2018版儲(chǔ)能原理與技術(shù)作業(yè)參考答案

1、儲(chǔ)能原理與技術(shù)參考答案第一章儲(chǔ)能的基本概念和意義名詞解釋?zhuān)阂淮文茉矗文茉?，?chǔ)能答：一次能源：指早就自然”存在著的化石能源，只需要支付采掘費(fèi)用；二次能源：指人造的能源，不但需要支付采掘費(fèi)用，還需支付存儲(chǔ)費(fèi)用；儲(chǔ)能:乂稱(chēng)蓄能，是指使能量轉(zhuǎn)化為在自然條件下比較穩(wěn)定的存在形態(tài)的過(guò)程簡(jiǎn)答題1、人均用電量的意義及我國(guó)目前人均用電量在全世界所處的位置？人均用電量這個(gè)指標(biāo)可以在一定程度上反映一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人民生活水平。從全球看，人均用電量可以分為這樣四個(gè)檔次：笫一個(gè)檔次是年人均用電量在1萬(wàn)千瓦時(shí)以上的，主要是北美、北歐及澳大利亞等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家；第二個(gè)檔次是5000-10000千瓦時(shí)，大部分發(fā)

2、達(dá)國(guó)家都在此列；第三個(gè)檔次是2000-5000千瓦時(shí)，主要包括金磚國(guó)家等新興市場(chǎng)；第四個(gè)檔次是不足2000千瓦時(shí)，主要是一些發(fā)展中國(guó)家和欠發(fā)達(dá)地區(qū)。我國(guó)人均年用電量不足4000千瓦時(shí)，約是日本的1/2、美國(guó)的1/3,中國(guó)人均生活用電量仍處于發(fā)展中階段，處于笫三檔次。2、發(fā)展電力儲(chǔ)能技術(shù)的根本動(dòng)力是什么？答：將谷期（深夜和周末）的電能儲(chǔ)存起來(lái)供峰期使用，可大大改善電力供需矛盾，提高發(fā)電設(shè)備利用率。這是發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)的根本動(dòng)力。3、儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)合？答：（1）削峰填谷，負(fù)荷調(diào)節(jié);（2）緊急事故備用，系統(tǒng)安全；（3）節(jié)約投資，提高設(shè)備利用率；（4）方便使用：汽車(chē)一一蓄電池；（5）降低污染、環(huán)保：氫能

3、；（6）克服新能源利用中先天不穩(wěn)定的缺陷：太陽(yáng)能、風(fēng)能4、如何正確看待引入儲(chǔ)能系統(tǒng)的作用？答：儲(chǔ)能系統(tǒng)本身并不能節(jié)約能源，其引入主要是可以提高能源利用體系的效率，促進(jìn)新能源如太陽(yáng)能、風(fēng)能的發(fā)展以及廢熱的利用。結(jié)合自然能源，節(jié)約常規(guī)能源。5、儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的作用？（1）電力調(diào)峰（2）II-劃內(nèi)的暫時(shí)電能支撐；（3）改善電能質(zhì)量，包括電流、電壓和頻率；（4）在電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)惡化時(shí)支持電網(wǎng)運(yùn)行；（5）可再生能源發(fā)電高滲透率接入下的電網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)；（6）提高電力資產(chǎn)利用率。6、請(qǐng)列出影響儲(chǔ)能技術(shù)選擇的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)答：1)投資費(fèi)用2)能量和功率密度3)循環(huán)壽命4)對(duì)環(huán)境的影響論述題：請(qǐng)描述

4、有哪些典型的儲(chǔ)能技術(shù)，及其這些儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)應(yīng)的性能指標(biāo)？答：根據(jù)以下兩個(gè)表進(jìn)行描述。表2大容雖儲(chǔ)能技術(shù)（來(lái)源于CEA儲(chǔ)能技柑槪水藥能八地伍雄f電比學(xué)電池。請(qǐng)決電也儲(chǔ)一辦與林A落差360菇寸為】軽迪“地F有帰圧力QObar時(shí)為】2KW/lnnP祜酸電池：33KWbt讒電子電池：100KW/vbP33KW%m3Q20OKZm3J可用理，looo-iooooowni.*lOMOOOOMf0IfMOOMWnu1000-100OCO(Wh可耐率、)0-1000w300-600wAhkgA.(200-350bax懷含PAG可利用容扮幾度Q胸幾千并幾到幾十慮門(mén)幾度到幾十床門(mén)P借能時(shí)間幾秒到L分鐘幾刑到幾井幾十

5、分神（銀鎘電也刮幾十小時(shí)（鉛幾牙鐘到1小時(shí)卩1対到幾天Q（自放電車(chē)很小戸1水時(shí)到幾天（自放電率刪W(6第二章抽水蓄能電站.簡(jiǎn)答題1、請(qǐng)配圖說(shuō)明抽水蓄能電站的工作原理?水體答：工作原理：利用可以兼具水泵和水輪機(jī)兩種工作方式的蓄能機(jī)組，在電力負(fù)荷出現(xiàn)低谷時(shí)(夜間)做水泵運(yùn)行，用基荷火電機(jī)組發(fā)岀的多余電能將上水庫(kù)的水抽到上水庫(kù)存儲(chǔ)起來(lái)，在電力負(fù)荷岀現(xiàn)高峰(下午及晚間)做水輪機(jī)運(yùn)行,將水放下來(lái)發(fā)電2、抽水蓄能電站的類(lèi)型？按與常規(guī)電站的結(jié)合情況分：純抽水蓄能、混合式抽水蓄能按調(diào)節(jié)性能分：日調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)、季調(diào)節(jié)按水頭分：600m單級(jí)可逆式；600m多級(jí)或三機(jī)式按布置特點(diǎn)分：地面式、地下式按機(jī)組類(lèi)型分：四機(jī)

6、式、三機(jī)式、兩機(jī)式答：(1(2(3(4(53、抽水蓄能電站的功能？調(diào)峰填谷調(diào)頻調(diào)相事故備用提高水(火、核)電站的綜合利用率降低系統(tǒng)的能耗提高電力系統(tǒng)的靈活性和可靠性4、影響抽水蓄能電站綜合效率的因素有哪些?發(fā)電工況下蓄能電站輸水系統(tǒng)、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和主變壓器的工作效率；抽水工況下蓄能電站主變壓器、電動(dòng)機(jī)、水泵和輸水系統(tǒng)的工作效率。5、抽水蓄能的價(jià)格機(jī)制（發(fā)改委2014版）？答：抽水蓄能電站的價(jià)格機(jī)制：電力市場(chǎng)形成詢(xún)，抽水蓄能電站實(shí)行兩部制電價(jià)。電價(jià)按照合理成本加準(zhǔn)許收益的原則核定。其中，成本包括建設(shè)成本和運(yùn)行成本：準(zhǔn)許收益按無(wú)風(fēng)險(xiǎn)收益率（長(zhǎng)期國(guó)債利率）加1%-3%的風(fēng)險(xiǎn)收益率核定。（一）兩部制

7、電價(jià)中，容量電價(jià)主要體現(xiàn)抽水蓄能電站提供備用、調(diào)頻、調(diào)相和黑啟動(dòng)等輔助服務(wù)價(jià)值，按照彌補(bǔ)抽水蓄能電站固定成本及準(zhǔn)許收益的原則核定。逐步對(duì)新投產(chǎn)抽水蓄能電站實(shí)行標(biāo)桿容量電價(jià)。（二）電量電價(jià)主要體現(xiàn)抽水蓄能電站通過(guò)抽發(fā)電量實(shí)現(xiàn)的調(diào)峰填谷效益。主要彌補(bǔ)抽水蓄能電站抽發(fā)電損耗等變動(dòng)成本。電價(jià)水平按當(dāng)?shù)厝济簷C(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)（含脫硫、脫硝、除塵等環(huán)保電價(jià)，下同）執(zhí)行。（三）電網(wǎng)企業(yè)向抽水蓄能電站提供的抽水電量，電價(jià)按燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)的75%執(zhí)行。6、抽水蓄能的綜合評(píng)價(jià)？答：規(guī)模：可達(dá)數(shù)口兆瓦效率：大于70%（按照新的價(jià)格機(jī)制，低于75%會(huì)出現(xiàn)電價(jià)倒掛）建設(shè)成本：3500-4000元/KW優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)最成

8、熟，應(yīng)用最廣泛，規(guī)模大，壽命長(zhǎng)，運(yùn)行費(fèi)用低缺點(diǎn)：需要地理資源條件配合（在站址選擇上要水平距離小，上下水庫(kù)高度差大，巖石強(qiáng)度高，防滲漏性能好，有充足的水源），上下水庫(kù)的庫(kù)區(qū)淹沒(méi)問(wèn)題，水質(zhì)變化，庫(kù)區(qū)土壤鹽堿化，以及區(qū)部氣候生態(tài)的改變等。二.論述題：請(qǐng)描述不同負(fù)荷要求下抽水蓄能電站的可能的運(yùn)行方式？答：典型運(yùn)行方式：般：“兩發(fā)一抽”電力供需矛盾突出：三發(fā)一抽”供電特別緊張（包括夏季用電高峰期）：“三發(fā)兩抽”、“兩發(fā)兩抽”、“兩抽一iRFsn曾paI-LHH二3410201395-17701230-/Thw150.0QT”546.440.2天荒坪抽水蓄能電廠功率曲線D1234567B吐間：Z3：55頻

9、辛：50.04早峰時(shí)段：8：00-12：00gIDl12131415161718192D21222324計(jì)劃功卒W.DO-SPJb率7UU晚峰時(shí)段：17:00-22:00低谷時(shí)段：23：00-次日6：00腰荷時(shí)段：12：00-17：00兩發(fā)一抽：早晚高峰期發(fā)電，低谷抽水三發(fā)一抽：早晚高峰期大負(fù)荷發(fā)電，腰荷小負(fù)荷發(fā)電、低谷抽水三發(fā)兩抽：低谷抽水，早晚峰發(fā)電，腰荷發(fā)電，但在腰荷如中午或晚峰之前負(fù)荷較低時(shí)增加抽水。兩發(fā)兩抽：低谷抽水，中午或晚峰之前負(fù)荷較低時(shí)抽水，早晚峰時(shí)發(fā)電兩抽一發(fā)：低谷抽水，上午高峰不發(fā)電，在腰荷時(shí)段增加一段抽水，確保晚峰發(fā)電第三章壓縮空氣蓄能1、壓縮空氣儲(chǔ)能的原理？利用電力系統(tǒng)

10、低容負(fù)荷時(shí)的多余電能將空氣壓縮儲(chǔ)存在地下洞穴中，需要時(shí)再放出，經(jīng)加熱后通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，以供尖峰負(fù)荷的需要2、壓縮空氣蓄能電站優(yōu)點(diǎn)？（1）改進(jìn)電網(wǎng)負(fù)荷率，提高了經(jīng)濟(jì)性，使系統(tǒng)中大型發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷波動(dòng)減小，提高了它們的可靠性。（2）和抽水蓄能電站相比，站址選擇靈活。它不需建造地面水庫(kù)，地形條件容易滿(mǎn)足；（3）壓縮機(jī)山電網(wǎng)供電的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，因此汽輪機(jī)的輸出功率全部用于發(fā)電，其發(fā)電功率是常規(guī)燃汽輪機(jī)電站的3倍。同時(shí)III于大量能量?jī)?chǔ)存在空氣和燃料中,與抽水蓄能電站相比，有很高的能量密度；（4）提高了系統(tǒng)的靈活性。壓縮空氣蓄能電站在壓縮空氣瞬間即可使用，在無(wú)照明的條件下也可以啟動(dòng)而且啟動(dòng)快,3

11、分鐘即可從空載達(dá)到額定出力，適于作旋轉(zhuǎn)備用；（5）可以實(shí)現(xiàn)模塊化。壓縮空氣蓄能電站可以積木式地組裝。一座220MW的電站可用2550MW的小型壓縮空氣蓄能電站積木式地逐年擴(kuò)建發(fā)展。3、壓縮空氣儲(chǔ)能的分類(lèi)？答：（1）工作介質(zhì)為空氣，儲(chǔ)存介質(zhì)為空氣絕熱時(shí)可分為先進(jìn)絕熱圧縮空氣儲(chǔ)能和非冷卻壓縮空氣儲(chǔ)能；非絕熱時(shí)為傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能。（2）工作介質(zhì)為空氣、液體，儲(chǔ)存介質(zhì)為空氣等溫情況下可分為封閉式液氣壓縮空氣儲(chǔ)能和開(kāi)放式液氣壓縮空氣儲(chǔ)能4、CAES的核心內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)是什么？CAES的核心內(nèi)容是提高能量效率，減少能量損失，關(guān)鍵是熱力過(guò)程的能量損失。關(guān)鍵技術(shù)可分為：高溫蓄熱技術(shù)及高效換熱技術(shù)高溫、高壓壓縮

12、機(jī)、膨脹機(jī)技術(shù)系統(tǒng)優(yōu)化和綜合管理技術(shù)二論述題配圖說(shuō)明冷熱電聯(lián)產(chǎn)PCAES的工作過(guò)程?冷熱電聯(lián)產(chǎn)PCAESDischargingAGcncntof簡(jiǎn)單PCAES丄作過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的熱能和冷能，采用換熱器收集圧縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱能和膨脹過(guò)程產(chǎn)生的冷能，供給冷能用戶(hù)和熱能用戶(hù)，這就是冷熱電聯(lián)產(chǎn)PCAES的丄作原理。第四章飛輪儲(chǔ)能簡(jiǎn)化版本簡(jiǎn)答題1、飛輪儲(chǔ)能的工作原理？答：工作原理：電力電子變換裝置從外部輸入電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，飛輪儲(chǔ)存動(dòng)能(機(jī)械能)，當(dāng)外部負(fù)載需要能量時(shí)，用飛輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，再通過(guò)電力電子變換裝置變成負(fù)載所需要的各種頻率、電壓等級(jí)的電能，以滿(mǎn)足不同

13、的需求。2、飛輪儲(chǔ)能的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成？曲飛輪、軸承、電機(jī)、變頻逆變控制器、輔助系統(tǒng)等部分組成。3、飛輪儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)？能量密度高：儲(chǔ)能密度可達(dá)100200w.h/kg,功率密度可達(dá)500010000w/kg,比銀氫電池大23倍。能量轉(zhuǎn)換效率高：工作效率高達(dá)白分之90。體積小、重量輕：飛輪直徑約二十多厘米，總重在十兒千克左右。工作溫度范圍寬：對(duì)環(huán)境溫度沒(méi)有嚴(yán)格要求。低損耗、低維護(hù)、使用壽命長(zhǎng)：磁懸浮軸承和真空環(huán)境使機(jī)械損耗可以被忽略，系統(tǒng)維護(hù)周期長(zhǎng)；不受重復(fù)深度放電影響，能夠循環(huán)兒白萬(wàn)次運(yùn)行，預(yù)期壽命20年以上。環(huán)保：飛輪為純機(jī)械結(jié)構(gòu)，不會(huì)像內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生排氣污染4、飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是什么？飛輪轉(zhuǎn)子

14、的設(shè)計(jì)：轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)，轉(zhuǎn)子材料強(qiáng)度與密度的優(yōu)化：磁軸承和真空設(shè)計(jì)：低功耗，動(dòng)力設(shè)計(jì)，高轉(zhuǎn)速，長(zhǎng)壽命；機(jī)械備份軸承：磁懸浮軸承失效時(shí)，支撐轉(zhuǎn)子。功率電子電路：高效率，高可靠性，低功耗的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)；安全及保護(hù)特性：不可預(yù)期的動(dòng)量傳遞，防止轉(zhuǎn)子爆炸可能性，安全輕型保護(hù)殼設(shè)訃;5、飛輪轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，需要考慮的因素及評(píng)價(jià)指標(biāo)分別是什么？需要考慮的因素：答：飛輪本身的強(qiáng)度問(wèn)題：它限定了飛輪的最大儲(chǔ)能量；E輪材料的選擇：要求材料具有較高的比強(qiáng)度；E輪的結(jié)構(gòu)形式：好的結(jié)構(gòu)形式能形成更大的儲(chǔ)能電池。評(píng)價(jià)指標(biāo)：質(zhì)量能量密度，體積能量密度,價(jià)格能量密度二.論述題：1、多層異構(gòu)式飛輪轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)及設(shè)計(jì)時(shí)的

15、注意事項(xiàng)？每個(gè)單獨(dú)飛輪環(huán)比較容易用連續(xù)纖維纏繞工藝?yán)硐胫圃欤簧接诟黠w輪環(huán)使用不同的材料，可以降低復(fù)合材料飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體造價(jià)，節(jié)約制造成本，同時(shí)充分發(fā)揮復(fù)合材料特有的可設(shè)計(jì)性。內(nèi)層環(huán)強(qiáng)度低的材料比外層環(huán)強(qiáng)度高的材料沿徑向膨脹要快，產(chǎn)生徑向壓應(yīng)力，調(diào)節(jié)裝配過(guò)盈量，從而可有效地改善各層圓環(huán)徑向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力的分布。設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng).選擇最佳的分層徑向厚度與半徑比：.選擇合適的材料，從內(nèi)層到外層材料的模質(zhì)比滿(mǎn)足：電V旦邑P1卩2P3不同圓環(huán)間用一層柔軟樹(shù)脂分割開(kāi)來(lái)，以阻止拉伸應(yīng)力的傳遞(有待研究);2、配圖說(shuō)明混合軸承系統(tǒng)的工作原理。46-口如上圖所示，混合軸承系統(tǒng)111上下兩組永磁軸承、一組電磁

16、軸承和上下兩組輔助軸承組成，其中永磁軸承對(duì)轉(zhuǎn)軸的徑向起到約束作用，此時(shí)在上下兩對(duì)永磁軸承的作用下，轉(zhuǎn)軸在徑向方向是穩(wěn)定的，而在軸向方向上是不穩(wěn)定的，故在轉(zhuǎn)軸中部采用軸向電磁軸承來(lái)主動(dòng)控制飛輪轉(zhuǎn)子的軸向位置。這里的電磁軸承主要是承受部分轉(zhuǎn)子重量，屬于靜態(tài)載荷,動(dòng)態(tài)載荷相對(duì)較小；山于永磁軸承的卸載作用，電磁軸承的軸向承載力較小，其功耗很低。上下的輔助軸承，是向心推力軸承,系統(tǒng)工作時(shí)，輔助軸承不與飛輪轉(zhuǎn)軸接觸。系統(tǒng)不工作（如突然斷電或磁懸浮失控）時(shí)，轉(zhuǎn)軸支承在輔助軸承上，避免磁軸承轉(zhuǎn)子與定子間的固體接觸造成損壞。第五章電化學(xué)儲(chǔ)能、名詞解釋?zhuān)阂淮坞姵兀褐荒軐⒋鎯?chǔ)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，不具備重復(fù)放電的能力

17、。二次電池：電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)換，稱(chēng)為儲(chǔ)能電池。比容量：是指單位質(zhì)量或者體積的電池的放電容量，單位為mA.h/g或者mA.h/L比能量：指單位體積或者質(zhì)量的電池所輸出的能量，稱(chēng)為質(zhì)量比能量或者體積比能量，一般用WTVkg或者Wh/L表示。分為理論值Wo和實(shí)際值W。循環(huán)壽命：是衡量二次電池的重要參數(shù)。對(duì)蓄電池來(lái)講，通常用循環(huán)壽命表示，指在一定的放電制度下，二次電池的容量降至某一規(guī)定值之前，電池所能耐受的循環(huán)次數(shù)。電池自放電率：通常用自放電速率來(lái)衡量，表示電池容量下降的快慢。自放電率=Ca-Cb/CaT*100%G,Cb.存儲(chǔ)前后電池的容量；T存儲(chǔ)時(shí)間，常用天、月、年計(jì)算。二、簡(jiǎn)答題：1、電化學(xué)

18、電池的共同特點(diǎn)？涉及化學(xué)反應(yīng)和電，且能夠存儲(chǔ)能量；通常指各類(lèi)二次電池。通常涉及四種化學(xué)物質(zhì)之間的兩兩相互轉(zhuǎn)化。2、蓄電池的選擇的準(zhǔn)則？安全可靠、容量大、性質(zhì)相同3、車(chē)用動(dòng)力蓄電池的性能要求？安全可靠、容量大、瞬間放電電流密度大答：(1(2(34、鉛蓄電池結(jié)構(gòu)中極柵都起到了哪些作用？作為活性物質(zhì)的載體起著骨架支撐和粘附活性物質(zhì)的作用。作為電流的傳導(dǎo)體起著集流、匯流和輸流的作用。作為極板的均流起著使電流均勻分布到活性物質(zhì)中作用。5、線鎘電池發(fā)生過(guò)充和過(guò)放時(shí)正負(fù)極的電化學(xué)反應(yīng)?電塾？狂祁：51-2匸士2CHNtfd(OHh稔2MOM+ALO+L麗；2也伽原理：過(guò)充電時(shí)，正極上的Ni(OH):全部轉(zhuǎn)換

19、為XiOOH,反應(yīng)變?yōu)槲鲅踹^(guò)程，負(fù)極上除了電解水析氫外還有與氧氣的復(fù)合反應(yīng)，具有消氧的功能。事實(shí)上，正極的析氧一直存在，但是當(dāng)絕大多數(shù)用來(lái)產(chǎn)生氧氣的時(shí)候，充電電壓不在升高而出現(xiàn)充電平臺(tái)。過(guò)放時(shí)：；正砂2也)+2JHXOH電能：2ZHi宀2/VH原理：過(guò)放電時(shí)，正極上電化學(xué)活潑的NiOOH轉(zhuǎn)化為Ni(0H)=,電極反應(yīng)變成水生成比反應(yīng)，負(fù)極儲(chǔ)氫合金的部分原始發(fā)生溶解，正極產(chǎn)生的氫氣可以非常容易的在負(fù)極復(fù)合。全筑液流電池的溫度范圍是多少？為什么？答：溫度范圍5-40C。溫度高于45C時(shí)，全饑液流電池中會(huì)有V205的析出，而電堆在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中電解液溫度容易超過(guò)45C,進(jìn)而導(dǎo)致流道的堵塞，碳?xì)掷w維

20、的包覆，電池性能的惡化。而溫度較低時(shí)，會(huì)有V2+/V3+沉淀。鈉硫電池的原理及優(yōu)缺點(diǎn)？答：原理：鈉硫電池，是一種以金屬鈉為負(fù)極，硫?yàn)檎龢O。陶瓷管為電解質(zhì)隔膜的二次電池。在一定的工作溫度下，鈉離子透過(guò)電解質(zhì)隔膜與硫之間發(fā)生的可逆反應(yīng)，形成能量的釋放和儲(chǔ)存。優(yōu)點(diǎn)：能量密度大：大功率鈉硫電池先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)訃使其理論比能量高達(dá)760Wh/kg,實(shí)際大于150Wh/kgo（2）功率密度大：放電電流密度高達(dá)200-300mA/cm2o（3）使用壽命長(zhǎng)：大功率鈉硫電池連續(xù)充放電近兩萬(wàn)次，使用壽命可達(dá)到10-15年。（4）原材料鈉硫容易獲得。（5）無(wú)自放電，自記憶效應(yīng)。（6）體積?。褐亓枯p，便于模塊化制造安裝，

21、建設(shè)周期短。缺點(diǎn)：安全問(wèn)題，易燃。影響鋰硫電池的循環(huán)性能的因素有哪些？答：（1）硫正極結(jié)構(gòu)失效（2）不可逆硫化鋰的形成（3）聚硫離子與鋰負(fù)極的副反應(yīng)。影響鋅空電池性能的主要因素有哪些？防水透氣膜的厚度孔隙率空氣擴(kuò)散電極結(jié)構(gòu)環(huán)境的總壓力11鋰空電池正極常用的催化劑有哪些？（1）多孔碳材料包括炭黑，納米結(jié)構(gòu)碳，多功能碳，類(lèi)金剛石結(jié)構(gòu)碳和石墨烯，（2）貴金屬。（3）過(guò)渡金屬氧化物，主要是猛擊氧化物和復(fù)合材料及鉆氧化物。12鋰離子電池中隔膜起到的作用是？將電池的正負(fù)極隔離開(kāi)，阻隔電子在電池內(nèi)部的傳導(dǎo)，避免電池內(nèi)部短路，同時(shí)乂能使離子自山通過(guò)。13鋰離子電池有哪些安全問(wèn)題？來(lái)源于兩方面：1）熱量的產(chǎn)生：

22、電解質(zhì)與負(fù)極的反應(yīng)、電解質(zhì)的熱分解、電解質(zhì)與正極的反應(yīng)、負(fù)極的熱分解正極的熱分解、內(nèi)阻產(chǎn)生熱2）循環(huán)過(guò)程：負(fù)極或征集在兩端發(fā)生脫落、負(fù)極片發(fā)生脫落、內(nèi)部短路14鋰離子電池安全測(cè)試有哪些？1）電測(cè)試：過(guò)充，過(guò)放，外部短路，強(qiáng)制放電，交流充放電2）機(jī)械測(cè)試：落體，沖擊，針刺，振動(dòng)，擠壓，加速（3）熱測(cè)試：著火，沙浴，熱板，熱沖擊，油?。?）環(huán)境測(cè)試：降壓，高度，浸泡，耐菌性，髙低溫。15你認(rèn)為鋰電池和鋰離子電池未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是什么？圍繞性能、安全、價(jià)格展開(kāi)：提高鋰離子電池的均勻性安全性方面，可開(kāi)發(fā)性能優(yōu)異的固態(tài)電解質(zhì)，極大降低安全隱患降低價(jià)格開(kāi)發(fā)新的電極材料16你認(rèn)為所有電池中最具發(fā)展前景的電池是

23、哪個(gè)？為什么？鋰空電池，盡管難度最大，但是，能量密度最高，是終極電池。第五章燃料電池1、（簡(jiǎn)答題）燃料電池原理及最大特點(diǎn)？燃料電池是一種把儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。最大的特點(diǎn)是：能量轉(zhuǎn)化效率高。2、（簡(jiǎn)答題）燃料電池的優(yōu)勢(shì)？燃料電池在反應(yīng)中不涉及燃燒，因此能量轉(zhuǎn)換效率不受卡諾循環(huán)的限制，具有污染少、高效節(jié)能、可靠性好、比能量和比功率高。3、（簡(jiǎn)答題）除了常見(jiàn)的五種燃料電池，其他類(lèi)燃料電池有哪些，分別什么特點(diǎn)？如微生物燃料電池，這是一種利用微生物作為催化劑，將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是一種生物發(fā)生器。乂如金屬燃料電池，這與普通燃料電池不同的是，它以活潑

24、固體金屬（如鋁、鋅、鐵、鈣、鎂、鋰等）為燃料，以堿性溶液或中性鹽溶液為電解質(zhì)。4、（簡(jiǎn)答題）燃料電池的電池單體的組成？陽(yáng)極、電解質(zhì)和陰極。5、（簡(jiǎn)答題）固體氧化物燃料電池電解質(zhì)具有的性質(zhì)？（1）具有高的離子電導(dǎo)率，低的電子電導(dǎo)率。（2）在高溫氧化、還原氣氛中，要求結(jié)構(gòu)、尺寸、形貌等穩(wěn)定。（3）在制備和操作條件下與電池其它組件具有化學(xué)相容性，界面不擴(kuò)散。（4）從室溫到操作溫度下與其他組件熱膨脹系數(shù)匹配。（5）具有高致密度和足夠的機(jī)械強(qiáng)度，從室溫到電池的運(yùn)行溫度，保證燃料氣體和氧化氣體不串氣、電解質(zhì)不開(kāi)裂。6、（簡(jiǎn)答題）固體氧化物燃料電池燃料電池為例，說(shuō)明導(dǎo)致電池性能降低的主要原因？（1）不同部件

25、材料發(fā)生元素的互擴(kuò)散。（2）陽(yáng)極在運(yùn)行過(guò)程中，極化電阻不斷增大。（3）陰極的催化活性的降低。（4）各部件界面的結(jié)合越來(lái)越差。（5）在含碳燃料的使用中，碳沉積的問(wèn)題。（6）元素的毒化。7、（論述題）燃料電池電化學(xué)性能表征的三種方法。EIS電池極化測(cè)試IV電池放電性能測(cè)試PVI電池壽命測(cè)試8、（論述題）設(shè)計(jì)一款新型的燃料電池，包括電解質(zhì)、陰極和陽(yáng)極上的化學(xué)反應(yīng)。熔融碳酸鹽燃料電池與固體氧化物燃料電池結(jié)合的一種燃料電池，電極反應(yīng)與固體氧化物燃料電池類(lèi)似，電解質(zhì)傳導(dǎo)離子由一種變成兩種。這個(gè)電池的好處在于,既能夠保持燃料的選擇范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)乂能夠降低操作問(wèn)題，降低衰減率和成本。9、（論述題）設(shè)計(jì)一款

26、適合偏遠(yuǎn)農(nóng)村的燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)，以供家庭所有對(duì)熱和電的需求。關(guān)鍵點(diǎn)：1、農(nóng)村的燃料電池系統(tǒng)的獨(dú)特性描述2、典型農(nóng)村家庭用熱和用電的四季模型或估算3、針對(duì)“太陽(yáng)能熱-沼氣-燃料電池/電解池聯(lián)合系統(tǒng)”描述系統(tǒng)的組成、關(guān)鍵參數(shù)、以及四季運(yùn)行過(guò)程描述。第七章氫能的儲(chǔ)存-氫能經(jīng)濟(jì)1、（簡(jiǎn)答題）請(qǐng)給出儲(chǔ)氫的幾種方式？答：（1）壓力儲(chǔ)氫，（2）低溫儲(chǔ)氫，（3）固態(tài)儲(chǔ)氫（包括物理儲(chǔ)氫和化學(xué)儲(chǔ)氫），（3其他儲(chǔ)氫模式（包括硼酸鹽，硼酸鹽和氫化物的混合物，混合儲(chǔ)氫）2、（簡(jiǎn)答題）物理儲(chǔ)氫的原理？多孔材料（如“活性炭”）因其巨大的表面積，可以依據(jù)范德華力原理吸附分子態(tài)或原子態(tài)的氣體3、（論述題）請(qǐng)給出金屬氫化物的

27、分類(lèi)及其在儲(chǔ)氫上優(yōu)缺點(diǎn)？答：分為L(zhǎng)aNiFeTi及其衍生物、具有Laves相結(jié)構(gòu)的化合物、BCC結(jié)構(gòu)即基于體心立方結(jié)構(gòu)的合金，優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低、可回收、具有生物兼容性，而且適于工業(yè)化批量生產(chǎn)。缺點(diǎn):離解溫度較高，當(dāng)反應(yīng)平衡壓為lbar時(shí)，離解溫度分別為250C和320C左右。這意味著，對(duì)于血H:儲(chǔ)氫來(lái)說(shuō)，大約25%的儲(chǔ)能能量被用來(lái)為氫化物生成反應(yīng)提供熱和熱動(dòng)力。第八章超級(jí)電容儲(chǔ)能簡(jiǎn)答題1、超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)組成？答：結(jié)構(gòu)組成：兩個(gè)電極+電解液+隔膜其中：電極：山多孔材料在金屬薄膜（常用鋁）上沉積而成，而炭（活性炭）則是常用的多孔材料。充電時(shí)，電荷存儲(chǔ)于多孔材料和電解質(zhì)之間的界面上。電解液:確保內(nèi)部離

28、子向電極的遷移率。陰離子向正極遷移，陽(yáng)離子向負(fù)極遷移。隔膜：通常是紙，起絕緣作用，可以防止電極之間任何的導(dǎo)電接觸。必須能夠浸泡在電解質(zhì)中，并且不影響電解質(zhì)的離子導(dǎo)電性。2、超級(jí)電容器的工作原理？超級(jí)電容器是利用雙電層原理的電容器。當(dāng)外加電壓加到超級(jí)電容器的兩個(gè)極板上時(shí)與普通電容器一樣，極板的正電極存儲(chǔ)正電荷，負(fù)極板存儲(chǔ)負(fù)電荷,在超級(jí)電容器的兩極板上電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)作用下，在電解液與電極間的界面上形成相反的電荷，以平衡電解液的內(nèi)電場(chǎng)，這種正電荷與負(fù)電荷在兩個(gè)不同相之間的接觸面上，以正負(fù)電荷之間極短間隙排列在相反的位置上，這個(gè)電荷分布層叫做雙電層，因此電容量非常大。當(dāng)兩極板間電勢(shì)低于電解液的氧化還原

29、電極電位時(shí)，電解液界面上電荷不會(huì)脫離電解液，超級(jí)電容器為正常工作狀態(tài)（通常3V以下），如電容器兩端電壓超過(guò)電解液的氧化還原電極電位時(shí)，電解液將分解,為非正常狀態(tài)。由于隨著超級(jí)電容器放電，正、負(fù)極板上的電荷被外電路泄放,電解液的界面上的電荷相應(yīng)減少。3、超級(jí)電容器組能量配置需要考慮的因素？以能量作為依據(jù)時(shí)，單只超級(jí)電容器無(wú)法滿(mǎn)足能量需求，通過(guò)儲(chǔ)能量需求確定所需器件的數(shù)量是很有必要的。同事還需考慮放電系數(shù)d、有效能量。以功率為選擇依據(jù)一兼顧效率，超級(jí)電容器內(nèi)部含有一個(gè)串聯(lián)電阻，這意味著在充放電過(guò)程中會(huì)發(fā)生內(nèi)部損耗。如果訃入這些損耗，就可得到超級(jí)電容器的效率，這在進(jìn)行超級(jí)電容器組單體數(shù)量計(jì)算時(shí)必須考

30、慮。4、超級(jí)電容器功率接口的作用？超級(jí)電容器可以看成是一個(gè)直流電壓源，但其輸出電壓不恒定，而是取決于荷電狀態(tài)。列外，充放電電流必須得到控制以將效率維持在特定值。山此可見(jiàn)，超級(jí)電容器組一般不能直接與負(fù)載連接，而是需要配置一個(gè)固態(tài)變換器作為與負(fù)載之間的功率接口，提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的電流值或電壓值，以滿(mǎn)足應(yīng)用需求。論述題：1、請(qǐng)畫(huà)出超級(jí)電容的等效電路模型，并給出主要電子原器件的用途？!咗花=1LtL11tJ11q1-壯一r皿決定了超級(jí)電容器的漏電流，這個(gè)漏電流比蓄電池的漏電流要大一些。并聯(lián)的RC單元（6,，rnc.），反映了電荷的再分配現(xiàn)象或者介電弛豫過(guò)程，其時(shí)間常數(shù)通常是兒秒至兒個(gè)小時(shí)，甚至更長(zhǎng)R:是超

31、級(jí)電容器的串聯(lián)電阻，其值大小影響的主要因素是電解質(zhì)的離子導(dǎo)電性，影響次要因素：電極中沉積在金屬板上的多孔材料的性能可以把超級(jí)電容器看成兩個(gè)串聯(lián)的電容器C。、G,而這兩個(gè)電容器分別代表了兩個(gè)電極上的電層。其等效電容值與兩個(gè)電極的有效表面積（由于采用了多孔材料的而得到增加）以及陰、陽(yáng)離子的尺寸有關(guān)，可高達(dá)千法拉級(jí)。2、請(qǐng)舉例說(shuō)明超級(jí)電容器作為主電源和混合電源系統(tǒng)的應(yīng)用？答：超級(jí)電容器作為主電源的應(yīng)用：第一類(lèi)應(yīng)用案例與內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)有關(guān)。在這種應(yīng)用中，能量需求并不重要，超級(jí)電容器主要用于提供起動(dòng)所需的瞬時(shí)大功率。此外，超級(jí)電容器循環(huán)次數(shù)多的特性與內(nèi)燃機(jī)的壽命相符，這與蓄電池相比是個(gè)很明顯的優(yōu)勢(shì)，尤其是

32、還要考慮到電池的維護(hù)費(fèi)用。笫二類(lèi)應(yīng)用案例與設(shè)備的供電可黑性有關(guān)。也就是說(shuō)，在短時(shí)停電時(shí)山超級(jí)電容器為系統(tǒng)提供能量支撐。最典型的應(yīng)用就是訃算機(jī)，超級(jí)電容器捉供的能量至少應(yīng)能確保正常關(guān)機(jī)，通常需要支撐兒分鐘到兒十分鐘。與蓄電池相比，使用超級(jí)電容器的主要優(yōu)勢(shì)在于壽命、免維護(hù)，以及電網(wǎng)恢復(fù)供電后的快速充電。超級(jí)電容器作為混合電源系統(tǒng)的應(yīng)用：在混合電源系統(tǒng)中，使用超級(jí)電容器的原因就是其高功率密度與長(zhǎng)循環(huán)壽命,作為輔助電源可以很好地滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用中的高功率需求，或者平抑功率波動(dòng)的需求。系統(tǒng)的主電源可以是主電網(wǎng)、蓄電池、內(nèi)燃機(jī)或燃料電池等。這些應(yīng)用案例都有一個(gè)共同點(diǎn)，即主電源用于滿(mǎn)足系統(tǒng)的能量需求，超級(jí)電容器

33、用于滿(mǎn)足功率需求。在低功耗應(yīng)用中，比如在照相機(jī)或攝像機(jī)中，將超級(jí)電容器與電池配合使用，以減小對(duì)電池的諸多不利影響，延長(zhǎng)其壽命。第九章熱能的儲(chǔ)存簡(jiǎn)答題：熱能儲(chǔ)存的常用方式有哪幾種？答：熱能儲(chǔ)存的常用方式有：顯熱儲(chǔ)熱、潛熱儲(chǔ)熱、化學(xué)儲(chǔ)熱簡(jiǎn)答題：舉例說(shuō)明太陽(yáng)能熱能儲(chǔ)存的幾種常用方式？顯熱儲(chǔ)熱，就是利用儲(chǔ)熱介質(zhì)的熱容量進(jìn)行蓄熱，把已經(jīng)過(guò)高溫或低溫變換的熱能貯存起來(lái)加以利用例如儲(chǔ)熱罐，優(yōu)化大小規(guī)模熱電聯(lián)產(chǎn)電廠的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)熱電短時(shí)間解耦和電力壓負(fù)荷調(diào)峰，滿(mǎn)足日常早晚洗澡熱水的尖峰負(fù)荷，維持壓力，滿(mǎn)足應(yīng)急補(bǔ)水的需求，在極冷天氣里提供尖峰熱負(fù)荷。潛熱儲(chǔ)熱，就是利用相變材料(PCM)相變時(shí)單位質(zhì)量(體積)的潛熱

34、蓄熱量非常大的特點(diǎn)，把熱量貯存起來(lái)加以利用。例如相變儲(chǔ)能技術(shù)，采用相變儲(chǔ)熱方式，利用特定的裝置，將暫時(shí)不用或多余的熱能通過(guò)相變材料儲(chǔ)存起來(lái)，需要時(shí)再利用?；瘜W(xué)儲(chǔ)熱，實(shí)際上就是利用儲(chǔ)熱材料相接觸時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而通過(guò)化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)換把熱能貯藏起來(lái)。無(wú)機(jī)氫氧化物的脫水反應(yīng)可用來(lái)儲(chǔ)存熱量。第十章儲(chǔ)能在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用簡(jiǎn)化版1、什么是智能電網(wǎng)？答：電網(wǎng)，通常指的是輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)。智能電網(wǎng)則是電網(wǎng)的智能化（智電電力）,也被稱(chēng)為“電網(wǎng)2.0”o常見(jiàn)的智能電網(wǎng)定義：美國(guó)能源部Gid2030：個(gè)完全自動(dòng)化的電力傳輸網(wǎng)絡(luò)，能夠監(jiān)視和控制每個(gè)用戶(hù)和電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，保證從電廠到終端用戶(hù)整個(gè)輸配電過(guò)程中所有節(jié)點(diǎn)之間的信息

35、和電能的雙向流動(dòng)。歐洲技術(shù)論壇：個(gè)可整合所有連接到電網(wǎng)用戶(hù)所有行為的電力傳輸網(wǎng)絡(luò),以有效提供持續(xù)、經(jīng)濟(jì)和安全的電力。中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟：智能電網(wǎng)山很多部分組成，可分為：智能變電站，智能配電網(wǎng)，智能電能表，智能交互終端，智能調(diào)度，智能家電，智能用電樓寧,智能城市用電網(wǎng)，智能發(fā)電系統(tǒng)，新型儲(chǔ)能系統(tǒng)。國(guó)家電網(wǎng)中國(guó)電力科學(xué)研究院：以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)（中國(guó)的智能電網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各電壓等級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)），將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。2、請(qǐng)從智能電網(wǎng)的輸電系統(tǒng)角度簡(jiǎn)要說(shuō)明儲(chǔ)能系統(tǒng)帶來(lái)的好處？答：根據(jù)運(yùn)行的模

36、式的不同，儲(chǔ)能系統(tǒng)既可以等效為發(fā)電機(jī)組，也可以等效為電力負(fù)荷用戶(hù)）。因此，原則上，儲(chǔ)能在輸電系統(tǒng)中可以提供類(lèi)似發(fā)電機(jī)組和電力負(fù)荷的同樣功輸電系統(tǒng)控制中心可以采用儲(chǔ)能的來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)阻塞的問(wèn)題，并且可以推遲電力增容的相關(guān)投資。此外，在某些電網(wǎng)改建有困難的地區(qū)（如當(dāng)?shù)鼐用竦姆磳?duì)）,儲(chǔ)能似乎可以作為種解決方案。儲(chǔ)能系統(tǒng)往往需要持續(xù)支撐兒個(gè)小時(shí)以平滑輸電系統(tǒng)中的峰值功率，如果儲(chǔ)能系統(tǒng)需要支持的時(shí)間更長(zhǎng)，則意:味著當(dāng)?shù)氐碾娏υO(shè)施落后嚴(yán)重，對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造是不可避免的。3、請(qǐng)從智能電網(wǎng)的配電系統(tǒng)角度簡(jiǎn)要說(shuō)明儲(chǔ)能系統(tǒng)帶來(lái)的好處？答：（1）電網(wǎng)中的某些重要設(shè)施提供應(yīng)急供電。（2）儲(chǔ)能用于負(fù)荷平滑，發(fā)揮儲(chǔ)能的削峰和電壓調(diào)節(jié)作用。（3）在阻塞網(wǎng)絡(luò)的下級(jí)電網(wǎng)使用儲(chǔ)能系統(tǒng)推遲擴(kuò)容；（4）儲(chǔ)能在電壓控制中的作用，避免用電高峰時(shí)出現(xiàn)低電壓。（5）儲(chǔ)能在電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下降時(shí)的支撐作用：削減性能發(fā)生惡化的變電站的負(fù)