☆☆☆☆☆

这本书，绝对是我想象中那样一本能够带来实践指导的“宝典”。我一直对太阳能发电领域充满兴趣，但真正要着手进行大规模系统的设计，却发现自己所学的知识远远不够。幸运的是，这本书就像一位经验丰富的老工程师，手把手地教你如何一步步落地。我最看重的是它对“落地”二字的强调。书中关于光伏阵列的布置，不仅仅是简单地将组件摆放好，而是深入探讨了如何通过优化间距、考虑阴影遮挡、最大化利用土地面积来提升整体发电效率。例如，它详细讲解了不同类型的阴影（如固定阴影、动态阴影）对发电量的影响，以及如何通过调整组件的朝向和倾角来最小化这些负面效应。在电气设计方面，书中对直流侧和交流侧的布线、配电系统设计、保护装置的选型都给出了清晰的指引。我特别喜欢书中关于接地系统的设计章节，它详细介绍了不同接地方式的优缺点，以及如何根据场地条件和规范要求进行安全可靠的接地设计。此外，书中对于系统性能的监测和故障诊断的部分，也为我后续的运维工作提供了重要的参考。它教我如何通过数据分析来识别潜在的问题，如何进行定期的维护保养，从而确保系统的长期稳定运行。这本书让我明白，大规模光伏工程设计远不止于理论，更在于对细节的把握和对工程实际的深刻理解。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我在工程实践中受益匪浅的著作。作为一名资深的太阳能工程师，我一直在寻找能够真正触及大规模并网光伏系统设计核心的实操性指南，而这本书无疑满足了我的期望。从项目初期可行性分析的细致考量，到光伏阵列布局的优化策略，再到逆变器选型和接入系统设计的严谨性，书中都进行了深入浅出的阐述。特别令我印象深刻的是，作者并没有停留在理论层面，而是结合了大量的工程案例和实际遇到的挑战，例如如何应对复杂地形的遮挡效应、如何进行高效的电缆路由规划以降低损耗，以及在不同气候条件下如何进行设备选型以确保系统的长期稳定运行。书中对电网接入的考量也相当周全，详细介绍了不同国家和地区的并网标准、技术要求以及相关的安全规范，这对于我跨国项目的设计工作具有极高的参考价值。此外，书中关于系统性能预测和评估的方法论，也为我在项目投运后的运维管理提供了科学的依据，能够更准确地预判系统的发电量，并及时发现和解决潜在问题。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，能够指导我们在复杂工程项目中少走弯路，高效地完成任务。它所提供的知识体系非常完整，覆盖了从前端设计到后端接入的整个流程，对于任何希望在大型光伏工程领域深耕的工程师来说，都将是一笔宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到这本书时，我并没有期望它能有多么“革命性”的突破，毕竟太阳能光伏技术已经发展多年。然而，这本书所展现出的深度和广度，还是让我感到惊喜。它不仅仅是简单地堆砌技术术语，而是真正从工程实践的角度，剖析了大规模光伏系统设计中的每一个细节。我尤其喜欢书中关于场地评估和地形分析的部分。它详细讲解了如何通过实地勘测和数据分析，评估土地的承载能力、地质条件、水文状况等，以及如何根据地形特点进行最优的阵列布局和道路规划。在电气设计方面，书中对直流汇集系统的设计、交流升压系统的配置、以及电网接口的匹配都进行了深入的探讨。我曾遇到过因为直流汇集系统设计不当而导致功率损耗过大的问题，而这本书提供了避免此类问题的有效方法。此外，书中还对光伏系统中的接地和防雷设计进行了详细的说明，这对于确保设备和人员的安全至关重要。总而言之，这本书提供了一个完整的技术路线图，让我在面对复杂的工程项目时，能够有条不紊地推进。