《光伏发电技术及应用》期末试卷及答案(I)

《光伏发电技术及应用》期末试卷(I)

题号 分数 一 二 三 四 五 六 …… 总分 一、 判断题（每题1分，共30分，对的选T，错误的选F，填写在答题纸） 1、光伏组件光电转换效率是指标准测试条件下（AM1.5、组件温度25℃，辐照度1000W/m）光伏组件最大输出功率与照射在该组件上的太阳光功率的比值。 2、光伏组件的开路电压是指在组件输出短路时，测量组件输出端的电压值。 3、光伏组件峰值功率是指在准测试条件下组件的输出最大功率。其值等于峰值电压与峰值电流的乘积。

4、光伏逆变器按照电能输出去向可以分为有源逆变器和无源逆变器。并网逆变器属于有源逆变器。

5、拟建设100KW的分布式并网光伏电站，光伏组件选择上可以从组件功率、组件转化效率、峰值电压、电流等参数角度出发选配合适的组件。

6、衢州市如果建设1MW的固定倾角的光伏电站大约占地至少300亩。 7、光伏组件的实际输出功率与环境温度、空气质量等因素无关。

8、同等条件下，温度越高光伏组件实际输出功率越大，即相同辐照度下，同容量的组件在夏天发的电比冬天多。所以建设光伏电站时，尽量选择通风条件不好的地方。 9、地区的峰值日照时数是影响光伏发电量的最主要因素之一。例如衢州市平均峰值日照时数为3.5小时，我国最好的峰值日照时数地区为6.8小时，那么一个电站在衢州市如果年发电量为350kwh，那么在同等条件下，该电站在我国最好的峰值日照时数地区年发电量可达到680kwh。

10.一个装机功率为100KW的光伏电站，其在实际发电过程中，发电量功率输出很难达到满功率100KW的输出，主要原因为：实际发电环境下很难达到标准的测试条件，同时电站存在各种损耗等，所以光伏电站的实际输出功率小于光伏电站的装机功率。 11.光伏组件的填兖因子FF，是指太阳能电池的最大输出功率与开路电压和短路电流乘积的比值，其值小于1。填充因子是评价太阳能电池输出特性，值越大（越接近1），表示电池组件输出能力（特性）越好。

12、在最小离网光伏发电系统中，光伏电池组件不管处于什么条件下，都可以实时输出最大功率。所以在该系统中，不需要选配具有最大功率点跟踪功能的控制器。 13、在离网光伏发电系统中，系统一般可由组件、控制器、蓄电池、逆变器等部件组成。

14、在离网光伏发电系统中，系统电压一般是指蓄电池的标称电压，同时与组件串联支路电压、逆变器输入电压相关。

15、在离网光伏发电系统中，组件串联支路的峰值电压一般约等于蓄电池标称电压。 16、在离网光伏发电系统蓄电池实现能量的存储。其容量设计大小与负载耗电量、连续阴雨天数、蓄电池放电深度等因素相关。

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2

17、蓄电池在充满电和放完电时，电压降（电压差）较大，电压差约等于蓄电池标称电压的30%左右。

18、在光伏发电系统中，组件串联数越大越好，因为串联数越多直流电压越高，同容量功率导线损耗就越少，所以在系统建设时，应该尽可能多的提高组件串联数，不需要考虑与后续电气设备匹配问题。

19、相同条件下，固定倾斜安装方式的光伏电站建设成本较少，所以在光伏电站建设时，所有电站都应该采用固定倾斜安装方式。

20.为了防止组件前排与后排的阴影遮挡，需要留有一定的间距。一般来讲，维度越低，间距越大，维度越高，间距越小。

21、平单轴跟踪系统一般适合低纬度地区；双轴跟踪系统适合全维度地区。 22、在离网光伏系统中组件容量大小主要由占地面积因素约定。

23、在离网系统中，组件串联数越大，系统电压越高；并联数越大，提供的电能（Ah）数越大。所以光伏组件的串联数主要由负载耗电量（Ah)决定；并联数由系统电压决定。

24、一地区年总辐射量为6680MJ/m，如果转换为峰值日照时数则为6.688h。 25、MPPT是指最大功率点跟踪技术，目前所有光伏组件都具有MPPT功能，无需在后续的光伏控制器或逆变器中嵌入MPPT功能。

26、光伏汇流箱可以实现多路串联支路的并联。在一些小型太阳能光伏发电系统中，由于组件数量少，串联支路单一，可不需要光伏汇流箱。

27、一个铅酸蓄电池10小时率下可释放10Ah电能，那么该电池在2小时率下可以释放出大于10Wh的电能。

28、光伏发电的基本原理是利用太阳能电池的光生伏打效应直接把太阳的辐射能转变为电能的一种发电方式，光伏发电的能量转换器就是太阳能电池。

29、当太阳能电池组件或某一部分被树叶、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。

30、对于并网光伏电站来讲，只要光伏组件功率越大，其年发电量也一定越大。 31、在并网光伏系统中，逆变器容量选择越大，光伏电站发电量也一定越大。 32、并网逆变器要求具有低电压穿越能力，即当电网发生电压波动降低时，逆变器具有继续保持电能的输出能力，不能立刻停机。

33、小明在实验室测量组件A的功率为100W，小花在实验室测量组件B功率为200w，那么组件B的峰值功率一定大于组件A的功率。

34、在离网和并网光伏发电系统，相同地点，相同光照，相同容量的光伏电站发电量一定相同。

35、汇流箱主要实现串联电池阵列的并联，所以为了防止电流的倒流，要求每条串联支路电压保持一致。

36、选择转换效率高的光伏组件，同等条件下可提高光伏电站的建设容量（光伏电站总功率），相当于降低到了单位容量的土地需求。

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2

37、选择转换效率高的组件，不仅可以节约土地面积，同时也可以降低导线数量，减少电站安装工作量。所以在条件容许情况下，一般都采用高效率组件。

38、实验室有多个12V10Ah的蓄电池。如果要构成一组48V40Ah的蓄电池组，可以采用4串4并的连接方式。

39、在离网光伏系统中，倾斜角的设计以年辐射量获取最大为评判依据；在并网光伏系统中，以最恶劣环境下获取最大辐射量为评判依据。

40、在交直流配电柜选配上，要注意使用海拔高度，因为海拔越高，由于气压低、相对湿度大、温差大、太阳辐射强、空气密度低等问题，导致大气压力和相对密度降低，电气设备的外绝缘强度也随之增强。因此，在设计配电系统时，不用考虑海拔高度的影响。

二、选择题（单选题，每题1分，共10分）

1.最大功率点跟踪型控制器的原理是将太阳能电池方阵输出（ ）进行比较，判断太阳能电池方阵此时的输出功率是否达到最大。 A、电压

B、功率

C、电流

D、电阻

2.蓄电池的放电深度是指蓄电池在某一放电速率下，电池放电到（ ）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。 A、短路电压 A、17

B、开路电压

C、终止电压

D、340 D、20%

D、100KWh

D、峰值电压

3、一电池组件转换效率为17%，则2个平方米面积光伏电池组件约为（ ）瓦。

B、34

C、150 C、18%

4、一电池组件面积为2个平方，峰值电压为200W，那么该组件转换效率大约为（）。 A、10% A、350Wh

B、14% B、350KWh

5、组件功率为100W，那么该组件在衢州市平均每天可输出电能可能的值是（ ）

C、100Wh

6、一个固定倾斜安装的光伏电站在衢州市约年发电量为10万KWh，如果将其改造成双轴跟踪型光伏电站，其年发电量可能的是（ ）。 A、10万KWh

B、14万KWh

C、20万KWh

D、100万KWh

7、一个固定倾斜安装的光伏电站在衢州市约占地200亩土地。如果将其改造成双轴跟踪型光伏电站，建设容量不变，那么大约需要（ ）亩土地。 A、100亩土地

B、200亩土地

C、400亩土地

D、1000亩土地

8、一个固定倾斜安装光伏电站建设容量为100KW，当倾斜面上的峰值日照时数为4.0h，其实际平均每天发电量约为300KWh，那么该电站整机系统效率可能为（ ） A、100%

B、90%

C、85%

D、75%

9、在一离网光伏发电系统中，负载平均每天耗能1kwh，当地峰值日照时数为4.0h，该电站处于偏远无人值守环境下，那么该系统组件容量可能的是（ ） A、10W

B、100W

C、200W

D、500W

10、在一并网光伏电站中，组件都采用峰值电压为50.2V，开路电压为60.6V的265W组件，其逆变器输入电压范围为450V-820V；那么为了使逆变器获取更高的转换效率输出，电池组件的串联数可能的是（ ） A、12

B、9

C、7

D、3

三、问答题（每题5分，共40分）

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1、简述并网光伏发电系统组成以及设计一个并网光伏电站要考虑哪些因素

2、简述离网光伏发电系统的组成以及设计一个离网光伏发电系统要考虑哪些因素。

3、简述“全额上网”、“自发自用余电上网”两种分布式光伏电站接入模式，并图示。

4、从离网光伏发电系统结构角度出发，分析离网系统的种类有哪些，并图示其结构。

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二级学院 专业 班级 姓名 学号 5、分析离网光伏电站和并网光伏电站建设容量大小的影响因素。

6、结合并网光伏电站的选址、设计、运维等内容，分析如何提高光伏电站发电量。

7、下图是电池组件功率输出曲线，分析光伏电池最大功率点跟踪实现的过程。

图 电池组件功率输出曲线

8、简述光伏发电应用场合及光伏发电特点。

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四、设计题（10分）

一家用离网光伏发电负载用电如下表所示。该地区最低的光照辐射是1月份，倾斜面峰值日照时数为4.0，组件损耗系数取0.9，离网逆变器工作效率为0.8，蓄电池充放电效率0.9，蓄电池放电效率的修正系数取1.05，蓄电池的维修保养率取0.8，蓄电池的放电深度取0.5，连续阴雨天数取5。根据要求完成系统组件容量和蓄电池容量设计。

负载电器名称 规格型号 照明 电脑 电冰箱 总计 DC,节能灯 AC AC ,150L 耗电功率 100W 150W 100W 900W 日耗电量Wh 500 600 900 2000 1、绘制该离网光伏发电系统结构示意图。（5分）

2、离网光伏系统的系统电压拟定为48V，可选组件参数如下所示。分别计算各类组件参数、方阵结构和组件容量。（3分） 型号 1 2 3 4 5 功率 100 125W 180 245 300 峰值电压 34.2V 34.2V 17.1V 34.2V 34.2V 峰值电流 串联数 并联数 总功率W 3.根据给定蓄电池参数，选配合适的蓄电池组结构及容量（2分） 电池类型 6GFM-100 6GFM-400

额定电压V 12 12 10h放电容量 110-120 420-480 并联数 串联数 - 6 -

参

一、判断题（每题1分，共30分，对的选T，错误的选F）

1 T 11 T 21 T 31 F 1 B 2 F 12 F 22 F 32 T 2 C 3 T 13 T 23 F 33 F 3 D 4 T 14 T 24 F 34 F 4 A 5 T 15 F 25 F 35 T 5 A 6 F 16 T 26 T 36 T 6 B 7 F 17 T 27 F 37 T 7 C 8 F 18 F 28 T 38 T 8 D 9 T 19 F 29 T 39 F 9 D 10 T 20 F 30 F 40 F 10 A 二、选择题（单选题，每题1分，共10分） 三、问答题（每题5分，共40分）

1、简述并网光伏发电系统组成以及设计一个并网光伏电站要考虑哪些因素 解答：（1）组成：光伏组件、汇流箱、逆变器、交直流配电柜、升压变压器等（共3分，每点1分）

（2）地理位置（例如辐照度图、温度、地形）；组件选择上（转化效率、电流、电压等参数）、逆变器（转换效率、MPPT电压范围等）等。（1点1分，共2分）

2、简述离网光伏发电系统的组成以及设计一个离网光伏发电系统要考虑哪些因素。 解答：（1）组成：光伏组件、控制器、离网逆变器、蓄电池等。（共3分，每点1分） （2）组件容量（例如辐照度图、温度、地形）；组件朝向（以恶劣环境下获取最大辐射量为保证）、组件参数（特别是峰值电压选择上和蓄电池标称容量呈现1.41倍左右）逆变器（转换效率、MPPT电压范围等）等。（1点1分，共2分） 3、简述“全额上网”、“自发自用余电上网”两种分布式光伏电站接入模式，并图示。 解答：自发自用余电上网：即光伏发的电自己用一部分，用不完的卖给电网。 （1分）全额上网：即光伏发的电全部卖给电网，自己一度都不用。（1分） 图3分。

4、从离网光伏发电系统结构角度出发，分析离网系统的种类有哪些，并图示其结构。 解答：1.无蓄电池的直流光伏发电系统，有蓄电池的直流光伏发电系统；交流及交、直流混合光伏发电系统；市电互补型光伏发电系统。结构分别如下。

直流负载直流负载直流负载控制器直流负载控制器逆变器控制器逆变器交流负载交流负载蓄电池蓄电池蓄电池市电切换电路AC220V （每种2.5分，共5分，多余不给分）

5、分析离网光伏电站和并网光伏电站建设容量大小的影响因素。

解答：离网：主要有负载耗电量、当地峰值日照时数等因素决定建设容量；（至少2点，对2.5分）

并网系统：主要有可建设的土地面积、可投入到资金、当地可接入电能容量等因素决定。（至少2点，对2.5分）

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6、结合并网光伏电站的选址、设计、运维等内容，分析如何提高光伏电站发电量。 解答：选择方面：土地资金，地理地址条件、交通运输、土地性质等方面；（至少，设计2个方面以上，每点1分，共2分）

设计：设计（组件、汇流箱、逆变器、导线等因素出发选配合适参数）（至少，设计2个方面以上，每点1分，共2分）

运维：日常运维与检修、智能控制等方面。（1分）

7、下图是电池组件功率输出曲线，分析光伏电池最大功率点跟踪实现的过程。

解答：当光伏电池输出电压为1.5V时，测量当前电流，计算功率为P1;提升输出电压，例如为2V，测量当前电流，计数功率为P2；如果P2大于P1，那么继续提高输出电压；如果当前功率比前一时刻功率值小，那么反方向改变组件术输出电压。依次类推。（至少分析3个过程，每个过程2分，共5分） 8、简述光伏发电应用场合及特点。

解答：应用场合：通行、交通、供电、离网水泵、太阳能路灯等（每点1分，共3分）；发电特点：太阳能资源随处可得，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失。光伏发电的能量转换过程简单；光伏发电过程不需要冷却水；光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。光伏发电系统工作性能稳定可靠，使用寿命长等（提供2点，每点1分，共2分） 四、设计题（10分）

直流负载控制器逆变器交流负载1、绘制该离网光伏发电系统结构示意图。

蓄电池5分

分别计算各类组件方阵结构和组件容量。（每列全对得1分，共3分，） 型号 1 2 3 4 5 功率 100 125W 180 245 300 峰值电压 34.2V 34.2V 17.1V 34.2V 34.2V 峰值电流 2.92 A 3.65A 10.53 7.16 8.77 串联数 2 2 4 2 2 并联数 7 6 2 3 3 总功率W 1400 1500 1440 1470 1800 3.蓄电池容量选择（每列全对得1分，2分） 电池类型 6GFM-100 6GFM-400

额定电压V 12 12 10h放电容量 110-120 420-480 并联数 4 4 串联数 7 2 - 8 -