2025年大學(xué)新能源科學(xué)與工程（太陽能利用技術(shù)）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分，共40分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.太陽能利用技術(shù)中，以下哪種方式是將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能？（）A.太陽能光熱發(fā)電B.太陽能光伏發(fā)電C.太陽能熱利用D.太陽能光化學(xué)轉(zhuǎn)換2.單晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率通常在（）左右。A.10%-20%B.20%-30%C.30%-40%D.40%-50%3.太陽能熱水器的集熱器主要吸收太陽能的（）波段。A.紫外線B.可見光C.紅外線D.微波4.以下哪種材料不是太陽能電池常用的半導(dǎo)體材料？（）A.硅B.鍺C.銅D.砷化鎵5.太陽能光熱電站中，通過（）將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能。A.集熱器B.汽輪機(jī)C.發(fā)電機(jī)D.逆變器6.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器的作用是（）。A.將直流電轉(zhuǎn)換為交流電B.將交流電轉(zhuǎn)換為直流電C.提高發(fā)電效率D.儲存電能7.太陽能利用技術(shù)中，（）是利用太陽能產(chǎn)生高溫，用于工業(yè)生產(chǎn)等。A.太陽能干燥B.太陽能空調(diào)C.太陽能高溫?zé)崂肈.太陽能海水淡化8.多晶硅太陽能電池相比單晶硅太陽能電池，其優(yōu)點是（）。A.光電轉(zhuǎn)換效率高B.成本較低C.穩(wěn)定性好D.使用壽命長9.太陽能熱利用系統(tǒng)中，常用的傳熱介質(zhì)不包括（）。A.水B.導(dǎo)熱油C.空氣D.氫氣10.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件是（）。A.太陽能電池板B.控制器C.蓄電池D.逆變器11.以下哪種太陽能利用技術(shù)屬于太陽能光化學(xué)轉(zhuǎn)換？（）A.光合作用制氫B.太陽能電池發(fā)電C.太陽能熱水器D.太陽能光熱電站12.太陽能電池的填充因子反映了電池的（）性能。A.光電轉(zhuǎn)換效率B.開路電壓C.短路電流D.最大輸出功率13.太陽能熱利用系統(tǒng)中，集熱器的吸收率與發(fā)射率的比值（）越好。A.越大B.越小C.等于1D.等于014.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，為了提高發(fā)電效率，通常會采用（）技術(shù)。A.聚光B.跟蹤C(jī).儲能D.以上都是15.太陽能利用技術(shù)中，太陽能建筑一體化是指（）。A.太陽能電池與建筑材料結(jié)合B.太陽能熱水器與建筑結(jié)合C.太陽能利用系統(tǒng)與建筑有機(jī)結(jié)合D.太陽能光熱電站與建筑結(jié)合16.以下哪種太陽能電池屬于第三代太陽能電池？（）A.單晶硅太陽能電池B.多晶硅太陽能電池C.鈣鈦礦太陽能電池D.非晶硅太陽能電池17.太陽能熱利用系統(tǒng)中，水箱的作用是（）。A.儲存熱水B.加熱水C.收集太陽能D.轉(zhuǎn)換能量18.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，控制器的作用是（）。A.控制充電和放電B.提高發(fā)電效率C.儲存電能D.轉(zhuǎn)換電能19.太陽能利用技術(shù)中，太陽能路燈主要采用（）發(fā)電。A.太陽能光伏發(fā)電B.太陽能光熱發(fā)電C.太陽能熱利用D.太陽能光化學(xué)轉(zhuǎn)換20.太陽能電池的光譜響應(yīng)特性主要取決于（）。A.半導(dǎo)體材料B.電池結(jié)構(gòu)C.表面處理D.以上都是第II卷（非選擇題共60分）答題要求：本大題共5小題，共60分。請根據(jù)題目要求，在相應(yīng)位置作答。21.（10分）簡述太陽能光伏發(fā)電的基本原理。22.（12分）太陽能熱利用系統(tǒng)主要由哪些部分組成？各部分的作用是什么？23.（12分）分析影響太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的因素。24.（13分）材料：隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣黾?，太陽能利用技術(shù)得到了廣泛的關(guān)注和發(fā)展。某太陽能光伏電站采用了先進(jìn)的多晶硅太陽能電池板，其額定功率為250W，在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的光電轉(zhuǎn)換效率為18%。該電站占地面積為10萬平方米，共安裝了10萬塊太陽能電池板。問題：（1）計算該光伏電站的總功率。（2）若該地區(qū)年平均日照時間為2000小時，計算該電站一年的發(fā)電量。（3）簡述提高太陽能光伏電站發(fā)電效率的措施。25.（13分）材料：太陽能熱水器是常見的太陽能熱利用設(shè)備。某太陽能熱水器的集熱器面積為2平方米，采用真空管集熱器，其吸收率為0.9，發(fā)射率為0.1。該地區(qū)太陽能輻射量平均為1500kJ/(m2·d)。問題：（1）計算該集熱器每天吸收的太陽能熱量。（2）若該熱水器的熱效率為50%，計算每天能將多少千克的水從20℃加熱到60℃。（水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)）（3）分析太陽能熱水器在使用過程中可能存在的問題及解決措施。答案：1.B2.B3.C4.C5.A6.A7.C8.B9.D10.A11.A12.D13.A14.D15.C16.C17.A18.A19.A20.D21.太陽能光伏發(fā)電是基于半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。當(dāng)太陽光照射到太陽能電池上時，光子能量被半導(dǎo)體材料吸收，使電子獲得足夠能量脫離原子束縛，形成電子-空穴對。在電池內(nèi)部電場作用下，電子和空穴分別向不同方向移動，形成電流。通過電極將電流引出，就得到直流電，再經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電供負(fù)載使用。22.太陽能熱利用系統(tǒng)主要由集熱器、儲水箱、循環(huán)管道、輔助加熱裝置等組成。集熱器吸收太陽能將其轉(zhuǎn)化為熱能；儲水箱儲存熱水；循環(huán)管道使傳熱介質(zhì)循環(huán)流動傳遞熱量；輔助加熱裝置在太陽能不足時補充熱量。23.影響太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的因素包括半導(dǎo)體材料特性（如禁帶寬度等）、電池結(jié)構(gòu)設(shè)計（如厚度、層數(shù)等）、表面狀態(tài)（如反射率、復(fù)合情況等）、光照強(qiáng)度和光譜分布、溫度等。材料特性決定了吸收光子和產(chǎn)生載流子的能力；結(jié)構(gòu)影響載流子傳輸和收集效率；表面狀態(tài)影響光吸收和載流子復(fù)合；光照和溫度條件直接影響電池工作狀態(tài)。24.（1）總功率=單塊電池板功率×電池板數(shù)量=250W×100000=25000000W=25MW。（2）發(fā)電量=總功率×年平均日照時間=25000kW×2OOO小時=50000000kWh。（3）提高措施：采用高效太陽能電池材料和技術(shù)提高光電轉(zhuǎn)換效率；優(yōu)化電池板布局和安裝角度，采用跟蹤技術(shù)提高光照利用率；加強(qiáng)儲能系統(tǒng)建設(shè)，提高電力穩(wěn)定性和可調(diào)節(jié)性；提高系統(tǒng)運行維護(hù)水平，及時修復(fù)故障組件。25.（1）吸收熱量=集熱器面積×太陽能輻射量×吸收率=2m2×1500kJ/(m2·d)×0.9=2700kJ/d。