《光伏發電工程技術/“十二五”江蘇省高等學校重點教材·全國高等職業教育規劃教材》是“十二五”江蘇省高等學校重點教材,由徐州工業職業技術學院、江蘇省艾德太陽能科技有限公司共同編寫。本書主要內容包括光伏發電系統的組成及案例分析,光伏發電系統的設計,光伏發電系統的安裝與施工,光伏發電系統運行、維護及故障檢修等項目。
本書可作為高等職業院校光伏發電技術及相關專業的教材,還可供從事光伏發電技術的專業人員參考使用。
前言
項目1 光伏發電系統的組成及案例分析
任務1.1 光伏發電系統的組成及分析
1.1.1 太陽能電池的工作原理
1.1.2 光伏發電系統的組成
1.1.3 光伏發電系統的分類及原理分析
任務1.2 光伏發電系統案例分析—光伏發電站
1.2.1 光伏發電站簡介
1.2.2 光伏發電站的組成及原理分析
1.2.3 光伏發電站實例
習題
項目2 光伏發電系統的設計
任務2.1 光伏發電系統的總體設計
2.1.1 光伏發電系統設計的內容
2.1.2 光伏發電系統設計的原則
2.1.3 設計考慮的相關因素
2.1.4 太陽輻射的計量及峰值日照時數
任務2.2 光伏組件的識別、檢測與選型
2.2.1 太陽能電池片的識別與檢測
2.2.2 光伏組件的識別與檢測
2.2.3 光伏組件及陣列容量的設計
2.2.4 光伏組件的選型
任務2.3 蓄電池的結構、原理分析與選型
2.3.1 鉛蓄電池的結構及原理分析
2.3.2 鉛蓄電池的充電控制
2.3.3 鉛蓄電池充放電控制電路分析
2.3.4 蓄電池容量的設計
2.3.5 蓄電池的選型
任務2.4 光伏控制器的功能、分類、原理分析與選型
2.4.1 光伏控制器的功能、分類及原理分析
2.4.2 光伏控制器的選型
任務2.5 光伏逆變器的功能、分類、原理分析與選型
2.5.1 光伏逆變器的功能、分類及原理分析
2.5.2 光伏逆變器的選型
任務2.6 防雷及光伏陣列支架的設計
2.6.1 光伏發電系統的防雷設計
2.6.2 光伏陣列支架的設計
任務2.7 光伏發電站的并網接入設計
2.7.1 設計原則
2.7.2 電站級別
2.7.3 設計方案應考慮的問題
2.7.4 分布式光伏發電系統
習題
項目3 光伏發電系統的安裝與施工
任務3.1 光伏發電系統安裝與施工的分類、主要內容與準備
3.1.1 光伏發電系統安裝與施工的分類及主要內容
3.1.2 光伏發電系統安裝與施工前的準備
任務3.2 光伏發電系統各組成部分的安裝與施工
3.2.1 光伏組件支架的安裝
3.2.2 直流匯流箱的安裝
3.2.3 光伏控制器的安裝
3.2.4 蓄電池的安裝
3.2.5 光伏逆變器的安裝
3.2.6 直流/交流配電柜的安裝
3.2.7 線纜的鋪設與連接
3.2.8 防雷與接地系統的安裝與施工
習題
項目4 光伏發電系統運行、維護及故障檢修
任務4.1 光伏發電系統的運行
4.1.1 系統運行前的檢查
4.1.2 系統運行前的測試
4.1.3 光伏發電系統的運行操作
4.1.4 光伏發電系統的停機操作
4.1.5 光伏發電系統運行的性能測試
任務4.2 光伏發電系統的日常檢查與維護
4.2.1 光伏發電系統的日常檢查
4.2.2 光伏發電系統的維護
任務4.3 光伏發電系統的常見故障現象和檢修
4.3.1 光伏發電系統的常見故障現象
4.3.2 光伏發電系統的常見故障檢修
習題
附錄 徐州工業職業技術學院1 500 kWp太陽能光電建筑一體化應用示范項目介紹
參考文獻
(2)膠質密封材料
在進行晶體硅太陽能電池封裝時,為達到隔離大氣的目的,通常采用黏結劑把太陽能電池片密封固定在卜下蓋板中間,然后通過熱壓將其黏合為一體。該方法簡單易行,適合工業化生產,是太陽能電池生產企業目前普遍采用的電池封裝方法。
膠質密封材料被用于在組件的太陽能電池、頂表面和背表面之間提供黏結。在高溫和強光照射下,膠質密封材料應該是穩定的、光學透明的,并且有很低的熱阻。EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚物)是最通常使用的封裝材料。EVA具有薄片形狀,插入到頂表面和太陽能電池和背表面之間。這個“三明治”然后被加熱到150℃,以聚合EVA并且將組件粘連在一起。
(3)太陽能電池片
太陽能電池片是光電轉換的最小單元,常用尺寸一般為125mmxl25mm或156mm)(156mm。太陽能電池片的工作電壓約0.5V左右,一般不能單獨使用。將太陽能電池片進行并聯封裝后,就成為光伏組件,其功率一般為/乙瓦至200W以上,可以單獨作為電源使用。
(4)背表面
對晶硅電池組件背板的性能要求通常包括:①具有良好的耐氣候性能:②層壓溫度下不起任何變化;⑧與粘接材料結合牢固;④必須具有很低的熱阻,并且能阻止水或者水蒸氣的進入。品硅電池組件的背板通常為白色,以利于電池片之間空隙處的光反射到前表面,有部分光會再反射到太陽能電池,增加了太陽能電池對光能的利用,有利于光電轉換效率的提高。目前,聚氟乙烯復合膜(TPT)是目前應用較多的背板材料。TP丁是由耐候性優異的氟樹脂薄膜(HAFLON)與高強度的聚酯薄膜(PET)復合而成的高性能保護層。用于封裝的TPT一般為3層結構,即PVF/PET/PVF外層保護層PVF具有良好的抗環境侵蝕能力,中間層為PET聚酯薄膜,具有良好的絕緣性能,內層PVF需經表面處理與EVA具有良好的粘接性能。TPT復合膜集合了“塑料王”氟塑料優質的耐老化、耐腐蝕、耐溶劑、耐污疏水等性能、聚酯優異的機械性能、阻隔性能和低吸水性,有效地防止了介質尤其是水、氧、腐蝕性氣液體(如酸雨)等對EVA的侵蝕和對太陽電池片的影響。EVA的彈性與TPT的堅韌性結合,使電池片具有較強的抗震性能,綜合防護作用明顯。TPT復合膜是目前太陽電池封裝最為理想的保護性結構材料。
(5)框架(邊框)
平板組件必須有框架,以保護組件、方便組件的連接和固定。框架的主要材料有不銹鋼、鋁合金、橡膠、增強塑料等。常規的光伏框架一般是鋁材料制作的。框架結構應該是沒有突出部位的,以避免水、灰塵或者其他物體的積存。其表面氧化層厚度大于10um,可以保證在室外環境使用30年以上不被腐蝕,牢同耐用。
通常用硅膠作為封邊黏結劑,從而增強框架與組件之間的黏結強度,同時對組件的邊緣進行密封。對黏結劑的要求是,密封性好和抗紫外線輻照老化能力強。
(6)接線盒
接線盒(見圖2—22)一般由ABS材料制成,并加有防老化的抗紫外線輻射劑,能確保在室外用30年以卜不出現老化破裂現象。接線柱由鍍有鎳的銅制成,可確保電氣連接的可靠性。接線盒用硅膠黏結在背板表面。
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