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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？⑴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。⑵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：①挡水建筑物，②泄水建筑物，③进水建筑物，④输水建筑物，⑤河道整治建筑物；专门性水工建筑物主要有：①水电站建筑物，②渠系建筑物，③港口水工建筑物，④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①地质勘测②可行性研究与初步设计；③招标设计阶段；④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？⑴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⑵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；⑶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S、天顶角Z、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