昆明理工大學《能源與動力工程專業(yè)導論》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《能源與動力工程專業(yè)導論》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的形成和發(fā)展。以下關(guān)于新能源產(chǎn)業(yè)鏈的描述，錯誤的是（）A.新能源產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的原材料供應、中游的設備制造和下游的能源應用等環(huán)節(jié)B.上游產(chǎn)業(yè)主要提供硅料、鋰礦等原材料，中游產(chǎn)業(yè)包括光伏組件制造、風機制造等，下游產(chǎn)業(yè)則涵蓋新能源發(fā)電、新能源汽車等領(lǐng)域C.新能源產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)相互依存、相互促進，形成了完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)D.新能源產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展是一帆風順的，不存在任何技術(shù)瓶頸和市場風險2、在新能源技術(shù)的成本分析中，包括設備投資、運營維護成本和燃料成本等多個方面。對于一個太陽能光伏發(fā)電項目，在其生命周期內(nèi)，哪個階段的成本對于項目的經(jīng)濟效益影響最大？（）A.初始設備投資B.運營維護期間的成本C.太陽能電池板的更換成本D.以上階段的成本都具有重要影響3、隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，能源存儲技術(shù)的重要性日益凸顯。假設要為一個偏遠的島嶼建立獨立的能源系統(tǒng)，以下哪種能源存儲技術(shù)最適合應對該島嶼可能面臨的能源供應波動和季節(jié)性需求變化？（）A.液流電池，具有大容量和長壽命的特點B.飛輪儲能，能夠快速響應功率變化C.壓縮空氣儲能，適合大規(guī)模長時間存儲D.超級電容器，適用于短時間高功率輸出4、在新能源技術(shù)的發(fā)展中，有關(guān)材料科學對新能源技術(shù)突破的支撐作用，以下哪一種分析是最深入的？（）A.材料科學在新能源技術(shù)的突破中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如，在太陽能電池領(lǐng)域，新型半導體材料的研發(fā)能夠提高光電轉(zhuǎn)換效率；在電池技術(shù)方面，高性能的電極材料可以增加電池容量、提高循環(huán)壽命和充電速度；在儲能系統(tǒng)中，先進的超導材料能夠降低能量損耗。材料科學的不斷創(chuàng)新為新能源技術(shù)的性能提升和成本降低提供了可能B.材料科學對新能源技術(shù)的發(fā)展影響很小，新能源技術(shù)的突破主要依靠工程設計C.新能源技術(shù)對材料的要求不高，現(xiàn)有的材料已經(jīng)能夠滿足需求D.材料科學的研究進展緩慢，無法為新能源技術(shù)的近期突破提供支持5、在探討新能源技術(shù)中的海洋能開發(fā)的環(huán)境影響時，以下關(guān)于其生態(tài)效應和保護措施的描述，不正確的是哪一項？（）A.海洋能開發(fā)可能會對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成一定的影響，如改變海洋流場、影響海洋生物的棲息地和遷徙路線、產(chǎn)生噪聲污染等B.為了減少海洋能開發(fā)的環(huán)境影響，需要在項目規(guī)劃和建設過程中進行嚴格的環(huán)境評估，采取生態(tài)保護措施，如合理選址、設置海洋保護區(qū)、采用環(huán)保型設備等C.加強對海洋能開發(fā)項目的監(jiān)測和研究，及時掌握其對海洋生態(tài)環(huán)境的影響，以便采取相應的應對措施和調(diào)整開發(fā)方案D.海洋能開發(fā)對海洋生態(tài)環(huán)境的影響可以忽略不計，不需要采取任何保護措施，應全力推進海洋能的大規(guī)模開發(fā)利用6、在氫能源領(lǐng)域，氫燃料電池技術(shù)備受關(guān)注。以下關(guān)于氫燃料電池的工作原理和特點，表述錯誤的是（）A.氫燃料電池通過氫氣和氧氣的電化學反應產(chǎn)生電能，其產(chǎn)物只有水，是一種清潔、高效的能源轉(zhuǎn)換裝置B.氫燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率不受卡諾循環(huán)的限制，理論上可以達到很高的水平，但實際應用中受到多種因素的影響，目前效率仍有待提高C.氫燃料電池需要使用貴金屬催化劑（如鉑），這增加了燃料電池的成本，同時也限制了其大規(guī)模商業(yè)化應用D.氫燃料電池可以快速啟動和停機，適用于各種功率需求的應用場景，而且具有良好的過載能力和動態(tài)響應性能7、太陽能熱發(fā)電技術(shù)是利用太陽能將工質(zhì)加熱產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動汽輪機發(fā)電。以下關(guān)于太陽能熱發(fā)電技術(shù)的特點，描述不準確的是（）A.太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)可以配備儲能裝置，在太陽輻射不足時仍能持續(xù)發(fā)電，提高了電力輸出的穩(wěn)定性B.與太陽能光伏發(fā)電相比，太陽能熱發(fā)電的初始投資較低，但運行維護成本較高，且效率提升難度較大C.太陽能熱發(fā)電技術(shù)可以采用不同的集熱方式，如槽式、塔式和碟式，每種方式都有其優(yōu)缺點和適用場景D.太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)對環(huán)境的影響較小，不會產(chǎn)生溫室氣體排放和污染物，但可能會占用較大的土地面積8、新能源技術(shù)的應用往往受到政策和法規(guī)的影響。假設一個地區(qū)計劃大力推廣新能源技術(shù)，以下哪種政策措施最有可能促進新能源技術(shù)的快速普及和應用？（）A.提供高額的財政補貼，降低新能源產(chǎn)品和服務的成本B.制定嚴格的排放標準，限制傳統(tǒng)能源的使用C.建立健全的技術(shù)標準和質(zhì)量認證體系D.加強對新能源技術(shù)研發(fā)的稅收優(yōu)惠和資金支持9、在探討新能源技術(shù)中的海洋能利用時，以下關(guān)于其形式和發(fā)展前景的描述，不正確的是哪一項？（）A.海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能和鹽差能等多種形式，具有巨大的開發(fā)潛力B.潮汐能發(fā)電是利用潮汐的漲落驅(qū)動水輪機發(fā)電，技術(shù)相對成熟，但受到地理條件和潮汐規(guī)律的限制，選址較為困難C.波浪能和海流能的開發(fā)利用尚處于試驗階段，面臨著能量轉(zhuǎn)換效率低、設備可靠性差、成本高等諸多挑戰(zhàn)D.海洋能的開發(fā)不會對海洋生態(tài)環(huán)境造成任何影響，是一種完全清潔、可持續(xù)的能源利用方式，應該大規(guī)模、無限制地進行開發(fā)10、在新能源的儲能技術(shù)中，超級電容器具有一些獨特的性能特點，以下關(guān)于超級電容器的說法，不正確的是：（）A.超級電容器具有極高的功率密度，可以在短時間內(nèi)釋放大量電能，適用于需要快速充放電的場合B.超級電容器的能量密度相對較低，無法與電池相比，因此不適合作為長期儲能裝置C.超級電容器的循環(huán)壽命很長，可以經(jīng)受數(shù)十萬次的充放電循環(huán)，維護成本低D.超級電容器的工作原理與電池完全相同，只是性能參數(shù)有所差異11、新能源技術(shù)的發(fā)展需要跨學科的知識和技術(shù)融合。在開發(fā)一種基于新能源的分布式能源系統(tǒng)時，以下哪個學科的知識和技術(shù)整合最為關(guān)鍵？（）A.電氣工程、機械工程和化學工程B.物理學、材料科學和計算機科學C.環(huán)境科學、經(jīng)濟學和管理學D.以上學科的綜合融合12、對于新能源技術(shù)中的風能發(fā)電，以下關(guān)于其發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)的描述，不正確的是哪一項？（）A.風能發(fā)電是一種清潔、可再生的能源利用方式，近年來全球風能裝機容量持續(xù)增長，技術(shù)不斷進步B.風能發(fā)電的成本逐漸降低，但仍然高于傳統(tǒng)的化石能源發(fā)電，其成本主要包括風機設備采購、安裝、維護以及土地使用等方面C.風能發(fā)電具有間歇性和不穩(wěn)定性，需要與其他能源形式或儲能技術(shù)相結(jié)合，以保證電力供應的連續(xù)性和穩(wěn)定性D.風能資源分布廣泛，不受地域限制，任何地區(qū)都可以大規(guī)模開發(fā)風能發(fā)電項目，不存在資源評估和選址的問題13、新能源的分布式發(fā)電系統(tǒng)在提高能源供應的可靠性和靈活性方面具有顯著優(yōu)勢。分布式光伏發(fā)電、分布式風力發(fā)電和分布式生物質(zhì)發(fā)電等形式逐漸普及。在一個偏遠山區(qū)，如果要建立一個獨立的分布式能源供應系統(tǒng)，綜合考慮當?shù)氐馁Y源條件和技術(shù)可行性，以下哪種組合方式可能是最為合理的？（）A.以分布式光伏發(fā)電為主，輔以分布式風力發(fā)電B.以分布式風力發(fā)電為主，輔以分布式生物質(zhì)發(fā)電C.以分布式生物質(zhì)發(fā)電為主，輔以分布式光伏發(fā)電D.三種形式平均分配14、氫能源作為一種清潔、高效的能源載體，其應用領(lǐng)域不斷拓展。氫燃料電池技術(shù)是實現(xiàn)氫能利用的重要途徑之一，然而，氫燃料電池面臨著成本高、儲氫困難和耐久性等問題。在當前技術(shù)條件下，如果要加快氫燃料電池在交通運輸領(lǐng)域的大規(guī)模應用，以下哪個方面的突破最為關(guān)鍵？（）A.降低燃料電池的生產(chǎn)成本B.開發(fā)高效的儲氫材料C.提高燃料電池的耐久性D.完善加氫基礎(chǔ)設施建設15、風力發(fā)電作為一種常見的新能源發(fā)電方式，具有一定的特點和挑戰(zhàn)。關(guān)于風力發(fā)電場的建設和運營，以下哪種說法是較為全面和準確的？（）A.風力發(fā)電場的建設不受地理和氣候條件限制，可以在任何地方大規(guī)模建設，且對環(huán)境沒有任何影響B(tài).風力發(fā)電場的建設需要選擇風資源豐富的地區(qū)，同時要考慮對當?shù)厣鷳B(tài)、景觀和居民的影響。在運營過程中，風力發(fā)電機的維護成本較低，且輸出功率穩(wěn)定，不受風速變化影響C.風力發(fā)電場的建設成本較低，且建設周期短，可以快速投入使用。在運營過程中，風力發(fā)電完全不需要儲能設備來平衡電力輸出的波動D.風力發(fā)電場的選址非常關(guān)鍵，要綜合考慮風速、風向、土地利用等因素。在運營中，風力發(fā)電機的維護成本較高，電力輸出受風速變化影響大，通常需要與其他能源或儲能系統(tǒng)配合以保證穩(wěn)定供電二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）深入闡述新能源技術(shù)在應對突發(fā)公共事件中的作用，如自然災害、公共衛(wèi)生事件等情況下的能源保障。分析如何建立新能源應急保障體系。2、（本題5分）深入探討新能源儲能技術(shù)中，超級電容器的工作原理和應用場景。比較超級電容器與其他儲能技術(shù)（如電池、飛輪儲能等）的優(yōu)缺點，并說明其在新能源領(lǐng)域的獨特價值。3、（本題5分）詳細說明新能源技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用方式和效果。包括太陽能灌溉、生物質(zhì)能肥料、風能干燥等，分析新能源技術(shù)如何提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和可持續(xù)性。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某新能源汽車充電樁，輸出功率為120kW，對一輛電池容量為70kWh的電動汽車進行充電。假設充電效率為90%，計算充滿電所需的時間。如果在充電過程中，充電樁的功率因數(shù)為0.9，計算充電樁的視在功率和無功功率。2、（本題5分）一家工廠計劃安裝一套80kW的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，屋頂面積為600m2，光伏板安裝密度為120W/m2，年日照時間為1700小時，系統(tǒng)效率為78%，計算年發(fā)電量。若工廠年用電量為120000kWh，計算光伏發(fā)電滿足的比例。3、（本題5分）某生物質(zhì)發(fā)電項目，每年消耗生物質(zhì)燃料20萬噸，其熱值為15兆焦/千克。發(fā)電系統(tǒng)的效率為30%，計算該項目的年發(fā)電量。如果該地區(qū)的生物質(zhì)資源每年以10%的速度增長，5年后該項目的年發(fā)電量能增加多少？假設新增生物質(zhì)燃料的熱值和發(fā)電效率不變。4、（本題5分）一家工廠計劃安裝一套500kW的太陽能熱水系統(tǒng)，滿足工廠80%的熱水需求。工廠每天需要50噸60℃的熱水，初始水溫為15℃，水的比熱容為4.2kJ/(kg·℃)。計算每天所需的熱量（單位：kJ）。假設太陽能熱水系統(tǒng)的集熱效率為50%，計算需要的太陽能集熱器面積（單位：m2）。5、（本題5分）某風電場裝40臺3.5MW風機，輪轂110米，風輪150米，年平均風速8.5m/s，空氣密度1.28kg/m3，功率系數(shù)0.46，可用率93%，尾流損失0.1。求年理論、實際發(fā)電量。上網(wǎng)價0.58元/千瓦時，求年收益。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）深入探討新能源技術(shù)在垃圾處理中的應用，如利用垃圾填埋氣發(fā)電、生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化處理垃圾和基于新能源的垃圾分揀設備。分析新能源技術(shù)在實現(xiàn)垃圾資源化、無害化處理和降低環(huán)境污染方面的作用。研究如何提高新能源技術(shù)在垃圾處理中的效率和經(jīng)濟性，促進垃圾處理產(chǎn)業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型