太阳能光伏发电

第一章 太阳与太阳能1.太阳常数是指大气层外垂直于太阳光线的平面上，单位时间、单位面积内所接受的太阳能辐射。2.太阳常数与到达水平面上的太阳能辐射强度之间存在着下面的数学关系式： I=I 0sinh。 式中，h 为太阳高度角； I 0 为太阳常数； I 为投射到大气上界水平面上的太阳能辐射强度。3.上式表明：大气上界水平面上的太阳辐射强度，随太阳高度角的增大而增强。4.太阳高度角指从太阳中心直射到当地的光线与当地水平面的夹角， 即指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角。5.太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可近似地看做是竖立在地面上的直线在阳光下阴影与正南方的夹角。6.太阳高度角计算题（ P15 页 ）7.直接辐射的变化与太阳高度角、大气透明系数、海拔高度、纬度有关。 （ 判断题； P16）8.影响到达地面散射辐射的强度主要因素。 （ 判断题； P16）9.通常， 把太阳处于天顶位置、 垂直照射地面时， 太阳光线所通过的路程称为 1 个大气质量，AM1 。10.地球大气层外接收到的太阳辐射， 未受到大气层的反射和吸收， 称大气质量为 0， 即在地球大气层（大气圈）外，大气质量为 0，以 AM0 表示。11.一般地表上的太阳能光谱都用 AM1.5 表示，能量取 1000W/m 2。 （太阳能测试标准也是AM1.5 ）12.大气层越厚（ AM 后面的数字越大） ，对太阳辐射的吸收、反射和散射就越严重，到达地面的太阳能辐射就越少。第二章 光伏发电的电学原理1.人们把单位电场强度（每厘米长度的电压差为 1V ，即 1V/cm ）下的直线数度叫做自由电子的迁移率，用 μ 表示。漂移速度（迁移率） ： Vd = μ E。2.为了说明物体的导电能力，引入“电导率”这个概念，即： σ = enμ ；式中， e 为电子所带的电荷。将电导率的倒数成为电阻率。3.“光生伏特效应”简称“光伏效应” 。光伏效应是指光照在不均匀半导体或半导体与金属结合的不同位置之间产生电位差的现象。第三章 太阳能光伏发电电池材料及制备1.太阳能电池可分为硅系太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机混合太阳能电池 5 类。 （ 考填空，填 2 个 ）2.硅系太阳能电池大致可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池、非晶硅薄膜电池和太阳能级硅电池。第四章 太阳能电池组件1.具有封装及内部连接的、 能单独提供直流电输出的、 不可分割的最小太阳能电池组合装置，叫做太阳能电池组件或叫做太阳能电池板。2 太阳能电池方阵是由许多单个太阳能电池组件通过串联或并联或同时串并联组成。3.单体太阳能电池（太阳能电池组件）是由许多一片一片的硅晶体片通过一定的安装结构形式组合成的。4.钢化玻璃层压电池组件由前罩、保护膜、上下电极、密封材料、填充材料、后罩、框架、接线盒、互连条等组成。5.一个性能优良的太阳能电池组件应满足以下要求：（ 1）工作寿命长（大于 20 年） ，封装成本低；（ 2）密封性能好，防风、防水、防腐蚀；（ 3）机械强度高，耐冲击、耐振动；（ 4）良好的电绝缘性能和抗紫外线辐射能力；（ 5）又能满足不同的电压、电流和功率输出要求的多种接线方式；（ 6）太阳能电池片之间要求焊接平直、牢固，并且当太阳能电池片经串、并联组合后，光电转换效率损失不大。6.太阳能电池测试包括电池测试、高压测试和组件测试。7.太阳能性能参数包括短路电流、开路电压、峰值电流、峰值电压、最大输出功率、峰值功率、填充因子和转换效率。8. 填 充 因 子 是 指 太 阳 能 电 池 组 件 的 最 大 功 率 与 开 路 电 压 和 短 路 电 路 乘 积 的 比 值 ：ff=P m/(I scUoc)。它体现电池的输出功率随负载的变动特征，填充因子是表征太阳能电池优劣的重要参数之一。填充因子越大，太阳能电池性能越好。第五章 太阳能光伏发电系统1.光伏系统发电原理（ P73）2.光伏系统由太阳能电池方阵、 蓄电池组、 充放电控制器、 逆变器、 交流配电器等设备组成。3.光伏发电系统分为离网光伏发电系统和并网光伏发电系统两种。 其中并网光伏发电系统分为逆流型，无逆流型，切换型，直、交流型，混合用型和地域型等。4.风、光互补型并网发电系统指太阳能光伏发电系统和风力发电系统组成的混合供电系统。当利用光伏发电提供的电力不足时， 可以利用风力发电； 当风力发电不足时， 可以利用光伏发电。5.逆流型太阳能并网发电系统 当太阳能光伏系统发出的电能充裕时，可将剩余的电能卖给电力系统， 即向电网系统供电； 当太阳能光伏系统发出的电能不足时， 可向电网买电， 即利用外接电力系统供电。6.无逆流型并网发电系统 太阳能光伏发电系统即使发电充裕也不向电力系统供电，但当太阳能光伏系统发出的电能不足时，可以向电网买电。7.实践证明，联网太阳能光伏电站可以对应电网调峰、提高电网末端的电压稳定性、改善电网功率因数和有效消除电网杂波。第六章 太阳能电池方阵的组成和设计1.太阳能电池组件串（ P80）2.太阳能电池方阵组件数计算题（ P87）3.热斑效应（ P81）第七章 太阳能照明储能装置1. 太阳能照明储能装置一般为铅酸蓄电池、镍氢电池、镍镉电池或锂电池。2.在一定放电条件下，可以从电池中获得的电量，用 W?h 或 A?h。 W?h 容量表示电池做功能力的能量， A ?h 容量指电池输出的电量。3.活性物质的孔隙率（孔度）指活性物质中孔洞所占的总体积（容积）与活性物质的总体积（容积）之比。判断：活性物质的孔隙率越大，实际孔洞就越多，活性物质就越少，铅酸蓄电池的放电量减少。 （存在最佳孔隙率，正极板孔隙率约为 55%，负极板孔隙率约为 60%）4.低温对蓄电池的最大放电深度的影响 在低温下铅酸蓄电池中的电解液可能会凝固。蓄电池在放电时， 负极铅和正极二氧化铅会变成硫酸铅和水。 随着蓄电池不断地放电， 蓄电池中产生的水也会不断增加， 硫酸电解液就会被越来越多生成的水稀释， 导致蓄电池电解液的凝结点不断上升。 在寒冷的气候条件下，如果蓄电池放电过多， 电解液就可能会凝结，从而损坏蓄电池。5.平均放电率公式：平均放电率 =（最大连续阴雨天数 * 负载工作时间） /最大放电深度修正系数。6.容量与放电率的关系式：放点小时数 =容量 /额定放电电流C20，其中 C 代表电池容量，后面跟随的数字表示该类电池以某种强度的电流放电到设定的电压的小时数。7.蓄电池容量计算题（ P116）8.蓄电池容量课后计算题（ P120）第八章 太阳能控制器与逆变器1.太阳能控制器（太阳能充放电控制器） ，是用于太阳能放电系统中，控制一路或多路太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电（即放电）的自动控制设备。2.太阳能控制器功能包括防过充电、防过放电、防反充电、温度补偿、光控、防短路、防电池极性接反、防雷和自检。 （ 填空题，填 6 空 ）3.光伏充电控制器分为并联型光伏控制器、串联型光伏控制器、脉宽调制型光伏控制器、智能型光伏控制器和最大功率跟踪控制器。4.单路旁路型过充放电控制器（ 画图， P123）5.最大功率点跟踪控制 目前所采用的最大功率点控制（ MPPT）方法是通过 AC/DC 变换器中功率开关来控制太阳能电池阵列工作存在的最大功率点，从而实现最大功率跟踪控制。6.太阳能电池阵列的输出功率特性 P-U 曲线（ 画图 +解释， P126）7.独立广福喜用对逆变器的基本要求：（ 1）运行要良好（ 2）整机效率高（ 3）输出电压的失真度要低8.逆变器产品型号含义（ 填空题 ST 与 SQ， P134）9.孤岛效应的定义 指电网突然失压时，并网光伏发电系统仍保持对电网中的邻近部分线路供电状态的一种效应。10.孤岛效应的防止 为了防止孤岛效应， 光伏发电系统内设置了被动方式和主动方式两种运行防止功能。（ 1）被动方式检查的定义 被动捕捉从并网到单独运行（孤岛运行）过渡时的电压波形和相位等变化，来检测出系统是否处于单独运行状态。（ 2）主动方式 主动方式是指孤岛效应一旦产生后，逆变器主动想系统发出一些要素（电压、频率或输出功率）变化的情况。第十章 太阳能光伏发电系统和设计1. 太阳能光伏发电系统设计的原则 在保证满足负载供电需要的前提下，确定应用的太阳能光伏电池组件的最小的功率和蓄电池的最小容量，以减少初始投资成本。2.太阳能光伏发电系统工作原理 白天太阳能电池板接受太阳能辐射能并转化为电能输出，经过充放电控制器储蓄早蓄电池中， 夜晚当照度逐渐降低到某一值时， 充放电可控制器侦测到这一电压值后动作，通过蓄电池对负载放电。3.综合设计系数（或较安全系数）包括太阳能直流电池组件修正系数、温度修正系数、最大放电深度修正系数、逆变器效率修正系数和放电率修正系数等。4.太阳能照明路灯设计的内容顺序是： 路灯系统的组成—太阳能电池组件选型—蓄电池选型—太阳能电池组件支架—太阳能充放电控制器的表面处理—独立光伏发电系统质量关键标准—涉计检验。5.太阳能电池输出功率（ Wp）是标准太阳光照条件下，即欧洲委员会定义的 101 标准，辐射强度为 1000W/m 2，大气质量为 AM1.5 ，电池温度在 250C 的条件下，太阳能电池的输出功率。6.热岛效应指太阳能电池组件在使用过程中， 如果有一片太阳能电池单独被遮挡 （树叶等） ，单独被遮挡的太阳能电池在强烈阳光照射下就会发热损坏，于是整个太阳能电池组件损坏。7.太阳能发电系统设计计算题（ 例 1， P166）