太陽(yáng)能光伏發(fā)電試題及答案

1、、選擇題1. 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，_A 指在電網(wǎng)失電情況下，發(fā)電設(shè)備仍作為孤立電源對(duì)負(fù)載供電這一現(xiàn)象。A. 孤島效應(yīng) B.光伏效應(yīng) C. 充電效應(yīng)D.霍爾效應(yīng)2. 某單片太陽(yáng)電池測(cè)得其填充因子為 77.3% ，其開(kāi)路電壓為 0.62V ，短路電流為 5.24A, 其測(cè)試輸入功率為 15.625W ，則此太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率為_(kāi)A_。A. 16.07% B. 15.31% C. 16.92% D. 14.83%3. 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽(yáng)電池組件表面被污物遮蓋，會(huì)影響整個(gè)太陽(yáng)電池方陣所發(fā)出的電力，從 而產(chǎn)生 _D_。A.霍爾效應(yīng) B.孤島效應(yīng)C. 充電效應(yīng)D.熱斑效應(yīng)4. 下列表征太陽(yáng)電

2、池的參數(shù)中，哪個(gè)不屬于太陽(yáng)電池電學(xué)性能的主要參數(shù)A ?開(kāi)路電壓B.短路電流C.填充因子D. 摻雜濃度5. 蓄電池的容量就是蓄電池的蓄電能力， 標(biāo)志符號(hào)為 C, 通常用以下哪個(gè)單位來(lái)表征蓄電池容量A . 安培B.伏特C.瓦特D. 安時(shí)6. 蓄電池使用過(guò)程中，蓄電池放出的容量占其額定容量的百分比稱為_(kāi)DA?自放電率 B.使用壽命C. 放電速率D. 放電深度7.太陽(yáng)電池是利用半導(dǎo)體 _C的半導(dǎo)體器件C。.光生伏打效應(yīng)D.熱斑效應(yīng)8. A . 光熱效應(yīng)B.熱電效應(yīng) 表征最大輸出功率與太陽(yáng)電池短路電流和開(kāi)路電壓乘積比值的是在衡量太陽(yáng)電池輸出特性參數(shù)中， B。C.光譜響應(yīng)9. 太陽(yáng)電池單體是用于光電轉(zhuǎn)換的

3、最小單元，其工作電壓約為A. 400? 500 B.100200 C . 200300二、填空題1. 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中， 沒(méi)有與公用電網(wǎng)相連接的光伏系統(tǒng)稱為D.方塊電阻2 _A_mV ，工作電流為 20? 25mA/cm 。 D.800900離網(wǎng)（或獨(dú)立）太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng) ;與公共電網(wǎng)相連接的光伏系統(tǒng)稱為 并網(wǎng)（或聯(lián)網(wǎng)） 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。2. 根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)使用的要求，可將蓄電池串并聯(lián)成蓄電池組，蓄電池組主要有三種運(yùn)行方式，分別為 循環(huán)充放電制、定期浮充制、 連續(xù)浮充制 。3. 太陽(yáng)能光伏控制器主要由開(kāi)關(guān)功率器件、 控制電路和其他基本電子元件組成。4. 太陽(yáng)電池的測(cè)量必須在標(biāo)準(zhǔn)條件

4、（STC）下 歐洲委員會(huì)”定義的 101 號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，其條件是光譜輻照度為_(kāi) 1000 _W/m2 、光譜為 _ AM_1.5 _、電池溫度為 25 C。5. 硅基太陽(yáng)電池有單晶硅太陽(yáng)電池、多晶硅太陽(yáng)電池以及非晶硅太陽(yáng)電池等。通常情況其光電轉(zhuǎn)換效率最 高的是單晶硅太陽(yáng)電池，光電轉(zhuǎn)換效率最低的是 _ 非晶硅太陽(yáng)電池。6. 太陽(yáng)能利用的基本方式可以分為四大類，分別為光熱效應(yīng) /發(fā)電_、光電效應(yīng) /光伏發(fā)電 _、光化學(xué)利用以及光生物利用。7. 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)絕緣電阻的測(cè)量包括 太陽(yáng)電池方陣的絕緣電阻測(cè)量、功率調(diào)節(jié)器絕緣電阻測(cè)量 以及接地電阻的測(cè)量。8.9.后，負(fù)載中便有電流流過(guò)，該電流稱為太陽(yáng)電池的

5、10 光熱發(fā)電中用于跟蹤聚集太陽(yáng)光線的設(shè)備稱為定日鏡蓄電池放電時(shí)輸出的電量與充電時(shí)輸入的電量之比成為 容量輸出效率 。在太陽(yáng)電池外電路接上負(fù)載一工作電流 一 _。三、簡(jiǎn)答題第一次作業(yè)1. 簡(jiǎn)述太陽(yáng)能電池的工作原理。答：太陽(yáng)能電池工作原理的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體 PN 結(jié)的光生伏特效應(yīng)。當(dāng)太陽(yáng)光或其他光照射半導(dǎo)體的 PN 結(jié) 時(shí)，形成新的空穴 -電子對(duì)，在 PN 結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由 n區(qū)流向 p 區(qū)，電子由 P 區(qū)流向 N 區(qū)，結(jié)果便 在 PN 結(jié)兩 側(cè)形成了正負(fù)電荷的積累， 在 N 區(qū)和 P 區(qū)之間的薄層就產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。 將半導(dǎo)體做成太陽(yáng)能電池并 外接負(fù)載后，光電 流從 P 區(qū)經(jīng)負(fù)載流至 N 區(qū)，負(fù)載

6、即得到功率輸出，太陽(yáng)能便變成了電能。2. 說(shuō)明光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成及各個(gè)部分的作用。 答：光伏發(fā)電系統(tǒng)通常由太陽(yáng)能電池組件（太陽(yáng)能電池板或光伏組件）、蓄電池組、控制器、逆變器等幾 部分構(gòu)成。太陽(yáng)能電池組件也叫太陽(yáng)能電池板， 是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分， 是能量轉(zhuǎn)換的器件， 其作用是將 光能轉(zhuǎn) 換成電能。蓄電池的作用是貯存太陽(yáng)能電池方陣受光照時(shí)發(fā)出的電能并可隨時(shí)向負(fù)載供電。 控制器的作用是使太陽(yáng)能電池和 蓄電池高效、安全、可靠地。工作，以獲得最高效率并延長(zhǎng)蓄電池的使 用壽命，能自動(dòng)防止蓄電池過(guò)充電和過(guò)放電。逆變器的作用是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備。3. 光伏發(fā)電系統(tǒng)的一般分類如何？各種類型光伏發(fā)

7、電系統(tǒng)的工作原理如何？（獨(dú)立系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)） 答：分類：光伏發(fā)電系統(tǒng)分為獨(dú)立系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)。工作原理： 1 ）獨(dú)立光伏發(fā)電也叫離網(wǎng)光伏發(fā)電。主要由太陽(yáng)能電池組件、控制器、蓄電池組成， 若要為交 流負(fù)載供電，還需要配置交流逆變器，其工作原理: 白天在太陽(yáng)光的照射下，太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)生的直流電流通過(guò)控制器一部分傳送到逆變器轉(zhuǎn)化為交流電，一部分對(duì)蓄電池進(jìn)行充電； 當(dāng)陽(yáng)光不足時(shí)， 蓄電池通過(guò)直流控制系統(tǒng)向逆變器送電，經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)化為交流電供交流負(fù)載使用。2 ）并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)是將光伏陣列產(chǎn)生的直流電經(jīng)過(guò)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合公共電網(wǎng)要求的 交流電之后直 接接入公共電網(wǎng)。當(dāng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能

8、充裕時(shí)，可將剩余的電能送入公共電網(wǎng)； 當(dāng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)提 供的電力不足時(shí)， 由電網(wǎng)向負(fù)載供電。 由于向電網(wǎng)供電時(shí)與電網(wǎng)供電方向相反， 所 以稱為有逆流光伏發(fā)電系統(tǒng)。 當(dāng) 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)即使發(fā)電充裕時(shí)， 也不向公共電網(wǎng)供電， 但當(dāng)太陽(yáng)能光 伏發(fā)電系統(tǒng)供電不足時(shí)，則由公共電網(wǎng)供 電。第二次作業(yè)1. 簡(jiǎn)述光伏發(fā)電站的組成及原理。 答：組成：光伏陣列、防雷匯流箱、直流防雷配電柜、并網(wǎng)逆變器、交流配電柜光伏陣列的作用：將光能轉(zhuǎn)換成電能。 防雷匯流箱的作用：減少了太陽(yáng)能光伏陣列與逆變器之間的連線，方便 維護(hù)，提高可靠性。 并網(wǎng)逆變器的作用：將電能轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)同頻、同相的正弦波電流，饋入公共電網(wǎng)。

9、交流配 電柜的作用：將逆變器輸出的交流電接入后，經(jīng)過(guò)斷路器接入電網(wǎng)，保證系統(tǒng)的正常供電，同 時(shí)還能對(duì)線路電能 的計(jì)量。直流防雷配電柜的作用：將直流匯流箱輸出的直流電流進(jìn)行匯流，再接到逆變器。2. 光伏組件的安裝方式如何？各有什么特點(diǎn)？（固定式、跟蹤式） 答：分為固定式和跟蹤式。特點(diǎn)： 1 ）固定式指的是陣列朝向固定不變，不隨太陽(yáng)位置變化而變化，這種安裝方式簡(jiǎn)單快捷，光 伏支架部 分的成本較低， 但由于光伏組件固定不動(dòng)， 不能隨陽(yáng)光的移動(dòng)而移動(dòng)， 無(wú)法保證獲取到最大的陽(yáng)光 輻射，所以發(fā)電 量相對(duì)偏低，優(yōu)點(diǎn)是抗風(fēng)能力強(qiáng)，安裝方式簡(jiǎn)易，工作可靠，造價(jià)低。2）跟蹤式光伏陣列通過(guò)相應(yīng)的機(jī)電或液壓裝置使光

10、伏陣列隨著太陽(yáng)的高度和方位角的變化而移動(dòng)，使得在接近全日照過(guò)程中太陽(yáng)光線都與光伏陣列垂直， 由此提高太陽(yáng)能光伏陣列的發(fā)電能力， 與固定式相比， 在相同日照條件 下，光伏陣列效率提高達(dá) 20? 30% 。單軸跟蹤式只能圍繞一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，光伏陣列只能 跟蹤太陽(yáng)運(yùn)行的方位角或者高度角兩者之一的變化， 雙軸跟蹤式可沿兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)， 能同時(shí)跟蹤太陽(yáng)能的 方位角與 高度角的變化，但也存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)相對(duì)較高、維護(hù)成本高等問(wèn)題。3. 蓄電池充電過(guò)程如何？如何實(shí)現(xiàn)蓄電池充電中各階段的自動(dòng)轉(zhuǎn)換？如何判斷充電程度？如何實(shí)現(xiàn)充停控制？ 答：充電過(guò)程一般分為主充、均充和浮充。主充、均充、浮充各階段的自動(dòng)轉(zhuǎn)換方法

11、有：（1 ）時(shí)間控制，即預(yù)先設(shè)定各階段充電時(shí)間，由時(shí)間繼電器或CPU 控制轉(zhuǎn)換時(shí)刻。（2）設(shè)定轉(zhuǎn)換點(diǎn)的充電電流或蓄電池端電壓值，當(dāng)實(shí)際電流或電壓值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。（3 ）采用積分電路在線監(jiān)測(cè)蓄電池的容量，當(dāng)容量達(dá)到一定值時(shí)，則發(fā)出信號(hào)改變充電電流的大小。 判斷充電程度的主要方法有：（ 1 ）觀察蓄電池去極化后的端電壓變化。（ 2） 檢測(cè)蓄電池的實(shí)際容量值，并與其額定容量值進(jìn)行比較，即可判斷其充電程度。（ 3） 檢測(cè)蓄電池端電壓判斷。主要的停充控制方法有：（ 1）定時(shí)控制。（2 ）電池溫度控制。（3）電池端電壓負(fù)增量控制。第三次作業(yè)1. 光伏發(fā)電系統(tǒng)中為何要使用最大功率點(diǎn)跟蹤算法？

12、答：光伏模塊可以工作在不同的輸出電壓，并對(duì)應(yīng)輸出不同的功率。但對(duì)應(yīng)于整個(gè)輸出電壓區(qū)間，模塊只 有工作在某一輸出電壓時(shí)，其輸出功率才能達(dá)到最大值，由于光伏模塊的 P-U 輸出特性曲線隨著外部環(huán)境 的變化而變化，在不同的光照強(qiáng)度或溫度下， 光伏模塊最大功率點(diǎn)的位置將發(fā)生偏移， 使最大輸出功率以及 工作點(diǎn)電壓都發(fā)生改變， 根據(jù)電路理論，當(dāng)光伏電池的輸出阻抗和負(fù)載阻抗相等時(shí)， 光伏電池能輸出最大的 功率。由此可見(jiàn)，光伏電池的 MPPT 過(guò)程實(shí)際上就是使光伏電池輸出阻抗相匹配的過(guò)程，在實(shí)際應(yīng)用中， 光伏電池的輸出阻抗受環(huán)境因素的影響， 需要通過(guò)控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載阻抗的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)， 并使其跟蹤光伏電 池的輸

13、出阻抗，以實(shí)現(xiàn)光伏電池的 MPPT 控制。2. 請(qǐng)說(shuō)明電導(dǎo)增量法進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤的基本工作原理并繪制其算法流程圖。答：電導(dǎo)增量法師通過(guò)比較光伏陣列的瞬時(shí)導(dǎo)抗與導(dǎo)抗變化量的方法來(lái)完成最大功率點(diǎn)的跟蹤，由光伏陣列的輸出特性可知，其 P- 特性曲線是一條一階連續(xù)可導(dǎo)的單峰曲線，在最大功率點(diǎn)處，功率對(duì)電壓的導(dǎo)數(shù)為零，也就是說(shuō)，最大功率點(diǎn)的跟蹤實(shí)質(zhì)上就是尋找滿足的點(diǎn)。楡測(cè) U(k)J(k)l-IOq-I(k-l) ALMJ(kbU(k-lUltM-wf-AUUtcPUicfUUicf-Uicf-aCUwPUwfpU3. 請(qǐng)說(shuō)明下圖中描述的是何種現(xiàn)象，并說(shuō)明該現(xiàn)象的定義.鼻也霜<聲軼軍第四次作業(yè)答

14、：是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越現(xiàn)象。對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)是指當(dāng)光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落的時(shí)候 光伏電站能 夠保持并網(wǎng)，甚至向電網(wǎng)提供一定的無(wú)功功率支持電網(wǎng)恢復(fù)正常，從而“穿越”低電壓時(shí)間1. 如何進(jìn)行光伏陣列和蓄電池容量的設(shè)計(jì)答：在設(shè)計(jì)和計(jì)算太陽(yáng)能電池組件（光伏組件）或陣列時(shí)，一般有兩種方法。一種方法是用負(fù)載平均每 天所需要的 用電量（安時(shí)數(shù)或瓦時(shí)）為基本數(shù)據(jù)，以當(dāng)?shù)靥?yáng)能輻射資源參數(shù)，如峰值日照時(shí)數(shù)、年輻射總 量等數(shù)據(jù)為參照，計(jì)算 出太陽(yáng)能電池組件或方陣的功率， 根據(jù)計(jì)算結(jié)果選配或定制相應(yīng)制的光伏組件， 從而 得到電池組件的外形尺寸和安裝尺寸。另一種方法是選定尺寸符合要求的電池組件，根據(jù)該組件峰

15、值功率、 峰值工作電 流和日發(fā)電量等數(shù)據(jù)，計(jì)算中確定電池組件的串、并聯(lián)數(shù)及總功率。舉例略。蓄電池容量的設(shè)計(jì)：連續(xù)陰雨天數(shù)選50%的放電深度，（ 1） 將負(fù)載需要的用電量乘以根據(jù)實(shí)際情況確定的連續(xù)陰雨天數(shù)得到初步蓄電池容量 擇，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或需要在 3? 7天內(nèi)選取，重要負(fù)載在 7? 15 天內(nèi)。（ 2） 蓄電池容量除以蓄電池的允許最大放電深度。一般情況下淺循環(huán)型蓄電池選用 深循環(huán)型蓄電池選用 75% 的放電深度。3）綜合（ 1）2）得電池容量的基本公式為蓄電池容量負(fù)載日平均用電量 連續(xù)陰雨天數(shù)最大放電深度負(fù)載日平均用電量（ W h）系統(tǒng)工作電壓負(fù)載平均用電量2. 光伏發(fā)電系統(tǒng)易遭雷擊的主要部位有

16、哪些 ?答：獨(dú)立光伏電站主要由太陽(yáng)能電池方陣、控制器、逆變器、蓄電池組、交流配電柜和低壓架空輸出線 路組成。 獨(dú)立光伏電站易遭受雷擊的部位有兩處：太陽(yáng)能電池板和機(jī)房。3. 雷電防護(hù)設(shè)備有哪些，原理如何？答：接閃器位于防雷裝置的頂部， 其作用是利用其高出被保護(hù)物的突出地方把雷電引向自身， 承接直擊 雷放電。防雷器是一種能釋放過(guò)電壓能量、限制過(guò)電壓幅值的設(shè)備，也稱避雷器、過(guò)電壓保護(hù)器、浪涌保護(hù)器、 電涌保護(hù) 器。其工作原理是低壓時(shí)呈現(xiàn)高阻開(kāi)路狀態(tài)，高壓時(shí)呈低阻短路狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)，防雷器兩 端子間的電壓不超過(guò) 規(guī)定值，使電氣設(shè)備免受過(guò)電壓損壞；過(guò)電壓作用后，又能使系統(tǒng)迅速恢復(fù)正常狀態(tài)， 起到防

17、護(hù)雷電波侵入作用。一般 防雷器與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，安裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。 第五次作業(yè)1. 在我國(guó)西部某市需要在一條比較繁華的街區(qū)安裝太陽(yáng)能路燈，已知：該路燈主光源主光源每天需要連續(xù)工作 6 小時(shí)，輔光源每天需要連續(xù)工作 10 小時(shí)，陰雨天間隔最少 40W ，輔光源 15W,6 天，連續(xù) 3 個(gè)陰雨天也能夠正常工作， 蓄電池采用鉛酸蓄電池， 放電深度為 75% ，該市平均輻照量為 4.5kwh/ 怦，擬定溫度損 失因子 0.9,灰塵遮蔽因子 0.9, 蓄電池充放電效率0.85,請(qǐng)問(wèn)：該系統(tǒng)采用多少電壓系統(tǒng)？需要多少安時(shí)的蓄電池？需要多少瓦的太陽(yáng)能電池組件？答：由于主光源工作 6 小時(shí)，輔光源工

18、作 10 小時(shí)，計(jì)算可得系統(tǒng)負(fù)載每天耗電功率為：40X6+15 X 10=390Wh ;根據(jù)陰雨天最少間隔六天和系統(tǒng)需要持續(xù) 3 個(gè)陰雨天工作，可得系統(tǒng)太陽(yáng)能組件功率為： 390Wh 4.5 .9 .9 .85 M .5=188W ; 已知系統(tǒng)負(fù)載 每天用電量 390W，通過(guò)計(jì)算可得蓄電池容量： 390WK 3）.75=1560Wh ，假定系統(tǒng)電 壓為 24V, 則可得蓄電池 Ah 數(shù)為： 1560Wh 24V=65Ah ; 故此可得本系 統(tǒng)可選擇電壓為 24V，使用蓄電池容量為 2 塊 65Ah ，使用太陽(yáng)能電池組件規(guī)格為180W 至 190W 。2. 請(qǐng)說(shuō)明擾動(dòng)觀測(cè)法進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤的基本工作原理并繪制其算法流程圖。答：擾動(dòng)觀測(cè)法是最常用的一種光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤方法之一， 其基本原理是：擾動(dòng)光伏電池輸出電 壓，然后觀察其輸出功率的變化，根據(jù)輸出功率的變化趨勢(shì)決定下一次擾動(dòng)方向。如此反復(fù)，直到光伏電池 達(dá)到最大功