邯郸应用技术职业学院《新能源及应用》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《新能源及应用》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、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、在新能源技术的研发和创新中，产学研合作发挥着重要作用。假设一所大学与一家企业合作开展新能源技术研究，以下哪种合作模式最能实现优势互补和协同创新？（）A.企业提供资金，大学负责技术研发B.大学和企业共同组建研发团队，共享成果和风险C.企业将现有技术难题委托给大学解决D.大学为企业培训技术人才，企业提供实习机会2、新能源储能技术对于解决能源供应的间歇性和稳定性问题至关重要。在各种储能技术中，如电池储能、超级电容器储能和飞轮储能等，以下哪种技术在长期大规模储能应用中具有最大的潜力？（）A.锂离子电池储能，具有较高的能量密度B.超级电容器储能，充放电速度极快C.飞轮储能，寿命长且效率高D.液流电池储能，可灵活调整储能容量3、当研究新能源技术在军事领域的应用时，如新能源驱动的武器装备、军事基地的能源保障等，需要考虑军事需求的特殊性和保密性。在这些应用中，以下哪个方面的技术挑战是最为突出的？（）A.能源供应的高可靠性和稳定性B.新能源设备的小型化和轻量化C.新能源技术的军事保密性和安全性D.以上方面都具有重要挑战4、在新能源技术的发展中，对于政策支持和市场机制对其推广的作用，以下哪一种分析是最恰当的？（）A.政策支持对于新能源技术的发展至关重要，包括补贴政策、税收优惠、研发投入等。市场机制如碳排放交易、绿色电力证书等也能促进新能源的推广。政策支持可以在初期降低成本，提高市场竞争力；市场机制则通过经济手段引导资源配置，推动新能源技术的大规模应用B.政策支持和市场机制对新能源技术的推广作用不大，主要取决于技术本身的进步C.新能源技术的推广应该完全依靠市场机制，政策支持会干扰市场的正常运行D.政策支持和市场机制都存在缺陷，无法有效推动新能源技术的发展5、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6、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7、在新能源技术的环境影响评估中，需要全面考虑能源生产、使用和废弃阶段的环境效应。对于一个大规模的风电场，其主要的环境影响可能来自于哪些方面？（）A.对鸟类迁徙和生态系统的干扰B.风机制造和运输过程中的碳排放C.风电场建设对土地利用的改变D.以上方面都需要综合考虑8、新能源技术的发展对能源市场和价格产生了一定的影响。以下关于新能源对能源价格的作用，不正确的是：（）A.随着新能源装机容量的增加，其成本逐渐降低，可能会对传统能源价格形成一定的竞争压力B.新能源的间歇性和不稳定性可能导致能源市场价格的波动加剧C.新能源的发展会使得能源价格持续下降，消费者的能源支出将大幅减少D.能源价格的形成机制受到多种因素的影响，新能源只是其中之一9、新能源在交通领域的应用不仅包括汽车，还包括轨道交通等，以下关于新能源在轨道交通中的应用，说法错误的是：（）A.有轨电车可以采用超级电容或蓄电池作为动力源，实现部分路段的无接触网运行，减少对城市景观的影响B.磁悬浮列车利用电磁力使列车悬浮在轨道上，减少摩擦阻力，提高运行速度，但能耗较高C.氢燃料电池列车具有零排放、加注时间短等优点，但目前技术还不够成熟，应用较少D.地铁系统可以通过再生制动技术将列车制动时产生的能量回收储存，用于列车的启动和加速，降低能耗10、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11、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12、在新能源储能技术中，以下关于锂电池和超级电容器的特点和应用场景的描述，哪一项是正确的？（）A.锂电池具有能量密度高、循环寿命较长、自放电率低等优点，适用于对能量需求较大、续航要求高的应用，如电动汽车和便携式电子设备。超级电容器则具有功率密度高、充电速度快、循环寿命长等特点，适用于需要快速充放电、瞬间提供大功率的场合，如电动汽车的启动和制动能量回收B.锂电池功率密度高，充电速度快，适合用于瞬间大功率输出。超级电容器能量密度高，循环寿命短，适用于长期储能C.锂电池和超级电容器性能相似，可以互相替代，没有明显的应用场景区别D.锂电池和超级电容器都存在能量密度低、成本高的问题，应用受到限制13、在新能源技术的推广过程中，地方政府的支持和政策配套至关重要。假设一个地方政府要制定新能源产业发展规划，以下哪个方面的政策措施最能吸引新能源企业的投资和落户？（）A.提供土地和税收优惠政策B.建立新能源产业园区，提供配套基础设施C.设立专项资金，支持企业的技术研发和创新D.以上政策措施的综合运用14、对于新能源汽车的发展，电池技术是关键因素之一。目前市场上有多种不同类型的电动汽车电池技术。假设一位消费者在选择购买新能源汽车时，最关注车辆的续航里程和充电时间。以下哪种电池技术可能最符合他的需求？（）A.磷酸铁锂电池，安全性高，成本较低，但能量密度相对较低B.三元锂电池，能量密度高，但成本较高，且在高温下安全性略逊一筹C.镍氢电池，成熟可靠，但能量密度和充放电性能不如锂电池D.固态电池，具有高能量密度和安全性的潜力，但目前尚处于研发阶段，成本高昂15、新能源技术在建筑领域的应用越来越广泛。当设计一个零能耗建筑时，以下哪种新能源技术的组合最有可能满足建筑的能源需求？（）A.太阳能光伏发电与地源热泵系统B.风力发电与生物质能供暖C.氢燃料电池与太阳能热水器D.潮汐能发电与储能电池二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细探讨新能源储能技术中锂离子电池的性能特点、优势和局限性。分析锂离子电池的充放电机制、电极材料选择、电池结构设计对其性能的影响。探讨如何提高锂离子电池的能量密度、循环寿命和安全性，以满足大规模储能的需求。2、（本题5分）在新能源技术的发展中，论述材料科学的重要性。举例说明新型材料如高效光伏材料、高性能电池材料等如何推动新能源技术的进步，并探讨材料研发过程中的关键技术和挑战。3、（本题5分）深入研究新能源技术在收藏和古董领域的应用和保护作用。分析新能源在收藏品保存环境控制、古董修复设备中的能源利用，以及如何保障珍贵藏品的安全和长期保存。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个新能源储能电站，采用液流电池，电池容量1000兆瓦时，放电深度85%，充放电效率80%。计算该电站能够持续放电的最大功率和最长放电时间。如果要满足一个50兆瓦的负载连续放电10小时，需要增加多少电池容量？2、（本题5分）一座100MW的海上风电场，共有50台风机，每台风机的轮毂高度为100m，海平面粗糙度为0.05。该地区10m高度处的年平均风速为6m/s，风切变指数为0.2。计算100m高度处的年平均风速，并估算该风电场的年发电量。假设风机的综合效率为90%，尾流损失系数为8%，计算实际年发电量。3、（本题5分）某地区规划建设一个100MW的太阳能光伏发电站，太阳能电池板的转换效率为22%，平均年日照时间为2200小时，综合系统效率为85%。计算该电站每年的发电量。若上网电价为0.6元/千瓦时，计算该电站的年发电收益。同时，已知电站初始投资8亿元，设备寿命25年，每年运维成本800万元，计算投资回收期。4、（本题5分）一个海上风力发电场，平均水深30米，拟安装5MW的风力发电机组。每台风机基础及安装成本为800万元，海底电缆铺设成本为200万元/千米，风电场到陆地变电站距离为20千米。计算一台风机的基础及电缆铺设总成本。如果风电场共安装50台风机，计算风电场的建设总投资。5、（本题5分）一辆氢燃料电池物流车，储氢罐容量为4kg，氢气的热值为140MJ/kg，燃料电池系统效率为52%，物流车每公里能耗为0.3MJ。计算物流车的续航里程。假设氢气价格为45元/kg，每公里行驶成本是多少？如果物流车初始购置成本为40万元，预计使用7年，每年行驶6万公里，计算年均使用成本。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）新能源技术与传统能源的融合发展是实现能源转型的有效途径。全面阐述新能源与传统能源在电力系统中的互补运行模式，如风光水火储一体化和多能互补综合能源系统。深入探讨在能源供应领域，新能源与传统能源在产业链上的协同发展，如油气企业的新能源业务拓展和煤炭清洁利用与新能源的结合。研究在能源消费终端，新能源与传统能源在供热、交通等领域的融合应用，如煤改电、油改气与新能源汽车的协同发展。分析新能源与传统能源融合发展面临的政策、技术和市场障碍，以及如何通过体制机制创新和技术进步，促进两者的深度融合和协同发展，字数不少于1250字。2、（本题10分）全面研究新能源储能技术中的锂离子电池和钠离子电池，对比