2014太阳能光伏发电试卷3(含答案)

2014太阳能光伏发电技术试卷3

一、名词解释（本大题共12小题，每小题6分，共12分）

1.放电时率、放电倍率

2. 双极硫酸盐化、H+抑制原理

二、填空题（本大题共4小题，共24空，每空1分，共24分）

1. 温度对太阳能电池的参数有影响，随着温度的上升，短路电流Isc ，而开路电压Voc ，转换效率。

2. 铅酸蓄电池是一种能量转化系统，在充电时将电能转化为化学能储存在电池内，在放电时将电池内储存的化学能转化为电能供给用电设备。在放电时，正负极活性物质分别与电解液发生反应，转变成。充电时正好相反，正负极活性物质分别恢复为和。

3. 铅蓄电池由、、、等部分组成。

4. 下图是铅酸蓄电池的充放电特性曲线，蓄电池充电过程有3个阶段：初期(OA)阶段电压；中期(ABC)电压，延续时间较长；C点开始为，电压开始上升；接近D点时，蓄电池中的水，应立即，防止损毁电池。所以对蓄电池充电，通常采用的方法是在初期、中期，恢复蓄电池的；在充电末期采用小电流长期补充电池因自放电而。

蓄电池放电过程主要有三个阶段：开始(OE)阶段电压；中期(EFG)电压缓慢下降且延续较长的时间；在最后阶段G点后，放电电压，应该立即，否则将会给蓄电池照成不可逆转的损坏。因此，如果对阀控密封铅酸蓄电池充放电控制方法不合理，不仅，蓄电池的寿命也会大幅缩短，造成系统运行成本增加。在蓄电池的充放电过程中，除了设置合适的外，还需要对充放电阈值进行适当的，并进行必要的过充电和过放电保护。

铅酸蓄电池的充放电特性曲线

三、简述题（本大题共3小题，每小题10分，30分）

1．为什么VRLA蓄电池在使用过程中不需加水维护？

2. 简述逆变器对于孤岛效应的检测及控制

3. 简述准正弦波逆变器。

四、综合题（本大题共34分）

1.（本题16分）叙述LED路灯控制器的主要功能。

2.（本题18分）设计太阳能路灯系统。济南地区，负载输入电压24V功耗34.5W，每

天工作时数8.5h，保证连续阴雨天数7天。两个连续阴雨天数之间的设计最短天数

为20天。济南地区峰值日照时数约为3.424h。

2014太阳能光伏发电技术3答案

参考答案

一、名词解释（本大题共2小题，每小题6分，共12分）

1.放电时率、放电倍率

时率：是以放电时间表示的放电速率，即以某电流放至规定终止电压所经历的时间，例如某电池额定容量是20小时时率情况下为12AH即以C20=12AH表示，则电池应以12/20=0.6A的电流放电，连续达到20H者即为合格。

倍率：是指电池放电电流的数值为额定数值的倍数，如放电电流表示为0.1C 20 ，对于一个12AH（C 20 ）的电池，即以（12/20）*0.1=0.06A的电流放电，3C 20 是指 1.8A的电流放电。

2. 双极硫酸盐化、H+抑制原理

蓄电池放电过程将化学能转变为电能输出，负极失去电子被氧化为硫酸铅，正极得到电子还原为硫酸铅。由于两极活性物质均转化为PbSO4，所以常称为“双极硫酸盐化”理论。

蓄电池在充电末期，负极产生的氢气通过改变负极合金配方，采用新的合金材料（如铅钙合金），使氢在这种材料上放电（得电子）的电位提高了。这样氢离子在阴极放电得到抑制，不易产生氢气了。这种阴极合金工艺称为H+抑制原理。

二．填空题（本大题共4小题，共24空，每空1分，共24分）

1. 增大减小降低

2. 硫酸铅（PbSO4）二氧化铅（PbO2）海绵状金属铅（Pb）

3. 极板、隔板、电解液、外壳

4.快速上升缓慢上升充电末期被电解停止充电快速充电容量损失的电量下降较快急剧下降停止放电充电效率降低充放电阈值

温度补偿

三．简答题（本大题共3小题，每小题10分，30分）

1.为什么VRLA蓄电池在使用过程中不需加水维护？

VRLA蓄电池在结构、材料上作了重要的改进，正极板采用铅钙合金或铅镉合金、低锑合金，负极板采用铅钙合金，隔板采用超细玻纤隔板，并使用紧装配和贫液设计工艺技术，整个VRLA蓄电池化学反应密封在塑料蓄电池壳内，出气孔上设有单向的安全阀。这种结构的蓄电池，在规定充电电压下进行充电时．正极析出的氧(02)可通过隔板通道传送到负极板表面，还原为水( H20)，由于VRLA蓄电池采用负极板比正极多出10%的容量，使氢气析出时电位提高，正极出现氧气先于负极出现氢气，氧气通过隔板通道或

顶部到达负极,负极被氧化成硫酸铅，经过充电又转变成海绵状铅. 这是VRLA蓄电池特有的内部氧循环反应机理，这种充电过程，电解液中的水几乎不损失，使VRLA蓄电池在使用过程中达到不需加水的目的。

2．简述逆变器对于孤岛效应的检测及控制。

逆变器直接并网时, 除了应具有基本的保护功能外, 还应具备防孤岛效应的特殊功能。从用电安全与电能质量考虑, 孤岛效应是不允许出现的；孤岛发生时必须快速、准确地切除并网逆变器，由此引出了对于孤岛效应进行检测的控制。

孤岛效应的检测一般分成被动式与主动式。被动式检测是利用电网监测状态如电压、频率、相位等作为判断电网是否故障的依据。如果电网中负载正好与逆变器输出匹配, 被动法将无法检测到孤岛的发生。主动检测法则是通过电力逆变器定时产生干扰信号, 以观察电网是否受到影响作为判断依据, 如脉冲电流注入法、输出功率变化检测法、主动频率偏移法和滑模频率偏移法等。它们在实际并网逆变器中都有所应用, 但也存在着各自的不足。当电压幅值和频率变化范围小于某一值时, 频率偏移法无法检测到孤岛效应, 即存在“检测盲区。输出功率变化检测法虽不存在“检测盲区” , 然而光伏并网系统受到光照强度等影响, 其光伏输出功率随时在波动, 对逆变器加入有功功率扰动, 将会降低光伏阵列和逆变系统的效率。为了解决这个问题, 光伏并网的有功和无功综合控制方法经常被提出来。

随着光伏并网发电系统进一步的广泛应用, 当多个逆变器同时并网时, 不同逆变器输出的变化非常大, 从而导致上述方法可能失效。因此, 研究多逆变器的并网通信、协同控制已成为其孤岛效应检测与控制的研究趋势。

3.简述准正弦波逆变器。

逆变器根据波形主要分两类：一类是正弦波逆变器；另一类是方波逆变器。正弦波逆变器输出的是同日常使用的电网一样甚至更好的正弦波交流电，因为它不存在电网中的电磁污染。方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电，其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生，这样对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。同时其负载能力差，仅为额定负载的40％～60％，不能带感性负载。如所带的负载过大，方波电流中包含的三次谐波成分将使流人负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容。针对上述缺点，近年来出现了准正弦波(或称改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等)逆变器，其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔，使用效果有所改善，但准正弦波的波形仍然是由折线组成，属于方波范畴，连续性不好。总的来说，正弦波逆变器提供高质量的交流电，能够带动任何种类的负载，但技术要求和成本均高。准正弦波逆变器可以满足大部分的用电需求，效率高，噪声小，售价适中，因而成为市场中的主流产品。方波逆变器的制作采用简易的多谐振荡器，其技术属于20世纪50年代的水平，将逐渐退出市场。

四．综合题（本大题共34分）

1. （本大题16分）叙述LED路灯控制器的主要功能。

回答：LED路灯控制器的主要功能有两个方面：蓄电池充电以及蓄电池给LED供电。

1）.蓄电池充电