22 道场地勘查与系统设计练习题及答案

1. 1. 某住宅业主全年 12 个月的电费账单合计 14,400 kWh，其中最低月份不低于 900 kWh，最高月份不超过 1,500 kWh。对于初步的系统估算而言，这份记录确定了什么？

   • A.客户的月需量电费，按当月最高的那一小时计费
   • B.客户的最小蓄电池容量，由用电最低的月份决定
   • C.客户的瞬时峰值需量，按此计算约为 39 kW
   • D.客户的日均用电量，按此计算约为每天 39 kWh 左右✓ 答案

   账单上的千瓦时记录的是电能，而不是功率。14,400 kWh 除以 365 天约为每天 39 kWh，这正是初步确定阵列容量所依据的用电量。需量是在很短的计量区间内测得的用电速率，无法从月度电能总量中推算出来。

   编号 QB-G94PKV依据： NABCEP PV Associate Job Task Analysis, preliminary estimate from utility usage history; energy in kilowatt-hours versus power in kilowatts报告此题的问题

2. 2. 某小型商业客户的月度账单显示用电量为 6,000 kWh，另有一项按当月记录到的 45 kW 数值单独收取的费用。这个 45 kW 的数值代表什么？

   • A.该设施在整个计费周期内的平均用电功率
   • B.该设施在任一计费区间内用电的最高功率✓ 答案
   • C.该设施在任一计费区间内用电的最低功率
   • D.该设施在整个计费周期内消耗的电能总量数值

   需量电费按千瓦计费，取当月任一短计量区间内记录到的最高用电速率；而千瓦时那一栏计的是用电总量。由于两者分开计费，降低总用电量并不会自动降低决定需量电费的那个峰值。

   编号 QB-ZR9U6W依据： Utility demand-charge billing practice; peak demand in kilowatts versus consumption in kilowatt-hours报告此题的问题

3. 3. 某住宅的用电记录显示，春秋两季各月约为 600 kWh，而 7 月和 8 月升至约 1,600 kWh。这一模式最可能说明什么？

   • A.以夏季制冷为主的大负荷，集中在一年中最热的月份✓ 答案
   • B.以冬季电采暖为主的大负荷，集中在一年中最冷的月份
   • C.夏季抄表周期高估用电量所造成的计量误差
   • D.基本不受室外气温影响的稳定基础负荷

   用电曲线在最热的两个月里几乎增至三倍，而在气候温和的月份回落，说明用电量随室外气温变化，这正是空调制冷的典型特征。识别用电高峰出现在哪个季节很重要，因为朝南的固定阵列同样在夏季月份发电最多，发电与负荷在时间上比较吻合。

   编号 QB-H9FZRW依据： Solar site assessment practice: seasonal load profile analysis from utility usage history报告此题的问题

4. 4. 现场勘查时，评估人员记录到距拟建阵列约 3 英尺处有一根排气管，西南方向约 1 英里处有一条山脊线。这两处遮挡物应如何归类？

   • A.排气管属于远端遮挡，山脊线属于近端遮挡
   • B.两者都属于远端遮挡，因为都在阵列范围之外
   • C.两者都属于近端遮挡，因为都落在太阳窗口内
   • D.排气管属于近端遮挡，远处的山脊线属于远端遮挡✓ 答案

   近端遮挡来自靠近阵列的物体，如排气管、烟囱和邻近树木，投下边界清晰的阴影并在单块组件上移动。远端遮挡来自远处的地物，如山脊线和高层建筑，通常在一天的清晨或傍晚时段一次性削减整个阵列的发电量。

   编号 QB-WR7UNS依据： Standard PV site-assessment terminology: near shading versus far shading obstructions报告此题的问题

5. 5. 6 月正午时烟囱在拟建阵列上不投下阴影，但 12 月正午时却遮住了好几块组件。造成这一差别的原因是什么？

   • A.冬季太阳辐射较弱，因此影子在屋面上铺展得更宽
   • B.冬季正午太阳方位角转向正东，从而把影子移到阵列上
   • C.冬季正午太阳高度角较低，因此烟囱投下的影子更长✓ 答案
   • D.冬季正午太阳高度角较高，因此烟囱投下的影子更长

   影子长度取决于太阳在地平线以上的高度角，而在北半球，12 月正午的太阳比 6 月低得多。因此同一物体在冬季投下的影子要长得多，这也是遮挡勘测必须考虑全年情况、而不能只凭一次现场查看的原因。

   编号 QB-E9DZ8T依据： Solar geometry: seasonal variation in solar altitude and resulting shadow length报告此题的问题

6. 6. 在由 14 块组件组成的串联电路中，有一块组件的一片电池被落叶盖住。为什么该串的输出下降幅度会远远超过被遮挡的面积比例？

   • A.串联电池片会反向极性，该组件反而向串内倒送电流
   • B.串联电池片失去旁路通道，该组件会使整个回路开路
   • C.串联电池片共用相同的电压，一片受遮就使串电压减半
   • D.串联电池片通过相同的电流，最弱的一片会限制整串✓ 答案

   在串联电路中，同一电流要流过每一片电池，因此只能通过很小电流的被遮电池会限制整串可用的电流。旁路二极管通过让电流绕过受影响的电池组来减轻损失，但该串仍会失去整组电池的输出，其损失远大于落叶所覆盖的面积。

   编号 QB-XRJ6UT依据： Series-circuit behaviour in PV source circuits; current mismatch and bypass diode function报告此题的问题

7. 7. 一处老虎窗每天上午都会不可避免地遮住计划阵列的下角一段时间。哪种设计对策最能减小由此造成的发电损失？

   • A.为每块组件配置各自的功率电子器件，使一块不拖累其他组件✓ 答案
   • B.把所有组件接成一条长串联电路，让未受遮的正常组件把损失平均掉
   • C.把阵列倾角调低，使老虎窗的影子更快地离开组件表面
   • D.把受遮组件接在串的最前端，使损失发生在其余组件之前

   微型逆变器和直流优化器为每块组件提供独立的最大功率点跟踪，因此受遮组件发电减少，而未受遮的相邻组件仍能在各自的最佳工作点运行。若采用一条长串联电路，受遮组件反而会限制与其串联的每块组件的电流，这正是损失被放大的原因。

   编号 QB-F9RBEU依据： Module-level power electronics (microinverters and DC optimizers) as a partial-shading mitigation strategy报告此题的问题

8. 8. 评估人员站在屋面上用磁罗盘读得 180 度，该地的磁偏角为东偏 12 度。该屋面的真方位角是多少，采用的是哪种约定？

   • A.192 度，采用南为 0 度、北为 180 度的方位角约定
   • B.168 度，采用南为 0 度、北为 180 度的方位角约定
   • C.168 度，采用北为 0 度、南为 180 度的方位角约定
   • D.192 度，采用北为 0 度、南为 180 度的方位角约定✓ 答案

   太阳方位角的约定是：北为 0 度、东为 90 度、南为 180 度、西为 270 度。东偏的磁偏角要加到磁罗盘读数上才能得到真方位，故 180 加 12 得真方位角 192 度，说明该屋面朝向略偏西于正南。

   编号 QB-4SBUPZ依据： Solar azimuth convention (north 0, east 90, south 180, west 270) and magnetic declination correction to true bearing报告此题的问题

9. 9. 对于北半球一个朝向正南的固定式屋顶阵列，关于倾角与全年发电量的下列说法哪一项正确？

   • A.倾角接近零度时，任何场地的全年发电量都达到最大
   • B.倾角约为当地纬度两倍时，全年发电量达到最大
   • C.倾角远大于当地纬度时，全年发电量达到最大
   • D.倾角大致等于当地纬度时，全年的发电量往往达到最大值✓ 答案

   把倾角设为接近当地纬度，可使阵列在全年平均意义上最接近垂直于太阳光线，这是全年发电量最大的经验法则。倾角小于纬度会把发电量向夏季倾斜，大于纬度则向冬季倾斜，因此倾角的选择取决于季节性目标。

   编号 QB-M9HZ92依据： Fixed-tilt array design rule of thumb: tilt near site latitude for maximum annual yield报告此题的问题

10. 10. 拟建阵列下方的屋面材料预计还有约 5 年使用寿命，而阵列预期要运行数十年。评估人员应当提出什么建议？

    • A.先更换屋面材料，这样日后不必拆下阵列再重新安装✓ 答案
    • B.改用压载式安装方式，使阵列完全不接触屋面材料
    • C.只更换每个支座正下方的瓦片，其余屋面保持原样
    • D.以后再更换屋面材料，现在先把阵列装在上面以节省成本

    当屋面材料的寿命远早于阵列到期时，先行翻新屋面可以避免日后再支付拆卸阵列、翻新屋面、重新安装的费用，也避免把新的穿透点做在即将失效的屋面上。使屋面剩余寿命与系统预期寿命相匹配，是现场勘查的常规内容。

    编号 QB-6G9F7D依据： PV site assessment practice: roof covering condition and remaining service life evaluated before array installation报告此题的问题

11. 11. 设计人员必须在屋顶阵列周围留出通道和退让距离。这些必需的尺寸依据来自何处？

    • A.来自组件厂家针对支架硬件编写的安装手册
    • B.来自供电公司针对该类客户用电所签订的并网协议文本
    • C.来自阵列本身，在每条自由边留出一个组件宽度
    • D.来自当地主管部门所采用的消防规范和建筑规范✓ 答案

    设置通道和退让距离是为了让消防人员能够上到屋面并进行排烟，具体尺寸由当地主管部门所采用的消防规范和建筑规范规定，其中还可能包含地方性修订。由于各地采用的规范版本和修订内容不同，设计人员应执行该项目所在地现行有效的要求，而不是凭记忆套用某个数字。

    编号 QB-NY3AMC依据： Fire and building codes as adopted by the authority having jurisdiction; rooftop access pathways and setbacks for PV arrays报告此题的问题

12. 12. 业主询问现有椽条能否承受阵列自重加上雪荷载。作为助理级评估人员，应当怎么做？

    • A.把该问题交给有执照的结构专业人员出具书面评估✓ 答案
    • B.把该问题交给组件规格书，因组件重量轻而直接认可
    • C.把该问题交给业主本人回忆，看不出下沉就直接认可
    • D.把该问题交给支架手册的跨距表，间距吻合就直接认可

    判断屋面结构能否承受恒荷载加上雪荷载、风荷载和地震作用属于工程设计工作，超出助理级评估人员的执业范围。正确做法是记录观察到的屋架情况，把判定交给有执照的结构专业人员，其评估结论通常也是审批部门所要求的。

    编号 QB-5GW42C依据： NABCEP PV Associate scope of practice; structural adequacy determinations referred to a licensed structural professional报告此题的问题

13. 13. 某朝南屋面的面积为 900 平方英尺，但排气管、天窗和必需的通道占去 300 平方英尺。每块组件约占 20 平方英尺。该屋面可以布置多少块组件？

    • A.45 块，因为整个屋面的面积都可以计入
    • B.60 块，因为组件可以铺设在障碍物的上方
    • C.30 块，因为只有屋面上未被占用的面积才能计入✓ 答案
    • D.15 块，因为只有未被占用面积的一半可以计入

    可用面积等于屋面面积减去所有无法布置组件的部分，即 900 减 300 得 600 平方英尺，600 除以 20 得 30 块组件。若按屋面毛面积计算会高估阵列规模，因为障碍物和必需通道必须保持畅通。

    编号 QB-MYQXEB依据： Array layout from usable roof area after deducting obstructions and required access pathways报告此题的问题

14. 14. 三条光伏组串各由 10 块组件串联组成，并联汇流。每块组件在最大功率点的额定值为 40 V、10 A。该阵列在最大功率点的电压和电流是多少？

    • A.400 V 和 30 A✓ 答案
    • B.400 V 和 10 A
    • C.40 V 和 300 A
    • D.1,200 V 和 10 A

    串联使电压相加而电流不变，因此 10 块组件串联得到 10 乘 40 伏即 400 伏，电流仍为 10 安。并联使电流相加而电压不变，因此三条这样的电路并联后为 400 伏、3 乘 10 安即 30 安。

    编号 QB-4GJSUA依据： Series and parallel circuit rules applied to PV source circuits and array configuration报告此题的问题

15. 15. 某设计采用 24 块组件，每块在标准测试条件下的铭牌额定功率为 400 W。该阵列的直流容量是多少？

    • A.9,600 kW 直流
    • B.0.96 kW 直流
    • C.96 kW 直流
    • D.9.6 kW 直流✓ 答案

    阵列直流容量就是组件数量乘以铭牌额定功率，即 24 乘 400 瓦等于 9,600 瓦。除以 1,000 换算为 9.6 千瓦直流，这一数值用于报批、并网资料和发电量估算。

    编号 QB-KYCM9A依据： Array DC capacity from module nameplate rating at standard test conditions报告此题的问题

16. 16. 某 8.0 kW 直流阵列安装在日均峰值日照时数为 5.0 小时的场地。若系统综合降额系数取 0.80，预期的日交流发电量是多少？

    • A.每天 50 kWh
    • B.每天 40 kWh
    • C.每天 6.4 kWh
    • D.每天 32 kWh✓ 答案

    日发电量等于阵列直流额定容量乘以峰值日照时数再乘以降额系数：8.0 乘 5.0 得损失前的 40 kWh，40 乘 0.80 得 32 kWh。降额系数涵盖温度、积灰、线损、失配和逆变器损耗，因此结果低于理想值 40 kWh。

    编号 QB-3G7FP9依据： Energy estimate: kilowatt-hours equal array kilowatts DC times peak sun hours times the system derate factor报告此题的问题

17. 17. 组件在标准测试条件下的开路电压为 41.0 V，开路电压温度系数为 -0.30 %/摄氏度。场地历史最低气温为 -10 摄氏度，逆变器规格书标明最大直流输入电压为 600 V。一条串联电路中最多允许接入多少块组件？

    • A.12 块组件
    • B.14 块组件
    • C.13 块组件✓ 答案
    • D.16 块组件

    开路电压的温度系数为负，因此电池温度越低电压越高，历史最低气温即为最不利工况。该场地比 25 摄氏度的标准条件低 35 摄氏度，电压上升 35 乘 0.30% 即 10.5%：41.0 乘 1.105 约为 45.3 V，600 除以 45.3 得 13.2，必须向下取整为 13 块组件。

    编号 QB-JYZ949依据： Cold-temperature open-circuit voltage correction checked against the inverter's maximum DC input voltage报告此题的问题

18. 18. 某设计将 12 kW 直流阵列与 10 kW 交流逆变器配套，每年有若干晴朗的正午时段逆变器把输出限制在其交流额定值。这种现象应如何定性？

    • A.一处接线错误，只要阵列电压偏离 MPPT 窗口就会出现
    • B.一种有意的取舍，峰值时段虽有损失但全年发电量更高✓ 答案
    • C.一处设计缺陷，必须通过换用容量更大的逆变器加以纠正
    • D.一次认证违规，会使逆变器在其安全标准下的认证失效

    由于温度、积灰和入射角不理想，阵列很少能达到铭牌直流功率，因此让阵列相对逆变器适度超配，可以使逆变器在一年中更多小时里运行在高效区间附近。少数小时限功率所损失的电量，小于其余时间所多获得的电量，因此这一容配比是设计选择而不是故障。

    编号 QB-2GU4H8依据： DC-to-AC ratio and inverter clipping as an intentional array-to-inverter sizing trade-off报告此题的问题

19. 19. 一套无储能的并网光伏系统在晴朗的下午正常运行时，电网停电了。此时住宅内的负载会怎样？

    • A.负载继续供电，因为逆变器会切换到孤岛运行输出模式
    • B.负载继续供电，因为阵列绕过逆变器直接给配电箱供电
    • C.负载断电，因为电网消失时逆变器必须停止并网输出✓ 答案
    • D.负载断电，因为仅靠阳光无法产生家庭可用的交流电压

    并网型逆变器必须能检测到电网电压消失并停止输出，以免给电力检修人员认为已经断电的线路带电。正是这种防孤岛特性，使得无储能的并网系统即便在充足日照下也无法提供备用电源；希望停电时仍有电可用的客户需要配置储能并设置重要负荷分配电箱。

    编号 QB-HYNXW7依据： IEEE 1547 and UL 1741 anti-islanding requirements for utility-interactive inverters报告此题的问题

20. 20. 下列哪一项正确区分了独立离网系统与带储能的并网系统？

    • A.离网系统有电网连接，仅在蓄电池电量耗尽时才使用电网
    • B.离网系统没有蓄电池，负荷直接由光伏阵列供电运行
    • C.离网系统没有电网连接，全部负荷由阵列和蓄电池共同承担✓ 答案
    • D.离网系统设有防孤岛控制，电网停电时会自动停止运行

    独立离网系统完全没有市电接入，因此其蓄电池必须按自持天数选型，以便在阴雨天和夜间承担全部负荷。带储能的并网系统保留电网连接，蓄电池主要用于停电时给重要负荷分配电箱供电或进行电量转移，因此防孤岛要求对其仍然适用。

    编号 QB-RHK9YV依据： PV system architectures: stand-alone (off-grid) versus utility-interactive systems with energy storage报告此题的问题

21. 21. 客户询问供电公司允许在其电气进线处并网多大的光伏容量。正确的回答是什么？

    • A.该上限来自阵列的直流额定值，与交流输出额定值无关
    • B.该上限来自供电公司的规定以及当地主管部门的要求✓ 答案
    • C.该上限来自逆变器厂家对该型设备所作的认证规定
    • D.该上限来自全国统一按年用电量固定比例设定的规定

    并网容量上限由供电公司自身的电价条款和并网规则，连同当地主管部门执行的电气要求共同确定，两者在不同辖区各不相同。诚实的回答是：必须查阅该供电公司和该辖区适用的具体规则，而不能凭记忆当作全国统一数值来引用。

    编号 QB-92SEJW依据： Utility interconnection requirements and the role of the authority having jurisdiction in PV permitting报告此题的问题

22. 22. 某场地被描述为每天有 5.5 个峰值日照小时。这个数字表达的是什么？

    • A.每日无遮挡运行的小时数，从上午 9 点算到下午 3 点
    • B.每日单位面积的太阳辐照度，相当于每平方米 5.5 kW
    • C.每日单位面积接收到的太阳辐照量，相当于每平方米 5.5 kWh✓ 答案
    • D.每日可见日照的小时数，从日出计算到日落为止

    峰值日照小时数是把每日太阳辐照量（单位面积上的能量）换算成：太阳需要以 1,000 瓦每平方米的参考辐照度照射多少小时才能提供同样的总量。因此 5.5 个峰值日照小时表示每天每平方米 5.5 kWh，这也说明以瓦每平方米计的辐照度与以千瓦时每平方米计的辐照量不能混为一谈。

    编号 QB-QH8XSU依据： Peak sun hours as daily insolation in kilowatt-hours per square metre versus irradiance in watts per square metre报告此题的问题

练习题依据 NABCEP 太阳能光伏助理（PV Associate）岗位任务分析公布的知识领域，以及光伏工程与安全领域的通用权威资料编写。NABCEP 与本网站无关联，也未对本网站作出认可。本题库刻意回避规范尺寸数值、厂商产品参数、补贴政策与价格——这些内容会变动，且因辖区而异；实际作业请以主管审批机构采用的电气与建筑规范、设备厂商说明书以及所在单位的安全规程为准。考试前请向 NABCEP 确认当前的报考要求。 关于 NABCEP 助理认证项目 →