1太阳能光伏发电应用技术考试复习题

1、辐射通量单位时间内太阳以辐射形式发射的能量称为辐射通量。瓦辐照度太阳投射到单位面积上的辐射功率称为辐射度或辐照度。瓦/平方米辐照量在一段时间，太阳投射到单位面积上的辐射通量称为辐照量在地球大气层之外，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的辐射，其值约为（1.367kW/m2）太阳与天顶轴重合时，太阳光线穿过一个地球大气层的厚度此时路程最短，太阳光线的实际路程与最短路程之比称为大气质量。太阳电池主要工艺步骤:绒面制备、p一n结制备、铝背场制备、正面和背面金属接触以及减反射层沉积。3. BIPV，即（光伏建筑

2、一体化），使光伏发电与（建筑）相结合，让（光伏部件）作为建筑物的一部分，或把光伏部件作为建材的一部分。而光伏部件即是指由各种晶体硅太阳电池、薄膜太阳电池组成的（光伏列阵）。在日照强度较低的情况下，光伏电池的开路电压呈（对数）下降趋势。5.短路电流与照度成（正比）；开路电压随照度（按指数函数规律增加），其特点是低照度值时，仍保持一定的开路电压。最大输出功率Pmax几乎与照度（成比例增加），而曲线因子FF几乎（不受照度的影响），基本保持一致。7.放电深度=（实际放出容量/额定容量）光伏逆变器MPPT是指（最大功率点跟踪）在足够能量的光照射太阳电池表面时，在P-N结内建电场的作用下N区的（空穴）向P

3、区运动。太阳能电池片被掺杂了磷的那部分称为（N区）光生伏打效应：光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。太阳能电池原理：当光入射到太阳电池上时，半导体材料吸收一定能量的光子，产生光生电子空穴对。p-n结的内建电场将电子-空穴对分离，在p区积累光生空穴，在n区积累光生电子，这样在p-n结两端就产生了光生电势。p-n结两端与外电路连接，在负载中产生电流由此实现光能向电能的转换单晶硅:主要任务是在提高效率同时如何进一步降低成本。采用发射极钝化、倒金字塔表面织构化、分区掺杂、刻槽埋栅电极和双层减反射膜等技术工艺提多晶硅（薄膜）电池:多晶硅薄膜电池既有晶硅电池高效、稳定、资源丰富、无毒的优势，又具有

4、薄膜电池低成本优点，成本远低于单晶硅电池，清洗制绒目的：1、清洗表面油污及金属杂质；2、去除表面损伤层；3、形成表面织构化，减少光反射绒面结构：制作太阳电池的硅片，在切割时表面会有一层1020ym的损伤层，需要利用化学腐蚀将损伤层去除制备表面的绒面结构目的减少太阳光反射单晶硅制绒：常用的化学腐蚀剂是NaOH或KOH,在8090C。左右的温度下，进行化学反应。生成物Na2SiO3溶于水而被去除，从而硅片被化学腐蚀。多晶硅制绒：使用酸性腐蚀剂，也可以形成类似的绒面结构制绒工序检验内容减薄量反射率外观均匀性太阳能光伏产业链：是由硅提纯、硅锭/硅片生产、光伏电池制作、光伏电池组件制作、应用系统五个部分

5、组成。P-N结制备：晶体太阳电池一般利用掺硼的p型硅作为基底材料，在900C左右通过扩散五价的磷原子形成n型半导体，组成p-n结。扩散制结目的：形成有效的P-N结，有利于电池电极的形成PECVD镀膜工艺目的（减反射层）扩散后的硅片上形成一层致密的氮化硅（SiNx）层，进一步降低反射率。富H的氮化硅在经过一定的高温后（烧结过程）能够对硅体材料形成很好的钝化作用。阻挡金属离子和水蒸汽的扩散。形成良好的绝缘层制备电极的目的：1、收集电流2、引出电流3、将单体电池焊接成串制备电极的方法丝网印刷法，刻槽埋栅法，喷墨打印法4. 简述丝网印刷的制作流程（顺序）答：背电极印刷-烘干背电场印刷烘干-正电极印刷-

6、烘干+烧结测试分选简述PECVD的原理的特点，并写出反应式答：PECVD技术原理是利用低温等离子体作能量源，样品置于低气压下辉光放电的阴极上，利用辉光放电使样品升温到预定的温度，然后通入适量的反应气体，气体经一系列化学反应和等离子体反应，在样品表面形成固态薄膜。PECVD方法的特点是等离子体中含有大量高能量的电子，它们可以提供化学气相沉积过程所需的激活能。电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的分解、化合、激发和电离过程，生成活性很高的各种化学基团，能显著降低薄膜沉积的温度范围铝背场：为了改善硅太阳电池的效率，在p-n结制备完成后，在硅片的背光面，沉积一层铝膜，制备P+层，称为铝背场，其作用是减

7、少少数载流子在背面复合的概率，也可以作为背面的金属电极。制备铝背场的简便方法，是利用溅射等技术在硅片背面沉积一层铝膜，然后在8001000C。热处理，使铝膜和硅合金化并内扩散，形成一层高浓度掺杂的P+层，构成铝背场金属电极：为了将晶体硅太阳电池产生的电流引导到外部负载，需要在硅片p-n结的两面建立金属连接，形成金属电极目前，主要利用丝网印刷技术，在晶体硅太阳电池的两面制备成梳齿状的金属电极。1简述光生伏打效应。所谓光生伏打效应就是当物体受光照时，物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。当两种不同材料所形成的结受到光辐照时，结上产生电动势。它的过程先是材料吸收光子的能量，产生数

8、量相等的正、负电荷，随后这些电荷分别迁移到结的两侧，形成偶电层。光生伏打效应虽然不是瞬时产生的，但其响应时间是相当短的。Pid效应：太阳电池与金属边框之间的高电压可能会引发晶体硅光伏主组件性能的持续衰减；解决方法；光伏发电系统负极接地和负极需地2.什么是热岛效应？如何避免？串联支路中被遮蔽的太阳电池组件,将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热岛效应。这种效应破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的

9、能量被受遮蔽的组件所消耗。旁路二极管的作用：当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。3.什么是逆变器？逆变器有两个基本功能是什么？把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，逆变器有两个基本功能：一方面是为完成DC/AC转换的电流连接到电网，另一方面是找出最佳的操作点以优化太阳能光伏系统的效率。1（本题16分）什么是光伏应用系统？光伏应用系统主要由几部分组成？每部分的作用及相互间关系？答：太阳能光伏应用系统是利用太阳能电池组件和其他辅助设备将太阳能转换成电能的系统,般分为独立系

10、统，并网系统，混合系统。独立光伏应用系统主要由太阳能电池方阵，蓄电池组，控制器，逆变器（DC/AC变换器），负载构成；并网太阳能光伏应用系统主要由光伏电池方阵控制器，并网逆变器组成。蓄电池组储存太阳能电池方阵受光照时所发出的电能并随时向负载供电。控制器是光伏发电系统的核心部件之一，控制器应貝备1信号检测，为对系统进行判断，控制，保护等提供依据。2保证蓄电池最优充电控制3蓄电池放电管理4设备保护5故障诊断定位6运行状态指示等功能。3.假设该光伏系统交流负载的耗电量为10KWh/天，如果在该光伏系统中，我们选择使用的逆变器的效率为90%，输入电压为24V，若选择5天的自给天数，并使用深循环电池，放

11、电深度为80%。该系统需要使用2V/400Ah的蓄电池多少个？假设这是个负载对电源要求并不是很严格的系统，使用者可以比较灵活的根据天气情况整用电。我们选择5天的自给天数，并使用深循环电池，放电深度为80%。那么：蓄电池容量二5天x462.96Ah/0.8=2893.51Aho如果选用2V/400Ah的单体蓄电池，那么需要串连的电池数：串联蓄电池数二24V/2V=12（个）需要并联的蓄电池数：并联蓄电池数二2893.51/400=7.23我们取整数为8。所以该系统需要使用2V/400Ah的蓄电池个数为：12串联x8并联=961、简述太阳能发电的优点？答：a太阳能取之不尽b太阳能随处可得c太阳能不

12、用燃料，运行成本很低；d太阳能发电不产生任何废弃物，没有污染e太阳能发电系统建设周期短，方便灵活，而且可以根据负载的增减，任意添加或减少太阳能电池方阵的容量。f没有可运动部件，容易做到运转、维护的自动化及无人化，且寿命长；其中Iph为光生电流，Id为二极管电流，Ir为并联电阻电流，Rs为串联电阻，Rsh为并联电阻，I为输出电流。3.什么叫光学大气质量？大气质量为1.5时，其天顶角为48.2度？答：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48.25、请阐述太阳能光伏电池的工作原理。答：太阳电池是利用半导体光生伏特

13、效应（PhotovoltaicEffect）的半导体器件。当太阳光照射到由p型和n型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的p-n结上时，在定条件下，光能被半导体吸收后，在导带和价带中产生非平衡载流子电子和空穴。它们分别在p区和n区形成浓度梯度，并向p-n结作扩散运动，到达结区边界时受p-n结势垒区存在的强内建电场作用将空穴推向p区电子推向n区，在势垒区的非平衡载流子亦在内建电场的作用下，各向相反方向运动，离开势垒区，结果使p区电势升高，n区电势降低，p-n结两端形成光生电动势。如果分别在P型层和N型层焊上金属导线，接通负载，则外电路便有电流通过，如此形成的个个电池元件，把它们串联、并联起来，就

14、能产生定的电压和电流，输出功率。太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求自放电率低使用寿命长深放电能力强充电效率高;少维护或免维护；工作温度范围宽；价格低廉。蓄电池的性能参数a蓄电池电压b蓄电池容量c蓄电池的使用寿命d蓄电池的效率e蓄电池的自放电f蓄电池的放点深度和荷电态g蓄电池充电方充放电控制器在光伏系统中的作用答：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。太阳能光伏发电系统可以分为独立光伏系统和并网型光伏发电系统.其中独立光伏发电系统包括太阳电

15、池方阵、控制器、蓄电池、防反充二极管、逆变器等太阳能电池组件的热斑效应？在定条件下，串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其它有光照的太阳电池组件所产生的能量。被遮蔽的太阳电池组件此时会发热。这就是热斑效应。产生的原因：造成热斑效应的根源是个别坏电池的混入、电池焊片虚焊、电池由裂纹演变为破损、个别电池特性变坏、电池局部受到阴影遮挡。最好在太阳电池组件的正负极间并联个旁路二极管，以增加方阵的可靠性独立光伏发电系统的基本工作原理是答：太阳电池组件将太阳光辐射能转化为电能,通过控制器的控制直接给负载供电，或者给蓄电池充电，当需要负载工作时（如日照不足或者在夜间），则由蓄电池在控制器的控制下

16、给负载供电。对于交流负载，还需要增加逆变器将直流电转换成交流电后方可供电。7逆变器孤岛现象是指？当脱离公用电网时，光伏电站仍保持对电网中的某一部分负荷继续供电的状态。孤岛现象：当电网发生故障或中断的情况下，光伏发电系统继续独立给负载供电的现象，被动检测法，主动侦测法简述孤岛效应的危害。答：a当电网发生故障和中断后，由于光伏系统仍旧维持给负载供电，将使得维修人员在进行修复时，会发生设备或人身安全事故；b当电网发生故障和中断时，由于光伏系统失去市电作为参考信号，会造成系统的输出电流，电压及频率偏离市电频率，发生不稳定的情况，若未能将光伏系统及时与负载分离，将使得某些对频率变化敏感的负载收到损坏；c

17、在市电恢复瞬间，由于电压相位不同，可能产生较大的突波电流，造成有关设备的损害，并且在公共电网恢复供电时，可能会发生同步问题；d若光伏系统与电网为三相连接，当发生孤岛现象时，将形成欠相供电，影响用户端三相负载的正常使用。光伏控制器应貝有以下基本功能:a）防止蓄电池过充b）防止蓄电池过放c）提供负载控制的功能d）光伏控制器工作状态信息显示f）防反接功能在地球大气层之外，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B.太阳常数蓄电池放电时输出的电量与充电时输入的电量之比称为容量D.输出效率填充因子太阳电池的最大功率开路电压和短路电流乘积日照时间：是指太

18、阳光在一天当中从日出到日落实际的照射时间平均日照时数：是指某地的一年或若干年的日照时数总和的平均值太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求：自放电率低；使用寿命长；深放电能力强；充电效率高；少维护或免维护；工作温度范围宽蓄电池组主要有三种运行方式，分别为_循环充电、定期浮充制、_连续充电。11.标准晶体硅太阳能电池组件封装工艺流程：电池片筛选伐U片、检测）-单体正面焊接-背面焊接连串-铺设（玻璃清洗、材料切割、排版、铺设）-半成品测试-层压-裁边-装边框（边框涂胶、装连接角码、装电池板、组框压合、清洗）-焊接接线盒-组件测试-外观检验-包装入库2、通常组件用的玻璃是（D）布纹钢化玻璃7.独立运行的

19、光伏发电系统根据负载的特点可分为哪几种？答：直流系统、交流系统和交直流混合系统9.太阳能电池种类主要有哪两种类型？答：晶体硅型和薄膜型。19.光伏发电的跟踪系统一般可分为哪两种？答：可分为单轴跟踪系统和双轴跟踪系统。1,丄中片太阳电池测诗真填托因于为77.3%-兀开路电IE为0.62V塩劇电迸为5.24A雄测试轴人功申为15.625W则此丈阳电池的此庵转换嫂昭沟f巴&F?n15.625W艺慕冲太阳從咆辿组忡驹班略电谎是6.01A，电Mt富境靠数为0.05讪贮.当电粘度为&0V时苴如.路电浦毘念少斛：I七=1冷WAT）=5,810.05%（60-25）=5.91A32. 光伏发电系统按类别可分为（工作接地）、（保护接地）和（防雷接地）33. 太阳能发电分为（太阳能光伏发电）和（太阳能热发电）。36.光伏组件按太阳电池材料分类有（单晶硅太阳能电池）、（多晶硅太阳能电池）、（非晶硅薄膜太阳能电池）三类。39.晶体硅电池片的生产流程是（硅片分检）、（制绒）、（扩散）、（去磷硅）、（减反射膜制备）、（丝网印刷）、（测试分拣入库）47.影响光伏组件发电效率和寿命的问题主要包括：（光伏电池效率衰减）（封装辅助材料老化）（热斑问题）（焊带脱焊或断裂）等逆变器貝有极性反接保护、短路保护、孤岛效应保护、过温保护、交流过流及直流过流保护、直流