新能源考试要点合肥学院环境工程

1、1、按现今能源的消耗速度，地球上已探明的储量，煤大约可以维持 200年，石 油大约40年，天然气60年。而且全世界的石油产量，大约在 2018年左右达到 峰值，并从此后开始下降，人类面临日益严峻的能源危机。2、 “ 3P和“ 3E问题：Population（人口）、Poverty （贫穷）、Pollution （污染）、Energy （能源）、Ecology （生态）、Environment （环境）。3、人类利用能源经历了 4个阶段：柴草阶段、煤炭阶段、石油时期、可再生能 源时期。4、能源的量和单位时间内的能源量的计量单位。具有确切定义和当量值的能源（能量）单位主要有焦耳（J）、千瓦时（kW

2、?h）、卡（cal）和英热单位（Btu ）。5、什么是能源、能源资源、能源储量、能源资源有哪些？能源是指能向人类提供能量的自然资源，它可以直接或间接提供人们所需要的电能、热能、机械能、光能、声能等。能源资源是指已探明或估计的自然赋存的富集能源。能源储量已探明或估计可经济开采的能源资源。各种可利用的能源资源包括煤炭、石油、大然气、水能、风能、核能、 太阳能、地热能、海洋能、生物质能等。&能源按来源分类为：第一类能源（太阳辐射）：可再生：太阳能、风能、海浪能、海流能、海水 温差能、生物能第二类能源（地球内部能）：可再生：地热能、火山、地震、海啸。不可再生：核燃料第三类能源（地球天体作用）：潮汐能（

3、月亮与太阳队海水的引力）7、一次能源及二次能源定义、各有哪些？一次能源：直接来自自然界的能源。如：煤、石油、天然气、水能、风能、核能、海洋能、生物能。二次能源：如：沼气、汽油、柴油、焦炭、煤气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等。8、定义：太阳能是地球接受到的太阳辐射能。光热转换是太阳能热利用的基本方式。风能是太阳辐射造成地球各部分受热不均匀，引起各地温差和气压不同，导致空气运动而产生的能量。地热能是指地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热量和地热流体中的热量。海洋能是指蕴藏在海洋中的可再生能源，它包括潮汐能、波浪能、潮流 能、海流能、海水温度差能和海水盐度差能等不同

4、的能源形式。生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过光合作用将大阳能 转化为化学能而储存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的 所有源于动植物的能源物质均属于生物质能。小水电通常是小型水电站及其相配套的小容量电网的统称。（0.112MW装机容量）氢能是世界新能源和可再生能源领域正在积极研究开发的一种二次能源，氢能具有清洁、无污染、高效率、储存及输送性能好等诸多优点， 赢得了全世界各国的广泛关注。氢能在 21世纪有望成为占主导地位的新 能源，起到战赂能源的作用。9、 评价各种能源的技术指标：a.能流密度（单位体积或单位面积内从能源获得的功率）注意单位的多样性。b.投资大小。c.能源供

5、应的连续性和存贮的可能性。d.运输费用和损耗。e.对环境的影响。f.存储量。g.能源品位10、我国的能源问题人均能源不足。能源分布不均。能源构成不合理。人均能耗少，但能源效率低。农村能源严重短缺。能源过度依赖进口。环境问题极为严重11、我国在使用能源过程中产生的负面影响：温室效应：大气温室效应是指大气物质对近地气层的增温作用，即随着大气 中CO2等增温物质的增多，使得能够更多地阻挡地面和近地气层向宇宙空间 的长波辐射能量支出，从而使地球气候变暖。大气污染。水污染。森林砍 伐。臭氧空洞。固体垃圾污12、关于可再生能源的一些看法，关于各种能源我们面临的问题：意义：自从20世纪70年代出现能源危机以

6、来，世界各国逐渐认识到能源对人 类的重要性，同时也认识到常规能源利用过程中对环境造成的污染和对生态造 成的破坏。为了保持经济与环境的和谐可持续发展，人们逐渐重视能源战略的可持续性。 因此，加大了新能源与可再生能源的投入。许多国家制定了新能源与可再生能源的发展规划，使新能源与可再生能源 在全球总能源耗费中的比例由目前的 5%提高到2020年的15%左右。新能源与可再生能源将成为能源可持续战略中的重点之一，也为能源的可 持续发展提供了新的增长点和商机，促使各国政府和具有能源战略眼光的大公 司投入到新能源与可再生能源研究中，加快了新能源和可再生能源的推广应用 进程。近年来，在世界能源消费构成中，占能

7、耗比重最大的是石油，其次是煤和 天然气，这些都是非可再生能源资源。若按非可再生矿物能源耗用量的啬率推 算，已探明的石油储量将于 2018-2035年耗掉80%而天然气和煤，从现在算 起：天然气只能再用40-80年，煤可再用200-300年。由于人类目前的认识和技术水平的局限性等原因，人类对地壳的钻探深度只 有1万M左右，仅占整个地球体积比重不到 2%。，同时，矿物能源的燃烧还会 污染环境，造成环境的污染。因此，一方面要节约使用矿物能源，以延长使用 期，加强勘探深层和海底的矿物能源，扩大开采储量，提高认识水平和技术水 平，合理合适放物能源，减轻期污染程度；另一方面，要扩大可再生的无污染 的常规能

8、源的使用，开辟新能源。?常规能源中，水能是可再生的清洁能源，对其开发技术和使用经验比较 成熟，但对建设大型水坝而引起的生态环境变化问题仍未彻底解决。?核能的发展仍未完全摆脱放射性污染的阴影；?太阳能的开发潜力很大，对环境影响最小，但技术尚未突破光电转换效 率低的问题；?另外对海洋能中的潮汐能、波浪能发电，风能发电，虽有进展，但因其 不稳定性，一时难以大规模使用；?把海水中的氢变成氢气作为能源，这是一大资源宝库，但因许多技术和 认识原因，还处于研究阶段，有待完善。从长远看，充分利用可再生的清洁的常规能源，开发无污染的可再生的新能源 是解决能源问题的主要途径，也是世界能源利用的趋向。13、可再生能

9、源法体现的四个基本原则：一、国家责任和全社会支持相结合的原则；二、政府引导和市场运作相结合的 原则；三、当前需求和长远发展相结合的原则；四、国际经验和国内实践相结 合的原则。14、可再生能源法确立的五个制度：一、总量目标制度；二、强制上网制度；三、分类电价制度；四、费用分摊制 度；五、专项资金制度。中华人民共和国可再生能源法已由中华人民共和国第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议于 2005年2月28日通过，自2006年1月1日起施 行。15、中国可再生能源发展目标1、可再生能源利用总量翻两番：充分利用水电、沼气、太阳能热利用和地热能 等技术成熟、经济性好的可再生能源，积极推进风力发电、

10、生物质发电、太阳 能发电的商业化和产业化发展，逐步提高优质清洁的可再生能源在能源结构中 的比例，至V 2018年达到10%，至V 2020年达到16%左右。2018年和2020年可 再生能源利用量分别达到2.7亿吨标煤和5.3亿吨标煤。2、农村用能条件得到改善：因地制宜采用可再生能源技术解决偏远地区无电人 口的供电问题和农村生活燃料短缺问题。按循环经济模式推行有机废弃物的能 源化利用，基本消除有机废弃物造成的环境污染问题。3、实现可再生能源产业大发展：积极推进我国可再生能源新技术的产业化发展，建立可再生能源技术创新体系，形成较完善的可再生能源产业体系。到2018年，基本实现以国内制造设备为主的

11、装备能力。到2020年，形成以自有知识产权为主的国内可再生能源装备能力。可再生能源独立发展系统：水电：重点开发金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江、黄河、乌江和怒江流域；因地制宜加快中小水电开发2018年：1.8亿千瓦180 GW2020年：3亿千瓦300 GW风电：通过大规模开发，促进技术进步和产业发展，实现设备制造国产化，尽 快使风电具有市场竞争力；在沿海地区和“三北”地区建设大型和特大型风电场,在其他地区，因地制宜发展中小型风电场。2018:总装机500万千瓦5 million KW ，30个左右10万千瓦级大型风电工 程，江苏、河北、内蒙古3个百万千瓦风电基地2020:总装机3000万千瓦3

12、0 million KW ，若干个200万千瓦以上的风电大 省， 6个百万千瓦级大型风电基地， 50 万千瓦海上风电太阳能： 无电地区电力建设：增 40 万千瓦，解决 400 万户居民用电 屋顶和公共设施光伏发电： 100 万千瓦大型电站：光伏电站： 20万千瓦，太阳热发电： 20 万千瓦 累计总量： 200 万千瓦 太阳能热利用城市：推广普及太阳能一体化建筑、太阳能集中供热水工程；建设太阳能采暖 和制冷示范工程 农村和小城镇：推广户用太阳能热水器、太阳房和太阳灶2018 年：太阳能热水器 1.5 亿平方 M，2000 万吨标煤2020 年：太阳能热水器 3 亿平方 M， 4000 万吨标煤

13、生物质能：生物质固体成型燃料2018 年: 示范点建设，全国年消费 100万吨， 2020 年: 年消费量达到 5000 万 吨农村户用沼气2018年：110亿立方M/年，2020年：180亿立方 M/年 生物质液体燃料2020 年：替代 1000 万吨成品油，燃料乙醇：以甜高粱茎杆、甘蔗和木薯等 为原料， 2020 年，年产 1000 万吨生物柴油 （ 以麻风树、油桐、黄连木、油菜籽 等为原料餐饮等行业废油回收 ）2020 年，年产 100万吨16、太阳是一个巨大的能源体，其总辐射能量约为3.75 X1020MW一个小时地球接受太阳总辐射量几乎等于地球上一年的能源消耗量。17 、太阳能的主要

14、缺点：一是能流密度低；二是其强度受季节、地点、气候等各种因素的影响，因此不 能维持常量。18 、太阳能能的转化装置：将太阳能转换成不同形式的能量需要不同的能量转换装置：集热器通过它的 吸收面可以将太阳能转换成热能；太阳能电池利用光伏效应将太阳能转换成 电能；植物通过光合作用可将太阳能转换成生物质能。19、太阳能可否转化为所有能量： 从理论上讲，太阳能可以直接或间接地转换成任何形式的能量，但转换次数越 多，太阳能转换的最终效率就越低。20、神马是集热器、种类、特点？ 由于太阳辐射的能流密度低，所以在利用太阳能时为了获得足够的能量，或者 为了提高温度，就必须采用相应的集热器对太阳能进行采集。集热器

15、按是否聚光，可以划分为聚光集热器和非聚光集热器两大类。?非聚光集热器如平板集热器和真空管集热器（热启动快、抗冻性能好、 承压使用），能够利用太阳辐射中的直射辐射和散射辐射，集热温度较 低；?聚光集热器能将太阳光聚集在面积较小的吸热面上，可获得较高的温 度，但只能利用直射辐射，且需要跟踪太阳。?21、太阳房可分为：主动太阳房、被动太阳房和热泵式太阳能采暖系统三种类 型22、太阳能热力发电是怎样一个过程？太阳能热力发电是利用集热器把太阳辐射能转变成热能，然后通过汽轮机、发 电机来发电。23、太阳能热储存有哪些、定义、优缺点？?显热储存是利用储热材料的热容量，通过升高或降低材料的温度而实现 热量的储

16、存或释放的过程。显热储存原理简单，材料来源丰富，成本低 廉，是研究最早，利用最广泛，技术最成熟的太阳能热储存方式。?在太阳能高温储存场合常用的显热储存介质有沙石-石-矿物油、混凝土、导热油、和液态钠等。?潜热储存（相变储存）是利用储热材料在热作用下发生相变而产生热量 储存的过程。?相变储存具有储能密度高，放热过程温度波动范围小等优点得到了越来 越多的重视。?固-液相变是最常用的热储存物理过程。? PCM（ phase change materials） 主要有 CaCI?6H2O NaSO?10H2O和聚乙 二醇。?要求：熔化热大、熔点合适、导热性好、化学性质稳定、无毒不腐不 然、价低。?化学

17、储存是利用化学反应的反应热的形式来进行储热。?具有储能密度高，可长期储存等优点。?用于贮热的化学反应必须满足：反应可逆性好，无副反应；反应迅速； 反应生成物易分离且能稳定贮存；反应物和生成物无毒、无腐蚀、无可 燃性；反应热大，反应物价格低等条件。H2O太阳能热H2（分解制氢）。H2+O2 H2O热.24、太阳电池工作原理：（什么叫P-N结）?当太阳光照射到半导体上时，其中一部分被表面反射，其余部分被半导 体吸收或透过。?被吸收的光子有一些转变成热能，另一些光子则同组成半导体的原子价 电子碰撞，于是产生电子一空穴对。这样，光能就以产生电子一空穴对 的形式转变为电能。?如果半导体内存在PN结，则在

18、P型和N型交界面两边形成势垒电场，能将电子驱向N区，空穴驱向P区，从而使得N区有过剩的电子，P区 有过剩的空穴，在PN结附近形成与势垒电场方向相反的光生电场。?光生电场的一部分除抵消势垒电场外，还使P型层带正电，N型层带负电，这样在N区与P区之间的薄层产生所谓光伏电动势。?若分别在P型层和N型层焊上金属引线，接通负载，则外电路便有电流 通过。如此形成的一个个电池元件，把它们串联、并联起来，就能产生 一定的电压和电流，输出功率。?25、太阳能电池应用的方向和场所？应用方向：无电场所提供电源。太阳能日用电子产品。并网发电26、太阳能电池按照所用材料的不同分类：一、 无机太阳能电池：半导体硅（单晶、

19、多晶、非晶、复合型等）；化合物 半导体（GaAs CuinSe2、CdTe InP 等）二、有机太阳能电池：有机半导体（酞菁锌、聚苯胺、聚对苯乙炔等）三、光化学太阳能电池（纳MTiO2等）27、对太阳能电池材料的要求：原料来源丰富，生产成本不能过高；要有较高的光电转换效率，这是最关 键的技术指标；材料本身对环境友好；材料易于工业化生产且性能稳定。28、什么叫生物质能？生物质能的六个方面？生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化 为化学能而贮存在生物质内部的能量。生物质能是可再生能源，通常包括以下 几个方面：一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物；三是水生植物；四 是油

20、料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是畜禽的粪便。29、生物质燃料特性：含碳量少，不抗烧，热值低；含氢量稍多，挥发分较多；含氧量多，易引 燃，热值低；密度小，易烧尽，灰渣少。30、生物质能的特性：？31、沼气发酵的微生物类群：发酵型细菌；产氢产乙酸菌；耗氢产乙酸菌；产甲烷菌；产酸菌与产甲烷菌 间的相互关系32、沼气的一般组成及其各占比例:组成范围（体积百分比）平均CH4507065CO2254034.8H2S0.085.70.2H205微量CO02.1微量N20.67.5微量0201微量33、生产沼气的过程、3个阶段、各是什么群(31题)？1、水解阶段(微生物通过胞外酶把天然高分子化合物降解)

21、；2、 产酸阶段(水解产生的化合物继续分解成乙醇、乙酸、有机酸、CO2和H2 等)3、甲烷过程：甲烷菌利用H2、C02、HC03-、乙酸产生甲烷。图7272 有机物厌報分解生成甲烷的过程(1)(1)发BPBP性细樋，(2)(2)产氢产乙酸细菌，(3)(3)同型产乙醜茵，(4)(4)利用H H3 3和COCO2 2的产甲烷菌(5)(5)分解乙酸的产甲烷歯34、生物质燃气的主要用途：民用炊事和取暖；烘干谷物、木材果品、炒茶等；发电；区域供热； 工业企业用蒸汽等。开发水平较高的国家或地区，还用生物质燃气作化工原 料，如合成甲醇、氨等，甚至考虑作燃料电池的燃料。35、什么叫生物质热裂解？生物质热裂解也

22、称生物质热解，是指生物质在基本 无氧的情形下，通过热化学转换，生成碳、液体和气体产物的过程。36、生物质热裂解反应的 4 个阶段： 干燥阶段；预热裂解阶段；固体分解阶段；煅烧阶段37、生物质液体燃料有哪些？38、生物柴油及定义？生物柴油和工业柴油的混合比例？生物柴油是利用生物油脂生产的有机燃料，是由动物、植物或微生物油脂与小 分子醇类经过酯交换反应而得到的脂肪酸酯类物质。39、生物油脂的来源、生物质柴油的优点？ 生物油脂的来源：菜子油，豆油，椰子油，棕榈油、蓖麻油、棉籽油，葵花籽 油，废食用油等；优点：（ 1）具有良好的环境属性；（ 2）具有较好的低温发动机启动性能； （3）具有较好的润滑性能

23、；（ 4）具有较好的安全性能；（ 5）具有良好的燃料 性能；（ 6）具有可再生性能；（ 7）无须改动柴油机，可直接添加使用，同时 无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练40、生物质能的使用与环境的关系：生物质能是清洁能源；生物质能的大气排放（C02 CH4 ;其他排放；占用土地；能量平衡41、生物质能经济方面的指标？ 能源价格；生物质能的成本分析；垃圾发电；能源作物发电；生物质的发电成 本42、什么叫风能密度 ?我们把空气在 1s 时间里以速度 v 流过单位面积产生的动能称为风能密度。43、风能的优缺点：优点：蕴量巨大、可以再生、分布广泛、没有污染缺点 : 能量密度低、不稳定、地区差

24、异大44、风力发电场址一般具备的条件：.风能资源丰富。具有较稳定的风向。风向风速稳定、季节变化较小 的地方。湍流小。自然灾害小。离用户近、运输及维护管理方45、小水电站大多是高水头、小流量，而海洋能中的潮汐能电站的特点则是低水头、大流量，它们都属于对环境友好，新的可再生能源。46、水力发电能源是怎样的一种变化过程？ 水力发电就是利用水力 （具有水头 ）推动水力机械 （ 水轮机）转动，将水能转变为 机械能，如果在水轮机上接上另一种机械 （发电机 ）随着水轮机转动便可发出电 来，这时机械能又转变为电能。水力发电在某种意义上讲是水的势能变成机械 能，又变成电能的转换过程。47、小型水电站类型：堤坝式

25、、引水式和混合式。48、常见的建站形式：利用天然瀑布；利用灌溉渠道上下游水位的落差修 建水电站；利用河流急滩或天然跌水修建水电站；利用河流的弯道修建水 电站；跨河引水发电；利用高山湖泊发电。49、水轮机将水能转化为机械能过程的 3 种损失： 容积损失：进入水轮机的流量一部分从旋转与固定部件之间的间隙漏掉了; 水力损失：机械损失：在轴承、轴圭寸上的机械摩擦引起的损失。50、什么叫“飞逸转速”？ 当水轮机丢弃全部负荷，而调速系统又失灵时，机组所能达到的最大转速。51、水轮机的种类： 按水流对水轮机转轮作用方式的不同，水轮机可分为反击式水轮机、冲击式水 轮机；52、潮汐是怎么产生的；平潮、涨潮、潮差

26、？潮汐是海水受太阳、月球和地球引力相互作用后所发生的周期性涨落现象。海 水上涨的过程称为涨潮，涨到最高位置称高潮。在高潮时会出现既不上涨也不 下落的平稳现象，称为平潮。相邻高潮与低潮的潮位高度差称潮差。53、潮汐电站的分类单库单向型潮汐电站。单库双向型潮汐电站。双库单向型潮汐电站。 抽水蓄能潮汐电站53、潮汐电站的优缺点优点：潮汐能为清洁、可再生能源。虽然有周期性间歇，但具有准确的规 律，可用计算机预报，有计划的纳入电网运行；不必远距离送电；无淹没 损失、移民等问题；水库内可发展养殖缺点:发电有间歇性，而且周期变化和日夜周期不一致；潮汐属于低水头, 发电效率不高；由于涉及大量海工建筑，单位千瓦的造价较常规水电站高。54、什么叫抽水蓄能电站、原理：抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再 放水至下水库发电的水电站。又称蓄能式水电站。它可将电网负荷低时的多余 电能，转变为电网高峰时期的高价值电能，还适于调频、调相，稳定电力系统 的周波和电压，且宜为事故备用，还可提高系统中火电站和核电站的效率。55、发展小水电造成的生态环境问题：河道脱减水；制被被破坏，水土流 失加