南京工業(yè)大學(xué)《工程熱力學(xué)與節(jié)能技術(shù)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁南京工業(yè)大學(xué)《工程熱力學(xué)與節(jié)能技術(shù)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、當(dāng)研究新能源技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用時，如需求響應(yīng)、分布式能源管理和智能電表等，需要實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化運(yùn)行和優(yōu)化。在這些應(yīng)用中，以下哪個技術(shù)的突破對于提高電網(wǎng)的靈活性和適應(yīng)性最為關(guān)鍵？（）A.高性能的通信和控制技術(shù)B.先進(jìn)的電力電子技術(shù)C.大數(shù)據(jù)分析和人工智能應(yīng)用D.以上技術(shù)都至關(guān)重要2、在新能源的分布式發(fā)電系統(tǒng)中，微電網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)本地能源的優(yōu)化管理和控制。微電網(wǎng)包括分布式電源、儲能裝置、負(fù)荷和控制系統(tǒng)等組成部分。對于一個孤立運(yùn)行的微電網(wǎng)，如果要保證其在不同工況下的穩(wěn)定供電，以下哪個控制策略是最為關(guān)鍵的？（）A.基于功率平衡的控制B.基于電壓頻率的控制C.基于優(yōu)化算法的控制D.基于預(yù)測模型的控制3、在新能源技術(shù)的可靠性評估中，需要考慮設(shè)備故障概率、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和應(yīng)對極端環(huán)境的能力等因素。對于一個海上風(fēng)電場，以下哪個因素對于其可靠性評估是最為重要的？（）A.風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)在海洋環(huán)境中的耐久性B.海底電纜的故障風(fēng)險C.海上氣象條件對風(fēng)機(jī)運(yùn)行的影響D.以上因素都同等重要4、政策支持對于新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。以下關(guān)于新能源政策的描述，不正確的是（）A.政府通過制定補(bǔ)貼政策、稅收優(yōu)惠政策、價格政策等，鼓勵新能源的開發(fā)和利用B.新能源政策可以引導(dǎo)社會資本投向新能源領(lǐng)域，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展C.政策的穩(wěn)定性和連續(xù)性對于新能源企業(yè)的長期規(guī)劃和投資決策非常重要D.政府對新能源產(chǎn)業(yè)的政策支持是無條件的，不需要考慮產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際情況和市場機(jī)制5、新能源汽車的發(fā)展對于減少傳統(tǒng)燃油汽車的尾氣排放和能源消耗具有重要意義。純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車是目前新能源汽車的主要類型。在城市通勤場景中，對于一位消費(fèi)者來說，如果主要關(guān)注車輛的使用成本和續(xù)航里程，以下哪種新能源汽車類型可能是最合適的選擇？（）A.純電動汽車B.混合動力汽車C.燃料電池汽車D.以上都不合適6、當(dāng)探討新能源技術(shù)在太空探索中的應(yīng)用時，如衛(wèi)星的能源供應(yīng)、月球基地的能源保障等，需要考慮太空環(huán)境的極端條件和特殊要求。在這些應(yīng)用中，以下哪種新能源技術(shù)具有最大的發(fā)展?jié)摿?？（）A.空間太陽能電站B.核能源技術(shù)C.高效的燃料電池技術(shù)D.以上技術(shù)都有潛力7、對于新能源汽車的發(fā)展，電池技術(shù)是關(guān)鍵因素之一。目前市場上有多種不同類型的電動汽車電池技術(shù)。假設(shè)一位消費(fèi)者在選擇購買新能源汽車時，最關(guān)注車輛的續(xù)航里程和充電時間。以下哪種電池技術(shù)可能最符合他的需求？（）A.磷酸鐵鋰電池，安全性高，成本較低，但能量密度相對較低B.三元鋰電池，能量密度高，但成本較高，且在高溫下安全性略遜一籌C.鎳氫電池，成熟可靠，但能量密度和充放電性能不如鋰電池D.固態(tài)電池，具有高能量密度和安全性的潛力，但目前尚處于研發(fā)階段，成本高昂8、新能源的并網(wǎng)技術(shù)對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和高效利用至關(guān)重要。以下關(guān)于新能源并網(wǎng)的描述，不正確的是：（）A.新能源發(fā)電的間歇性和波動性會對電網(wǎng)的頻率和電壓穩(wěn)定造成影響，需要采用相應(yīng)的控制策略和儲能裝置來平衡B.智能電網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)新能源與傳統(tǒng)能源的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度，提高電力系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性C.新能源并網(wǎng)需要解決電網(wǎng)的接入標(biāo)準(zhǔn)、繼電保護(hù)和電能質(zhì)量等問題，以確保電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行D.新能源的大規(guī)模并網(wǎng)不會對現(xiàn)有電網(wǎng)的架構(gòu)和運(yùn)行方式產(chǎn)生任何影響，可以直接接入而無需進(jìn)行改造9、新能源在全球范圍內(nèi)的分布并不均衡。以下關(guān)于新能源分布的描述，不正確的是（）A.太陽能資源在赤道附近和高海拔地區(qū)較為豐富，如非洲、南美洲和我國西部地區(qū)B.風(fēng)能資源主要分布在沿海地區(qū)和開闊的平原地區(qū)，如北歐、美國中部和我國東部沿海地區(qū)C.水能資源主要集中在河流落差大、水量豐富的地區(qū)，如南美洲的亞馬遜河流域和我國的西南地區(qū)D.新能源的分布是固定不變的，不會隨著技術(shù)進(jìn)步和環(huán)境變化而發(fā)生改變10、新能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來越受到關(guān)注。以下關(guān)于新能源建筑的描述，不正確的是（）A.太陽能光伏建筑一體化可以將太陽能電池板與建筑外觀相結(jié)合，實現(xiàn)發(fā)電和美觀的雙重效果B.地源熱泵系統(tǒng)可以利用地下熱能為建筑物供暖和制冷，節(jié)能效果顯著C.新能源建筑的建設(shè)成本較高，但其運(yùn)行成本較低，長期來看具有較好的經(jīng)濟(jì)效益D.新能源建筑的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，不存在任何技術(shù)和市場障礙11、在新能源儲能技術(shù)的研究中，除了提高性能和降低成本外，安全性也是一個重要考量因素。假設(shè)一種新型的儲能技術(shù)正在研發(fā)中，以下哪種特性對于保障其安全性最為關(guān)鍵？（）A.過充過放保護(hù)機(jī)制，防止電池過度充電和放電B.熱管理系統(tǒng)，有效控制電池工作溫度，防止過熱C.短路保護(hù)功能，在發(fā)生短路時迅速切斷電路D.電池材料的穩(wěn)定性和化學(xué)惰性，降低發(fā)生危險反應(yīng)的可能性12、關(guān)于新能源技術(shù)中的能源效率提升措施，以下哪一項闡述是最深入的？（）A.提升新能源技術(shù)的能源效率涉及多個方面，包括優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計、采用高效的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、改善能源管理策略等。在太陽能系統(tǒng)中，通過精確跟蹤太陽位置和優(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)計更符合空氣動力學(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，利用智能監(jiān)測和控制系統(tǒng)實現(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，無需進(jìn)一步提升13、新能源技術(shù)的發(fā)展離不開材料科學(xué)的支持。在研發(fā)新型高效的太陽能電池材料時，以下哪種材料特性對于提高電池性能最為關(guān)鍵？（）A.高的載流子遷移率，促進(jìn)電荷傳輸B.寬的能帶隙，吸收更多的太陽光C.良好的穩(wěn)定性和耐候性，延長使用壽命D.低的制備成本，便于大規(guī)模生產(chǎn)14、在新能源技術(shù)中，有關(guān)氫能源的存儲和運(yùn)輸方式，以下哪一種描述是最全面的？（）A.氫能源的存儲方式包括高壓氣態(tài)存儲、低溫液態(tài)存儲和固態(tài)材料存儲。高壓氣態(tài)存儲成本較低，但存儲密度有限；低溫液態(tài)存儲能提高存儲密度，但能耗高且需要良好的絕熱措施；固態(tài)材料存儲具有較高的安全性和潛在的高存儲密度，但仍處于研究階段。運(yùn)輸方面，管道運(yùn)輸適合大規(guī)模、長距離輸送，但建設(shè)成本高；液氫槽車運(yùn)輸適用于中小規(guī)模運(yùn)輸，但存在蒸發(fā)損失B.氫能源的存儲和運(yùn)輸問題無法解決，限制了其大規(guī)模應(yīng)用C.氫能源的存儲和運(yùn)輸只需要采用一種方式即可，不需要多種方式結(jié)合D.氫能源的存儲和運(yùn)輸方式簡單，不存在技術(shù)難題15、生物質(zhì)能作為一種可再生能源，具有廣泛的來源和應(yīng)用前景。在生物質(zhì)能的利用中，以下說法不正確的是：（）A.生物質(zhì)發(fā)電可以通過直接燃燒生物質(zhì)、氣化或沼氣發(fā)酵等方式實現(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，但在低溫下流動性更好C.生物質(zhì)能的利用過程中不會產(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)域使用二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入研究新能源技術(shù)在清潔和保潔服務(wù)中的應(yīng)用和效益。分析新能源在清潔車輛、保潔設(shè)備中的能源驅(qū)動方式，以及如何提高清潔服務(wù)的效率和降低環(huán)境影響。2、（本題5分）全面論述新能源在交通基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用，如高速公路的太陽能路燈、橋梁的風(fēng)能發(fā)電裝置等。分析這些應(yīng)用對交通基礎(chǔ)設(shè)施的能源自給和節(jié)能減排的貢獻(xiàn)，以及在實施過程中的技術(shù)要求和維護(hù)管理要點。3、（本題5分）深入探討新能源技術(shù)在儀器儀表行業(yè)的應(yīng)用和精準(zhǔn)能源管理。分析儀器儀表的運(yùn)行和制造過程中的能源需求和精度要求，闡述新能源技術(shù)（如微能源采集、低功耗新能源供電）如何實現(xiàn)儀器儀表的精準(zhǔn)能源管理和可持續(xù)運(yùn)行，研究相關(guān)技術(shù)在該行業(yè)應(yīng)用的技術(shù)突破和應(yīng)用案例。4、（本題5分）詳細(xì)闡述新能源在邊境地區(qū)和特殊地理環(huán)境中的應(yīng)用，如高原、海島等地區(qū)的新能源供電和能源保障。分析這些地區(qū)的能源需求特點和新能源應(yīng)用的適應(yīng)性，以及面臨的技術(shù)和運(yùn)維難題。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一輛新能源卡車搭載了一組容量為200kWh的鋰離子電池，電池的能量密度為200Wh/kg，車輛百公里耗電量為60kWh。計算電池組的重量。若電池的充放電效率為90%，使用快充充電樁（充電功率為120kW）將電池充滿需要多長時間？如果該車每天行駛300公里，電費(fèi)為1.5元/度，計算每天的電費(fèi)支出。2、（本題5分）一家工廠計劃安裝一套屋頂太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，屋頂面積為5000m2，光伏電池板的安裝密度為100W/m2，年日照時間為1600小時，系統(tǒng)效率為75%。計算該系統(tǒng)的年發(fā)電量。如果工廠的年用電量為800000kWh，計算光伏發(fā)電能夠滿足的比例。3、（本題5分）一座風(fēng)力發(fā)電場安裝了50臺單機(jī)容量為2兆瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。該地區(qū)年平均風(fēng)速為7米/秒，風(fēng)機(jī)的利用系數(shù)為0.4，年運(yùn)行小時數(shù)為2500小時。計算該風(fēng)力發(fā)電場的年發(fā)電量。如果每度電的上網(wǎng)價格為0.5元，計算該電場的年發(fā)電收入。同時，假設(shè)該電場的建設(shè)成本為5億元，設(shè)備維護(hù)成本每年為2000萬元，計算多少年能夠收回成本？4、（本題5分）某生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，每小時消耗生物質(zhì)原料2噸，生物質(zhì)的氣化效率為70%，燃?xì)鉄嶂禐?MJ/m3，發(fā)電效率為30%。計算該系統(tǒng)的發(fā)電功率。如果生物質(zhì)原料價格為400元/噸，上網(wǎng)電價為0.5元/度，計算每小時的發(fā)電收益和原料成本，判斷該系統(tǒng)是否盈利。5、（本題5分）一座50MW的風(fēng)電場，采用直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，每臺風(fēng)機(jī)容量為2.5MW，葉輪直徑為120m。該地區(qū)年平均風(fēng)速為7m/s，空氣密度為1.2kg/m3，風(fēng)機(jī)的功率系數(shù)為0.45。計算需要多少臺風(fēng)機(jī)，并估算風(fēng)電場的年發(fā)電量。假設(shè)風(fēng)機(jī)的可用率為90%，尾流損失系數(shù)為7%，計算實際年發(fā)電量。四、綜合題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）新能源技術(shù)的發(fā)展帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的升級和轉(zhuǎn)型。請深入研究新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成，包括上游原材料供應(yīng)（如鋰礦、鈷礦）、中游零部件制造（如電池、電機(jī)、電控）和下游整車生產(chǎn)與銷售。分析新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展對傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的沖擊和影響，以及傳統(tǒng)汽車企業(yè)的轉(zhuǎn)型策略。探討如何通過產(chǎn)業(yè)政策和創(chuàng)新驅(qū)動，促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展和優(yōu)化升級。2、（本題10分）新能源的發(fā)展帶動了相關(guān)材料和零部件產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新。請詳細(xì)論述新能源領(lǐng)域中關(guān)鍵材料（如光伏材料、鋰電池材料、儲氫材料）和零部件（如逆變器、控制器、傳感器）的技術(shù)進(jìn)展和市場需求。分析材料和零部件創(chuàng)新對新能源系統(tǒng)性能提升、成本降低和可靠性提高的作用，研究如何加強(qiáng)材料研發(fā)、產(chǎn)業(yè)協(xié)同和質(zhì)量控制來推動新能源相關(guān)材料和零部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提升我國新能源產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。3、（本題10分）論述新能源在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，如太陽能熱水器、光伏建筑一體化（BIPV）、地源熱泵系統(tǒng)等。分析這些技術(shù)的工作原理、節(jié)能