中南大學(xué)《能源與動(dòng)力過(guò)程控制工程》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè)，共3頁(yè)中南大學(xué)《能源與動(dòng)力過(guò)程控制工程》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣鲩L(zhǎng)，新能源技術(shù)的發(fā)展日新月異。在眾多新能源中，太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。以下關(guān)于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是：（）A.太陽(yáng)能光伏發(fā)電是直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)，不產(chǎn)生溫室氣體排放B.多晶硅太陽(yáng)能電池是目前市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位的太陽(yáng)能電池類型，其轉(zhuǎn)換效率較高C.太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)在安裝時(shí)需要考慮朝向、傾角和陰影等因素，以最大化接收太陽(yáng)能輻射D.太陽(yáng)能光伏發(fā)電的成本已經(jīng)低于傳統(tǒng)的火力發(fā)電，因此在全球范圍內(nèi)得到了迅速普及2、在新能源的開發(fā)利用中，能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化的效率是關(guān)鍵問題。關(guān)于熱化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，以下哪種描述是正確的？（）A.熱化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)具有能量密度高、存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但技術(shù)復(fù)雜，目前仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段B.熱化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)成熟，廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用領(lǐng)域，是解決能源存儲(chǔ)問題的主要手段C.熱化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)存在嚴(yán)重的安全隱患，且成本高昂，不具備實(shí)際應(yīng)用的可能性D.熱化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的效率低下，無(wú)法與其他儲(chǔ)能技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，未來(lái)發(fā)展前景黯淡3、隨著全球?qū)稍偕茉吹闹匾暡粩嗵岣撸履茉醇夹g(shù)得到了迅速發(fā)展。以下關(guān)于太陽(yáng)能光伏發(fā)電的說(shuō)法，不正確的是：（）A.光伏發(fā)電系統(tǒng)可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以與電網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存和調(diào)配B.太陽(yáng)能電池板的轉(zhuǎn)換效率是衡量光伏發(fā)電性能的關(guān)鍵指標(biāo)，目前單晶硅太陽(yáng)能電池板的轉(zhuǎn)換效率最高C.光伏發(fā)電在陰雨天和夜晚無(wú)法正常工作，因此其穩(wěn)定性和連續(xù)性較差D.大規(guī)模的光伏發(fā)電站建設(shè)需要考慮土地資源、環(huán)境影響和電網(wǎng)接入等多方面因素4、隨著新能源的廣泛應(yīng)用，能源市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制發(fā)生了變化。假設(shè)一個(gè)地區(qū)的能源市場(chǎng)中新能源占比不斷提高，以下哪種變化最有可能對(duì)傳統(tǒng)能源企業(yè)的經(jīng)營(yíng)策略產(chǎn)生重大影響？（）A.能源價(jià)格的波動(dòng)更加頻繁和劇烈B.市場(chǎng)對(duì)能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性要求更高C.消費(fèi)者對(duì)能源的綠色屬性和可持續(xù)性更加關(guān)注D.以上三種變化都可能對(duì)傳統(tǒng)能源企業(yè)產(chǎn)生重大影響5、在新能源汽車領(lǐng)域，電池技術(shù)是關(guān)鍵。以下關(guān)于鋰離子電池和鎳氫電池在新能源汽車中的應(yīng)用，表述不準(zhǔn)確的是（）A.鋰離子電池具有較高的能量密度和功率密度，能夠提供較長(zhǎng)的續(xù)航里程和較強(qiáng)的動(dòng)力輸出，因此在新能源汽車中得到了廣泛應(yīng)用B.鎳氫電池雖然能量密度相對(duì)較低，但具有較好的充放電循環(huán)壽命和安全性，在一些混合動(dòng)力汽車中仍有一定的應(yīng)用C.鋰離子電池的成本較高，且在高溫和低溫環(huán)境下的性能表現(xiàn)不如鎳氫電池，這在一定程度上限制了其大規(guī)模推廣D.隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋰離子電池的性能不斷提升，成本逐漸降低，未來(lái)有望完全取代鎳氫電池在新能源汽車中的應(yīng)用6、關(guān)于新能源技術(shù)中的能源效率提升措施，以下哪一項(xiàng)闡述是最深入的？（）A.提升新能源技術(shù)的能源效率涉及多個(gè)方面，包括優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、采用高效的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、改善能源管理策略等。在太陽(yáng)能系統(tǒng)中，通過(guò)精確跟蹤太陽(yáng)位置和優(yōu)化電池板排列提高光能接收效率；在風(fēng)能系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)更符合空氣動(dòng)力學(xué)的葉片和優(yōu)化發(fā)電機(jī)控制提高風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率。同時(shí)，利用智能監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能源的合理分配和高效利用B.能源效率提升措施效果不明顯，不值得投入精力C.提升能源效率主要依靠設(shè)備更新，其他方法作用有限D(zhuǎn).新能源技術(shù)的能源效率已經(jīng)很高，無(wú)需進(jìn)一步提升7、新能源的開發(fā)和利用需要考慮其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。以下關(guān)于新能源生態(tài)影響的描述，不正確的是（）A.大規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)可能會(huì)對(duì)鳥類遷徙和棲息地造成一定影響B(tài).太陽(yáng)能光伏電站的建設(shè)可能會(huì)占用大量土地資源，改變土地利用方式C.生物質(zhì)能的開發(fā)如果不合理，可能會(huì)導(dǎo)致森林砍伐和生態(tài)破壞D.新能源的開發(fā)和利用對(duì)生態(tài)系統(tǒng)沒有任何負(fù)面影響，是完全環(huán)保的8、新能源材料的研發(fā)對(duì)于新能源技術(shù)的進(jìn)步起著關(guān)鍵作用。如高效的光伏材料、高性能的電池材料和新型的儲(chǔ)氫材料等。在研發(fā)一種新型的太陽(yáng)能光伏材料時(shí)，如果要同時(shí)提高其光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性，以下哪種研究方向可能更具潛力？（）A.優(yōu)化材料的晶體結(jié)構(gòu)B.改進(jìn)材料的表面處理工藝C.摻雜不同的元素D.開發(fā)多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的材料9、新能源技術(shù)的普及需要公眾的支持和參與，以下關(guān)于公眾對(duì)新能源的認(rèn)知和態(tài)度，說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.公眾對(duì)新能源的了解程度和接受程度在不斷提高，但仍存在一些誤解和擔(dān)憂B.宣傳教育和信息公開可以增強(qiáng)公眾對(duì)新能源的認(rèn)知和信任，促進(jìn)新能源的推廣應(yīng)用C.公眾的能源消費(fèi)行為和選擇對(duì)新能源的發(fā)展沒有影響，主要取決于政府和企業(yè)的決策D.公眾對(duì)新能源的支持可以通過(guò)參與相關(guān)活動(dòng)、購(gòu)買新能源產(chǎn)品等方式體現(xiàn)10、生物質(zhì)能作為一種可再生能源，具有廣泛的來(lái)源和應(yīng)用前景。在生物質(zhì)能的利用中，以下說(shuō)法不正確的是：（）A.生物質(zhì)發(fā)電可以通過(guò)直接燃燒生物質(zhì)、氣化或沼氣發(fā)酵等方式實(shí)現(xiàn)，將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能B.生物柴油是一種由植物油或動(dòng)物脂肪制成的可再生燃料，其性能與傳統(tǒng)柴油相似，但在低溫下流動(dòng)性更好C.生物質(zhì)能的利用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生任何污染物，是一種完全清潔的能源D.生物質(zhì)乙醇可以通過(guò)發(fā)酵農(nóng)作物中的淀粉或糖類物質(zhì)制取，可作為汽油的替代品在交通領(lǐng)域使用11、在新能源技術(shù)的社會(huì)接受度方面，對(duì)于公眾對(duì)新能源技術(shù)的認(rèn)知和態(tài)度的影響因素，以下哪一種分析是最恰當(dāng)?shù)?？（）A.公眾對(duì)新能源技術(shù)的認(rèn)知和態(tài)度受到多種因素影響，包括對(duì)環(huán)境問題的關(guān)注、對(duì)技術(shù)安全性的擔(dān)憂、成本效益的考慮、政策宣傳等。對(duì)環(huán)境問題的認(rèn)識(shí)提高可能促使公眾更支持新能源；對(duì)技術(shù)安全性的疑慮，如核能的輻射風(fēng)險(xiǎn)、新能源汽車的電池安全等，可能導(dǎo)致抵制。成本效益方面，如果新能源使用成本過(guò)高，公眾接受度可能降低。有效的政策宣傳和教育可以提高公眾的認(rèn)知和接受度B.公眾對(duì)新能源技術(shù)的認(rèn)知和態(tài)度主要取決于媒體的報(bào)道，其他因素影響不大C.公眾對(duì)新能源技術(shù)普遍不了解，也不關(guān)心，其態(tài)度對(duì)新能源技術(shù)的發(fā)展沒有影響D.新能源技術(shù)的社會(huì)接受度完全由技術(shù)的成熟度決定，與其他因素?zé)o關(guān)12、新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源的汽車，包括電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車等。以下關(guān)于新能源汽車的描述，錯(cuò)誤的是（）A.電動(dòng)汽車以電池作為動(dòng)力源，具有零排放、低噪音、能效高等優(yōu)點(diǎn)，但續(xù)航里程和充電時(shí)間是其面臨的主要問題B.混合動(dòng)力汽車結(jié)合了內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)，能夠根據(jù)行駛工況自動(dòng)切換動(dòng)力源，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性和降低了排放C.燃料電池汽車以氫氣為燃料，通過(guò)燃料電池將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能驅(qū)動(dòng)車輛，具有加注時(shí)間短、續(xù)航里程長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后D.新能源汽車的發(fā)展已經(jīng)非常完善，在性能、成本、配套設(shè)施等方面都已經(jīng)超越了傳統(tǒng)燃油汽車，市場(chǎng)份額迅速擴(kuò)大13、在新能源儲(chǔ)能技術(shù)中，以下關(guān)于鋰電池和超級(jí)電容器的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.鋰電池具有能量密度高、循環(huán)壽命較長(zhǎng)、自放電率低等優(yōu)點(diǎn)，適用于對(duì)能量需求較大、續(xù)航要求高的應(yīng)用，如電動(dòng)汽車和便攜式電子設(shè)備。超級(jí)電容器則具有功率密度高、充電速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，適用于需要快速充放電、瞬間提供大功率的場(chǎng)合，如電動(dòng)汽車的啟動(dòng)和制動(dòng)能量回收B.鋰電池功率密度高，充電速度快，適合用于瞬間大功率輸出。超級(jí)電容器能量密度高，循環(huán)壽命短，適用于長(zhǎng)期儲(chǔ)能C.鋰電池和超級(jí)電容器性能相似，可以互相替代，沒有明顯的應(yīng)用場(chǎng)景區(qū)別D.鋰電池和超級(jí)電容器都存在能量密度低、成本高的問題，應(yīng)用受到限制14、地?zé)崮茏鳛橐环N可再生能源，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景。關(guān)于地?zé)崮艿拈_發(fā)和利用，以下哪種表述是正確的？（）A.地?zé)崮艿拈_發(fā)不受地理?xiàng)l件限制，任何地區(qū)都可以大規(guī)模開發(fā)地?zé)崮埽覍?duì)環(huán)境沒有任何負(fù)面影響B(tài).地?zé)崮艿拈_發(fā)主要集中在淺層地?zé)豳Y源，因?yàn)樯顚拥責(zé)豳Y源開采難度大、成本高，且可能引發(fā)地震等地質(zhì)災(zāi)害C.地?zé)崮芸梢詮V泛應(yīng)用于發(fā)電、供暖、溫泉療養(yǎng)等領(lǐng)域，其能量輸出穩(wěn)定，不受季節(jié)和氣候影響。但地?zé)崮荛_發(fā)的初始投資高，技術(shù)要求復(fù)雜D.地?zé)崮艿睦眯蕵O高，不存在任何技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的限制，是未來(lái)能源的主要來(lái)源之一15、假設(shè)我們正在研究新能源技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用，如戶用光伏發(fā)電、生物質(zhì)能供暖和農(nóng)村能源合作社等。對(duì)于提高農(nóng)村能源的可及性和經(jīng)濟(jì)性，以下哪種模式的推廣是最為有效的？（）A.政府主導(dǎo)的大規(guī)模集中式能源供應(yīng)B.農(nóng)戶自主的分布式能源開發(fā)C.農(nóng)村能源合作社的組織和運(yùn)營(yíng)D.以上模式結(jié)合農(nóng)村實(shí)際情況發(fā)展二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）新能源與能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展相輔相成。請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述能源互聯(lián)網(wǎng)的概念和架構(gòu)，包括能源的產(chǎn)生、傳輸、分配和消費(fèi)等環(huán)節(jié)的智能化和互聯(lián)互通。分析新能源在能源互聯(lián)網(wǎng)中的地位和作用，以及如何通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)新能源的高效整合和優(yōu)化配置。探討能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，如智能傳感器、大數(shù)據(jù)分析和能源管理系統(tǒng)等，以及它們?cè)谛履茉搭I(lǐng)域的應(yīng)用。2、（本題5分）闡述新能源技術(shù)在能源存儲(chǔ)和配送中的創(chuàng)新發(fā)展，包括新型電池技術(shù)、能源互聯(lián)網(wǎng)中的儲(chǔ)能和配送模式，分析其對(duì)提高能源供應(yīng)穩(wěn)定性和靈活性的影響。3、（本題5分）深入論述新能源技術(shù)發(fā)展中的公眾參與和社會(huì)接受度問題，包括公眾對(duì)新能源的認(rèn)知、態(tài)度和行為，以及如何通過(guò)科普宣傳、公眾意見征集和社區(qū)參與等方式提高公眾對(duì)新能源的支持和參與度。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一輛新能源公交車，電池容量為200kWh，續(xù)航里程為300公里。每天行駛里程約200公里，充電樁充電功率為60kW，充電效率為90%。計(jì)算充滿電所需時(shí)間。假設(shè)電價(jià)為0.8元/度，每天充電一次，計(jì)算每天的充電成本。若電池壽命為1500次循環(huán)，電池成本20萬(wàn)元，計(jì)算每公里的電池折舊成本。2、（本題5分）某波浪能發(fā)電裝置的波能轉(zhuǎn)換效率為30%，所在海域的波浪平均功率密度為20kW/m。該裝置的迎波寬度為20m，計(jì)算該裝置的平均輸出功率。假設(shè)年運(yùn)行時(shí)間為3500小時(shí)，上網(wǎng)電價(jià)為0.5元/千瓦時(shí)，計(jì)算該裝置每年的發(fā)電收益。3、（本題5分）一座3MW的海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，風(fēng)機(jī)輪轂高度為100米，平均風(fēng)速為7m/s，海平面粗糙度為0.03。根據(jù)對(duì)數(shù)風(fēng)廓線公式計(jì)算風(fēng)機(jī)輪轂處的風(fēng)速。已知風(fēng)機(jī)的功率曲線，計(jì)算該風(fēng)機(jī)的輸出功率。若上網(wǎng)電價(jià)為0.7元/度，每年運(yùn)行320天，計(jì)算年發(fā)電收益。初始投資2億元，設(shè)備壽命25年，每年運(yùn)維成本400萬(wàn)元，求投資回收期。4、（本題5分）一家工廠安裝了一套8kW的小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)的切入風(fēng)速為3m/s，額定風(fēng)速為11m/s，切出風(fēng)速為22m/s。該地區(qū)年平均風(fēng)速為7m/s，風(fēng)速概率分布符合瑞利分布，形狀參數(shù)為2.5。計(jì)算該風(fēng)機(jī)一年的理論發(fā)電量。假設(shè)風(fēng)機(jī)發(fā)電效率在額定風(fēng)速以下與風(fēng)速的三次方成正比，在額定風(fēng)速以上保持額定功率輸出，同時(shí)考慮風(fēng)機(jī)可用性為92%，計(jì)算實(shí)際年發(fā)電量。若上網(wǎng)電價(jià)為0.4元/度，計(jì)算年發(fā)電收益。5、（本題5分）一個(gè)海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，距離海岸20公里，需要鋪設(shè)海底電纜將電力輸送到岸上。電纜的電阻為0.1Ω/km，輸送功率為10MW，電壓為35kV。計(jì)算電纜的輸電損耗。如果輸電損耗占總發(fā)電量的5%，計(jì)算每年的輸電損失電量。假設(shè)上網(wǎng)電價(jià)為0.7元/度，計(jì)算每年的輸電損失費(fèi)用。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）深入探討新能源技術(shù)在偏遠(yuǎn)地區(qū)和島嶼供電中的解決方案，如獨(dú)立風(fēng)光柴儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化、微電網(wǎng)的控制策略、能源自給自足的可行性和可持續(xù)性。分析這些地區(qū)特殊的地理和氣候條件對(duì)能源供應(yīng)的挑戰(zhàn)，以及新能源技術(shù)在提高供電可靠性、降低成本和促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展方面的作用。2、（本題10分）深入探討新能源技術(shù)在建材家居行