2025年新能源与可再生能源考试试卷及答案

2025年新能源与可再生能源考试试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.以下哪类能源不属于《可再生能源法》定义的“可再生能源”？A.太阳能热发电B.海洋能发电C.天然气水合物（可燃冰）D.生物质成型燃料2.目前商业化应用最广泛的光伏电池类型是？A.单晶硅PERC电池B.钙钛矿-硅叠层电池C.碲化镉薄膜电池D.砷化镓III-V族电池3.风力发电机组中，“塔影效应”主要影响的性能参数是？A.发电机效率B.叶轮气动载荷C.变流器稳定性D.齿轮箱寿命4.抽水蓄能电站的综合效率（发电侧输出能量/抽水侧输入能量）通常为？A.50%-60%B.70%-85%C.90%-95%D.95%以上5.以下哪种生物质能利用技术属于“热化学转化”？A.沼气发酵B.生物柴油酯化C.生物质气化D.燃料乙醇发酵6.地热能发电中，“干热岩发电”的核心技术难点是？A.高温钻井与压裂B.地热水防腐C.汽轮机材料D.尾水回灌7.氢燃料电池车（FCEV）与纯电动车（BEV）相比，最显著的优势是？A.能量转换效率更高B.补能时间更短C.电池成本更低D.低温性能更稳定8.2024年全球新增风电装机中，海上风电占比首次超过陆上风电，主要驱动因素是？A.陆上可开发资源接近饱和B.海上风电度电成本低于陆上C.各国海上风电政策补贴力度加大D.大型海上风电机组（16MW以上）技术成熟9.光伏“光热综合利用系统（PVT）”的关键目标是？A.提高光电转换效率B.同时回收电能与热能C.降低组件温度以延长寿命D.减少土地占用面积10.以下哪种储能技术的“能量密度（Wh/kg）”最高？A.磷酸铁锂电池B.全钒液流电池C.压缩空气储能（CAES）D.铅酸电池11.中国“十四五”可再生能源规划中，2025年非化石能源消费占比目标是？A.15%B.20%C.25%D.30%12.海洋能中，“潮流能”与“波浪能”的主要区别是？A.能量来源不同（潮流能来自月球引力，波浪能来自风能）B.能量密度不同（潮流能高于波浪能）C.转换装置类型不同（潮流能用水轮机，波浪能用振荡浮子）D.开发难度不同（波浪能更易规模化）13.生物质能“碳中性”的本质是？A.燃烧过程不排放CO₂B.生长阶段吸收的CO₂与利用阶段排放的CO₂平衡C.全生命周期碳排放为零D.与化石能源混合使用可降低整体排放14.以下哪种光伏系统设计可减少“热斑效应”的影响？A.增加旁路二极管数量B.提高组件串联电压C.使用多主栅（MBB）技术D.降低逆变器MPPT跟踪精度15.风力机“主动失速控制”与“变桨距控制”的主要差异是？A.主动失速通过叶片扭转角调整，变桨距通过桨叶旋转角度调整B.主动失速适用于低风速，变桨距适用于高风速C.主动失速成本更低，变桨距效率更高D.主动失速无需伺服电机，变桨距需要16.地源热泵系统中，“闭式环路”与“开式环路”的核心区别是？A.是否与地下水直接交换热量B.环路介质（水或防冻液）不同C.适用的地质条件不同D.系统初投资差异17.氢能“绿氢”的定义是？A.由化石能源制氢并配套碳捕集（CCUS）B.由工业副产氢提纯C.由可再生能源电解水制氢D.由生物质气化制氢18.以下哪种储能技术最适合用于电网“一次调频”（秒级响应）？A.抽水蓄能B.锂离子电池储能C.压缩空气储能D.飞轮储能19.光伏“组件衰减率”是指？A.组件在标准测试条件（STC）下的功率年下降比例B.组件在弱光条件下的效率损失C.组件因温度升高导致的功率下降D.组件因PID（电势诱导衰减）导致的性能退化20.中国“西电东送”工程中，新能源电力外送的主要技术挑战是？A.直流输电线路的谐波抑制B.高比例可再生能源的电网稳定控制C.跨区域电力交易机制不完善D.新能源发电的间歇性与负荷需求不匹配二、填空题（每空1分，共20分）1.目前商业化光伏组件的最高光电转换效率（实验室级别）已突破______%（单结电池）。2.2024年全球最大海上风电场是英国的______，总装机容量4.1GW。3.生物质能“第三代技术”的典型代表是______（填技术名称）。4.地热能发电中，______（填类型）电站是最成熟的技术，占全球地热发电装机的80%以上。5.氢燃料电池的核心部件是______，其成本占比约60%。6.储能技术中，______（填类型）电池的循环寿命可达20000次以上，适合长时储能。7.光伏“跟踪支架”可使发电量提升约______%（相比固定支架）。8.风力机“叶尖速比”是指______与______的比值。9.中国“双碳”目标中，“碳达峰”年份是______年，“碳中和”年份是______年。10.海洋能中，______（填类型）的理论储量最大，但开发难度最高。11.生物质气化的主要产物是______（填气体成分），其热值约为5-10MJ/Nm³。12.地源热泵的“COP”（性能系数）通常可达______以上，显著高于空气源热泵。13.氢能储运技术中，______（填方式）适用于长距离、大规模运输，成本最低。14.光伏“逆变器”的核心功能是将______转换为______。15.风力机“齿轮箱”的主要作用是将______的低转速提升至发电机的高转速。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述“光伏+储能”联合发电系统的工作原理，并说明其对电网的主要价值。2.对比分析陆上风电与海上风电的技术特点（从风资源、机组设计、建设成本、运维难度四方面）。3.解释“生物质能全生命周期碳排放计算”的关键步骤，并说明其为何是“碳中性”能源。4.列举地热能开发的主要环境风险，并提出相应的防控措施。5.简述“氢电耦合”在能源系统中的应用场景，并说明其对可再生能源消纳的作用。四、计算题（每题10分，共20分）1.某光伏发电项目位于北纬30°，年平均日照小时数（等效满负荷小时数）为1200h，安装300Wp单晶硅组件5000块，系统效率（包括逆变器、线损等）为85%。计算该项目的年发电量（单位：MWh）。2.某电网需配置储能系统以平抑风电波动，已知风电出力波动范围为±20MW（10分钟内），要求储能系统在10分钟内可完全补偿该波动。若采用磷酸铁锂电池（能量密度150Wh/kg，放电深度80%），计算所需电池的最小质量（单位：吨）。五、论述题（每题15分，共30分）1.结合2024年全球新能源技术进展，论述“高比例可再生能源电力系统”面临的关键挑战及解决方案。2.从技术、经济、政策三个维度，分析中国“十四五”期间推动“风光储氢一体化”项目的必要性与实施路径。答案一、单项选择题1.C2.A3.B4.B5.C6.A7.B8.D9.B10.A11.B12.C13.B14.A15.A16.A17.C18.D19.A20.B二、填空题1.33（注：2024年钙钛矿-硅叠层电池实验室效率突破33%）2.DoggerBank3.纤维素乙醇（或“微藻制油”）4.干蒸汽型5.膜电极（MEA）6.全钒液流7.15-258.叶尖线速度；风速9.2030；206010.海洋温差能11.合成气（CO+H₂）12.3.513.管道输氢（或“液氢槽车”，注：大规模长距离以管道为主）14.直流电（DC）；交流电（AC）15.叶轮三、简答题1.工作原理：光伏组件将太阳能转化为直流电，经逆变器转换为交流电并入电网；当光伏发电量超过负荷需求时，多余电能通过储能变流器存入储能系统（如锂电池）；当光伏出力不足或负荷高峰时，储能系统释放电能补充电网。对电网的价值：①平滑光伏出力波动，提高供电稳定性；②参与调峰调频，增强电网灵活性；③减少弃光，提升可再生能源利用率；④作为备用电源，提高电网抗灾能力。2.技术特点对比：-风资源：海上风资源更稳定、风速更高（平均8-12m/svs陆上6-8m/s），且无地形遮挡；-机组设计：海上风机需防盐雾腐蚀、抗台风，基础采用单桩/导管架，塔架更高（120-150mvs陆上80-100m）；-建设成本：海上风电基础、安装、运输成本高（单位千瓦成本约1.5-2万元vs陆上0.6-1万元）；-运维难度：海上受海况限制，运维船/直升机依赖度高，维护周期长（年运维成本约占初始投资的3%-5%vs陆上1%-2%）。3.关键步骤：①界定系统边界（从生物质种植/收集→运输→转化→利用的全流程）；②量化各环节碳排放（如种植阶段化肥使用、运输阶段燃油消耗、转化阶段能耗等）；③计算净排放（吸收的CO₂-排放的CO₂）。碳中性本质：生物质生长过程通过光合作用固定大气中的CO₂，利用阶段（如燃烧）释放的CO₂与生长阶段吸收的CO₂基本平衡，全生命周期净排放接近零（若考虑化石能源投入则非完全零碳）。4.环境风险及防控：-地热流体泄漏：可能污染地下水（含重金属、盐分），防控措施为严格密封井管、回灌处理尾水；-地面沉降：开采导致地层压力下降，防控措施为控制开采量、实施人工回灌；-噪声与振动：钻井和设备运行产生，防控措施为安装隔音装置、优化施工时间；-气体排放：释放H₂S等有害气体，防控措施为气体收集处理（如燃烧转化为SO₂后净化）。5.应用场景：①可再生能源制氢（绿氢）与燃料电池发电耦合，解决弃风弃光问题；②工业领域（如钢铁、化工）用氢替代化石燃料，同时利用余热发电；③交通领域（重卡、船舶）氢燃料电池与车载储能结合，提供稳定动力。对消纳的作用：通过“电-氢-电”或“电-氢-工业原料”转换，将间歇性电能转化为可存储、可运输的氢能，延长能源利用时间窗口，缓解电网调峰压力，提升可再生能源渗透率。四、计算题1.年发电量=组件总功率×等效小时数×系统效率组件总功率=300Wp×5000=1,500,000Wp=1500kWp年发电量=1500kW×1200h×0.85=1,530,000kWh=1530MWh（注：1kWp在标准条件下1小时发电1kWh，等效小时数已考虑光照强度，故直接相乘）2.需补偿的能量=功率×时间=20MW×(10/60)h=3.333MWh=3,333,333Wh电池需存储的能量=3,333,333Wh/0.8（放电深度）=4,166,666Wh电池质量=4,166,666Wh/150Wh/kg≈27,777.78kg≈27.78吨五、论述题1.关键挑战及解决方案：挑战①：电力系统惯性降低。高比例可再生能源（风电、光伏）通过电力电子设备并网，缺乏传统同步发电机的转动惯量，导致频率波动加剧。解决方案：推广“虚拟同步机（VSG）”技术，模拟同步发电机的惯性响应；配置飞轮储能、超级电容等高频响应储能装置。挑战②：功率预测误差大。风光出力受气象影响，短期预测误差可能达10%-20%，影响电网调度。解决方案：发展高精度数值天气预报（结合卫星遥感、物联网传感器）；建立“源-网-荷-储”协同预测系统，整合负荷侧需求响应数据。挑战③：电网基础设施滞后。现有输电网络难以匹配可再生能源“西多东少”的分布，跨区域输送能力不足。解决方案：加快特高压直流（UHVDC）输电工程建设（如“三北”风光基地至华东、华南的通道）；推广“分布式能源+微电网”模式，减少长距离传输压力。挑战④：市场机制不完善。当前电力市场未充分体现可再生能源的环境价值和灵活性成本，影响投资积极性。解决方案：完善绿电交易机制，推出“容量补偿”“辅助服务”等市场品种；探索“可再生能源配额制+绿证交易”的市场化激励模式。2.必要性与实施路径：技术维度：风光（间歇性）、储能（调节性）、氢能（长周期存储）的协同可解决单一能源的短板。例如，光伏白天发电、风电夜间出力，储能平抑日内波动，氢能存储跨季节余电，形成“多能互补”系统。经济维度：一体化项目可共享土地、电网接入等基础设施，降低单位投资成本；氢能作为工业原料（如合成氨）或交通燃料，可提升能源附加值，内部化环境收益（如碳减排）。政策维度：“双碳”目标要求2030年非化石能源占比达25%，风光储氢一体化是实现这一目标的关键抓手。国