《光伏发电技术及应用》期末试卷(E)注：所有答案填写在答题纸中。

一、 判断题（每题2分，共30分，正确的标“T ”，错误的标“F ”）1．2000年，我国太阳能电池产量仅为3MW ，到2007年年底达到1088MW ，超过欧洲（1062.8MW ），跃居世界第二位。

2．BIPV 将太阳能发电与建筑材料相结合，充分利用建筑的屋顶和外立面，使得大型建筑能实现电力自给、并网发电，这将是今后的一大发展方向。

3．根据太阳能发电发展“十二五”规划，到2020年底，我国太阳能发电装机容量达到2100 万千瓦以上，年发电量达到250 亿千瓦时。

4．太阳能能辐射量单位有卡（cal ）、焦耳（J ）、瓦(W)等。

其关1卡(cal)=4.1868焦(J) =1.16278毫瓦时(mWh) 。

5.从海拔高度来看，海拔越高，大气透明度越好，所以水平辐射量越低。

6. 太阳能电池易腐蚀，若直接暴露在大气中，电池的转换效率会受到潮湿、灰尘、酸碱物质、冰雹、风沙以及空气中含氧量等的影响而下降。

7. 太阳能电池的峰值电流Im 也叫最大工作电流或最佳工作电流。

峰值电流是指太阳能电池片最大的工作电流，峰值电流的单位是安培(A)。

8. 蓄电池放电深度是指蓄电池在某一放电速率下，电池放电到终止电压时实际放出的有效容量与电池在该放电速率的额定容量的百分比。

9. 蓄电池的容量是指铅酸蓄电池在一定的放电条件下，放电到规定的终止电压时所能给出的电量称为电池容量，以符号C 表示，常用单位是安时(Ah)。

10. 蓄电池过充电寿命是指采用一定的充电电流对蓄电池进行连续过充电，一直到蓄电池寿命终止时所能承受的过充电时间。

其寿命终止条件一般设定在容量低于10小时率额定容量的80%。

11. 超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置。

其特点主要为充电时适用专业光伏应用技术考试方式(闭卷) 考试时间为120 分钟间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。

12. 光伏控制器的系统电压是指光伏发电系统的交流工作电压，也就是蓄电池组的直流电压。

13. 逆变器负载功率因数大小表示了逆变器带感性负载的能力，在正弦波条件下负载功率因数为0.7～0.9。

14. 逆变器过载能力是要求逆变器在特定的输出功率条件下能持续工作一定的时间，当光伏逆变器输入电压与输出功率为额定值的150%时，逆变器应连续可靠工作1min以上。

15. 在光伏发电系中，选择的光伏电缆主要考虑电缆的绝缘性能、耐热阻燃性能、电缆的防潮，防光、电缆的敷设方式、电缆芯的类型（铜芯，铝芯）、电缆的大小规格等。

二、单选题（每题2分，共10分）1. 大地表面（即水平面）上接收到的辐射量均符合直散分离原理，即总辐射等于直接辐射与（）之和。

A.散辐射B.水平辐射量C.垂直量D.反射量2.有一铅酸蓄电池型号为6QA-120，表示该电池的输出电压为( )。

A.2VB.6VC.12VD.24V3.终止电压是指在蓄电池放电过程中，电压下降到不宜再放电时（非损伤放电）的最低工作电压。

，一般单体电池的终止电压为每单体 1.8V，那么一个型号为126QA-100的蓄电池终止电压是（）。

A.1.8VB. 21.6VC.12VD.3.6V4.从2009年以来，为了启动国内市场，改变中国光伏产业“两头在外”的不利局面，中央政府决定每年从财政出资100亿左右，为我国的太阳能屋顶、光伏建筑建设提供补助，以推动国内太阳能光伏发电市场的形成。

下列项目不属于此推动计划的是（）A.太阳能光电建筑应用示范项目;B.千岛计划;C.大型并网光伏电站特许权招标;D.金太阳示范工程;5. 最大功率点跟踪技术是实现光伏发电系统输出最大功率的关键技术。

以下不属于最大功率点跟踪方法的是（）2A. 定电压跟踪法B. 功率反馈法C. 扰动观测法D. 温度比较法三、问答题（每题5分，共35分）1.从太阳能路灯应用角度出发，简述太阳能光伏发电系统的优点。

2.绘制离网家用光伏发电系统的拓扑结构图，并简要说明各个组成部分的功能。

3.简述固定安装的并网光伏发电系统组件倾斜角与维度关系。

4. 简述光伏电池板输出特性。

（分析输出功率与电压、电流、温度等因素关系，要求用曲线图形式表示）。

5.简述电池组件“热斑效益”产生的原因及解决方法。

6.下图为并联型控制器的结构示意图，简述其工作工程。

7. 简述光伏电池最大功率点跟踪型控制器实现的方法。

四、设计与计算题（共25分）1.下图为一简单的太阳能草坪灯电路，阅读电路，回答下列问题。

（10分，每小题5分）(1)描述该电路工作过程。

(2)如果要把该电路中的LED负载改变成“电机”负载，实现任意驱动电机的功能，改如何修改电路，说明原因。

2.设计本地某气象监测站监测系统，工作电压24V，功率55w，每天工作18h，当适用专业光伏应用技术考试方式(闭卷) 考试时间为120 分钟地最大连续阴雨天数为7天，两段最大连续阴雨天之间的最短间隔天数为2天。

选用深循环放电型蓄电池，铅酸蓄电池放电深度为50%，峰值日照时数为4h，斜面修正系数为0.885，组件衰减修正系数为0.85，低温修正系数为1。

现提供蓄电池型号为GFM-200、GFM-500、GFM-1000 三种。

提供100W的电池组件规格4种，如下表所示。

阅读相关材料回答下列问题。

（1～3小题各4分，第4小题31.选取合适的电池组件规格，并补充数据表格最后一行内容。

2.计算蓄电池容量。

3.计算组件容量。

4.绘制蓄电池、组件拓扑结构图。

4《光伏发电技术及应用》期末试卷(E)答题卷一、判断题（每题2分，共30分，正确的标“T”，错误的标“F”）二、单选题（每题2分，共10分）三、问答题（每题5分，共35分）适用专业光伏应用技术考试方式(闭卷) 考试时间为120 分钟四、设计与计算题（共25分，做反面）6《光伏发电技术及应用》期末试卷(E)参考答案三、问题题（每题5分，共35分）1.从太阳能路灯应用角度出发，简述太阳能光伏发电系统的优点。

1.太阳能资源取之不尽，用之不竭.2.太阳能资源随处可得。

3.光伏发电的能量转换过程简单。

4.光伏发电本身。

5.光伏发电过程不需要冷却水。

6.光伏发电无机械传动部加之自动控制技术，维护成本低。

7.光伏发电系统工作性能稳定可靠。

8.太阳能电池组件结构简单，极易组合、扩容。

(1个优点1分，共5分)2.绘制离网家用光伏发电系统的拓扑结构图，并简要说明各个组成部分的功能。

分别说明光伏电池、控制器、蓄电池、逆变器的功能。

（与直流光伏发电系统相比，交流光伏发电系统多了一个交流逆变器，用以把直流电转换成交流电，为交流负载提供电能。

交、直流混合系统则既能为直流负载供电，也能为交流负载供电。

）（系统图3分，说明2分）适用专业 光伏应用技术 考试方式(闭卷) 考试时间为 120 分钟81个空格1分，共5分4. 简述光伏电池板输出特性。

（分析输出功率与电压、电流、温度等因素关系，要求用曲线图形式表示）。

给出相关曲线图，各2分。

共3个曲线图。

5.简述电池组件“热斑效益”产生的原因及解决方法。

当太阳能电池组件或某一部分被鸟粪、树叶、阴影覆盖的时候，被覆盖部分不仅不能发电，还会被当作负载消耗其他有光照的太阳能电池组件的能量，引起局部发热，这就是热斑效应。

这种效应能严重地破坏太阳能电池，严重的可能会使焊点熔化、封装材料破坏，甚至会使整个组件失效。

产生热斑效应的原因除了以上情况外，还有个别质量不好的电池片混入电池组件，电极焊片虚焊、电池片隐裂或破损、电池片性能变坏等因素，需要引起注意。

在太阳能电池方阵中，二极管是很重要的器件，常用的二极管基本都是硅整流二极管(原因3分，解决方案2分)6.下图为并联型控制器的结构示意图，简述其工作工程。

充电与放电过程各2分，其他包括器件说明1分。

共5分。

具体内容如下。

并联型控制器电路中充电回路的开关器件S1并联在太阳能电池或电池组的输出端，控制器检测电路监控蓄电池的端电压，当充电电压超过蓄电池设定的充满断开电压值时，开关器件S1导通，同时防反充二极管VD1截止，使太阳能电池的输出电流直接通过S1旁路泄放，不再对蓄电池进行充电，从而保证蓄电池不被过充电，起到防止蓄电池过充电的保护作用。

开关器件S2为蓄电池放电控制开关，当蓄电池的供电电压低于蓄电池的过放保护屯压值时，S2关断，对蓄电池进行过放电保护。

当负载因过载或短路使电流大于额定工作电流时，控制开关S2也会关断，起到输出过载或短路保护的作用。

检测控制电路随时对蓄电池的电压进行检测，当电压大于充满保护电压时，SI 导通，电路实行过充电保护；当电压小于过放电电压时，S2关断，电路实行过放电保护。

电路中的VD2为蓄电池接反保护二极管，当蓄电池极性接反时，VD2导通，蓄电池将通过VD2短路放电，短路电流将保险丝熔断，电路起到防蓄电池接反保护作用。

开关器件、VD1、VD2及保险丝BX等一般和检测控制电路共同组成控制器电路。

该电路具有线路简单，价格便宜，充电回路损耗小，控制器效率高的特点，当防过充电保护电路动作时，开关器件要承受太阳能电池组件或方阵输出的最大电流，所以要选用功率较大的开关器件。

7. 简述光伏电池最大功率点跟踪型控制器实现的方法。

(共5分)最大功率点跟踪型控制器的原理是将太阳能电池方阵的电压和电流检测后相乘得到的功率，判断太阳能电池方阵此时的输出功率是否达到最大，若不在最大功率点运行，则调整脉冲宽度、调制输出占空比、改变充电电流，再次进行实时采样，并做出是否改变占空比的判断。

通过这样的寻优跟踪过程，可以保证太阳能电池方阵始终运行在最大功率点。

最大功率点跟踪型控制器可以使太阳能电池方阵始终保持在最大功率点状态，以充分利用太阳能电池方阵的输出能量。

同时，采用PWM调制方式，使充电电流成为脉冲电流，以减少蓄电池的极化，提高充电效率。

四、设计计算题1.下图为一简单的太阳能草坪灯电路，阅读电路，回答下列问题。

（10分，每小题5分）描述该电路工作过程。

当有阳光照射时，太阳能电池发出的电能通过二极管VD向蓄电池DC充电，同时太阳能电池的电压也通过R1加到VTI的基极，使VT1导通，VT2、VT3截止，LED不发光。

当黑夜来临时，太阳能电池两端电压几乎为零，此时VT1截止，VT2、VT3导通，蓄电池中的电压通过S、R4加到LED两端，LED发光。

如果要把该电路中的LED负载改变成“电机”负载，实现任意驱动电机的功能，改如何修改电路，说明原因。

改变的方法有多种，核心怎么屏蔽不需要的电路。

或采用开关器件也可以。

2. 计算题选择QZ-100 W-2。

2.计算蓄电池容量。

蓄电池容量=1.2*（55/24）*18*7*1/0.5=693（AH）3.计算组件容量。

电池组组件串联数=24*1.43/17.3=24.绘制蓄电池、组件拓扑结构图。