2025年大學(xué)新能源發(fā)電工程（太陽(yáng)能利用）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）以下每題均有四個(gè)選項(xiàng)，其中只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在答題卡相應(yīng)位置。（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)認(rèn)真審題后作答）1.太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池的工作原理是基于（）。A.光生伏特效應(yīng)B.熱電效應(yīng)C.電磁感應(yīng)原理D.霍爾效應(yīng)2.單晶硅光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率通常在（）左右。A.10%-15%B.15%-20%C.20%-25%D.25%-30%3.太陽(yáng)能熱利用中，集熱器的主要作用是（）。A.吸收太陽(yáng)能并轉(zhuǎn)化為電能B.吸收太陽(yáng)能并轉(zhuǎn)化為熱能C.儲(chǔ)存太陽(yáng)能D.反射太陽(yáng)能4.以下哪種太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)屬于低溫系統(tǒng)（）。A.太陽(yáng)能熱水器B.太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)C.太陽(yáng)能制冷系統(tǒng)D.太陽(yáng)能工業(yè)加熱系統(tǒng)5.在太陽(yáng)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.提高光伏電池的發(fā)電效率D.儲(chǔ)存電能6.太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）技術(shù)的目的是（）。A.提高光伏電池的發(fā)電效率B.降低系統(tǒng)成本C.延長(zhǎng)光伏電池壽命D.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性7.太陽(yáng)能熱利用中，常用的集熱工質(zhì)不包括（）。A.水B.導(dǎo)熱油C.氟利昂D.空氣8.太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏組件的串聯(lián)目的是（）。A.提高輸出電壓B.提高輸出電流C.降低成本D.提高系統(tǒng)效率9.以下哪種太陽(yáng)能熱利用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)較高的溫度（）。A.平板集熱器B.真空管集熱器C.碟式聚光集熱器D.槽式聚光集熱器10.太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率受多種因素影響，以下因素中影響最大的是（）。A.光照強(qiáng)度B.溫度C.風(fēng)速D.濕度第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分）請(qǐng)?jiān)跈M線(xiàn)上填寫(xiě)合適的內(nèi)容。（總共10空，每空2分）1.太陽(yáng)能是一種______、______、______的可再生能源。2.太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由______、______、______、______等部分組成。3.太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)按照集熱溫度可分為_(kāi)_____、______、______系統(tǒng)。4.太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)主要包括______、______、______、______等。三、簡(jiǎn)答題（共20分）簡(jiǎn)要回答以下問(wèn)題。（總共4題，每題5分）1.簡(jiǎn)述光伏電池的工作原理。2.太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)中，集熱器的選型需要考慮哪些因素？3.說(shuō)明太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）技術(shù)的工作原理。4.太陽(yáng)能熱發(fā)電與太陽(yáng)能光伏發(fā)電相比，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？四、材料分析題（共15分）閱讀以下材料，回答問(wèn)題。材料：某太陽(yáng)能光伏發(fā)電站采用了多晶硅光伏組件，其額定功率為250W，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下（光照強(qiáng)度1000W/m2，溫度25°C），光伏組件的輸出功率為250W。該電站安裝了最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）控制器，在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)光照強(qiáng)度為800W/m2，溫度為35°C時(shí)，光伏組件的輸出功率為180W，經(jīng)過(guò)MPPT控制器調(diào)節(jié)后，系統(tǒng)輸出功率達(dá)到了200W。問(wèn)題：1.計(jì)算該光伏組件在實(shí)際運(yùn)行條件下的光電轉(zhuǎn)換效率降低了多少？（5分）2.分析MPPT控制器對(duì)提高系統(tǒng)發(fā)電效率的作用。（5分）3.若該電站每天光照時(shí)間為8小時(shí)，按照上述實(shí)際運(yùn)行條件，計(jì)算該電站一天的發(fā)電量。（5分）五、綜合應(yīng)用題（共15分）某地區(qū)計(jì)劃建設(shè)一個(gè)太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)用于居民生活熱水供應(yīng)。已知該地區(qū)年平均日照時(shí)數(shù)為2000小時(shí)，太陽(yáng)輻射總量為5000MJ/m2。居民每戶(hù)每天需要熱水量為150L，熱水溫度從20°C升高到60°C。問(wèn)題：1.計(jì)算每戶(hù)居民每天所需的熱量。（5分）2.若選用平板集熱器，集熱器效率為50%，計(jì)算需要多大面積的集熱器才能滿(mǎn)足每戶(hù)居民的熱水需求。（5分）3.分析該太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)在該地區(qū)應(yīng)用的可行性及可能面臨的問(wèn)題。（5分）答案：一、選擇題1.A2.B3.B4.A5.A6.A7.C8.A9.C10.A二、填空題1.清潔、可再生、分布廣泛2.光伏組件、逆變器、控制器、蓄電池3.低溫、中溫、高溫4.塔式、槽式、碟式、線(xiàn)性菲涅爾式三、簡(jiǎn)答題1.光伏電池基于光生伏特效應(yīng)，當(dāng)太陽(yáng)光照射到光伏電池上時(shí)，電池中的半導(dǎo)體材料吸收光子能量，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。在電池內(nèi)部電場(chǎng)作用下，電子和空穴分離，形成電勢(shì)差，從而產(chǎn)生直流電。2.需考慮集熱效率、溫度范圍、安裝空間、成本、耐久性、與系統(tǒng)匹配性等因素。3.MPPT技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏電池的輸出功率和電壓，自動(dòng)調(diào)整工作點(diǎn)，使其始終運(yùn)行在最大功率點(diǎn)附近，從而提高發(fā)電效率。4.太陽(yáng)能熱發(fā)電優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)較高溫度，儲(chǔ)能相對(duì)容易；缺點(diǎn)：成本高，系統(tǒng)復(fù)雜。太陽(yáng)能光伏發(fā)電優(yōu)點(diǎn)：無(wú)污染，維護(hù)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：受天氣影響大，能量密度低。四、材料分析題1.標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下光電轉(zhuǎn)換效率：250÷（1000×組件面積），實(shí)際運(yùn)行條件下光電轉(zhuǎn)換效率：180÷（800×組件面積），降低值為（250÷1000-180÷800）×100%=6.25%。2.MPPT控制器通過(guò)調(diào)節(jié)使系統(tǒng)工作在最大功率點(diǎn)附近，提高了輸出功率，從而提高了發(fā)電效率。3.一天發(fā)電量：200W×8h=1600Wh=1.6度。五、綜合應(yīng)用題1.Q=cmΔt=4.2×103J/（kg·°C）×150kg×（60°C-20°C）=2.52×10^7J。2.每天所需太陽(yáng)能：Q總=Q÷50%=5.04×