上海大学《能源与动力测试技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《能源与动力测试技术》2023-2024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、当探讨地热能的利用时，需要考虑地热资源的分布、开采技术和地热系统的可持续性等问题。对于一个中深层地热能开发项目，要提高地热能源的提取效率并延长地热田的使用寿命，以下哪种措施是最为关键的？（）A.优化地热井的钻探和完井技术B.采用先进的地热流体回灌技术C.发展高效的地热换热器和发电设备D.加强地热资源的监测和管理2、新能源在农业领域的应用具有广阔的前景，如太阳能灌溉、生物质肥料和风光互补的农业设施等。在一个大型农业基地，如果要实现能源的自给自足并提高农业生产效率，以下哪种新能源应用方案是最为综合有效的？（）A.安装太阳能灌溉系统和生物质发电设备B.建设风光互补的温室大棚和沼气池C.利用地热能进行温室供暖和农产品干燥D.以上方案结合使用3、生物质能作为一种可再生能源，具有多种利用方式。以下关于生物质能利用的说法，不正确的是（）A.生物质发电可以通过直接燃烧生物质、气化或沼气发酵等方式将生物质中的化学能转化为电能，为电网提供清洁电力B.生物质燃料（如生物柴油、乙醇）可以替代传统的石油燃料，用于交通运输领域，减少对化石能源的依赖和温室气体排放C.生物质能的利用过程中通常会产生一些污染物，如二氧化碳、氮氧化物和颗粒物等，但其排放量远远低于传统的化石能源燃烧D.生物质能的来源非常广泛，包括农作物秸秆、林业废弃物、城市生活垃圾等，但由于收集和运输成本较高，目前其大规模利用仍面临一定困难4、对于新能源在农业领域的应用，如太阳能驱动的灌溉系统和生物质能的利用，以下哪种应用方式在提高农业生产效率和可持续性方面具有最大潜力？（）A.安装大规模的太阳能光伏板，为整个农场提供电力和驱动灌溉系统B.利用农业废弃物进行生物质能发电，为农场提供部分能源C.结合太阳能和生物质能，实现能源的多元化供应和综合利用D.引入智能能源管理系统，根据农作物生长需求优化能源分配5、假设我们正在探讨新能源技术在极地地区的应用，如极地科考站的能源供应、冰层下资源开发的能源保障等。对于极地特殊环境下的新能源利用，以下哪个技术难题是最为关键的？（）A.低温环境下设备的性能和可靠性B.能源的长距离传输和存储C.对极地生态环境的最小影响D.以上难题都需要重点解决6、在新能源技术的人才培养中，需要涵盖工程技术、管理和政策等多个领域。为了满足新能源行业快速发展的人才需求，以下哪种人才培养模式是最为有效的？（）A.跨学科的综合性培养B.产学研结合的实践培养C.国际化的合作培养D.以上模式的有机结合7、关于新能源技术中的能源存储系统，以下对于其重要性和类型的描述，哪一种是准确的？（）A.能源存储系统在新能源技术中至关重要，它可以解决新能源发电的间歇性和不稳定性问题，提高能源供应的可靠性和质量。常见的能源存储系统包括电池储能（如锂电池、铅酸电池）、超级电容器储能、飞轮储能、抽水蓄能等。不同的储能技术具有不同的特点和适用场景，如电池储能适用于小规模、短时间的储能需求，抽水蓄能适用于大规模、长时间的储能需求B.能源存储系统不重要，对新能源技术没有影响C.能源存储系统只有电池储能一种，其他类型都不实用D.能源存储系统技术复杂，成本高，无法大规模应用8、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9、在新能源的国际竞争中，以下关于各国竞争优势的描述，不准确的是：（）A.一些国家在新能源技术研发方面具有领先优势，拥有大量的专利和核心技术B.部分国家凭借丰富的自然资源，如太阳能、风能资源，在新能源开发中占据有利地位C.国家的政策支持力度和市场规模是决定新能源产业竞争力的关键因素D.新能源国际竞争中，技术和资源优势是唯一的决定因素，政策和市场因素影响不大10、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11、新能源技术的应用也带来了一些环境和社会影响。在大规模建设风力发电场时，以下哪个方面的环境和社会问题最需要在项目规划阶段进行充分评估和应对？（）A.对鸟类迁徙的影响和噪音污染B.对当地景观的破坏和视觉影响C.对土地利用和农业生产的影响D.对周边居民健康和生活质量的影响12、新能源在建筑领域的应用越来越广泛，如太阳能光伏建筑一体化、地源热泵系统和生物质供暖等。对于一座位于寒冷地区的大型公共建筑，如果要在满足供暖需求的同时降低能源消耗和碳排放，以下哪种新能源技术的应用组合最为合适？（）A.安装太阳能光伏板结合地源热泵系统B.采用生物质供暖结合太阳能热水器C.利用地源热泵系统并配备储能装置D.以上三种技术同时应用13、对于新能源技术与传统能源的关系，以下关于其协同发展和过渡策略的描述，不正确的是哪一项？（）A.在未来相当长的一段时间内，新能源和传统能源将共存，需要通过优化能源结构，逐步提高新能源在能源消费中的比重B.传统能源在能源供应的稳定性和经济性方面仍然具有一定的优势，在新能源技术尚未完全成熟的情况下，应合理利用传统能源，保障能源供应安全C.新能源技术的发展可以促进传统能源产业的转型升级，提高能源利用效率，减少环境污染，实现能源的可持续发展D.新能源技术的发展将迅速取代传统能源，传统能源产业将很快被淘汰，不需要制定任何过渡策略和保障措施14、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15、在新能源与传统能源的竞争中，成本是一个关键因素。假设一个地区正在考虑逐步用新能源替代传统能源，以下哪种情况最有可能促使新能源在成本上具有竞争力？（）A.传统能源价格大幅上涨，而新能源技术不断进步，成本逐渐降低B.政府出台严格的环保法规，对传统能源企业征收高额税费C.新能源的规模效应显现，产业链不断完善，降低了生产成本D.以上三种情况同时发生，共同推动新能源在成本上占据优势二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细阐述新能源技术的发展对全球能源格局和经济发展的影响。分析新能源在能源市场中的份额变化趋势，以及对传统能源产业的冲击和转型需求，探讨新能源发展带来的新的经济增长点和就业机会。2、（本题5分）深入探讨新能源技术在垃圾处理和回收中的应用和创新模式。分析垃圾处理和回收过程中的能源需求和潜在能源回收途径，阐述新能源技术（如生物质能转化、垃圾焚烧发电）如何实现垃圾的无害化处理和能源回收利用，探讨创新的垃圾处理和新能源结合的商业模式和政策支持。3、（本题5分）详细论述新能源汽车充电基础设施的建设和发展策略。分析不同类型的充电设施（如快充桩、慢充桩、换电站）的特点和适用场景，探讨充电基础设施在布局规划、建设运营、互联互通等方面存在的问题和解决方案，以及政府和企业在推动充电基础设施发展中的责任和合作模式。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个氢燃料电池汽车加氢站，每天需要供应100辆氢燃料电池汽车，每辆车的储氢量为5千克，氢气的能量密度为140兆焦/千克，车辆的平均能耗为1兆焦/千米。假设加氢站的氢气储存压力为70兆帕，储氢罐的容积为20立方米，氢气在该压力下的密度为38千克/立方米。计算加氢站需要配备多少个储氢罐才能满足一天的需求？同时，如果制氢成本为20元/千克，计算一天的氢气供应成本。2、（本题5分）某潮汐能发电站，海湾平均潮差为5米，水库面积为100万平方米。假设潮汐能发电效率为20%，每天涨潮和落潮各两次，计算该电站的日平均发电功率。如果电站建设成本为5亿元，设备折旧年限为30年，运维成本每年为600万元，上网电价为0.6元/度，计算该电站的投资回收期。3、（本题5分）某新能源汽车采用超级电容和锂电池的混合储能系统。超级电容容量10法拉，工作电压2.7伏；锂电池容量100安时，工作电压3.7伏。车辆驱动电机功率50千瓦，工作电压300伏。假设超级电容和锂电池通过DC/DC变换器并联，变换器效率90%，计算储能系统能够提供车辆行驶的最长时间。如果要使行驶时间延长50%，需要增加多少超级电容容量？4、（本题5分）某新能源汽车搭载一块容量为70kWh的锂离子电池，续航里程为550km。电池放电深度为85%，计算百公里电耗。若充电功率为7kW，使用交流慢充充满电需要多长时间？5、（本题5分）某风电场安装了25台2.5MW的风力发电机组，轮毂高度为90米，风速频率分布符合威布尔分布，形状参数为2.2，尺度参数为7m/s。风机的切入风速为3.5m/s，切出风速为22m/s，额定风速为11m/s。计算该风电场的年等效满负荷小时数。假设风电场的上网电价为0.58元/度，计算年发电收入。考虑风电场的建设成本为10亿元，运维成本每年3000万元，设备折旧年限20年，计算风电场的投资回收期。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）从能源、环境和经济的多维度视角，综合论述生物质能的综合利用模式。涵盖生物质发电、生物燃料生产、生物质废弃物处理等方面，分析其产业链的构成、市场现状和发展潜力。同时研究相关政策对生物质能产业的推动作用以及面临的制约因素。2、（本题10分）深入探讨新能源技术在体育场馆中的应用，如太阳能光伏发电为场馆供电、地源热泵系统提供空调和热水以及新能源照明系统。分析新能源技术在降低体育场馆运营