重慶理工大學(xué)《新能源電能變換與控制》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在新能源領(lǐng)域，生物質(zhì)能的利用方式多種多樣。關(guān)于生物質(zhì)發(fā)電，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.生物質(zhì)發(fā)電完全依賴于農(nóng)作物秸稈等廢棄物，原料供應(yīng)不穩(wěn)定，且發(fā)電效率低下，不具備大規(guī)模發(fā)展的潛力B.生物質(zhì)發(fā)電可以利用多種有機(jī)廢棄物和能源作物作為原料，通過燃燒或氣化等方式將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能。雖然存在一定的環(huán)境影響，但通過技術(shù)改進(jìn)和合理規(guī)劃，可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展C.生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)簡單，投資成本低，且對(duì)環(huán)境沒有任何污染，是一種理想的清潔能源發(fā)電方式D.生物質(zhì)發(fā)電在全球范圍內(nèi)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，技術(shù)和市場都非常成熟，不需要進(jìn)一步的研發(fā)和創(chuàng)新2、新能源技術(shù)的發(fā)展也帶來了一些新的安全挑戰(zhàn)。在大規(guī)模的鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中，以下哪種安全風(fēng)險(xiǎn)最需要重點(diǎn)關(guān)注和防范？（）A.電池過熱引發(fā)火災(zāi)B.電池短路導(dǎo)致電能損失C.電池老化造成性能下降D.電池漏電對(duì)人員造成電擊3、隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，能源管理系統(tǒng)變得越來越重要。假設(shè)一個(gè)大型工業(yè)園區(qū)要建立能源管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)能源的高效利用和節(jié)能減排。以下哪種功能對(duì)于該系統(tǒng)來說是最為核心和關(guān)鍵的？（）A.實(shí)時(shí)能源監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)能源消耗的異常情況B.能源設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和調(diào)度，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)C.能源預(yù)測和規(guī)劃，為未來的能源需求提供準(zhǔn)確的預(yù)測和規(guī)劃D.能源成本核算和節(jié)能措施評(píng)估，以確定最經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能方案4、地?zé)崮茏鳛橐环N可再生能源，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場景。關(guān)于地?zé)崮艿拈_發(fā)和利用，以下哪種表述是正確的？（）A.地?zé)崮艿拈_發(fā)不受地理?xiàng)l件限制，任何地區(qū)都可以大規(guī)模開發(fā)地?zé)崮?，且?duì)環(huán)境沒有任何負(fù)面影響B(tài).地?zé)崮艿拈_發(fā)主要集中在淺層地?zé)豳Y源，因?yàn)樯顚拥責(zé)豳Y源開采難度大、成本高，且可能引發(fā)地震等地質(zhì)災(zāi)害C.地?zé)崮芸梢詮V泛應(yīng)用于發(fā)電、供暖、溫泉療養(yǎng)等領(lǐng)域，其能量輸出穩(wěn)定，不受季節(jié)和氣候影響。但地?zé)崮荛_發(fā)的初始投資高，技術(shù)要求復(fù)雜D.地?zé)崮艿睦眯蕵O高，不存在任何技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的限制，是未來能源的主要來源之一5、新能源的開發(fā)和利用離不開儲(chǔ)能技術(shù)的支持。以下關(guān)于儲(chǔ)能技術(shù)的描述，不正確的是（）A.儲(chǔ)能技術(shù)可以解決新能源發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性問題，提高電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性B.常見的儲(chǔ)能技術(shù)包括電池儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、抽水蓄能等，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用場景C.電池儲(chǔ)能是目前應(yīng)用最廣泛的儲(chǔ)能技術(shù)之一，鋰離子電池、鉛酸電池、鈉硫電池等是常見的電池類型，但電池的壽命和安全性仍然是制約其發(fā)展的重要因素D.儲(chǔ)能技術(shù)的成本已經(jīng)很低，不需要進(jìn)一步降低成本就能夠大規(guī)模推廣和應(yīng)用6、新能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來越受到關(guān)注。以下關(guān)于新能源建筑的描述，不正確的是（）A.太陽能光伏建筑一體化可以將太陽能電池板與建筑外觀相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)發(fā)電和美觀的雙重效果B.地源熱泵系統(tǒng)可以利用地下熱能為建筑物供暖和制冷，節(jié)能效果顯著C.新能源建筑的建設(shè)成本較高，但其運(yùn)行成本較低，長期來看具有較好的經(jīng)濟(jì)效益D.新能源建筑的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，不存在任何技術(shù)和市場障礙7、在新能源技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)管理中，需要識(shí)別技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、市場風(fēng)險(xiǎn)和政策風(fēng)險(xiǎn)等。對(duì)于一個(gè)新興的新能源企業(yè)，以下哪種風(fēng)險(xiǎn)可能對(duì)其生存和發(fā)展造成最嚴(yán)重的威脅？（）A.技術(shù)研發(fā)失敗B.市場需求波動(dòng)C.政策調(diào)整不利D.以上風(fēng)險(xiǎn)都可能產(chǎn)生重大影響8、在新能源技術(shù)的發(fā)展中，對(duì)于政策支持和市場機(jī)制對(duì)其推廣的作用，以下哪一種分析是最恰當(dāng)?shù)?？（）A.政策支持對(duì)于新能源技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要，包括補(bǔ)貼政策、稅收優(yōu)惠、研發(fā)投入等。市場機(jī)制如碳排放交易、綠色電力證書等也能促進(jìn)新能源的推廣。政策支持可以在初期降低成本，提高市場競爭力；市場機(jī)制則通過經(jīng)濟(jì)手段引導(dǎo)資源配置，推動(dòng)新能源技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用B.政策支持和市場機(jī)制對(duì)新能源技術(shù)的推廣作用不大，主要取決于技術(shù)本身的進(jìn)步C.新能源技術(shù)的推廣應(yīng)該完全依靠市場機(jī)制，政策支持會(huì)干擾市場的正常運(yùn)行D.政策支持和市場機(jī)制都存在缺陷，無法有效推動(dòng)新能源技術(shù)的發(fā)展9、在探討新能源技術(shù)中的海洋能利用時(shí)，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(xiàng)？（）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(dòng)水輪機(jī)發(fā)電，技術(shù)相對(duì)成熟，但受到地理?xiàng)l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(yàn)階段，面臨著能量轉(zhuǎn)換效率低、設(shè)備可靠性差、成本高等諸多挑戰(zhàn)D.海洋能的開發(fā)不會(huì)對(duì)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(yīng)該大規(guī)模、無限制地進(jìn)行開發(fā)10、新能源技術(shù)的發(fā)展也面臨著一些倫理和社會(huì)公平的問題。例如，在分布式能源系統(tǒng)的推廣中，以下哪個(gè)問題最需要關(guān)注以確保社會(huì)公平和可持續(xù)發(fā)展？（）A.能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性，保障用戶需求B.能源價(jià)格的合理性和透明度，避免壟斷和不公平定價(jià)C.技術(shù)普及的區(qū)域差異，避免造成城鄉(xiāng)和貧富差距的擴(kuò)大D.對(duì)傳統(tǒng)能源從業(yè)者的就業(yè)影響和再就業(yè)支持11、氫能作為一種清潔、高效的能源載體，在未來能源體系中具有巨大的潛力。關(guān)于氫能的制取、儲(chǔ)存和應(yīng)用，以下敘述錯(cuò)誤的是：（）A.目前，大規(guī)模制取氫氣的主要方法是通過化石燃料的重整，如天然氣重整，但這種方法會(huì)產(chǎn)生二氧化碳排放B.電解水制取氫氣是一種清潔的方法，但由于能耗較高，目前在大規(guī)模應(yīng)用中受到一定限制C.氫氣的儲(chǔ)存是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一，常見的儲(chǔ)存方法包括高壓氣態(tài)儲(chǔ)存、低溫液態(tài)儲(chǔ)存和金屬氫化物儲(chǔ)存等D.氫燃料電池汽車在運(yùn)行過程中只排放水，不產(chǎn)生任何污染物，且加氫時(shí)間與傳統(tǒng)汽車加油時(shí)間相當(dāng)12、在新能源技術(shù)的發(fā)展中，新能源材料的研發(fā)至關(guān)重要。關(guān)于鈣鈦礦太陽能電池材料，以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.鈣鈦礦太陽能電池材料具有成本低、制備工藝簡單、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但存在穩(wěn)定性差的問題，限制了其大規(guī)模應(yīng)用B.鈣鈦礦太陽能電池材料的性能已經(jīng)超過了傳統(tǒng)的硅基太陽能電池材料，且穩(wěn)定性和成本都得到了很好的解決，即將取代硅基材料成為主流C.鈣鈦礦太陽能電池材料的研究仍處于初級(jí)階段，效率低下，成本高昂，距離實(shí)際應(yīng)用還有很長的路要走D.鈣鈦礦太陽能電池材料的發(fā)展前景不明朗，由于其復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)和制備工藝，很難在短期內(nèi)取得重大突破13、新能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，以下關(guān)于新能源與建筑一體化的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.太陽能光伏板可以安裝在建筑物的屋頂、外墻或遮陽設(shè)施上，實(shí)現(xiàn)發(fā)電與建筑的融合B.地源熱泵系統(tǒng)可以為建筑物提供供暖、制冷和熱水供應(yīng)，利用地下的穩(wěn)定熱能C.建筑設(shè)計(jì)中可以通過優(yōu)化采光和通風(fēng)，減少對(duì)人工照明和空調(diào)的依賴，從而降低能源消耗D.新能源與建筑一體化的應(yīng)用成本很高，而且效果不明顯，不具有推廣價(jià)值14、新能源技術(shù)的創(chuàng)新不僅僅體現(xiàn)在硬件設(shè)備上，還包括軟件和算法的創(chuàng)新，以下關(guān)于新能源軟件和算法的說法，不正確的是：（）A.能源管理系統(tǒng)的軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源設(shè)備的智能監(jiān)控、調(diào)度和優(yōu)化運(yùn)行B.預(yù)測算法可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和天氣信息預(yù)測新能源的發(fā)電量，為電網(wǎng)調(diào)度提供依據(jù)C.數(shù)據(jù)分析算法可以挖掘新能源系統(tǒng)運(yùn)行中的潛在問題和優(yōu)化空間，提高系統(tǒng)效率D.新能源軟件和算法的創(chuàng)新不重要，主要依靠硬件設(shè)備的改進(jìn)來提高性能15、氫能作為一種清潔能源，在未來能源體系中具有重要地位。對(duì)于氫能的生產(chǎn)和儲(chǔ)存，下列表述不準(zhǔn)確的是：（）A.水電解制氫是一種常見的制氫方法，但能耗較高，需要進(jìn)一步提高效率和降低成本B.利用可再生能源產(chǎn)生的多余電能通過電解水制氫，可以實(shí)現(xiàn)能源的儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化C.儲(chǔ)氫技術(shù)是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是最成熟和廣泛應(yīng)用的儲(chǔ)氫方式D.金屬氫化物儲(chǔ)氫具有儲(chǔ)氫密度高、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，但目前還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，無法大規(guī)模應(yīng)用二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)說明新能源在食品加工和冷鏈物流中的應(yīng)用，如食品加工廠的新能源設(shè)備、冷鏈運(yùn)輸?shù)男履茉粗评湎到y(tǒng)等。分析新能源在保障食品安全和質(zhì)量、降低能耗方面的作用，以及在食品行業(yè)推廣的困難和對(duì)策。2、（本題5分）詳細(xì)論述新能源汽車充電樁的類型、工作原理和建設(shè)布局原則。分析當(dāng)前充電樁建設(shè)中存在的問題和解決方案，以及如何通過智能化技術(shù)提高充電樁的使用效率和服務(wù)質(zhì)量。3、（本題5分）全面論述新能源技術(shù)在戶外裝備和運(yùn)動(dòng)用品中的應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)。分析新能源在露營設(shè)備、登山用品、水上運(yùn)動(dòng)器材中的能源支持，以及如何提升戶外活動(dòng)的便利性和環(huán)保性。4、（本題5分）深入研究新能源技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的潛在應(yīng)用和技術(shù)瓶頸。包括飛行器的電動(dòng)化推進(jìn)、衛(wèi)星能源系統(tǒng)的創(chuàng)新等方面的可能性和限制因素，以及太空環(huán)境對(duì)新能源技術(shù)應(yīng)用的特殊要求和挑戰(zhàn)。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一座地?zé)崮馨l(fā)電廠采用干蒸汽發(fā)電技術(shù)，井口蒸汽參數(shù)為壓力3MPa，溫度250℃，流量為50t/h。蒸汽焓值為2900kJ/kg，做功后的蒸汽焓值為2000kJ/kg。計(jì)算該電廠的發(fā)電功率（單位：MW）。假設(shè)廠用電率為8%，計(jì)算上網(wǎng)電量。如果地?zé)豳Y源的可開采年限為30年，初期投資5億元，計(jì)算年均投資成本。2、（本題5分）某生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，每小時(shí)消耗生物質(zhì)原料2噸，生物質(zhì)的氣化效率為70%，燃?xì)鉄嶂禐?MJ/m3，發(fā)電效率為30%。計(jì)算該系統(tǒng)的發(fā)電功率。如果生物質(zhì)原料價(jià)格為400元/噸，上網(wǎng)電價(jià)為0.5元/度，計(jì)算每小時(shí)的發(fā)電收益和原料成本，判斷該系統(tǒng)是否盈利。3、（本題5分）一個(gè)新能源儲(chǔ)能系統(tǒng)，采用鋰離子電池組，總?cè)萘繛?000kWh，放電深度為80%，放電效率為95%。系統(tǒng)需要在夜間為一個(gè)50kW的負(fù)載供電8小時(shí)，計(jì)算電池組能否滿足需求。如果不能滿足，還需要增加多少容量的電池？4、（本題5分）一個(gè)風(fēng)力發(fā)電場安裝了50臺(tái)單機(jī)容量為2MW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，輪轂高度為80米，風(fēng)輪直徑為120米。該地區(qū)的年平均風(fēng)速為7m/s，空氣密度為1.2kg/m3，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率系數(shù)為0.45。計(jì)算該風(fēng)力發(fā)電場的年理論發(fā)電量。假設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可利用率為90%，尾流損失系數(shù)為0.1，計(jì)算該風(fēng)力發(fā)電場的年實(shí)際發(fā)電量。如果上網(wǎng)電價(jià)為0.6元/千瓦時(shí)，計(jì)算該風(fēng)力發(fā)電場每年的發(fā)電收益。5、（本題5分）某氫燃料電池貨車儲(chǔ)氫罐容量50kg，氫氣熱值141MJ/kg，燃料電池效率57%，車輛平均能耗1.1MJ/km。求滿氫續(xù)航里程。加氫站氫氣58元/kg，求每公里燃料成本。四、綜合題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）深入論述新能源在偏遠(yuǎn)地區(qū)和無電地區(qū)的供電解決方案，如獨(dú)立的太陽能發(fā)電系統(tǒng)、小型風(fēng)力發(fā)電站、生物質(zhì)能發(fā)電與儲(chǔ)能結(jié)合等。分析這些方案的技術(shù)可行性、成本效益和運(yùn)維管理難度，探討如何通過新能源技術(shù)解決這些地區(qū)的能源貧困問題，提高當(dāng)?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量。2、（本題10分）全面分析新能源技術(shù)創(chuàng)新中的材料科學(xué)問題，如高性能光伏材料的研發(fā)、新型電池電極材料的探索、超導(dǎo)材料在儲(chǔ)能和輸電中的應(yīng)用等。研究材料的物理化學(xué)性質(zhì)、制備工藝和性能優(yōu)化方法，以及材料創(chuàng)新對(duì)新能源技術(shù)突破的關(guān)鍵作用。探討如何加強(qiáng)材料科學(xué)與新能源工程領(lǐng)域的跨學(xué)科合作，加速新能源技術(shù)的發(fā)展。3、（本題10分）深入探討新能源儲(chǔ)能技術(shù)，如鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池的工作原理、性能特點(diǎn)和應(yīng)用場景。分析儲(chǔ)能系統(tǒng)在平抑新能源輸出波動(dòng)、提高電網(wǎng)可靠性和參與電力市場中的作用。研究如