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30分）答題要求：本卷共10小題，每小題3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。1.太陽能光伏發(fā)電的核心器件是（）A.電池板B.控制器C.逆變器D.支架2.以下哪種太陽能電池材料的光電轉(zhuǎn)換效率最高（）A.單晶硅B.多晶硅C.非晶硅D.碲化鎘3.太陽能熱利用中，集熱器的主要功能是（）A.吸收太陽能并轉(zhuǎn)化為熱能B.儲存熱能C.將熱能傳遞給負(fù)載D.控制熱量傳遞4.太陽能熱水器的保溫材料一般選用（）A.巖棉B.聚氨酯C.珍珠巖D.玻璃棉5.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，最大功率點跟蹤（MPPT）的作用是（）A.提高電池板的發(fā)電效率B.降低系統(tǒng)成本C.延長電池板壽命D.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性6.太陽能熱發(fā)電中，塔式光熱發(fā)電的聚光方式是（）A.反射鏡聚光B.透鏡聚光C.菲涅爾透鏡聚光D.定日鏡聚光7.以下哪種太陽能利用方式屬于光化學(xué)轉(zhuǎn)換（）A.光合作用B.太陽能制氫C.太陽能光解水D.以上都是8.太陽能電池的填充因子反映了電池的（）A.開路電壓B.短路電流C.最大輸出功率能力D.光電轉(zhuǎn)換效率9.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率會受到以下哪種因素影響最小（）A.光照強度B.溫度C.電池板朝向D.海拔高度10.太陽能熱利用系統(tǒng)中，循環(huán)泵的作用是（）A.使傳熱介質(zhì)循環(huán)流動B.提高系統(tǒng)壓力C.防止介質(zhì)泄漏D.控制介質(zhì)流量第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（每空2分，共20分）1.太陽能利用技術(shù)主要包括太陽能光伏發(fā)電、太陽能熱利用和______。2.太陽能電池的基本結(jié)構(gòu)包括______、______和______。3.太陽能熱利用系統(tǒng)主要由______、______、______和______等組成。4.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)按運行方式可分為______和______。三、簡答題（每題10分，共20分）1.簡述太陽能光伏發(fā)電的原理。2.太陽能熱利用系統(tǒng)中，如何提高集熱器的效率？四、材料分析題（每題15分，共30分）材料：某太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)采用單晶硅電池板，電池板規(guī)格為250W，共100塊。系統(tǒng)安裝在一個空曠的屋頂上，當(dāng)?shù)啬昶骄照招r數(shù)為1800小時。已知該系統(tǒng)的逆變器效率為95%，電池板的光電轉(zhuǎn)換效率為18%。1.計算該太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量。2.分析影響該系統(tǒng)發(fā)電量的主要因素，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。五、論述題（20分）論述太陽能利用技術(shù)在未來能源發(fā)展中的地位和作用，并分析其面臨的挑戰(zhàn)和機遇。答案：一、選擇題1.A2.A3.A4.B5.A6.D7.D8.C9.D10.A二、填空題1.太陽能光化學(xué)轉(zhuǎn)換2.半導(dǎo)體光吸收層、電極、透明導(dǎo)電膜3.集熱器、儲熱器、循環(huán)泵、控制系統(tǒng)4.獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)三、簡答題1.太陽能光伏發(fā)電的原理是基于半導(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)體吸收，使電子從價帶躍遷到導(dǎo)帶，形成電子-空穴對。在電池內(nèi)部電場的作用下，電子和空穴分別向電池的兩極移動，從而在外電路中形成電流，實現(xiàn)光能到電能的轉(zhuǎn)換。2.提高太陽能熱利用系統(tǒng)中集熱器效率的方法有：選擇高吸收率、低發(fā)射率的表面涂層材料；優(yōu)化集熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高采光面積和光熱轉(zhuǎn)換效率；采用高效的傳熱介質(zhì)，降低熱阻；加強集熱器的保溫措施，減少熱量散失；根據(jù)太陽輻射角度實時調(diào)整集熱器的朝向和傾角，提高太陽光的接收效率。四、材料分析題1.首先計算電池板的總功率：250W×100=25000W=25kW。年發(fā)電量=電池板總功率×光電轉(zhuǎn)換效率×年平均日照小時數(shù)×逆變器效率=25kW×0.18×1800h×0.95=7695kWh2.影響該系統(tǒng)發(fā)電量的主要因素有：光照強度、溫度、電池板的老化程度、灰塵遮擋等。改進(jìn)措施：安裝光照強度傳感器，根據(jù)光照強度自動調(diào)整逆變器的工作狀態(tài)；安裝溫度傳感器，當(dāng)溫度過高時采取散熱措施；定期清潔電池板表面灰塵；定期對電池板進(jìn)行檢測和維護(hù)，及時更換老化的電池板。五、論述題太陽能利用技術(shù)在未來能源發(fā)展中具有極其重要的地位和作用。隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣黾?，太陽能作為一種豐富、清潔、可再生的能源，將成為未來能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它可以有效減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴，降低碳排放，緩解能源危機和環(huán)境污染問題。太陽能利用技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)包括：成本仍然較高，需要進(jìn)一步降低光伏發(fā)電和熱利用的成本；能量密度相對較低，受自然條件限制較大；儲能技術(shù)有待完善，以解決太陽能間歇性和不穩(wěn)定性的問題。然而，太陽能利用技術(shù)也面臨著眾多機遇。技術(shù)創(chuàng)新