本书为“十四五” 高等职业教育能源类专业系列教材, 以光伏电站建设涉及的环节内容为对象, 由浅入深展开光伏电站从开发到施工, 并完成验收全过程的相关内容, 具体包括光伏发电概述、光伏电站建设管理、光伏电站施工管理、光伏电站土建及结构施工、光伏电站电气设备安装、光伏电站系统调试与验收、大学生光伏行业创新创业案例等。本书突出工程实践的应用, 以工程案例为载体, 以工程管理为重点。

本书适合作为高等职业院校能源类相关专业的教材, 也可作为从事光伏电站设计、建设、施工、监理、运维等技术人员和其他相关专业的工程技术人员参考书。

光伏发电是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能的一种清洁、可再生的发电方式。光伏发电具有无污染、安全可靠、噪声低、维护简单、不受地域限制、节约土地资源等优点, 是实现能源转型和应对气候变化的重要途径。随着光伏技术的不断进步和成本的不断降低, 光伏发电在全球范围内得到了快速发展, 成为当今世界最具活力和潜力的新能源产业之一。

我国是世界上最大的光伏市场, 也是最大的光伏制造国。近年来, 我国光伏产业在规模、技术、质量、效益等方面都取得了显著进步, 为保障国家能源安全、促进经济社会可持续发展、改善生态环境、提高人民生活水平做出了重要贡献。党的二十大报告指出:“加快发展方式绿色转型。推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。加快推动产业结构、能源结构、交通运输结构等调整优化。” 这为我国光伏产业提供了新的历史机遇和强大动力, 也提出了新的发展要求和挑战。

为了适应新时代新征程上我国光伏产业发展的需要, 着力培养具有创新精神和实践能力的高素质专业技术技能人才, 我们编写了本书。本书是“ 十四五” 高等职业教育能源类专业系列教材之一, 也是一本新形态教材。本书以工程实践为主线, 以工程案例为载体, 以工程管理为重点, 系统介绍了光伏电站建设与施工的基本知识、基本方法和基本技能。本书共分为7 章, 包括光伏发电概述、光伏电站建设管理、光伏电站施工管理、光伏电站土建及结构施工、光伏电站电气设备的安装、光伏电站系统调试与验收、大学生光伏行业创新创业案例等。章后附有习题, 旨在帮助读者巩固所学知识, 并提高分析问题和解决问题的能力。本书更注重实际操作和工程实践, 目标是培养出更多能够在光伏电站建设与施工领域一线发挥作用的专业人才, 因此本书的内容更加实用、更有针对性。

本书特色如下: 一是紧密结合行业发展现状和趋势, 反映最新政策法规和技术标准,突出行业特色和专业特点; 二是紧密结合教学实际和学生需求, 注重理论联系实际, 突出知识性和实用性; 三是紧密结合教学方法和教学手段, 注重启发思维和培养能力, 突出创新性和前瞻性; 四是紧密结合教材体系和教材规范, 注重逻辑性和系统性, 突出完整性和规范性。在编写过程中, 我们广泛收集了相关资料, 参考了相关教材, 借鉴了相关经验,力求使本书内容更科学、权威、先进、实用。

本书由周湘杰、刘垚、陈嘉贵任主编, 钱娜、乔女、黄静任副主编, 参加编写的有张灵芝、王文楷、范飞、龚事引。全书由刘文斌主审。具体编写分工如下: 刘垚、周湘杰编写第1、2 章, 黄静、王文楷、范飞编写第3 章, 陈嘉贵、张灵芝、龚事引编写第4、6章, 乔女编写第5 章, 钱娜、周湘杰编写第7 章。在编写过程中, 编者之间进行了密切的沟通和协调, 保证了本书的内容质量和风格统一。

编写本书是一项团队工作, 得益于各位专家学者、编辑和行业从业者的辛勤努力, 才得以完成。在此, 对他们表示感谢, 他们的专业知识和丰富经验, 为本书的质量保证提供了有力的支持。

由于编者水平和时间有限, 书中难免有不足之处, 恳请广大读者批评指正, 以便我们不断改进完善。

编者

2024 年1 月

第1 章 光伏发电概述  1
1. 1 光伏发电概述  2
1. 1. 1 光伏术语  2
1. 1. 2 光伏发电产业链  3
1. 1. 3 光伏发电原理  4
1. 1. 4 光伏电站规范  4
1. 2 光伏电站大作用  7
1. 3 光伏电站多灵活  7
1. 3. 1 并网方式分类  7
1. 3. 2 安装位置与并网电压分类 10
1. 4 光伏电站广应用  11
1. 4. 1 地面光伏电站 11
1. 4. 2 水面光伏电站 12
1. 4. 3 沙漠光伏电站 13
1. 4. 4 屋顶光伏电站 14
习题  15
第2 章 光伏电站建设管理 17
2. 1 入门券: 工程资质  18
2. 1. 1 公司资质 18
2. 1. 2 个人 (项目经理) 资质  19
2. 2 三条路: 承包模式  20
2. 3 四步走: 建设流程  21
2. 3. 1 前期开发 22
2. 3. 2 施工建设 27
2. 3. 3 并网验收 28
2. 3. 4 电站运营 30
习题  31
第3 章 光伏电站施工管理 33
3. 1 明制度  34
3. 1. 1 施工组织设计制度 34
3. 1. 2 施工管理制度 37
3. 1. 3 物资采购管理制度 39
3. 1. 4 工程变更管理制度 40
3. 1. 5 验收管理制度 40
3. 2 管成本  41
3. 2. 1 成本预算管理 41
3. 2. 2 项目成本预算的制定原则 42
3. 2. 3 成本控制管理 42
3. 2. 4 成本分析 45
3. 2. 5 成本管理工具 46
3. 2. 6 成本管理案例研究 46
3. 3 控进度  47
3. 3. 1 工程项目进度管理概述 47
3. 3. 2 工程项目进度管理的基本内容 48
3. 3. 3 工程进度控制的常用方法 49
3. 3. 4 工程进度计划编制 50
3. 3. 5 进度管理案例研究 54
3. 4 重质量  55
3. 4. 1 设计质量控制要点 55
3. 4. 2 初步设计阶段质量控制 55
3. 4. 3 施工图设计阶段质量控制 56
3. 4. 4 质量检查 58
3. 4. 5 质量验收 59
3. 5 保安全  60
3. 5. 1 安全计划编制 60
3. 5. 2 安全控制管理 60
3. 5. 3 安全培训和教育 62
3. 5. 4 应急预案和演练 62
3. 5. 5 安全管理的评估和改进 62
习题  64
第4 章 光伏电站土建及结构施工  65
4. 1 夯基础: 地面电站基础三法宝  66
4. 1. 1 钢筋混凝土基础 66
4. 1. 2 灌注桩基础 67
4. 1. 3 螺旋桩基础 69
4. 2 筑平台: 屋顶电站基础三途径  70
4. 2. 1 混凝土屋顶 70
4. 2. 2 彩钢瓦屋顶 71
4. 2. 3 瓦片屋顶 73
4. 3 固根本: 水面电站基础双引擎  74
4. 3. 1 漂浮式基础 74
4. 3. 2 桩基础 75
4. 4 扛重担: 电站光伏支架多形态  77
4. 4. 1 地面电站光伏支架 77
4. 4. 2 屋顶电站支架 82
习题  83
第5 章 光伏电站电气设备的安装  84
5. 1 横平竖直装组件  85
5. 1. 1 安装准备 85
5. 1. 2 安装要求 86
5. 1. 3 安装工序 87
5. 2 精准牢固安设备  88
5. 2. 1 逆变器安装 88
5. 2. 2 汇流箱安装 94
5. 2. 3 并网柜安装 95
5. 3 稳定有效升降压  97
5. 3. 1 变压器 97
5. 3. 2 箱式变压器 99
5. 3. 3 安装要求  100
5. 3. 4 安装工序  101
5. 4 排列整齐敷电缆  102
5. 4. 1 电缆敷设要求  103
5. 4. 2 电缆敷设工序  104
5. 4. 3 桥架安装  106
5. 4. 4 防火封堵安装  107
5. 5 安全可靠布接地  108
5. 5. 1 安装准备  108
5. 5. 2 安装要求  109
5. 5. 3 安装工序  110
习题  113
第6 章 光伏电站系统调试与验收  114
6. 1 有条不紊办验收  114
6. 1. 1 竣工验收要求  115
6. 1. 2 竣工验收程序  115
6. 2 清晰详实做统筹  116
6. 2. 1 调试依据  116
6. 2. 2 调试流程  117
6. 2. 3 调试主要内容  117
6. 3 按部就班做试验  119
6. 3. 1 调试仪器及设备  119
6. 3. 2 一次设备调试  119
6. 3. 3 绝缘电阻及接地电阻测试  127
6. 3. 4 并网试运行调试  128
习题  133
第7 章 大学生光伏行业创新创业案例 134
7. 1 创业前奏: 探寻绿色机遇  134
7. 1. 1 发现光伏创业机会  134
7. 1. 2 创业前期准备工作  135
7. 2 初创之路: 学生企业崭露头角  136
7. 2. 1 创业新篇: 大学生光伏企业的探索之旅  136
7. 2. 2 零碳之光: 城市更新路灯改造的光伏创新之路  137
7. 3 创业心路: 分享奋斗故事  139
7. 3. 1 选择光伏创业方向  139
7. 3. 2 创业过程中遇到的问题和困惑  139
7. 3. 3 创业过程中可得到的支持和帮助  141
7. 3. 4 对自己的创业成果及未来的评价和期待  141
7. 4 展望未来: 光伏创新挑战与机遇  142
7. 4. 1 光伏发电技术的科技挑战  142
7. 4. 2 光伏发电技术的科技机遇  143
参考文献  144

  周湘杰，湖南铁路科技职业技术学院，教授，高级工程师，获中国“互联网+”大学生创新创业优秀指导老师，全国职业院校技能比赛优秀指导教师，全国职业院校技能比赛优秀裁判员，全国铁路青年岗位能手，全国铁路青年科技创新奖，湖南省青年科技人才（湖南省高职唯一荷尖人才），湖南省青年骨干教师，株洲市C类高层次人才，株洲市双创精英人才，株洲市五四青年奖章等荣誉称号12项。主要工作经历：2011年3月~2017年4月在中国航天科工集团068基地从事技术研发工作，因科研攻关能力强以及在某项目的关键技术研发中的突出贡献，2016年被破格评为高级工程师。2017年4月通过株洲市高层次人才引进政策（株人才办[2018]号）进入湖南铁路科技职业技术学院，主要从事轨道交通电气相关的技术研发、科研管理、校企合作、专业建设以及教学工作。2021年被认定为株洲市C类高层次人才。本人共主持课题12项（其中湖南省自科基金课题2项，湖南省教研教改课题1项，湖南省教育厅科学研究课题2项，湖南省教育规划课题1项）；以第一发明人授权专利25项（其中发明2项）；发表论文20余篇（其中CSCD、中文核心6篇）。编写专著教材6本，参与2门国家精品课程建设和光伏发电专业省级教学资源库建设。指导了120多名学生获省级以上奖32项（其中国家级奖项7项，包括中国“互联网+”大学生创新创业比赛全国金奖和全国职业院校技能比赛一等奖）。

  刘垚，湖南铁路职业技术学院，有丰富的电站工作经历，研究方向为光伏领域。主持参与课题3项，其中主持株洲市市级课题1项，参与株洲市市级课题2项。指导学生获得第九届湖南省互联网+大学生创新创业比赛省级三等奖1项。

  陈嘉贵，湖南铁路科技职业技术学院，硕士研究生，电气工程专业毕业，从事光伏行业7年，光伏工程建设经验丰富，负责多个并网型光伏项目技术经理，包括大连12MW屋顶分布式光伏电站、云南兰坪20MW光伏电站等。参与授权专利11项（其中发明专利3项）。

本书以工程实践为主线, 以工程案例为载体, 以工程管理为重点, 系统介绍了光伏电站建设与施工的基本知识、基本方法和基本技能。本书共分为7 章, 包括光伏发电概述、光伏电站建设管理、光伏电站施工管理、光伏电站土建及结构施工、光伏电站电气设备的安装、光伏电站系统调试与验收、大学生光伏行业创新创业案例等。章后附有习题, 旨在帮助读者巩固所学知识, 并提高分析问题和解决问题的能力。本书更注重实际操作和工程实践, 目标是培养出更多能够在光伏电站建设与施工领域一线发挥作用的专业人才, 因此本书的内容更加实用、更有针对性。