2025年中職（光伏發(fā)電技術與應用）光伏系統(tǒng)設計真題及解析

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池的輸出特性主要取決于（）A.光照強度B.溫度C.光照強度和溫度D.負載大小2.光伏系統(tǒng)最大功率點跟蹤（MPPT）的目的是（）A.提高光伏電池的發(fā)電效率B.降低系統(tǒng)成本C.增加系統(tǒng)穩(wěn)定性D.延長光伏電池壽命3.以下哪種不是常見的光伏電池類型（）A.單晶硅電池B.多晶硅電池C.鉛酸電池D.薄膜電池4.在光伏系統(tǒng)設計中，計算光伏電池方陣輸出功率時，需要考慮的因素不包括（）A.光伏電池的規(guī)格參數(shù)B.光照強度C.系統(tǒng)效率D.電池的品牌5.光伏系統(tǒng)的逆變器將直流電轉換為交流電，其主要功能不包括（）A.最大功率點跟蹤B.電壓變換C.頻率變換D.儲能6.對于光伏系統(tǒng)的防雷接地，接地電阻應不大于（）A.1ΩB.4ΩC.10ΩD.20Ω7.光伏系統(tǒng)設計中，確定方陣傾角時需要考慮的因素有（）A.地理位置B.季節(jié)變化C.太陽輻射D.以上都是8.以下關于光伏組件串聯(lián)和并聯(lián)的說法，正確的是（）A.串聯(lián)增加電壓，并聯(lián)增加電流B.串聯(lián)增加電流，并聯(lián)增加電壓C.串聯(lián)和并聯(lián)都增加電壓D.串聯(lián)和并聯(lián)都增加電流9.光伏系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)主要作用是（）A.監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)B.控制逆變器工作C.調節(jié)光照強度D.改變電池方陣傾角10.在光伏系統(tǒng)設計中，考慮陰影對光伏電池影響時，主要關注（）A.陰影面積B.陰影位置C.陰影持續(xù)時間D.以上都是第II卷（非選擇題，共70分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請將正確答案填寫在題中的橫線上。1.光伏電池的基本原理是基于______效應。2.光伏系統(tǒng)的主要組成部分包括光伏電池方陣、______、控制器和負載等。3.光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量轉換過程是從______能轉換為電能。4.光伏組件的開路電壓隨______的增加而增大。5.光伏系統(tǒng)設計中，計算方陣發(fā)電量時常用的方法有______法和經(jīng)驗公式法。（二）簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡要回答問題。1.簡述光伏電池的工作原理。2.說明光伏系統(tǒng)最大功率點跟蹤（MPPT）的實現(xiàn)方法。3.光伏系統(tǒng)設計中，如何選擇合適的光伏電池組件？4.簡述光伏系統(tǒng)逆變器的工作原理。（三）計算題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分。解答應寫出必要的文字說明、計算步驟和答案。1.已知某光伏電池組件的開路電壓為20V，短路電流為5A，在標準測試條件下的最大功率點電壓為16V，最大功率點電流為4A。求該組件的最大功率。2.某光伏系統(tǒng)采用20塊規(guī)格為300Wp的光伏電池組件組成方陣，方陣傾角為30°，當?shù)氐哪昶骄栞椛淞繛?500kWh/m2。假設系統(tǒng)效率為80%，計算該方陣的年發(fā)電量。（四）案例分析題（共10分）答題要求：本大題共2小題，每小題5分。閱讀以下案例，回答問題。案例：某光伏電站在運行過程中，發(fā)現(xiàn)部分光伏電池組件表面有灰塵堆積，導致發(fā)電量下降。經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)清洗系統(tǒng)出現(xiàn)故障。1.分析灰塵堆積對光伏電池發(fā)電的影響。2.提出解決清洗系統(tǒng)故障的措施。（五）設計題（共10分）答題要求：本大題共1小題，10分。根據(jù)以下要求進行光伏系統(tǒng)設計。要求：為一個小型家庭用戶設計一套光伏發(fā)電系統(tǒng)，滿足該家庭每天用電5kWh的需求。當?shù)氐哪昶骄栞椛淞繛?400kWh/m2，光伏電池組件的轉換效率為18%，系統(tǒng)效率為85%。請計算所需光伏電池組件的面積，并說明系統(tǒng)的主要組成部分及連接方式。答案：第I卷：1.C2.A3.C4.D5.D6.B7.D8.A9.A10.D第II卷：（一）1.光生伏特；2.逆變器；3.光；4.光照強度；5.工程計算。（二）1.光伏電池受光照時，半導體內產(chǎn)生電子-空穴對，在P-N結兩側形成電位差，從而產(chǎn)生電能。2.實現(xiàn)方法有：擾動觀察法、電導增量法等。3.考慮電池的轉換效率、輸出功率、開路電壓、短路電流等參數(shù)，結合實際應用場景選擇。4.逆變器將直流電通過電力電子器件的開關動作轉換為交流電，同時實現(xiàn)最大功率點跟蹤等功能。（三）1.最大功率P=最大功率點電壓×最大功率點電流=16V×4A=64W。2.每塊組件年發(fā)電量=組件功率×年平均太陽輻射量×系統(tǒng)效率=300W×1500kWh/m2×0.8=360kWh。20塊組件年發(fā)電量=360kWh×20=7200kWh。（四）1.灰塵堆積會遮擋陽光，減少光伏電池接收的光照強度，降低發(fā)電效率，導致發(fā)電量下降。2.檢查清洗系統(tǒng)的管道是否堵塞、噴頭是否損壞等；修復或更換故障部件；定期維護清洗系統(tǒng)，確保其正常運行。（五）每天用電5kWh，一年按365天算，年用電需求1825kWh。設所需組件面積為S，S=年用電需求÷（年平均太陽輻射量×組件轉換效率×系統(tǒng)效