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____(约占80%)和____(约占19%) 组成。 A．氢、氧 B. 氢、氦 C. 氮、氢 D. 氮、氦 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____。 A．1.367 kW/m2 B. 1.000 kW/m2 C. 1.353 kW/m2 D. 0.875 kW/m2 3.太阳电池是利用半导体____的半导体器件。 A．光热效应 B.热电效应 C. 光生伏打效应 D. 热斑效应 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____。 A．转换效率 B.填充因子 C. 光谱响应 D. 方块电阻 5．目前单晶硅太阳电池的实验室最高效率为____，由澳大利亚新南威尔士大学 创造并保持。 A．17.8% B.30.5% C. 20.1% D. 24.7% 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____。 A．开路电压 B.短路电流 C. 填充因子 D. 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____。 A．安培 B.伏特 C. 瓦特 D. 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____。 A．太阳电池 B.蓄电池 C. 逆变器 D. 控制器 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____W。 A．103 B.106 C. 109 D. 10 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____。 A．1 B. 2 C. 3 D. 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____。 A．锂离子电池 B. 镍铬电池 C. 铅酸蓄电池 D. 碱性蓄电池 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____。 A．12V B. 15V C. 13.7V D. 14.6V 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 ____。 A．25Ah B. 15Ah C. 12.5Ah D. 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____。逆变器工作原理图 A．正、正 B. 负、正 C. 正、负 D. 负、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____。
A．16.07% B. 15.31% C. 16.92% D. 14.83% 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可以分为四大类，分别为光热利用、太阳能发电（或光 电利用） 、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________光伏 发电系统、________光伏发电系统。(并网（或联网） 、离网（或独立）) 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________W/m2、光谱为________、电池温度为25℃。 (1000、AM1.5) 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、________和 ________。(交流系统、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________向 P 区运动，P 区的________向 N 区运动。 ．(空穴、电子) 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________太阳电池，光电转换效率最低的是 ________太阳电池。(单晶硅、非晶硅) 7． 在现代电力电子技术中，逆变器一般除了________和控制电路以外，一般 备有________、辅助电路、输入和输出电路等。 逆变电路、保护电路) 。( 8． 太阳能光伏发电系统最核心的器件是________(太阳电池) 三、简述题（本大题共7小题，每小题5分，35分） 1、 什么叫光学大气质量？大气质量为1.5时，其天顶角为多少？ 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。 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。 四、综合题（本大题共35分） 1． （本题12分）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？ 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． （本题11分）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． （本题12分）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。 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。 自学考试 太阳能光伏发电技术试卷 B 参考答案 一．选择题 1．B 2．A 3．C 4．B 5．D 6．D 7．D 8．C 9．C 10．D 11．C 12．C 13．D 14．C 15．A 二．填空题 1. 光热利用、太阳能发电（或光电利用） 2. 并网（或联网） 、离网（或独立） 3．1000、AM1.5（本题答案顺序位置不能换） 4．交流系统、交直流混合系统 5．空穴、电子（本题答案顺序位置不能换） 6．单晶硅、非晶硅（本题答案顺序位置不能换） 7．逆变电路、保护电路（本题答案顺序位置不能换） 8．太阳电池 三．简述题 1． 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。 2． 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． 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． 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． 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． 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． 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。 四．综合题 1．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．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．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。