光伏电站设备调试与维护实训

1、1 光伏电站设备调试与维护实训课程标准实训课程编码课程类型实训学时合计 32 学时，其中理论：12 学时，实践： 20 学时适用专业新能源应用技术前导课程硅材料生产技术 、 太阳能电池生产工艺1. 课程概述光伏电站设备调试与维护实训是本专业重要专业课之一，与硅材料生产技术、 太阳能电池生产工艺一起组成本专业核心课程体系，也是太阳能光伏产品完整产业链上、中、下游产业核心课程，是太阳能电池应用的核心课程，学生学习后，能独立设计与施工一个小型太阳能发电系统，对其系统中各组成部分有原理作用充分掌握，能对各组成部分进行测试，对太阳能发电系统的参数了解透彻，进而可以对风光互补系统进行创新调试与安装。1.1

2、 课程的性质光伏电站设备调试与维护实训是本专业的一门重要的专业综合实践核心课，光伏电站设备调试与维护实训是我院新能源应用技术专业核心课，是太阳能光伏产业链中下游核心产业应用课程，是实现绿色发展重要支柱产业之一，是实践性与理论性较强的一门课程。1.2 课程设计理念根据新能源应用技术专业学生所必须具备的综合职业能力，按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以具体的光伏实训设备为载体，以完整的工作过程为行动体系”的总体设计要求，以培养具有良好的职业素养，并具有较强的职业综合能力和可持续发展能力，具备光伏应用技术的基础知识，掌握光伏电池生产技术、光伏发电系统集成的能力，能适应光伏行业的生产运行、技术服务

3、、产品检测与生产管理等一线需要的高素质技能型专门人才。紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的紧密性,与企业专家、技术工人共同设计开发了本课程的各个学习情境。对照工艺文件要求，归纳总结了4 个学习情境，采用理实一体化，同时突出了实践性教学。（ 1）以大企业，大项目为背景，实施订单式培养“双元制”校企合作育人之路本专业依靠光伏电站为背景，密切与企业的联系，即由企业和学校共同担负培养人才的任务，按照企业对人才的要求组织教学、设置课程和岗位培训。课程的实训基地在学校也在企业，如校内实训室就是企业的车间、检测机构，企业的车间就是我们的教室。（ 2）以岗位实际需求及工作任务为

4、导向，工学交替，校企共建育人环境在“双元制”教学中，本课程设置由校企双方共同确定，学生分别在企业和学校接受教育。一部分课程在企业中进行，如生产岗位、培训中心、跨企业培训中心；另一部分课程在学校进行。在不同的教学地点，教学形式与内容就有所不同。（ 3）以实际工作岗位为学习情境，以企业及行业职业资格证书为考核依据，企业学习即实习，实现毕业即就业学生在校期间，通过工学交替的学习形式，以企业实际工作岗位为学习情境进行实操，将理论2 与实践紧密结合，并获得相应企业及行业认证的岗位上岗资格证书。“双元制”教育以极强的针对性和实用性，缩短了企业用人与学校育人之间的距离。（ 4）注重学生的可持续发展及创新能力

5、的培养“双元制”职业教育以极强的针对性和实用性，缩短了企业用人与学校育人之间的距离。本课程的开设期间，每学期聘请国内企业或行业专家给学生讲座一次，以拓展学生的专业视野；课程结束后，让学生从需求到设计、施工、材料的选配、监测进行综合性实践，教师或企业总工为总负责人，学生实现从学员到员工的角色转换，提升学生的岗位意识及创新能力。图 1 课程设计理念1.3 课程开发思路（1）本课程设计思路光伏电站设备调试与维护实训对应的核心工作岗位是光伏发电系统的设计与安装，岗位典型工作任务包括太阳能电池方阵的组合、光伏发电系统的设计、光伏发电系统的安装、光伏发电系统的维护。学生进校对光伏发电比较陌生，总体课程设计

6、的思路是：上本课程之前让学生先到英利1mw 电站参观见习后，要求学生设计、安装一离网电站任务，学生根据任务，回校进行电站建设的理论学习，从太阳能电池方阵的组合蓄电池的选型控制器的选型逆变器的选型其他设备的选型等，每个环节都是一个基于工作过程的系统化课程“学习情境”，每个情境的学习均采用“工学交替”形式完成。形成与职业岗位能力培养直接对接的课程。（2）理论教学与实践教学紧密结合教学内容设计上打破以往理论教学与实践脱节的局面，以见习、综合项目将理论知识渗透到每一个实训情境中，培养学生职业技能的同时掌握必需的理论知识；要求所有的实训项目源于企业，又高于企业，结合学校设备优势、设计理念优势，增添一些企

7、业无法实施而在实际工作中又非常重企业企业岗位群需求及实际工作任务为导基于企业及行业职业资格证书为依据以实际工作岗位为学习情境注意学生的可持续发展及创新的培养学校“双元制”课程设计理念3 要的、带有普遍性的内容，提高实训教学的技术含量，为学生多方面和未来的发展打下基础。（3）以整体项目带动教学学习内容不再按传统的章、节进行，而是先给予项目，再按工作过程编排学习情境的学习任务，学生经过课程的各个实训环节，熟悉实际工作岗位的各个工作过程，逐步由简单到复杂，由单一到综合，提高综合能力。（4）教学模式采用“工学交替”课程在实训项目实施时，充分利用理实一体教室和校内外实训基地优势，学生作为企业准员工，一边

8、学习一边工作，每个项目的实训完全按实际工作环节完整训练，了解工作流程的同时，对学习内容也加深认识，工作过程中遇到的问题也得以及时解决，培养了学生的职业核心能力和岗位核心能力。（5）以“双元制”为中心，创新教学模式采用“工学交替”的教学模式，以企业为中心，设置教学内容，学生学习每一个情境，都要到企业进行实践，学习完整个项目，又必须回到企业进行顶岗综合训练，打破传统三年六学期的时间安排，而改变为，完成课程教学、项目训练及企业实训后再安排休息。完成订单式培养“双元制”模式下的企业与学校培养时间比。本专业本课程的实训基地在学校也在企业，如校内硅材料太阳能电池检测实验室就是企业的车间、检测机构，企业的车

9、间就是我们的教室。2.课程目标本课程的培养目标是培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、美、体全面发展的，具有创新精神和较强实践能力，掌握本专业必须的专业能力、方法能力、社会能力，能够从事小型光伏电站安装、调试与维护；光伏类产品的营销与售后服务等方面工作的相关人才。其总体目标是通过由简到难、逐次深入有层次的循序渐进的学习过程，让学生克服对电视机实践课程知识的枯燥、相关概念难理解和畏惧感，从而激发学生的求知欲，以此来培养学生敢于克服困难、终生探索的兴趣。在具体的教学活动中，指导教师要引导学生在应用维修与组装的过程中去实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等不同层面职业素养的综合提升和协调发

10、展。让学生在学校就具备一定的职业素养，为毕业后尽快的融入社会提供有力的帮助。21 知识目标光伏电站设备调试与维护实训课程应需培养的学生职业技能有：1. 太阳高度角、方位角确定2. 直接辐射、间接辐射确定3. 太阳能电池、组件工艺与检测4. 光伏系统电池组件、蓄电池设计5. 太阳能最佳倾角的确定6. 太阳能电站支架选择与确定、基础设施的施工与要求7. pv-sys pv-sol 软件的运用与设计8. 汇流箱的选择与施工9. 充放电控制器、逆变器原理、技术与选择10. 最大功率跟踪原理与设计11. 遥控与监测的使用12. 光伏电站的维护与效益4 13. 光伏离网与并网原理14. 光伏电站建设各环节

11、建设标准22 职业目标1. 能通过分组完成项目制作任务，培养学生团队协作精神，树立诚信意识，锻炼学生沟通交际、自我学习的能力；2. 通过电路布线、焊接等过程，培养学生的敬业、爱业的精神及学生的审美素质；3. 通过撰写项目设计报告、提高学生的写作表达能力，有利于创新意识及创新能力的培养；4. 通过学生制作培养学生发现问题解决问题的能力。23 技能目标1. 勘察现场的技能；2. 模拟现场使用光伏软件进行组件设计能力；3. 太阳电池组件选取、施工与测试能力；4. 蓄电池的选取连接到测试能力；5. 汇流箱、控制器选型与施工能力；6. 逆变器的选型与施工能力；7. 监控软件的使用与太阳电站日常的维护能力

12、；8. 其他外围设备的选型与施工。3. 课程内容标准根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求，确定课程内容和要求，说明学生应获得的知识、技能与态度。表 1 课程内容与要求学习情境工作任务知识要求职业要求技能要求1. 光伏基础知识 （基础能力）1.1太阳与地球基本知识1.2 太阳常数与光谱1.3太阳高度角、方位角确定1.4太阳辐射理论与测算1.5光伏电站软件的使用1.6蓄电池的储能原理与维护1. 太阳与地球的位置关系2. 地球绕太阳的运行规律3. 太阳常数4. 太阳光谱5. 太阳高度角6. 方位角7. 日照时间8. 蓄电池基本构造原理及蓄电池储能原理，1. 太阳强度的测算太阳强度的测算2. 太阳辐射

13、的测算太阳辐射的测算3. 地面太阳辐射的工程计算地面太阳辐射的工程计算4. pv sol软件使用5. pv syst软件使用6. 熟悉蓄电池的日常维护2. 离并2.1太阳能电池生产与工艺2.2太阳能组件生产与工艺2.3太阳电池组件性能检测1. 太阳能电池片生产工艺过程2. 太阳能电池组件生产工艺过程3. 太阳能电池电气特性1. 太阳能电池检测2. 使用峰值小时数的方法估算3. 太阳电池组件的输出功率4. 使用峰值小时数的方法5 网 各 组成 部 分原 理 与选型（应用能力）2.4离网电池组件设计与选型2.5并网电池组件设计与选型2.6离网蓄电池设计与选型2.7混合网蓄电池设计与选型2.8并网控

14、制器原理与选型2.9离网控制器原理与选型4. 离网光伏系统的结构5. 离网光伏系统的应用领域6. 并网光伏系统的结构7. 并网光伏系统的应用领域8. 离网蓄电池系统的结构9. 离网蓄电池系统的应用领域10.并网控制器原理11.离网控制器原理估算太阳电池组件的输出功率5. 利用负载功率测算蓄电池的串并个数6.并网控制器原理的连接与设置、选型7.离网控制器原理的连接与设置、选型3. 离 并网 综 合电 站 建设 （综合应用）3.1直流型太阳能电站的综合应用3.2离网型小型太阳能电站的综合应用3.3并网型小型太阳能电站的综合应用3.4电站支架、地基、汇流、导线等等1. 直流型太阳能电站的综合设计2.

15、 离网型小型太阳能电站的综合设计3. 并网型小型太阳能电站的综合设计1. 直流型太阳能电站的综合施工2. 离网型小型太阳能电站的施工3. 并网型小型太阳能电站的施工4. 支架的应用与施工5. 地基设计与施工6. 汇流箱、 逆变柜导线的选择与施工等4. 风 光互 补 系统 的 调试 与 应用 （设计与创新）4.1风光互补系统的调试与应用4.2大型电站的设计与施工4.3最大功率跟踪算法与研究4.4最大倾角调试与研究1. 风光互补路灯的设计2. 大型电站的设计3. 光伏建筑一体化系统设计4. 能源效益计算5.mppt 最大功率跟踪原理与算法编程6. 离网型电站最大倾角的原理与计算及调试1. 风光互补

16、路灯的施工2. 大型电站的施工3. 光伏建筑一体化系统施工4. 离网型电站最大倾角的调试4. 课程实施标准4.1 课程的重点、难点本课程重点、难点较多，主要有知识方面的重难点，还有实践方面的重难点。在知识方面的主要有：氢聚变、 天顶、 天极、 经度纬度知识、 地球绕太阳规地球绕太阳规律等；太阳常数和太阳光谱基础太阳常数和太阳光谱基础；太阳辐射的测算太阳高度角、方位角的确定、了解太阳、地球及他们之间的关系；掌握太阳高度角和太阳常数的定义；太阳强度的测算、掌握太阳强度的计算方法；太阳辐射的测算、掌握太阳高度角的测量与计算方法；这些基础知识的难点主6 要通过学习情境1 来学习掌握。在实践方面的主要有

17、：熟练使用2 种西欧国家主要光伏软件pv-solpv-syst ；掌握太阳能电池特性与检测方法；学会根据要求算并网型组件串并联数及型号选择并安装；掌握并网控制器的充放电控制原理，对其参数进行设置对其参数进行设置，掌握控制器选型标准；直流型太阳能电站的综合设计与施工；离网型小型太阳能电站的综合设计与施工；支架的应用与施工、地基设计与地基设计与施工、汇流箱，逆变柜导线的选择与施工；大型电站的设计与施工，光伏建筑一体化系统设计与施工等，这些实践方面的重难点主要是通过学习情境2、学习情境3 和学习情境4 来学习。4.2 实训方法和实训手段1. 实训方法根据基于行动为导向的岗位技能训练的要求，本门课程主

18、要采取任务驱动、项目为导向、课堂与实践一体化的教学模式。根据学习情境和教学对象，采用讨论启发、提问启发、案例启发等启发式引导学生学习。这样让学生从故障实践中发现问题，提出解决问题的方法，从而获得实际的应用能力。在操作中采取任务驱动、工作过程为导向、课堂与实践一体化的教学模式实施教学a、采用讨论启发、提问启发、案例启发等启发式引导学生学习；b、分组制作（确定小组负责人）；c、教学实施步骤如下图图 2 教学实施图把除基础模块外的理论教学、实训教学融入学习情境中，每一个学习情境都采用学校与英利“工学交替”的“双元制”模式下进行。2. 实训手段a、以具体的实际项目作为学生学习的载体，边做边学，做学统一

19、，学生在完成实际项目的同时，学生通过自己或教师传授获得相应理论知识的学习，进一步提升操作技能，变学生为学习的主体，教师处于引导的角色；b、通过 pv-sol 仿真软件对电路进行仿真，从而更深入的了解电路的工作过程，以及每个元器件在电路中的作用的，这样将理论渗透到实际的项目中，让学生在做中学，学中做，既解决了枯燥设计创新综合模块应用模块理论学习技能学习学校企业7 无味的理论讲解又有效带动学生的学习兴趣，引导学生主动学习、乐于探究，提高了项目完成的质量，同时培养了学生的自学能力、发现问题、解决问题的能力及协作互动能力。c、角色扮演和角色体验，在模仿实际工作过程的实训制作中，学生在各岗位承担相应的职

20、责，做真实的角色体验。d、教学做结合，课堂、实习地点一体化，企业与学校一体化教学，学生到企业体验真实环境，有利于拓宽知识视野，同时实现就业于毕业的零过渡。；e、采用优质教学视频，在课程的不同章节和阶段，通过放映相关优质教学视频，将真实的模块操作过程播放给学生看，使教学变得直观、生动、极大地提高了学生的专业兴趣和学习积极性。f、实物模板：在课程的多个环节，精心制作实物模板，使学生获得感性认识。4.3 教学内容表 2 教学内容学习情景工作任务知识要求技能要求学时安排1. 光伏基础知识（基础能力）1.1 太阳与地球基本知识1.2 太阳常数与光谱1.3太 阳 高 度角、方位角确定1.4 太阳辐射理论与

21、测算1.5 光伏电站软件的使用1.6 蓄电池的储能原理与维护1. 太阳与地球的位置关系2. 地球绕太阳的运行规律3. 太阳常数4. 太阳光谱5. 太阳高度角6. 方位角7. 日照时间8. 蓄电池基本构造原理及蓄电池储能原理，1. 太阳强度的测算太阳强度的测算2. 太阳辐射的测算太阳辐射的测算3. 地面太阳辐射的工程计算地面太阳辐射的工程计算4. pv sol软件使用5. pv syst软件使用6. 熟悉蓄电池的日常维护6 2. 离并网各 组 成 部分 原 理 与选型（应用能力）2.1 太阳能电池生产与工艺2.2 太阳能组件生产与工艺2.3 太阳电池组件性能检测2.4 离网电池组件设计与选型2.

22、5 并网电池组件设计与选型2.6 离网蓄电池设计与选型2.7 混合网蓄电池设计与选型2.8 并网控制器原理与选型2.9 离网控制器原理与选型1. 太阳能电池片生产工艺过程2. 太阳能电池组件生产工艺过程3. 太阳能电池电气特性4. 离网光伏系统的结构5. 离网光伏系统的应用领域6. 并网光伏系统的结构7. 并网光伏系统的应用领域8. 离网蓄电池系统的结构9. 离网蓄电池系统的应用领域10.并网控制器原理11.离网控制器原理1. 太阳能电池检测2. 使用峰值小时数的方法估算3. 太阳电池组件的输出功率4. 使用峰值小时数的方法估算太阳电池组件的输出功率5. 利用负载功率测算蓄电池的串并个数6.并

23、网控制器原理的连接与设置、选型7.离网控制器原理的连接与设置、选型12 8 3. 离 并 网综 合 电 站建设（综合应用）3.1 直流型太阳能 电 站 的 综 合应用3.2 离网型小型太 阳 能 电 站 的综合应用3.3 并网型小型太阳能电站的综合应用3.4 电站支架、地基、 汇流、 导线等等1. 直流型太阳能电站的综合设计2. 离网型小型太阳能电站的综合设计3. 并网型小型太阳能电站的综合设计1. 直流型太阳能电站的综合施工2. 离网型小型太阳能电站的施工3. 并网型小型太阳能电站的施工4. 支架的应用与施工5. 地基设计与施工6. 汇流箱、逆变柜导线的选择与施工等6 4. 风 光 互补 系

24、 统 的调 试 与 应用 （设计与创新）4.1 风光互补系统 的 调 试 与 应用4.2 大型电站的设计与施工4.3 最大功率跟踪算法与研究4.4 最大倾角调试与研究1. 风光互补路灯的设计2. 大型电站的设计3. 光伏建筑一体化系统设计4. 能源效益计算5.mppt 最大功率跟踪原理与算法编程6. 离网型电站最大倾角的原理与计算及调试1. 风光互补路灯的施工2. 大型电站的施工3. 光伏建筑一体化系统施工4. 离网型电站最大倾角的调试8 机动2 合计32 5 课程考核标准5.1 考核内容及标准对课程内容进行科学排序，共构建4 个学习情境，每个学习情境又是一道工序，学生通过实际操作，通过老师的

25、指导，将理论融入实际工序中，专业技能得到加强，培养他们的专业能力、解决问题能力和社会能力。同时重视工作过程的考核，考核由学校与企业共同进行，该体系应包含以下几个方面：本课程为考试课程，根据本课程实践性强及学生的特点，课程考核分为过程考核及期末面试两种方式构成，过程考核又有校内教师考核与校外实训教师考核，各占50%：（ 1）过程考核占70%（现场考核） ，过程考核是本门课程的主要考核方法，以学习情况考核，前 3 个学习情境各24 分，最后一个学习情境28 分。主要考核学生在情境项目学习过程中: 到课率、动手情况：30%；讨论、合作情况：20% 学习态度、课程表现10% 项目完成情况：10% 项目创新与报告：10% （ 2）期末理论卷面考试20%，期末面试考核10%，面试范围为整个模拟电子理论与实践内容，主要考核知识的灵活运用与掌握；9 图 3 课程考与评价方案5.2 考核结果说明1.“优秀”标准：90-100 分2.“良好”标准：75-89 分3.“及格”标准：60-74 分4.“不及格”标准：60 分以下6 实训条件6.1 实训环境表 3 实训