生物质能的问题

生物质能。

生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量，这些植物以生物质作为媒介储存太阳能，属再生能源。

据计算，生物质储存的能量比目前世界能源消费总量大2倍。人类历史上最早使用的能源是生物质能。19世纪后半期以前，人类利用的能源以薪柴为主。

当前较为有效地利用生物质能的方式有：

(1)制取沼气。需要主要是利用城乡有机垃圾、秸秆、水、人畜粪便，通过厌氧消化产生可燃气体甲烷，供生活、生产之用。

（2)利用生物质制取酒精。当前的世界能源结构中，生物质能所占比重微乎其微。

解决方法思路是从生物质利用的源 头入手，通过政策、企业、农民三方面对每条环节进行分析，找出症 头入手，通过政策、企业、农民三方面对每条环节进行分析，找出方法。

<拓展>电化学腐蚀和化学腐蚀的区别：

(1)化学腐蚀 ：

金属材料与干燥气体或非电解质直接发生化学反应而引起的破坏称化学腐蚀.钢铁材料在高温气体环境中发生的腐蚀,通常属化学腐蚀,在生产实际中常遇到以下类型的化学腐蚀。化学腐蚀主要是因为金属与氧气、水等接触，金属被氧化，以及其他有腐蚀性的化学物质对金属的腐蚀，如海水、酸雨等；

(2)电化学腐蚀：

电化学腐蚀是因为原电池原理的腐蚀，这比上一个原因引起的危害更大，原理是水在金属物表面形成水膜，溶解氧气，二氧化碳等物质，这时就会形成金属为负电位的原电池，会使金属被较快地腐蚀。钢铁在生活中的腐蚀主要分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，两者都属于电化学腐蚀。

A、食盐水为溶液，非胶体，不能产生丁达尔效应；

B、目前人类所能应用的生物质能（如石油、煤、木材以及各种食物等），都是由植物的光合作用产生的有机物进而经过各种转化形成的；也就是说，生物质能就是太阳能在地球上的不同表现。故B√

D、纯铝耐腐蚀性差，真正耐腐蚀的是铝外表形成的氧化铝。而且纯铝不能直接用于航天材料，铝的合金才可以用于航天。

再说说第二题的A吧（/手动滑稽）：在NaClO与NaCl的混合溶液中，存在大量ClO-离子，会与Fe²+发生氧化还原反应，所以A错。

一、选择题（本题包括50小题，每小题2分，共100分，每小题只有一个正确答案）

1．2010年的4月22日是第41届世界地球日，我国的主题是“珍惜地球资源，转变发展方式，倡导低碳生活”。下列做法符合低碳生活要求的是：              （    ）

①大力进行植树造林；②以煤等燃料为主要生活燃料；③鼓励私人购买和使用小汽车以代替公交车；④利用太阳能、风能和氢能等新能源代替化石燃料；⑤禁止电动自行车上路

A．①③④          B．①④          C．②⑤          D．②③⑤

2．古诗词是古人留给我们的宝贵精神财富，下列诗句中只涉及到物理变化的是（    ）

A．野火烧不尽，春风吹又生

B．春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干

C．只要工夫深，铁杵磨成针

D．爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏

3．宇宙飞船中的饮用水是从哪里来的(     )

A．从空中收集的雨水                         B．从地球上带去的水   

C．利用氢氧燃料电池制出的水      D．利用火箭送水

4．下表为家庭中一些常见物质的pH：

物质

食醋

牙膏

食盐水

肥皂水

火碱液

pH

3

9

7

10

13

蚊虫叮咬人时，会向人体内注入蚁酸（具有酸的性质），使皮肤红肿、疼痛，要消除这种症状，应在叮咬处涂抹下列物质中的 （     ）

A．牙膏或肥皂水        B．食盐水        C．火碱液           D．食醋

5．下雷雨时可以增加土壤中的（     ）

A．磷肥      B．有机肥  C．钾肥     D．氮肥

6．特大洪水过后，受灾地区的水源常被严重污染，下列物质中能对被污染的饮用水起杀菌、消毒作用的是(     )

A．生石灰      B．明矾      C．绿矾        D．漂白粉

7．引起粗盐潮解的物质是（      ）

A．KCl     B．MgCl2    C．AlCl3         D．Na2SO4

8．聚氯乙烯简称是(    )

A.  PE        B.  PS     C.  PVC  　 D.  PET

9．下列科学家中，为我国化学工业作出重大贡献的是（   ）

   A．侯德榜            B．华罗庚              C．李四光             D．邓稼先

10． 一般不用来酿酒的物质是(    )

A.黄豆        B.高梁     C.玉米      D.红薯

11．胃穿孔不能服用含哪种主要成分的抗酸药(     )

A．NaHCO3             B．Na2CO3

C．Al(OH)3             D．Mg(OH)2

12．当你发现在潮湿的气候条件下，苔藓枯死；雪松呈褐色伤斑，棉花叶片发白；即各种植物出现“烟斑病”。请问这是那种气体污染的迹象（    ）

A．SO2       B．CO2        C．NO2          D．O3

13．从1950年开始，日本水俣镇发现了水俣病，原因是由海水污染造成的。请选出水俣病是由下列哪种元素引起的 (      )

A．铅         B．镉      C．铁         D．汞

14．通常所说的“白色污染”是 指 （      ）

A．白色烟尘     B．白色建筑废料    C．生活垃圾   D．塑料垃圾

15．下列图示中，氢气的用途主要利用物理性质的是（    ）

A．高能燃料         B．氢氧焰               C．充灌气球                D．化工原料

16．燃放烟花爆竹会产生一种有刺激性气味能污染空气的气体，它是（    ）

A．SO2            B．N2               C．O2           D.CH4

17．酸与碱作用生成盐和水的反应，叫做中和反应。它在工农业生产和日常生活中有广泛的用途。下列应用一定与中和反应原理无关的是：（    ）

A．施用熟石灰改良酸性土壤     

B．服用含Al(OH)3的药物治疗胃酸过多

C．用熟石灰和硫酸铜配制波尔多液 

D．用NaOH溶液洗涤石油产品中的残余硫酸

18．如何鉴别牛奶中是否掺入了米汤（）

A．品尝味道                   B．加入碘水看是否变蓝

C．看两种物质是否分层         D．鉴别不出来

19．       市场上有一种加酶洗衣粉，衣物上的汗渍、血迹及人体排放的蛋白质油渍遇到这种加酶洗衣粉都能被分解而除去。下列衣料①羊毛织品；②棉织品；③化纤布料；④蚕丝织品。其中不宜用加酶洗衣粉洗涤的是（   ）

A．①②                   B．③④                   C．①④                   D．②③

20．石灰在工农业生产和建筑业上有着重要用途。用于生产石灰的主要原料是石灰石(用①表示)，在石灰窑中加热焙烧石灰石得到生石灰(用②表示)，并放出气体(用③表示)。生石灰在建筑业上主要用黏合剂，一般先使它“熟化”变成熟石灰(用④表示)，熟石灰与砂子混合成灰泥用于砌筑砖墙。经过一段时间后，灰泥中的熟石灰变成另一固体物质(用⑤表示)。用下列化学式表示的五种物质都正确的是(     )。

A．①Ca(OH)2，②CaO，③SO3，④CaSO4，⑤CaSO4

B．①CaO，②Ca(OH)2，③CO，④CaCO3，⑤CaSiO3

C．①CaCO3，②CaO，③CO2，④Ca(OH)2，⑤CaCO3

D．①CaCO3，②CaO，③SO2，④CaSiO3，⑤Ca(OH)2

21．引起煤矿矿井发生爆炸的气体主要是(    )

A．氢气       B．一氧化碳      C．液化气      D．甲烷

22．我国政府规定在食盐中添加KIO3, 碘是合成下列哪种激素的重要原料之一（   ）

A．胰岛素      B．甲状腺激素    C．生长激素    D．雄性激素

23．以下是一些常见的危险品消防安全标志，装运浓硫酸的槽罐车上应贴的图标是（   ）

24．“神舟六号”载人航天飞船发射成功，极大地增强了我们的民族自豪感。在航天飞船的失重环境中，下列实验操作最难完成的是（    ）

A．结晶         B．蒸发               C．溶解              D．过滤

25．有道是：水火无情。一旦你被困在火灾区时，要冷静地根据具体情况采取相应的求生措施，下列方法错误的是（    ）

A．拨打火警电活并到窗口呼救                   B．用湿毛巾或口罩等捂住口鼻

C．直立身子朝有火光的方向逃生              D．蹲下或匍匐前行逃生

26．食品厂制糕点时需要用到的物质是（      ）

A．苏打       B．大苏打     C．小苏打      D．芒硝

27．5月31日是“世界无烟日”，香烟的烟气中含有几百种有毒物质，其中有一种物质极易与血液中的血红蛋白结合，这种物质是（    ）

A．CO2             B．SO2              C．CO             D．NO2

28．绿色食品是指(     )

   A．绿颜色的食品

   B．含有叶绿素的食品

   C．在加工和包装上干净、卫生的食品

   D．在原料生产、加工各工序均为安全、无污染的食品

29．苍梧晚报报道，某市预计明年四月就可以乘上使用压缩天然气（CNG）为燃料的公交车和出租车。CNG就是将天然气多级压缩后，储存至高压容器中作为燃料。下列叙述不正确的是（   ）

A．CNG的主要成分是CH4     

B．使用CNG燃料可减小空气污染

C．CNG的主要成分是CH3OH   

 D．CNG完全燃烧的主要产物是二氧化碳和水

30．2000年5月,保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港元购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间稍久容易出现铜绿[主要成分Cu2(OH)2CO3]。这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍熠熠生辉不生锈，下列对其原因的分析，最有可能的是（   ）

A．它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金

B．环境污染严重，它们表面的铜绿被酸雨洗去

C．铜的金属活动性比H小，因此它们不易氧化

D．它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金

31．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是（   ）

A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染

B．实施绿化工程，防治扬尘污染

C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染

D．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量

32．下列广告语在科学性上没有错误的是

A．这种矿泉水绝对纯净，不含任何离子

B．这种饮料中不含任何化学物质

C．这种口服液含有丰富的氮、磷、锌等微量元素

D．没有水就没有生命

33．在实验中不慎手被玻璃划破，可用FeCl3溶液应急止血，其主要原因是（    ）

A．FeCl3溶液具有杀菌消毒作用       

B．FeCl3溶液能使血液凝聚

C．FeCl3能使血液发生化学作用        

D． FeCl3溶液能产生Fe(OH)3沉淀堵住伤口

34．人体血液中钾元素含量偏低，将会影响到肌肉和神经功能。可表现为身体乏力，精神恍惚，医学上称为低血钾症。医生在治疗时需要给病人补充钾元素。根据你学过的有关化学和生物知识，并结合你的生活经验判断，适合人体补充钾元素的一种化合物是（）

A．KCN（氰化钾）       B．K2O         C．KCl             D．KOH

35．禽流感病毒对常用消毒剂十分敏感，容易将其杀灭，如氧化剂、稀酸等等都能迅速破坏其活性。下列不能杀灭禽流感病毒的物质是（    ）

A．H2O2溶液                  B．NaClO溶液          C．醋酸                  D．矿泉水

36．家用冰箱中，可用来做为除臭剂的是（       ）

A．活性炭     B．石灰水        C．酒精        D．食盐

37．家庭中洗涤热水瓶内少量的水垢，实际可行的方法是（   ）

A．用稀盐酸洗涤              B．用食用白醋洗涤        

C．用热碱水洗涤                 D．用食盐水洗涤

38．人们在生活和生产中为了防止事故发生，常需要采取一些安全措施。下列做法不属于安全措施的是（    ）

A．油站，面粉厂附近严禁烟火   

B．进入久未开启的菜窖前灯火实验

C．夜晚发现煤气泄露立即开灯检查

D．严禁旅客携带易燃，易爆物品乘车

39．生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能固化为化学能而贮存在生物质内部的能量。一直是人类赖以生存的重要能源，江苏是全国以试验性利用生物质能最多的省份。下列有关说法不正确的是（   ）

  A．农村通过杂草和动物的粪便发酵制沼气，沼气的主要成分是甲烷　

  B．苏北五市推广使用乙醇汽油，乙醇可由富含淀粉的谷物发酵产生

  C．用油料作物生产的生物柴油成分与从石油中提取的柴油成分相同　

　D．开发生物质能有利于环境保护和经济可持续发展

40．欲观察H2燃烧的焰色，燃气导管口的材料最好是（   ）

A．钠玻璃                   B．钾玻璃                   C．石英玻璃               D．铜管

41．2001年1月，某地发生了导致四人死亡、一百多人中毒的食用熟牛肉中毒事件，经过对该牛肉的检测，发现某盐的含量比国家允许标准高800多倍，该盐可能是 （   ）                                         A．NaCl          B．NaNO2                  C．NaNO3         D．BaSO4

42．植物在遇到干旱、洪涝、低温、病虫害等情况下会产生有强氧化性的活性氧(即原子态氧)，它能导致植物生长缓慢或死亡，朝鲜科学家根据这一原理于2001年1月成功开发出能排除活性氧的植物苏醒剂，从而提高植物抗早、涝等的能力。下列关于植物苏醒剂的说法正确的是 (    )                                           

A．氧化剂的作用                                   B．还原剂的作用

C．催化剂的作用                                   D．吸附剂的作用

43．下列说法不正确的是（  ）

A．火药是唐代发明的，后经印度传入阿拉伯，欧洲。

B．酿酒是我国最早发明的有机化学工艺之一，起源于夏朝初期比外国早400年。

C．中国西汉时期开始用煤炼铁，明代已能用煤制焦炭，西汉时先后发现和利用了天然气，石油。

D．古代炼丹术完全是腐朽的毫无积极意义。

44．铝制品不宜长期盛放酸性食品和碱性食品是因为铝制品表层属于（   ）

A．金属铝　                 B．碱性氧化物　

C．两性氧化物　             D．酸性氧化物

45．工业酒精不可当饮料，原因是（    ）

A．乙醇含量太高               B．含重金属盐      

C．含杂质多                   D．其中甲醇含量超标

46．鉴别织物是蚕丝（真丝）或是人造丝的方法是（     ）

A．滴加浓硝酸              B．滴加浓硫酸　

C．滴加洒精　             D．灼烧后烧焦羽毛气味

47．在日常生活中，雪碧、可口可乐等饮品都是塑料容器盛装，而盛啤酒的容器却是玻璃制品，很少见到用塑料瓶盛装啤酒，这是由于塑料（  ）

A．造价太高同时形成白色垃圾而引起环境污染  

B．太软，饮用和运输时都很不方便

  C．相对玻璃透气性强，啤酒易被氧化而变质

D．属有机物，能与啤酒互溶而不与雪碧、可口可乐等饮品互溶

48．三国时代，诸葛亮领兵南征孟获，遇到了“哑泉”。士兵们饮后致哑、腹痛，甚至死亡。又有一“安乐泉”，与“哑泉”混合后可解“哑泉”之毒。1995年10月，国内某刊报道，经研究“哑泉”水中溶有CuSO4，“安乐泉”水质偏碱性。下列有关说法符合题意的是（　  ）

A．“安乐泉”能解“哑泉”之毒的离子方程式为Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓

B． “哑泉”之毒是由于水中的Cu2+水解后，溶液呈较强的酸性；

C．“安乐泉”能解“哑泉”之毒的离子方程式为H＋+OH－=H2O

D．以上选项均不正确

49．在抢救大出血的病危病人时，常需静脉点滴0.9%氯化钠溶液（俗称“生理盐水”），是由于人体血液的“矿化度”（即无机盐的含量）为0.9%。另有研究表明，30亿年前地表原始海水的“矿化度”即为0.9%。对此，下列猜测或评论中不足取的是（   ）             

A．人类祖先可能是从原始海洋逐渐进化到陆地上来的

B．人体血液和原始海水的“矿化度”都为0.9%纯属巧合

C．人体血液和原始海水之间存在着某种尚未认识的关系

D．人体血液仍然带有原始海水的某些印痕

50．亚硝酸盐中毒，又名乌嘴病、紫绀病、肠源性青紫病。亚硝酸盐可将正常的血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，血红蛋白中的铁元素由二价变为三价，失去携氧能力，使组织出现缺氧现象。美蓝是亚硝酸盐中毒的有效解毒剂。下列说法不正确的是（    ）

A．在中毒过程中血红蛋白被氧化              B．中毒时亚硝酸盐发生氧化反应

C．药品美蓝应具有还原性                   D．解毒时血红蛋白被还原

一次能源是指直接取自 自然界没有经过加工转换 的各种能量和资源。

二次能源是指 由一次能源经过加工转换以后得到 的能源产品。

终端能源是指供给 社会生产、非生产 和 生活中直接用于消费的各种能源。

典型的光伏发电系统由光伏阵列、蓄电池组、控制器、电力电子变换器和负载等组成。

光伏发电系统按电力系统终端供电模式分为 独立 和 并网 光伏发电系统。

风力发电系统是将风能转换为电能，由机械、电气和控制3大系统组合构成。

并网运行风力发电系统有恒速恒频和变速恒频两种运行方式。

风力机又称为风轮，主要有水平轴和垂直轴风力机。

风力同步发电机组并网方法有自动准同步并网和自同步并网。

风力异步发电机组并网方法有直接并网、降压并网和 晶闸管软并网。

风力发电的经济型指标主要有单位千瓦造价、单位千瓦时投资成本、财务内部收益率和财务净现值、投资回收期及投资源利用率。

太阳的主要组成气体为氢（约80%）和氦（约19%）。

太阳的结构从中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区、太阳大气。

太阳能的转换与应用包括了太能能的太阳能的采集、转换、储存、传输和应用。

光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池 将太阳光能直接转化为电能。

光伏发电系统主要由太阳电池组件；充放电控制器、逆变器；蓄电池、蓄能元件及辅助发电设备3大部分组成。

太阳电池主要有单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池、碲化镉太阳电池、铜铟硒太阳电池5种类型。

生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。

天然气是指地层内自然存在的以碳氢化合物为主体的可燃性气体。

燃气轮机装置主要由燃烧室、压气机、轮机装置3部分组成。

自然界中的水体在流动过程中产生的能量，称为水能，它包括位能、压能、动能3种形式。

22.水能的大小取决于两个因素：河流中水的流量和水从多高的地方留下来。

简答题

简述能源的分类？

答：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水力、核能、电能、太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能、核聚变能。还可以分为：一次能源、二次能源、终端能源，可再生能源、非可再生能源，新能源、常规能源，商品能源、非商品能源。

什么是二次能源？

答：二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品。

简述新能源及主要特征。

答：新能源是指技术上可行，经济上合理，环境和社会可以接受，能确保供应和替代常规化石能源的可持续发展能源体系。新能源的关键是准对传统能源利用方式的先进性和替代性。广义化的新能源体系主要包涵两个方面:1、新能源体系包括可再生能源和地热能，氢能，核能；2、新能源利用技术，包括高效利用能源，资源综合利用，替代能源，节能。

简述分布式能源及主要特征。

答：分布式能源定义为：发电系统能够在消费地点或很近的地方发电，并具有：①高效的利用发电产生的废能生产热和电；②现场端的可再生能源系统；③包括利用现场废气、废热以及多余压差来发电的能源循环利用系统。特征：高效性；环保性；能源利用的多样性；调峰作用；安全性和可靠性；减少国家输配电投资；解决边远地区供电。

简述风产生的原理。

答风是地球上的一种自然现象，是太阳能的一种转换形式，它由太阳辐射热和地球自转、公转和地表差异等原因引起的，大气是这种能源转换的媒介。地球表面被大气层所包围，当太阳辐射能穿越地球大气层照射到地球表面时，太阳将地表的空气加温，空气受热膨胀后变轻上升，热空气上升冷空气横向切入，由于地球表面各处受热不同，使大气产生温差形成气压梯度，从而引起大气的对流运动，风是大气对流运动的表现形式。

简述风力发电机组的分类。

答：从风轮轴的安装形式上：水平轴发电机组、垂直轴发电机组；按风力发电机的功率：微型、小型、中性、大型；按运行方式：独立运行、并网运行。

简述变速恒频风力发电系统的控制策略。

答：变速恒频风力发电系统的基本控制策略一般确定为：①低于额定风速时，跟踪最大风能利用系数，以获得最大能量；②高于额定风速时，跟踪最大功率，并保持输出功率稳定。

影响风力发电场发电量的因素主要有哪些？

答：影响发电量的因素主要有：①风电场的风能资源，包括风力机轮毂点的年平均风速、风速频率分布、主风向是否明显、空气密度等；②风电场风力发电机的排列应合理，应充分利用场地，减少风力机之间的影响，使整个风电场的发电量达到最优；③发电机的选型，应根据风资源情况选择合适类型的风力发电机；④风力发电场的运行管理水平。

简述光伏发电系统的孤岛效应。

答：当分散的电源如光伏发电系统从原有的电网中断开后，虽然输电线路已经断开，但逆变器仍在运行，逆变器失去了并网赖以参考的公共电网电压，这种情况称之为孤岛效应。

简述光伏发电系统的最大功率点跟踪控制。

答：最大功率点跟踪控制（MPPT）是实时检测光伏阵列的输出功率，采用一定的控制算法预测当前工作状态下光伏阵列可能的最大功率输出，通过改变当前的阻抗来满足最大功率输出的要求，使光伏系统可以运行于最佳工作状态。

生物质能通常包括哪六个方面？

答：1、木材及森林废弃物；2、农作物及其废弃物；3、水生植物；4、油料植物；5、城市和工业有机废弃物；6、动物粪便。

利用生物质能主要有哪几种方法？

答：1、直接燃烧方式；2、物化转换方式；3、生化转换方式；4、植物油利用方式。

简述我国发展和利用生物质能源的意义。

答：1、拓宽农业服务领域、增加农民收入；2、缓解我国能源短缺、保证能源安全；3、治理有机废弃物污染、保护生态环境；4、广泛应用生物技术、发展基因工程。

简述我国生物质能应用技术主要哪几个方面发展？

答：1、高校直接燃烧技术和设备；2、薪材集约化综合开发利用；3、生物质能的液化、气化等新技术开发利用；4、城市生活垃圾的开发利用；5、能源植物的开发。

简述燃气轮机的工作原理。

答：压气机将空气压缩后送入燃烧室，再跟燃料混合后燃烧，产生大量的高温高压气体，高温高压燃气被送入封闭的轮机装置内，并膨胀，推动叶片使机轴转动。

小型燃气轮机发电的主要形式有哪几种？

答：1、简单循环发电；2、前置循环热电联产或发电；3、联合循环发电或热电联产；4、整体化循环；5、核燃联合循环；6、燃机辅助循环；7、燃起烟气联合循环；8、燃气热泵联合循环；9、燃料电池——燃气轮机联合循环。

我国水力资源有哪些特点？

答：1、水力资源总量较多，但开发利用率低；2、水力资源地区分布不均，与经济发展不匹配；3、大多数河流年内、年际径流分布不均；4、水力资源主要集中于大江大河，有利于集中开发和规模外送。

典型的水电站主要由哪几部分组成？

答：水工建筑物；水轮发电机组；厂房；变电所；输电线。

1、分析双馈异步发电机变速恒频风力发电系统的工作原理。

答：工作原理可概括：发电机的定子直接连接在电网上，转子绕组通过集电环经AC-AC或AC-DC-AC变频器与电网相连，通过控制转子电流的频率、幅值、相位和相序实现变速恒频控制。为了实现变速，当风速变化时，通过转速反馈系统控制发电机的电磁转矩。使发电机转子转速跟踪风速的变化，以获得最大风能。为实现恒频输出，当转子的转速为n时，因定子电流的频率f1=pn/60±f2，由变频器控制转子电流的频率f2，以维持f1恒定。当发电机转子转速低于同步速时，发电机运行在亚同步状态，此时定子向电网供电，同时电网通过变频器向向转子供电，提供交流励磁电流；当发电机转子转速高于同步速时，发电机运行在超同步状态，定，转子同时向电网供电；当转子转速等于同步转速时，发电机运行在同步状态，f2=0，变频器向转子提供直流励磁，定子向电网供电，相当于一台同步发电机。

2、从广义化概念讲，新能源利用主要包括哪3个方面的内容？

答：1）综合利用能源。以提高能源利用效率和技能为目标，加快转变经济增长方式。2）替代能源。以发展煤炭洁净燃烧技术和煤制油产业为目标，降低对石油进口的依赖。3）新能源转换。大力发展以可再生能源为主的新能源利用体系，调整、优化能源结构。

分析笼型异步发电机变速恒频风力发电系统的工作原理。

答：其定子绕组通过AC—DC—AC变频器与电网相连，变速恒频策略在定子电路中实现。当风速变化时，发电机的转子转速和发电机发出的电能的频率随着风速的变化而变化，通过定子绕组和电网之间的变频器将频率变化的电能转换为与电网频率相同的电能。

分析同步发电机的变速恒频风力发电系统的工作原理。（图3-44）、

答：为了解决风力发电机中的转子转速和电网频率之间的刚性耦合问题，在同步发电机和电网之间加入AC—DC—AC变频器，可以使风力发电机工作在不同的转速下，省去调速装置。而且可通过控制变频器中的电流或转子中的励磁电流来控制电磁转矩，以实现对风力机转速的控制，减小传动系统的应力，使之达到最佳运行状态。其中Pw为风力机的输入功率；Pa为发电机的输入功率；If为励磁电流。

分析无刷双馈异步发电机的变速恒频风力发电系统的工作原理。

答：磁场调制型无刷双馈异步发电机的定子中的功率绕组直接与电网相连，控制绕组通过变频器与电网相连。图中P*和Q*分别为有功功率和无功功率的给定值；功率控制器根据功率给定与反馈值及频率检测信号按一定的控制规则输出频率和电流的控制信号。无刷双馈发电机的转子的转速随风速的变化而变化，以保证系统运行在最佳工况下，提高风能转化的效率。当发电机的转速变化时，由变频器来改变控制绕组的频率，以使发电机的输出频率与电网一致。

试分析大功率点跟踪控制（MPPT）的控制算法中扰动观察法的寻优过程，画出其控制流程。

答：根据光伏阵列工作时不间断地检测电压扰动量，即根据输出电压的脉动增量（±△U）的输出规律，测得阵列当前的输出功率Pd，而被储存的前一时刻输出功率被记忆为Pj，若Pd>Pj，则U=U+△U；若Pd<Pj，则U=U-△U。

试分析大功率点跟踪控制（MPPT）的控制算法中增量电导法的实现过程。

答：由光伏阵列的P-U曲线可知，当输出功率P为最大时，即Pmax处的斜率为零，可得，整理可得，即为光伏阵列达到最大功率点的条件，即当输出电压的变化率等于输出瞬态电导的负值时，光伏阵列即工作于最大功率点。增量电导法就是通过比较光伏阵列的电导增量和瞬间电导来改变控制信号，需要对光伏阵列的电压和电流进行采样。Un,In为检测到光伏阵列当前电压、电流值，Ub,Ib为上一控制周期的采样值。程序读进新值后先计算其与旧值之差，在判断电压差是否为零；若不为零，在判断式是否成立，若成立则表示功率曲线率为零，达到最大功率点；若电导变化量大于负电导值，则表示功率曲线斜率为正，Ur值将增加；反之Ur将减少。再来讨论电压差值为零的情况，这时可以暂不处理Ur，进行下一个周期的检测，直到检测到电压差值不为零。

下图（图5-4）所示为沼气内燃机发电系统的典型工艺流程，试分析此工艺流程。

答：构成沼气发电系统的主要设备有沼气发电机组、消化池粗气罐、供气泵、沼气锅炉、发电机和热回收装置。沼气经脱硫器由贮气罐供给燃气发电机组，从而驱动与沼气内燃机相连接的发电机而产生电力。沼气发电机组排出的冷却水和废气中的热量通过热回收装置进行回收后，作为沼气发生器的加温热源。从废水处理厂出来的污泥进入一次消化槽和二次消化槽，在消化槽中产生的沼气首先经脱硫器进入球形贮气罐，然后由此输送入沼气发电装置中。作为发电机组燃料的沼气中甲烷的含量必须高于50%，不必要进行二氧化碳的脱除，因为少量二氧化碳对发电机组有利，使其工作平稳，减少废气中有毒物的含量。从发电装置出来的废沼气进入热交换器中，将热量释放出来，用来加热进行厌氧发酵的污泥，从而提高沼气的发生率。

9、画出垃圾焚烧发电控制的系统框图，并分析其工作原理。

答：控制系统中的总协调控制器需要对垃圾焚烧全过程进行控制，包括控制方式的确定，并将逆变器控制的方式下达逆变控制器，将燃烧状态和要求下达燃烧控制器，起到整体的协调作用。逆变控制器采集公司电网的电压和相位等信号，并控制三相SPWM逆变器，实现同步并网，将发动机所发出的交变电能换成与电网同频率、同相位的交流电后，通过逆变匹配变压器输送到公共供电网络。而燃烧控制器采集相关的垃圾焚烧炉的温度、锅炉温度与压力、蒸汽轮机的转速及工作状态，并控制焚烧炉排的进给速度，保持焚烧系统的稳定。

下图（图6-4）所示为微型燃气发电机组控制与电源变换系统的总体结构，试分析介绍其系统组成和工作原理。

答：系统主要由微型燃机、燃料增压泵、中频发电机、大功率变频电源、蓄电池、双向DC--AC变换器、三相输出隔离变压器、自动控制系统和人机监控操作界面等环节构成。

原理：在开机启动阶段，先断开断路器K2、 使用户负载与逆变电源变压器一次侧隔离，闭合断路器K1，将100kw三相DC--AC变换器的输出和发动机相连，利用DC--AC变换器将蓄电池的直流电逆变成三相中频交流电启动中频发电机，此时发动机工作在电动状态，驱动微型燃机涡轮起动；100kw的三相主AC--DC变换器采用晶闸管可控整流模式，起动时控制系统将晶闸管触发延迟角a推到1800 ，使晶闸管处于截止状态，100kw三相AC--DC变换器停止变换，蓄电池通过双向DC--AC变换器向100kw三相DC--AC变换器提供直流电源，由变换器把直流电逆变为0~500Hz、400V的交流电，驱动发动机工作于电动运行模式，带动微型燃机软起动。起动结束后K1断开，发动机从电动状态变为发电状态，输出500~1200Hz、400~900V的三相中频交流电至100kw三相DC--AC变换器；经AC--DC变换器可控整流为幅值恒定的直流电源，再经电容滤波后，由100kw三相主DC--AC变换器将直流电压逆变换为50Hz、400V的工频电源；待完成起动系统稳定工作后，K2闭合，主DC--AC逆变器通过三相隔离变压器将50Hz、400V的工频电能提供给用户负载或并入公共电网；此后，双向DC--AC变换器从直流母线获取电能向蓄电池充电，蓄电池由放电转为充电蓄能状态，为下次起动储备能量。

试分析潮汐能发电原理（图8-1）。

答：潮汐发电是利用潮差来推动水轮机转动，再由水轮机带动发动机发电。潮汐发电必须选择有利的海岸地形，修建潮汐水库，涨潮时蓄水，落潮时利用其势能发电。

阐述电力系统中无功补偿的作用及常用方法。

答：作用：1) 减少电力损失　一般工厂动力配线依据不同的线路及负载情况，其电力损耗约2%～3%左右，使用无功功率补偿后提高了功率因数，总电流降低，可降低供电端与用电端的电力损失。(2) 改善供电品质　提高功率因数，减少负载总电流及电压降，提高供电设备容量的利用率。

(3) 延长设备寿命　改善功率因数后线路总电流减少，使接近或已经饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低，因此可以降低温升增加寿命。

方法：低压个别补偿：根据个别用电设备对无功功率的需要量将单台或多台低压无功补偿设备分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器；低压集中补偿：是指将低压无功补偿设备通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负载而直接控制无功补偿设备的投切；高压集中补偿:是指无功补偿设备直接装在变电所6~10kv高压母线上的补偿方式。

第9题，人的生物质能转变成人和转盘的动能，即机械能增加，不守恒

084386 汉语言文学 兰艳丽

摘 要：本文通过新能源——生物质能的概述，初步展示其性质特点。同时，结合当下时事，论述其在新农村建设中起到的作用来证明新农村的建设离不开生物质能的应用与发展，重点讲述了秸秆在实际应用中的途径与意义。而生物质能作为一种无污染，效益高的新性能源，通过查阅相关文献了解到其发展过程中存在的主要问题进行分析研究,进而提出了几点对策。

关键词：生物质能，新农村建设，秸秆应用，现状分析

生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。

生物质能特点

1) 可再生性

生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用；

2) 低污染性

生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应；

3) 广泛分布性

缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能；

4) 生物质燃料总量十分丰富。

生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。

生物质能应用

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40％以上。

目前人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440～1800亿吨( 干重 )，其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3～8倍。但是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物，发展能源农场。

新农村建设离不开新能源发展

中国是一个农业大国，农村人口占大多数，因此农村和农民问题是关系到国家稳定与发展的关键性问题。近年来，随着农村经济的发展，农民生活水平不断提高，广大农村对于能源的需求量也在不断上升，传统能源的大量使用造成了严重的污染问题，同时日益增大的农村能源需求量也给我国本已严峻地能源形势带来了更大的挑战。根据《2004年世界BP能源统计年鉴》提供的资料,2003年世界石油探明总储量为1567亿吨，中国石油探明总储量仅占世界的2.1%，但中国的石油年消费量却占到了世界的7.6%,2003年中国石油对外依存度达到了35%,专家预计这一数字到2020年将达到60%。同时我国农村许多地区风能、太阳能、生物质能源丰富，蕴含着发展新能源的巨大潜力，因此，将可持续发展理念引入农村能源利用领域，大力推进新能源建设，则是解决农村能源与环境之间矛盾的有效途径。

新农村建设是我国现代化进程中的重大历史任务，目的在于改善农村生态环境，提高农民生活质量。其中一项重要措施就是大力发展循环农业，开发使用新能源。过去对于农村能源有一个十六字方针，即“因地制宜，多能互补，综合利用，讲求效益”，这是在短缺经济的背景下，针对能源危机而提出来的。目前，我国农村的社会、经济及其能源供需结构形势发生了重大变化，大量商品能源进入农村市场，农村能源面临着结构升级和如何现代化的问题，原十六字方针因缺少生态观和市场观，已不符合现时和未来农村能源可持续发展的实际。因而开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国80％人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加，但生物质能仍占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤，其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤，占56.7％。因此发展生物质能技术，为农村地区提供生活和生产用能，是帮助这些地区脱贫致富，实现小康目标的一项重要任务。

1991年至1998年，农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤，增加了18.3％，年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户，增加了2倍多，年增长达17.7％，增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高，农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求，生物质能优质化转换利用势在必行。

生物质能在新农村建设中的应用意义

生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，它通常包括以下几个方面：一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便。在世界能耗中，生物质能约占14％，在不发达地区占60％以上。全世界约25亿人的生活能源的90％以上是生物质能。

以秸秆产能技术为例，秸秆产能是生物质能里面具有代表性的一种。秸秆属可再生能源，年复一年可保证能源的永续利用。有资料介绍，植物在燃烧过程中放出二氧化碳，但它在生长过程中要吸收二氧化碳，这放出和吸收是基本平衡的，所以对环境保护有利。同时从秸秆的化学成分和热值看亦有它的优势，将它燃烧产生的灰分不小于10%，而且灰分还是一种好的农作物所需的肥料，是发展循环经济的好项目。农作物的成熟期主要集中在春季和秋季，由于它们的生长期和成熟期与气候密切相关，因地区不同也有一些差异。我国秸秆的产生量主要集中在春末或春夏交替期、夏末或夏秋交替期及秋季。由于中国土地辽阔，秸秆的收获时间也存在一定的差异，但趋势是一致的。这里所谈季节性主要针对农作物成熟时产生的秸秆，至于农作物收获后，经过加工过程产生的生物质资源如稻壳等不在此列，它根据粮食的市场需求加工产生。以上秸秆产生的特点将对开发利用秸秆的管理和技术方面带来重大影响。当然对于一些具体情况，应该具体问题具体分析处理。

从实际应用来说，秸秆作为能源原材料可用于制作秸秆煤或者用于秸秆发电。秸秆煤比起普通煤炭，秸秆煤不仅投入小、生产安全，还具有易燃耐燃、热效率高、残渣少等特点，在新农村建设中推广秸秆煤，不仅能使农村的生态环境得到保护，而且能使生产秸秆煤的农民家庭带来丰厚的利润回报。目前利用秸秆发电的途径有两种：一是秸秆气化发电，二是秸秆直接燃烧发电，用得最广泛的是秸秆直接燃烧发电。秸秆发电与常规的火力发电的不同之处主要是燃料不同引起燃烧系统的变化，重点是燃烧设备的变化，而热力系统的其余部分和电气系统与常规一般火电厂类同。秸秆燃烧的另一途径是利用已经运行电厂中的锅炉进行掺烧，这既可节约煤，又可增加秸秆利用的途径。各地电厂所配炉型不同，可以由秸秆的各种成型来满足不同炉型锅炉燃烧要求。有一种在煤粉炉中掺烧秸秆的思路是炉膛中下部稍加改造增加一块炉排烧秸秆，称之为联合燃烧。还有对将按要求被关闭的小型火力发电厂，可以对其锅炉改造或重新建设锅炉装置，改造成为生物质能电厂，这也是有利的途径。在新农村建设中使用秸秆发电，能够有利于减轻农民的负担，同时可以有利于保护环境。

生物质能在新农村建设的现状与发展对策

我国政府历来重视生物质能的开发利用,将其作为能源领域的一个重要方面,纳入了国家能源发展的基本政策之中,先后签署了《里约宣言》、《气候变化框架公约》等国际公约,颁布了《中国21 世纪议程》和《中国环境与发展十大对策》,在十届全国人大第四次会议通过了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,确定了可再生能源的发展目标,并提出要实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策,鼓励生产与消费可再生能源,提高可再生能源在一次能源消费中的比重,出台了一些支持可再生能源技术发展的政策性文件,这些都有力地推动着可再生能源(包括生物质能)的发展。十一届全国人大常委会第十次会议对可再生能源法修正案(草案)进行了初次审议。在审议中，常委会组成人员建议———大量消费煤炭造成环境污染， 农作物秸秆等发电利国利民。但现实却是，我国可作为能源使用的农作物秸秆、林业剩余物等却大量被废弃。资料显示，每年全国可作为能源使用的农作物秸秆资源量约为1．5亿吨标准煤，林业剩余物资源量约2亿吨标准煤，小桐子(麻疯树)、油菜籽、蓖麻、漆树、黄连木和甜高粱等油料植物和能源作物潜在种植面积，理论上可满足年产5000万吨生物液体燃料的原料需求。工业有机废水和畜禽养殖场废水资源量，理论上可以生产沼气近800亿立方米，相当于5700万吨标准煤。但到2008年底，全国生物质发电装机容仅315万千瓦，其中蔗渣发电170万千瓦，碾米厂稻壳发电5万千瓦，城市垃圾焚烧发电40万千瓦，秸秆、林木废弃物发电55万千瓦。

生物质能源技术同其他新能源技术一样,在其发展的进程中面临着众多的问题。概括而言,这些问题主要有两类:一类是共同性的问题,即绝大多数生物质能源都面临的问题另一类是特殊性问题,即生物质能各个领域中某些技术所面临的特殊问题,一般来说,由于生物质能源技术多种多样,其工艺特征不同、发展阶段不同、市场的取向不同,因此在发展过程中所面临的问题也有所不同。从共性上分析,主要存在以下几个主要问题。分别是：思想认识不到位，技术研发。创新能力弱，政府配套政策不健全，资金缺口大。投融资体系单一，市场体系建设不完善。针对这些存在的问题，为了生物质能的发展应需要做到：提高认识、理清思路、加大宣传，加强人才能力建设、加大科研投入,搞好试验示范，开展资源评价、调整种植业结构、发展能源作物。完善相关的法律法规，吸收外国的成功经验等等。

在呼唤环保建设的今天，无污染的生物质能将会成为热门的能源，为新农村建设带来经济性和环保性的双效收益。总而言之，生物质能是可再生能源，它的应用对于新农村建设有重大的意义，有利于环保工作的进行，而且产能的原材料数量多，分布广，有部分原材料还起到了变废为宝，回收利用等，加大应用生物质能的力度，能够促进调整能源结构，保障能源安全。当然，生物质能也不是没有缺点的，热值及热效率低，体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10％一30％。这些缺点都需要技术的革新和政策的相应变动来进行改善，从而为新农村建设发展指向一条明亮的，无污染的发展道路。

【1】 秦大东曹军.浅论我国生物质能发展现状及对策.安徽通报,Anhui Agri.sci.bull.2007,13(1):133-135.

【2】 闫廷满.生物质能: 秸秆发电的思考.东方电气评论第21卷,第1期,2007:1-4

【3】 田永淑. 新型秸秆气化炉及净化工艺. 河北唐山,可再生能源 2003.4

【4】 法忠勇.推进我国农村新能源推广应采取的措施, 甘肃农业2007 年第9 期

【5】 陈亚中 生物质能源应用前景分析 2008

【6】 百度百科