太陽能光伏發(fā)電試題及答案

1、一、選擇題1,太陽能光伏發(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.某單片太陽電池測得其填充因子為,其開路電壓為,短路電流為,其測試輸入功率為, 那么此太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率為A .A. %B.% C.%D.%會(huì)影響整個(gè)太陽電池方陣所發(fā)出的電力,從而3.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中,太陽電池組件外表被污物遮蓋,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,以下表征太陽電池的參數(shù)中,哪個(gè)不屬于太陽電池電學(xué)性能的主要參數(shù)_D_OA.開路電壓B,短路電流 C填充因子D,摻雜濃度_D_.5,蓄電池

2、的容量就是蓄電池的蓄電水平,標(biāo)志符號為 C,通常用以下哪個(gè)單位來表征蓄電池容量A.安培B伏特C瓦/I D安時(shí)6,蓄電池使用過程中,蓄電池放出的容量占其額定容量的百分比稱為_D_OA.自放電率 B,使用壽命C.放電速率 D,放電深度7,太陽電池是利用半導(dǎo)體_匚_的半導(dǎo)體器件.A.光熱效應(yīng)B.熱電效應(yīng)C光生伏打效應(yīng) D.熱斑效應(yīng)8 .在衡量太陽電池輸出特性參數(shù)中,表征最大輸出功率與太陽電池短路電流和開路電壓乘積比值的是_B_.A.轉(zhuǎn)換效率B,填充因子C.光譜響應(yīng)D.方塊電阻A_mV,工作電流為 2025mA/cm2.9 .太陽電池單體是用于光電轉(zhuǎn)換的最小單元,其工作電壓約為A. 400500B.1

3、00-200C. 200-300-900二、填空題1,太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中,沒有與公用電網(wǎng)相連接的光伏系統(tǒng)稱為離網(wǎng)或獨(dú)立 太陽能光伏發(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,太陽能光伏限制器主要由開關(guān)功率器件、限制電路和其他根本電子元件組成.4.太陽電池的測量必須在標(biāo)準(zhǔn)條件 ST.下歐洲委員會(huì)定義的101號標(biāo)準(zhǔn),其條件是光譜輻照度為 1000W/m2、光譜為、電池溫度為 25 Co5,硅基太陽電池有單晶硅太陽電池、多晶硅太陽電池以

4、及非晶硅太陽電池等.通常情況其光電轉(zhuǎn)換效率最 高的是單晶硅太陽電池,光電轉(zhuǎn)換效率最低的是非晶硅太陽電池.6.太陽能利用的根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,太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)絕緣電阻的測量包括太陽電池方陣 的絕緣電阻測量、功率調(diào)節(jié)器絕緣電阻測量以及接地電阻 的測量.8,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_.9.在太陽電池外電路接上負(fù)載后,負(fù)載中便有電流流過,該電流稱為太陽電池的一工作電流_.10光熱發(fā)電中用于跟蹤聚集太陽光線的設(shè)備稱為定日鏡 .三、簡做題第一次作業(yè)1,簡述太陽能電池的工作原理.答：太陽能

5、電池工作原理的根底是半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏特效應(yīng).當(dāng)太陽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,在PN結(jié)電場的作用下,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. 將半導(dǎo)體做成太陽能電池并外接負(fù)載后,光電流從 P區(qū)經(jīng)負(fù)載流至N區(qū),負(fù)載即得到功率輸出,太陽能便變成了電能.2 .說明光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成及各個(gè)局部的作用.答：光伏發(fā)電系統(tǒng)通常由太陽能電池組件太陽能電池板或光伏組件、蓄電池組、限制器、逆變器等幾 局部構(gòu)成.太陽能電池組件也叫太陽能電池板,是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心局部,是能量轉(zhuǎn)換的器件, 其作用是將光能轉(zhuǎn)

6、換成電能.蓄電池的作用是貯存太陽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.限制器的作用是使太陽能電池和蓄電池高效、平安、可靠地.工作,以獲得最高效率并延長蓄電池的使 用壽命,能自動(dòng)預(yù)防蓄電池過充電和過放電.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)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.主要由太陽能電池組件、限制器、蓄電池組成,假設(shè)要為交流負(fù)載供電,還需要配置交流逆變器,其工作原理：白天在太陽光的照射下,太陽能電池組件產(chǎn)生的直流電流通過限制器一局部傳送到逆

7、變器轉(zhuǎn)化為交流電,一局部對蓄電池進(jìn)行充電； 當(dāng)陽光缺乏時(shí),蓄電池通過直流限制系統(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)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能充裕時(shí),可將剩余的電能送入公共電網(wǎng)； 當(dāng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)提供的電力缺乏時(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)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)供電缺乏時(shí),那么由公共電網(wǎng)供電.第二次作業(yè)1 .簡述光伏發(fā)電站的組成及原理.答：組成：

8、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：減少了太陽能光伏陣列與逆變器之間的連線,方便維護(hù),提升可靠性.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).交流配電柜的作用：將逆變器輸出的交流電接入后,經(jīng)過斷路器接入電網(wǎng),保證系統(tǒng)的正常供電,同時(shí)還能對線路電能的計(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,不隨太陽位置變化而變化,這種安裝方式簡單快捷,光

9、伏支架局部的本錢較低, 但由于光伏組件固定不動(dòng),不能隨陽光的移動(dòng)而移動(dòng), 無法保證獲取到最大的陽光輻射,所以發(fā)電量相對偏低,優(yōu)點(diǎn)是抗風(fēng)水平強(qiáng),安裝方式簡易,工作可靠,造價(jià)低.2跟蹤式光伏陣列通過相應(yīng)的機(jī)電或液壓裝置使光伏陣列隨著太陽的高度和方位角的變化而移動(dòng), 使得在接近全日照過程中太陽光線都與光伏陣列垂直,由此提升太陽能光伏陣列的發(fā)電水平,與固定式相比,在相同日照條件下, 光伏陣列效率提升達(dá) 2030%.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)相對較

10、高、維護(hù)本錢高等問題.3 .蓄電池充電過程如何如何實(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)充停限制 答：充電過程一般分為主充、均充和浮充.主充、均充、浮充各階段的自動(dòng)轉(zhuǎn)換方法有：(1)時(shí)間限制,即預(yù)先設(shè)定各階段充電時(shí)間,由時(shí)間繼電器或CPU限制轉(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)際電流或電壓值到達(dá)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)測蓄電池的容量,當(dāng)容量到達(dá)一定值時(shí),那么發(fā)出信號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)檢測蓄電池的實(shí)際容量值,并與其額定容量值進(jìn)行比擬,即可判斷其充電程度.(3)檢

11、測蓄電池端電壓判斷.主要的停充限制方法有：(1)定時(shí)限制.(2)電池溫度限制.(3)電池端電壓負(fù)增量限制.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)跟蹤算法答：光伏模塊可以工作在不同的輸出電壓,并對應(yīng)輸出不同的功率.但對應(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),其輸出功率才能到達(dá)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,光伏電池的 MPPT過程實(shí)際上就是使光伏電

12、池輸出阻抗相匹配的過程,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,需要通過限制方法實(shí)現(xiàn)對負(fù)載阻抗的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),并使其跟蹤光伏電池的輸出阻抗,以實(shí)現(xiàn)光伏電池的MPPT限制.2 .請說明電導(dǎo)增量法進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤的根本工作原理并繪制其算法流程圖.答：電導(dǎo)增量法師通過比擬光伏陣列的瞬時(shí)導(dǎo)抗與導(dǎo)抗變化量的方法來完成最大功率點(diǎn)的跟蹤,由光伏陣列的輸出特性可知, 其P4寺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,功率對電壓的導(dǎo)數(shù)為零,也就是說,最大功率點(diǎn)的跟蹤實(shí)質(zhì)上就是尋找滿足的點(diǎn).3 .請說明以下圖中描述的是何種現(xiàn)象,并說明該現(xiàn)象的定義.時(shí)間芹咫辱光伏砧逆交圈 須隹恃并網(wǎng)運(yùn)行I I1

13、口 '.I0 ? .：040,0 I.30 ：邦闞型為伏逆受黑 可旗磯電網(wǎng)打出答：是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的低電壓穿越現(xiàn)象.對于光伏發(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)提供一定的無功功率支持電網(wǎng)恢復(fù)正常,從而“穿越低電壓時(shí)間. 第四次作業(yè)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)為根本數(shù)據(jù),以當(dāng)?shù)靥柲茌椛滟Y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

14、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)：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.連續(xù)陰雨天數(shù)選擇,可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或需要在 37天內(nèi)選取,重要負(fù)載在 715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50%的放電深度,深循環(huán)型蓄電池選用 75%的放電深度.3綜合1、2得電池容量的根本公式為: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)載平均用電量負(fù)載日平均用電量W h系統(tǒng)工作電壓2

15、.光伏發(fā)電系統(tǒng)易遭雷擊的主要部位有哪些答：獨(dú)立光伏電站主要由太陽能電池方陣、限制器、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電壓能量、限制過電壓幅值的設(shè)備,也稱避雷器、過電壓保護(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)高阻開路狀態(tài),高壓時(shí)呈低阻短路狀態(tài).當(dāng)出現(xiàn)過電壓時(shí),防雷器兩 端子間的電壓不超過規(guī)定值,使電氣設(shè)備免受過電壓損壞；過電壓作用后,又能使系統(tǒng)迅速恢復(fù)

16、正常狀態(tài), 起到防護(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 .在我國西部某市需要在一條比擬繁華的街區(qū)安裝太陽能路燈,：該路燈主光源40W,輔光源15W,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 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itf,擬定溫度損失因子,灰塵遮蔽因子,蓄電池充放電效率,請問：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能電池組件答：由于主光源工作 6小時(shí),輔光源工作10小時(shí),計(jì)算可得系統(tǒng)負(fù)載每天耗電功率為：40X6+15X

17、 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)太陽能組件功率為： 390Wh+ + + + X 弓188W系統(tǒng)負(fù)載每天用電量 390W,通過計(jì)算可得蓄電池容量：390WX 3+=1560觀h假定系統(tǒng)電壓為24V,那么可得蓄電池 Ah數(shù)為：1560W+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,使用太陽能電池組件規(guī)格為180W至190W.2 .請說明擾動(dòng)觀測法進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤的根本工作原理并繪制其算法流程圖.答：擾動(dòng)觀測法是最常用的一種光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤方法之一,其根本原理是：擾動(dòng)光伏電池輸出電壓,然后觀察其輸出功率的

18、變化,根據(jù)輸出功率的變化趨勢決定下一次擾動(dòng)方向.如此反復(fù),直到光伏電池3 .什么是熱斑效應(yīng),有什么危害,如何預(yù)防答：太陽能電池組件通常安裝在地域開闊、陽光充足的地帶,在長期使用中難免落上飛鳥、塵土、落 葉等遮擋物,這些遮擋物在太陽電池組件式行就形成了陰影,但組件的其余局部仍處于陽光暴曬之下,這樣局部被遮擋的太陽能電池 或組件就要由未被遮擋的那局部太陽能電池或組件來提供負(fù)載所需的功率,使該局部太陽電池如同一個(gè)工作在反向偏置下的二極管,其電阻和壓降較大, 從而消耗功率而導(dǎo)致發(fā)熱, 這就是熱斑效應(yīng).這種效應(yīng)能嚴(yán)重地破壞太陽能電池,嚴(yán)重的可能使焊點(diǎn)融化、封裝材料破壞,甚至?xí)拐麄€(gè) 組件失效,為預(yù)防太陽能電池由于熱斑效應(yīng)而遭受破壞