2025年大学新能源发电工程（太阳能利用）试题及答案

2025年大学新能源发电工程（太阳能利用）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）以下每题均有四个选项，其中只有一个选项是正确的，请将正确选项前的字母填在答题卡相应位置。（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请认真审题后作答）1.太阳能光伏发电系统中，光伏电池的工作原理是基于（）。A.光生伏特效应B.热电效应C.电磁感应原理D.霍尔效应2.单晶硅光伏电池的光电转换效率通常在（）左右。A.10%-15%B.15%-20%C.20%-25%D.25%-30%3.太阳能热利用中，集热器的主要作用是（）。A.吸收太阳能并转化为电能B.吸收太阳能并转化为热能C.储存太阳能D.反射太阳能4.以下哪种太阳能热利用系统属于低温系统（）。A.太阳能热水器B.太阳能热发电系统C.太阳能制冷系统D.太阳能工业加热系统5.在太阳能光伏发电系统中，逆变器的作用是（）。A.将直流电转换为交流电B.将交流电转换为直流电C.提高光伏电池的发电效率D.储存电能6.太阳能光伏发电系统的最大功率点跟踪（MPPT）技术的目的是（）。A.提高光伏电池的发电效率B.降低系统成本C.延长光伏电池寿命D.提高系统稳定性7.太阳能热利用中，常用的集热工质不包括（）。A.水B.导热油C.氟利昂D.空气8.太阳能光伏发电系统中，光伏组件的串联目的是（）。A.提高输出电压B.提高输出电流C.降低成本D.提高系统效率9.以下哪种太阳能热利用技术可以实现较高的温度（）。A.平板集热器B.真空管集热器C.碟式聚光集热器D.槽式聚光集热器10.太阳能光伏发电系统的输出功率受多种因素影响，以下因素中影响最大的是（）。A.光照强度B.温度C.风速D.湿度第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分）请在横线上填写合适的内容。（总共10空，每空2分）1.太阳能是一种______、______、______的可再生能源。2.太阳能光伏发电系统主要由______、______、______、______等部分组成。3.太阳能热利用系统按照集热温度可分为______、______、______系统。4.太阳能热发电技术主要包括______、______、______、______等。三、简答题（共20分）简要回答以下问题。（总共4题，每题5分）1.简述光伏电池的工作原理。2.太阳能热利用系统中，集热器的选型需要考虑哪些因素？3.说明太阳能光伏发电系统最大功率点跟踪（MPPT）技术的工作原理。4.太阳能热发电与太阳能光伏发电相比，有哪些优缺点？四、材料分析题（共15分）阅读以下材料，回答问题。材料：某太阳能光伏发电站采用了多晶硅光伏组件，其额定功率为250W，在标准测试条件下（光照强度1000W/m²，温度25°C），光伏组件的输出功率为250W。该电站安装了最大功率点跟踪（MPPT）控制器，在实际运行中，当光照强度为800W/m²，温度为35°C时，光伏组件的输出功率为180W，经过MPPT控制器调节后，系统输出功率达到了200W。问题：1.计算该光伏组件在实际运行条件下的光电转换效率降低了多少？（5分）2.分析MPPT控制器对提高系统发电效率的作用。（5分）3.若该电站每天光照时间为8小时，按照上述实际运行条件，计算该电站一天的发电量。（5分）五、综合应用题（共15分）某地区计划建设一个太阳能热利用系统用于居民生活热水供应。已知该地区年平均日照时数为2000小时，太阳辐射总量为5000MJ/m²。居民每户每天需要热水量为150L，热水温度从20°C升高到60°C。问题：1.计算每户居民每天所需的热量。（5分）2.若选用平板集热器，集热器效率为50%，计算需要多大面积的集热器才能满足每户居民的热水需求。（5分）3.分析该太阳能热利用系统在该地区应用的可行性及可能面临的问题。（5分）答案：一、选择题1.A2.B3.B4.A5.A6.A7.C8.A9.C10.A二、填空题1.清洁、可再生、分布广泛2.光伏组件、逆变器、控制器、蓄电池3.低温、中温、高温4.塔式、槽式、碟式、线性菲涅尔式三、简答题1.光伏电池基于光生伏特效应，当太阳光照射到光伏电池上时，电池中的半导体材料吸收光子能量，产生电子-空穴对。在电池内部电场作用下，电子和空穴分离，形成电势差，从而产生直流电。2.需考虑集热效率、温度范围、安装空间、成本、耐久性、与系统匹配性等因素。3.MPPT技术通过实时监测光伏电池的输出功率和电压，自动调整工作点，使其始终运行在最大功率点附近，从而提高发电效率。4.太阳能热发电优点：可实现较高温度，储能相对容易；缺点：成本高，系统复杂。太阳能光伏发电优点：无污染，维护简单；缺点：受天气影响大，能量密度低。四、材料分析题1.标准测试条件下光电转换效率：250÷（1000×组件面积），实际运行条件下光电转换效率：180÷（800×组件面积），降低值为（250÷1000-180÷800）×100%=6.25%。2.MPPT控制器通过调节使系统工作在最大功率点附近，提高了输出功率，从而提高了发电效率。3.一天发电量：200W×8h=1600Wh=1.6度。五、综合应用题1.Q=cmΔt=4.2×10³J/（kg·°C）×150kg×（60°C-20°C）=2.52×10^7J。2.每天所需太阳能：Q总=Q÷50%=5.04×