第4章可再生能源习题

1、填空题
1描述风的性能的特征参数有等。

2世界气象组织将风力分为13 个等级。

3风力发电的运行方式有 3 种，分别是独立运行方式\风力发电与其它发电方式相结合\风力发电并入常规电网运行,向大电网提供电力。

2、概念题
1风向是指风吹来的方向
2风速是表示风移动的速度，即单位时间内空气流动所经过的距离
3风太阳辐射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,引起大气的对流运行从而形成风4山风到夜间,空气中的热量向高处散发,气体密度增加,空气沿山坡向下移动,形成所谓“山风”5谷风在山区,白天太阳使山上空气温度升高,随着热空气上升高,山谷冷空气随之向上运动,形成“谷风”
6风玫瑰图风玫瑰图是一个给定地点一段时间内的风向分布图
3、简答题
1风能的优势和缺点有哪些？四大优点：蕴量巨大,可以再生,分布广泛,没有污染
三大缺点：风能能流密度低,风能不稳定,风能地区差异大
2风力发电机是如何工作？⑴风力发电机组成和原理
小型风力发电机主要包括风轮(包括尾舵),发电机和塔架三个部分。

风轮它是把风的动能转化为机械能的重要部件,它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。

桨叶的材料要求强度高,质量轻。

为保持风轮始终对准风向获得最大功率,还需要在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。

通过齿轮变速箱和调速机构,风轮带动发电机匀速运转,因而把机械能转化为电能。

塔架
它是支撑风轮,尾舵和发电机的构架,它需要适当的高度和足够的强度,以获得较大和较匀速的风力。

风轮机运行原理风能驱动安装在一个转子上面的2~3片螺旋桨似的叶片,转子与主轴相连,主轴驱动一个发电机旋转发电。

风轮机安装在塔架上来捕集风能。

在距地30m左右,风能机利用较快又较少紊流的风。

风轮机可以用来给单户家庭,大楼,或者可以连接到电网来获得更广泛的电力分布和供应。

3风光互补新能源照明技术与普通市电照明相比具有哪些优势？风光互补照明与普通电照明相比有明显的优势它利用光电板和小型风力发电机将太阳能和风能转换成电能。

太阳能和风能的互补性强，风光互补发电系统弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。

与传统路灯相比，风光互补路灯不需要消耗电网电能，也就是节省了变电站和供配电线路的建设和维护成本。

随着技术的日渐成熟，它不但能给社会创造巨大的效益，还为环保能源的大规模应用和发展带来更为广阔的前景。

4浓缩风能技术与一般风能技术有什么不同？在网外无电地区,推广微型,小型风电机组是解决无电农牧民用电的有效途径,有其独特的优越性。

在草原牧民生活和生产建设中用风力发电代替常规能源和生物质能,减少常规能源和生物质能的消耗。

这样可以把常规能源留给后代,把生物质能——优质肥料返回到草原中,保护草原生态。

在浓缩风能装置的综合作用下.为风轮机的重要旋转部件叶轮创造了一个与自然风场不同的新的工作流场,该流场中流动的是把自然风加速,整流后的流体,提高了风能能流密度,使流速更加均匀化,从而使机组具有其
他类型风力发电机无法比拟的优点。

如:660W,2KW浓缩风能型风光互补发电系统在草原应用。

5风是如何形成？太阳辐射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,引起大气的对流运行从而形成风。

6海陆风是如何形成？在白天,由于陆地空气温度高, 空气上升而形成海面吹向陆地的海陆风;反之在夜晚,海水降温慢,海空气温度高,空气上升而形成陆地吹向海面的陆海风。

7山谷风是如何形成？在山区,白天太阳使山上空气温度升高,随着热空气上升高,山谷冷空气随之向上运动,形成“谷风”,相反到夜间,空气中的热量向高处散发,气体密度增加,空气沿山坡向下移动,形成所谓“山风”。

局部温度梯度等因素也会使风能分布发生变化。

8风力变化的影响因素有哪些？风随时间的变化\不同地面风速的变化\风随高度的变化\风的随机性变化\
9风力发电机的组成风轮(包括尾舵),发电机和塔架三个部分。

10风力发电有哪几种运行方式？独立运行方式\ 风力发电与其它发电方式相结合,向一个单位或一个村庄或一个海岛供电\。

风力发电并入常规电网运行,向大电网提供电力。

11风力发电科学技术主要研究方向有哪些？风力发电科学技术主要研究方向
风资源精确调查与评估；风能的转换理论与技术；风能与其它能源互补技术；风力发电专用发电机技术；各种基础理论研究；并入常规电网技术；对电网冲击问题；风力机的变桨距调节技术；发电机变速恒频发电技术；压缩空气储能技术等。

12风电场选址的依据是什么？场址区风能资源较为丰富\有效风时数较高\场址区主风向较稳定,风能分布较集中\湍流强度小\日风速,风功率分布较好
13海上风力发电场与陆地风力发电场相比具有哪些优点？海上风力发电具有的优势
a可开发的风力资源更多b对风的利用更充分, c安装简便.
14风光互补路灯原理与特点风光互补发电系统是由风力发电机组配合光伏电池组件组成,通过专用的控制逆变器,将风力发电机输出的低压交流电整流成直流电,并与光伏电池组件输出的直流电汇集在一起,充入蓄电池组,实现稳压蓄能和逆变全过程,为用户提供稳定的交流电源。

它的优点是系统可靠性高,运行维护成本低,缺点是系统造价高。

风电系统是利用小型风力发电机,将风能转换成电能,然后通过控制器对蓄电池充电,最后通过逆变器对用电负荷供电的一套系统。

它的优点是系统日发电量大,系统造价低,运行维护成本低,缺点是小型风力发电机的可靠性设计一直没能解决。

15试述风光互补发电技术的应用领域有哪些？我国在风光互补照明系统的应用情况如何？路灯照明是城市公共设施的重要组成部分,一方面给人们生活带来光明,另一方面将城市夜色点缀得多姿多彩。

但它也是一个耗电大户。

怎样在节约能源和保护环境的前提下进一步提高路灯照明质量是目前我国城市发展的一个重要课题。

风光互补路灯的出现和发展凸现了21世纪节能环保型工业社会的发展方向。

建设风光互补路灯,不仅与政府的保护环境,节约资源循环经济的理念相符,而且能向国民进行新能源利用和生态环保知识的直观教育。

16试述国内外风力发电技术的发展趋势⑴因地制宜发展互补发电模式
A发展风电和水电互补模式
a 风电和水电都是一次能源开发和建设同时完工的项目,没有火电所需要的开采和运输煤炭、石油所要求的投资。

b 风电优缺点：蕴藏量大,可再生,无污染,占地少,建设周期短,投资灵活,自动控制水平高,运行管理人员少等;风能是一种密度小的随机性能源。

c风电和水电互补.在中国许多地方,冬春季枯水期间水电出力不足,正是风力强劲的季节,风电和水电配合使用,尤为可取。

B发展风光互补发电模式
a 风光互补发电系统,能有效地利用自然资源；
b风光互补发电在中国许多地区,冬季半年风大,太阳辐射强度小;夏季半年风小,太阳辐射强度大,两种能源的分布季节正好相反,互补利用可满足用户用电需求。

在网外地区利用风柴蓄联合发电系统,能获得稳定的电力,又有明显的节油效果,发展该系统将促进风力从为生活服务转向为生产提供电力。

4、论述题
1风能基础知识的了解和掌握对于风能利用有什么作用？⑴风的形成
太阳辐射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,引起大气的对流运行从而形成风。

风是由太阳辐射热引起的,是广义太阳能的一种。

据估计到达地球的太阳能中大约只有2%转化为风能.。

而全球风能约为2.74×109MW,其中可利用风能为2×107MW,比地球上可开发利用的水能总量要大10倍。

风的运动与包围着地球的大气运动息息相关。

大气的流动像水流一样，从压力高处往压力低处流。

太阳能是形成大气压差的原因。

由于地球自转轴与围绕太阳的公转轴之间存在66.5°的夹角,因此,对地球上不同地点,太阳照射角度是不同的，即使对同一地点一年365天这个角度也是变化的。

地球上某处所接受的太阳辐射能正是与该地点太阳照射角的正弦成正比。

地球南北极接受太阳辐射能少,所以温度低,气压高,而赤道接受热量多,温度高,气压低。

另外,地球绕自转轴每24h旋转一周,温度,气压昼夜变化。

这样由于地球表面各处的温度,气压变化,气流就会从压力高处向压力低处运动,以便把热量从热带向两极输送,因而,形成不同方向的风,并伴随不同的气象变化。

大洋中的海流也起着类似的作用。

从全球角度来看,大气中的气流是巨大的能量传输介质,地球的自转进一步促进了大气中的半永久性的行星尺度环流的形成。