可再生能源概论(董福品主编)课后思考题解析.doc

第一章1.我国水能资源的总量与分布情况如何？（1）水能资源丰富，总量位居世界首位。    （2）水能资源地域分布极其不均，需要水电“西电东送”。    （3）水能资源时间分布不均，需要建设水库进行调节。    （4）水能资源较集中地分布在大江大河干流2.我国的能源资源结构与能源消费结构有何特点？我国能源资源的基本特点是富煤、贫油、少气，水能资源总量排世界第一位。我国能源消费结构以煤为主，煤炭占能源消费构成的65%以上（石油占18%左右,水能占7%以上,天然气占5%左右，核能占0.9%），可再生的其他能源所占比例较低（占1.5%左右） 。随着经济快速增长，能源消耗总量大幅度增长，煤炭、石油和天然气这些常规能源的消耗量越来越大，石油的进口量逐年大增。如果能源生产和消费方式不变，未来的能源需求无论从资源、资金还是环境方面都无法承受。出现问题：以煤为主的一次能源消费结构造成了严重的环境污染，已严重威胁经济和社会的可持续发展；能源安全问题凸显，事关国家战略安全、经济社会可持续发展3.开发水电资源的主要优势与劣势（优点与缺点）是什么？全球水电资源的蕴藏量十分可观，由于水流按照一定的水文周期不断循环，从不间断，因此水电资源是一种可再生能源。 水力发电直接利用水能，几乎没有任何污染物排放。 水力发电的成本较低，因此有很高的能量回报率，可以提供廉价的电能。 水力发电主要动力设备的水轮发电机组效率较高 水力发电主要动力设备启停、操作灵活。利用水电承担电力系统的调峰、调频、负荷备用和事故备用等任务，可以提高整个系统的经济效益和安全性。 水力发电一般都有防洪抗旱、城乡供水、农业灌溉、水上航运、水产养殖、旅游娱乐等作用。 单机容量限制；建厂投资高；容量增加难；对生态环境产生负面影响，如水资源和生物多样化 4.水电站有哪些运行特点？水电机组启停灵活。水电机组易于开停机，开停机费用较低，可以忽略不计，且不受机组启停次数、最小停运时间以及最小持续时间等限制水电机组有良好的调节性能。水电机组可调节容量范围大，升降出力速度快，能有效地跟踪负荷变化5.水能资源的可再生性表现在哪些方面？由于水流按照一定的水文周期不断循环，从不间断，因此水能资源是一种可再生能源，所以水力发电的能源供应只有丰水年份和枯水年份的差别，而不会出现能源枯竭问题6.水能资源的开发利用中除了发电外还有哪些主要功能作用？除了发电还有防洪，防止水土流失，航运，灌溉，供水，防凌，发展旅游业，实现跨流域调水等主要功能作用7.水工建筑物分为哪几类？水工建筑物可按使用期限和功能进行分类。按使用期限可分为永久性水工建筑物和临时性水工建筑物，后者是指在施工期短时间内发挥作用的建筑物，如围堰、导流隧洞、导流明渠等。按功能可分为通用性水工建筑物和专门性水工建筑物两大类。通用性水工建筑物主要有：挡水建筑物，泄水建筑物，进水建筑物，输水建筑物，河道整治建筑物；专门性水工建筑物主要有：水电站建筑物，渠系建筑物，港口水工建筑物，过坝设施。通用性水工建筑物、专门性水工建筑物均属于长期使用的建筑物，称为永久性水工建筑物；8.水利事业的任务和主要效益是什么？水利事业的根本任务是除水害、兴水利。除水害主要是防止洪水泛滥和沥涝成灾，兴水利则是从多方面利用水资源为人类服务。水利事业的效益主要是：防洪、农田水利（农业用水，排涝，灌溉）、水力发电、工业及生活供水、排水、航运、水产养殖、旅游、经济发展、净化水环境等。9.水利工程的特点是什么？水利水电工程的建设工期一般较长，投资大，效益显著，作用、意义和影响重大，工程规模巨大，建筑物宏伟壮观，结构复杂、施工条件复杂，运用先进的技术和设备10.水利工程基本建设程序是什么？水利工程建设包括项目建议书、可行性研究报告、初步设计、施工准备(包括招标设计)、建设实施、生产准备、竣工验收、后评价等阶段。这些阶段大体可分为三个部分，即工程开工建设前的规划、勘测、设计为主的前期阶段；工程开工建设以后至竣工投产的施工阶段；工程的后评价阶段。11.水利水电工程设计分为哪几个阶段？水电工程设计阶段的划分地质勘测可行性研究与初步设计；招标设计阶段；施工详图设计阶段，设计施工图，设计变更，出竣工图12.水利发电建筑物包括哪些种类？水力发电建筑物主要包括进水建筑物（进水口、沉沙池）、引水建筑物（引水道、压力管道、尾水道）、平水建筑物（前池、调压室）、厂区枢纽（主厂房、副厂房、变电站、开关站等）。13.水电站厂房有哪些基本类型？水电站厂房的基本类型：地面式厂房、坝后式厂房、地下式厂房14.水电站厂房的结构组成包括哪几个部分？水电站厂房的结构组成：一是平面：主机室+安装间，二是垂面：上部结构+下部结构（以发电机层楼板面为界）15.水轮机主要包括哪几种类型？根据转轮转换水流能量方式的不同，水轮机分为两大类：反击式水轮机和冲击式水轮机。反击式水轮机包括混流式、轴流式、斜流式和贯流式水轮机；冲击式水轮机分为水斗式、斜击式和双击式水轮机16.水力发电的基本原理是什么？水力发电的基本原理是利用水力推动水轮机转动，将水能转变为机械能，再由水轮机带动发电机，便可发出电来，这时机械能又转变为电能17. 结合我国能源资源结构、能源消费结构的特点，论述我国水电能源开发利用的重要意义。我国能源资源可以概括为有水富煤贫油少气有风光。目前水力发电成本较低，且能够有效的减少煤、石油和天然气的利用，节约化石燃料，同时减少了一些有毒气体和温室气体的排放，有利于环境改善，另外可减轻国家能源安全问题。水电能源是可再生能源中最具开发规模的能源之一，是改善一次能源结构和保护生态环境现实有效的途径；是解决我国电力缺口、促进水资源综合利用、调整产业结构、促进地区经济可持续发展、缩小东西部经济发展差距的有效途径。在确保生态环境的前提下优先开发水电，符合新世纪发展要求。优先发展水电能源是对能源资源最大的节约，是保证能源工业持续发展，满足构建和谐社会能源需求的必然选择。18.简要论述水电与环境的关系水电开发将影响当地原始地形地貌和地质受力情况以及库区气候条件等。从总体上看，这种影响应该是局部的、有限的。水电开发不仅在满足电力需求、拉动经济增长、改善能源结构方面具有独特的优势，而且水电开发在改善区域气候条件、拦沙等方面对环境发挥着积极的作用。尽管水电开发会带来环境影响，但水电是清洁能源，不污染大气环境，比煤电对环境的综合影响要小得多。从保护生态环境方面考虑，也应优先发展水电能源。因此，应该辩证地认识水电能源发展与环境保护的关系，在积极推进水电开发的过程中，尊重客观规律，重视环境保护，尽可能减少人类对生态环境的负面影响，发挥积极作用，让水电工程成为与大自然有机融合的人文景观。因此，水电能源发展同库区社会全面发展是相辅相成、互相作用的关系，应统筹水电能源发展与库区社会全面发展，协调多方利益冲突，以实现流域综合开发。（19）为什么说我国的能源资源情况、能源利用情况和能源政策都有利于水能资源的开发？对国家社会经济发展的长远意义主要表现在什么方面？我国虽然煤炭资源丰富，但严重缺乏石油和天然气，且随着经济的快速增长，能源消耗总量大幅度增长，煤、石油和天然气这些常规能源的消耗量越来越大，石油的进口量逐年增大，如果能源生产和消费方式不变，未来的能源需求无论从资源、资金还是环境方面都无法承受，但我国水能资源丰富，水能资源的理论蕴藏量和实际可开发的水能资源均居世界第一在政策上，我国已经明确制定了“优先发展水电”的能源发展战略；意义：能够有效的减少煤、石油和天然气的利用，节约了化石燃料，同时减少了一些有毒气体和温室气体的排放，有利于改善环境；另外，可以减轻国家能源安全问题（20）简要论述我国水能资源情况与开发利用情况资源情况：我国水能资源的理论蕴藏量和实际可开发利用的水能资源均居世界第一；河流众多，径流充沛，落差巨大，蕴藏着丰富的水能资源，西南地区的水能资源蕴藏量占我国水能总蕴藏量的67.8%，云南、贵州和四川三省的水能资源蕴藏量占我国水能资源总蕴藏量的50.7%开发利用情况：全国水电装机总容量位居世界第一；除了常规水电站外，我国抽水蓄能电站的发展也很快，抽水蓄能电站主要建于水力资源较少地区，以适应电力系统调峰的需要；我国小水电资源丰富，主要集中在西部地区第二章1.论述国内外的风力发电技术发展趋势化石燃料价格上涨，环保要求日益提高，二氧化碳减排压力越来越大，经济发展对电力需求的快速增长和可持续发展的要求，风电发展出现强劲势头。1980年以来，国际上风力发电技术日益走向商业化政府研究资金、政府补贴、优惠税收政策和保证联网等方面的鼓励，风力发电技术不断进步，风电机组大型化、规模化和高效化促进了风电价格不断降低，风力发电装机容量快速增长 2.风的特性是什么？风能的特点是什么？风具有随机性，风随高度的变化而变化，风的最大特性是它的多变性，风向和风速是描述风的特性的两个重要参数。风能的特点：取之不竭，用之不尽；就地可取，无需运输；分布广泛，分散使用；不污染环境，不破坏生态。能量密度低；能量不稳定。3.简述中国风电的特征我国的风电事业起步较晚，在20世纪末，风电机组的制造还主要在于简单的小型家用风电机组，进入21世纪以来，我国的风电装机容量开始快速增长，到2011年年底装机容量在全球排在第一位我国对风电产业实行了各种优惠和鼓励发展政策，包括支持风电发展的投资、信贷，对风电实行税收优惠，且对风力发电保证联网我国风电价格还偏高，风电设备国产化水平在逐步提高4.中国风能资源分布的特点是什么？我国陆地风能资源主要分布在两条风带上，一条是三北（西北、华北和东北）北部风带，另一条是东部沿海风带，东部沿海风带主要是位于沿海几十公里的大陆海岸和所有海岛5.简述风电机组的结构组成和工作原理风电机组包括风轮（叶轮）、传动变速机构、塔架和发电机风电机组的工作原理：当非稳态风作用于风电机组时将会在机组上产生不同的载荷作用，风轮叶片在风的作用下产生轴向推力和周向剪力，随着风轮转速的增加，将产生扭矩和离心力，同时伴随叶片重力的交变作用，使得整个风轮形成了扭转，倾覆和偏转运动，低转速大扭矩的载荷转化为高转速低扭矩的载荷便于发电机的吸收，最后电机轴（高速轴）上的扭矩将通过切割电磁形成电能，完成了风能机械能电能的转化，其中伴随着能量的损耗6.风电场的特征是什么？如何进行风电场的选址？风电场特征：风能能量密度小，风能的稳定性差，风能不能储存，风轮的效率较低，风电场的分布位置较远，在风能资源丰富的地区，风电场场地开阔，地质条件较好，有利于大规模开发风电场选址，首先参照国家风能资源分布区划，在风能资源丰富地区内进行初步筛选，考虑风能资源和地形地质状况等因素；其次将初选的风电场进行再次筛选，以确认其中有开发前景的场址，主要考虑非气象学因素，例如交通运输条件和并网条件；最后对于选定的风电场地址进行具体的测量和详细分析第三章1.接收太阳能并进行计算时应考虑哪些角度？它们之间的关系是什么？太阳赤纬角、纬度、正午太阳高度角、天顶角、太阳能接收器安装倾角2.为什么要选择半导体来作为光伏器件的核心材料？半导体材料具有很多独特的性质，半导体材料可以产生正负型（空穴与电子）载流子，半导体可以形成pn结，pn结具有单向导电性，半导体具有掺杂性、热敏性、光敏性、负电阻率温度特性和整流特性，在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性，另外在光照和热辐射条件下其导电性有明显变化，所以可用作光伏器件的核心材料3.简要说明载流子的产生过程在低温状态，价电子被完全束缚在原子核周围，不能在晶体中自由运动，在能带图中，价带是充满的，而导带是全空的，随着温度的升高，由于晶格热振动等原因，一部分电子脱离原子核的束缚产生了价电子共有化，生成自由电子，可以在整个晶体中运动，而在原来电子的位置上留下了一个电子的空位，称为空穴，电子和空穴合称载流子用光照射半导体时，若光子的能量大于或等于半导体的禁带宽度，则价带中的电子吸收光子后进入导带，产生电子空穴对，这种类型的载流子称为光生载流子4.结合太阳能电池的结构简述太阳能电池的发电原理当太阳光照射到太阳电池上并被吸收时，其中能量大于禁带宽度的光子能把价带中电子激发到导带上去，形成自由电子，价带中留下带正电的自由空穴，即电子空穴对，通常称它们为光生载流子。自由电子和空穴在不停的运动中扩散到p-n结的空间电荷区，被该区的内建电场分离，电子被扫到电池的n型一侧，空穴被扫到电池的p型一侧，从而在电池上下两面（两极）分别形成了正负电荷积累，产生光生电压，即光伏效应。如果在电池的两端接上负载，在持续的太阳光照下，就会不断有电流经过负载，这就是太阳能电池发电原理5.简述太阳能电池组件的各个构件的作用钢化玻璃，在太阳能电池光谱响应的波长范围内（3201100nm）透光率达90%以上，对于大于1200nm的红外光有较高的反射率EVA，固化后的EVA能承受大气变化，且具有弹性。同时，它和玻璃黏合后能提高玻璃的透光率，起着增透的作用，并对太阳能电池板的输出有增益作用太阳能电池片，光电转换的最小单元，可以单独作为电源使用背板，电池板背面的保护材料接线盒铝合金边框，不会被腐蚀，牢固耐用6.常用的几种封装材料各自的优缺点是什么？玻璃封装和非玻璃封装7.简述太阳能电池组件封装的工艺步骤和每一步的意义太阳能电池组件封装工艺流程：电池片测试正面焊接背面焊接叠层组件层压修边安装边框与接线盒组件测试清洗装箱入库8.独立光伏发电系统和并网光伏发电系统各有什么特点？独立光伏发电系统，是指与电力系统不发生任何关系的闭合系统。通常用做便携式设备的动力源，主要应用于远离公共电网的无电地区，以及为一些农牧渔民的基本生活、气象台站、边防哨所、航标、通信中继站等特殊处所提供电源的场合并网光伏发电系统，是指与公共电网相连的太阳能光伏发电系统。并网光伏发电系统使光伏发电进入了大规模的商业化发电阶段，并成为电力工业组成部分之一，也是目前世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势。并网光伏发电系统最大的特点是太阳能电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。并网系统中光伏方阵产生的电力主要供给交流负载，多余的电力将反馈给电网。9.简述北京鸟巢、上海世博园各展馆设计使用的与太阳能光伏发电项目相关的基本资料（如配置、功能、成本、寿命、收益等）10.简述太阳能光伏发电系统的基本原理及其基本组成太阳能光伏发电系统工作的基本原理：在应用太阳能光伏系统进行发电时，在光照条件较好的情况下，太阳能电池方阵会产生一定的电动势，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。产生的一部分电能供给电力系统使用，另一部分电能通过充放电控制器对蓄电池进行充电，将光能转换而来的电能储存起来。在夜间或光照不足的情况下，则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电，对于含有交流负载的光伏系统而言，还需要增加逆变器，将直流电转换成交流电太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池方阵、防反充二极管、充放电控制器、逆变器、蓄电池（根据情况使用）、测量设备、负载、调控装置以及与公共电网并网的连接装置等构成11.独立系统和并网系统的区别是什么？独立系统和并网系统在设计时需要考虑的重点有哪些？独立系统与并网系统区别在于是否与电力系统并网，独立系统不与电力系统并网，并网系统与电力系统并网12.简述逆变器的基本工作原理及其分类逆变器是太阳能光伏发电系统中将太阳能电池组件产生的或蓄电池释放的直流电转化为负载需要的交流电的一种装置根据逆变器的运行方式，可分为独立运行逆变器和并网运行逆变器逆变器还可以分为电压型、电流型等多种型式逆变器逆变器按其输出波形可分为方波逆变器、阶梯波逆变器和正弦波逆变器13.我国光伏发电产业的主要问题是什么？并简单讨论国内光伏发电产生的前景？我国光伏发电发展的主要问题：太阳能资源分布的不均，光伏产业市场过于依赖政府补贴和政策，技术发展创新不足，关键生产设备依靠进口，发电效率较低，光电整体的上网电价较水电和火电高出许多，光伏发电和风力发电受天气影响很大，不利于调度和调节，光伏标准并未完善，需要全面建设，光伏人才偏少，需要全面建立光伏人才体系，目前光伏行业受海外市场影响较大，急待培育国内市场，平衡供需关系发展前景：我国太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大。我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔，可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持，先后出台了一系列法律、政策，并且政府给与补贴，有力的支持了产业的发展。光伏产业和市场在严峻的能源形势和人类生态环境形势下，进入快速发展阶段，光伏发电技术发展很快，成本持续下降，并且降低制造能耗，另外，我国投入很大的资金和研究力量进行太阳电池的研究开发和商业化应用第四章1.什么是太阳能热发电？它有哪些优点？太阳能热发电，又叫聚集型太阳能热发电，它是一种可以大规模集中利用太阳能的方式，是一种解决能源问题的有效途径，是太阳能利用的新兴产业。太阳能热发电原理是利用光学系统聚集太阳辐射能，加热工质，产生高温蒸汽和空气，然后利用常规蒸汽发电循环实现发电。太阳能热发电具有低成本、零污染、稳定性好、连续性强等优点，适合并网发电，并且太阳能热发电可以和火电联合运行，更有利于电力系统的稳定和调节2.太阳能热发电有哪几种方式？它们的工作原理是什么？太阳能热发电的方式可以分为热电直接转换和蒸汽热动力发电两大类型热电直接转换，即利用太阳能提供的热量直接发电，通常是利用特殊的物理现象或化学反应蒸汽热动力发电，即先利用太阳能提供的热量产生蒸汽，再利用高温高压蒸汽的热动力驱动发电机发电3.太阳能热发电系统由哪几部分构成太阳能热发电系统由集热子系统、热传输子系统、蓄热与热交换子系统和发电子系统构成4.什么是太阳能集热器，它主要分为哪几种？太阳能集热器是吸收太阳能并向工质传递热量的装置，是各种利用太阳能装置的关键部分根据所能达到的温度水平，太阳能集热器可以分为3类：低温集热器（小于100）、中温集热器（100500）和高温集热器（500以上）。根据集热方式的不同，太阳能集热器可以分为平板集热器、真空管集热器、聚集型集热器。5.简述玻璃真空管集热器和热管真空集热器的工作原理热管真空集热器的工作原理：采用热管形式的真空管，该传热方式是阳光照射在具有真空管的玻璃管中的吸热铝片上，铝片吸收热量之后直接传给传热管芯，管芯再将热量传递到上部的冷凝端，然后与集热器中的水进行热交换6.太阳能热发电系统分为哪几种类型？它们各自的发电原理是什么？根据聚光方式的不同，太阳能热发电系统可分为3种：槽式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统和碟式太阳能热发电系统槽式太阳能热发电系统是利用抛物线的光学原理，将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，利用槽式反射镜直接将太阳能反射到位于镜面焦点处的集热管，将内部传热质经过换热产生高温、高压蒸汽从而驱动涡轮发电塔式太阳能热发电系统是利用一组独立跟踪太阳的定日镜，将太阳辐射反射到固定在高塔顶部的太阳能接收器上，加热工质产生过热蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。碟式太阳能热发电系统是由许多的抛物面反射镜组成，由斯特林发电机实现由热能到机械能的转化，利用旋转抛物面反射镜将入射太阳光聚集在焦点上，放置在焦点处的太阳能接收器收集热能，加热工质，从而驱动斯特林发电机组发电第五章1.什么是生物质和生物质能？生物质能的开发利用有哪几种形式？生物质是指植物通过光合作用直接或间接产生的各种有机体，特指作为能源资源的有机体，生物质是生物质能的载体生物质能是指绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能而储存下来的一种自然资源根据转化途径和利用目的的不同，可以将生物质的能源利用方式分为两大类：一类是生物质发电，另一类是制取生物燃料2.生物质作为能源资源有哪些特点？生物质作为能源资源，具有可再生性、清洁环保性、用途多样性、分布广泛性、资源分散性和堆积密度低等特点3.生物质直燃发电的原理和系统组成是什么？生物质直接燃烧发电原理是指将储存在生物质中的化学能通过锅炉燃烧转化为高温高压蒸汽的内能，再通过蒸汽轮机转化为转子的动能，最后通过发电机转化为电能。生物质直燃发电系统主要包括农林生物质燃料的收集、储运和预处理系统、连续输送和上料系统、生物质专用锅炉燃烧及辅机系统、汽轮发电机系统、变配电系统、余热以及灰渣收集利用系统等4.影响生物质燃烧的主要因素有哪些？影响生物质燃烧的主要因素包括燃料的水分含量、空气供给量、燃料的颗粒尺寸和反应时间5.生物质直接燃烧存在哪些问题？如何防止生物质燃烧引起的沉积和腐蚀问题？生物质直接燃烧存在的问题：沉积问题、腐蚀问题降低沉积的有效方法：掺混添加剂减少沉积物形成，机械降低沉积物形成，通过操作方式的变化降低受热面上沉积物减少腐蚀的措施：使用添加剂，生物质与其他燃料混烧，适宜的锅炉设计，喷涂处理，燃料预处理6.生物质混燃发电有哪几种形式？各有什么特点？生物质混燃发电指将生物质原料与煤、天然气、石油焦等化石燃料共同用作电厂锅炉燃料，目前较常见的是与煤混合燃烧。生物质与煤混燃有直接混燃、间接混燃和并行混燃3种方式直接混燃的特点：对现有燃煤发电系统改动较小，投资相对较少；面临燃料特性差异可能引发的问题；混合灰的回收利用严重受限间接混燃的特点：气化可降低生物质中碱金属、氯和低熔点灰分等对转化过程和设备的影响，降低燃烧对燃料质量的要求，扩大混燃生物质原料范围；煤灰和生物质灰分离，允许高混合比；气化设备增加了投资成本并行混燃的特点：两种燃料的燃烧系统可单独优化；煤灰和生物质灰分离，保证了燃煤灰的传统利用方式；对现有燃煤电站改造需要考虑汽轮机等下游设施的容量，需事先确认汽轮机有足够的过负载能力以适应生物质燃烧产生的额外电力7.国内外城市生活垃圾处理的主要方式有哪些？我国垃圾处理应走什么样的发展模式？城市生活垃圾的主要处理方式有3种，即卫生填埋、焚烧和堆肥我国应普遍开展生活垃圾分类收集，进行废弃资源和废弃资料的回收，加大了投入，建设节能环保型垃圾填埋场，逐步用焚烧作为垃圾处理的主要方式，因为焚烧具有显著的减容减重、低毒性和回收能量用于供热和发电等优点。同时完善垃圾处理收费政策、改进垃圾处理费征收方式;对城镇垃圾处理设施在土地利用年度计划安排中给予重点保障；推动垃圾处理技术装备成套化；采取政府建网、企业建厂等方式，鼓励城镇垃圾处理设施市场化建设和运营8.生物质直燃发电、混燃发电和气化发电各自的优势和劣势是什么？生物质直燃发电技术较为成熟，但是存在缺点：发电厂装机容量偏小，发电效率较低；秸秆直接燃烧存在碱金属腐蚀和沉积结渣等突出问题，严重影响锅炉的寿命和年运行时间；电厂的运行效益受生物质原料收集的影响较大生物质混燃发电技术可以避免或解决直燃发电的缺点，但是受国家补贴政策的影响，混燃发电一直没能在我国得到很好发展我国目前应用的生物质气化发电系统主要是流化床汽化炉和内燃机结合的气化发电系统，具有技术灵活性、一定规模下的经济性和较好的环保性等优点，但是存在的缺点包括燃气的热值和利用率低、焦油含量高等第六章1.形成一个热储必需的要素是什么？什么是地热系统中的主要物理过程？温度、热量地热主要是由地球内部长寿命的微量放射性元素（主要是铀-238（）、钍-232（）和钾-40（）衰变而放出的热量。2.地热资源可以分为几种不同的类型？说明它们的各自温度范围根据地热资源在地下的存在状态，可以分为热水型、蒸汽型、地压型、干热岩型和岩浆资源等。热水型地热资源，高温（150）、中温（90150）和低温（90以下）蒸汽型地热资源，地热蒸汽的温度一般在200以上地压型地热资源，温度为150260干热岩型地热资源，温度远远高于100，多为200650岩浆型地热资源，温度为60015003.地热资源开发会对生态环境产生什么影响？应如何避免？地热能的开发利用仍有少量有害物质排放，造成大气、地面和水泥的一定污染，例如地下热水和地热蒸汽中含有二氧化碳、甲烷、氢、氮、氨、硫化氢等不凝结气体可能造成的空气污染：废水中硼、砷等有害物质可能造成地表和水源的化学污染；地热电站排出大量度热水可能造成的热污染；大量开采地下热水可能引起的地变形、地面沉降和诱发地震等危害。为了避免地热资源开发利用过程中的环境问题，需要以地热系统理论为指导，将资源环境经济作为一个整体系统，采取以防为主，进行统一部署、统一规划和综合管理。4.地热发电的原理是什么？地热发电基本原理：不需要消耗燃料，直接利用地热蒸汽或利用地热能加热其他工质所产生的蒸汽，用高温高压的蒸汽驱动汽轮机（将热能转变为机械能）带动发电机发电（把机械能转变为电能）5.常用的地热发电系统有哪两大类？它们各自的工作原理是什么？有什么区别？根据载热体的类型、温度、压力和其他特性，可把地热发电系统分为蒸汽型地热发电系统和热水型（含水汽混合情况）地热发电系统蒸汽型地热发电是把地热蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮机发电机组进行发电的一种发电模式。这种发电方式最为简单热水型地热发电是目前地热发电的主要方式，低温热水层产生的热水或湿蒸汽不能直接送入汽轮机，需要通过一定的手段，把热水变成蒸汽或利用其热量产生别的蒸汽，才能用于发电6.温室有什么功用地热温室可用于育苗、栽培作物，地热温室种植第七章1.波浪能的特点是什么？波浪能的特点：波浪能是一种机械能，是海洋能中质量最好的能源；波浪能的蕴藏量极大；波浪能是海洋中分布最广的可再生能源2.波浪能发电装置有哪些？波浪能发电装置按能量传递方式可分为气动式、液压式、机械式和蓄水式3.简述振荡水柱式波浪能装置的发电原理？振荡水柱式波浪能发电装置利用固定在岸边的气室采集波浪能，在气室前面形成前港，以增强惯性聚波效应，提高气室采集波浪能的能力，然后将捕获的波浪能转换成旋转机械能，再通过可调励磁、变速恒频技术将波浪能转换成电能4.为什么会产生潮汐？海水随着地球自转也在旋转，而旋转的物体都受到一种力的作用，使它们有离开旋转中心的倾向，同时海水还要受到月球、太阳及其他天体的吸引力，因为月球离地球最近，所以月球的吸引力较大。这样海水在这两个力的共同作用下形成了引潮力，从而产生潮汐。由于地球、月球在不断运动，地球、月球与太阳的相对位置在发生周期性变化，因此引潮力也在周期性变化，这就使潮汐现象周期性地发生潮汐是指潮波运动引起的海水垂直升降5.潮汐发电的特点是什么？潮汐发电：优点是潮汐能源可循环再生；潮汐变化有规律，发电输出没有季节性；靠近用电中心，不消耗燃料，运行费用低；潮汐发电不排放有害物质，不会污染环境；潮汐电站建设不需淹地、移民，还可以综合利用。缺点是发电出力有间歇性；水头低，发电效率不高；工程复杂，建设投资大；存在泥沙淤积的可能6.潮汐能电站是由哪些部分组成的潮汐能电站主要由拦水堤坝、水闸和发电厂3部分组成，有通航要求的电站还应建设船闸7.潮汐能电站对机组的主要要求有哪些8.海流能的特点是什么海流能特点：一般来说，开阔的外海潮差小，流速亦小，越近岸边越大，在港湾口、水道口地区流速显著变化；相对波浪而言，海流能的变化要平稳且有规律得多，海流能随潮汐的涨落每天两次改变大小和方向；一般来说，最大流速在2m/s以上的海流均有实际开发利用的价值；海流能发电技术比陆地上的河流发电优越得多，既不受洪水的威胁，又不受枯水季节的影响，水量和流速常年不变，是一种非常可靠的能源9.海流发电机组结构是如何构成的常见的海流发电机组有轴流式和垂直式，一般由叶片、变速箱、发电机和海底电缆4部分组成10.简述海洋温差能的概念，以及海洋温差能发电的原理由于太阳的辐射会随着纬度的变化而变化，因而海水的温度也随着温度的变化而变化，纬度越低，海水温度越高，这将造成温度差异，其中蕴藏着巨大能量，这就是海洋温差能海洋温差能发电的基本原理是以海洋表面的温水作为高温热源，加热某些低沸点的工作流体并使之汽化，或者通过加压的办法直接使海水汽化，推动汽轮机来使发电机发电，同时以抽取的深层冷海水作为低温热源，冷却高温蒸汽并使之液化，循环使用，源源不断的电能就可以向发电站输送出去11.海洋温差能电站的主要形式有哪几种？并简述各自的优缺点海洋温差能电站按工作平台可分为浮型和岸型2种浮型平台以船式最为常见，发电机安装在船上，需要多点系泊或动力定位，同时还要考虑风浪荷载等因素的作用，可直接利用电能制造出可运送到陆地的产品，或通过海底电缆输送。岸型平台安全稳定，无海浪作用，发电装置设在岸边，但需要一条很长的沿着水下斜坡段的冷水管道来抽取深层冷海水12.简述盐差能发电的原理盐差能发电以渗透压式为主，在河海交界面采用半透膜将海水和淡水隔开，淡水就会通过半透膜向海水渗透，导致海水面高度增加，利用这种水位差就可以进行发电，即利用渗透压获得盐差能，然后再转化为电能13.常见的盐差能发电形式有哪几种？各自的优缺点有哪些？盐差能渗透压发电装置可分为双坝式强力渗压发电装置、水压塔式渗压发电装置、压力延滞渗压发电装置、外混式渗压发电装置和干涸盐湖发电装置双坝式强力渗压发电装置必须保证半透膜海水侧的盐浓度，以使发电过程持续进行，但受半透膜的限制，实际工程可行性不大水压塔式渗压发电装置压力延滞渗压发电装置外混式渗压发电装置，该装置的运行主要受位差H的影响，通常H=200m才可以满足要求干涸盐湖发电装置第八章1.简述氢气的性质、特点性质：在标准状态下，氢气是最轻的气体；氢气在通常状态下是比较稳定的；氢气比空气轻，所以氢气的火焰倾向于快速上升特点：氢气无毒无味；氢气燃烧最清洁，只生成水；氢气的来源多种多样；氢气可以作为能量载体进行大规模存储2.氢气作为二次能源有什么优势氢气燃烧只生成水，清洁环保，燃烧产生的水还可以继续制取氢气，反复循环利用，氢气的来源多种多样，氢能的利用方式也多种多样，氢气可以作为能量载体进行大规模存储，此外用氢气代替煤或石油等化石燃料并不需要对现有的技术装备作重大的改造3.常用的氢气制备方法有哪些氢气的制备：热过程制氢、电解过程制氢、光解过程制氢4.氢气的存储方式有哪几种氢气的存储方式：高压气态贮存、低温液氢贮存、固态贮存5.简述燃料电池的发电原理燃料电池是电化学装置，伴随着电池反应的进行，电池向外输出电能，将储存在燃料中的化学能转化为电能6.燃料电池的发电效率为何可以比理想的卡诺热机效率还要高燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，是一个电化学过程，发电效率取决于化学反应的吉布斯自由能变化和反应热，而卡诺循环是分析热机工作过程，所以燃料电池不受卡诺循环的限制，能量转化效率高，比理想的卡诺热机循环效率还要高7.燃料电池按电解质分为几种类型？各种类型有什么特点？燃料电池按电解质的不同可分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）和质子交换膜燃料电池（PEMFC）(包括直接甲醇燃料电池，DMFC)等碱性燃料电池（AFC）:AFC的电解质是一种碱性溶液，除贵金属外，银、镍以及一些金属氧化物都可以作电极催化剂，阴极性能比酸性体系好，而且电池结构材料较便宜，缺点是AFC对十分敏感，不适用于地面，主要用作短期飞船和航天飞机的电源磷酸型燃料电池（PAFC）：PAFC是所有燃料电池中效率最低的，但PAFC的商业化程度最高熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）：MCFC的阴极上不但需要氧气，同时还需要，以便在阴极生成磷酸根离子，因此在电池的阳极和阴极之间形成磷酸根离子的传输。MCFC在较高的温度下工作，可以对天然气、煤炭汽化燃料进行内部重整，直接加以利用，并不需要复杂昂贵的外重整设备，另外燃料转换效率高，余热利用率也较高固体氧化物燃料电池（SOFC）：SOFC以重整气为原料，反应速度快，不需要贵重金属做催化剂，不存在电解质腐蚀金属的问题，燃料转换效率高，高温余热可很好利用，提高燃料的总利用效率，但是SOFC存在诸如电流密度小、电压降（欧姆损失）高、制造工艺复杂、成膜设备昂贵等问题质子交换膜燃料电池（PEMFC）：PEMFC的工作温度低，在室温下也能正常工作，比能量高，启动快，寿命长8.常见的燃料电池由哪些主要部件组成？它们各自都有什么功能燃料电池的构成组件为：电极、电解质隔膜与集电器等。燃料电池的电极是燃料发生氧化反应与氧化剂发生还原反应的电化学反应场所电解质隔膜的主要功能在分隔氧化剂与还原剂，并传导离子集电器又称作双极板，具有收集电流、分隔氧化剂与还原剂、疏导反应气体等之作用9.举例说明燃料电池发电系统的工作过程10.燃料电池的发展现状和应用前景如何？影响燃料电池商业化的主要因素有哪些？发展现状：发达国家将大型燃料电池开发作为重点研究项目，加大投资进行研究与开发，成果显著，应用于发电及汽车上，这种发电方式可以大大降低空气污染及解决电力供应、电网调峰等问题，燃料电池发电设备商业化生产，燃料电池发电厂已在一些发达国家建成，燃料电池发电正快步进入工业化规模应用阶段应用前景：质子交换膜燃料电池具有工作条件温和、启动快等特点，适合用做汽车动力，被普遍认为是未来车载燃料电池的首选，用于城市公交运输车辆，不会对环境产生污染；便携式领域主要是使用DMFC；燃料电池电站具有高效、低噪声、低污染、占地面积小等优点，燃料电池可以作为固定型或分散型的电站，既可以用于边远地区的小型发电也可以作为电源，另外利用农村生物质产生的沼气作为燃料电池的燃料，可以解决广大农村未来供电问题影响燃料电池商业化的主要因素：燃料电池成本高，燃料电池寿命短，相关基础设施缺乏