《新能源技术》课程复习思考题可再生能源：1.假设在你的家乡你有一栋200 m2的别墅，你希望能够享受现代的生活方式，实现室内温度调节和使用各种电器，同时希望尽可能采用可再生能源。

请根据你家乡的资源情况提出一套方案，并说明理由。

别墅建筑特点:a)别墅建筑面积较小且具独立性.通常别墅建筑为2至3层单元式建筑,单元建筑面积为150至300 m2左右;b)、别墅建筑结构简单,外形富于变化,多样;c)别墅建筑的太阳照射条件好.可以在别墅采用热水地板辐射采暖系统。

由太阳能集热器,蓄热装置,辅助加热器以及地板辐射管等构成。

为了满足别墅舒适度和业主的要求,在采暖、空调的末端形式上,冬季采用地板辐射采暖;夏季采用盘管风机供冷的方式.此外还可以与热水系统结合，利用采暖系统集热器产生热水以供生活用, 同时配以电加热器调节，以满足使用要求。

优点：1)供热水温度低(45℃以上),普通平板太阳能集热器也能满足要求;2)回水温度差较大,太阳能利用率较高;3)系统简单,控制方便;4)并且冬季采暖舒适度高。

此外，还可以采用太阳能热泵系统、地板辐射直接供暖和热泵组合系统。

太阳能：1. 太阳能热发电的形式有哪几种？请谈一下各自的特点和效率。

从热力学第二定律角度，按照环境热源27度和可能各自的典型集热温度和集热效率分析太阳能热发电几种形式的最大太阳能发电效率。

一般来说，太阳能热发电形式有槽式，塔式，碟式三种系统。

槽式太阳能热发电系统是将多个槽型抛物面聚光集热器经过串并联的排列，加热工质，产生高温蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电。

设备结构简单、而且安装方便，整体使用寿命可达20年。

由于反射镜是固定在地上的，能更有效地抵御风雨的侵蚀破坏，而且大大降低了反射镜支架的造价。

导热油工质的温度限制，最高只能到400℃，只能停留在中温阶段。

商业化的年净效率14%。

太阳能塔式发电是应用的塔式系统。

它是在很大面积的场地上装有许多台大型太阳能反射镜，通常称为定日镜，每台都各自配有跟踪机构准确的将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接受器上。

接受器上的聚光倍率可超过1000倍。

在这里把吸收的太阳光能转化成热能，再将热能传给工质，经过蓄热环节，再输入热动力机，膨胀做工，带动发电机，最后以电能的形式输出。

主要由聚光子系统、集热子系统、蓄热子系统、发电子系统等部分组成。

可高温蓄热，可联合运行。

太阳能碟式发电也称盘式系统。

主要特征是采用盘状抛物面聚光集热器，其结构从外形上看类似于大型抛物面雷达天线。

由于盘状抛物面镜是一种点聚焦集热器，其聚光比可以高达数百到数千倍，因而可产生非常高的温度。

非常高的转换效率。

最大发电效率：1-（27+273）/（500+273）= 61.19%（按卡诺循环效率算峰值效率30%。

2. 太阳能空调的形式有哪些，简单介绍各自原理。

根据你的了解请论述未来太阳能空调可能的发展方向。

吸收式制冷是利用两种物质所组成的二元溶液作为工质来进行的。

这两种物质在同一压强下有不同的沸点，其中高沸点的组分称为吸收剂，低沸点的组分称为制冷剂。

常用的吸收剂—制冷剂组合有两种：一种是溴化锂—水，通常适用于大型中央空调；另一种是水—氨，通常适用于小型空调。

所谓太阳能吸收式制冷，就是利用太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水。

太阳能吸附式制冷实际上是利用物质的物态变化来达到制冷的目的。

用于吸附式制冷系统的吸附剂一制冷剂组合可以有不同的选择，例如：沸石一水，活性炭一甲醇等。

太阳能吸附式制冷技术的原理包括吸附和脱附两个过程。

液体除湿空调系统最重要的组成部分是液体除湿系统,主要由除湿器、再生器、储液器组成,其工作原理是使被处理空气与某些有机物或盐类的浓溶液(除湿剂)接触,利用浓溶液表面的水蒸气分压力小于被处理空气的水蒸气分压力的特点,使被处理空气中的水蒸气向浓溶液转移,实现干燥空气,而浓溶液吸收被处理空气中的水蒸气后变为稀溶液,稀溶液通过再生,重新变为浓溶液再进行除湿。

太阳能是一种高品质能源，将其转化成低温热源进行制冷，太阳能品质已经受到了极大地损失。

因而要实现高效太阳能制冷，可以开发高效能的高温太阳能集热器。

比如真空管-热管式地集热器已经可以获得到200℃左右的热能，但仍只能算中温热能。

因而研究开发更高效的高温集热器，以进一步提高太阳能的利用效率。

3. 空调系统可能的节能方式有哪些？何谓热湿独立控制？简述热湿独立控制的节能原理。

答：（1）在空调系统的节能中,主要表现在以下几方面:1、建筑设计方面的节能措施：第一,建筑物方位与周边环境。

第二,建筑物外围结构。

第三,推广外墙外保温建筑。

第四,建筑采光通风设计。

2、空调系统设计方面的节能措施：第一,由于空调水系统的输配用电占空调能耗比重较大,水系统设计节能。

第二,根据计算的负荷大小选择与设计容量相同的机组,不要选用容量过大的主机。

第三,优化空调机组和末端设备的选择设计中注意选用重量轻,噪声少,单位风机功率供冷(热)量大的机组。

第四,根据容量大小尽量选择能效比高的机组。

第五,应用变频技术。

第六,采用新型节能舒适健康的空调方式。

第七,推广使用可再生能源或低品位能源的空调系统。

3、空调系统施工方面的节能措施：第一,加强保温的严密性及完整性。

第二,减少系统的阻力损失和杜绝管网堵塞。

4、空调系统运行管理方面的节能措施：第一,实行空调操作人员持证上岗制度。

第二,不连续工作的空调通风系统,尽可能的缩短预冷的时间,并且在预冷时采用循环风,不引入新风。

第三,当过渡季节中室内有冷负荷时,应尽量采用室外新风的自然冷却能力,节省人工冷源的冷量。

第四,加强日常和定期对设备和系统的维护。

（2）热湿独立控制是指一种独立除湿的手段,把除湿和降温过程分开,从而使用温度较高的冷源就能把空气处理到送风状态,提高了制冷机的效率,也可提高室内的舒适性。

（3）与传统的空调形式相比，温湿度独立控制空调的不同点在于，它采用两个相互独立的系统分别对室内的温度和湿度进行调控，这样不仅有利于对室内环境温湿度控制，而且可以完全避免因再热产生的不必要能源消耗，从而产生较大的节能效果。

温湿度独立控制空调系统的特点是用干燥新风通过变风量方式调节室内湿度，用高温冷水通过独立的末端(辐射方式或对流方式）调节室内温度。

4. 如果未来太阳能电池价格显著下降，能源结构会有何变化？住宅能源系统有何新的机遇和挑战？答：（1）太阳能流行是因为它是一种清洁并丰富的资源。

它的问题在于发电成本高。

如果太阳能电池价格显著下降，能够显著提高太阳能在发电市场上的竞争力。

虽然太阳能占总能源的比重会有所增加，但是还不足以取代传统的化石能源。

（2）通过建筑设计的特殊处理，可间接地利用太阳能提高建筑环境的热舒适性。

在太阳能充足的省份(如青海、宁夏等)，太阳能的利用已经获得了较大的发展，根据目前的技术与经济状况，主动式太阳能采暖、空调、发电建筑远未达到大规模工程推广的经济性。

在城市发展太阳能利用的最佳方式是解决生活热水供应，间接降低建筑物的能耗。

如果太阳能电池价格显著下降将会有更多的住房应用太阳能。

5. 请根据你掌握的知识就贮热的发展方向做一简单论证。

如何实现跨季节贮热？6. 热泵热水器的系统特点，为何热泵热水器可以替代电热水器？7. 根据光伏电池I-V曲线，光伏电池的短路电流与哪些因素有关，光伏电池的开路电压与那些因素有关。

光伏电池电路短路即电压为零时的电流称为短路电流。

在I-V曲线上，主要和光伏电池的尺寸和太阳的辐照强度有关。

光伏电池电路开路即电流为零时的电压称为开路电压。

在I-V曲线上，主要和光伏电池的种类和电池的材料有关。

8. 分析光伏电池的能源回收期与那些因素有关。

伏系统的能量回收期是指全寿命周期中消耗的总能量（包括生产制造、安装和运行过程中消耗的能量），与光伏系统运行时每年的能量输出之比，单位为年。

光伏系统的能量回收期取决于两个方面的因素：一是光伏系统生产制造、运输安装和运行过程和设备回收过程中消耗的能量，这主要取决于生产制造水平和运行管理能力。

二是光伏系统的发电量，这取决于光伏电池系统和蓄电池系统的配置、系统的安装位置和方式、当地太阳能资源情况和运行维护的水平。

9. 独立光伏系统由那些重要部件组成，各有什么功能？什么是“最大功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking）？风能：1.风能以运动形式的动能在我们周围广泛存在，请结合课上知识说明影响风能大小的主要因素及其影响结果，并指出风能可以转变为哪些其它形式的能源，其转换途径如何（最好以图式表示）。

2.风力发电是目前风能利用的重要方式，请分别简单绘制出一个垂直轴和水平轴风机，并指出二者的区别和优缺点。

并在水平轴风机的叶片上标示出升力（lift）和阻力（drag）。

3.计算题：假设某地的平均风速为8m/s（风速分布符合瑞利分布），1）请绘制出风速分布的数学关系式和分布概率图；2）请计算在一年的时间内有多少时间可以保证风速大于10m/s；3）假设风速为10m/s，请计算风能、可获得的电能以及风机输出的电能大小（未知项可用符号标示）。

4.分别从力学和风机效率两方面论述为什么现在的风机大多采用3个叶片？5.风能作为可再生能源的一种重要利用形式，目前已经有相当数量的研究成果和示范应用。

请论述风能发展目前所面临的主要问题和挑战，并结合自身知识为未来风能的发展给出建议，注意结合一些重要技术点（例如风光互补、储能技术等）。

生物质能：1. 从能源与人类社会发展的关系，以及当今人类社会面临的能源与环境问题，论述开发新能源技术的重要性。

煤炭、石油、天然气等不可再生能源持续增长的大量消耗，不仅使人类面临资源枯竭的压力，同时也受到了环境污染和气候变化等环境问题的严重威胁。

相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。

同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。

从能源短缺（煤、石油、天然气等传统化石能源），环境污染（大气、水、臭氧层破坏），气候变化（全球气候变暖、极端天气），国际争端（争夺化石能源引发大国摩擦、战争），社会发展（城镇化加速对能源的需求）等方面进行论述。

2.什么是生物质？什么是生物质能？生物质：一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质。

包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等。

包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水几大类。

生物质能：是太阳能以化学能形式储存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用。

3. 生物质的主要组成成分是哪三种？木质素，复杂的芳香结构，很高的能量含量；纤维素，葡萄糖高分子聚合物，优良的生物化学转化原料；半纤维素，5碳和6碳糖的高分子聚合物。