太阳能光伏发电技术试卷B

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                              太阳能光伏发电技术试卷B

　　一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分）

　　1．太阳每年投射到地面上的辐射能高达______kW·h,按目前太阳的质量消耗速率计，可维持6×1010年

　　A．2.1×1018 B. 5×1018 C．1.05×1018 D. 4.5×1018

　　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______。

　　A．大气质量 B. 太阳常数 C．辐射强度 D.太阳光谱

　　3．太阳能光伏发电系统的最核心的器件是______。

　　A．控制器 B. 逆变器 C．太阳电池 D.蓄电池

　　4．太阳电池单体是用于光电转换的最小单元，其工作电压约为______mV，工作电流为20～25mA/cm2。

　　A．400～500 B. 100~200 C．200~300 D.800~900

　　5．太阳能光伏发电系统中，______指在电网失电情况下，发电设备仍作为孤立电源对负载供电这一现象。

　　A．孤岛效应 B. 光伏效应 C．充电效应 D.霍尔效应

　　6．在太阳电池外电路接上负载后，负载中便有电流过，该电流称为太阳电池的______。

　　A．短路电流 B. 开路电流 C．工作电流 D.最大电流

　　7．地面用太阳电池标准测试条件为在温度为25℃下，大气质量为AM1.5的阳光光谱，辐射能量密度为______W/m2。

　　A．1000 B. 1367 C．1353 D.1130

　　8．蓄电池放电时输出的电量与充电时输入的电量之比称为容量______。

　　A．输入效率 B. 填充因子 C．工作电压 D.输出效率

　　9．蓄电池使用过程中，蓄电池放出的容量占其额定容量的百分比称为______。

　　A．自放电率 B. 使用寿命 C．放电速率 D.放电深度

　　10．在太阳能光伏发电系统中，太阳电池方阵所发出的电力如果要供交流负载使用的话，实现此功能的主要器件是______。

　　A．稳压器 B. 逆变器 C．二极管 D.蓄电池

　　11．当日照条件达到一定程度时，由于日照的变化而引起较明显变化的是______。

　　A．开路电压 B. 工作电压 C．短路电流 D.最佳倾角

　　12．太阳能光伏发电系统中，太阳电池组件表面被污物遮盖，会影响整个太阳电池方阵所发出的电力，从而产生______。

　　A．霍尔效应 B. 孤岛效应 C．充电效应 D.热斑效应

　　13．太阳电池方阵安装时要进行太阳电池方阵测试，其测试条件是太阳总辐照度不低于______mW/cm2。

　　A．400 B. 500 C．600 D.700

　　14．当控制器对蓄电池进行充放电控制时，要求控制器具有输入充满断开和恢复接通的功能。如对12V密封型铅商蓄电池控制时，其恢复连接参考电压值为______。

　　A．13.2V B. 14.1V C．14.5V D.15.2V

　　15．太阳电池最大输出功率与太阳光入射功率的比值称为______。

　　A．填充因子 B.转换效率 C．光谱响应 D.串联电阻

　　二、填空题（本大题共8小题，共15空，每空1分，共15分）

　　1．光学大气质量与太阳天顶角有关。当太阳天顶角为0度时，大气质量为1；天顶角为48.2度时，大气质量为______；天顶角为______度时，大气质量为2。

　　2．太阳能光伏发电系统中，没有与公用电网相连接的光伏系统称为______太阳能光伏发电系统；与公共电网相连接的光伏系统称为______太阳能光伏发电系统。

　　3．独立运行的光伏发电系统中，根据系统中用电负载的特点，可分为直流系统，______系统，______系统。

　　4．在足够能量的光照射太阳电池表面时，在P-N结内建电场的作用下，N区的______向P区运动，P区的______向N区运动。

　　5．在太阳电池电学性能参数中，其开路电压______（填大于或小于）工作电压，工作电流______（填大于或小于）短路电流。

　　6．根据光伏发电系统使用的要求，可将蓄电池串并联成蓄电池组，蓄电池组主要有三种运行方式，分别为______、定期浮充制、______。

　　7．太阳能光伏发电系统绝缘电阻的测量包括______的绝缘电阻测量、功率调节器绝缘电阻测量以及______的测量。

　　8．太阳能光伏控制器主要由______、开关元件和其他基本电子元件组成。

　　三、简述题（本大题共7小题，每小题5分，35分）

　　1．太阳能光伏发电系统的运行方式有哪两种，选举其中一种运行方式列出其主要组成部件。

　　2．请画出太阳电池直流模型的等效电路图，分别指出各部分的含义。

　　3．请简述蓄电池理论容量、实际容量及额定容量的含义。

　　4．太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求有哪些？

　　5．太阳能光伏发电系统要求光伏控制器有哪些基本功能？

　　6．请简述太阳能光伏系统设计过程中接地包括哪几方面？

　　7．请简述在太阳能光伏发电系统中，防反充二极管的作用。

　　四、综合题（本大题共35分）

　　1． （本题12分）请阐述太阳电池的工作原理。

　　2． （本题11分）试述太阳电池方阵的布线的注意事项。

　　3． （本题12分）太阳能光伏发电系统竣工验收时应检查的项目包括哪些内容，请分别予以阐述。

　　太阳能光伏发电技术 试卷B

　　参考答案

　　一．选择题

　　1．C 2．B 3．C 4．A 5．A

　　6．C 7．A 8．D 9．D 10．B

　　11．C 12．D 13．D 14．A 15．B

　　二．填空题

　　1. 1.5、60（本题答案顺序位置不能换）

　　2. 离网（或独立）、并网（或联网）（本题答案顺序位置不能换）

　　3．交流系统、交直流混合系统

　　4．空穴、电子（本题答案顺序位置不能换）

　　5．大于、小于（本题答案顺序位置不能换）

　　6．循环充放电制、连续浮充制

　　7．太阳电池方阵、接地电阻

　　8．控制电路

　　三．简答题

　　1.太阳能光伏发电系统可以分为独立光伏系统（或称离网型）和并网型光伏发电系统（或称联网型）。其中独立光伏发电系统包括太阳电池方阵、控制器、蓄电池、防反充二极管、逆变器等组成。

　　2．太阳电池直流模型等效图如下图所示(书上找）

　　其中IL为光生电流， ID为二极管电流，Rs为串联电阻，Rsh为并联电阻，I为输出电流，V为输出电压。

　　3．根据计量条件的不同，电池的容量包括理论容量、实际容量和额定容量。理论容量是蓄电池中活性物质的质量按法拉第定律计算得到的最高理论值。实际容量是指蓄电池在一定放电条件下实际所能输出的电量。数值上等于放电电流与放电时间的乘积，其数值小于理论容量。额定容量国外也称为标称容量，是按照国家或有关部门颁布的标准，在电池设计时要求电池在一定的放电条件下（通信电池一般规定在25℃环境下以10小时率电流放电至终止电压）应该放出的最低限度的电量值 。

　　4．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。

　　5．光伏控制器应具有以下基本功能：

　　a) 防止蓄电池过充

　　b) 防止蓄电池过放

　　c) 提供负载控制的功能

　　d) 光伏控制器工作状态信息显示

　　e) 防雷功能

　　f) 防反接功能

　　设计时还可根据需求设计带有数据传输接口或是信息化显示或联网控制等功能。

　　6．光伏系统的接地包括以下方面。

　　① 防雷接地 包括避雷针、避雷带以及低压避雷器、外线出线杆上的瓷瓶铁脚以及连线架空线路的电缆金属外皮都要接地，以便将流过的雷电引入大地。

　　② 工作接地 逆变器、蓄电池的中性点、电压互感器和电流互感器的二次线圈接地。

　　③ 保护接地 光伏电池组件机架、控制器、逆变器、配电柜外壳蓄电池支架、电缆外皮、穿线金属管道的外皮接地。

　　④ 屏蔽接地 电子设备的金属屏蔽接地

　　⑤ 重复接地 低压架空线路上，每隔1km处接地。

　　7．防反充二极管又称阻塞二极管，在太阳电池组件中其作用是避免由于太阳电池方阵在阴雨和夜晚不发电或出现短路故障时，蓄电池组通过太阳电池方阵放电。防反充二极管串联在太阳电池方阵电路中，起单向导通作用。因此它必须保证回路中有最大电流，而且要承受最大反向电压的冲击。一般可选用合适的整流二极管作为防反充二极管。

　　四．综合题

　　1、太阳电池是利用半导体光生伏特效应（Photovoltaic Effect）的半导体器件。当太阳光照射到由p型和n型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的p-n结上时，在一定条件下，光能被半导体吸收后，在导带和价带中产生非平衡载流子——电子和空穴。它们分别在p区和n区形成浓度梯度，并向p-n结作扩散运动，到达结区边界时受p-n结势垒区存在的强内建电场作用将空穴推向p区电子推向n区，在势垒区的非平衡载流子亦在内建电场的作用下，各向相反方向运动，离开势垒区，结果使p区电势升高，n区电势降低，p-n结两端形成光生电动势。

　　2、太阳电池方阵布线包括以下内容：

　　①组件方阵的布线应有支撑、固紧、防护等措施，导线应适当留有余量，布线方式应符合设计图纸的规定。

　　②应选用不同颜色的导线作为正极（红色）、负极（蓝色）和串联连接线。

　　③导线规格应符合设计规定。

　　④连接导线的接头应镀锡。截面大于6mm的多段导线应加装铜接头（鼻子），截面小于6mm的单芯导线在组件接盒线打接头圈连接时，线头弯曲方向应与紧固螺丝方向一致，每处接线端最多允许两根芯线，且两根芯线间应加垫片，所有接线螺丝均应拧紧。

　　⑤方阵组件布线完毕，应按施工图检查核对布线是否正确。

　　⑥组件接口处的连线应向下弯曲，防雨水流入接线盒。

　　⑦组件连线和方阵引出电缆应用固定卡固定或绑扎在基座上。

　　⑧方阵布线及检测完毕，应盖上并锁紧所有接线盒盒盖。

　　⑨方阵的输出端应有明显的极性标志和子方阵的编号标志。

　　3．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。