2025年大学《海洋技术》专业题库- 海洋波浪能利用技术的发展趋势

2025年大学《海洋技术》专业题库——海洋波浪能利用技术的发展趋势考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种波浪能装置属于点吸收式类型？A.摆式波浪能装置B.振荡水柱式波浪能装置C.漂浮式波浪能装置D.线吸收式波浪能装置2.提高波浪能发电装置能量转换效率的关键技术之一是？A.减小设备尺寸B.降低制造成本C.优化波浪能捕获机制D.增强设备抗冲击能力3.目前波浪能发电面临的主要挑战之一是？A.波浪能资源分布均匀B.海上运维技术成熟C.并网稳定性和电能质量D.波浪能发电成本已低于传统能源4.以下哪项不属于波浪能装置智能化发展的重要方向？A.自动化故障诊断与维护B.基于人工智能的海况预测C.实时功率输出优化控制D.采用更昂贵的传感器网络5.波浪能与太阳能等可再生能源协同利用的主要优势在于？A.大幅提高单点发电功率B.增强对极端天气的适应性C.提高能源利用的灵活性和可靠性D.显著降低初始投资成本6.新型复合材料在波浪能装置中的应用主要目的是？A.增加设备重量以增强稳定性B.提高结构强度、减轻重量、增强耐腐蚀性C.降低能源转换效率D.增加设备的复杂度7.对波浪能装置进行环境影响评估的主要关注点包括？A.设备产生的噪音对海洋哺乳动物的影响B.设备运行对局部海流的影响C.设备材料对海洋环境的污染风险D.以上都是8.小型化、分布式波浪能发电系统相比大型集中式系统，其潜在优势可能在于？A.更高的单位功率成本B.更适合恶劣海况C.更易于部署和维护D.对电网的冲击更大9.波浪能发电技术向“深蓝”海域拓展的主要驱动力是？A.深海波高更大B.深海资源更丰富且受陆地干扰小C.深海施工技术成熟D.深海环境更友好10.下列哪项技术不属于提高波浪能装置可靠性的常规手段？A.采用冗余设计B.提高关键部件的防护等级C.减少设备与海水的接触面积D.实施预测性维护策略二、简答题（每题5分，共25分）1.简述摆式波浪能装置的工作原理。2.简述影响波浪能发电装置效率的主要因素。3.简述波浪能装置成本降低的主要途径。4.简述波浪能装置面临的主要环境挑战及其应对思路。5.简述波浪能与其他可再生能源（如太阳能、风能）协同利用的一种可能模式及其优势。三、论述题（每题15分，共30分）1.论述提高波浪能发电装置效率的技术发展趋势及其面临的挑战。2.论述波浪能技术向小型化、分布式方向发展的重要意义及关键技术需求。试卷答案一、选择题1.D2.C3.C4.D5.C6.B7.D8.C9.B10.C二、简答题1.简述摆式波浪能装置的工作原理。答：摆式波浪能装置利用波浪的垂直起伏力驱动一个或多个摆体围绕固定轴来回摆动。摆体的运动通过机械传动机构（如齿轮箱）连接到发电机，将摆动的机械能转换为电能。其核心在于将波浪的垂直运动转换为旋转运动，再驱动发电机发电。2.简述影响波浪能发电装置效率的主要因素。答：主要因素包括：①波浪能捕获效率，即装置从波浪中吸收能量的能力，与结构设计、运动特性密切相关；②能量转换效率，即机械能转换为电能的过程中的损耗，主要来自传动机构；③波浪条件匹配度，不同类型的装置对波高、波周期、波向等有不同的最佳工作范围；④装置自身的阻尼和损耗，如水阻、结构阻尼等。3.简述波浪能装置成本降低的主要途径。答：主要途径包括：①技术标准化和规模化生产，通过批量生产降低单位成本；②新材料应用，采用轻质、高强、耐腐蚀且成本更低的材料；③优化设计，简化结构，减少使用量，降低制造和维护成本；④提升可靠性，减少故障率，降低运维成本；⑤发展模块化设计，便于制造、运输、安装和维护。4.简述波浪能装置面临的主要环境挑战及其应对思路。答：主要挑战包括：①对海洋生物的影响，如噪音、振动、物理阻挡等可能影响海洋哺乳动物、鱼类等；②对海洋生态系统的改变，如改变局部水流、沉积物分布等；③对海洋环境的潜在污染，如设备材料泄漏、维护活动带来的污染物等。应对思路：①加强环境Impact评估，在选址和设计阶段规避敏感区域；②采用低噪音、低振动设计，优化结构以减少对海洋生物的干扰；③进行长期环境监测，评估并管理装置运行对生态系统的影响；④选用环保材料，制定严格的维护操作规程，减少污染风险。5.简述波浪能与其他可再生能源（如太阳能、风能）协同利用的一种可能模式及其优势。答：一种可能模式是构建“海洋综合能源平台”，在海上平台同时部署波浪能发电装置、太阳能光伏板和风力发电机组。优势在于：①资源互补性，不同可再生能源具有不同的时间变化和空间分布特性，协同利用可以实现更稳定、连续的能源输出；②提高平台利用率，通过多种能源发电互补，提高整体能源产出；③降低综合成本，共享平台基础结构、设备（如海缆、升压设备、运维船舶），可能降低总体投资和运维成本；④优化土地利用，更高效地利用海上空间资源。三、论述题1.论述提高波浪能发电装置效率的技术发展趋势及其面临的挑战。答：提高波浪能发电装置效率是技术发展的核心目标，主要趋势包括：①优化能量捕获机制：发展更先进的波浪能捕获原理和装置设计，如改进水动力学性能、拓宽有效工作频率范围、提高对特定海况（如低频长周期波）的适应能力。例如，采用柔性基础或浮体设计以更好地适应不同波高和周期的波浪。②提升能量转换环节效率：研发更高效率的发电机和传动系统，如采用直驱发电机、磁悬浮轴承等技术减少能量损失。③智能化与自适应控制：利用传感器和人工智能技术实时监测波浪条件和装置状态，通过智能算法调整装置姿态或运动模式，使其始终工作在最高效的捕获区间。④新材料应用：采用高弹性、高强度、耐海水腐蚀且轻质化的材料，减少结构自身能耗，提高能量传输效率。⑤系统集成优化：优化能量存储、变流和并网环节，减少电能转换损耗。面临的挑战：①物理极限限制：波浪本身的能量密度和能量传输过程存在固有的物理限制，难以无限制地提高效率。②复杂性与成本：更高效的技术往往伴随着更复杂的设计和更高的成本，需要在效率和经济性之间取得平衡。③可靠性与耐久性：在海浪、海流、盐雾、低温等恶劣环境下长期稳定运行并保持高效率，对材料和结构设计提出极高要求。④海况多变：波浪的随机性和复杂性使得设计能够适应各种海况并始终保持高效率的装置非常困难。2.论述波浪能技术向小型化、分布式方向发展的重要意义及关键技术需求。答：波浪能技术向小型化、分布式方向发展具有重要意义：①降低风险与成本：小型装置单点投资低，风险更易于分散，更容易被市场接受。模块化部署可以降低大型基础工程的复杂度和成本。②提高部署灵活性：小型装置尺寸小、重量轻，可以方便地通过小型船舶或直升机进行部署和维护，尤其适合近岸、潮间带以及深海资源勘查等难以大规模进入的区域。③增强环境适应性：对于特定海况（如风浪较小的湖泊或近岸区域），小型化设计可能更有效。分布式部署可以避免单一大型装置因极端天气受损导致大面积停电。④促进标准化与产业化：小型化、模块化更易于实现标准化生产，推动产业链的成熟和规模化发展。⑤易于集成与示范：小型装置更容易与当地社区或现有设施（如码头）结合，进行示范应用和商业化推广。关键技术需求：①高效紧凑化设计：在有限空间内实现高能量转换效率，需要创新的结构和能量捕获技术。②低成本制造工艺：需要发展快速、低成本的制造方法，如复合材料成型技术、3D打印等，以降低单装置成本。③高可靠性材料与结构：小型化不等于简化，仍需保证在海洋环境下的长期可靠运行，需要轻质、高强、耐腐蚀的先进材料和优化的结构设计。④智能化与自监控：