湖南大學(xué)新能源發(fā)電技術(shù)期末考試試卷

1、考試中心填寫:_年M日考試用湖南大學(xué)課程考試試卷湖南大學(xué)課程考試試卷級班業(yè)專號 學(xué)石 姓裝訂線1答題不得超過此線湖南大學(xué)教務(wù)處考試中心題號一一二四五六七八九十總分應(yīng)得分30401020100實(shí)得分評分：評卷人課程名稱：新能源發(fā)電（開卷） ；試卷編號: ;考試時(shí)間：120分鐘一、簡答題（每道5分，共30分）1、解釋光生伏打效應(yīng)。將兩片金屬浸入溶液構(gòu)成的伏打電池，當(dāng)受到陽光照射時(shí)會產(chǎn)生額外的伏打電動勢。他把這種現(xiàn)象稱為“光生伏打效應(yīng)”，簡稱“光伏效應(yīng)”。（5分）2、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的排布規(guī)則是什么？風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的排列應(yīng)以風(fēng)電場內(nèi)獲得最大的發(fā)電量來考慮，機(jī)組排列的最主要原則是充分利用風(fēng)能資源，最

2、大程度利用風(fēng)能（1分）。在風(fēng)能資源分布方向非常明顯的地區(qū)，機(jī)組排列可以與主導(dǎo)風(fēng)能方向垂直，平行交錯(cuò)布置，機(jī)組排間距一般為葉輪直徑的8-10倍（1）。在地形地貌條件較差的地區(qū)，機(jī)組排布受到地形的限制，排列無法滿足8-10倍葉輪直徑的要求，則首先考慮地形條件進(jìn)行機(jī)組的布置（1分）。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組左右之間的距離（列距）應(yīng)為風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪直徑的2-3倍。在地形復(fù)雜的丘陵或山地，為避免湍流的影響，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可安裝在等風(fēng)能密度線上或沿山脊的頂峰排列（1分）。3、光伏發(fā)電為何要通過逆變器并網(wǎng)？并網(wǎng)逆變器的功能是什么？太陽能電池所發(fā)的電是直流，必須通過逆變裝置變換成交流，再同電網(wǎng)的交流電合起來使用。（2分）功能：

3、在輸出電壓和電流隨太陽能電池溫度以及太陽輻射照度而變化時(shí)，總是輸出太陽能電池最大功率；（1分）輸出已抑制諧波的電流，以免把不良影響波及到電網(wǎng)；（1分）倒流輸出剩余電力時(shí)，自動調(diào)整電壓，把用戶的電壓維持在所定范圍。（1分）4、風(fēng)力發(fā)電變槳的目的是什么？由于風(fēng)速變化，當(dāng)風(fēng)速過高時(shí)，風(fēng)能有可能超過風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定功率，此時(shí)通過變槳，改變風(fēng)葉攻角，降低葉片對風(fēng)能的捕獲能力，維持風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率不超過其額定功率，也即保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)不過流。（回答出標(biāo)黑的重點(diǎn)部分5分）5、什么是生物質(zhì)，什么是生物質(zhì)發(fā)電？所謂生物質(zhì)，就是所有來源于植物、動物和微生物的除礦物燃料外的可再生的物質(zhì)。（2分）生物質(zhì)發(fā)電是首先將其

4、轉(zhuǎn)化為可驅(qū)動發(fā)電機(jī)的能量形式，如燃?xì)?、燃油、酒精等，再按照通用的發(fā)電技術(shù)發(fā)電，然后直接提供給用戶或并入電網(wǎng)提供給用戶。（3分）6、地?zé)岚l(fā)電工質(zhì)選擇的基本要求有哪些？（1）發(fā)電性能好，即在相同條件下每噸熱水的實(shí)際發(fā)電量較大；（1分）（2）傳熱性能好，即在相同條件下放熱系數(shù)較大；（1分）（3）壓力水平適中，即在地下熱水溫度下相應(yīng)的飽和壓力不很高，在冷源溫度下不出現(xiàn)高度真空；（1分）（4）來源豐富，價(jià)格較低；（1分）（5）化學(xué)穩(wěn)定性好，不易分解，腐蝕性和毒性小，不易燃易爆。（1分）二、論述題（每道10分，共40分）1、什么是新能源，新能源有哪些？各有什么特點(diǎn)？新能源是指除常規(guī)化石能源和大中型水力發(fā)電

5、、核裂變發(fā)電之外的生物質(zhì)能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮芤约昂Ｑ竽艿纫淮文茉?。?分）生物質(zhì)能是蘊(yùn)含在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。（2分）太陽能的轉(zhuǎn)化和利用方式有光-熱轉(zhuǎn)化、光-電轉(zhuǎn)化和光-化學(xué)轉(zhuǎn)化等。（2分）小水電通常指小水電站及與其相配套的小電網(wǎng)的統(tǒng)稱。地?zé)崮?，地?zé)豳Y源是指在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)和地質(zhì)環(huán)境條件下，地殼內(nèi)能夠科學(xué)、合理地開發(fā)出來的巖石中的熱能量和地?zé)崃黧w中的熱能量及其伴生的有用成份。（2分）海洋能是指蘊(yùn)藏在海洋中的可再生能源，它包括潮汐能、波浪能、海流能、潮流能、海水溫差能和海水鹽差能等不同的能源形態(tài)。（2分）2、風(fēng)力發(fā)電獨(dú)立運(yùn)行與并網(wǎng)運(yùn)

6、行的有什么區(qū)別？獨(dú)立運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，又稱離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，是把風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的電能經(jīng)蓄電池蓄能，再供應(yīng)用戶使用。同時(shí)，為了保證獨(dú)立運(yùn)行的離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能連續(xù)可靠地供電，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組經(jīng)常與其他動力源聯(lián)合使用，互為補(bǔ)充。（5分）并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)連接，由電網(wǎng)輸送電能的方式，是克服風(fēng)的隨機(jī)性而帶來的蓄能問題的最穩(wěn)妥易行的運(yùn)行方式，同時(shí)可達(dá)到節(jié)約礦物燃料的目的。并網(wǎng)運(yùn)行又可分為兩種不同的方式：1、恒速恒頻方式，即風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速不隨風(fēng)速的波動而變化，始終維持恒轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而輸出恒定額定頻率的交流電。2、變速恒頻方式，即風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速的波動作變速運(yùn)行，但

7、仍輸出額定頻率的交流電。（5分）3、光伏發(fā)電的特點(diǎn)有哪些？優(yōu)點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)簡單，體積小且輕。2、易安裝，易運(yùn)輸、建設(shè)周期短。3、容易啟動，維護(hù)簡單，隨時(shí)使用，保證供應(yīng)。4、清潔，安全，無噪聲。5、可靠性高，壽命長。6、太陽能無處不有，應(yīng)用范圍廣。7、降價(jià)速度快，能量償還時(shí)間有可能縮短。缺點(diǎn)：1、能量分散，占地面積大。2、間歇性大。3、地域性強(qiáng)。（每點(diǎn)各1分）4、潮汐能發(fā)電面臨的困難是什么？（1）單位投資大，造價(jià)較高；（2）水頭低，單位耗鋼多；（3）發(fā)電具有間斷性；（4）在工程技術(shù)上尚存在泥沙淤積以及海水、海生物對金屬結(jié)構(gòu)和海工建筑物的腐蝕及污黏等問題，需要進(jìn)一步研究解決。（每點(diǎn)各分）三、試設(shè)計(jì)一

8、套并網(wǎng)型的光伏發(fā)電系統(tǒng)，總功率100kW接入380V交流電網(wǎng)，畫出主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并解釋每個(gè)元件的含義（10分）光伏陣列接入380V 電網(wǎng)（2分）光伏陣列選用400片光伏組件組成，每片光伏組件250W開路電壓為50V,連接方式為10用40并；（2分）二極管D用來防止光照很弱時(shí)（比如晚上）出現(xiàn)電流向光伏整流逆流；（1分）BOOST電路用來將光伏陣列的開路電壓500V升壓到600V,并實(shí)現(xiàn)光伏陣列的最大功率追蹤控制；（2分）VSC用來實(shí)現(xiàn)將直流電壓變?yōu)榻涣麟妷?；?分）電感L用來將逆變器VSC俞出的脈沖電壓進(jìn)行濾波；（2分）20分）地?zé)崽锏拇罅块_采，必將會造成熱儲壽命縮短，地下水位下降，并導(dǎo)致地面沉降。如把地?zé)岚l(fā)電后的地?zé)釛壦毓嗟叵?，就可大大減輕這些弊端，并減輕地?zé)釛壦畬τ诃h(huán)境的污染。（5分）確定回灌方案之前，應(yīng)首先弄清熱儲的情況。這樣才能提出回灌模型，選擇合適的回灌方式?；毓嗟?zé)岚l(fā)電后排出的地?zé)釛壦员３譄醿Φ膲毫退徊⒉浑y，重要的是不要因?yàn)榛毓鄿囟容^低的水而使生產(chǎn)井的水溫過快地降低。（5分）不同的地?zé)崽锊捎玫幕毓喾绞綍兴煌；毓嗑钠矫嫖恢?，有混雜排列和邊對邊排列兩種?；祀s排列指生產(chǎn)井和回灌井穿插排列，并保持一定的距離。邊對邊排列