本书从光伏发电系统规划与设计岗位所需的知识、能力、素养要求出发,详细介绍了离网与并网光伏发电系统的分类、结构与组成,以及太阳辐射基本常识与光资源计算方法,系统阐述了光伏发电单元、储能系统、电力转换设备、控制系统等关键设备的工作原理、类型选择与性能参数,并从安全等角度着重讲解了防雷、接地、电缆等内容,为光伏电站的防雷、接地、电缆等设计提供了全面指导。书中以光伏发电系统选址、项目开发、典型光伏发电系统设计案例贯穿全书,将各知识点融会贯通。 本书每章后附有“拓展阅读”和“思考与练习”,帮助读者拓宽视野,加深对相关知识的理解与应用。 本书适合作为高等职业院校新能源发电工程类、机电设备类、自动化类等相关专业的教材,也可作为光伏发电系统设计、施工、运维等工程技术人员的参考书。

随着全球能源转型进程的加快, 光伏发电作为清洁能源的重要组成部分, 正在全球范围内蓬勃发展。中国作为世界光伏产业的领军者, 不仅在装机容量、技术创新方面位居全球前列, 在人才培养与教育方面也需要与产业发展同步推进。为适应光伏产业的快速发展对专业技术人才培养的需求, 我们于2019 年编写出版了《光伏发电系统规划与设计》第一版的教材, 为高校相关专业的教学与实践提供了重要支撑。


第一版教材自出版以来, 得到广大师生和行业从业人员的广泛认可与好评。该教材以系统化、实用性强的特点, 围绕光伏发电系统的基本原理、主要设备、系统设计等核心内容进行全面阐述, 并通过具体案例将理论与实践紧密结合, 有效满足了教学与工程应用的需求。在实际使用过程中, 众多师生反馈其内容架构清晰、案例丰富, 对学习和实践具有很强的指导意义。同时, 我们也收到了宝贵的反馈意见, 主要集中在对光伏发电系统的防雷与接地设计、电缆选型、最新技术发展等方面内容的补充需求。


近年来, 随着光伏产业的迅猛发展, 技术更新迭代加速, 新型光伏组件、逆变器、储能设备不断涌现; 同时, 大型光伏电站的安全运行问题日益突出, 防雷、接地、电缆选择等安全设计环节的重要性愈发凸显。加之国家能源局、住建部等部门陆续出台了一系列光伏发电系统设计、施工、验收等相关标准规范, 这些都为本书的修订提供了充分的理由和依据。


在修订过程中, 我们坚持保留了第一版教材的特色, 同时在以下几方面进行了重点优化与扩充:一是对原有内容进行了重新梳理与整合, 使章节结构更加合理、知识体系更加完善;将光伏发电单元与存储单元、电力转换与控制系统等内容单独成章, 使核心装备的介绍更加系统、全面。二是增补了光伏电站安全性设计相关内容, 丰富了“防雷技术”
与“接地系统” 相关内容并单独成章, 系统阐述了光伏电站防雷与接地的理论基础、设计方法与工程实践, 弥补了上一版教材的不足; 新增的“ 电缆” 专章, 详细介绍了电力电缆选型与敷设的技术要点, 为光伏电站的安全稳定运行提供了重要保障。三是更新了光伏组件、储能系统、逆变器等设备的最新技术与产品信息, 增加了典型产品的参数与应用案例, 使教材内容与行业最新发展保持同步。四是新增了“
拓展阅读” 栏目, 介绍了光伏技术的前沿发展、创新应用与未来展望, 拓宽了学习者的视野; 同时在每章末增设“思考与练习” 环节,加强了教材的教学实用性。


本书由新余学院、湖南理工职业技术学院黄建华, 湖南理工职业技术学院张要锋,湖南铁道职业技术学院李丹, 湖南理工职业技术学院段文杰主编, 湖南理工职业技术学院冯玉洁、朔州职业技术学院常艳霞、湖南铁路科技职业技术学院张翼参与编写, 全书由黄建华拟定提纲并统稿。具体编写分工如下: 黄建华编写第1 章与第3 章的3. 1 ~ 3.
3,冯玉洁编写第3 章的3. 4~3. 5, 常艳霞编写第2 章, 李丹编写第4 章与第5 章, 张翼编写第6 章, 段文杰编写第7 章, 张要锋编写第8 章。


本书在编写过程中参阅了电气工程、光伏电站工程、光伏建筑一体化等方面专家学者的论文、专著、工程实践资料等, 在此向相关编者致以谢意。本书在编写过程中得到了江西新余矿业有限责任公司、浙江瑞亚能源科技有限公司的大力支持和帮助, 在此表示衷心感谢。


由于编者水平有限, 编写时间仓促, 书中难免存在疏漏和不足之处, 恳请读者批评指正。


编 者


2025 年4 月

第1章光伏发电系统概述11.1光伏发电系统分类11.1.1离网光伏发电系统的类型21.1.2并网光伏发电系统的类型31.2光伏发电系统基本组成51.2.1离网光伏发电系统组成51.2.2并网光伏发电系统组成61.3太阳辐射及光资源计算71.3.1太阳辐射基本常识71.3.2影响光伏发电系统设计的天文参数101.3.3光谱及光资源计算13拓展阅读光伏发电———全球能源转型的清洁动力17思考与练习18第2章光伏发电单元与存储单元192.1光伏组件192.1.1光伏组件的类型192.1.2光伏组件制作工艺212.1.3光伏组件的性能参数和典型产品232.2储能系统262.2.1储能的必要性和定义262.2.2常见储能的类型与性能262.2.3蓄电池组容量设计36拓展阅读锂的发现、应

黄建华，新余学院，湖南理工职业技术学院。张要锋，湖南理工职业技术学院。李丹，湖南铁道职业技术学院。段文杰，湖南理工职业技术学院

本书从光伏发电系统规划与设计岗位所需的知识、能力、素养要求出发, 详细介绍了离网与并网光伏发电系统的分类、结构与组成, 以及太阳辐射基本常识与光资源计算方法, 系统阐述了光伏发电单元、储能系统、电力转换设备、控制系统等关键设备的工作原理、类型选择与性能参数, 并从安全等角度着重讲解了防雷、接地、电缆等内容, 为光伏电站的防雷、接地、电缆等设计提供了全面指导。书中以光伏发电系统选址、项目开发、典型光伏发电系统设计案例贯穿全书, 将各知识点融会贯通。


本书每章后附有“拓展阅读” 和“思考与练习”, 帮助读者拓宽视野, 加深对相关知识的理解与应用。