光伏发电技术习题及答案

第一章光伏发电系统习题一、填空题1.太阳能利用的基本方式可以分为、、、。2.光伏并网发电主要用于和。3.光伏与建筑相结合光伏发电系统主要分为、。4.住宅用离网光伏发电系统主要用太阳能作为供电能量。白天太阳能离网发电系统对蓄电池进行；晚间，太阳能离网发电系统对蓄电池所存储的电能进行。5.独立光伏发电系统按照供电类型可分为、和，其主要区别是系统中是否有。6.太阳能户用电源系统一般由太阳能电池板、和构成。7.为能向AC220V的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用。8.太阳能光伏电站按照运行方式可分为和。未与公共电网相联接独立供电的太阳能光伏电站称为。二、选择题1．与常规发电技术相比，光伏发电系统有很多优点。下面那一项不是光伏发电系统的优点()。A.清洁环保，不产生公害B.取之不尽、用之不竭C.不存在机械磨损、无噪声D.维护成本高、管理繁琐2．与并网光伏发电系统相比（）是独立光伏发电系统不可缺少的一部分。A.太阳能电池板B.控制器C.蓄电池组D.逆变器3.关于光伏建筑一体化的应用叙述不对的是（）。A.造价低、成本小、稳定性好B.采用并网光伏系统，不需要配备蓄电池C.绿色能源，不会污染环境。D.起到建筑节能作用4．（）是整个独立光伏发电系统的核心部件。A、充放电控制器B、蓄电池组C、太阳能电池方阵D、储能元件5．独立光伏发电系统较并网光伏发电系统建设成本、维护成本（）A、无法预算B、偏低C、一致D、偏高6．目前国内外普遍采用的并网光伏发电系统是（）A、有逆流型并网系统B、无逆流型并网系统C、切换型并网系统D、直、交流型并网系统三、简答题1.简述太阳能发电原理。2.什么是光伏效应3.简述光伏系统的组成。4.BAPV和BIPV有什么区别5．目前光伏发电产品主要用于哪些方面。6．简述太阳能光伏发电系统的种类。7．简述光伏发电与其他常规发电相比具有的主要特点。8．根据自己的理解来简述太阳能光伏发电技术在生活中的应用。第一章习题答案一、填空题1、热能、光能、风能、电能2、国家电网、个人用电3、附加式（BAPV）光伏电站、集成式（BIPV）光伏电站4、充电、放电5、直流、交流、交直流混合、逆变器6、防反二极管、旁路二极管、端子箱7、逆变器8、分布式、集中式、离网式二、选择题1、D2、A3、B4、C5、D6、A三、问答题1、光伏发电是根据半导体界面的光生伏特效应原理，利用太阳能电池将光能直接转变为电能。光伏发电系统主要由太阳能电池、控制器和逆变器三大部分组成。白天在太阳光的照射下，太阳能电池产生一定的电动势，使得太阳能电池方阵电压达到系统输入电压的要求，再配合控制器和逆变器等部件将太阳能电池所产生的直流电能转换成交流电能。2、光伏效应，简单地说，就是当物体受到光照时，其体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。3、（1）太阳能电池方阵。太阳能电池方阵是光伏系统的核心部件，由一定数量的太阳能电池组件按照系统逆变器输入电压的需求串、并联组成，在太阳光的照射下将太阳能转化成电能输出。（2）汇流箱。将多列纵列组件汇总到一起实现并联。（3）蓄电池。其作用是将太阳能电池组件产生的电能储存起来，当光照不足或晚上，或者负载需求大于太阳能电池组件所发的电量时，将储存的电能释放，以满足负载的能量需求。它是独立光伏发电系统的储能部件。（4）控制器。控制器能对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照负载的电源需求控制太阳能电池组件和蓄电池对负载输出电能。它是整个系统的核心控制部分。（5）逆变器。将直流电转换成交流电的设备。4、BAPV（BuildingAttachedPhotovoltaic）是指通过简单的支撑结构将光伏组件附着安装在建筑上的形式，不会增加建筑的防水、遮风的性能。BIPV（BuildingIntegratedPhotovoltaic）则是应用太阳能发电的一种新概念，是将光伏组件或材料集成到建筑上，使其成为建筑物不可分割的一部分，光伏组件发挥遮风、挡雨、隔热等功能，移走光伏组件之后建筑将失去这些功能。BIPV组件可以划分为两种形式：一种是光伏屋顶结构，另一种是光伏幕墙结构。5、光伏发电、光伏建筑、光伏大棚、太阳能路灯、太阳能候车厅、空间站和卫星电源等。6、独立光伏发电系统、并网光伏发电系统、混合发电系统。7、（1）能量来源于太阳能，取之不尽，用之不竭。（2）没有空气污染，不排放废水、废气、废渣。（3）没有转动部件，不产生噪声，无需或极少需要维护。（4）没有燃烧过程，不需要燃料。（5）运行可靠性、稳定性好。（6）作为关键部件的太阳能电池使用寿命长，晶体硅太阳能电池寿命可达25年以上。（7）根据需要很容易扩大发电规模。8、略第二章太阳能电池习题一、填空题1.光伏发电系统最核心的器件是。2.太阳能电池工作原理的基础，是半导体。3.太阳能电池的原理是通过光电效应或者光化学效应直接把转化成的装置。4.硅太阳能电池一般制成结构或型结构。5.用来表示在太阳能电池上的光能量转换成电能的大小，一般用输出能量与入射的太阳能量之比来表示。6.太阳能电池按结构不同可分为、、、和。7.化合物半导体电池主要包括、和。8.是太阳能电池的最小元件。9.是峰值功率与电池的短路电流和开路电压乘积的比值。二、选择题1.（）是固定电池和保证与上、下盖板密合的关键材料。A.边框B.上玻璃盖C.粘结剂D.互连条2.太阳能电池按材料的不同可分为薄膜太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、硅太阳能电池和（）A.单晶硅太阳能电池B.多晶硅太阳能电池C.液结太阳能电池D.有机半导体太阳能电池3.制造晶体硅太阳能电池不包括（）A.绒面制备B.引线护套C.刻蚀D.腐蚀周边4.要确保太阳能电池组件产品安装后建筑结构的安全，如结构的承载力、防水、防坠落、防雷、绝缘、节能等要求。这是太阳能电池组件的（）特征。A.美观特征B.强度特征C.采光特征D.安全特征5.太阳能电池组件封装工艺流程串焊的下一道工序是（）。A.叠层B.组件层压C.高压测试D.组件测试6.图示工序是()A.串焊B.单焊C.组件层压D.组件测试7.（）作用是将太阳能电池组件串的直流电缆，接入后进行汇流，再与并网逆变器或直流防雷配电柜连接，以方便维修和操作。A.直流配电柜B.交流配电柜C.旁路二极管D.汇流箱三、简答题1．简述为什么太阳能电池转换相率不可能达到100%的原因。2．太阳能电池的特点。3．太阳能电池的分类。4．简述光伏发电原理过程。5．太阳能电池片形成的工艺流程。6．太阳能电池组件封装的目的及组件的种类。四、分析计算题1.某地建设一座移动通信基站的太阳能光伏发电系统，该系统采用直流负载，负载工作电压48V，用电量为每天150Ah，该地区最低光照辐射是1月份，其倾斜面峰值日照时数是，选定125W太阳能电池组件，其主要参数为：峰值功率125W，峰值工作电压，峰值工作电流,计算太阳能电池组件使用数量及太阳能电池方阵的组合设计。（设电池组件损耗系数为，蓄电池的充电效率为）第二章习题答案一、填空题1、太阳能电池2、PN结光生伏打效应3、太阳能电池、光能、电能4、p+/n型结构、n+/p型结构5、太阳能电池转换效率6、同质结太阳能电池、异质结太阳能电池、肖特基太阳能电池、多结太阳能电池、液结太阳能电池7、Ⅲ-Ⅴ族化合物（GaAs）太阳能电池、Ⅱ-Ⅵ族化合物（CdS/CdTe）太阳能电池、三元Ⅰ-Ⅲ-Ⅳ族化合物（硒铟铜）太阳能电池8、单件太阳能电池片9、填充因子二、选择题1、C2、D3、B4、D5、A6、B7、D三、问答题1、（1）比硅的禁带（能量带）小的红外线，即波长微米以上波长的光通过太阳能电池时会产生损失。虽然太阳能电池的种类不同，通过的光的波长不同，但太阳能电池所产生的损失的比例一般为15%-25%。（2）在能量较大的短波长光，由于光的散射、反射而产生损失，这部分损失在30%-45%。（3）PN结的内部存在电场，电子、空穴的载流子在流动过程中所产生的损失在15%左右。（4）电流流动所产生的焦耳损失，以及光生伏打效应导致的电子、空穴再结合时所产生的损失。太阳能电池的转换效率一般在14%-20%。2、（1）通常的火力、水力发电，发电站一般远离负载，需要通过输电系统，而太阳能电池只要有太阳便可发电，因此使用方便，可以安装在靠近电力消耗的地方，在远离电网的地区，可以降低输电和配电成本，增加供电设施的可靠性。（2）没有运动部件，寿命长，无需或极少需要维护。（3）太阳能电池能直接将光能转换成电能，不会产生废气和有害物质等。（4）太阳能电池的能量随入射光、季节、天气、时刻等的变化而变化，在夜间不能发电。（5）太阳能电池所产生的电是直流电，并且无蓄电功能。（6）太阳能电池成本较高。3、（1）按照结构不同分：同质结太阳能电池、异质结太阳能电池、肖特基太阳能电池、多结太阳能电池、液结太阳能电池。（2）按照材料的不同分：硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、有机半导体太阳能电池、薄膜太阳能电池。4、将半导体太阳能电池的发电过程概括成以下四点：（1）收集太阳光和其他光使之照射到太阳能电池表面上。（2）太阳能电池吸收具有一定能量的光子后，半导体内产生电子-空穴对，两者极性相反。这些电子和空穴应有足够的寿命，它们被分离之前复合不会消失。（3）这些电性相反的光生载流子在太阳能电池PN结内建电场的作用下，电子—空穴对被分离，电子集中在一边，空穴集中在另一边，在PN结两边产生异性电荷的积累，从而产生光生电动势，即光生电压。（4）在太阳能电池PN结的两侧引出电极，并接上负载，则在外电路中即有光生电流通过，从而获得功率输出，这样太阳能电池就把太阳能（或其他光能）直接转换成了电能。5、硅片、硅片表面处理、绒面制备、扩散制结、去除背结、制备减反射膜、腐蚀周边、制作上、下电极、检验测试。6、太阳能电池组件封装的目的：（1）防止太阳能电池破损晶体硅太阳能电池易破损的原因：晶体硅呈脆性；硅太阳能电池面积大；硅太阳能电池厚度小。（2）防止太阳能电池被腐蚀失效太阳能电池的自然抗性差：太阳能电池长期暴露在空气中会出现效率的衰减；太阳能电池对紫外线的抵抗能力较差；太阳能电池不能抵御冰雹等外力引起的过度机械应力所造成的破坏；太阳能电池表面的金属层容易受到腐蚀，太阳能电池表面堆积灰尘后难以清除。（3）满足负载要求，串联或并联成一个能够独立作为电源使用的最小单元。太阳能电池组件的分类：一般的直流输出太阳能电池组件；建材一体型太阳能电池组件；采光型太阳能电池组件以；新型太阳能电池组件。四、分析计算题（略）第三章储能单元习题一、填空题1.常用的储能电池及器件有、、和超级电容器等，它们分别应用于太阳能光伏发电的不同场合或产品中。2.铅酸蓄电池电池的分类、、。3.铅酸蓄电池单体的标称电压为V。实际上，电池的端电压随充电和放电的过程而变化。表示为单体电池，标称电压为2V,定式阀控密封型蓄电池,20小时率额定容量为Ah。5.若36V的铅酸电池需要18个电池单体，则36V的锂电池只需要电池单体。6.在一般蓄电池设计中，串联蓄电池个数等于和之比。铅酸蓄电池受温度影响较大，寿命终止的主要原因是硫酸电解液干涸、和。8.蓄电池的充电电压达到V后，电池内部水分解就会明显加剧，如果继续高压充电容易造成蓄电池的失水或失控，严重影响电池寿命。蓄电池电压低于欠压保护值时，如果继续放电，易造成蓄电池因为过放而损坏，所以欠压保护值建议标准为V。9.超级电容器的过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。10.24V系统蓄电池过放保护电压一般设定在V。11.12V蓄电池过放保护的关断恢复电压一般设定为V。二、选择题1.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（）。A．锂离子电池B.镍铬电池C.铅酸蓄电池D.碱性蓄电池2．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（）。A．安培B.伏特C.瓦特D.安时3．在太阳能电池外电路接上负载后，负载中便有电流流过，该电流称为太阳能电池的()。A．短路