新能源概论复习

新能源概论复习题

一填空题（40分）

1二次能源是人们由__一次能源__转换成符合人们使用要求的能量形式。

2一次次能源，又叫做__ 自然能源__。它是自然界中以_二次能源__形态存在的能源，是直接来自自然界而末经人们加工转换的能源。

3按照能源的生成方式可分为____一次能源____和___二次能源____。

4我国的能源消耗仍以__煤炭__为主。

5随着科学技术的发展和社会的观代化，在整个能源消费系统中，__二次_次能源所占的比重将增大。

6煤炭、石油、天然气、水能、太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能等都是__一__次能源；电能、汽油、柴油、焦炭、煤气、蒸汽、氢能等都是__二__次能源。

7 ___能源___是国民经济发展和人民生话所必需的重要物质基础。

8从能量转换的角度来看．风力发电机组包括两大部分；一部分是风力机，由它将___风能___转换为__机械能__；另一部分是发电机，由它将__机械能__转换为__电能_ 。

9典型的大型风力发电机组通常主要由_ 叶轮_、__传动系统__、__发电机__、调向机构及控制系统等几大部分组成。

10目前能为人类开发利用的地热能源，主要是__地热蒸汽__和__地热水__两大类资源，人类对这两类资源已有较多的应用。

11地热能的利用可分为__直接利用__和__地热发电__两大方面。

12潮汐能是指海水涨潮和落潮形成的水的__动能__和__势能__。

13通常，我们把地热资源根据其在地下热储中存在的个同形式，分为__蒸汽型__、___热水型__、__地压型__、干热岩到资源和岩浆型资源等几类。

14 __波浪能_是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。

15生物质能的利用主要有__直接燃烧__、___热化学转换___和__ 生物化学转换三种途径。

16 __生物质能___作为与太阳能、风能并列的可再生能源之一，受到国际上广泛的重视。

17煤炭、石油、天然气、水能和核裂变能等是___常规___能源；大阳能、风能、地热能、海洋能及核聚变能等是___新___能源。

18从根本上说，生物质能来源于___太阳能____，是取之不尽的可再生能源和最有希望的“绿色能源”。

19风力发电机组是实现由___风能___到__电能___转换的关键设备。

20单晶硅太阳能电池组件的生产流程：(高纯硅材料)硅棒(硅片)(太阳电池)太阳电池组件；

多晶硅太阳能电池组件的生产流程：(高纯硅材料)硅碇(硅块)硅片太阳电池太阳电池组件。

21太阳电池组件为了获得更高的工作电压，可以把组件(串联)起来，为了获得更大的输出电流，可以将组件(并联)使用。

22在一定条件下，串联的组件中被遮挡的组件容易产生（热斑效应），会严重破坏电池组件；通过设计（旁路二极管）可有效避免热斑效应对组件的负面影响。23逆变器的主要指标是可靠性和效率；逆变器的主要功能是将直流电转换为交流电。

24太阳能光伏发电系统中，没有与公用电网相连接的光伏系统称为___离网___太阳能光伏发电系统；与公共电网相连接的光伏系统称为___并网___太阳能光伏发电系统。

25独立运行的光伏发电系统中，根据系统中用电负载的特点，可分为直流系统，__交流系统____系统，_直交流混合_____系统。

26在足够能量的光照射太阳电池表面时，在P-N结内建电场的作用下，N区的___空穴___向P区运动，P区的___电子___向N区运动。

27在太阳电池电学性能参数中，其开路电压__大于____（填大于或小于）工作电压，工作电流___小于___（填大于或小于）短路电流。

28根据光伏发电系统使用的要求，可将蓄电池串并联成蓄电池组，蓄电池组主要有三种运行方式，分别为___循环充放电制___、定期浮充制、__连续浮充制____。

29电解池是电解制氢过程的主要装置，决定电解能耗技术指标的电解电压和决定制氢量的电流密度是电解池的两个重要指标。

30海洋能是指蕴藏在海洋中的____可再生能源__ _，海洋中的自然能源主要为潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和海水盐差能。

31一枚电池片的输出电压为0.5V左右，输出功率为2W左右。实际使用时电压需要满足十几伏到几百伏，需要将大量电池片连接起来。

32太阳电池组件为了获得更高的工作电压，可以把组件串联起来，为了获得更大的输出电流，可以将组件并联使用。

33可燃冰的主要成分是甲烷和水分子。

34太阳能光伏系统的安装包括太阳电池阵列的安装、电气设备的安装、配线及接地等。

35在Si中参入3价元素就形成P型半导体，其多数载流子是空穴，少数载流子是电子。

36光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应，前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应；后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。

37潮汐电站按照运行方式及设备要求的不同，可以分为3类，分别为单库单向型、单库双向型和双库单向型。

38潮汐能是指海水涨潮和落潮形成的水的___动能___和___势能___。

39太阳能光伏发电系统最核心的器件是___太阳能电池__。

40太阳能光伏发电系统中，太阳电池组件表面被污物遮盖，会影响整个太阳电池方阵所发出的电力，从而产生热斑效应。

41太阳电池最大输出功率与太阳光入射功率的比值称为__转换效率__。

42太阳能光伏系统的检查可分系统安装完成时的检查、日常检查及定期检查三种。

二名词解释(每题4分，共20分)

1光生伏特效应

当光照射到pn结上时，产生电子一空穴对，在半导体内部结附近生成的载流子

没有被复合而到达空间电荷区，受内建电场的吸引，电子流入n区，空穴流入p 区，结果使n区储存了过剩的电子，p区有过剩的空穴。它们在pn结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使p 区带正电，N区带负电，在N区和P区之间的薄层就产生电动势，这就是光生伏特效应。

2太阳电池的分光感度特性

太阳电池在将光能变成电能的过程中，由于转换装置的材料不同，其所转换的能量也不同，对应不同光的感度特性也不同。太阳电池对于不同光的波长的响应特性称为分光感度特性。

3太阳常数

太阳常数是指平均日地距离时，在地球大气层上界垂直于太阳辐射时的单位面积上所接受的太阳辐射能。

4生物质气化

以生物质为原料，以氧气、水蒸气或氢气等作为气化剂，在高温条件下通过热化学反应将生物质中可以燃烧的部分转化为可燃气的过程。

5太阳电池短路电流Isc

太阳电池短路电流Isc 是电池正负极短接流过正负极之间的电流。太阳电池的短路电流等于其光生电流。

6太阳辐射强度

表示太阳辐射强弱的物理量，称为太阳辐射强度，也即在单位时间内垂直投射到单位面积上的太阳辐射能量。

7风能密度

垂直穿过单位截面的流动的空气所具有的动能。

8太阳电池的转换效率

太阳电池的转换效率表示在外电路连接最佳负载电阻时，得到的最大能量转换效率。即电池的最大功率输出与入射功率之比。

三、简答题（每题5分，共20分）

1.太阳能光伏发电系统要求光伏控制器有哪些基本功能？

光伏控制器应具有以下基本功能： a) 防止蓄电池过充 b) 防止蓄电池过放 c) 提供负载控制的功能 d) 光伏控制器工作状态信息显示 e) 防雷功能 f) 防反接功能

2.独立太阳能光伏系统由哪几部分构成？各组成部分的主要功能是什么？

独立光伏发电系统主要由太阳电池方阵、储能装置（蓄电池组）、直流-交流逆变装置、控制设备与连接装置等组成。

太阳能光伏发电的最核心的器件是太阳电池，太阳电池方阵主要将太阳能转成电能。

蓄电池组的作用是贮存太阳电池方阵受光照时所发出的电能并能随时向负载供电。

逆变器是将直流电转变成交流电的一种设备。

系统中的控制设备通常应具有以下功能： 号检测，蓄电池的充放电控制?其他设备保护。

连接装置是将太阳能光伏发电系统中的各部分进行电气或机械连接的部件，使之成为一个整体。

3．燃料电池的优点有哪些？

燃料电池的优点主要有：①燃料电池在发电过程中产生的水，用水量很少，而常规电厂是耗水大户。②燃料电池本体结构简单、紧凑，模块化组装，占地面积很少。③燃料电池安装、调试、运行、操作都比较简单，因此建设工期短，且易于检修、维护和扩容。④燃料电池对负荷变化的适应能力很强。

4．请简述太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求。

蓄电池的功能是储存太阳能电池方阵受光照时发出电能并可随着向负载供电。太阳能光伏发电系统对蓄电池的基本要求：①自放电率低；②使用寿命长；③深放电能力强；④充电效率高；⑤少维护或免维护；⑥工作温度范围宽；⑦价格低廉。5．简述燃料电池发电的原理。

在能量水平高的氢与氧结合产生水时，首先氢气放出电子具有正电荷；同时，氧气从氢气中得到电子具有负电荷，两者结合成为中性的水。在氢气和氧气进行化学反应中，发生了电子的转移，把电子的转移取出，加到外部连接的负载上面，实现了对负载供电，这种结构即为燃料电池。

6．影响风力发电厂发电量的因素主要有哪些？

风电场的风能资源；风电场风力发电机的排列应合理；发电机的选型；风力发电场的运行管理水平。

7．请简述在太阳能光伏发电系统中，防反充二极管的作用。

防反充二极管又称阻塞二极管，在太阳电池组件中其作用是避免由于太阳电池方阵在阴雨和夜晚不发电或出现短路故障时，蓄电池组通过太阳电池方阵放电。防反充二极管串联在太阳电池方阵电路中，起单向导通作用。因此它必须保证回路中有最大电流，而且要承受最大反向电压的冲击。一般可选用合适的整流二极管作为防反充二极管。

四、综合题（共20分）

1、下图为典型硅太阳电池及太阳电池组件的结构图，给出下面所指部分代表

结构中的哪部分？（10分）

2、请根据你对光伏系统的了解列举光伏发电系统容量设计的步骤。（10分）

光伏发电系统的容量设计主要包括负载用电量的估算，太阳电池组件数量和蓄电池容量的计算以及太阳电池组件安装最佳倾角的计算。其设计步骤如下：列出基本数据——确定负载功率——确定蓄电池容量——计算日辐射量——决定方阵倾角——估算方阵电流——确定最佳电流——决定方阵电压——确定方阵功率

3、独立太阳能光伏系统由哪几部分构成？各组成部分的主要功能是什么？（10

分）

独立光伏发电系统主要由太阳电池方阵、储能装置（蓄电池组）、直流-交流逆变装置、控制设备与连接装置等组成。

太阳能光伏发电的最核心的器件是太阳电池，太阳电池方阵主要将太阳能转成电能。

蓄电池组的作用是贮存太阳电池方阵受光照时所发出的电能并能随时向负载供电。

逆变器是将直流电转变成交流电的一种设备。

系统中的控制设备通常应具有以下功能： 号检测，蓄电池的充放电控制?其他设备保护。

连接装置是将太阳能光伏发电系统中的各部分进行电气或机械连接的部件，使之成为一个整体。