《光伏发电系统集成与设计》课程整体设计
《光伏发电系统运行与维护》课程整体教学设计
《光伏发电系统运行与维护》课程整体教学设计（2015～2016学年第2学期）课程名称：光伏发电系统运行与维护所属院部：光电工程学院制定人：王素梅合作人：课程组制定时间：2016年3月山东理工职业学院课程整体教学设计一、课程基本信息二、课程定位1、学生所在专业面向的岗位(群)。
本专业毕业生主要面向光伏产业生产一线，从事光伏发电设备的安装、调试、性能检测，光伏发电系统的运行与维护，以及光伏电站集成、设计等工作的高素质技术技能型人才。
通过企业调研得知，相关岗位主要包括光伏组件性能测试、光伏系统集成与施工、光伏系统的安装与调试、光伏发电系统运行与维护、光伏电站管理，其中光伏发电系统的施工、运维，光伏电站管理岗位对就业人员的需求量大且人员紧缺，结合区域经济发展需求及本专业的人才培养目标，确定光伏组件测试、光伏发电设备安装调试、光伏系统运行与维护为主要就业岗位，光伏发电设备检修、光伏发电技术服务岗位为本专业毕业生的发展就业岗位。
各岗位如表1所示。
表1 光伏发电技术及应用专业就业面向岗位对应职业资格证书2、写出本课程选择的背景实践岗位，画出其典型工作流程图，标示出这些工作所需的能力、知识和素质。
光伏电站的运维典型工作流程如图1所示。
本课程主要培养能从事光伏电站的运行维护、电站值班室工作的高端技术人员。
这类岗位人员要求掌握光伏电站运行维护用到的常规运行的标准、规范，具备光伏发电系统设备的功能调试、设备的巡检和定检和故障排除能力，掌握光伏电站的智能监控与操作，熟悉光伏电站的运行管理。
图1 光伏电站运维的典型工作流程图光伏电站的常规运行、光伏电站设备的维护检修、监控系统的运行与信息采集与分析、故障处理与排除等岗位能力、知识及素质要求具体见于课程目标。
3、本课程与中职、高职（专科、本科）、普通高校、培训班同类课程的区别。
图2 中职、高职（专科、本科）、普通高校培养本课程人才就业情况根据对中职、高职（专科、本科）、普通高校培养本课程人才就业情况柱形图分析知道，存在的共同点是都为光伏发电系统的运行与维护岗位培养光伏运维人员。
《光伏发电系统作业设计方案-2023-2024学年科学青岛版五四制》
《光伏发电系统》作业设计方案第一课时一、设计背景随着环境保卫认识的增强和能源需求的不息增长，光伏发电系统作为一种清洁能源的进步趋势备受关注。
本次作业设计旨在让同砚了解光伏发电系统的原理、组成和应用，并通过实际操作，精通光伏发电系统的搭建和运行。
二、设计目标1. 了解光伏发电系统的基本原理和组成；2. 精通光伏组件的选型和安装方法；3. 熟识光伏逆变器的选择和毗连；4. 实际搭建光伏发电系统，并进行运行测试。
三、设计内容1. 光伏发电系统基本原理介绍- 光伏发电系统是利用太阳能光能转换为电能的一种系统，主要由光伏组件、支架、逆变器和电网毗连等组成。
- 光伏组件是光伏发电系统的核心部件，通过光电效应将太阳能转换为直流电能。
- 逆变器则将直流电转换为沟通电，以供电网或负载应用。
2. 光伏组件选型和安装方法- 选择合适的光伏组件，思量功率、效率、寿命等因素，确保系统性能稳定可靠。
- 安装光伏组件时需思量光照角度、阴影遮挡等因素，确保光伏板接收到丰富的阳光。
3. 光伏逆变器选择和毗连- 选择合适的逆变器，思量其额定功率、效率、保卫功能等因素。
- 毗连逆变器时，注意接线次序和接地保卫，确保系统运行安全可靠。
4. 光伏发电系统搭建和运行测试- 实际搭建光伏发电系统，包括组件安装、逆变器毗连等步骤。
- 运行测试光伏发电系统，监测系统输出功率和电流，检查系统运行状态，确保系统正常工作。
四、设计要求1. 同砚需按照设计方案完成光伏发电系统的搭建和运行测试，并记录试验过程和结果。
2. 同砚需撰写试验报告，包括光伏发电系统的原理、组成、搭建过程、测试结果和分析等内容。
3. 同砚需在规守时间内完成作业，并按时提交试验报告。
五、评分标准1. 完成光伏发电系统搭建和运行测试，试验过程符合要求（30%）；2. 试验报告内容完备、结构明晰，分析透彻（40%）；3. 试验结果准确可靠，系统运行稳定（30%）。
六、参考资料1. 《光伏发电系统设计与安装手册》2. 《太阳能光伏发电系统原理与应用》3. 《光伏发电系统试验指导书》通过本次作业设计，期望同砚能够深度了解光伏发电系统的原理和应用，精通光伏发电系统的搭建和运行技能，为将来的清洁能源领域进步做出贡献。
光伏发电系统集成与设计分布式光伏发电系统结构
2.2 分布式光伏发电系统结构
【案例引导】分布式光伏发电系统
2.2 分布式光伏发电系统结构
1.分布式光伏系统结构
2.2 分布式光伏发电系统结构
2.分布式光伏系统要解决的问题
一般应遵循经济适用原则，可靠性高、 牢固耐用、容易维护、充分考虑地理和气 候环境的影响。
太阳能光伏发电并网系统主要包括太阳能光伏组件、光伏汇流箱、直流 配电柜、并网型逆变器和交流配电柜等，家用并网型分布式光伏系统由于 规模不大，汇流箱和交直流配电柜都用不到，整体框架如图1所示。
若在人字结构屋顶建设太阳能光伏电站，不能像地面电站那样设计最佳倾角， 并且考虑前后遮挡间距。
为了便于光伏组件和屋顶结合，一般都在屋面上直接平铺支架，北半球铺朝南 面，南半球铺朝北面，这样方可最大效率利用光能。
2.2 分布式光伏发电系统结构
3.安装地点选择
支架与屋顶采用夹具连接，电池组件再安装于支 架上。这种方式不仅美观，而且可以实现屋顶面积利 用最大化。
2.2 分布式光伏发电系统结构
5.并网逆变器选择
并网逆变器主要分高频变压器型、低频变压器型和无变压器型三大类。 根据所设计系统以及业主的具体要求，主要从安全性和效率两个层面来考 虑变压器类型。以下是它们之间的对照表：
类型 因素 高频变压器 型 低频变压器 型 无变压器型
安全性 中 高 低
转换效率 成本价格 重量、尺寸
2.2 分布式光伏发电系统结构
5.并网逆变器选择 转换效率
衡量逆变器效率有两个常用的指标：最大转换效率和欧洲效率。 最大转换效率是指逆变器所能达到的最高效率。 欧洲效率指按照在不同功率点效率根据加权公式计算出的效率。对逆变器的设 计而言，欧洲效率的最大化更为重要。因为逆变器受天气变化和其他因素的影响， 不可能时时运行在最大效率点。而欧洲效率考虑了光强的变化，能更加准确的衡量 逆变器的性能。它是由不同负载情况下的效率，按照加权累加得到的。其中50%负 载率时的效率占了其最大组成部分。为了提高欧洲效率，仅仅降低额定负载时的功 率损耗是不够的，必须要同时提高不同负载率是的效率。由于大多数逆变器使用的 开关器件是IGBT，它的导通压降是非线性的，其不会随电流的增加而显著增大。 这样可以保证逆变器在最大负载率的情况下，仍然保持较低的损耗和较高的效率。 但是欧洲效率中占比重最大负载率的却是负载较轻时的效率。而轻载时，IGBT 的 导通压降并无明显降低，这相当于降低了欧洲效率。而MOSFET 的导通压降呈线 性，负载越轻，损耗越小。并且它还具有很好的高频工作能力。因此MOSFET 被 越来越多的应用到新型逆变器的设计当中。
太阳能光伏发电课程设计
1 太阳能发电概述1.1 太阳能光伏发电背景能源短缺是当今社会中旳热点问题，它直接制约着经济和社会旳发展，可再生能源旳运用也就成了当今世界关注旳焦点之一。
太阳能是多种可再生能源中最重要旳基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能。
广义地说，太阳能包括以上多种可再生能源。
近年来太阳能旳运用得到了世界各国旳广泛关注，美国、日本、德国相继提出了“阳光计划”、“节能计划”等大力发展太阳能光伏发电技术。
自“六五”以来我国政府也一直把研究开发太阳能和可再生能源技术列入国家科技攻关计划，大大推进了我国太阳能和可再生能源技术和产业旳发展。
中国1958年开始研制太阳能电池，1959年第一块有实用价值旳太阳能电池诞生。
中国于1971年3月初次应用太阳能电池作为科学试验卫星旳电源，开始了太阳能电池旳空间应用。
中国于1973年初次在灯浮标上进行应用太阳能电池供电试验，开始了太阳能电池旳地面应用。
通过40数年旳努力，中国旳光伏发电技术已具有一定旳水平和基础。
到2023年地，已建成10个初具规模旳光伏电池专业生产厂，光伏电池组件旳年生产能力约为10MW,其中单晶硅电池为8WM，非单晶硅电池为2WM。
中国光伏电池旳重要产品是单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅电池。
商品单晶硅电池组件旳转换效率为11%～14%，功率为35～70Wp。
商品多晶硅光伏电池组件旳转换效率为10%～13%，功率为35～70Wp。
商品非晶硅光伏电池组件旳转换效率为4%～6%，功率为11～12Wp，为单节p-I-n电池。
2023年中国光伏电池组件旳产量约为9MW，其中单晶硅和多晶硅光伏电池组件约为8MW，非晶硅光伏电池组件约为1MW。
在单硅和多晶硅光伏电池组件中，包括用进口光伏电池封装旳组件，未包括出口旳草坪灯等消费品用旳光伏电池。
在非晶硅光伏电池组件中，未包括出口旳电子计算器等消费品用旳光伏电池。
2023年中国单晶硅和多晶硅光伏电池组件旳售价为33～40元/Wp，非晶硅光伏电池组件旳售价为24～26元/Wp。
《光伏发电系统集成与设计》教材(项目1 太阳能光伏系统认识)
衢州职业技术学院《光伏发电系统集成与设计》
瑞士也相继建立了太阳能发电厂，1992 年日本太阳能发电系统和电力公司电网联网，2000 年有７ 万家庭安装了太阳能家庭发电设备，预计到 2050 年德国消耗的能量半数将来自太阳能。
其他可再 生能源
光热
太阳能 光伏发电及光 热发电 风能 生物质能 水利发电 核能 天然气 煤炭
题，财政部、科技部、住房城乡建设部和国家能源局于 2010 年 9 月发布了《关于加强金太阳示范 工程和太阳能光电建筑应用示范工程建设管理的通知》，重新规定了关键设备统一招标、示范项目 选择和调整和补贴标准的相关细则。
3.大型并网光伏电站 自 2009 年起，我国政府采取特许权招标的办法，公开招标了 14 座大型并网光伏电站，总装 机规模达 290MW。2011 年第三批光伏电站特许权招标规模估计将达到 500MW。 三、光伏发电应用前景 回顾 100 年间能源工业的发展历史，人类正在消耗地球 50 万年历史中积累的有限能源资源煤 和石油，虽然极大地解放了生产力，但同时也向人类敲响了常规能源面临枯竭的警钟。根据有关 材料显示，人类己确知的石油储备将用 40 多年，天然气 60 余年，煤大约 200 年。另外，以化石 能源为主体的能源结构，对人类环境的破坏显而易见，每年排放的二氧化碳达 210 万吨，并呈上 升趋势，从而造成冰雪消融，冰川退缩，全球气候变暖。能源短缺和环境保护是 21 世纪经济发展 和能源领域最重要的课题。目前国际上对太阳能资源已经十分重视。 1954 年贝尔实验室第一块单晶硅太阳能电池面世，为世界能源提供了一个新的希望。在 20 世 纪 70 年代以来，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。利用太阳能发电的 光伏发电技术被用于许多需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到 玩具，光伏电源无处不在。20 世纪 80 年代，美国建成抛物面槽太阳能发电站，俄罗斯、澳大利亚、
《光伏发电系统运行与维护》整体设计.pptx
用光伏电站运行与维护所
2.会根据操作规范，能正确完成汇流箱的检测与维护及相关材料记录归档；
1.根据根据
需的必备工具如万用表、 1. 能 认 识 所 3.会使用直流配电柜，能进行简单故障排除及相关材料记录归档；
1. 能 操 作 光 光伏电站监
温度测试仪、绝缘电阻测 处 光 伏 电 站 4.会使用典型光伏逆变器，能进行简单故障排除及相关材料记录与归档；
• 课程名称： 光伏发电系统运行与维护 • 课程代码： 0803004 • 课程性质： B类 专业核心课程 • 学 时： 64 • 开课单位： 光电工程学院 • 适用专业：光伏发电技术与应用专业 • 适用对象： 大二学生 第四学期 —光伏发电系统运行与维护—
一、课程简介
在课程体系中的位置
—光伏发电系统运行与维护—
—光伏发电系统运行与维护—
3.5 项目与课程进度图
周数 项目一 子项目 任务
工作
能力目标
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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15
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17
18
2.5MW光伏屋顶并网电站的运行与维护
光伏电站的常规运行
光伏电站常用电气设备的检测与维护
光伏电站监控系统
光伏电站典型故障的诊断与维护
光伏电站的整体认知
光伏电站的 运行规程
2.5MW屋顶光伏并网实训电站
—光伏发电系统运行与维护—
二、课改前的情况 2.1 课程教学项目背景
300KW光伏水面漂浮电站
—光伏发电系统运行与维护—
二、课改前的情况 2.1 课程教学项目背景
光伏电站运维体验中心
光伏发电系统课程设计报告
目录1. 系统设计依据 (2)2. 负载耗电量 (2)3. 系统初始化设计 (3)3.1当地气象数据资料 (3)3.2方阵倾斜角设计 (3)4. 系统的主要配置说明 (4)4.1太阳能电视组件 (4)4.2 并网逆变器 (4)4.3方阵支架场地设计 (5)4.3.1屋顶基础 (5)4.3.2支架的设计 (5)4.4. 配电室设计 (6)4.5. 并网发电系统的防雷 (6)4.6并网发电系统配置表 (7)5. 系统建设及施工 (8)5.1光伏系统建设流程 (9)5.2光伏系统组件安装和检验 (9)5.3光伏屋面安装顺序 (10)5.4线缆的敷设与连接 (11)5.5系统防雷接地安装 (11)5.6逆变器的安装 (12)6. 太阳能光伏发电系统的检查与测试 (12)6.1光伏发电系统的检查 (12)6.2光伏发电系统的测试 (13)6.3系统的维护与检修 (13)该系统的设计依据有（国标）：GB/T 19939-2005光伏系统并网技术要求GB/T 20046-2006 光伏（PV 系统电网接口特性（IEC 61727:2004,MOD）GB/Z 19964-2005光伏发电站接入电力系统技术规定GB/T 2423.1-2001电工电子产品基本环境试验规程试验A:低温试验方法GB/T 2423.2-2001电工电子产品基本环境试验规程试验B:高温试验方法GB/T 2423.9-2001电工电子产品基本环境试验规程试验C:设备用恒定湿GB 4208 外壳防护等级（IP 代码）（equ IEC 60529:1998）GB 3859.2-1993半导体变流器应用导则GB/T 14549-1993电能质量公用电网谐波GB/T 15543-1995电能质量三相电压允许不平衡度GB/T 21086-2007 建筑幕墙GB 50057-94建筑物防雷设计规范JGJ102-2003玻璃幕墙工程技术规范JGJT139-2001玻璃幕墙工程质量检验标准2. 负载耗电量3.1当地气象数据资料***市位于**江上游，***南部。
光伏发电系统的设计与施工方案的设计课程设计
实训报告课程名称太阳能光伏发电系统的设计与施工班级专业光伏发电技术及应用学号：姓名：指导教师：提交日期： 2013年 06月目录摘要 (1)第一章绪论 (2)1.1三明市地理情况及基本气象 (2)1.2光伏并网系统简介及组成 (3)1.3并网光伏系统工作原理介绍 (4)1.4设计原则 (5)第二章并网光伏系统的设计 (7)2.1 太阳能光伏组件选型 (7)2.2 并网光伏系统效率计算 (8)2.3 倾角设计 (8)2.4 方位角设计 (9)2.5 太阳能光伏阵列的布置 (10)2.6 家庭负载设备及容量9 第三章光伏并网系统的工程设计与施工 (12)3.1 原料供应 (12)3.2 工程施工方案 (12)3.3 土建设计 (12)3.3.1 5MWp 光伏电站围墙设计 (12)3.3.2 方阵支架基础设计 (13)3.3.3 支架材料选型 (14)3.3.4 支架规格及设计参数 (16)3.3.5 计算太阳电池方阵间距和光伏电站占地 (17)3.3.6 太阳电池组件组件排布方式为： (17)3.4 支架强度计算 (17)3.5 系统接入电网设计 (20)3.5.1重要单元的选择 (20)3.5.2监控装置 (22)3.5.3环境监测 (22)3.6 电站防雷和接地设计 (23)心得体会 (24)参考文献： (25)摘要太阳能是一种重要的、可再生的清洁能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、人类能够自由利用的能源。
太阳每秒钟到达地面的能量高达50万千瓦，假如把地球表面0．1％的太阳能转换为电能，转变率5％，每年发电量可达5．6×1012 kW·h，相当于目前世界上能耗的40倍。
从长远来看，太阳能的利用前景最好，潜力最大。
近30年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为快速、稳定发展的新兴产业之一⋯。
现有能源主要有火电、水电和核电三种。
火电需要燃烧石油、煤等化石燃料。
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《光伏发电系统集成与设计》课程整体教学设计
一、管理信息
课程名称：《光伏发电系统集成与设计》制定时间：2011.03.16
课程代码：12317035 所属部门：信息工程学院
制定人：批准人：
二、基本信息
学分：5 课程类型：专业核心课
学时：80 先修课程：《电工基础》、《光伏电子技术》授课对象：光伏应用技术专业后续课程：《光伏发电系统施工与维护》、《智能
光伏产品系统集成》
三、课程设计
1．课程目标设计
(1)能力目标
①总体能力目标
引入校企合作企业光伏电站、光伏集成系统案例，通过对《光伏发电系统集成与设计》中的典型离网光伏发电系统集成与实施及并网光伏发电系统集成的学习，使能熟练掌握光伏发电系统集成设计的一般过程，掌握典型离网光伏发电的设计与实施，掌握光伏发电系统中的太阳能电池方阵、典型太阳能控制器、蓄电池容量的设计方法及太阳能逆变器配置方法，掌握利用计算机仿真技术实现光伏电站可行性分析技术，掌握各类光伏项目申报流程。
②单项专业能力培养目标
(2)知识目标
①掌握离网光伏发电系统及并网光伏发电系统组成结构；
②掌握太阳能资源的组成及获取方法；
③掌握太阳能电池特性、方阵组合容量计算方法；
④掌握光伏用蓄电池特性及蓄电池容量计算方法；
⑤掌握光伏控制器功能、选取方法及典型控制器制作；
⑥掌握离网、并网光伏发电系统整体容量设计方法。
⑦掌握光伏汇流箱、直流配电柜、交流配电柜的结构组成、功能及选取方法；
⑧掌握光伏电站防雷接地方法；
⑨掌握RETscreen功能及操作方法。
(3)方法能力
学习方法、逻辑思维能力、分析能力、创造能力、解决问题策略、制定工作计划、获取信息、判断能力、运用理论知识能力、记忆能力。
(4)社会能力
团队工作、容忍、批评能力、交流能力、组织能力、协调能力、纪律性、环境保护。
2．课程内容设计(图形结构)
5.第一堂课设计梗概
第一步：太阳能小车组装与展示
1.使用“魔法盒”展示小车部件太阳电池（积极性）
过程：请一位学生到讲台上用手触摸我放置于盒子的内容，描述每个内容，并表达出来，让每位同学画出或写出我将展示给同学们的部件（电池板）。
（培养部分学生认识事物、表达能力和全部学生的聆听能力、表达能力）。
同学对太阳能电池有一定的认识，再通过学生的面积描述，来确认此快太阳能电池的功率。
2.拿出另外已经准备好的遥控太阳能小车现场展示(太阳能小车应用)。
（积极性）
3.一起组装一辆新的太阳能遥控小车（可以请自告奋勇的同学上来协助老师）。
第二步：介绍本课程主要学习内容（包括小车的主要部件）
第三步：考核方式、方案介绍
第一次上课时主要告知学生每次上课的重要性，课后的作业、回答问题情况、出勤情况、课程内容制作等都作为成绩的重要组成部分，平时成绩占20%，课程项目实施成绩占50%，期末综合考试成绩占30%。
课程项目的每个阶段都要上交相应的产品与文档（课程项目实施成绩）。
让学生知道平时成绩很重要，我们考核重在过程，重在项目实施环节。
四、考核方案设计
1．基本思路：本课程是一门实践性、应用性比较强的课程，所以要加强课程过程化考核，加强应用能力的考核。
2．评分标准：
平时成绩20%：包括考勤（10%），课堂提问（5%），作业情况(5%)；
课程过程项目成绩（50%）：根据学生完成每个项目情况的给分；
期末综合考评（30%）:包括期中（5%）、期末考评（25%）的分数。
其中课程过程项目成绩如表所示（共100分）：
五、教材、资料
教材：校本教材.光伏发电系统集成与设计
参考资料：
1.王长贵.太阳能光伏发电使用技术.北京.化学工业出版社.2010
2.李钟实.太阳能光伏发电系统设计施工与维护.北京.人民邮电出版社.2010
3.廖东进.光伏发电系统集成与设计. 北京.化学工业出版社.2013
4.廖东进.光伏发电系统集成与设计实训手册.
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