光伏发电技术试题十一

1、简述太阳能发电的优点？

答：a太阳能取之不尽，用之不竭，地球表面接受的太阳能辐射量，足够满足目前全球能源需求的一万倍；

b太阳能随处可得，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路的损失；

c太阳能不用燃料，运行成本很低；

d太阳能发电不产生任何废弃物，没有污染，噪声等公害，对环境无不良影响；e太阳能发电系统建设周期短，方便灵活，而且可以根据负载的增减，任意添加或减少太阳能电池方阵的容量，避免了浪费。

f没有可运动部件，容易做到运转、维护的自动化及无人化，且寿命长；

2．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。

其中Iph为光生电流，Id为二极管电流，Ir为并联电阻电流，Rs为串联电阻，Rsh为并联电阻，I为输出电流。

3.什么叫光学大气质量？大气质量为1.5时，其天顶角为48.2度？

答：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。大气质量为1.5时，其天顶角为48.2度。

4.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。

5、请阐述太阳能光伏电池的工作原理。

答：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。如果分别在P型层和N型层焊上金属导线，接通负载，则外电路便有

电流通过，如此形成的一个个电池元件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。

10．简述太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求？

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。

12.蓄电池的性能参数有哪些？

答：a蓄电池电压b蓄电池容量c蓄电池的使用寿命d蓄电池的效率e蓄电池的自放电f蓄电池的放点深度和荷电态g蓄电池的充电方法

13.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。

14．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。

15.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。

16．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。

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。

17．太阳能光伏发电系统要求光伏控制器有哪些基本功能？

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。

18．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。

19.控制器功能有哪些？

答：光控/时控功能、蓄电池充/放电控制、蓄电池防反接保护、组件防反充保护、组件防反接保护、负载短路/过流保护、防雷击保护。

20.太阳能电池组件的热斑效应？

热斑效应产生的原因及防护措施。在一定条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其它有光照的太阳电池组件所产生的能量。被遮蔽的太阳电池组件此时会发热。这就是热斑效应。

产生的原因：造成热斑效应的根源是个别坏电池的混入、电池焊片虚焊、电池由裂纹演变为破损、个别电池特性变坏、电池局部受到阴影遮挡。由于局部阴影的存在，太阳电池组件中某些太阳电池片的电流、电压发生了变化，其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池组件上产生了局部温升。

防护措施：为了防止太阳电池组件由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以增加方阵的可靠性，通常情况下，二极管处于反偏压，不影响组件正常工作。

21.独立光伏发电系统的基本工作原理是什么？

答：太阳电池组件将太阳光辐射能转化为电能，通过控制器的控制直接给负载供电，或者给蓄电池充电，当需要负载工作时（如日照不足或者在夜间），则由蓄电池在控制器的控制下给负载供电。对于交流负载，还需要增加逆变器将直流电转换成交流电后方可供电。

22．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ƒ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。

23.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

24.简述孤岛效应的危害。

答：a当电网发生故障和中断后，由于光伏系统仍旧维持给负载供电，将使得维修人员在进行修复时，会发生设备或人身安全事故；b当电网发生故障和中断时，由于光伏系统失去市电作为参考信号，会造成系统的输出电流，电压及频率偏离市电频率，发生不稳定的情况，若未能将光伏系统及时与负载分离，将使得某些对频率变化敏感的负载收到损坏；

c在市电恢复瞬间，由于电压相位不同，可能产生较大的突波电流，造成有关设