《光伏发电系统集成与设计》课程整体设计

1、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： 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

2、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。单项专业能力培养目标序号单项能力目标1能独立完成离网光伏发电系统的集成与设计2能熟练完成典型离网光伏发电系统的组装3能正确完成光伏电池方阵设计4能正确完成光伏发电系统的蓄电池容量设计5能熟练完成典型光伏控制器电路设计与制作6能独立完成并网光伏电站系统结构设计7能熟练使用RETscreen完成光伏发电系统设计的可行性分析*8能熟练使用光伏发电系统组装与测量工具*9能解读光伏发电项目文件，完成光伏发电项目的申报工作

3、 *10能独立完成光伏发电项目方案申报方案设计 (2)知识目标掌握离网光伏发电系统及并网光伏发电系统组成结构；掌握太阳能资源的组成及获取方法；掌握太阳能电池特性、方阵组合容量计算方法；掌握光伏用蓄电池特性及蓄电池容量计算方法；掌握光伏控制器功能、选取方法及典型控制器制作；掌握离网、并网光伏发电系统整体容量设计方法。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；掌握光伏电站防雷接地方法；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

4、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)3能力训练项目设计模块名称能力训练项目名称拟实现的能力目标相关支撑知识训练方式手段及步骤结果光伏发电系统认识1光伏发电系统认识认识光伏发电系统结构；能实际组装简单光伏发电系统；能认识离网光伏发电系统各部件主要功能；万用表的使用；组装工具的使用；光伏电池使用。多媒体演示、边讲边练、成果展示与点评光伏小车可靠运行2离网光伏发电系统结构认识能分析离网光伏发电系统类型及使用场合；能认识不同离网光伏发电系统的结构；离网光伏发电系种类多媒体演示、成果展示与点评绘制离网光伏发电系统结构3并网光伏发电系统结构认识能分

5、析并网光伏发电系统类型及使用场合；能认识不同并网光伏发电系统的结构；并网光伏发电系种类多媒体演示、成果展示与点评绘制并网光伏发电系统结构4光伏发电应用主要方式及特点能分析光伏发电应用主要方式；能解析我国光伏发电发展方向；能分析给类光伏发电类型特点；光伏发电应用种类；我国光伏发电方向；多媒体演示、成果展示与点评分析浙江省光伏发电目标太阳能资源认识5太阳资源认识能分析我国区域太阳资源分布情况；能用不同表示形式表示太阳资源；太阳能资源组成多媒体演示、成果展示与点评分析我国及浙江省太阳能资源情况6太阳能资源对光伏发电的影响能正确设计电路，测量电路；能正确分析辐射量对光伏发电的影响；太阳能辐射量对光伏发

6、电的影响。多媒体演示、成果展示与点评辐射量对光伏发电曲线图7太阳能资源测量能使用太阳能辐射表测试太阳能能资源；能使用观测系统测量太阳能资源；总辐射表的使用方法和不同辐射参数的测量多媒体演示、边讲边练、成果展示与点评、行动导向测量总辐射量8光伏电池方阵最佳太阳能资源获取能获取太阳能电池方阵面最大辐射量；能设计最佳光伏组件位置；光伏电池发电效率；光生伏打效益；多媒体演示、边讲边练、成果展示与点评太阳能资源获取最佳性光伏电池组件及方阵容量设计9光伏单体电池发电特性认识能分析单体电池发电特性；能描述太阳能电池特性参数；能分析太阳能电池串、并联特性；能有效分析光生伏打效应、电工常识、电池生产技术；多媒体

7、演示、成果展示与点评、行动导向绘制单体电池输出特性10光伏组件电特性分析能认识电池组件参数和组件选择；能分析影响组件输出性能要所；电池组件参数及“热斑效应”多媒体演示、成果展示与点评、行动导向组件输出影响要素11光伏方阵结构设计能分析热斑效益产生原因及热斑效益的解决方法；能安装特定要求设计组件方阵结构；热斑效益、电子线路分析多媒体演示、成果展示与点评、行动导向组件结构布局与设计12光伏方阵容量设计能分析一般光伏方阵容量设计方法；能分析光伏方阵最大太阳资源获取方法；能分析不同自动跟踪光伏方阵的太阳资源获取；自动跟踪技术多媒体演示、成果展示与点评、行动导向方阵容量设计准确性光伏储能设备认识及设计1

8、3铅酸蓄电池认识能分析不同类型蓄电池特性；能从蓄电池型号选择蓄电池；能正确使用蓄电池；蓄电池结构多媒体演示、成果展示与点评铅酸蓄电池型号认识14其他蓄电池认识能正确使用碱性蓄电池、锂离子蓄电池、镍氢蓄电池；能分析上述蓄电池特性；碱性蓄电池、锂离子蓄电池、镍氢蓄电池多媒体演示、成果展示与点评蓄电池特性描述15蓄电池的选择及容量设计能太阳能用蓄电池类型的选择；能对蓄电池容量进行计算；蓄电池容量计算方法和要求多媒体演示、成果展示与点评、行动导向离网系统蓄电池容量计算16超级电容器应用能分析超级电容器特性；能计算超级电容器容量；能在光伏发电系统应用超级电容器；超级电容器、电子线路分析多媒体演示、成果展

9、示与点评超级电容器容量设计光伏典型控制电路设计与制作17认识光伏控制器能正确使用常用离网光伏控制器；能分析光伏控制器功能；能分析光伏控制器一般结构；电子技术、电工基础多媒体演示、边讲边练、成果展示与点评光伏控制器的使用18光伏控制器分类及控制原理能针对特定环境选择合适的控制器种类；能分析各类控制器功能和特点；电子技术、电工基础多媒体演示、边讲边练、成果展示与点评、行动导向离网系统控制器选择19典型光伏控制电路分析与制作能分析BUCK电路及制作；能分析BOOST电路及制作；能分析与制作草坪灯控制电路；能分析与制作非光控控制器电路；电子技术、电工基础多媒体演示、边讲边练、成果展示与点评、行动导向电

10、路制作与调试20典型控制器的使用能选择合适的离网典型控制器；能正确连接和使用控制器；能正确维护和检测控制器； 控制器功能、电工基础多媒体演示、边讲边练、成果展示与点评典型控制器使用21光伏电池最大功率点跟踪方法能分析光伏控制器实现最大功率的原理；能分析定电压跟踪技术原理；能分析不同最大功率实现方法特点；最大功率技术多媒体演示、边讲边练、成果展示与点评、行动导向最大功率实现方法光伏逆变器选型与配置22光伏逆变器认识能认识逆变器功能；能使用正确使用离网、并网逆变器；多媒体演示、边讲边练、成果展示与点评正确使用逆变器23逆变器电路实现能分析逆变器工作原理；能制作简单低功率逆变电路；电子技术、电工基础

11、多媒体演示、边讲边练、成果展示与点评、行动导向逆变电路设计与制作24逆变器配置能认识逆变器参数；能配置逆变器；能进行逆变器的串并联；逆变器工作原理、电子技术、电工基础多媒体演示、边讲边练、成果展示与点评、行动导向逆变器配置及级联离网光伏发电系统集成与实施25离网光伏发电系统配置与装置能进行光伏发电系统集成设计；能对典型离网光伏发电系统进行配置与容量分析；太阳能资源、最佳功率、容量计算多媒体演示、成果展示与点评光伏电站建设前期调研26离网光伏发电系统容量设计（考虑恶劣条件）能进行光伏组件、方阵容量设计；能进行蓄电池容量设计；能进行以峰值日照时数、年辐射量、多路负载等参数计算光伏系统容量；能分析光

12、伏发电功率与带负载关系；蓄电池、组件容量设计多媒体演示、成果展示与点评容量设计并网光伏发电系统集成27配电侧并网光伏电站认识能区分BIPV及PAPV系统；能分析BIPV系统结构；离网光伏电站多媒体演示、成果展示与点评BIPV认识28配电侧并网光伏发电系统设计能分析与设计BIPV容量；能对BIPV电池组件进行测量；能使用BIPV电池组件；容量设计步骤多媒体演示、成果展示与点评BIPV系统容量设计29其他电气设备的结构设计能正确使用汇流箱；能正确使用直流配电柜；能正确选择和使用交流配电柜；能正确选择和使用防雷设备；电子技术、电工基础多媒体演示、成果展示与点评、行动导向电气设备的选择基于软件的光伏电

13、站可行性分析30RETScreen认识能应用RETScreen对并网电站分析；能正确下载和安装软件；能正确完成基本条件设置；光伏发电系统集成多媒体演示、成果展示与点评、行动导向软件安装和启用31RETScreen的使用能使用RETScreen软件进行光伏电站可行性分析；能完成财务、气象、排放量等报表的生成；光伏发电系统集成多媒体演示、成果展示与点评、行动导向案例分析效果*光伏电站建设项目申报*32金太阳能工程项目申报能分析金太阳能工程项目申报文件，进行项目申报准备；能制作项目申报书；能完成项目申报；光伏系统容量设计多媒体演示、成果展示与点评、行动导向申报书质量*33光伏建筑一体化项目申报能分析

14、光伏建筑一体化申报文件，进行项目申报准备；能制作项目申报书；能完成项目申报。光伏系统容量设计多媒体演示、成果展示与点评、行动导向申报书质量4.进度表设计序号学时教学目标和主要内容单元标题能力目标非专业能力培养目标知识目标项目编号12太阳能光伏发电的应用(首课)能正确使用太阳能电池，完成简单系统连接;阅读、表达能力万用表的使用；组装工具的使用；光伏电池使用。122离网光伏发电系统结构认识能分析离网光伏发电系统类型及使用场合；能认识不同离网光伏发电系统的结构；阅读、表达能力离网光伏发电系种类232并网光伏发电系统结构认识能分析并网光伏发电系统类型及使用场合；能认识不同并网光伏发电系统的结构；表达能

15、力并网光伏发电系种类342光伏发电应用主要方式能分析光伏发电应用主要方式；能解析我国光伏发电发展方向；运用知识能力光伏发电应用种类；我国光伏发电方向；452太阳资源认识能分析我国区域太阳资源分布情况；能用不同表示形式表示太阳资源；阅读、分析能力太阳能资源组成且能源分布562太阳能资源对光伏发电的影响能正确设计电路，测量电路；能正确分析辐射量对光伏发电的影响；阅读、分析能力多媒体演示、成果展示与点评673太阳能资源测量能使用太阳能辐射表测试太阳能能资源；能使用观测系统测量太阳能资源；阅读总辐射表的使用方法和不同辐射参数的测量782光伏电池方阵最佳太阳能资源获取能获取太阳能电池方阵面最大辐射量；能

16、设计最佳光伏组件位置；分析能力倾斜面辐射量计算892光伏单体电池发电特性认识能分析单体电池发电特性；能描述太阳能电池特性参数；能分析太阳能电池串、并联特性；能有效分析影响单体电池输出因素；分析能力光生伏打效应、电工常识、电池生产技术；晶体电池和非晶硅电池特性；9102单晶硅电池输出特性分析能按照实际要求设计电路；能分析电池输出能力；能分析影响电池输出能力要素。能用图形描述电池输出功率等曲线要素。获取信息分析能力暗特性和亮特性；太阳能电池的效率；10112光伏组件电特性分析能认识电池组件参数和组件选择；能分析影响组件输出性能要所；分析能力电池组件参数及“热斑效应”11122光伏方阵结构设计能分析

17、热斑效益产生原因及热斑效益的解决方法；能安装特定要求设计组件方阵结构；分析能力热斑效益、电子线路分析12132光伏方阵容量设计能分析一般光伏方阵容量设计方法；能分析光伏方阵最大太阳资源获取方法；能分析不同自动跟踪光伏方阵的太阳资源获取；分析能力自动跟踪技术12142电池组件倾斜角设计与测量能从实际工程电池组件倾斜角角度出发，设计电池组件最佳倾斜角，并测试分析能从实际工程中电池组件最佳倾斜角设计；能验证电池组件最佳倾斜角下的电池发电量最大；分析能力双轴跟踪单轴跟踪最佳倾斜角13152铅酸蓄电池认识能分析不同类型蓄电池特性；能从蓄电池型号选择蓄电池；能正确使用蓄电池；学习方法了解铅酸蓄电池种类和功

18、能。掌握铅酸蓄电池的工作原理。掌握铅酸蓄电池的主要技术参数。铅酸蓄电池型号识别14161其他蓄电池认识能正确使用碱性蓄电池、锂离子蓄电池、镍氢蓄电池；能分析上述蓄电池特性；学习方法碱性蓄电池、锂离子蓄电池、镍氢蓄电池15173蓄电池的选择及容量设计能太阳能用蓄电池类型的选择；能对蓄电池容量进行计算；分析能力碱性蓄电池密封型铅酸蓄电池确定蓄电池容量的主要因素光伏电站蓄电池容量的计算方法16*182超级电容器应用能分析超级电容器特性；能计算超级电容器容量；能在光伏发电系统应用超级电容器；阅读、分析超级电容器、电子线路分析16192认识光伏控制器能正确使用常用离网光伏控制器；能分析光伏控制器功能；能

19、分析光伏控制器一般结构；阅读、逻辑思维光伏控制器功能光伏控制器性能特点中功率光伏控制器光伏控制器的主要技术参数17203光伏控制器分类及控制原理能针对特定环境选择合适的控制器种类；能分析各类控制器功能和特点；分析能力光伏控制器结构特点1721蓄电池电压检测控制电路制作分析蓄电池充放电控制电路原理；分析蓄电池电压检测工作原理；完成电路制作与参数测试；分析能力电子技术1822铅酸蓄电池充放电控制电路制作能分析一般光伏方阵容量设计方法；能分析光伏方阵最大太阳资源获取方法；能分析不同自动跟踪光伏方阵的太阳资源获取；分析能力电子技术1823太阳能草坪灯电路制作能分析太阳能草坪灯电路制作功能；能完成太阳能

20、草坪灯控制电路设计；能完成电路制作与参数测试（设计测量点，验证电路功能）；分析能力电子技术19242光伏升降压电路制作能分析BUCK电路及制作；能分析BOOST电路及制作；分析能力BUCK电路BOOST电路20253典型控制器的使用能选择合适的离网典型控制器；能正确连接和使用控制器；能正确维护和检测控制器； 阅读、分析能力控制器功能、电工基础20262光伏电池最大功率点跟踪方法能分析光伏控制器实现最大功率的原理；能分析定电压跟踪技术原理；能分析不同最大功率实现方法特点；分析能力最大功率技术21272光伏逆变器认识能认识逆变器功能；能使用正确使用离网、并网逆变器；阅读、分析能力离网逆变器的主要特

21、点并网型逆变器主要性能特点光伏逆变器的主要技术参数21282逆变器电路实现能分析逆变器工作原理；能制作简单低功率逆变电路；电子技术、电工基础2229并网逆变器结构分析能分析并网逆变器的结构；能正确使用并网逆变器；阅读、分析能力并网逆变器单独运行的检测与防止孤岛效应；单相并网逆变器电路原理；三相并网逆变器电路原理22302小功率逆变器制作能认识逆变器参数；能配置逆变器；能进行逆变器的串并联；阅读、分析能力逆变器工作原理、电子技术、电工基础24312离网光伏发电系统配置与装置能进行典型光伏发电系统的集成；能工具配置要求，组装简单光伏发电系统系统； 分析能力太阳能资源、组件容量计算、蓄电池容量计算方

22、法24326离网光伏发电系统容量设计能进行光伏组件、方阵容量设计；能进行蓄电池容量设计；能进行以峰值日照时数、年辐射量、多路负载等参数计算光伏系统容量；能分析光伏发电功率与带负载关系；分析能力蓄电池、组件容量设计25332配电侧并网光伏电站认识能区分BIPV及PAPV系统；能分析BIPV系统结构；掌握光伏发电系统配置的整体要求；掌握光伏发电系统设备、部件的选配和选型；掌握太阳能光伏组件支架设计；分析能力BIPV及PAPV系统结构特点26342配电侧并网光伏发电系统设计能分析与设计BIPV容量；能对BIPV电池组件进行测量；能使用BIPV电池组件；阅读、分析能力BIPV电池组件使用及测量2735

23、4其他电气设备的结构设计能正确使用汇流箱；能正确使用直流配电柜；能正确选择和使用交流配电柜；能正确选择和使用防雷设备；阅读、分析能力电子技术、电工基础2836光伏发电供配电系统设计掌握光伏发电系统中直流接线箱、交流配电柜、防雷接地等部件的设计阅读、分析能力直流接线箱、交流配电柜、防雷接地29372RETScreen认识能进行RETScreen对可行性分析；能正确下载和安装软件；能正确完成基本条件设置；学习能力光伏发电系统集成30386RETScreen的使用能使用RETScreen软件进行光伏电站可行性分析；能完成财务、气象、排放量等报表的生成；解决问题策略光伏发电系统集成31*393金太阳能工程项目申报能分析金太阳能工程项目申报文件，进行项目申报准备；能制作项目申报书；能完成项目申报；制定工作计划金太阳能工程项目申报流程和前期工作准备32*403光伏建筑一体化项目申报能分析光伏建筑一体化申报文件，进行项目申报准备；能制作项目申报书；能完成项目申报。制定工作计划光伏建筑一体化项目申报流程和前期工作准备335. 第一堂课设计梗概第一步：太