可再生能源概论董福品主编课后思考题解析Word文档格式.docx
《可再生能源概论董福品主编课后思考题解析Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《可再生能源概论董福品主编课后思考题解析Word文档格式.docx（22页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
对生态环境产生负面影响，如水资源和生物多样化
4.水电站有哪些运行特点？
水电机组启停灵活。
水电机组易于开停机，开停机费用较低，可以忽略不计，且不受机组启停次数、最小停运时间以及最小持续时间等限制
水电机组有良好的调节性能。
水电机组可调节容量范围大，升降出力速度快，能有效地跟踪负荷变化
5.水能资源的可再生性表现在哪些方面？
由于水流按照一定的水文周期不断循环，从不间断，因此水能资源是一种可再生能源，所以水力发电的能源供应只有丰水年份和枯水年份的差别，而不会出现能源枯竭问题
6.水能资源的开发利用中除了发电外还有哪些主要功能作用？
除了发电还有防洪，防止水土流失，航运，灌溉，供水，防凌，发展旅游业，实现跨流域调水等主要功能作用
7.水工建筑物分为哪几类？
水工建筑物可按使用期限和功能进行分类。
按使用期限可分为永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，后者是指在施工期短时间内发挥作用的建筑物，如围堰、导流隧洞、导流明渠等。
按功能可分为通用性水工建筑物和专门性水工建筑物两大类。
通用性水工建筑物主要有：
①挡水建筑物，②泄水建筑物，③进水建筑物，④输水建筑物，⑤河道整治建筑物；
专门性水工建筑物主要有：
①水电站建筑物，②渠系建筑物，③港口水工建筑物，④过坝设施。
通用性水工建筑物、专门性水工建筑物均属于长期使用的建筑物，称为永久性水工建筑物；
8.水利事业的任务和主要效益是什么？
水利事业的根本任务是除水害、兴水利。
除水害主要是防止洪水泛滥和沥涝成灾，兴水利则是从多方面利用水资源为人类服务。
水利事业的效益主要是：
防洪、农田水利（农业用水，排涝，灌溉）、水力发电、工业及生活供水、排水、航运、水产养殖、旅游、经济发展、净化水环境等。
9.水利工程的特点是什么？
水利水电工程的建设工期一般较长，投资大，效益显著，作用、意义和影响重大，工程规模巨大，建筑物宏伟壮观，结构复杂、施工条件复杂，运用先进的技术和设备
10.水利工程基本建设程序是什么？
水利工程建设包括项目建议书、可行性研究报告、初步设计、施工准备（包括招标设计）、建设实施、生产准备、竣工验收、后评价等阶段。
这些阶段大体可分为三个部分，即工程开工建设前的规划、勘测、设计为主的前期阶段；
工程开工建设以后至竣工投产的施工阶段；
工程的后评价阶段。
11.水利水电工程设计分为哪几个阶段？
水电工程设计阶段的划分
①地质勘测
②可行性研究与初步设计；
③招标设计阶段；
④施工详图设计阶段，设计施工图，设计变更，出竣工图
12.水利发电建筑物包括哪些种类？
水力发电建筑物主要包括进水建筑物（进水口、沉沙池）、引水建筑物（引水道、压力管道、尾水道）、平水建筑物（前池、调压室）、厂区枢纽（主厂房、副厂房、变电站、开关站等）。
13.水电站厂房有哪些基本类型？
水电站厂房的基本类型：
地面式厂房、坝后式厂房、地下式厂房
14.水电站厂房的结构组成包括哪几个部分？
水电站厂房的结构组成：
一是平面：
主机室+安装间，二是垂面：
上部结构+下部结构（以发电机层楼板面为界）
15.水轮机主要包括哪几种类型？
根据转轮转换水流能量方式的不同，水轮机分为两大类：
反击式水轮机和冲击式水轮机。
反击式水轮机包括混流式、轴流式、斜流式和贯流式水轮机；
冲击式水轮机分为水斗式、斜击式和双击式水轮机
16.水力发电的基本原理是什么？
水力发电的基本原理是利用水力推动水轮机转动，将水能转变为机械能，再由水轮机带动发电机，便可发出电来，这时机械能又转变为电能
17.结合我国能源资源结构、能源消费结构的特点，论述我国水电能源开发利用的重要意义。
我国能源资源可以概括为有水富煤贫油少气有风光。
目前水力发电成本较低，且能够有效的减少煤、石油和天然气的利用，节约化石燃料，同时减少了一些有毒气体和温室气体的排放，有利于环境改善，另外可减轻国家能源安全问题。
水电能源是可再生能源中最具开发规模的能源之一，是改善一次能源结构和保护生态环境现实有效的途径；
是解决我国电力缺口、促进水资源综合利用、调整产业结构、促进地区经济可持续发展、缩小东西部经济发展差距的有效途径。
在确保生态环境的前提下优先开发水电，符合新世纪发展要求。
优先发展水电能源是对能源资源最大的节约，是保证能源工业持续发展，满足构建和谐社会能源需求的必然选择。
18.简要论述水电与环境的关系
水电开发将影响当地原始地形地貌和地质受力情况以及库区气候条件等。
从总体上看，这种影响应该是局部的、有限的。
水电开发不仅在满足电力需求、拉动经济增长、改善能源结构方面具有独特的优势，而且水电开发在改善区域气候条件、拦沙等方面对环境发挥着积极的作用。
尽管水电开发会带来环境影响，但水电是清洁能源，不污染大气环境，比煤电对环境的综合影响要小得多。
从保护生态环境方面考虑，也应优先发展水电能源。
因此，应该辩证地认识水电能源发展与环境保护的关系，在积极推进水电开发的过程中，尊重客观规律，重视环境保护，尽可能减少人类对生态环境的负面影响，发挥积极作用，让水电工程成为与大自然有机融合的人文景观。
因此，水电能源发展同库区社会全面发展是相辅相成、互相作用的关系，应统筹水电能源发展与库区社会全面发展，协调多方利益冲突，以实现流域综合开发。
（19）为什么说我国的能源资源情况、能源利用情况和能源政策都有利于水能资源的开发？
对国家社会经济发展的长远意义主要表现在什么方面？
⑴我国虽然煤炭资源丰富，但严重缺乏石油和天然气，且随着经济的快速增长，能源消耗总量大幅度增长，煤、石油和天然气这些常规能源的消耗量越来越大，石油的进口量逐年增大，如果能源生产和消费方式不变，未来的能源需求无论从资源、资金还是环境方面都无法承受，但我国水能资源丰富，水能资源的理论蕴藏量和实际可开发的水能资源均居世界第一
⑵在政策上，我国已经明确制定了“优先发展水电”的能源发展战略；
⑶意义：
能够有效的减少煤、石油和天然气的利用，节约了化石燃料，同时减少了一些有毒气体和温室气体的排放，有利于改善环境；
另外，可以减轻国家能源安全问题
（20）简要论述我国水能资源情况与开发利用情况
资源情况：
我国水能资源的理论蕴藏量和实际可开发利用的水能资源均居世界第一；
河流众多，径流充沛，落差巨大，蕴藏着丰富的水能资源，西南地区的水能资源蕴藏量占我国水能总蕴藏量的67.8%，云南、贵州和四川三省的水能资源蕴藏量占我国水能资源总蕴藏量的50.7%
开发利用情况：
全国水电装机总容量位居世界第一；
除了常规水电站外，我国抽水蓄能电站的发展也很快，抽水蓄能电站主要建于水力资源较少地区，以适应电力系统调峰的需要；
我国小水电资源丰富，主要集中在西部地区
第二章
1.论述国内外的风力发电技术发展趋势
化石燃料价格上涨，环保要求日益提高，二氧化碳减排压力越来越大，经济发展对电力需求的快速增长和可持续发展的要求，风电发展出现强劲势头。
1980年以来，国际上风力发电技术日益走向商业化
政府研究资金、政府补贴、优惠税收政策和保证联网等方面的鼓励，风力发电技术不断进步，风电机组大型化、规模化和高效化促进了风电价格不断降低，风力发电装机容量快速增长
2.风的特性是什么？
风能的特点是什么？
风具有随机性，风随高度的变化而变化，风的最大特性是它的多变性，风向和风速是描述风的特性的两个重要参数。
风能的特点：
取之不竭，用之不尽；
就地可取，无需运输；
分布广泛，分散使用；
不污染环境，不破坏生态。
能量密度低；
能量不稳定。
3.简述中国风电的特征
我国的风电事业起步较晚，在20世纪末，风电机组的制造还主要在于简单的小型家用风电机组，进入21世纪以来，我国的风电装机容量开始快速增长，到2011年年底装机容量在全球排在第一位
我国对风电产业实行了各种优惠和鼓励发展政策，包括支持风电发展的投资、信贷，对风电实行税收优惠，且对风力发电保证联网
我国风电价格还偏高，风电设备国产化水平在逐步提高
4.中国风能资源分布的特点是什么？
我国陆地风能资源主要分布在两条风带上，一条是三北（西北、华北和东北）北部风带，另一条是东部沿海风带，东部沿海风带主要是位于沿海几十公里的大陆海岸和所有海岛
5.简述风电机组的结构组成和工作原理
风电机组包括风轮（叶轮）、传动变速机构、塔架和发电机
风电机组的工作原理：
当非稳态风作用于风电机组时将会在机组上产生不同的载荷作用，风轮叶片在风的作用下产生轴向推力和周向剪力，随着风轮转速的增加，将产生扭矩和离心力，同时伴随叶片重力的交变作用，使得整个风轮形成了扭转，倾覆和偏转运动，低转速大扭矩的载荷转化为高转速低扭矩的载荷便于发电机的吸收，最后电机轴（高速轴）上的扭矩将通过切割电磁形成电能，完成了风能——机械能——电能的转化，其中伴随着能量的损耗
6.风电场的特征是什么？
如何进行风电场的选址？
风电场特征：
风能能量密度小，风能的稳定性差，风能不能储存，风轮的效率较低，风电场的分布位置较远，在风能资源丰富的地区，风电场场地开阔，地质条件较好，有利于大规模开发
风电场选址，首先参照国家风能资源分布区划，在风能资源丰富地区内进行初步筛选，考虑风能资源和地形地质状况等因素；
其次将初选的风电场进行再次筛选，以确认其中有开发前景的场址，主要考虑非气象学因素，例如交通运输条件和并网条件；
最后对于选定的风电场地址进行具体的测量和详细分析
第三章
1.接收太阳能并进行计算时应考虑哪些角度？
它们之间的关系是什么？
太阳赤纬角
、纬度
、正午太阳高度角
、天顶角
、太阳能接收器安装倾角
2.为什么要选择半导体来作为光伏器件的核心材料？
半导体材料具有很多独特的性质，半导体材料可以产生正负型（空穴与电子）载流子，半导体可以形成pn结，pn结具有单向导电性，半导体具有掺杂性、热敏性、光敏性、负电阻率温度特性和整流特性，在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性，另外在光照和热辐射条件下其导电性有明显变化，所以可用作光伏器件的核心材料
3.简要说明载流子的产生过程
在低温状态，价电子被完全束缚在原子核周围，不能在晶体中自由运动，在能带图中，价带是充满的，而导带是全空的，随着温度的升高，由于晶格热振动等原因，一部分电子脱离原子核的束缚产生了价电子共有化，生成自由电子，可以在整个晶体中运动，而在原来电子的位置上留下了一个电子的空位，称为空穴，电子和空穴合称载流子
用光照射半导体时，若光子的能量大于或等于半导体的禁带宽度，则价带中的电子吸收光子后进入导带，产生电子——空穴对，这种类型的载流子称为光生载流子
4.结合太阳能电池的结构简述太阳能电池的发电原理
当太阳光照射到太阳电池上并被吸收时，其中能量大于禁带宽度
的光子能把价带中电子激发到导带上去，形成自由电子，价带中留下带正电的自由空穴，即电子——空穴对，通常称它们为光生载流子。
自由电子和空穴在不停的运动中扩散到p-n结的空间电荷区，被该区的内建电场分离，电子被扫到电池的n型一侧，空穴被扫到电池的p型一侧，从而在电池上下两面（两极）分别形成了正负电荷积累，产生光生电压，即光伏效应。
如果在电池的两端接上负载，在持续的太阳光照下，就会不断有电流经过负载，这就是太阳能电池发电原理
5.简述太阳能电池组件的各个构件的作用
钢化玻璃，在太阳能电池光谱响应的波长范围内（320～1100nm）透光率达90%以上，对于大于1200nm的红外光有较高的反射率
EVA，固化后的EVA能承受大气变化，且具有弹性。
同时，它和玻璃黏合后能提高玻璃的透光率，起着增透的作用，并对太阳能电池板的输出有增益作用
太阳能电池片，光电转换的最小单元，可以单独作为电源使用
背板，电池板背面的保护材料
接线盒
铝合金边框，不会被腐蚀，牢固耐用
6.常用的几种封装材料各自的优缺点是什么？
玻璃封装和非玻璃封装
7.简述太阳能电池组件封装的工艺步骤和每一步的意义
太阳能电池组件封装工艺流程：
⑴电池片测试
⑵正面焊接
⑶背面焊接
⑷叠层
⑸组件层压
⑹修边
⑺安装边框与接线盒
⑻组件测试
⑼清洗
⑽装箱入库
8.独立光伏发电系统和并网光伏发电系统各有什么特点？
独立光伏发电系统，是指与电力系统不发生任何关系的闭合系统。
通常用做便携式设备的动力源，主要应用于远离公共电网的无电地区，以及为一些农牧渔民的基本生活、气象台站、边防哨所、航标、通信中继站等特殊处所提供电源的场合
并网光伏发电系统，是指与公共电网相连的太阳能光伏发电系统。
并网光伏发电系统使光伏发电进入了大规模的商业化发电阶段，并成为电力工业组成部分之一，也是目前世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势。
并网光伏发电系统最大的特点是太阳能电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。
并网系统中光伏方阵产生的电力主要供给交流负载，多余的电力将反馈给电网。
9.简述北京鸟巢、上海世博园各展馆设计使用的与太阳能光伏发电项目相关的基本资料（如配置、功能、成本、寿命、收益等）
10.简述太阳能光伏发电系统的基本原理及其基本组成
太阳能光伏发电系统工作的基本原理：
在应用太阳能光伏系统进行发电时，在光照条件较好的情况下，太阳能电池方阵会产生一定的电动势，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。
产生的一部分电能供给电力系统使用，另一部分电能通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将光能转换而来的电能储存起来。
在夜间或光照不足的情况下，则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电，对于含有交流负载的光伏系统而言，还需要增加逆变器，将直流电转换成交流电
太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池方阵、防反充二极管、充放电控制器、逆变器、蓄电池（根据情况使用）、测量设备、负载、调控装置以及与公共电网并网的连接装置等构成
11.独立系统和并网系统的区别是什么？
独立系统和并网系统在设计时需要考虑的重点有哪些？
独立系统与并网系统区别在于是否与电力系统并网，独立系统不与电力系统并网，并网系统与电力系统并网
12.简述逆变器的基本工作原理及其分类
逆变器是太阳能光伏发电系统中将太阳能电池组件产生的或蓄电池释放的直流电转化为负载需要的交流电的一种装置
根据逆变器的运行方式，可分为独立运行逆变器和并网运行逆变器
逆变器还可以分为电压型、电流型等多种型式逆变器
逆变器按其输出波形可分为方波逆变器、阶梯波逆变器和正弦波逆变器
13.我国光伏发电产业的主要问题是什么？
并简单讨论国内光伏发电产生的前景？
我国光伏发电发展的主要问题：
太阳能资源分布的不均，光伏产业市场过于依赖政府补贴和政策，技术发展创新不足，关键生产设备依靠进口，发电效率较低，光电整体的上网电价较水电和火电高出许多，光伏发电和风力发电受天气影响很大，不利于调度和调节，光伏标准并未完善，需要全面建设，光伏人才偏少，需要全面建立光伏人才体系，目前光伏行业受海外市场影响较大，急待培育国内市场，平衡供需关系
发展前景：
我国太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大。
我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔，可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。
我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持，先后出台了一系列法律、政策，并且政府给与补贴，有力的支持了产业的发展。
光伏产业和市场在严峻的能源形势和人类生态环境形势下，进入快速发展阶段，光伏发电技术发展很快，成本持续下降，并且降低制造能耗，另外，我国投入很大的资金和研究力量进行太阳电池的研究开发和商业化应用
第四章
1.什么是太阳能热发电？
它有哪些优点？
太阳能热发电，又叫聚集型太阳能热发电，它是一种可以大规模集中利用太阳能的方式，是一种解决能源问题的有效途径，是太阳能利用的新兴产业。
太阳能热发电原理是利用光学系统聚集太阳辐射能，加热工质，产生高温蒸汽和空气，然后利用常规蒸汽发电循环实现发电。
太阳能热发电具有低成本、零污染、稳定性好、连续性强等优点，适合并网发电，并且太阳能热发电可以和火电联合运行，更有利于电力系统的稳定和调节
2.太阳能热发电有哪几种方式？
它们的工作原理是什么？
太阳能热发电的方式可以分为热电直接转换和蒸汽热动力发电两大类型
热电直接转换，即利用太阳能提供的热量直接发电，通常是利用特殊的物理现象或化学反应
蒸汽热动力发电，即先利用太阳能提供的热量产生蒸汽，再利用高温高压蒸汽的热动力驱动发电机发电
3.太阳能热发电系统由哪几部分构成
太阳能热发电系统由集热子系统、热传输子系统、蓄热与热交换子系统和发电子系统构成
4.什么是太阳能集热器，它主要分为哪几种？
太阳能集热器是吸收太阳能并向工质传递热量的装置，是各种利用太阳能装置的关键部分
根据所能达到的温度水平，太阳能集热器可以分为3类：
低温集热器（小于100℃）、中温集热器（100～500℃）和高温集热器（500℃以上）。
根据集热方式的不同，太阳能集热器可以分为平板集热器、真空管集热器、聚集型集热器。
5.简述玻璃真空管集热器和热管真空集热器的工作原理
热管真空集热器的工作原理：
采用热管形式的真空管，该传热方式是阳光照射在具有真空管的玻璃管中的吸热铝片上，铝片吸收热量之后直接传给传热管芯，管芯再将热量传递到上部的冷凝端，然后与集热器中的水进行热交换
6.太阳能热发电系统分为哪几种类型？
它们各自的发电原理是什么？
根据聚光方式的不同，太阳能热发电系统可分为3种：
槽式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统和碟式太阳能热发电系统
槽式太阳能热发电系统是利用抛物线的光学原理，将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，利用槽式反射镜直接将太阳能反射到位于镜面焦点处的集热管，将内部传热质经过换热产生高温、高压蒸汽从而驱动涡轮发电
塔式太阳能热发电系统是利用一组独立跟踪太阳的定日镜，将太阳辐射反射到固定在高塔顶部的太阳能接收器上，加热工质产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。
碟式太阳能热发电系统是由许多的抛物面反射镜组成，由斯特林发电机实现由热能到机械能的转化，利用旋转抛物面反射镜将入射太阳光聚集在焦点上，放置在焦点处的太阳能接收器收集热能，加热工质，从而驱动斯特林发电机组发电
第五章
1.什么是生物质和生物质能？
生物质能的开发利用有哪几种形式？
生物质是指植物通过光合作用直接或间接产生的各种有机体，特指作为能源资源的有机体，生物质是生物质能的载体
生物质能是指绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能而储存下来的一种自然资源
根据转化途径和利用目的的不同，可以将生物质的能源利用方式分为两大类：
一类是生物质发电，另一类是制取生物燃料
2.生物质作为能源资源有哪些特点？
生物质作为能源资源，具有可再生性、清洁环保性、用途多样性、分布广泛性、资源分散性和堆积密度低等特点
3.生物质直燃发电的原理和系统组成是什么？
生物质直接燃烧发电原理是指将储存在生物质中的化学能通过锅炉燃烧转化为高温高压蒸汽的内能，再通过蒸汽轮机转化为转子的动能，最后通过发电机转化为电能。
生物质直燃发电系统主要包括农林生物质燃料的收集、储运和预处理系统、连续输送和上料系统、生物质专用锅炉燃烧及辅机系统、汽轮发电机系统、变配电系统、余热以及灰渣收集利用系统等
4.影响生物质燃烧的主要因素有哪些？
影响生物质燃烧的主要因素包括燃料的水分含量、空气供给量、燃料的颗粒尺寸和反应时间
5.生物质直接燃烧存在哪些问题？
如何防止生物质燃烧引起的沉积和腐蚀问题？
生物质直接燃烧存在的问题：
沉积问题、腐蚀问题
降低沉积的有效方法：
掺混添加剂减少沉积物形成，机械降低沉积物形成，通过操作方式的变化降低受热面上沉积物
减少腐蚀的措施：
使用添加剂，生物质与其他燃料混烧，适宜的锅炉设计，喷涂处理，燃料预处理
6.生物质混燃发电有哪几种形式？
各有什么特点？
生物质混燃发电指将生物质原料与煤、天然气、石油焦等化石燃料共同用作电厂锅炉燃料，目前较常见的是与煤混合燃烧。
生物质与煤混燃有直接混燃、间接混燃和并行混燃3种方式
直接混燃的特点：
对现有燃煤发电系统改动较小，投资相对较少；
面临燃料特性差异可能引发的问题；
混合灰的回收利用严重受限
间接混燃的特点：
气化可降低生物质中碱金属、氯和低熔点灰分等对转化过程和设备的影响，降低燃烧对燃料质量的要求，扩大混燃生物质原料范围；
煤灰和生物质灰分离，允许高混合比；
气化设备增加了投资成本
并行混燃的特点：
两种燃料的燃烧系统可单独优化；
煤灰和生物质灰分离，保证了燃煤灰的传统利用方式；
对现有燃煤电站改造需要考虑汽轮机等下游设施的容量，需事先确认汽轮机有足够的过负载能力以适应生物质燃烧产生的额外电力
7.国内外城市生活垃圾处理的主要方式有哪些？
我国垃圾处理应走什么样的发展模式？
城市生活垃圾的主要处理方式有3种，即卫生填埋、焚烧和堆肥
我国应普遍开展生活垃圾分类收集，进行废弃资源和废弃资料的回收，加大了投入，建设节能环保型垃圾填埋场，逐步用焚烧作为垃圾处理的主要方式，因为焚烧具有显著的减容减重、低毒性和回收能量用于供热和发电等优点。
同时完善垃圾处理收费政策、改进垃圾处理费征收方式;
对城镇垃圾处理设施在土地利用年度计划安排中给予重点保障；
推动垃圾处理技术装备成套化；
采取政府建网、企业建厂等方式，鼓励城镇垃圾处理设施市场化建设和运营
8.生物质直燃发电、混燃发电和气化发电各自的优势和劣势是什么？
生物质直燃发电技术较为成熟，但是存在缺点：
发电厂装机容量偏小，发电效率较低；
秸秆直接燃烧存在碱金属腐蚀和沉积结渣等突出问题，严重影响锅炉的寿命和年运行时间；
电厂的运行效益受生物质原料收集的影响较大
生物质混燃发电技术可以避免或解决直燃发电的缺点，但是受国家补贴政策的影响，混燃发电一直没能在我国得到很好发展
我国目前应用的生物质气化发电系统主要是流化床汽化炉和内燃机结合的气化发电系统，具有技术灵活性、一定规模下的经济性和较好的环保性等优点，但是存在的缺点包括燃气的热值和利用率低、焦油含量高等
第六章
1.形成一个热储必需的要
升级会员 