光伏发电技术习题及答案

第一章光伏发电系统习题

一、填空题

1.太阳能利用的基本方式可以分为、、、O

2.光伏并网发电主要用于和0

3.光伏与建筑相结合光伏发电系统主要分为、o

4.住宅用离网光伏发电系统主要用太阳能作为供电能量。白天太阳能离网

发电系统对蓄电池进行;晚间，太阳能离网发电系统对蓄电池所存

储的电能进行o

5.独立光伏发电系统按照供电类型可分为、和,

其主要区别是系统中是否有。

6.太阳能户用电源系统一般由太阳能电池板、和构

成。

7.为能向AC220V的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电

能转换成交流电能，因此需要使用o

8.太阳能光伏电站按照运行方式可分为和o未与公共电

网相联接独立供电的太阳能光伏电站称为O

二、选择题

1.与常规发电技术相比，光伏发电系统有很多优点。下面那一项不是光伏

发电系统的优点（）o

A.清洁环保，不产生公害B.取之不尽、用之不竭

C.不存在机械磨损、无噪声D.维护成本高、管理繁琐

2.与并网光伏发电系统相比（）是独立光伏发电系统不可缺少的一部分

A.太阳能电池板B,控制器

C.蓄电池组D.逆变器

3.关于光伏建筑一体化的应用叙述不对的是（）。

A.造价低、成本小、稳定性好

B.采用并网光伏系统，不需要配备蓄电池

C.绿色能源，不会污染环境。

D.起到建筑节能作用

4.（）是整个独立光伏发电系统的核心部件。

A、充放电控制器B、蓄电池组

C、太阳能电池方阵D、储能元件

5.独立光伏发电系统较并网光伏发电系统建设成本、维护成本（）

A、无法预算B、偏低C、一致D、偏高

6.目前国内外普遍采用的并网光伏发电系统是（）

A、有逆流型并网系统B、无逆流型并网系统

C、切换型并网系统D、直、交流型并网系统

三、简答题

1.简述太阳能发电原理。

2.什么是光伏效应

3.简述光伏系统的组成。

4.BAPV和BIPV有什么区别

5.目前光伏发电产品主要用于哪些方面。

6.简述太阳能光伏发电系统的种类。

7.简述光伏发电与其他常规发电相比具有的主要特点。

8.根据自己的理解来简述太阳能光伏发电技术在生活中的应用。

第一章习题答案

一、填空题

1、热能、光能、风能、电能

2、国家电网、个人用电

3、附加式(BAPV)光伏电站、集成式(BIPV)光伏电站

4、充电、放电

5、直流、交流、交直流混合、逆变器

6、防反二极管、旁路二极管、端子箱

7、逆变器

8、分布式、集中式、离网式

二、选择题

KD2、A3、B4、C5、D6、A

三、问答题

1、光伏发电是根据半导体界面的光生伏特效应原理，利用太阳能电池将光

能直接转变为电能。光伏发电系统主要由太阳能电池、控制器和逆变器三大部分

组成。白天在太阳光的照射下，太阳能电池产生一定的电动势，使得太阳能电池

方阵电压达到系统输入电压的要求，再配合控制器和逆变器等部件将太阳能电池

所产生的直流电能转换成交流电能。

2、光伏效应，简单地说，就是当物体受到光照时，其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。

3、(1)太阳能电池方阵。太阳能电池方阵是光伏系统的核心部件，由一定

数量的太阳能电池组件按照系统逆变器输入电压的需求串、并联组成，在太阳光

的照射下将太阳能转化成电能输出。

(2)汇流箱。将多列纵列组件汇总到一起实现并联。

(3)蓄电池。其作用是将太阳能电池组件产生的电能储存起来，当光照

不足或晚上，或者负载需求大于太阳能电池组件所发的电量时，将储存的电能释

放，以满足负载的能量需求。它是独立光伏发电系统的储能部件。

(4)捽制器。捽制器能对蓄电池的充、放电条件加以规定和捽制，并按

第二章太阳能电池习题

一、填空题

1.光伏发电系统最核心的器件是J

2.太阳能电池工作原理的基础，是半导体o

3.太阳能电池的原理是通过光电效应或者光化学效应直接把转

化成的装置。

4.硅太阳能电池一般制成结构或型结构。

5.用来表示在太阳能电池上的光能量转换成电能的大小，一般用

输出能量与入射的太阳能量之比来表示。

6.太阳能电池按结构不同可分为、、、

和0

7.化合物半导体电池主要包括、和0

8.是太阳能电池的最小元件。

9.是峰值功率与电池的短路电流和开路电压乘积的比值。

二、选择题

1.（）是固定电池和保证与上、下盖板密合的关键材料。

A.边框B.上玻璃盖

C.粘结剂D.互迂条

2.太阳能电池按材料的不同可分为薄膜太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、

硅太阳能电池和（）

A.单晶硅太阳能电池B.多晶硅太阳能电池

C.液结太阳能电池D.有机半导体太阳能电池

3.制造晶体硅太阳能电池不包括（）

A.绒面制备B.引线护套

C.刻蚀D.腐蚀周边

4.要确保太阳能电池组件产品安装后建筑结构的安全，如结构的承载力、防水、

防坠落、防雷、绝缘、节能等要求。这是太阳能电池组件的（）特征。

A.美观特征B.强度特征

C.采光特征D.安全特征

5.太阳能电池组件封装工艺流程串焊的下一道工序是（）。

A.叠层B.组件层压

C.高压测试D.组件测试

汇流帚

6.图示工序是（）中油

A,串焊B.单焊

C.组件层压D.组件测试

7.（）作用是将太阳能电池组件串的直流电缆，接入后进行汇流，再与并网

逆变器或直流防雷配电柜连接，以方便维修和操作。

A.直流配电柜B.交流配电柜

C.旁路二极管D.汇流箱

三、简答题

1.简述为什么太阳能电池转换相率不可能达到100%的原因。

2.太阳能电池的特点。

3.太阳能电池的分类。

4.简述光伏发电原理过程。

5.太阳能电池片形成的工艺流程。

6.太阳能电池组件封装的目的及组件的种类。

四、分析计算题

1.某地建设一座移动通信基站的太阳能光伏发电系统，该系统采用直流负

载，负载工作电压48V,用电量为每天150Ah,该地区最低光照辐射是1月份，

其倾斜面峰值日照时数是，选定125W太阳能电池组件，其主要参数为：峰值功

率125W,峰值工作电压，峰值工作电流，计算太阳能电池组件使用数量及太阳能

电池方阵的组合设计。（设电池组件损耗系数为，蓄电池的充电效率为）

第二章习题答案

一、填空题

1、太阳能电池

2、PN结光生伏打效应

3、太阳能电池、光能、电能

4、p+/n型结构、n+/p型结构

5、太阳能电池转换效率

6、同质结太阳能电池、异质结太阳能电池、肖特基太阳能电池、多结太阳

能电池、液结太阳能电池

7、III-V族化合物(GaAs)太阳能电池、II-VI族化合物(CdS/CdTe)太阳

能电池、三元I-川-iv族化合物(硒掴铜)太阳能电池

8、单件太阳能电池片

9、填充因子

二、选择题

1、C2、D3、B4、D5、A6、B7、D

三、问答题

1、(1)比硅的禁带(能量带)小的红外线，即波长微米以上波长的光通过

太阳能电池时会产生损失。虽然太阳能电池的种类不同，通过的光的波长不同，

但太阳能电池所产生的损失的比例一般为15%-25%0

(2)在能量较大的短波长光，由于光的散射、反射而产生损失，这部分

损失在30%-45%。

(3)PN结的内部存在电场，电子、空穴的载流子在流动过程中所产生的

损失在15%左右。

(4)电流流动所产生的焦耳损失，以及光生伏打效应导致的电子、空穴

再结合时所产生的损失。太阳能电池的转换效率一般在14%-20%0

2、(1)通常的火力、水力发电，发电站一般远离负载，需要通过输电系统,

而太阳能电池只要有太阳便可发电，因此使用方便，可以安装在靠近电力消耗的

地方，在远离电网的地区，可以降低输电和配电成本，增加供电设施的可靠性。

(2)没有运动部件，寿命长，无需或极少需要维护。

(3)太阳能电池能直接将光能转换成电能，不会产生废气和有害物质等。

(4)太阳能电池的能量随入射光、季节、天气、时刻等的变化而变化，

在夜间不能发电。

(5)太阳能电池所产生的电是直流电，并且无蓄电功能。

(6)太阳能电池成本较高。

3、(1)按照结构不同分：同质结太阳能电池、异质结太阳能电池、肖特基

太阳能电池、多结太阳能电池、液结太阳能电池。

(2)按照材料的不同分：硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、有

机半导体太阳能电池、薄膜太阳能电池。

4、将半导体太阳能电池的发电过程概括成以下四点：

(1)收集太阳光和其他光使之照射到太阳能电池表面上。

(2)太阳能电池吸收具有一定能量的光子后，半导体内产生电子-空穴对，

两者极性相反。这些电子和空穴应有足够的寿命，它们被分离之前复合不会消失。

(3)这些电性相反的光生载流子在太阳能电池PN结内建电场的作用下，电

子一空穴对被分离，电子集中在一边，空穴集中在另一边，在PN结两边产生异

性电荷的积累，从而产生光生电动势，即光生电压。

(4)在太阳能电池PN结的两侧引出电极，并接上负载，则在外电路中即有

光生电流通过，从而获得功率输出，这样太阳能电池就把太阳能(或其他光能)

直接转换成了电能。

5、硅片、硅片表面处理、绒面制备、扩散制结、去除背结、制备减反射膜、

腐蚀周边、制作上、下电极、检验测试。

6、太阳能电池组件封装的目的：

(1)防止太阳能电池破损晶体硅太阳能电池易破损的原因：晶体硅呈脆

性；硅太阳能电池面积大；硅太阳能电池厚度小。

(2)防止太阳能电池被腐蚀失效太阳能电池的自然抗性差：太阳能电池

长期暴露在空气中会出现效率的衰减；太阳能电池对紫外线的抵抗能力较差；太

阳能电池不能抵御冰雹等外力引起的过度机械应力所造成的破坏；太阳能电池表

面的金属层容易受到腐蚀，太阳能电池表面堆积灰尘后难以清除。

（3）满足负载要求，串联或并联成一个能够独立作为电源使用的最小单元。

太阳能电池组件的分类：

一般的直流输出太阳能电池组件；建材一体型太阳能电池组件；采光型太阳

能电池组件以；新型太阳能电池组件。

四、分析计算题（略）

第三章储能单元习题

一、填空题

1.常用的储能电池及器件有、、和超级电容器

等，它们分别应用于太阳能光伏发电的不同场合或产品中。

2.铅酸蓄电池电池的分类、、o

3.铅酸蓄电池单体的标称电压为Vo实际上，电池的端电压随充电和放

电的过程而变化。

表示为—单体电池,标称电压为2V,定式阀控密封型蓄电池,20小时率额

定容量为Aho

5.若36V的铅酸电池需要18个电池单体，则36V的锂电池只需要—电池

单体。

6.在一般蓄电池设计中，串联蓄电池个数等于和之比。

铅酸蓄电池受温度影响较大，寿命终止的主要原因是硫酸电解液干涸、

和O

8.蓄电池的充电电压达到V后，电池内部水分解就会明显加剧，如果

继续高压充电容易造成蓄电池的失水或失控，严重影响电池寿命。蓄电池电压

低于欠压保护值时，如果继续放电，易造成蓄电池因为过放而损坏，所以欠压保

护值建议标准为Vo

9.超级电容器的过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能

是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。

10.24V系统蓄电池过放保护电压一般设定在Vo

11.12V蓄电池过放保护的关断恢复电压一般设定为Vo

二、选择题

1.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.银铭电池

C.铅酸蓄电池D.碱性蓄电池

2.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

3.在太阳能电池外电路接上负载后，负载中便有电流流过，该电流称为太

阳能电池的（）o

A.短路电流B.开路电流

C.工作电流D.最大电流

4.一个独立光伏系统，已知系统电压48V,蓄电池的标称电压为9V,那么

需串联的蓄电池数量为（）。

B.4C.5D.6

5.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.25AhB.15AhC.D.

6.24V系统蓄电池过放保护电压一般设定在（）。

7.24V蓄电池过放保护的关断恢复电压一般设定为（）。

A.12VB.25VC.48V

三、简答题

1.简述太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求。

2.蓄电池在光伏发电系统中的作用。

3.根据铅酸蓄电池的组成结构，说明蓄电池的充、放电原理。

4.说明蓄电池的充、放电特性.

5.什么叫做蓄电池的放电深度和荷电态

6.请简述超级电容器的工作原理。

四、计算分析题

1.一只12V,40Ah的蓄电池，外接60欧姆的用电器工作10小时，求剩余容量。

（略省去蓄电池自身损耗）

2.若某地区太阳能路灯采用光伏发电系统，本地区太阳能路灯日的耗电量为

20KWh,如果在该光伏发电系统中，我们选择使用的逆变器的效率为80%,输入

电压为36V,其蓄电池储存的电能可连用4天，并使用深循环电池，放电深度为

80%。试求需要串、并蓄电池的个数。（采用的铅酸蓄电池的型号为6QA-600）

3.广州某气象监测站监测设备,工作电压24V,功率55W,每天工作18h,当地

最大连续阴雨天数为15天，两段最大连续阴雨天之间的最短间隔天数为32天。

选用深循环放电型蓄电池,选用峰值功率为50W的太阳能电池组件,其峰值电压,

峰值电流，计算蓄电池组容量及太阳能电池方阵功率。

第三章习题答案

一、填空题

1、铅酸蓄电池、镶镉电池、锂电池

2、普通蓄电池、干荷蓄电池、免维护蓄电池

3、2V

4、1个、800Ah

5、10个

6、负载标称电压、蓄电池标称电压

7、热失控、内部短路

8、、

9、充放电过程

10、

11、

二、选择题

1、C2、D3、C4、C5、C6、A7、A

三、问答题

1、太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求是：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。

2、(1)剩余能量的存储及备用

(2)保证系统稳定功率输出。

(3)提高电能质量和可靠性。

3、铅酸蓄电池在充电和放电过程中的可逆反应理论比较复杂，目前公认的

是“双硫酸化理论”。该理论的含义为铅酸蓄电池在放电后，两电极的有效物质

和硫酸发生作用，均转变为硫酸化合物一硫酸铅；当充电后，又恢复为原来的铅

和二氧化铅。

4、充电过程中的CD阶段的防过充保护和放电过程中BA段防过放保护。

5、蓄电池的放电深度是指从蓄电池使用过程中放出的有效容量占该电池额

定容量的比值，通常以百分数表示。

蓄电池的荷电态（SOC）：某时刻蓄电池的剩余电量与总电量之比，百分数

表示，单位库仑。

6、超级电容器是基于双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的

两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电

荷。在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，电解液与电极间的界面上

形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之

间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层

为双电层，因此容量非常大。

四、分析计算题（略）

第四章控制器习题

一、填空题

1.光伏控制器按电路方式的不同主要分为、、、0

2.中、大功率光伏控制器中光伏一般输入、、太阳能电池方阵。

3.小功率控制器中电压一般为、Vo

4.MPPT的常用算法包括、、、等。

二、选择题

1.在离网光伏发电系统、并网光伏发电系统以及光伏-风力混合发电系统

中，需要配置储能装置和（）等。

A.蓄电池B.控制器C.斩波器D.太阳能电池

2.以下哪种不属于控制器分类（）。

A.并联型B.串联型C.脉宽调制型D.电压源型

3.几千瓦以上的大功率光伏发电系统一般选用（）控制器。

A.并联型B.串联型C.脉宽调制型D.多路型

三、简答题

1.光伏控制器应具有哪些功能

2.光伏控制器一般应考虑哪些技术指标

3.并联型控制器中防反接二极管的作用是什么

4.简述控制器的工作原理。

5.串联型控制器与并联型控制器有什么区别。

6.什么是MPPT,在太阳能光伏发电系统中，MPPT控制器的作用是什么

第四章习题答案

一、填空题

1、并联型控制器、串联型控制器、脉宽调制型控制器、多路型控制器

2、2、4、6

3、12V、24V

4、定电压跟踪法、扰动观测法、电导增量法、模糊逻辑控制

二、选择题

1、B2、D3、D

三、问答题

1、光伏控制器应该具有以下功能：①防止蓄电池过充和过放电，延长蓄电

池使用寿命；②防止太阳能电池方阵、蓄电池极性接反；③防止负载、控制器、

逆变器和其他设备内部短路；④具有防雷击引起的击穿保护；⑤具有温度补偿的

功能；⑥光伏系统工作状态显示。

2、（1）额定电压（2）额定充电电流和输入控制路数（3）额定负载电流。

3、当蓄电池极性接反时，防反接二极管导通，蓄电池将通过防反接二极管

短路放电，短路电流快速将保险丝FU熔断，起到防蓄电池接反保护作用。

4、略见书本

5、并联型控制器又叫旁路型控制器，它是利用并联在光伏方阵两端的机械

或电子开关器件控制充电过程。当蓄电池充满电时，把光伏方阵的输出分流到旁

路电阻器上或功率模块上，然后以热的形式消耗掉。当蓄电池的电压回落到一定

值时，再断开旁路恢复充电。

串联型控制器是利用串联在充电回路中的机械或电子开关器件控制充电过

程。开关器件串接在太阳能电池方阵和蓄电池之间，当蓄电池充满电时，开关器

件断开充电回路，停止为蓄电池充电；当蓄电池电压回落到一定值时，充电电路

再次接通，继续为蓄电池充电。

6、利用控制方法实现太阳能电池的最大功率输出运行的技术被称为最大功

率点跟踪。MPPT控制器的目的是将太阳能电池阵列产生的最大直流电能及时的尽

可能多地提供给负载，使光伏发电系统的利用效率尽可能高。

第五章逆变器习题

一、填空题

1.太阳能光伏发电系统是由、、和四部分组成。

2.整流器的功能是将交流电变换成为直流电，逆变器的功能是将直流变换成

为,一般要求输出电压的基波和均能调节控制。

3.逆变器依据输入侧直流电源的类型可分为和；依据逆变器

输出电压或电流的波形可分为、阶梯波逆变器o

4.光伏逆变器依据隔离方式可分为和;其中与电网相连并向电

网输送电力的光伏发电系统所用的逆变器是o

5.单相逆变器按其结构可分为、、推挽式逆变器和其他形式

的逆变器。

6.电压型单相半桥逆变器的逆变电路中的D1、D2的功能是0

7.电压型单相全桥逆变器输出基波有效值L为V；电压型单相半桥逆变器

输出基波有效值U01为Vo

8.在SPWM调制中频率频率之比称为载波比，在调制过程中载

波比保持为常数称为同步调制。

9.三相逆变器基本工作方式是导电方式,同一相（即同一半桥）上下两臂

交替导电，各相开始导电的角度差,任一瞬间有三个桥臂同时导通。每次

换流都是在同一相上下两臂之间进行，也称为o

10.孤岛效应的检测方法一般分为、o

二、选择题

1.太阳能电池在阳光照射下产生直流电，由于大多民用电力为交流，然而

以直流电形式供电的系统有很大的局限性，除特殊用户外，在光伏发电系统中都

需要配备（）。

A.蓄电池B,控制器C.逆变器D.光伏电板

2.若以单相桥式逆变电路为例来分析在光伏逆变器的工作原理，当改变两组

开关的（）,即可改变输出交流电的频率。这就是最基本的逆变电路工作原理。

A.死区时间B.切换频率C.之间负载大小D.导通电流

3.太阳能光伏系统按照运行方式可分为独立太阳能光伏系统和并网太阳能

光伏电系统与公共电网相联接且共同承担供电任务的太阳能光伏电站称为并网

光伏电站，典型特征为不需要（）。

A.蓄电池B.控制器C.逆变器D.光伏电板

4.电压型单相全桥逆变器输出基波有效值％是电压型单相半桥逆变器输

出基波有效值%的（）倍。

A.B.及C.2D.6

5.高频环节逆变电路是蓄电池、由滤波器、（）、整流器、工频或高频

逆变器、负载等构成。

A.高频变压器B,工频变压器C.低频变压器D.逆变器

6.并网逆变器区别于离网逆变器的一个重要特征是必须进行（）防护.

A.扰动观测法B.孤岛效应C.隔离型D,非隔离型

三、简答题

1.简述光伏发电系统对逆变器的要求

2.画出电压型单相全桥逆变电路原理图，简述其工作原理，分析其工作性能的优

缺点。

3.试分析光伏发电系统中的逆变器控制调制中PWM控制的工作原理。

4.光伏发电系统中的逆变器控制调制中的单极性和双极性PWM调制有什么区别。

5.带高频环节逆变技术与低频环节逆变技术的区别简述带高频环节逆变技术分

类。

6.试分析并网逆变技术中的并网逆变器逆变方式分类。

7.画出电压型单相全桥单脉冲PWM控制逆变电路原理图，简述及工作原理。

8.并网逆变器的基本控制要求是什么

9.什么是“孤岛效应”

10.单相桥式逆变电路如图1所示，逆变电路输出电压为方波如图2所示，已知

Ud=110V,逆变频率fHOOHz。负载R=10欧姆，L二，求：

（1）输出电压基波分量

（2）输出电流基波分量

图1

图2

第五章习题答案

一、填空题

1、太阳能电池方阵、蓄电池、控制器、逆变器

2、交流、频率、相位

3、电压源型逆变器、电流源型逆变器、方波逆变器、正弦波型逆变器

4、离网光伏系统逆变器、并网光伏系统逆变器、电流控制型逆变器

5、单相半桥逆变器、单相全桥逆变器

6、负载电流连续

7、0.9勿、0.45S

8、载波频率、调制频率

9、180°、120°、纵向换流

10、被动检测、主动检测

二、选择题

1、C2、A3、B4、B5、B6、C

三、问答题

1、光伏发电系统对逆变器的技术要求如下：

(1)较高的转换效率。

(2)稳定的可靠性。

(3)宽的直流输入电压适应范围。

(4)在中、大容量的系统中，逆变器的输出应为失真度较小的正弦波。

2、电压型单相全桥逆变器工作原理：在一个周期内，M和V,同时通、断；5

和V3同口寸通、断。与V?(V3)的驱动信号互补，即M和V,有驱动信号口寸，V?和心

无驱动信号，反之亦然，两对桥臂各交替导通180°,则可以输出正负半周期对

称的方波交流电。

优缺点：输出电压和电流波形与半桥电路形状相同，但幅值高出一倍。

3、PWM控制技术就是以采样控制理论中的一个重要结论一冲量相等而形

状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同为理论基础，对半导

体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等

的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲

的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可以改变输出频率。

4、从调制脉冲的极性上，SPWM波形可以分为单极性和双极性两种。两种控

制方式调制方法相同，输出基本电压的大小和频率也都是通过改变正