2025年大学《能源化学》专业题库—— 太阳能光热转换器件的性能优化与应用.docxVIP

2025年大学《能源化学》专业题库——太阳能光热转换器件的性能优化与应用

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内）

1.太阳能光热转换的核心过程是（）。

A.光致发光

B.光致电离

C.光能直接转化为电能

D.光能转化为热能

2.提高太阳能光热器件吸收率的常用方法是（）。

A.增加器件厚度

B.使用高发射率材料

C.减少表面反射，使用高吸收率材料或结构

D.降低器件工作温度

3.选择性吸收涂层的主要目标是（）。

A.增加器件透明度

B.减少太阳光辐射

C.在高吸收率和低发射率之间取得平衡

D.增强器件的机械强度

4.在聚焦式太阳能热发电系统中，热传输通常采用（）。

A.空气对流

B.液体介导

C.热管或热棒

D.直接接触传热

5.影响太阳能集热器热效率的重要因素之一是（）。

C.环境风速

D.太阳能电池板效率

6.热管太阳能集热器相比传统平板集热器的主要优势在于（）。

A.吸收率更高

B.发射率更低

C.具有良好的等温特性和高效热传输能力

D.结构更简单

7.光热转换器件的总效率（η_total）通常表示为（）。

A.η_optical×η_thermal

B.η_optical+η_thermal

C.η_optical/η_thermal

D.(1-η_optical)×η_thermal

8.热损系数（U）的定义是（）。

A.器件吸收的太阳辐射功率

B.器件向环境散失的热功率

C.器件的热效率

D.器件单位面积、单位温差下的热损失功率

9.太阳能光热技术在偏远地区供电或供暖方面具有的优势是（）。

A.需要频繁更换部件

B.对电网依赖性强

C.初投资相对较低，运行维护简单，无燃料成本

D.发电成本高于传统火电

10.碟式太阳能热发电系统（DSSC）的最高理论效率接近于（）。

A.30%

B.60%

C.85%

D.95%

二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上）

1.太阳光辐射到地球表面的能量主要来源于太阳内部的__________反应。

2.为了减少热量向冷环境的散失，太阳能光热器件通常需要进行__________设计。

3.影响选择性吸收涂层性能的关键材料参数包括吸收率（α）和发射率（ε），理想的涂层应在太阳光谱区域具有高α，在红外热辐射区域具有低ε。

4.热管是一种利用工作介质在蒸发段和冷凝段的__________和__________来实现高效传热的装置。

5.太阳能光热发电（CSP）系统除了需要高效的光热转换器件外，还需要能量存储系统和__________装置。

6.提高太阳能集热器效率的途径包括提高光学效率（吸收率、透射率）和降低__________（包括对流热损和辐射热损）。

7.光学效率（η_optical）通常定义为吸收的太阳辐射功率与入射太阳辐射功率之比。

8.热学效率（η_thermal）通常定义为有效利用的热功率与吸收的太阳辐射功率之比。

9.在聚光型太阳能热发电中，为了跟踪太阳运动以保持最大聚光比，通常需要使用__________跟踪系统。

10.除了传统的光热转换外，太阳能还可以通过__________效应直接发电。

三、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）

1.简述太阳能光热转换的基本过程。

2.简述影响太阳能集热器热损的主要因素。

3.简述热管在太阳能光热系统中应用的优势。

4.简述太阳能光热技术在建筑领域应用面临的主要挑战。

四、计算题（每题10分，共20分。请列出计算步骤并给出最终结果）

1.某太阳能集热器面积为2平方米，在晴朗天气下，其接收到的太阳辐射功率为800W/m2。集热器表面的吸收率为0.9，发射率为0.05，环境温度为25°C，对流换热系数为5W/(m2·K)，辐射换热系数为4W/(m2·K)。假设太阳光谱平均温度为5800K，环境辐射温度为300K。请计算该集热器的热损系数（U值）和理论热效率（η_thermal）。（提示：热损系数U=h_conv+h_rad；理论热效率η_thermal≈α-U*(T_