大規模太陽能係統設計：太陽能光伏並網發電工程技術指南 [Large-Scale Solar Power System Design an Engineering Guide for Grid-Connected Solar Power Generation] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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格沃欽（Peter Gevorkian） 著

圖書標籤:

• 太陽能
• 光伏發電
• 並網發電
• 係統設計
• 工程技術
• 可再生能源
• 新能源
• 電力工程
• 太陽能光伏
• 發電工程

齣版社： 哈爾濱工業大學齣版社

ISBN：9787560345055

版次：1

商品編碼：11492075

包裝：平裝

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

開本：16開

齣版時間：2

內容簡介

　　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.

目錄

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

大規模太陽能係統設計：太陽能光伏並網發電工程技術指南 本書深入探討瞭大規模太陽能光伏並網發電係統的設計、規劃與實施。旨在為工程師、項目經理、政策製定者以及相關領域的研究人員提供一套全麵、實用的技術指南。本書聚焦於工程實踐，從概念設計到並網運行，覆蓋瞭項目生命周期的關鍵環節。 核心內容概述： 第一部分：基礎理論與係統組件 太陽能資源評估與場地選擇： 詳細介紹地理信息係統（GIS）在太陽能資源評估中的應用。 分析不同地域的光照強度、輻射度、溫度、風速等氣象參數對發電效率的影響。 闡述影響太陽能電池闆輸齣功率的關鍵因素，如日照角度、遮擋效應、積塵等。 指導讀者如何綜閤考慮土地可用性、地形地貌、土壤條件、接入電網的便利性、環境敏感性以及社區接受度等因素，進行最優場地選擇。 講解用於場地評估的工具和軟件，如PVGIS、Solargis等，並提供實際案例分析。 太陽能電池技術與組件選擇： 深入剖析晶體矽（單晶矽、多晶矽）、薄膜太陽能電池（CdTe、CIGS、非晶矽）等主流技術的工作原理、優缺點及適用場景。 講解太陽能組件的關鍵參數，如峰值功率（Pmax）、開路電壓（Voc）、短路電流（Isc）、填充因子（FF）等，以及它們如何影響係統性能。 指導讀者如何根據項目需求（如發電效率、成本、壽命、耐候性等）選擇閤適的太陽能組件，包括麵闆類型、功率等級、尺寸、框架設計、接綫方式等。 討論組件的性能衰減機製，如光緻衰退（LID）、電勢誘導衰減（PID）、熱斑效應等，以及如何通過技術選擇和設計來 mitigate。 介紹組件的認證標準（如IEC、UL）及其重要性。 逆變器技術與選型： 詳細講解不同類型逆變器的原理和特點：集中式逆變器、組串式逆變器、微型逆變器。 分析逆變器的關鍵性能指標，如轉換效率、最大功率點跟蹤（MPPT）效率、電網兼容性、諧波失真等。 指導讀者如何根據係統規模、組件配置、運行模式（如分布式或集中式）以及電網接入要求，選擇閤適的逆變器。 探討逆變器的保護功能，如過壓、欠壓、過流、短路、過溫、孤島效應檢測等，以及其對係統安全運行的重要性。 介紹先進的逆變器功能，如低電壓穿越（LVRT）、高電壓穿越（HVRT）能力，以及其在維持電網穩定中的作用。 支架係統設計與安裝： 介紹固定式支架、單軸跟蹤支架、雙軸跟蹤支架等不同類型支架的結構、優缺點及適用性。 分析支架設計需要考慮的因素，包括風載、雪載、地震載荷、土壤承載能力、安裝傾角和方位角優化等。 講解支架材料的選擇（如鍍鋅鋼、鋁閤金）及其耐腐蝕性、強度要求。 提供支架安裝布局優化建議，以最大化發電量並避免組件之間的陰影遮擋。 討論地麵式、屋頂式、水麵漂浮式等不同安裝場景下的支架設計考量。 儲能係統集成（可選）： 簡要介紹電池儲能係統（BESS）在光伏並網電站中的作用，包括削峰填榖、平滑輸齣、提供備用電源等。 概述主流儲能技術（如鋰離子電池、鉛酸電池、液流電池）的基本原理和特性。 講解儲能係統與光伏係統集成的基本架構和控製策略。 第二部分：係統設計與工程實施 係統設計流程與方法： 詳細闡述從初步概念到詳細設計的完整流程。 介紹常用的係統設計軟件和工具，如PVsyst、Helioscope、Aurora Solar等，並提供操作技巧和案例分析。 講解如何根據項目目標（如投資迴報率、發電量、可靠性）進行設計方案優化。 重點講解直流側和交流側的設計考量，包括電纜選型、接綫方式、斷路器、熔斷器等。 強調設計中的冗餘與備份策略，以提高係統可靠性。 電網接入與互聯要求： 深入分析各國/地區電網接入的法規、標準和技術要求。 講解並網點選擇、接入容量分析、電網影響評估等關鍵環節。 詳細介紹電能質量要求（如電壓偏差、頻率偏差、諧波含量）以及如何通過設計和設備選型來滿足。 討論低電壓穿越（LVRT）和高電壓穿越（HVRT）能力的重要性，以及逆變器和控製係統如何實現。 講解電網保護要求，如反送電保護、過壓保護、欠壓保護、孤島效應保護等，並闡述其設計實現。 分析並網協議（如Modbus、IEC 61850）及其在數據通信和控製中的應用。 電氣設計與保護： 詳細講解直流側電纜、匯流箱、直流配電櫃的設計與選型。 分析直流側的防雷、接地和過電壓保護措施。 詳細講解交流側電纜、交流配電櫃、變壓器（若有）的設計與選型。 闡述交流側的過流、短路、過載保護設計。 討論接地係統的設計原則和實施要點，包括等電位連接、保護接地、工作接地等。 講解雷電防護係統的設計，包括避雷針、引下綫、接地裝置的設計與布置。 介紹電纜路由設計、綫纜管理和標識係統。 結構與土建設計： 講解風載、雪載、地震載荷等外部荷載的計算與分析。 支架基礎設計（如樁基礎、混凝土基礎）的選型與計算。 場地布置與道路規劃，考慮設備運輸、維護通道和消防安全。 土方工程、排水係統設計，確保場地穩定性。 高壓變電站（若有）的站區布置、基礎設計和安全防護。 施工管理與質量控製： 製定詳細的施工計劃，包括進度安排、資源調配、關鍵節點控製。 現場施工安全管理，包括高處作業、用電安全、吊裝作業等。 組件、支架、逆變器等主要設備的安裝質量檢查與驗收。 電氣接綫、接地、保護裝置的安裝精度和可靠性檢查。 施工過程中變更管理與記錄。 第三方檢測與認證。 第三部分：運行、維護與經濟性分析 係統監控與性能評估： 介紹遠程監控係統（SCADA）的功能和架構，包括數據采集、處理、存儲和可視化。 講解關鍵性能指標（KPIs）的計算與分析，如發電量、可用率、性能比（PR）、能量損失等。 故障診斷與排除技術，包括常見故障模式分析（如組件損壞、逆變器故障、綫路中斷）。 預測性維護策略，通過數據分析提前預警潛在故障。 運維策略與計劃： 製定日常巡檢、定期維護和預防性維護計劃。 清潔計劃，包括組件清洗頻率、方法和對發電量的影響。 設備的定期檢測與校準。 備件管理與庫存策略。 運維團隊的培訓與資質要求。 經濟性分析與項目融資： 詳細介紹投資迴收期（Payback Period）、淨現值（NPV）、內部收益率（IRR）等經濟性評估指標。 成本構成分析，包括初始投資成本（CAPEX）和運營維護成本（OPEX）。 發電量預測與收入估算。 不同融資模式（如股權融資、債務融資、政府補貼）的分析。 可再生能源政策、上網電價（FIT）、綠色證書等對項目經濟性的影響。 安全與環保考慮： 係統運行過程中的電氣安全、消防安全。 施工過程中的環境影響評估與管理。 設備報廢與迴收處理的環保考量。 生物多樣性保護措施（針對特定場地）。 本書內容嚴謹，邏輯清晰，輔以豐富的圖錶、公式和工程實例，旨在成為從事大規模太陽能光伏並網發電工程的專業人士不可或缺的參考資料。通過對本書的學習，讀者能夠掌握大規模太陽能電站設計的全貌，提升項目規劃、設計、實施和運維的專業能力，從而為清潔能源的發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

作為一名多年從事電力工程設計的研究人員，我一直關注著可再生能源技術的發展。這本書在我的案頭，成為瞭一本常備的參考書。它以一種極其嚴謹和專業的視角，深入剖析瞭大規模太陽能光伏並網發電工程的核心技術和關鍵環節。我尤其贊賞書中對係統可靠性和安全性的重視。它詳細介紹瞭如何進行係統的風險評估，如何通過冗餘設計和故障隔離來提高係統的容錯能力，以及如何製定有效的應急預案。在電氣設計方麵，書中對不同電壓等級的配電係統設計、短路電流計算、繼電保護配置等進行瞭詳細的闡述，這些都是保證係統安全穩定運行的關鍵。讓我感到欣慰的是，書中還涉及到瞭光伏電站的長期運行和維護方麵的考量，例如如何進行定期的設備檢查和性能評估，如何有效地處理係統故障，以及如何根據運行數據優化係統的運行策略。這些內容對於確保光伏電站的經濟效益最大化和延長其使用壽命具有重要的意義。這本書的深度和廣度，對於任何希望在太陽能光伏工程領域進行深入研究或實際操作的人員來說，都將是一筆寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在電力工程領域摸爬滾打多年的項目經理，我深知細節決定成敗的道理，尤其是在大規模工程項目中。這本書，正是這樣一本將細節做到極緻的技術指南。它不僅僅是告訴我們“是什麼”，更重要的是“如何做”。我特彆欣賞書中對光伏電站項目全生命周期的考量。從項目初期的可行性研究、場址選擇，到詳細的工程設計、設備采購、施工安裝、調試並網，再到後期的運維管理，書中都給齣瞭詳盡的指導和實操建議。例如，在施工階段，書中詳細介紹瞭如何進行土地平整、基礎施工、支架安裝、組件安裝、電氣連接等關鍵環節，並強調瞭質量控製和安全管理的重要性。它還提供瞭關於施工進度的控製方法和風險應對策略。在調試並網階段，書中詳細闡述瞭如何進行係統測試、性能評估以及與電網公司的協調工作，確保項目能夠順利並入電網。這本書的價值在於，它將復雜的工程流程分解成一係列可執行的步驟，並為每個步驟提供瞭清晰的技術指引和操作規範，這對於確保項目的順利推進和最終成功交付具有不可估量的意義。

評分☆☆☆☆☆

我曾參與過幾個中小型光伏項目的建設，但當麵臨一項旨在為整個社區提供能源的大型並網光伏項目時，我感到知識儲備上的不足。這本書的到來，恰好解決瞭我的燃眉之急。它提供瞭一個完整的框架，涵蓋瞭從項目規劃到並網發電的全過程。我特彆受益於書中關於係統規模和容量計算的部分。它不僅僅是簡單的公式套用，而是深入分析瞭影響係統容量的各種因素，如當地的太陽輻射強度、氣象條件、設備效率衰減率以及電網的接納能力等，並提供瞭一套係統性的方法來估算最優的係統規模。在設備選型方麵，書中對逆變器的類型、容量、效率和可靠性進行瞭詳細的比較分析，並提供瞭不同類型逆變器在實際應用中的優劣勢。同樣，對於變壓器、電纜、匯流箱等關鍵設備的選型，書中也給齣瞭明確的指導原則，並且強調瞭這些設備在整個係統中的協同作用。讓我印象深刻的是，書中對於電網接入設計的部分，詳細介紹瞭不同類型的並網方式（如集中式、分布式），以及在並網過程中需要遵循的各項技術標準和規範。這對於確保項目能夠順利通過電網公司的審查並成功接入電網至關重要。這本書的實用性和全麵性，為我應對大型光伏項目的挑戰提供瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我在工程實踐中受益匪淺的著作。作為一名資深的太陽能工程師，我一直在尋找能夠真正觸及大規模並網光伏係統設計核心的實操性指南，而這本書無疑滿足瞭我的期望。從項目初期可行性分析的細緻考量，到光伏陣列布局的優化策略，再到逆變器選型和接入係統設計的嚴謹性，書中都進行瞭深入淺齣的闡述。特彆令我印象深刻的是，作者並沒有停留在理論層麵，而是結閤瞭大量的工程案例和實際遇到的挑戰，例如如何應對復雜地形的遮擋效應、如何進行高效的電纜路由規劃以降低損耗，以及在不同氣候條件下如何進行設備選型以確保係統的長期穩定運行。書中對電網接入的考量也相當周全，詳細介紹瞭不同國傢和地區的並網標準、技術要求以及相關的安全規範，這對於我跨國項目的設計工作具有極高的參考價值。此外，書中關於係統性能預測和評估的方法論，也為我在項目投運後的運維管理提供瞭科學的依據，能夠更準確地預判係統的發電量，並及時發現和解決潛在問題。這本書不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的導師，能夠指導我們在復雜工程項目中少走彎路，高效地完成任務。它所提供的知識體係非常完整，覆蓋瞭從前端設計到後端接入的整個流程，對於任何希望在大型光伏工程領域深耕的工程師來說，都將是一筆寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

對於一名初入光伏行業的項目經理而言，這本書的價值簡直是無法估量的。在我接手第一個大規模光伏電站項目時，麵對海量的技術細節和復雜的工程流程，我曾感到手足無措。然而，當我翻開這本書時，一切似乎都變得清晰起來。它循序漸進地介紹瞭從項目立項、選址、技術方案製定，到施工管理、並網調試的各個環節。其中，關於光伏組件選擇和陣列設計的章節，詳細講解瞭不同組件類型（如單晶矽、多晶矽、薄膜）的優劣勢，以及如何在考慮土地麵積、日照條件、風載荷等因素的基礎上，實現最大化的發電效率。讓我印象深刻的是，書中不僅提供瞭計算公式和圖錶，還分享瞭許多經驗性的技巧，比如如何通過組件的串並聯組閤來優化電壓和電流，如何考慮組件的溫度係數對發電量的影響。在係統設計部分，書中對逆變器、變壓器、開關設備等關鍵設備的選型原則進行瞭詳盡的分析，並特彆強調瞭設備的可靠性和效率的重要性，這讓我能夠更有針對性地與供應商溝通，並做齣更明智的決策。此外，關於電網接入的部分，書中詳細介紹瞭並網點的選擇、接入方案的設計以及與電網運營商溝通協調的注意事項，這些都是我在實際工作中經常會遇到的挑戰，而這本書則為我提供瞭切實可行的解決方案。總而言之，這本書為我打開瞭一扇通往大規模光伏工程領域的大門，讓我能夠以更自信、更專業的態度去麵對未來的項目。

評分☆☆☆☆☆

當我拿到這本書時，我並沒有期望它能有多麼“革命性”的突破，畢竟太陽能光伏技術已經發展多年。然而，這本書所展現齣的深度和廣度，還是讓我感到驚喜。它不僅僅是簡單地堆砌技術術語，而是真正從工程實踐的角度，剖析瞭大規模光伏係統設計中的每一個細節。我尤其喜歡書中關於場地評估和地形分析的部分。它詳細講解瞭如何通過實地勘測和數據分析，評估土地的承載能力、地質條件、水文狀況等，以及如何根據地形特點進行最優的陣列布局和道路規劃。在電氣設計方麵，書中對直流匯集係統的設計、交流升壓係統的配置、以及電網接口的匹配都進行瞭深入的探討。我曾遇到過因為直流匯集係統設計不當而導緻功率損耗過大的問題，而這本書提供瞭避免此類問題的有效方法。此外，書中還對光伏係統中的接地和防雷設計進行瞭詳細的說明，這對於確保設備和人員的安全至關重要。總而言之，這本書提供瞭一個完整的技術路綫圖，讓我在麵對復雜的工程項目時，能夠有條不紊地推進。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣一個長期從事新能源項目谘詢和投資工作的專業人士來說，一本能夠提供全麵、深入且具有實踐指導意義的技術指南是極其寶貴的。這本書恰恰滿足瞭我的這一需求。它並非僅僅羅列技術參數，而是將大規模太陽能光伏並網發電工程的復雜性，以一種係統化的方式呈現齣來。我尤其看重書中對係統經濟性分析的闡述。它不僅提供瞭計算發電量的模型，還結閤瞭設備成本、運維成本、並網費用等多種因素，對項目的整體投資迴報進行全麵評估。這對於我判斷項目的商業可行性至關重要。書中對不同組件技術（如PERC、TOPCon、HJT）的性能特點和成本效益的對比分析，也為我提供瞭有力的決策依據。此外，書中對電網接入的政策法規、技術要求以及與電網公司溝通協調的策略進行瞭詳細的解讀，這對於確保項目能夠順利並網並獲得閤理的電價支持提供瞭重要的信息。這本書的專業性和實用性，使我能夠更有效地評估潛在的投資機會，並為客戶提供更具價值的谘詢服務。

評分☆☆☆☆☆

這本書，絕對是我想象中那樣一本能夠帶來實踐指導的“寶典”。我一直對太陽能發電領域充滿興趣，但真正要著手進行大規模係統的設計，卻發現自己所學的知識遠遠不夠。幸運的是，這本書就像一位經驗豐富的老工程師，手把手地教你如何一步步落地。我最看重的是它對“落地”二字的強調。書中關於光伏陣列的布置，不僅僅是簡單地將組件擺放好，而是深入探討瞭如何通過優化間距、考慮陰影遮擋、最大化利用土地麵積來提升整體發電效率。例如，它詳細講解瞭不同類型的陰影（如固定陰影、動態陰影）對發電量的影響，以及如何通過調整組件的朝嚮和傾角來最小化這些負麵效應。在電氣設計方麵，書中對直流側和交流側的布綫、配電係統設計、保護裝置的選型都給齣瞭清晰的指引。我特彆喜歡書中關於接地係統的設計章節，它詳細介紹瞭不同接地方式的優缺點，以及如何根據場地條件和規範要求進行安全可靠的接地設計。此外，書中對於係統性能的監測和故障診斷的部分，也為我後續的運維工作提供瞭重要的參考。它教我如何通過數據分析來識彆潛在的問題，如何進行定期的維護保養，從而確保係統的長期穩定運行。這本書讓我明白，大規模光伏工程設計遠不止於理論，更在於對細節的把握和對工程實際的深刻理解。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在能源谘詢公司工作的分析師，主要負責評估各類可再生能源項目的可行性。在過去幾年中，我接觸瞭大量關於太陽能光伏的項目報告和技術資料，但大多數都停留在概念層麵，缺乏對實際工程細節的深入探討。這本書的齣現，則填補瞭這一空白。它從工程技術的角度，係統性地解析瞭大規模太陽能光伏並網發電工程的每一個關鍵環節。我尤其欣賞書中對係統設計中各種技術挑戰的細緻分析，比如如何通過精密的仿真軟件對不同設計方案進行比對，以確定最優的組件布局和傾角；如何根據當地的土壤條件和氣候特點，設計齣適應性強的基礎支撐結構；以及如何在電網接入設計中，充分考慮電能質量、諧波抑製和電網穩定性等關鍵因素。書中還提供瞭關於項目成本估算和經濟效益分析的實用方法，這對於我進行項目財務評估具有極大的幫助。讓我感到驚喜的是，書中還涉及到瞭項目管理和施工過程中的一些常見問題，例如質量控製、安全管理以及進度保障等，這些內容雖然不是核心技術，但對於項目的最終成功卻至關重要。這本書的嚴謹性和實用性，讓我在為客戶提供谘詢服務時，能夠更加自信和專業，並能夠提供更具深度和洞察力的建議。

評分☆☆☆☆☆

我是一位在光伏組件製造企業工作的工程師，平時的工作主要集中在産品研發和性能優化上。然而，對於産品最終如何應用在實際的大規模係統中，我一直感到有些隔閡。這本書的齣現，讓我能夠從更宏觀的視角來理解我的産品在整個工程中的作用。書中關於光伏陣列的優化設計，讓我深刻理解瞭不同尺寸、功率和特性的組件如何組閤纔能實現最佳的發電效果。例如，它詳細介紹瞭如何通過調整串並聯的比例來適應不同電壓等級的逆變器，以及如何考慮組件溫度係數對發電量的影響，從而選擇最適閤特定氣候條件的組件。在係統設計方麵，書中對逆變器、變壓器、電纜等關鍵設備的選型原則和技術要求進行瞭詳盡的分析，這讓我能夠更好地理解我的産品與其他設備之間的配閤關係，並為客戶提供更專業的選型建議。讓我驚喜的是，書中還涉及到瞭係統性能預測和故障診斷方麵的內容，這讓我能夠更好地從用戶的角度去思考産品的可靠性和穩定性。這本書為我打開瞭一個新的視野，讓我能夠更全麵地理解太陽能光伏産業鏈。