太阳能光伏建筑一体化技术与应用知识要点(1-5章)

太阳能建筑一体化技术与应用知识要点第一章1、 光投射到光伏材料上存在反射、吸收和透射三种可能。在忽视反射的情况下，材料对光的吸收量取决于材料的吸收系数和材料的厚度。 太阳光在光伏材料中由于被吸收而使光强沿材料厚度方向不断下降；材料的光吸收系数由材料特性和透射光的波长共同决定。2、 能量为 EPhV 的光子落在半导体材料上时可分为三种情况 P33、 短路电流 I SC P34、 开路电压 VOC P45、 用于太阳电池的半导体材料三种形式中不存在晶粒之间边界的是（ ）Ａ 单晶体 Ｂ 多晶体 Ｃ 非晶体 Ｄ 以上都存在6、 简述ＰＮ结的工作原理 P67、 太阳电池从材料的晶体结构来分有单晶太阳电池、多晶太阳电池、非晶太阳电池；从Ｐ－ｎ结结构来分有同质结太阳电池和异质结太阳电池。8、 为了使太阳电池光－电转换效率高， 必须具有以下条件 高电流、 高电压、 低寄生电阻。9、 实际情况下，太阳电池的特性中，短路电流 I SC与得到的光强成正比，开路电压 VOC 与得到的光强成对数地增大。10、填充因子 FF 是太阳电池品质的量度， FF 越大，太阳电池的质量越高， FF 由太阳电池的材料和器件结构决定，其典型值通常处于 6085 。11、理想太阳电池的串联电阻 RS0， RS的增大会降低太阳电池的效率，由于材料缺陷引起的低并联电阻 RSh也会降低太阳电池的效率， RS 和 RSh对太阳电池性能影响的差别在于不会影响开路电压 VOC，而的减小会使 VO C 变小。12、太阳能光伏建筑一体化13、 从建筑学、 光伏技术和经济效益方面的观点来看， 光伏发电技术和建筑学相结合的光伏建筑一体化具有的优点是 P1414、光伏与建筑的结合有两种形式为建筑与光伏系统相结合和建筑与光伏组件相结合。15、 光伏系统应用非常广泛， 其基本形式主要可以分为独立光伏发电系统， 并网光伏发电系统，风力、光伏和柴油机混合发电系统以及太阳能热、电混合系统四大类。16、独立光伏发电系统由光伏阵列、蓄电池、负载、控制器和逆变器组成。根据独立发电系统的应用形式， 应用规模和负载的类型对其进行划分可以分为 简单直流光伏系统、 户用光伏发电系统和独立光伏电站三大类。17、 光伏照明系统一般采用两种光伏工作点控制策略 最大功率点跟踪功能或恒电压工作点控制。18、简述与独立运行的太阳能光伏发电站相比，并入电网可以给光伏发电带来诸多好处。P2819、 对于光伏发电并入电网在电力品质上要求， 一般来说小型光伏系统的电压通常为电网正常电压的 88100 ； IEEE 标准 519 1992 中的第十条规定，在逆变器额定输出功率的时候，总的谐波电流失真应小于基频电流的 5。20、 逆变器通过对公共节点处的过 /欠压和过 /欠频保护反孤岛效应， 要求其动作时间为 （ ）A 00.5s B 0.52s C 0.52.5s D 13s 21、并网逆变器除了具有直交流转换功能，对交流电的频率、电压、电流、相位、有功和无功、 电能品质等进行控制外还有自动开关， 最大功率点跟踪控制，防止孤岛效应， 自动调整电压功能。22、根据逆变器在光伏系统中的布置形式可以将逆变方式分为集中式逆变和分散式逆变。23、 混合发电系统具有其自身的缺点 控制比较复杂， 系统初投资比较大， 比独立系统需要更多的维护，产生污染。24、单体太阳电池的输出电压为 0.450.50V，电流约为 2025mA/cm 2。25、电能的储存有许多种方式，主要包括电容储存、电感储存、化学能储存等。26、 根据波形不同逆变器主要有正弦波逆变器、 方形波逆变器、 阶梯波逆变器。 按运行方式可分为独立光伏系统逆变器和并网光伏系统逆变器。27、控制元件应具有以下功能 P5328、光伏发电系统中比较常见的控制方式有逻辑控制和计算机控制。29、 防止蓄电池大量的长期的过度充电三种经常使用的控制装置是 串联控制器、 并联或分路控制器、最大功率点充电控制器。30、孤岛效应 P59 第二章1、 常用的光伏电池主要分三类单晶硅、多晶硅和非晶硅。2、 太阳能光伏发电系统的设计一般可以分为以下几个步骤收集当地气象参数、计算负载分布情况、根据光伏板表面的太阳辐射量确定光伏板的总功率、根据系统稳定性等因素确定蓄电池容量、选择控制器和逆变器、考虑混合发电的问题等。3、 光伏组件的安装形式有固定安装和自动跟踪两种。 在北半球太阳电池方阵的最佳方位是面向南方，而最佳倾斜角则取决于当地的纬度。4、 倾斜表面上的总太阳辐射可以由倾斜表面上所获得的直射辐射、 散射辐射和地面反射辐射来表示。5、 太阳电池组件串并联的电气特性为串联式的输出电压等于单个电池电压之和，流过电池的电流相同；而并联式电流为单个电池电流之和，总的输出电压为单个电池工作电压的平均值。6、 温度对太阳电池组件效率的影响通常是约为 0.4/K ， 在选购太阳电池组件式一般要求光伏组件的组合效率大于 95。7、 在北半球地区，一般情况下光伏阵列朝向正南时，太阳电池发电量是最大的。在偏离正南 300 时，方阵的发电量将减少 1015 ；在偏离正南 600 时，方阵的发电量将减少约2030 。8、 太阳能光伏建筑一体化系统有诸多优点 P709、 太阳能光伏建筑一体化有两种形式光伏屋顶结构和光伏墙结构。10、由于光伏板的遮阳作用，光伏屋顶的冷负荷比传统屋顶的冷负荷降低了大约 65。11、 根据光伏组件的安装角度不同， 光伏幕墙系统可以分为垂直光伏幕墙系统和倾斜光伏幕墙系统。 倾斜安装的光伏墙具有遮阳作用和将太阳能转换为电能的作用。 遮阳装置的安装方式可以为固定上下两层窗户之间墙的高度和固定光伏板的长度。12、光伏幕墙 P89 13、光伏幕墙除了发电功能之外，还同样具有隔声、隔热、安全、装饰功能等。14、许多因素影响光伏窗的年得热，这些参数包括朝向、电池覆盖率、电池效率和模块厚度等，其中朝向与电池覆盖率对窗户的得热量影响较大。如果光伏电池的覆盖率达到 0.8，透过光伏窗的得热可以降低将近 70。15、 通常太阳电池阵列有三种安装形式 安装在地面上、 安装在建筑立面上和安装在屋顶上。16、 为了使落在太阳电池组件上的雨水或积雪很快滑落到地面， 从而保持电池组件表面的清洁，太阳电池组件与水平面的最小倾角是 100。17、 为了避免前后排光伏组件的遮挡， 随着纬度的增加， 前后两排的光伏阵列间的距离也应不断增大，知道达到北极圈附近时，距离应增大到无限大。18、 遮挡对光伏系统的影响主要表现在阴影的影响、 污垢和灰尘的遮挡， 其中阴影分为随机阴影和系统阴影。19、简述蓄电池的安装及注意事项 P10420、切入切出控制蓄电池充电的方法可使其达到 5560 的荷电状态，脉宽调制的方法可以使平均荷电状态达到 9095的水平。21、 VRLA 蓄电池失效的原因有失水和不可逆硫酸盐化。22、 相对比较是判断单体蓄电池状态的简单有效方法。 其包括横向对比可以初步判断单体蓄电池的工作状态；纵向对比可以进一步准确的评估单体蓄电池的工作性能和演化规律。23、 蓄电池组中单体蓄电池的性能差异是造成单体蓄电池故障的主要原因， 蓄电池活化有两种方法充放电法和化学方法。24、 对逆变器的评价必不可少的评价内容有额定输出容量、 输出电压稳定度、 整机效率、 保护功能、启动性能。25、导线的选择应综合考虑的参数有 P11026、电缆应具有导电能力、绝缘能力、和良好的物理和化学特性。27、简述光伏系统布线的原则。 P11128、 按接地目的不同， 光伏发电系统电气设备接地分为防雷接地、 保护接地、 工作接地三种。29、用于防雷的一些设备有避雷线、避雷针、避雷器、角型间隙等。30、在布线选择是通常光伏阵列到光伏发电控制器的输电线路压降不允许超过 5，输出支路压降不超过 2。31、工程验收包括外观检查、系统运行状况的检查、绝缘电阻的测量、绝缘耐压的测量、接地电阻的测量、并网保护装置试验、太阳电池阵列输出功率的检查。第三章1、 21 世纪中叶可再生能源在能源结构中的比例将达到 78， 太阳能达到 28， 其中太阳能发电达 25.5 ； 到 21 世纪末可再生能源达到 86， 太阳能达到 66， 其中太阳能发电达 63。2、 我国首部可再生能源法是 中华人民共和国可再生能源法 ， 香港第一个光伏建筑一体化系统是香港理工大学光伏建筑一体化系统。3、对光伏建筑发展的建议有强制并网、调整价格管理体系、采用费用分摊制度、完善财税政策、制定技术标准和认证制度。完善的财税政策分为正向激励、逆向限制、交叉补贴。4、费用分摊制度采用的强制手段大体上有三类强制配额制度、强制购买制度、自愿购买制度， 我国目前颁布的 可再生能源法 和 可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法在很大程度上参考了德国的强制购买制度。5、我国 GB/T19939-2005 标准规定了光伏系统的并网方式、电能质量、安全与保护和安装要求，适用于通过逆变器以低压方式与电网连接的光伏系统。第四章1、 净效益分析和生命周期成本分析适用于设计光伏建筑一体化系统的容量。2、 量化光伏建筑一体化系统的经济效益主要有电能效益、远程供电节约效益、热效益、环境效益等。3、 光伏建筑一体化系统发电量的经济效益可以由每年或内每月公用电费的减少量反映出来，常用的方法有双电表计量法和净电表计量法。4、 光伏建筑一体化系统的成本主要是取决于系统的类型和规模， 光伏建筑一体化系统的成本主要包括人工成本、维护费用、并网费用、建筑准建费用。5、 用来分析光伏系统的可持续性可以利用能量的回收时间和温室气体的回收时间。6、 能量回收时间 P1547、 温室气体的回收时间 P1558、 技术进步是降低光伏发电成本、促进光伏产业和市场发展的重要因素。目前单晶硅太阳电池实验室最高效率为 24.7 ，多晶硅太阳电池实验室最高效率为 20.3 。9、 几十年来太阳电池技术进步主要表现在太阳电池效率不断提高、硅片厚度不断减小、生产规模不断扩大、太阳电池组件成本不断下降、薄膜太阳电池不断发展。第五章1、 人类利用太阳能的技术主要为太阳能光热转换、太阳能光电转换和太阳能光化学转换，太阳能制冷技术通过太阳能光电转换和太阳能光热转换两种方式实现。2、 目前常见的太阳能制冷形式主要有太阳能吸收式制冷和太阳能吸附式制冷。3、 太阳能制冷技术 P1684、 太阳能光热转换制冷系统需要使用高、中温太阳能集热器，太阳能供暖及热水系统中使用的多为中、低温太阳能集热器。5、 真空管太阳能集热器可以分为玻璃吸热体真空管集热器和金属吸热体真空管集热器两大类。6、 玻璃吸热体真空管太阳能集热器由内外玻璃管、选择性吸收涂层、弹簧支架和消气剂组成。热管式真空管集热器由热管式真空管集热管、导热块、连集管、隔热材料、支架和套管组成。7、 通常的聚焦型太阳能集热器需要跟随太阳的位置，有两种太阳位置追踪的方法地平经纬仪法和平均旋转角速度法。在纬度为 400 的地区，聚焦型太阳能集热器在天空晴朗时可以比平板型太阳能集热器多收集到 40的太阳能。8、 平板型太阳能集热器的效率与集热器工作温度、环境温度、太阳福照度和集热器的热损失系数有关；聚焦型太阳能集热器的效率与垂直入射到集热器的太阳直射能、透明盖板透过率、吸热体吸收率、集热器表面反射率、集热器的聚光比、集热器的热损失系数、吸热面温度、环境温度等因素有关。9、 太阳能吸收式制冷技术 P17610、 吸收式制冷方式中使用的工质二元溶液在同一压强下的沸点相差较大， 低沸点的成为制冷剂，高沸点的称为吸收剂。11、 目前常用的制冷剂吸收剂工质对有两种 一种是溴化锂水工质对， 其中水是制冷剂，溴化锂是吸收剂；另一种是氨水工质对，其中氨是制冷剂，水是吸收剂。12、 吸收式制冷机主要由发生器、 吸收器、 蒸发器和冷凝器组成。 吸收式制冷系统经常使用的有溴化锂吸收式制冷方式和氨水吸收式制冷方式。13、溴化锂吸收式制冷系统有哪些优点 P18514、氨水制冷吸收制冷主要有发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器、溶液热交换器、精馏器、会热器、截流阀和溶液泵组成。目前太阳能氨水吸收式制冷系统通常有连续式和间歇式。15、太阳吸收式制冷 P18816、 太阳能吸收式制冷包括两大部分， 即太阳能热利用系统和吸收式制冷系统。 整个太阳能吸收式空调系统主要由太阳能集热器、 吸收式制冷机、 辅助加热器、 水箱和自动控制系统等组成。该系统可提供夏季制冷、冬季采暖以及生活热水。17、 用于太阳能吸收式制冷领域的太阳能集热器又平板型集热器、 真空管集热器和聚焦型集热器。18、与其他制冷技术相比，太阳能吸附式制冷技术具有哪些特点 P19319、 太阳能吸附式制冷利用物质的物态变化来达到制冷的目的。 整个系统主要由太阳能吸附集热器、冷凝器、储液器、蒸发器、和阀门等组成。20、 吸附式制冷中吸附剂的选用要求在工作温度范围内吸附性强、 吸附速度快、 吸附剂的传热效果好；制冷剂在要求的蒸发温度下的汽化潜热大。21、 吸附式制冷循环目前实际投入应用的类型只有基本型、 连续型和连续回热型三种， 已投入商业生产的太阳能驱动的吸附式制冷技术有太阳能驱动的活性炭甲醇吸附式制冰机。22、太阳能喷射式制冷循环使用的制冷剂为单一的工质，其常用制冷剂为水。23、太阳能蒸气喷射式制冷系统主要由太阳能集热器和蒸气喷射式制冷机两大部分组成。24、 太阳能热机驱动蒸气压缩式制冷循环就是利用太阳热能驱动太阳能热机， 然后由太阳能热机驱动蒸气压缩式制冷中的压缩机运转，使制冷剂在系统中不断循环制冷。