2025年大学新能源科学与工程（太阳能利用技术）试题及答案

2025年大学新能源科学与工程（太阳能利用技术）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.太阳能光伏发电的核心器件是（）A.电池板B.控制器C.逆变器D.支架2.以下哪种太阳能电池材料的光电转换效率最高（）A.单晶硅B.多晶硅C.非晶硅D.碲化镉3.太阳能热利用中，集热器的主要功能是（）A.吸收太阳能并转化为热能B.储存热能C.将热能传递给负载D.控制热量传递4.太阳能热水器的保温材料一般选用（）A.岩棉B.聚氨酯C.珍珠岩D.玻璃棉5.太阳能光伏发电系统中，最大功率点跟踪（MPPT）的作用是（）A.提高电池板的发电效率B.降低系统成本C.延长电池板寿命D.提高系统稳定性6.太阳能热发电中，塔式光热发电的聚光方式是（）A.反射镜聚光B.透镜聚光C.菲涅尔透镜聚光D.定日镜聚光7.以下哪种太阳能利用方式属于光化学转换（）A.光合作用B.太阳能制氢C.太阳能光解水D.以上都是8.太阳能电池的填充因子反映了电池的（）A.开路电压B.短路电流C.最大输出功率能力D.光电转换效率9.太阳能光伏发电系统的输出功率会受到以下哪种因素影响最小（）A.光照强度B.温度C.电池板朝向D.海拔高度10.太阳能热利用系统中，循环泵的作用是（）A.使传热介质循环流动B.提高系统压力C.防止介质泄漏D.控制介质流量第II卷（非选择题，共70分）二、填空题（每空2分，共20分）1.太阳能利用技术主要包括太阳能光伏发电、太阳能热利用和______。2.太阳能电池的基本结构包括______、______和______。3.太阳能热利用系统主要由______、______、______和______等组成。4.太阳能光伏发电系统按运行方式可分为______和______。三、简答题（每题10分，共20分）1.简述太阳能光伏发电的原理。2.太阳能热利用系统中，如何提高集热器的效率？四、材料分析题（每题15分，共30分）材料：某太阳能光伏发电系统采用单晶硅电池板，电池板规格为250W，共100块。系统安装在一个空旷的屋顶上，当地年平均日照小时数为1800小时。已知该系统的逆变器效率为95%，电池板的光电转换效率为18%。1.计算该太阳能光伏发电系统的年发电量。2.分析影响该系统发电量的主要因素，并提出相应的改进措施。五、论述题（20分）论述太阳能利用技术在未来能源发展中的地位和作用，并分析其面临的挑战和机遇。答案：一、选择题1.A2.A3.A4.B5.A6.D7.D8.C9.D10.A二、填空题1.太阳能光化学转换2.半导体光吸收层、电极、透明导电膜3.集热器、储热器、循环泵、控制系统4.独立光伏发电系统、并网光伏发电系统三、简答题1.太阳能光伏发电的原理是基于半导体的光电效应。当太阳光照射到太阳能电池上时，光子能量被半导体吸收，使电子从价带跃迁到导带，形成电子-空穴对。在电池内部电场的作用下，电子和空穴分别向电池的两极移动，从而在外电路中形成电流，实现光能到电能的转换。2.提高太阳能热利用系统中集热器效率的方法有：选择高吸收率、低发射率的表面涂层材料；优化集热器的结构设计，提高采光面积和光热转换效率；采用高效的传热介质，降低热阻；加强集热器的保温措施，减少热量散失；根据太阳辐射角度实时调整集热器的朝向和倾角，提高太阳光的接收效率。四、材料分析题1.首先计算电池板的总功率：250W×100=25000W=25kW。年发电量=电池板总功率×光电转换效率×年平均日照小时数×逆变器效率=25kW×0.18×1800h×0.95=7695kWh2.影响该系统发电量的主要因素有：光照强度、温度、电池板的老化程度、灰尘遮挡等。改进措施：安装光照强度传感器，根据光照强度自动调整逆变器的工作状态；安装温度传感器，当温度过高时采取散热措施；定期清洁电池板表面灰尘；定期对电池板进行检测和维护，及时更换老化的电池板。五、论述题太阳能利用技术在未来能源发展中具有极其重要的地位和作用。随着全球对清洁能源的需求不断增加，太阳能作为一种丰富、清洁、可再生的能源，将成为未来能源结构的重要组成部分。它可以有效减少对传统化石能源的依赖，降低碳排放，缓解能源危机和环境污染问题。太阳能利用技术面临的挑战包括：成本仍然较高，需要进一步降低光伏发电和热利用的成本；能量密度相对较低，受自然条件限制较大；储能技术有待完善，以解决太阳能间歇性和不稳定性的问题。然而，太阳能利用技术也面临着众多机遇。技术创新