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太阳能光伏发电技术试卷 A 一、单项选择题（本大题共 15 小题，每小题 1 分，共 15 分）1．太阳是距离地球最近的恒星，由炽热气体构成的一个巨大球体，中心温度约为 10 的 7 次方K，表面温度接近 5800K，主要由 __B__约占 80和 ____ 约占 19组成。A ．氢、氧 B. 氢、氦C. 氮、氢 D. 氮、氦2．在地球大气层之外，地球与太阳平均距离处，垂直于太阳光方向的单位面积上的辐射能基本上为一个常数。这个辐射强度称为太阳常数，或称此辐射为大气质量为零（ AM0）的辐射，其值为 __A__。A ． 1.367 kW/m2 B. 1.000 kW/m2 C. 1.353 kW/m2 D. 0.875 kW/m2 3. 太阳电池是利用半导体 __C__的半导体器件。A ．光热效应 B. 热电效应C. 光生伏打效应 D. 热斑效应4．在衡量太阳电池输出特性参数中，表征最大输出功率与太阳电池短路电流和开路电压乘积比值的是 __B__。A ．转换效率 B. 填充因子C. 光谱响应 D. 方块电阻5．目前单晶硅太阳电池的实验室最高效率为 __D__，由澳大利亚新南威尔士大学创造并保持。A ． 17.8 B.30.5 C. 20.1 D. 24.7 6. 下列表征太阳电池的参数中，哪个不属于太阳电池电学性能的主要参数 __D__。A ．开路电压 B. 短路电流C. 填充因子 D. 掺杂浓度7．蓄电池的容量就是蓄电池的蓄电能力，标志符号为 C，通常用以下哪个单位来表征蓄电池容量 __D__。A ．安培 B. 伏特C. 瓦特 D. 安时8．下列光伏系统器件中，能实现 DC-AC（直流 - 交流）转换的器件是 __C__。A ．太阳电池 B. 蓄电池C. 逆变器 D. 控制器9．太阳能光伏发电系统的装机容量通常以太阳电池组件的输出功率为单位，如果装机容量 1GW，其相当于 __C__W。A ． 103 B.106 C. 109 D. 10 10．一个独立光伏系统，已知系统电压 48V，蓄电池的标称电压为 12V，那么需串联的蓄电池数量为 __D__。A ． 1 B. 2 C. 3 D. 4 11. 在太阳能光伏发电系统中，最常使用的储能元件是下列哪种 __C__。A ．锂离子电池 B. 镍铬电池C. 铅酸蓄电池 D. 碱性蓄电池12．标准设计的蓄电池工作电压为 12V，则固定型铅酸蓄电池充满断开电压为 14.8 ～ 15.0V，其恢复连接电压值一般为 __C__。A ． 12V B. 15V C. 13.7V D. 14.6V 13. 某无人值守彩色电视差转站所用太阳能电源，其电压为 24V，每天发射时间为 15h, 功耗 20W；其余 9 小时为接收等候时间，功耗为 5W，则负载每天耗电量为 __D__。A ． 25Ah B. 15Ah C. 12.5Ah D. 14.4Ah 14．逆变器电路工作原理如图所示，当开关 K1和 K3 闭合而 K2和 K4 断开时，负载 R上的电压极性分别为 __C__。逆变器工作原理图A ．正、正 B. 负、正C. 正、负 D. 负、负15．某单片太阳电池测得其填充因子为 77.3，其开路电压为 0.62V，短路电流为 5.24A, 其测试输入功率为 15.625W,则此太阳电池的光电转换效率为 __A__。A ． 16.07 B. 15.31 C. 16.92 D. 14.83 二、填空题（本大题共 8 小题，共 15 空，每空 1 分，共 15 分）1．太阳能利用的基本方式可以分为四大类，分别为 ____光热利用 ____、 ___太阳能发电 _____、光化学利用以及光生物利用。2．太阳能光伏发电系统应用的基本形式可分为两类，其分别为 __离网 ______光伏发电系统、____并网 ____光伏发电系统。3．太阳电池的测量必须在标准条件（ STC）下“欧洲委员会”定义的 101 号标准，其条件是光谱辐照度为 ___1000_____W/m2、光谱为 ___AM_1.5____、电池温度为 25℃。4．独立运行的光伏发电系统根据负载的特点，分为直流系统、 ___交流系统 _____和 _交直流混合系统 _______。5．在足够能量的光照条件，晶体硅太阳电池在 P-N结内建电场的作用下， N区的 ___空穴 _____向 P 区运动， P区的 __电子 ______向 N区运动。6．硅基太阳电池有单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池以及非晶硅太阳电池等。通常情况其光电转换效率最高的是 __单晶硅 ______太阳电池，光电转换效率最低的是 ____非晶硅 ____太阳电池。7．在现代电力电子技术中，逆变器一般除了 ___逆变电路 _____和控制电路以外，一般备有 __保护电路 ______、辅助电路、输入和输出电路等。。8．太阳能光伏发电系统最核心的器件是 ___太阳电池 _____ 三、简述题（本大题共 7 小题，每小题 5 分， 35 分）1、什么叫光学大气质量大气质量为 1.5 时，其天顶角为 48.2 度答光学大气质量晴天，决定总入射功率的最重要的参数是光线通过大气层的路程。太阳在头顶正上方时，路程最短。实际路程和此最短路程之比称为光学大气质量。2、太阳电池的光谱响应的意义是什么请简答光谱响应的大小取决于哪两个因素答太阳电池的光谱响应是指一定量的单色光照到太阳电池上，产生的光生载流子被收集后形成的光生电流的大小。因此，它不仅取决于光量子的产额，而且取决于收集效率3 请简述太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求。答蓄电池的功能是储存太阳能电池方阵受光照时发出电能并可随着向负载供电。太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求 ①自放电率低； ②使用寿命长； ③深放电能力强； ④充电效率高；⑤少维护或免维护；⑥工作温度范围宽；⑦价格低廉。4、充放电控制器在光伏系统中的作用是什么答充放电控制器是太阳能独立光伏系统中至关重要的部件 , 其主要功能是对独立光伏系统中的储能元件－蓄电池进行充放电控制 , 以免蓄电池在使用过程中出现过充或过放的现象 , 影响蓄电池寿命 , 从而提高系统的可靠性。5、请简述太阳能光伏发电系统竣工技术文件包括哪些答太阳能工程在安装调试完成后，竣工技术文件应包含以下内容a 安装工程量总表b 工程说明c 测试记录d 竣工图纸e 竣工检验记录f 工程量变更单g 重大工程事故报告表h 已安装的设备明细表i 开工报告j 停工和复工通知k 验收证书6、请根据你对光伏系统的了解列举光伏发电系统容量设计的步骤。答光伏发电系统的容量设计主要包括负载用电量的估算，太阳电池组件数量和蓄电池容量的计算以及太阳电池组件安装最佳倾角的计算。其设计步骤如下图列出基本数据确定负载功率确定蓄电池容量计算日辐射量决定方阵倾角估算方阵电流确定最佳电流决定方阵电压确定方阵功率7、请用图示方法简述太阳能光伏系统接地电阻的测量方法。答太阳能光伏发电系统使用接地阻抗计以及接地电极和辅助电极。接地电极与辅助电极之间的间距为 10m左右，并成直线排列。将接地阻抗计的 E、 P、 C端子分别与接地电阻以及其他辅助电极相连接，测量到的接地电阻可以从接地阻抗计的显示装置读取。四、综合题（本大题共 35 分）1．（本题 12 分）独立光伏发电系统由哪些部分组成，各组成部分的主要功能是什么答独立光伏发电系统主要由太阳电池方阵、储能装置（蓄电池组）、直流 - 交流逆变装置、控制设备与连接装置等组成。太阳能光伏发电的最核心的器件是太阳电池。所以太阳电池方阵主要将太阳能转成电能。蓄电池组的作用是贮存太阳电池方阵受光照时所发出的电能并能随时向负载供电。逆变器是将直流电转变成交流电的一种设备。系统中的控制设备通常应具有以下功能信号检测蓄电池的充放电控制其他设备保护。连接装置是将太阳能光伏发电系统中的各部分进行电气或机械连接的部件，使之成为一个整体。2．（本题 11 分）光伏发电系统工程验收时应注意的事项有哪些，请分别加以阐述。答太阳能光伏发电系统工程交付用户使用前所必须的一个步骤就是工程验收，验收完各项参数及技术指标达到系统设计安装时的规范方可投入使用。工程验收时首先核对工程实际安装的相关设备或材料是否与设计规格提供的设备和材料清单一致，对与设计时不一致的替代料要进行核实原因，是否确实能达到设计的性能指标。除此这外还应注意A、太阳电池组件一般有严格的的制程工艺和质量要求，产品在出厂前一般都有严格的质量检测程序。在进行系统工程验收时要注意太阳电池组件要有相关电气特性标签及出厂前的 IQC检测合格证明，对于系统集成商还需要提供相关太阳电池生产厂商产品代理的资质证书、产品质量检测报告以及安全标准。B、控制器是控制太阳电池方阵充放电的装置，其是否能正确切断或接通充放电电路对整个系统的稳定与正常运行有至关重要的作用，光伏系统中控制器一般用来控制蓄电池的充放电，如果控制器在正常情况下不能准确地控制蓄电池的通断，将会严重损害蓄电池的使用寿命，所以系统测量时控制器的状态测量记录要注意核实是否正常。C、接线箱内的导线直径的大小应根据电气安全标准进行核对，导线的直径一般根据流经导线的电流大小来决定。导线线径过小有可能不能承受流经线路的电流，导线过大将是系统的严重浪费。D、注意核实系统装置测量时对逆变器测量的相关参数是否在逆变器生产厂家提供的技术规格允许范围之内。E、蓄电池一般只在离网太阳能光伏发电系统中使用，对离网发电系统要注意核实系统测量到的蓄电池相关参数是否达到系统设计要求。F、光伏发电系统一般要求在野外作业，系统应具有防雷的性能要求，要注意是否已正确安装防雷器件。G、光伏发电系统验收前工程技术人员一般已进行系统试运行，在验收时要注意是否具有试运行过程中运行状态和相关问题的记录。3．（本题 12 分）太阳电池组件基本性能指标和检测方法有哪些，请列举其中的五项加以阐述。答太阳电池组件的一些基本性能指标和检测方法如下① 性能测试在规定光源的光谱、标准光强以及一定的电池温度（ 25℃）条件下对太阳电池的开路电压、短路电流、最大输出功率、伏安特性曲线等进行测量。② 电绝缘性测试以 1kV 的直流电通过组件底板与引出线，测量绝缘电阻，绝缘电阻要求大于 2000MΩ ，以确保在应用过程中组件边框无漏电现象发生。③ 热循环实验将组件置于有自动温度控制、内部空气循环的气候室内，使组件在 40～ 85℃之间循环规定次数，并在极端温度下保持规定时间，监测试验过程中可能产生的短路和断路、外观缺陷、电性能衰减率、绝缘电阻等，以确定组件由于温度重复变化引起的热应变能力。④ 湿热 - 湿冷实验将组件置于带有自动温度控制、内部空气循环的气候室内，使组件在一定温度和湿度条件下往复循环，保持一定恢复时间，监测试验过程中可能产生的短路和断路、外观缺陷、电性能衰减率、绝缘电阻等，以确定组件承受高温高湿和低温低湿的能力。⑤ 机械载荷实验在组件表面逐渐加载，监测试验过程中可能产生的短路和断路、外观缺陷、电性能衰减率、绝缘电阻等，以确定组件承受风雪、冰雪等静态载荷的能力。⑥ 冰雹实验以钢球代替冰雹从不同角度以一定动量撞击组件，检测组件产生的外观缺陷、电性能衰减率，以确定组件冰雹撞击的能力。⑦ 老化实验老化实验用于检测太阳电池组件暴露在高湿和高紫外辐照场地时具有有效抗衰减能力。将组件样品放在 65℃，约 6.5 紫外太阳下辐照，最后测电光特性，看其下降损失。在暴晒老化试验中，电性能下降是不规则的，且与 EVA/TPT光的损失不成比例。