上海大學《能源與動力測試技術》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《能源與動力測試技術》2023-2024學年第一學期期末試卷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2分，共30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、當探討地熱能的利用時，需要考慮地熱資源的分布、開采技術和地熱系統(tǒng)的可持續(xù)性等問題。對于一個中深層地熱能開發(fā)項目，要提高地熱能源的提取效率并延長地熱田的使用壽命，以下哪種措施是最為關鍵的？（）A.優(yōu)化地熱井的鉆探和完井技術B.采用先進的地熱流體回灌技術C.發(fā)展高效的地熱換熱器和發(fā)電設備D.加強地熱資源的監(jiān)測和管理2、新能源在農業(yè)領域的應用具有廣闊的前景，如太陽能灌溉、生物質肥料和風光互補的農業(yè)設施等。在一個大型農業(yè)基地，如果要實現(xiàn)能源的自給自足并提高農業(yè)生產效率，以下哪種新能源應用方案是最為綜合有效的？（）A.安裝太陽能灌溉系統(tǒng)和生物質發(fā)電設備B.建設風光互補的溫室大棚和沼氣池C.利用地熱能進行溫室供暖和農產品干燥D.以上方案結合使用3、生物質能作為一種可再生能源，具有多種利用方式。以下關于生物質能利用的說法，不正確的是（）A.生物質發(fā)電可以通過直接燃燒生物質、氣化或沼氣發(fā)酵等方式將生物質中的化學能轉化為電能，為電網提供清潔電力B.生物質燃料（如生物柴油、乙醇）可以替代傳統(tǒng)的石油燃料，用于交通運輸領域，減少對化石能源的依賴和溫室氣體排放C.生物質能的利用過程中通常會產生一些污染物，如二氧化碳、氮氧化物和顆粒物等，但其排放量遠遠低于傳統(tǒng)的化石能源燃燒D.生物質能的來源非常廣泛，包括農作物秸稈、林業(yè)廢棄物、城市生活垃圾等，但由于收集和運輸成本較高，目前其大規(guī)模利用仍面臨一定困難4、對于新能源在農業(yè)領域的應用，如太陽能驅動的灌溉系統(tǒng)和生物質能的利用，以下哪種應用方式在提高農業(yè)生產效率和可持續(xù)性方面具有最大潛力？（）A.安裝大規(guī)模的太陽能光伏板，為整個農場提供電力和驅動灌溉系統(tǒng)B.利用農業(yè)廢棄物進行生物質能發(fā)電，為農場提供部分能源C.結合太陽能和生物質能，實現(xiàn)能源的多元化供應和綜合利用D.引入智能能源管理系統(tǒng)，根據農作物生長需求優(yōu)化能源分配5、假設我們正在探討新能源技術在極地地區(qū)的應用，如極地科考站的能源供應、冰層下資源開發(fā)的能源保障等。對于極地特殊環(huán)境下的新能源利用，以下哪個技術難題是最為關鍵的？（）A.低溫環(huán)境下設備的性能和可靠性B.能源的長距離傳輸和存儲C.對極地生態(tài)環(huán)境的最小影響D.以上難題都需要重點解決6、在新能源技術的人才培養(yǎng)中，需要涵蓋工程技術、管理和政策等多個領域。為了滿足新能源行業(yè)快速發(fā)展的人才需求，以下哪種人才培養(yǎng)模式是最為有效的？（）A.跨學科的綜合性培養(yǎng)B.產學研結合的實踐培養(yǎng)C.國際化的合作培養(yǎng)D.以上模式的有機結合7、關于新能源技術中的能源存儲系統(tǒng)，以下對于其重要性和類型的描述，哪一種是準確的？（）A.能源存儲系統(tǒng)在新能源技術中至關重要，它可以解決新能源發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性問題，提高能源供應的可靠性和質量。常見的能源存儲系統(tǒng)包括電池儲能（如鋰電池、鉛酸電池）、超級電容器儲能、飛輪儲能、抽水蓄能等。不同的儲能技術具有不同的特點和適用場景，如電池儲能適用于小規(guī)模、短時間的儲能需求，抽水蓄能適用于大規(guī)模、長時間的儲能需求B.能源存儲系統(tǒng)不重要，對新能源技術沒有影響C.能源存儲系統(tǒng)只有電池儲能一種，其他類型都不實用D.能源存儲系統(tǒng)技術復雜，成本高，無法大規(guī)模應用8、新能源技術的發(fā)展也促進了相關產業(yè)的升級和轉型，如新能源裝備制造業(yè)、能源服務行業(yè)等。在一個傳統(tǒng)的制造業(yè)企業(yè)，如果要向新能源裝備制造領域轉型，以下哪個方面的能力建設是最為迫切的？（）A.技術研發(fā)能力B.生產制造能力C.市場營銷能力D.供應鏈管理能力9、在新能源的國際競爭中，以下關于各國競爭優(yōu)勢的描述，不準確的是：（）A.一些國家在新能源技術研發(fā)方面具有領先優(yōu)勢，擁有大量的專利和核心技術B.部分國家憑借豐富的自然資源，如太陽能、風能資源，在新能源開發(fā)中占據有利地位C.國家的政策支持力度和市場規(guī)模是決定新能源產業(yè)競爭力的關鍵因素D.新能源國際競爭中，技術和資源優(yōu)勢是唯一的決定因素，政策和市場因素影響不大10、在探討太陽能光伏發(fā)電技術時，以下關于其工作原理和主要組成部分的描述，哪一項是準確的？（）A.太陽能光伏發(fā)電是基于光生伏特效應，將太陽光能直接轉化為電能。主要由太陽能電池板、控制器、逆變器和蓄電池組成。太陽能電池板由多個光伏電池串聯(lián)或并聯(lián)而成，將光能轉化為直流電；控制器用于控制電池板的充電和放電，保護蓄電池；逆變器將直流電轉換為交流電，以滿足家庭和工業(yè)用電需求；蓄電池用于存儲多余的電能，以備夜間或陰天使用B.太陽能光伏發(fā)電主要依靠熱能轉化為電能，其組成部分包括太陽能集熱器、蒸汽輪機和發(fā)電機。通過太陽能集熱器收集熱量產生蒸汽，驅動蒸汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電C.太陽能光伏發(fā)電的原理是電磁感應，通過磁場的變化產生電流。主要組成有磁場發(fā)生器、線圈和變壓器D.太陽能光伏發(fā)電是利用化學反應將太陽能轉化為電能，由反應容器、催化劑和電極組成11、新能源技術的應用也帶來了一些環(huán)境和社會影響。在大規(guī)模建設風力發(fā)電場時，以下哪個方面的環(huán)境和社會問題最需要在項目規(guī)劃階段進行充分評估和應對？（）A.對鳥類遷徙的影響和噪音污染B.對當?shù)鼐坝^的破壞和視覺影響C.對土地利用和農業(yè)生產的影響D.對周邊居民健康和生活質量的影響12、新能源在建筑領域的應用越來越廣泛，如太陽能光伏建筑一體化、地源熱泵系統(tǒng)和生物質供暖等。對于一座位于寒冷地區(qū)的大型公共建筑，如果要在滿足供暖需求的同時降低能源消耗和碳排放，以下哪種新能源技術的應用組合最為合適？（）A.安裝太陽能光伏板結合地源熱泵系統(tǒng)B.采用生物質供暖結合太陽能熱水器C.利用地源熱泵系統(tǒng)并配備儲能裝置D.以上三種技術同時應用13、對于新能源技術與傳統(tǒng)能源的關系，以下關于其協(xié)同發(fā)展和過渡策略的描述，不正確的是哪一項？（）A.在未來相當長的一段時間內，新能源和傳統(tǒng)能源將共存，需要通過優(yōu)化能源結構，逐步提高新能源在能源消費中的比重B.傳統(tǒng)能源在能源供應的穩(wěn)定性和經濟性方面仍然具有一定的優(yōu)勢，在新能源技術尚未完全成熟的情況下，應合理利用傳統(tǒng)能源，保障能源供應安全C.新能源技術的發(fā)展可以促進傳統(tǒng)能源產業(yè)的轉型升級，提高能源利用效率，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展D.新能源技術的發(fā)展將迅速取代傳統(tǒng)能源，傳統(tǒng)能源產業(yè)將很快被淘汰，不需要制定任何過渡策略和保障措施14、對于新能源在建筑領域的應用，以下關于其形式和效益的描述，哪一個是恰當?shù)模浚ǎ〢.新能源在建筑領域的應用包括太陽能光伏發(fā)電用于建筑供電、太陽能熱水器提供熱水、地源熱泵用于供暖和制冷等。這些應用可以降低建筑的能源消耗，減少對傳統(tǒng)能源的依賴，降低運營成本，同時減少溫室氣體排放，提高建筑的環(huán)保性能和可持續(xù)性。但初期投資可能較高，需要綜合考慮長期效益B.新能源在建筑領域的應用只有太陽能光伏發(fā)電，效益不明顯，投資回報率低C.新能源在建筑領域應用復雜，成本高，沒有任何效益D.新能源在建筑領域的應用會破壞建筑結構，不建議推廣15、在新能源與傳統(tǒng)能源的競爭中，成本是一個關鍵因素。假設一個地區(qū)正在考慮逐步用新能源替代傳統(tǒng)能源，以下哪種情況最有可能促使新能源在成本上具有競爭力？（）A.傳統(tǒng)能源價格大幅上漲，而新能源技術不斷進步，成本逐漸降低B.政府出臺嚴格的環(huán)保法規(guī)，對傳統(tǒng)能源企業(yè)征收高額稅費C.新能源的規(guī)模效應顯現(xiàn)，產業(yè)鏈不斷完善，降低了生產成本D.以上三種情況同時發(fā)生，共同推動新能源在成本上占據優(yōu)勢二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細闡述新能源技術的發(fā)展對全球能源格局和經濟發(fā)展的影響。分析新能源在能源市場中的份額變化趨勢，以及對傳統(tǒng)能源產業(yè)的沖擊和轉型需求，探討新能源發(fā)展帶來的新的經濟增長點和就業(yè)機會。2、（本題5分）深入探討新能源技術在垃圾處理和回收中的應用和創(chuàng)新模式。分析垃圾處理和回收過程中的能源需求和潛在能源回收途徑，闡述新能源技術（如生物質能轉化、垃圾焚燒發(fā)電）如何實現(xiàn)垃圾的無害化處理和能源回收利用，探討創(chuàng)新的垃圾處理和新能源結合的商業(yè)模式和政策支持。3、（本題5分）詳細論述新能源汽車充電基礎設施的建設和發(fā)展策略。分析不同類型的充電設施（如快充樁、慢充樁、換電站）的特點和適用場景，探討充電基礎設施在布局規(guī)劃、建設運營、互聯(lián)互通等方面存在的問題和解決方案，以及政府和企業(yè)在推動充電基礎設施發(fā)展中的責任和合作模式。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個氫燃料電池汽車加氫站，每天需要供應100輛氫燃料電池汽車，每輛車的儲氫量為5千克，氫氣的能量密度為140兆焦/千克，車輛的平均能耗為1兆焦/千米。假設加氫站的氫氣儲存壓力為70兆帕，儲氫罐的容積為20立方米，氫氣在該壓力下的密度為38千克/立方米。計算加氫站需要配備多少個儲氫罐才能滿足一天的需求？同時，如果制氫成本為20元/千克，計算一天的氫氣供應成本。2、（本題5分）某潮汐能發(fā)電站，海灣平均潮差為5米，水庫面積為100萬平方米。假設潮汐能發(fā)電效率為20%，每天漲潮和落潮各兩次，計算該電站的日平均發(fā)電功率。如果電站建設成本為5億元，設備折舊年限為30年，運維成本每年為600萬元，上網電價為0.6元/度，計算該電站的投資回收期。3、（本題5分）某新能源汽車采用超級電容和鋰電池的混合儲能系統(tǒng)。超級電容容量10法拉，工作電壓2.7伏；鋰電池容量100安時，工作電壓3.7伏。車輛驅動電機功率50千瓦，工作電壓300伏。假設超級電容和鋰電池通過DC/DC變換器并聯(lián)，變換器效率90%，計算儲能系統(tǒng)能夠提供車輛行駛的最長時間。如果要使行駛時間延長50%，需要增加多少超級電容容量？4、（本題5分）某新能源汽車搭載一塊容量為70kWh的鋰離子電池，續(xù)航里程為550km。電池放電深度為85%，計算百公里電耗。若充電功率為7kW，使用交流慢充充滿電需要多長時間？5、（本題5分）某風電場安裝了25臺2.5MW的風力發(fā)電機組，輪轂高度為90米，風速頻率分布符合威布爾分布，形狀參數(shù)為2.2，尺度參數(shù)為7m/s。風機的切入風速為3.5m/s，切出風速為22m/s，額定風速為11m/s。計算該風電場的年等效滿負荷小時數(shù)。假設風電場的上網電價為0.58元/度，計算年發(fā)電收入。考慮風電場的建設成本為10億元，運維成本每年3000萬元，設備折舊年限20年，計算風電場的投資回收期。四、綜合題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）從能源、環(huán)境和經濟的多維度視角，綜合論述生物質能的綜合利用模式。涵蓋生物質發(fā)電、生物燃料生產、生物質廢棄物處理等方面，分析其產業(yè)鏈的構成、市場現(xiàn)狀和發(fā)展?jié)摿?。同時研究相關政策對生物質能產業(yè)的推動作用以及面臨的制約因素。2、（本題10分）深入探討新能源技術在體育場館中的應用，如太陽能光伏發(fā)電為場館供電、地源熱泵系統(tǒng)提供空調和熱水以及新能源照明系統(tǒng)。分析新能源技術在降低體育場館運營