成都大学《工程热力学》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页成都大学

《工程热力学》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、新能源技术的发展也促进了相关产业的升级和转型，如新能源装备制造业、能源服务行业等。在一个传统的制造业企业，如果要向新能源装备制造领域转型，以下哪个方面的能力建设是最为迫切的？（）A.技术研发能力B.生产制造能力C.市场营销能力D.供应链管理能力2、在新能源电网的整合中，智能电网技术发挥着重要作用。假设要构建一个能够有效整合多种新能源发电的智能电网，以下哪个方面的技术创新最为关键？（）A.先进的电力电子设备，实现电能的高效转换和控制B.高效的能量管理系统，优化电力分配和调度C.强大的通信和监测系统，实时获取电网运行数据D.分布式储能系统的广泛应用，平衡供需波动3、新能源储能系统的安全性是一个重要的问题，涉及到电池的过热、短路和火灾等风险。对于一个大规模的锂离子电池储能电站，如果要提高其安全性，以下哪种措施是最为有效的？（）A.安装先进的温度监控系统B.采用防火材料进行隔离C.优化电池管理系统D.定期进行电池维护和检测4、新能源汽车的发展是当前交通领域的一个重要趋势。当探讨新能源汽车的续航里程问题时，以下哪种技术或策略对于显著增加车辆的续航能力最为有效？（）A.不断提高电池的能量密度，增加电池容量B.优化车辆的空气动力学设计，降低风阻C.减少车辆的电子设备和辅助系统，降低能耗D.限制车辆的最高行驶速度，以节省电能5、在新能源技术的生物能转化技术方面，以下关于其类型和效率的描述，不正确的是哪一项？（）A.生物能转化技术包括直接燃烧、气化、液化、发酵和厌氧消化等多种方式，不同的转化技术适用于不同类型的生物质原料和应用场景B.直接燃烧是最常见的生物能利用方式，但效率较低，且会产生一定的污染物排放；气化和液化技术可以提高能源转化效率，但技术难度和成本较高C.发酵和厌氧消化技术可以将生物质转化为生物燃料（如生物乙醇和生物甲烷），具有较高的能源转化效率和环境友好性D.所有的生物能转化技术都具有很高的效率和成熟的工艺，能够将生物质原料充分转化为有用的能源产品，不存在技术改进和优化的空间6、对于新能源的分布式应用，如在农村地区或偏远地区实现能源自给自足，以下哪种组合的新能源技术和储能设备可能是最经济有效的解决方案？（）A.小型风力发电机和铅酸电池储能B.太阳能光伏板和锂离子电池储能C.生物质能发电和超级电容器储能D.地热能发电和液流电池储能7、在生物质能的利用方面，涵盖了生物质发电、生物燃料生产以及生物质热利用等多种形式。对于一个以农业废弃物为原料的生物质发电厂，要提高其能源转化效率和减少环境污染，以下哪种技术手段是最为有效的？（）A.改进生物质燃烧技术B.优化生物质预处理工艺C.采用高效的余热回收系统D.研发新型的生物质气化装置8、对于新能源技术中的储能系统管理和控制，以下关于其功能和策略的描述，不正确的是哪一项？（）A.储能系统管理和控制的主要功能包括电池状态监测、充放电控制、功率分配、能量管理和故障诊断等，以确保储能系统的安全、高效运行B.充放电控制策略需要根据电力系统的需求、储能系统的状态和市场价格等因素进行优化，实现削峰填谷、调频、备用等功能C.能量管理策略需要考虑可再生能源的出力预测、负荷需求预测和电价等因素，以最大化储能系统的经济效益和社会效益D.储能系统管理和控制技术已经非常成熟，不需要进一步的研究和创新，能够满足各种复杂应用场景的需求9、在新能源领域，储能技术的发展面临诸多挑战。以下关于储能技术挑战的描述，不正确的是（）A.目前储能技术的能量密度相对较低，难以满足大规模储能的需求B.储能设备的成本较高，限制了其在一些场景中的广泛应用C.储能技术的循环寿命有限，需要频繁更换设备，增加了使用成本D.储能技术已经非常成熟，不存在任何技术难题和挑战10、氢能作为一种清洁能源，在未来能源体系中具有重要地位。对于氢能的生产和储存，下列表述不准确的是：（）A.水电解制氢是一种常见的制氢方法，但能耗较高，需要进一步提高效率和降低成本B.利用可再生能源产生的多余电能通过电解水制氢，可以实现能源的储存和转化C.储氢技术是氢能应用的关键环节，目前高压气态储氢是最成熟和广泛应用的储氢方式D.金属氢化物储氢具有储氢密度高、安全性好等优点，但目前还处于实验室研究阶段，无法大规模应用11、对于新能源在建筑领域的应用，以下关于其形式和效益的描述，哪一个是恰当的？（）A.新能源在建筑领域的应用包括太阳能光伏发电用于建筑供电、太阳能热水器提供热水、地源热泵用于供暖和制冷等。这些应用可以降低建筑的能源消耗，减少对传统能源的依赖，降低运营成本，同时减少温室气体排放，提高建筑的环保性能和可持续性。但初期投资可能较高，需要综合考虑长期效益B.新能源在建筑领域的应用只有太阳能光伏发电，效益不明显，投资回报率低C.新能源在建筑领域应用复杂，成本高，没有任何效益D.新能源在建筑领域的应用会破坏建筑结构，不建议推广12、在新能源的开发过程中，技术创新起着至关重要的作用。以下关于新能源技术创新的描述，不正确的是（）A.技术创新可以提高新能源的转化效率，降低生产成本，促进新能源的大规模应用B.新能源领域的技术创新包括材料创新、工艺创新、系统集成创新等多个方面C.政府和企业对新能源技术研发的投入不断增加，推动了新能源技术的快速发展，但私人投资在技术创新中的作用不大D.国际合作在新能源技术创新中越来越重要，不同国家和地区可以共享技术和经验，加速新能源技术的进步13、在风力发电技术中，风机的选址和设计对于发电效率和成本有着重要影响。假设要建设一个大型风力发电场，以下哪个因素在选址时需要优先考虑？（）A.当地的平均风速和风向稳定性B.土地的价格和可获取性C.与电网的连接距离和成本D.当地的政策支持和补贴力度14、对于新能源技术中的材料创新，以下关于其重要性和应用领域的描述，哪一个是恰当的？（）A.材料创新在新能源技术中具有重要意义，如开发高效的光伏材料可以提高太阳能电池的转换效率；研发高性能的电极材料可以提升电池的储能性能；创新的超导材料有助于降低能源传输损耗等。材料创新的应用领域涵盖了太阳能、风能、储能、氢能等多个新能源领域，为提高新能源技术的性能和降低成本提供了关键支撑B.材料创新在新能源技术中不重要，现有材料已经能够满足需求C.新能源技术中的材料创新只局限于太阳能领域，对其他领域影响不大D.材料创新虽然重要，但技术难度大，短期内无法取得实质性进展15、新能源技术的发展对能源存储的需求日益增加，以下关于能源存储的作用，说法不正确的是：（）A.能源存储可以平衡新能源发电的间歇性和波动性，提高电力系统的稳定性和可靠性B.能源存储可以在用电低谷时储存电能，在高峰时释放，起到削峰填谷的作用，提高能源利用效率C.能源存储能够使新能源发电完全独立于电网运行，不需要与传统能源进行协同D.能源存储可以为偏远地区和应急情况下提供可靠的电力供应16、当研究新能源技术在沙漠地区的应用时，如大规模太阳能电站、沙漠生态治理与能源结合等，需要考虑沙漠环境的特点和限制。在这些应用中，以下哪个方面的创新是最为迫切的？（）A.防沙治沙与能源设施的协同设计B.高效的水资源利用与能源生产结合C.适应高温和沙尘的设备防护技术D.以上方面都需要创新突破17、在探讨太阳能光伏发电技术时，以下关于其工作原理和主要组成部分的描述，哪一项是准确的？（）A.太阳能光伏发电是基于光生伏特效应，将太阳光能直接转化为电能。主要由太阳能电池板、控制器、逆变器和蓄电池组成。太阳能电池板由多个光伏电池串联或并联而成，将光能转化为直流电；控制器用于控制电池板的充电和放电，保护蓄电池；逆变器将直流电转换为交流电，以满足家庭和工业用电需求；蓄电池用于存储多余的电能，以备夜间或阴天使用B.太阳能光伏发电主要依靠热能转化为电能，其组成部分包括太阳能集热器、蒸汽轮机和发电机。通过太阳能集热器收集热量产生蒸汽，驱动蒸汽轮机带动发电机发电C.太阳能光伏发电的原理是电磁感应，通过磁场的变化产生电流。主要组成有磁场发生器、线圈和变压器D.太阳能光伏发电是利用化学反应将太阳能转化为电能，由反应容器、催化剂和电极组成18、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19、新能源技术的发展也带来了一些职业岗位的变化，如新能源工程师、储能系统运维人员和能源管理顾问等。对于一位即将毕业的大学生，如果想要从事新能源领域的工作，以下哪个专业技能的培养是最为重要的？（）A.新能源系统的设计和开发能力B.能源设备的安装和调试能力C.能源数据分析和管理能力D.以上能力都同等重要20、新能源的开发和利用需要考虑其对生态系统的影响。以下关于新能源生态影响的描述，不正确的是（）A.大规模的风电场建设可能会对鸟类迁徙和栖息地造成一定影响B.太阳能光伏电站的建设可能会占用大量土地资源，改变土地利用方式C.生物质能的开发如果不合理，可能会导致森林砍伐和生态破坏D.新能源的开发和利用对生态系统没有任何负面影响，是完全环保的二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细阐述太阳能光伏发电系统中最大功率点跟踪（MPPT）技术的原理、常见方法以及其在提高系统效率方面的作用。分析不同环境条件下（如光照强度、温度变化）对MPPT效果的影响，并探讨如何优化MPPT算法以适应复杂的实际工况。2、（本题5分）深入探讨氢能的制备方法，包括化石燃料重整、水电解、生物制氢等。比较各种方法的优缺点、成本和能源消耗，并分析当前制约氢能大规模应用的关键因素。3、（本题5分）深入分析新能源产业的产业链构成，包括上游的原材料供应、中游的设备制造和下游的应用服务等环节，阐述各环节的关键技术和主要企业，以及产业链协同发展的重要性。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）新能源技术的可靠性和稳定性对于实际应用至关重要。详细论述影响新能源系统可靠性和稳定性的因素，如设备质量、环境条件、运维管理和电网兼容性等。深入探讨如何通过技术改进和优化设计，提高新能源发电设备的可靠性和稳定性，如采用先进的控制策略、故障诊断和预警系统。研究新能源储能系统在平抑功率波动、提高供电可靠性方面的作用和技术要求。分析在大规模新能源接入电网的情况下，如何保障电网的稳定性和电能质量，如电网调度策略、无功补偿和谐波治理等。探讨如何建立完善的新能源系统可靠性评估体系和标准，以及加强质量监管和检测认证，字数不少于1200字。2、（本题5分）综合研究新能源技术发展对全球气候变化应对策略的影响。分析新能源在减少温室气体排放、减缓气候变化方面的作用机制和贡献程度，探讨国际气候协议和各国减排政策对新能源发展的推动作用，研究如何通过技术创新和国际合作进一步提升新能源在应对气候变化中的效能。3、（本题5分）深入探讨新能源在智能微电网中的集成和管理策略，包括分布式电源（如光伏、风电、储能等）的优化配置、能量管理系统的功能和架构、微电网与大电网的交互模式等方面。分析在不同负荷需求和可再生能源渗透率下，如何确保微电网的稳定运行和供电可靠性，并研究相关的控制技术和通信协议。4、（本题5分）论述新能源在海洋油气开发中的应用，如海上平台的新能源供电、油气运输过程中的节能减排技术等。分析海洋油气开发的高成本和高风险特点，研究新能源在该领域的应用可行性和技术创新，探讨如何通过新能源技术降低海洋油气开发的环境影响和运营成本。5、（本题5分）新能源在建筑领域的应用越来越广泛，对实现建筑的节能减排和可持续发展具有重要作用。详细论述太阳能在建筑中的应用形式，如太阳能热水器、太阳能光伏发电和太阳能空调等的工作原理和系统组成。深入探讨地源热泵系统在建筑供暖和制冷中的应用，分析其原理、系统设计和能效评估。研究建筑中的自然通风和采光设计，以及如何利用新能源技术实现建筑的智能化能源管理。分析新能源在建筑应用中面临的技术和经济问题，如初始投资高、系统集成复杂和维护成本等，并提出推动新能源在建筑领域广泛应用的政策和市场机制，字数不少于600字。四、计算题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）某家庭安装了一套5kW的太阳能光伏发电系统，投资成本为2万元，系统寿命为20年。当地年平均日照时间为1500小时，光伏板的光电转换效率为18%，系统综合效率为80%。假设上网电价为0.4