太阳能发电题
太阳能发电题.txt什么叫神话？请听男人向你表达爱意；什么叫传说？请听男人对你的承诺；什么叫梦境？请看你自己听到前两者时的反应。一、单项选择题
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 氢_(约占80%)和氦(约占19%)组成
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_1.367 kW/m2
3.太阳电池是利用半导体光生伏打效应的半导体效应
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填充因子
5目前单晶硅太阳电池的实验室最高效率为 24.7%由澳大利亚新南威尔士大学创造并保持。
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 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_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 逆变器
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109 W。
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 铅酸蓄电池
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 13.7V 。
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_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 正、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16.07% 。
1太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05×1018kW·h,按目前太阳的质量消耗速率计可维持6×1010年
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辐射强度称为太阳常数。
3太阳能光伏发电系统的最核心的器件是 太阳电池。
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_400～500mV，工作电流为20～25mA/cm2。
5太阳能光伏发电系统中，孤岛效应指电网
失电情况下，发电设备仍作为孤立电源
对负载供电这一现
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工作电流。
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1000W/m2。
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.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短路电流。
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700mW/cm2。
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13.2V 。
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太阳能利用的基本方式分为四大类，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1000W/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
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1.5；天顶角为60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离网太阳能光伏发电系统；与
公共电网相连接的光伏系统称为并网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，交流系统_系统，直交流混合系统。
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区的空穴向P区运动，P区的电子向N区运动。
5在太阳电池电学性能参数中，其开路电压大于工作电压，工作电流小于短路电流。
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，分别为循环充放电制、定期浮充制、连续浮充制。
7太阳能光伏发电系统绝缘电阻的测量包括__太阳电池方阵____的绝缘电阻测量、功率调节器绝缘电阻测量以及接地电阻的测量。
8太阳能光伏控制器主要由控制电路、开关元件和其他基本电子元件组成。
三、简述题
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？
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。
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。
并网太阳能光伏发电系统，离网太阳能光伏发电系统。
离网：太阳电池方阵、控制器、蓄电池组、防反充二极管、逆变器等。
3请简述蓄电池理论容量、实际容量及额定容量的含义。
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有哪些？
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太阳能光伏发电系统要求光伏控制器有哪些基本功能？
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请简述太阳能光伏系统设计过程中接地包括哪几方面？
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．请简述在太阳能光伏发电系统中，防反充二极管的作用。
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（本大题共35分）
1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。
1请阐述太阳电池的工作原理。
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试述太阳电池方阵的布线的注意事项。
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