昆明理工大学《能源与动力工程专业导论》2021-2022学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页昆明理工大学

《能源与动力工程专业导论》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、新能源产业的发展带动了相关产业链的形成和发展。以下关于新能源产业链的描述，错误的是（）A.新能源产业链包括上游的原材料供应、中游的设备制造和下游的能源应用等环节B.上游产业主要提供硅料、锂矿等原材料，中游产业包括光伏组件制造、风机制造等，下游产业则涵盖新能源发电、新能源汽车等领域C.新能源产业链的各个环节相互依存、相互促进，形成了完整的产业生态系统D.新能源产业链的发展是一帆风顺的，不存在任何技术瓶颈和市场风险2、在新能源技术的成本分析中，包括设备投资、运营维护成本和燃料成本等多个方面。对于一个太阳能光伏发电项目，在其生命周期内，哪个阶段的成本对于项目的经济效益影响最大？（）A.初始设备投资B.运营维护期间的成本C.太阳能电池板的更换成本D.以上阶段的成本都具有重要影响3、随着新能源技术的不断发展，能源存储技术的重要性日益凸显。假设要为一个偏远的岛屿建立独立的能源系统，以下哪种能源存储技术最适合应对该岛屿可能面临的能源供应波动和季节性需求变化？（）A.液流电池，具有大容量和长寿命的特点B.飞轮储能，能够快速响应功率变化C.压缩空气储能，适合大规模长时间存储D.超级电容器，适用于短时间高功率输出4、在新能源技术的发展中，有关材料科学对新能源技术突破的支撑作用，以下哪一种分析是最深入的？（）A.材料科学在新能源技术的突破中发挥着关键作用。例如，在太阳能电池领域，新型半导体材料的研发能够提高光电转换效率；在电池技术方面，高性能的电极材料可以增加电池容量、提高循环寿命和充电速度；在储能系统中，先进的超导材料能够降低能量损耗。材料科学的不断创新为新能源技术的性能提升和成本降低提供了可能B.材料科学对新能源技术的发展影响很小，新能源技术的突破主要依靠工程设计C.新能源技术对材料的要求不高，现有的材料已经能够满足需求D.材料科学的研究进展缓慢，无法为新能源技术的近期突破提供支持5、在探讨新能源技术中的海洋能开发的环境影响时，以下关于其生态效应和保护措施的描述，不正确的是哪一项？（）A.海洋能开发可能会对海洋生态系统造成一定的影响，如改变海洋流场、影响海洋生物的栖息地和迁徙路线、产生噪声污染等B.为了减少海洋能开发的环境影响，需要在项目规划和建设过程中进行严格的环境评估，采取生态保护措施，如合理选址、设置海洋保护区、采用环保型设备等C.加强对海洋能开发项目的监测和研究，及时掌握其对海洋生态环境的影响，以便采取相应的应对措施和调整开发方案D.海洋能开发对海洋生态环境的影响可以忽略不计，不需要采取任何保护措施，应全力推进海洋能的大规模开发利用6、在氢能源领域，氢燃料电池技术备受关注。以下关于氢燃料电池的工作原理和特点，表述错误的是（）A.氢燃料电池通过氢气和氧气的电化学反应产生电能，其产物只有水，是一种清洁、高效的能源转换装置B.氢燃料电池的能量转换效率不受卡诺循环的限制，理论上可以达到很高的水平，但实际应用中受到多种因素的影响，目前效率仍有待提高C.氢燃料电池需要使用贵金属催化剂（如铂），这增加了燃料电池的成本，同时也限制了其大规模商业化应用D.氢燃料电池可以快速启动和停机，适用于各种功率需求的应用场景，而且具有良好的过载能力和动态响应性能7、太阳能热发电技术是利用太阳能将工质加热产生蒸汽驱动汽轮机发电。以下关于太阳能热发电技术的特点，描述不准确的是（）A.太阳能热发电系统可以配备储能装置，在太阳辐射不足时仍能持续发电，提高了电力输出的稳定性B.与太阳能光伏发电相比，太阳能热发电的初始投资较低，但运行维护成本较高，且效率提升难度较大C.太阳能热发电技术可以采用不同的集热方式，如槽式、塔式和碟式，每种方式都有其优缺点和适用场景D.太阳能热发电系统对环境的影响较小，不会产生温室气体排放和污染物，但可能会占用较大的土地面积8、新能源技术的应用往往受到政策和法规的影响。假设一个地区计划大力推广新能源技术，以下哪种政策措施最有可能促进新能源技术的快速普及和应用？（）A.提供高额的财政补贴，降低新能源产品和服务的成本B.制定严格的排放标准，限制传统能源的使用C.建立健全的技术标准和质量认证体系D.加强对新能源技术研发的税收优惠和资金支持9、在探讨新能源技术中的海洋能利用时，以下关于其形式和发展前景的描述，不正确的是哪一项？（）A.海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐差能等多种形式，具有巨大的开发潜力B.潮汐能发电是利用潮汐的涨落驱动水轮机发电，技术相对成熟，但受到地理条件和潮汐规律的限制，选址较为困难C.波浪能和海流能的开发利用尚处于试验阶段，面临着能量转换效率低、设备可靠性差、成本高等诸多挑战D.海洋能的开发不会对海洋生态环境造成任何影响，是一种完全清洁、可持续的能源利用方式，应该大规模、无限制地进行开发10、在新能源的储能技术中，超级电容器具有一些独特的性能特点，以下关于超级电容器的说法，不正确的是：（）A.超级电容器具有极高的功率密度，可以在短时间内释放大量电能，适用于需要快速充放电的场合B.超级电容器的能量密度相对较低，无法与电池相比，因此不适合作为长期储能装置C.超级电容器的循环寿命很长，可以经受数十万次的充放电循环，维护成本低D.超级电容器的工作原理与电池完全相同，只是性能参数有所差异11、新能源技术的发展需要跨学科的知识和技术融合。在开发一种基于新能源的分布式能源系统时，以下哪个学科的知识和技术整合最为关键？（）A.电气工程、机械工程和化学工程B.物理学、材料科学和计算机科学C.环境科学、经济学和管理学D.以上学科的综合融合12、对于新能源技术中的风能发电，以下关于其发展现状和面临的挑战的描述，不正确的是哪一项？（）A.风能发电是一种清洁、可再生的能源利用方式，近年来全球风能装机容量持续增长，技术不断进步B.风能发电的成本逐渐降低，但仍然高于传统的化石能源发电，其成本主要包括风机设备采购、安装、维护以及土地使用等方面C.风能发电具有间歇性和不稳定性，需要与其他能源形式或储能技术相结合，以保证电力供应的连续性和稳定性D.风能资源分布广泛，不受地域限制，任何地区都可以大规模开发风能发电项目，不存在资源评估和选址的问题13、新能源的分布式发电系统在提高能源供应的可靠性和灵活性方面具有显著优势。分布式光伏发电、分布式风力发电和分布式生物质发电等形式逐渐普及。在一个偏远山区，如果要建立一个独立的分布式能源供应系统，综合考虑当地的资源条件和技术可行性，以下哪种组合方式可能是最为合理的？（）A.以分布式光伏发电为主，辅以分布式风力发电B.以分布式风力发电为主，辅以分布式生物质发电C.以分布式生物质发电为主，辅以分布式光伏发电D.三种形式平均分配14、氢能源作为一种清洁、高效的能源载体，其应用领域不断拓展。氢燃料电池技术是实现氢能利用的重要途径之一，然而，氢燃料电池面临着成本高、储氢困难和耐久性等问题。在当前技术条件下，如果要加快氢燃料电池在交通运输领域的大规模应用，以下哪个方面的突破最为关键？（）A.降低燃料电池的生产成本B.开发高效的储氢材料C.提高燃料电池的耐久性D.完善加氢基础设施建设15、风力发电作为一种常见的新能源发电方式，具有一定的特点和挑战。关于风力发电场的建设和运营，以下哪种说法是较为全面和准确的？（）A.风力发电场的建设不受地理和气候条件限制，可以在任何地方大规模建设，且对环境没有任何影响B.风力发电场的建设需要选择风资源丰富的地区，同时要考虑对当地生态、景观和居民的影响。在运营过程中，风力发电机的维护成本较低，且输出功率稳定，不受风速变化影响C.风力发电场的建设成本较低，且建设周期短，可以快速投入使用。在运营过程中，风力发电完全不需要储能设备来平衡电力输出的波动D.风力发电场的选址非常关键，要综合考虑风速、风向、土地利用等因素。在运营中，风力发电机的维护成本较高，电力输出受风速变化影响大，通常需要与其他能源或储能系统配合以保证稳定供电二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）深入阐述新能源技术在应对突发公共事件中的作用，如自然灾害、公共卫生事件等情况下的能源保障。分析如何建立新能源应急保障体系。2、（本题5分）深入探讨新能源储能技术中，超级电容器的工作原理和应用场景。比较超级电容器与其他储能技术（如电池、飞轮储能等）的优缺点，并说明其在新能源领域的独特价值。3、（本题5分）详细说明新能源技术在农业生产中的应用方式和效果。包括太阳能灌溉、生物质能肥料、风能干燥等，分析新能源技术如何提高农业生产效率和可持续性。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某新能源汽车充电桩，输出功率为120kW，对一辆电池容量为70kWh的电动汽车进行充电。假设充电效率为90%，计算充满电所需的时间。如果在充电过程中，充电桩的功率因数为0.9，计算充电桩的视在功率和无功功率。2、（本题5分）一家工厂计划安装一套80kW的分布式光伏发电系统，屋顶面积为600m²，光伏板安装密度为120W/m²，年日照时间为1700小时，系统效率为78%，计算年发电量。若工厂年用电量为120000kWh，计算光伏发电满足的比例。3、（本题5分）某生物质发电项目，每年消耗生物质燃料20万吨，其热值为15兆焦/千克。发电系统的效率为30%，计算该项目的年发电量。如果该地区的生物质资源每年以10%的速度增长，5年后该项目的年发电量能增加多少？假设新增生物质燃料的热值和发电效率不变。4、（本题5分）一家工厂计划安装一套500kW的太阳能热水系统，满足工厂80%的热水需求。工厂每天需要50吨60℃的热水，初始水温为15℃，水的比热容为4.2kJ/(kg·℃)。计算每天所需的热量（单位：kJ）。假设太阳能热水系统的集热效率为50%，计算需要的太阳能集热器面积（单位：m²）。5、（本题5分）某风电场装40台3.5MW风机，轮毂110米，风轮150米，年平均风速8.5m/s，空气密度1.28kg/m³，功率系数0.46，可用率93%，尾流损失0.1。求年理论、实际发电量。上网价0.58元/千瓦时，求年收益。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入探讨新能源技术在垃圾处理中的应用，如利用垃圾填埋气发电、生物质能转化处理垃圾和基于新能源的垃圾分拣设备。分析新能源技术在实现垃圾资源化、无害化处理和降低环境污染方面的作用。研究如何提高新能源技术在垃圾处理中的效率和经济性，促进垃圾处理产业的绿色转型