《光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝與維護》課程標準

《光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝與維護》課程標準課程代碼：建議課時數(shù)：108學(xué)分：6適用專業(yè)：光伏技術(shù)專業(yè)先修課程：電子裝配與調(diào)試、組件制造技術(shù)、電氣安裝與維修后續(xù)課程：光伏發(fā)電系統(tǒng)實訓(xùn)一、前言1.課程的性質(zhì)該課程是江蘇省五年制高職光伏專業(yè)的一門專業(yè)方向課課程。其任務(wù)是旨在培養(yǎng)學(xué)生安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)以及對其進行維護的專業(yè)能力。2.設(shè)計思路該課程是在調(diào)研和分析學(xué)生工作崗位對光伏技術(shù)應(yīng)用能力的要求基礎(chǔ)上，設(shè)置本課程的教學(xué)內(nèi)容；以工學(xué)結(jié)合的理念為課程建設(shè)的指導(dǎo)思想，將課程的全部內(nèi)容設(shè)計為若干的項目學(xué)習(xí)情境，項目學(xué)習(xí)情境盡量體現(xiàn)工作任務(wù)，工作流程，教學(xué)氛圍盡量模擬企業(yè)環(huán)境。本課程的內(nèi)容設(shè)計將原有學(xué)科體系下的教學(xué)內(nèi)容解構(gòu)，進行行動體系的重構(gòu)，按工作任務(wù)分解為不同的項目學(xué)習(xí)情境。在教學(xué)設(shè)計中以滿足職業(yè)崗位對光伏技術(shù)應(yīng)用能力的需求為依據(jù)，確定課程內(nèi)容；以基于工作過程的學(xué)習(xí)情境和項目驅(qū)動的教學(xué)模式作為課程設(shè)計的基本思路。教師不定期進行學(xué)歷深造、下企業(yè)掛職鍛煉，提高科研開發(fā)能力，將先進的職業(yè)教育理念、生產(chǎn)管理經(jīng)驗引入課堂。二、課程目標根據(jù)本專業(yè)的培養(yǎng)目標和專業(yè)人才培養(yǎng)方案，制定如下教學(xué)目標：1.知識目標：（1）了解光伏產(chǎn)業(yè)，認識光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成并掌握光伏組件的結(jié)構(gòu)和加工工序；（2）熟悉發(fā)電資源的配比，能合理評估可行性；（3）熟悉光伏發(fā)電系統(tǒng)組件的特性和配置，并能進行入網(wǎng)調(diào)式；（4）熟練防雷接地及安全運行。2．能力目標（1）會設(shè)計光伏發(fā)電系統(tǒng)；（2）能對光伏與發(fā)電系統(tǒng)進行維護。3．素質(zhì)目標（1）培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力；（2）培養(yǎng)學(xué)生細致嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度；(3)培養(yǎng)學(xué)生具有良好的職業(yè)道德和職業(yè)技能。三、課程內(nèi)容和要求根據(jù)專業(yè)課程目標和涵蓋的工作任務(wù)要求，確定課程內(nèi)容和要求，說明學(xué)生應(yīng)獲得的素質(zhì)、知識與能力。1.學(xué)科性為主的課程模塊情景任務(wù)知識內(nèi)容及要求技能內(nèi)容及要求建議學(xué)時項目調(diào)研情景1：認識光伏發(fā)電技術(shù)任務(wù)1：認識發(fā)電系統(tǒng)與光伏發(fā)電1.了解發(fā)電系統(tǒng)的有關(guān)概念；2.了解發(fā)電系統(tǒng)的類型及原理；3.掌握光能轉(zhuǎn)換為電能的有關(guān)原理及光伏發(fā)電的特點。1.資料查閱2.實物觀察3.實地參觀實地參觀交通安全及文明。3學(xué)時任務(wù)2：認識工廠供電與輸配電系統(tǒng)1.了解工廠配電的相關(guān)要求；2.掌握工廠配電的類型及特點；3.掌握工廠供電線路的結(jié)構(gòu)與敷設(shè)。1.資料查閱2.實物觀察3.實地參觀實地參觀交通安全及文明。3學(xué)時任務(wù)3：認識光伏發(fā)電場1.了解光伏發(fā)電場的特點；2.掌握光伏發(fā)電場的組成及原理；3.了解光伏發(fā)電場對并網(wǎng)逆變器的要求。1.資料查閱2.實物觀察3.實地參觀實地參觀交通安全及文明。3學(xué)時任務(wù)4：了解光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成及原理1.了解光伏發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的類型；2.了解光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成及工作原理；3.掌握光伏發(fā)電系統(tǒng)各組成部分的功能。1.資料查閱2.有逆流系統(tǒng)和無逆流系統(tǒng)的異同3.實物觀察4.實地參觀實地參觀交通安全及文明。2學(xué)時情景2：發(fā)電電站資源及可行性評估任務(wù)1：太陽能資源評估1.理解太陽能資源的計算；2.理解太陽總輻射的計算。采用太陽能資源豐富程度、穩(wěn)定程度指標對太陽能資源進行分級評估。在進行評估時，所用數(shù)據(jù)應(yīng)采用具有氣候意義的30年氣候平均值。2學(xué)時任務(wù)2：項目可行性評估1.了解試驗數(shù)據(jù)、論證材料、計算圖表、附圖；通過對項目的市場需求、資源供應(yīng)、建設(shè)規(guī)模、工藝路線、設(shè)備選型、環(huán)境影響、資金籌措、盈利能力等方面的研究調(diào)查。3學(xué)時任務(wù)3：項目實施評估1.了解發(fā)電站的經(jīng)濟效益。在行業(yè)專家研究經(jīng)驗的基礎(chǔ)上對項目經(jīng)濟效益及社會效益進行科學(xué)預(yù)測，從而為客戶提供全面的、客觀的、可靠的項目投資價值評估及項目建設(shè)進程。2學(xué)時工程設(shè)計設(shè)計光伏發(fā)電系統(tǒng)任務(wù)1：光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體設(shè)計了解并計算太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)所供應(yīng)負載的詳細情況，包括負載額定功率、峰值功率、供電方式、供電電壓、供用時間、日平均用電量、負載性質(zhì)等。在保證滿足負載供電需要的前提下，確定使用最少的太陽能電池組件功率和蓄電池容量，以盡量減少初始投資。并應(yīng)了解當?shù)毓搽娋W(wǎng)的情況，包括有無公共電網(wǎng)、公共電網(wǎng)距太陽能發(fā)電系統(tǒng)用電負載的距離、公共電網(wǎng)質(zhì)量等。軟件設(shè)計：負載用電量的計算，太陽能電池方陣輻射量的計算，太陽能電池組件、蓄電池用量的計算和兩者之間相互匹配優(yōu)化設(shè)計，太陽能電池方陣安裝傾角的計算等。硬件設(shè)計：太陽能電池組件和蓄電池的選型，太陽能電池方陣支架的設(shè)計，逆變器的選型和設(shè)計，控制器的選型和設(shè)計，以及防雷接地、配電設(shè)備和低壓配電線路的設(shè)計。軟件設(shè)計先于硬件設(shè)計。3學(xué)時任務(wù)2：光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量設(shè)計主要是對太陽能電池組件和蓄電池的容量進行設(shè)計與計算，目的就是要計算出系統(tǒng)在全年內(nèi)能夠滿足用電要求并可靠工作所需要的太陽能電池組件和蓄電池的數(shù)量；1.太陽能電池組件功率和方陣構(gòu)成的設(shè)計與計算；2.蓄電池的容量與蓄電池組合的設(shè)計與計算。3學(xué)時任務(wù)3：控制器和逆變器選型根據(jù)容量設(shè)計計算出光伏陣列和蓄電池的容量，正確選擇控制器和逆變器的容量和型號，從而保證光伏發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟地運行。特別注意的是，在選擇逆變器時一定要留有充分的裕量，以保證系統(tǒng)的耐沖性和以后擴容之用。1.控制器的選型思路。2.逆變器的選型思路。3.控制器和逆變器選型考慮的因素。2學(xué)時任務(wù)4：設(shè)計與安裝光伏陣列支架光伏陣列支架的安裝結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單、結(jié)實耐用。制造安裝光伏陣列支架的材料,要能夠耐受風(fēng)吹雨淋的侵蝕及各種腐蝕。電鍍鋁型材、電鍍鋼以及不銹鋼都是理想的選擇。支架的焊接制作質(zhì)量要求要符合國家標準《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50205-2001）的要求。陣列支架在符合設(shè)計要求下重量盡量減輕,以便于運輸和安裝。1.了解光伏陣列支架的結(jié)構(gòu)。2.掌握光伏陣列支架的設(shè)計思路。3.掌握光伏陣列支架的安裝方法。3學(xué)時光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計實例任務(wù)1:10kW光伏發(fā)電場設(shè)計光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量越大，安全性能要求越高，對于大容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)，設(shè)計前一定要參考相關(guān)的標準技術(shù)文件，按照用戶或合同的要求，確定設(shè)計原則。容量設(shè)計是設(shè)計的重點，容量以滿足需求為宜，因為光伏組件和蓄電池的成本占整個系統(tǒng)成本的最大比例。在選擇控制器和逆變器的容量時，應(yīng)該留有一定的余量，以備將來系統(tǒng)擴容之用。1.10kW光伏發(fā)電場的設(shè)計原則。2．10kW光伏發(fā)電場的容量設(shè)計。3.10kW光伏發(fā)電場的電氣設(shè)計。4.光伏發(fā)電場配電房的設(shè)計。2學(xué)時任務(wù)2：太陽能LED路燈設(shè)計與施工太陽能路燈以太陽光為能源，白天充電晚上使用，具有無需復(fù)雜昂貴的管線鋪設(shè)、課任意調(diào)整燈具的布局、安全節(jié)能無污染、無需人工操作、工作穩(wěn)定可靠、節(jié)省電費、免維護等優(yōu)點，得到廣泛的應(yīng)用，同時太陽能LED路燈具有造價偏高、光照范圍窄、蓄電池壽命短等缺點，妨礙了太陽能LED路燈的進一步普及。1.路燈的布置。2.LED路燈的布置與高度、間距的設(shè)計。3.太陽能LED路燈的容量設(shè)計。4.太陽能LED路燈控制器的選擇。4學(xué)時任務(wù)3：家庭用光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計與施工家庭用光伏發(fā)電系統(tǒng)的造價及發(fā)電成本仍然很高，目前只能以特殊的形式用于特定的區(qū)域和特定的群體，例如，我國廣大牧區(qū)的牧民、沿海島嶼上的居民。解決這些人群的基本生活用電問題與常規(guī)電力不同，設(shè)計師受到很多方面的限制。1.家庭用光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計原則。2.家庭用光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計思路。3.陣列安裝位置的設(shè)計。4.家庭用光伏發(fā)電系統(tǒng)的施工工序。3學(xué)時任務(wù)4：逐日系統(tǒng)設(shè)計由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，相對于某一個固定地點的光伏發(fā)電系統(tǒng)，一年春夏秋冬四季、每天日升日落，太陽的光照角度時刻都在變化，為了提高太陽能的利用率和吸收率，通過一定方式控制太陽能電池板使其能夠時刻正對太陽光的系統(tǒng)，稱為太陽能逐日系統(tǒng)。常用的太陽能跟蹤控制方法有三種：勻速控制方法、光強控制方法以及時空控制方法。1.逐日系統(tǒng)的控制方法。2.逐日系統(tǒng)的設(shè)計思想。3.方位角和高度角的計算。4.逐日系統(tǒng)的硬軟件設(shè)計。5.編寫并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計書。2學(xué)時工程設(shè)計組件、光伏方陣特性認識任務(wù)1：太陽能電池方陣的組成及容量設(shè)計1.了解太陽能電池組件的分類及要求2.掌握太陽能方陣的組成及組件連接3.容量設(shè)計的步驟及思路4.認識各類太陽能電池組件及方陣組成部分5.認識太陽能電池組件的制造6.了解太陽能組件選型7.掌握容量設(shè)計及計算3學(xué)時任務(wù)2：太陽能電池的熱斑現(xiàn)象1.理解熱斑效應(yīng)的定義及其產(chǎn)生原因2.掌握熱斑效應(yīng)的解決辦法3.了解太陽能電池的串、并聯(lián)組合1.認識太陽能電池產(chǎn)生熱斑的原因2.通過熱斑耐久實驗測試理解熱斑效應(yīng)的有效解決辦法2學(xué)時任務(wù)3：方陣結(jié)構(gòu)設(shè)計1.了解太陽能電池方陣電路的構(gòu)成2.掌握太陽能電池方陣電路3.理解光伏方陣組合的計算1.認識太陽能方陣的構(gòu)成部分2.結(jié)合實物理解光伏陣列電路3.理解光伏陣列組合方式3學(xué)時任務(wù)1：認識光伏控制器1.了解光伏控制器的分類和技術(shù)參數(shù)2.掌握光伏控制器的功能3.掌握光伏控制器的工作原理1.掌握電池組件電流-電壓特性2.認識光伏控制器的外形與結(jié)構(gòu)3.理解串聯(lián)、并聯(lián)以及多路控制器電路4.了解控制器的技術(shù)參數(shù)4學(xué)時任務(wù)2：認識光伏逆變器1.了解光伏逆變器的分類2.掌握光伏逆變器的功能3.掌握光伏逆變器的工作原理1.認識逆變器的外形2.掌握逆變器基本電路3.了解逆變器的技術(shù)參數(shù)3學(xué)時任務(wù)3：設(shè)計與制作控制器和逆變器1、了解控制器和逆變器的設(shè)計思路2、掌握控制器和逆變器的制作步驟3、掌握制作控制器和逆變器的工藝要求1.理解控制器電路設(shè)計2.理解逆變器電路設(shè)計3.制作儀表準備4.掌握控制器、逆變器電路設(shè)計需要的元器件5.掌握制作步驟4學(xué)時任務(wù)1：認識鉛蓄電池1.了解鉛蓄電池的種類和功能2.掌握鉛蓄電池的工作原理3.掌握鉛蓄電池的主要技術(shù)參數(shù)1、熟悉鉛蓄電池的外形2、掌握鉛蓄電池的結(jié)構(gòu)組成部分以及各部分的作用3、了解鉛蓄電池的技術(shù)指標含義2學(xué)時任務(wù)2：認識鉛蓄電池充、放電控制電路1.掌握鉛蓄電池的充、放電特性2.了解鉛蓄電池的充、放電控制技術(shù)3.掌握鉛蓄電池的主要技術(shù)參數(shù)1.觀察鉛蓄電池的充、放電工作過程2.掌握鉛蓄電池充、放電程度的判斷3.了解鉛蓄電池充、放電電路實例。3學(xué)時任務(wù)3：選購和安裝蓄電池1.了解蓄電池選購的步驟和注意事項2.掌握蓄電池容量的計算方法3.掌握蓄電池的安裝工藝要求1、學(xué)會蓄電池選購2、掌握蓄電池的安裝3、了解蓄電池安裝質(zhì)量的檢查方法3學(xué)時任務(wù)4：認識和使用超級電容器1.掌握超級電容器的結(jié)構(gòu)及工作原理2.了解超級電容器的特點3.掌握使用超級電容器的注意事項1、認識各種超級電容器實物2、掌握超級電容器的結(jié)構(gòu)3、掌握使用超級電容器的注意事項3學(xué)時任務(wù)1：認識交流側(cè)設(shè)備與應(yīng)用1.認識太陽能電池方陣及應(yīng)用2.認識并掌握蓄電池的應(yīng)用3.掌握逆變器的作用和應(yīng)用1．認識太陽能交流側(cè)設(shè)備及識別各部分2．理解并掌握各部分的作用3學(xué)時任務(wù)2：認識直流側(cè)設(shè)備與應(yīng)用1.認識隔離開關(guān)的及應(yīng)用2.了解太陽能跟蹤系統(tǒng)的設(shè)置3.掌握太陽能控制器的應(yīng)用1.認識太陽能直流側(cè)設(shè)備及識別各部分2.理解并掌握各部分的作用和應(yīng)用。2學(xué)時調(diào)試與維護入網(wǎng)調(diào)試任務(wù)1：入網(wǎng)調(diào)試及技術(shù)1.掌握光伏發(fā)電系統(tǒng)入網(wǎng)前的調(diào)試技術(shù)；2.清楚入網(wǎng)技術(shù)對系統(tǒng)測試的規(guī)定是什么。入網(wǎng)的測試點為光伏電站并網(wǎng)點，必須有具備相應(yīng)資質(zhì)的單位或部門進行，并要清楚調(diào)試內(nèi)容。2學(xué)時任務(wù)2：光伏電站驗收標準1.清楚工程驗收的主要依據(jù)；2.掌握工程驗收的主要內(nèi)容；3.掌握工程驗收的基本步驟。驗收的重要性，必須要經(jīng)過驗收后方可投入使用或進行下階段施工。4學(xué)時任務(wù)3：光伏電站調(diào)試技術(shù)1.掌握光伏電站的調(diào)試步驟；2.會進行光伏電站的電能質(zhì)量測試；3.會進行電網(wǎng)保護功能檢測。做好相應(yīng)的系統(tǒng)方案，指導(dǎo)相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)試工作，同時，對于調(diào)試方面出現(xiàn)的細節(jié)問題要重視，并及時給予解決。6學(xué)時任務(wù)4：并網(wǎng)操作1.掌握并網(wǎng)操作前的準備事項；2.掌握并網(wǎng)電能質(zhì)量測試的操作；3.掌握并網(wǎng)電網(wǎng)保護檢測的操作。將光伏發(fā)電系統(tǒng)并入電網(wǎng)，用電網(wǎng)彌補光伏發(fā)電系統(tǒng)間隙性的缺點，要求光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能和保護功能達到相關(guān)標準。4學(xué)時任務(wù)5：光伏發(fā)電系統(tǒng)運行1.掌握光伏發(fā)電系統(tǒng)運行前的檢查內(nèi)容；2.會測量光伏陣列電路和逆變器的絕緣電阻；3.會判斷系統(tǒng)運行是否正常。首先進行相關(guān)檢查，并判斷是否可以通電，確定可通電后必須按照運行步驟運行光伏發(fā)電系統(tǒng)。運行后，對系統(tǒng)進行性能檢測，判斷光伏發(fā)電系統(tǒng)運行過程是否正常。3學(xué)時任務(wù)6：光伏發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化與參數(shù)調(diào)整1.了解光伏發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化的類型；2.了解光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑結(jié)合的優(yōu)點；3.了解太陽能跟蹤系統(tǒng)的工作原理及特點。如何從發(fā)電類型、發(fā)電場所、充分利用太陽能方面對光伏發(fā)電系統(tǒng)進行優(yōu)化。2學(xué)時任務(wù)7：光伏發(fā)電系統(tǒng)日常檢查與維護1.會對光伏發(fā)電系統(tǒng)進行日常檢查；2.會對光伏發(fā)電系統(tǒng)各部分進行維護；3.了解系統(tǒng)發(fā)生故障后的處理措施。對光伏發(fā)電系統(tǒng)進行維護的必要性和方法，日常檢查的項目。安全操作2學(xué)時任務(wù)8：光伏發(fā)電系統(tǒng)常見故障排除1.掌握光伏發(fā)電系統(tǒng)的常見故障；2.會分析光伏發(fā)電系統(tǒng)的常見故障；3.會排除光伏發(fā)電系統(tǒng)的常見故障。常見故障的分析及排除，在排除故障過程中必須將光伏發(fā)電系統(tǒng)斷開，同時將光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。安全操作2學(xué)時防雷接地及安全運行任務(wù)1：光伏雷電及其防護措施1.了解雷電的形成、形式及危害；2.掌握雷電的防護設(shè)備；3.掌握光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雷措施。清楚防雷技術(shù)，雷電流對地泄放的合理的阻抗途徑，要求控制好雷電能量的泄放與轉(zhuǎn)換。2學(xué)時任務(wù)2：光伏發(fā)電系統(tǒng)安全運行1.了解光伏發(fā)電系統(tǒng)安全運行對環(huán)境及設(shè)備的要求；2.了解光伏發(fā)電系統(tǒng)安全運行的技術(shù)檔案及設(shè)計施工檔案；3.掌握光伏發(fā)電系統(tǒng)安全運行的值班制度和交接制度。光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行不僅要保證系統(tǒng)本身的安全，以及系統(tǒng)不