2025年光伏考试题及答案

2025年光伏考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列关于光伏效应的描述中，正确的是（）。A.由爱因斯坦首次提出并验证B.本质是光生载流子在p-n结内建电场作用下分离C.仅发生在单晶硅材料中D.开路电压与光照强度呈线性正相关答案：B解析：光伏效应由贝克勒尔发现，爱因斯坦解释了光电效应（非光伏效应）；光伏效应可发生在多种半导体材料（如多晶硅、薄膜电池）；开路电压随光照强度增加呈对数增长，而非线性。2.2025年主流光伏组件中，转换效率最高的电池技术是（）。A.PERC（钝化发射极及背局域扩散电池）B.TOPCon（隧穿氧化层钝化接触电池）C.HJT（异质结电池）D.IBC（全背电极接触电池）答案：C解析：2025年HJT电池量产效率已突破26%，TOPCon量产效率约25.5%-26%，PERC效率天花板约24.5%，IBC因工艺复杂未大规模普及。3.某光伏系统设计中，组件型号为550Wp（Voc=45V，Isc=13.5A，Vmp=39V，Imp=14.1A），逆变器MPPT电压范围为600-1500V，最大输入电流30A。若采用12路组串并联，每串最多可串联（）块组件。A.15B.16C.17D.18答案：B解析：每串最大串联数需满足Voc×N≤逆变器最高输入电压（1500V），即N≤1500/45=33.33；同时需满足Vmp×N≥逆变器MPPT最低电压（600V），即N≥600/39≈15.38。但需额外考虑温度系数（-0.3%/℃），假设极端低温-20℃，Voc修正为45×[1+0.3%×(25-(-20))]=45×1.135=51.075V，此时N≤1500/51.075≈29.37（不影响）。实际设计中需保证Vmp×N≥600V，取N=16（39×16=624V≥600V），若N=17则Vmp=39×17=663V仍满足，但需检查逆变器最大输入电流：单串Imp=14.1A，12路并联总电流=14.1×12=169.2A，远小于逆变器最大输入电流（通常组串式逆变器单MPPT最大电流约20-30A/路，此处题目中“最大输入电流30A”可能指单路，故每串Imp=14.1A≤30A，因此N=16或17均可？但题目可能简化计算，正确应为16，因Vmp×16=624V≥600V，且N=17时Vmp=663V也满足，但需结合实际工程中避免电压过高（如考虑组件衰减后Vmp降低），故答案选B。4.下列因素中，对光伏系统发电量影响最小的是（）。A.组件表面灰尘覆盖率5%B.逆变器效率98.5%C.组件串联二极管压降损失D.当地年均风速3m/s答案：D解析：灰尘覆盖率5%可导致约3%-5%发电量损失；逆变器效率每降低0.5%影响显著；串联二极管压降损失约0.5V/个（每20片组件1个二极管），损失约0.5%；风速主要影响组件温度（风速高则冷却好，效率提升），但年均风速3m/s属正常范围，影响较小。5.衡量地面光伏电站所在地太阳能资源的核心指标是（）。A.年总辐射量（kWh/m²）B.年日照小时数（h）C.散射辐射比例（%）D.极端最高气温（℃）答案：A解析：总辐射量直接决定可转换的太阳能总量，日照小时数未区分辐射强度，散射辐射比例影响双面组件增益但非核心，极端气温影响组件功率温度系数但非资源评估核心。6.光伏组件PID（电势诱导衰减）效应的主要成因是（）。A.长期光照导致载流子复合增加B.高电压下玻璃中的钠离子迁移至电池表面C.组件封装材料水解产生酸性物质D.机械应力导致电池片隐裂答案：B解析：PID效应由组件在高负偏压下（相对于地），玻璃中的Na+迁移至电池减反层，形成漏电流通道，导致效率衰减。7.下列跟踪系统中，发电增益最高的是（）。A.单轴水平跟踪（仅南北方向转动）B.单轴斜轴跟踪（倾角与当地纬度一致）C.双轴跟踪（方位角+倾角双调节）D.固定倾角支架（倾角=当地纬度）答案：C解析：双轴跟踪可最大程度追踪太阳位置，增益约25%-35%；单轴斜轴跟踪增益约15%-25%；水平单轴增益约10%-20%；固定支架增益最低。8.中国光伏组件需通过的强制性认证是（）。A.IEC61215（晶体硅组件性能测试）B.CQC认证（中国质量认证中心）C.GB/T9535（地面用光伏组件设计鉴定和定型）D.UL认证（美国保险商实验室）答案：C解析：GB/T9535是中国等效采用IEC61215的国家标准，属于强制性认证要求；CQC是自愿性认证；IEC61215是国际标准，非中国强制；UL是美国认证。9.某光伏方阵中，前排组件高度2.5m（支架高度），当地纬度30°N，冬至日9:00（真太阳时）太阳高度角为25°，则方阵南北间距至少需（）米（取整数）。A.5B.6C.7D.8答案：C解析：间距计算公式D=H/tanθ，其中H为前排组件高度（2.5m），θ为冬至日9:00的太阳高度角（25°），tan25°≈0.4663，D=2.5/0.4663≈5.36m。但实际工程中需考虑组件长度（假设组件长度1.95m，支架伸出部分0.5m），总高度H=2.5+0.5=3m，则D=3/0.4663≈6.43m，取7m（避免遮挡）。10.光伏支架常用材料中，耐腐蚀性最好的是（）。A.热镀锌碳钢（锌层厚度80μm）B.铝合金（6063-T5）C.不锈钢（304材质）D.普通碳钢（未做表面处理）答案：B解析：铝合金在户外环境中自然形成氧化膜，耐腐蚀性优于热镀锌碳钢（锌层会逐渐损耗）；304不锈钢耐腐蚀性好但成本高，实际光伏支架中铝合金（如6063-T5）因轻量化和耐腐蚀性更优，是主流选择。11.下列关于光伏逆变器的描述中，错误的是（）。A.组串式逆变器适用于地形复杂的分布式项目B.集中式逆变器效率通常高于组串式C.微型逆变器可实现单块组件MPPTD.逆变器需具备低电压穿越（LVRT）功能答案：B解析：集中式逆变器效率（98.5%左右）与组串式（98.8%-99%）接近，部分高端组串式效率更高；组串式因多路MPPT更适应复杂地形；微型逆变器支持单组件MPPT；LVRT是电网接入强制要求。12.光伏系统中，直流侧电缆的载流量需考虑的主要因素不包括（）。A.环境温度B.电缆敷设方式（直埋/架空）C.组件串联数量D.电缆绝缘材料（PVC/XLPE）答案：C解析：载流量由电流大小、环境温度、敷设方式、绝缘材料决定；组件串联数量影响电压，不直接影响电流（串联电流相同）。13.双面光伏组件的背面增益主要取决于（）。A.组件边框颜色（黑色/银色）B.地面反射率（Albedo）C.组件安装高度D.当地空气湿度答案：B解析：背面增益=（背面辐照/正面辐照）×100%，地面反射率直接决定背面辐照强度；安装高度影响反射均匀性但非核心；边框颜色影响美观但不显著；湿度影响大气透射率，非背面增益主因。14.光伏项目竣工验收时，无需检测的指标是（）。A.组件开路电压B.逆变器效率C.接地电阻（≤4Ω）D.项目备案文件答案：D解析：备案文件是前期手续，竣工验收检测包括电气性能（开路电压、逆变器效率）、安全性能（接地电阻）；备案属于合规性审查，非检测指标。15.2025年中国光伏行业政策中，明确支持的方向是（）。A.限制农光互补项目占用永久基本农田B.取消分布式光伏“自发自用，余电上网”模式C.提高光伏组件出口关税D.暂停光伏项目备案审批答案：A解析：2025年政策强调耕地保护，农光互补需避让永久基本农田；分布式“自发自用”模式仍为主要支持方向；出口关税无提高趋势；备案审批流程持续优化而非暂停。二、判断题（每题1分，共10分）1.单晶硅光伏组件的温度系数绝对值小于多晶硅组件（）。答案：√解析：单晶硅电池温度系数约-0.38%/℃，多晶硅约-0.45%/℃，单晶硅温度特性更优。2.光伏组件串联时，总功率等于各组件功率之和（）。答案：×解析：串联时电流由最小电流的组件决定，若组件功率差异大，总功率小于各组件功率之和（木桶效应）。3.逆变器MPPT（最大功率点跟踪）的作用是使组件工作在Vmp×Imp的最大功率点（）。答案：√解析：MPPT通过调节电压，使组件输出功率接近Pmp=Vmp×Imp。4.组件隐裂可通过EL（电致发光）测试检测，而IV（电流-电压）测试无法发现（）。答案：√解析：EL测试可直观显示隐裂位置（暗斑），IV测试仅反映整体功率，无法定位局部隐裂。5.光伏运维中，红外热像仪主要用于检测组件表面温度异常（如二极管损坏、接触不良）（）。答案：√解析：红外热像仪通过温度分布差异，可识别热斑、接线盒故障等问题。6.双面组件的背面增益在草地（反射率20%）中高于水泥地面（反射率30%）（）。答案：×解析：反射率越高，背面增益越大，水泥地面反射率更高，增益更大。7.储能系统的SOC（荷电状态）是指电池当前容量与额定容量的比值（）。答案：√解析：SOC=（当前容量/额定容量）×100%，是储能管理的核心参数。8.光伏方阵间距设计的主要依据是夏至日正午的太阳高度角（）。答案：×解析：需依据冬至日（太阳高度角最低）的太阳位置，避免冬季遮挡。9.反孤岛保护是指逆变器在电网失压时自动停止向电网供电（）。答案：√解析：反孤岛保护防止电网断电后，光伏系统继续向局部电网供电，危害检修人员安全。10.2025年新建光伏项目必须配套储能，否则不予并网（）。答案：×解析：部分地区（如新能源高渗透率区域）要求配套储能，非全国强制政策。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述PERC电池与TOPCon电池的结构差异及效率优势来源。答案：PERC（钝化发射极及背局域扩散电池）在传统铝背场电池基础上，于背面增加一层介质钝化层（如Al₂O₃/SiNx），仅在局部区域开接触孔，减少背表面复合；TOPCon（隧穿氧化层钝化接触电池）则在背面制备超薄氧化层（1-2nm）+掺杂多晶硅层（100-200nm），形成隧穿效应，同时实现高效钝化和载流子传输。PERC效率提升源于背面钝化，TOPCon通过背面场钝化+载流子选择性收集，进一步降低复合损失，因此量产效率更高（2025年TOPCon量产效率超26%，PERC约24.5%）。2.组串式逆变器与集中式逆变器在分布式光伏中的适用场景有何不同？答案：组串式逆变器单机容量小（5-250kW），支持多路MPPT（2-16路），适用于：①屋顶分布式（高低错落、朝向不一），多路MPPT减少遮挡损失；②山地、农光互补等地形复杂项目；③容量较小（≤1MW）的工商业项目。集中式逆变器容量大（500kW-3MW），MPPT路数少（1-2路），适用于：①地面集中式电站（组件朝向一致、无遮挡）；②平坦地形、大规模连片项目；③对初始投资敏感（集中式成本更低）的项目。3.光伏系统效率损失的主要环节有哪些？请列举5项并说明其典型损失比例。答案：①组件效率损失（约15%-20%）：包括光学损失（反射、栅线遮挡）、电学损失（载流子复合）；②温度损失（约5%-8%）：组件温度每升高1℃，功率下降0.3%-0.5%；③遮挡损失（约3%-10%）：由阴影、灰尘、组件mismatch引起；④逆变器效率损失（约1%-3%）：包括转换损耗、散热损耗；⑤线路损耗（约1%-2%）：直流/交流电缆电阻引起的功率损失；⑥灰尘/脏污损失（约2%-5%）：表面积灰降低透光率。4.双面组件背面增益的影响因素有哪些？如何提升背面增益？答案：影响因素：①地面反射率（Albedo）：反射率越高（如雪地＞水泥＞草地＞土壤），背面辐照越强；②组件安装高度：高度增加，背面接收的散射光和反射光更均匀，但过高会增加支架成本；③组件倾角：倾角越小，背面与地面夹角越大，反射光接收面积越大；④周围遮挡：附近障碍物（如树木、建筑物）会减少背面辐照；⑤组件本身参数：如背面电池片覆盖率（全背电极设计可提升背面受光）。提升措施：选择高反射率地面（如铺设白色反光膜）、优化安装高度（通常为组件长度的1.2-1.5倍）、减小组件倾角（接近水平）、清除周围遮挡物、采用半片/叠瓦等减少背面遮挡的设计。5.光伏电站运维中，红外检测的重点对象及判断标准是什么？答案：重点对象：①组件：检测热斑（局部温度＞周围20℃以上）、隐裂导致的局部过热；②接线盒：二极管损坏（温度＞80℃）、接触不良（接线端子温度＞环境温度20℃）；③汇流箱：熔丝、断路器触点温度异常（＞70℃）；④逆变器：功率模块、电容、电感等部件温度（IGBT温度＜85℃，电容温度＜70℃）。判断标准：以环境温度为基准，异常点温度超过参考点（正常区域）15-20℃以上，或超过部件耐温阈值（如接线盒耐温85℃），需标记并排查。四、计算题（每题8分，共24分）1.某分布式光伏项目选用550Wp组件（Vmp=39V，Imp=14.1A），逆变器参数：MPPT电压范围600-1500V，最大输入电流30A/路，共4路MPPT。设计每路组串的串联数及并联数，确保系统在标准测试条件（STC）下满功率运行。答案：（1）串联数计算：最低Vmp×N≥MPPT下限600V→N≥600/39≈15.38，取16片（39×16=624V）；最高Voc×N≤MPPT上限1500V（考虑温度修正，假设极端低温-20℃，Voc=45V×[1+0.3%×(25-(-20))]=45×1.135=51.075V），则N≤1500/51.075≈29.37，取16片满足。（2）并联数计算：单路最大输入电流≤30A→并联数P≤30/Imp=30/14.1≈2.12，取2串并联（14.1×2=28.2A≤30A）。（3）每路功率：550W×16×2=17,600W=17.6kW；4路总功率：17.6kW×4=70.4kW（接近逆变器额定容量，假设逆变器容量70kW，可满功率运行）。2.某地面光伏电站位于北纬35°，年总辐射量1,600kWh/m²，组件效率22%，系统效率（PR）0.82，占地系数（组件面积/总用地面积）0.4，计算：（1）100MW电站的组件面积；（2）年发电量；（3）单位面积发电量（kWh/m²）。答案：（1）组件面积=100MW/(550Wp/片×1000)×单片面积（假设单片面积2.5m²/片）=100,000,000W/(550W/片)×2.5m²/片≈454,545片×2.5m²≈1,136,363m²；或简化计算：100MW=100,000kW，每平方米组件功率=22%×1kW/m²（STC辐照）=220W/m²，组件面积=100,000,000W/220W/m²≈454,545m²。（2）年发电量=总辐射量×组件面积×组件效率×PR=1,600kWh/m²×454,545m²×0.22×0.82≈1,600×454,545×0.1804≈131,454,545kWh≈1.31亿kWh。（3）单位面积发电量=年发电量/总用地面积=131,454,545kWh/(454,545m²/0.4)=131,454,545kWh/1,136,363m²≈115.7kWh/m²。3.某光伏支架设计风速30m/s（10年一遇），支架迎风面积2m²，空气密度1.225kg/m³，体型系数1.3，计算支架承受的风载荷（单位：N）。答案：风载荷公式：F=0.5×ρ×v²×A×μ，其中ρ=1.225kg/m³，v=30m/s，A=2m²，μ=1.3，F=0.5×1.225×30²×2×1.3=0.5×1.225×900×2×1.3=0.5×1.225×1800×1.3=0.5×2205×1.3=1102.5×1.3=1433.25N。五、案例分析题（共16分）背景：某企业计划在其闲置厂房屋顶建设5MW分布式光伏项目，屋顶为彩钢瓦结构（坡度5°，承重35kg/m²），当地年总辐射量1,350kWh/m²，电网接入容量6MW（企业最大负荷4MW，平均负荷2.5MW）。问题：1.简述项目前期需重点核查的屋顶条件。2.设计“自发自用，余电上网”模式下的系统配置（组件、逆变器选型，是否需储能）。3.分析项目经济性的关键指标（需列出计算公式）。答案：1.屋顶条件核查重点：①结构安全性：彩钢瓦承重（35kg/m²需满足支架+组件重量，550Wp组件+支架约15kg/m²，满足）；屋顶年限（剩余寿命＞20年，否则需加固）；屋面锈蚀程度（影响支架固定）。②朝向与遮挡：屋顶朝向（最佳正南，允许±15°偏差）；周边障碍物（如冷却塔、烟囱）的阴影分析（冬至日9:00-15:00无遮挡）。③电气接入条件：厂内变压器容量（6MW接入需确认变压器剩余容量）；配电房位置（减少电缆长度）；电网允许的最大并网容量（5MW≤6MW，满足）。④合规性：屋顶产权（是否为企业自有，租赁需取得产权方同意）；是否属于文物保护、航空限高区域。2.系统配置设计：①组件选型：550Wp单晶硅双面组件（效率21.5%，重量19kg/m²≤35kg/m²），考虑屋顶坡度5°，双面组件背面可利用地面反射（厂房屋顶周边为水泥地面，反射率约30%，背面增益约10%）。②逆变器选型：组串式逆变器（250kW/台，MPPT电压600-1500V），每台接入16串×2并（单串16片组件，550×16×2=17,600W/组串，250kW逆变器可接入14组串，总容量250×20=5,000kW）。③储能配置：企业平均负荷2.5MW，光伏峰值