2025年大学《能源化学》专业题库- 太阳能光热发电技术的研究进展

2025年大学《能源化学》专业题库——太阳能光热发电技术的研究进展考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题1.下列哪种太阳能光热发电技术主要利用非成像光学原理实现聚光？A.槽式-parabolictroughB.塔式-centralreceiverC.菲涅尔-FresnelD.Dish/Stirling2.在太阳能光热发电系统中，用于长期、大规模储能的工质通常是？A.水B.空气C.熔盐D.液态金属3.提高太阳能光热发电系统效率的关键途径之一是？A.增大储热罐容量B.降低反射镜反射率C.提高吸热器选择性发射率D.减少热传输过程中的热损失4.以下哪种材料近年来被认为是极具潜力的太阳能光热吸热涂层材料？A.镍铬合金B.氧化铜C.纳米结构金属涂膜D.红外透明玻璃5.太阳能光热发电与光伏发电相比，其主要优势之一是？A.发电成本更低B.可以实现长时间无日照发电C.对电网的冲击更小D.安装部署更灵活6.针对太阳能光热发电中热电转换效率不高的问题，研究方向包括？A.提高热电材料在高温下的Seebeck系数B.增大接收器迎光面积C.使用更高反射率的镜面D.降低热电模块的制备成本7.为了实现太阳能光热发电与可再生能源的协同运行，研究重点包括？A.提高光热发电的启动速度B.开发智能预测与控制系统C.降低光热发电的初始投资D.增加光热电站的装机容量8.下列哪项技术不属于太阳能光热发电领域最新的多功能化发展方向？A.发电制氢B.发电制绿碳C.与地热能耦合D.与储能系统深度集成9.太阳能光热发电系统中，定日镜驱动系统需要精确控制，其主要目的是？A.提高反射镜的反射率B.确保反射镜始终精确对准太阳C.减少镜面清洁需求D.降低跟踪系统的机械磨损10.随着技术进步，太阳能光热发电成本下降的主要驱动因素包括？A.政府补贴增加B.大规模产业化生产C.储热系统成本大幅降低D.聚光镜面材料价格持续上涨二、填空题1.太阳能光热发电（CSP）是将太阳辐射能首先转化为________能，再通过热机或热电转换装置转化为________能的发电技术。2.槽式光热发电系统通常采用________反射镜，其聚光方式为________聚光。3.塔式光热发电系统通过大面积的________将太阳光聚焦到位于高处的________上。4.为了减少高温吸热器表面的热辐射损失，通常在其表面涂覆具有高吸收率、低发射率的________涂层。5.目前应用最广泛的太阳能光热储热工质是________盐及其混合物，工作温度通常在________摄氏度以上。6.菲涅尔光热发电系统主要采用________反射镜，其结构相对槽式更为________。7.提高太阳能光热发电经济性的关键在于降低________成本和________成本。8.太阳能光热发电与光伏发电相比，其主要优势在于具有________储能能力，可以实现________发电。9.纳米技术在太阳能光热领域的一个应用方向是制备具有特殊光学和热学性能的________涂层。10.智能化控制技术对于提高太阳能光热发电系统的________和________具有重要意义。三、简答题1.简述槽式和塔式太阳能光热发电系统在聚光方式和主要部件设计上的主要区别。2.简述提高太阳能光热发电吸热器效率的主要技术途径。3.简述太阳能光热发电系统中采用熔盐作为储能介质的主要优势和挑战。4.简述太阳能光热发电技术在未来能源结构中可能扮演的角色及其面临的主要挑战。四、论述题结合当前研究进展，论述提高太阳能光热发电系统整体效率和技术经济性的关键途径及其面临的挑战。试卷答案一、选择题1.C2.C3.C4.C5.B6.A7.B8.C9.B10.B二、填空题1.热能；电能2.抛物面；线3.反射镜阵列；吸热塔4.选择性5.硝酸；3006.垂直；紧凑7.设备；运维8.热能；峰荷9.选择性10.运行效率；经济性三、简答题1.答：槽式系统采用线性抛物面反射镜将阳光汇聚到沿轴线移动的接收器上，聚光方式为线聚焦；塔式系统采用成百上千个独立的定日镜将阳光反射到塔顶的中央接收器上，聚光方式为点聚焦。主要部件设计上，槽式需长距离传输高温工质（如熔盐），塔式接收器结构复杂但热传输距离短。解析思路：考察对两种主流CSP系统基本构型的掌握。区别在于聚光方式（线vs点）和接收器位置及工作方式。2.答：主要技术途径包括：采用高吸收率、低发射率的选择性吸收涂层；优化吸热器结构设计，减少对流和辐射热损失；使用耐高温、高导热材料；提高聚光系统的准直度和效率，减少太阳辐射损失。解析思路：考察对吸热器性能提升关键点的理解，涉及材料、结构、光学设计等多个方面。3.答：优势：熔盐具有高沸点、良好的热稳定性、高储热密度和较长的使用寿命，成本相对较低，可提供长时间（数小时至数天）的热能存储，有效平抑太阳能的间歇性。挑战：高温运行带来材料腐蚀问题，需要特殊的材料选择和防护；储热罐的体积和重量较大，增加了系统成本和复杂性；熔盐的相变过程可能影响储热效率。解析思路：考察对储热介质优缺点的全面认识，既要看到其作为理想介质的优势，也要了解实际应用中的技术难点。4.答：角色：CSP可作为大型基荷电站或提供灵活的调峰电力，与光伏等可再生能源互补，提高电网对可再生能源的消纳能力，并可实现季节性储能（通过盐储能制氢等）。面临的挑战：初始投资成本仍然较高；需要解决好大规模储能的技术和经济问题；提高发电效率和技术可靠性；增强市场竞争力。解析思路：考察对CSP在能源系统中的作用定位以及其自身发展瓶颈的理解。四、论述题答：提高太阳能光热发电系统整体效率和技术经济性的关键途径主要有：首先，提升核心部件性能，如开发更高效率、更耐用的聚光镜面和选择性吸收涂层，优化吸热器和热机/热电转换效率；其次，发展高效低成本的热储能技术，特别是长寿命、低成本的熔盐储能系统，以实现电力调峰和并网灵活性，提高系统利用率；再次，推动智能化技术和先进制造工艺的应用，如智能跟踪控制、预测性维护、增材制造等，以降低运维成本和提高系统可靠性；最后，通过规模化生产、产业链协同和技术创新，持续降低设备制造成本和项目建设成本。面临的挑战包括：部分关键材料（如高纯银、特殊合金）依赖进口或成本高昂；大型聚光系统建设和运行对环境（如风、沙、冰）