2019高考地理二轮 微专题 太阳能发电
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文档简介
光伏发电，清洁能源，为何还要弃光限电？
西北地区太阳能丰富的原因
地处黄河上游龙羊峡地区的铁盖乡，由于人类过度开发，土地沙漠化严重。黄河上游水电开发公司瞄准这片荒地建立了光伏电站。光伏电站建成后，光伏板需要不定期清洗。几年后光伏产业园的草地植被得到了缓慢恢复，光伏板清洗次数减少，光伏发电量大增。据此完成下列各题。
1．该地光伏板清洗频率最高的季节是
A．春季??? B．夏季??? C．秋季??? D．冬季
2．草场恢复促使该产业园区光伏发电量大增的最主要原因是
A．植被增多，光合作用增强????
B．地表比热增大，地温提升
C．空气湿度减小，云量减少????
D．沙尘减少，大气质量变好
3．近年我国使用独立运行光伏的一些地区出现了拉闸限电的现象，原因是光伏发电
A．电费贵??? B．不稳定????
C．占地广??? D．维护难
【答案】
1．A? 2．D? 3．B
【解析】
1．光伏板上的污渍灰尘来自于风沙吹来的沉积物，其多少与大气质量有关。夏秋季节降水稍多，且地表植被覆盖率较高，大气中的灰尘较少，大气质量好；冬季地表封冻，风中的尘土相对较少，但春季风沙大，且地表植被少，大气中的灰尘较多，此季节清洗次数最多，选A。
2．根据材料，清洗次数直接影响到发电量。草场恢复后，地表植被增多，沙尘减少，大气质量变好，清洗次数减少，发电日数增多看，会促使该产业园区光伏发电量大增，植被增多加强光合作用与发电量无关，植被增多会导致生态调节功能增强，低温升降幅度减小，空气湿度增加，据此选C。
3．拉闸限电说明电力供应不充裕，这是因为光伏发电与天气有关，由于天气变化的多边性导致了光伏发电的不稳定，光伏发电占地广、电费较低、维护不难，这些都与拉闸限电关系不大。据此分析选B。
太阳能的特点
优点：可再生、清洁能源，发展前景广阔；
缺点：能量比较分散，受天气状况影响大，投资大、效益低、占地广、储能难；
中国太阳能资源的分布
影响太阳辐射的因素
光伏发电的生态效益与经济效益
光伏应用于农业生产
光伏农业是光伏发电与农业生产相结合，棚顶太阳能发电、棚内发展农业生产的新型光伏系统工程，是现代农业发展的一种新模式。图a为我国某地光伏农业大棚结构示意图，图b为其实景图。据此完成下面小题。
7．影响光伏农业大棚生产效益的主要自然因素是
A．地表形态??? B．风速大小????
C．天气状况??? D．土壤性质
8．光伏农业大棚内太阳能LED灯的主要作用是
A．提高大棚夜间温度????
B．延长农作物受光时间
C．捕杀棚内农作物害虫????
D．方便农民夜间劳动
9．与传统农业大棚相比，光伏农业大棚的主要优势是
A．提高作物产量????
B．提高土壤肥力
C．扩大就业机会????
D．发电自给并网
【答案】
7．C? 8．B? 9．D
【解析】
7．光伏农业大棚是光伏发电与农业生产相结合的现代农业新模式，光伏发电主要是利用太阳能产生电能，大棚农作物的生长也要依托太阳能，二者都与太阳能密切相关，故影响光伏农业大棚生产效益的主要自然因素是天气状况。
8．光伏农业大棚内使用太阳能LED补光灯，可以在夜间对农作物实施照明，延长农作物受光时间，缩短作物生长周期，促进大棚内农作物提前上市。
9．传统农业大棚主要以提高反季节农作物产量，来提高农民的经济收入，而光伏农业大棚不仪可以通过提高反季节农作物的产量，来提高农民的经济收入，还可以利用太阳能发电，达到自给自足的目的，把剩余的电能并入国家电网，增加农民收入。
点睛：本题以我国某地光伏农业大棚结构示意图及其实景图为载体，考查太阳辐射对地球的影响，旨在考查考生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力。
林光互补
（地理——选修6：环境保护）
“种太阳”被认为是光伏发电的形象比喻。近年来，河北省秦皇岛市加快发展光伏发电等清洁能源工程建设，利用荒山建设光伏电站，不占用耕地和林地，并开发建设“林光互补”等项目。2017年，该市荒山光伏发电已并网装机容量达79．3兆瓦，预计到2018年底，该市荒山光伏发电并网装机容量将达到190兆瓦。
试分析该地区荒山光伏发电的生态环境效益。
【答案】
电池板有遮阳作用，对土壤有保墒效果（减少土壤水分的无效蒸发），有利于植被恢复；减轻雨季降水对荒山的侵蚀，减轻水土流失；
调整和优化能源消费结构，减少矿物燃料使用，减少粉尘污染；减少硫化物和氮氧化物的排放，降低酸雨的危害；充分利用太阳能资源等。
渔光互补
11．阅读图文材料，完成下列问题。
“十三五”期间，光伏发电项目的建设将由西北的一域独大变成全国各地全面开花。2016年12月31日，位于浙江省杭州湾南侧慈溪市的周巷水库、长河水库的“渔光互补”光伏发电一期100兆瓦并网发电，年发电2.2亿千瓦时，相当于7.04万吨标准煤的发电量，所发电全部并入国家电网。
“渔光互补”项目在水面上架设的光伏板对水面遮光，既能调控水温又能抑制有害藻类、促进有益藻类生长；研发团队创造的“藻菌调控技术”“精准投喂组合”“底排污技术”等，解决了传统养鱼排污难、鱼类交叉感染的难题，实现了水面上架设光伏太阳能电池板发电，水面下养殖鲻鱼等高端水产品的企农双赢。下图为我国2015年光伏发电地区分布及慈溪市水库“渔光互补”光伏发电景观。
（1）与浙江相比，说明西北地区发展光伏发电的条件。
（2）“渔光互补”模式是一场能源与养殖的“绿色革命”，请分析说明。
（3）指出慈溪“渔光互补”光伏发电项目运营需克服的自然灾害。
【答案】(1)优势：纬度较高，夏季白昼长，降水少，大气对太阳削弱作用弱，太阳能资源丰富，地广人稀，土地面积广阔，地价低；不足：经济相对落后，电力需求小，就地消纳能力弱，与东部市场距离远，电网输送能力有限，外送成本高。
(2)能源：太阳能发电并入国家电网，缓解我国东部地区能源紧张问题；是清洁能源，能改善我国能源消费结构，减少燃煤产生的污染物排放量，减轻环境污染；光伏板架设在水面，节省土地资源；养殖：光伏板遮光能抑制有害藻类、促进有益藻类生长，优化水生态环境，使水质变好；“藻菌调控”等技术，解决了传统养鱼排污、鱼类交叉感染等难题，减少了鱼类病害，提高了水产品的产量和质量。
(3)位于亚热带季风区，夏季降水多且多暴雨，易形成洪涝灾害；位于东南沿海地区，夏秋季易受台风的影响。
漂浮式光伏电站——实现土地的综合利用
12．阅读图文材料，完成下列要求。
材料一 光伏发电是利用半导体材料将光能直接转变为电能的一种技术，是太阳能发电的一种。漂浮式水上光伏是指在水塘、湖泊、水库、蓄水池等水体上建立的漂浮式光伏电站，硬件组成部分主要为光伏面板、汇流箱、逆变设备、变压器、集电线路、聚乙烯浮体架台等。漂浮式光伏电站在日本、美国、英国、挪威等国家早已经有了成功案例，但与陆地光伏相比，发展甚是缓慢。
材料二 2017年12月10日，全球最大的水面漂浮光伏电站——安徽淮南150兆瓦水面漂浮光伏项目正式并网发电。淮南市由于地下开采造成的塌陷面积占全市面积的7.9%，该项目在淮南市采煤沉陷区闲置水面上建设，计划2018年5月实现全部并网发电。
（1）与陆地光伏相比，漂浮式水上光伏发电效率更高，试分析原因。
（2）说明淮南市水面漂浮光伏项目的建设产生的效益。
（3）与陆地光伏相比，简述漂浮式水上光伏发展缓慢的原因。
【答案】（1）水体对光伏组件有冷却作用，可以抑制组件表面温度上升；水面灰尘少，位于水面的光伏面板受影响小；水面相对开阔，有效避免山体、树林等对组件的遮挡，太阳照射面积均匀且光照时间长。
（2）生态效益：利用太阳能发电，节约煤炭资源，减少二氧化碳排放，保护大气环境；利用釆沉陷区的水面发电，节约土地资源，实现土地的综合利用；光伏面板覆盖在水面上，减少水面蒸发，抑制水中藻类繁殖，有利于保护水资源。
社会经济效益：租赁闲置水面，出售电力，产生持续的经济收益；项目建设、日常维护和组件清洗大量利用当地闲置劳动力，增加当地就业机会。
（3）水上作业，施工难度大；设备要求高，技术难度大；选址要求高，场址宜选在面积较广无大规模航运、生态非敏感区等水域；不稳定因素多，大风、水位变化、光照等因素对其影响较大；工程造价高，投入资金多，发电成本高。
为何出现“弃光限电”
我国光伏发电规模发展迅速，但目前却面临“弃光限电”现象。所谓“弃光限电”是指在光伏发电机组设备状态正常、光照良好的情况下，由于种种原因光伏电场被迫暂停一些机组发电的现象。读2014年7月～2015年5月我国8省区“弃光限电”情况统计图。
读图，完成下列各题。
4．“弃光限电”比重最高的省份，发展光伏发电的优势是( )
A．太阳高度大，光照强
B．土地面积大，可利用空间大
C．劳动力资源充足，价格低
D．常规能源短缺，光电成本低
5．我国8省区出现“弃光限电”的根本原因是( )
A．我国光伏电能资源开发时间短
B．我国能源资源储量大、种类多
C．8省区所在地用电需求量小
D．发电量与用电量存在时空差异
6．可以缓解“弃光限电”现象的措施是( )
A．让8省区能源全部转入光电
B．畅通电能向外输送通道
C．将光电厂向东南沿海转移
D．改光伏发电为风力发电
【答案】
4．??? B??? 5．??? D??? 6．??? B???
【解析】
4．“弃光限电”比重最高的省份是甘肃。甘肃纬度较高，太阳高度小；甘肃人口稀少，土地面积大，可利用空间大；人口稀少，劳动力不足；甘肃地区常规能源对光伏发电影响较小。
5．我国8省区发电量与用电量存在时空差异，造成电能过剩，由于电量还不能大量储存，所以“弃光限电”的根本原因是发电量与用电量存在时空差异。
6．结合上题可知，加大对当地光电的向外输送可以缓解“弃光限电”现象。东南沿海地区光能资源并不丰富，故将光电企业向东南沿海转移不合适。
总结
西北地区太阳能开发的优势与劣势
太阳能的优缺点
西北地区太阳能丰富的原因
地处黄河上游龙羊峡地区的铁盖乡，由于人类过度开发，土地沙漠化严重。黄河上游水电开发公司瞄准这片荒地建立了光伏电站。光伏电站建成后，光伏板需要不定期清洗。几年后光伏产业园的草地植被得到了缓慢恢复，光伏板清洗次数减少，光伏发电量大增。据此完成下列各题。
1．该地光伏板清洗频率最高的季节是
A．春季??? B．夏季??? C．秋季??? D．冬季
2．草场恢复促使该产业园区光伏发电量大增的最主要原因是
A．植被增多，光合作用增强????
B．地表比热增大，地温提升
C．空气湿度减小，云量减少????
D．沙尘减少，大气质量变好
3．近年我国使用独立运行光伏的一些地区出现了拉闸限电的现象，原因是光伏发电
A．电费贵??? B．不稳定????
C．占地广??? D．维护难
【答案】
1．A? 2．D? 3．B
【解析】
1．光伏板上的污渍灰尘来自于风沙吹来的沉积物，其多少与大气质量有关。夏秋季节降水稍多，且地表植被覆盖率较高，大气中的灰尘较少，大气质量好；冬季地表封冻，风中的尘土相对较少，但春季风沙大，且地表植被少，大气中的灰尘较多，此季节清洗次数最多，选A。
2．根据材料，清洗次数直接影响到发电量。草场恢复后，地表植被增多，沙尘减少，大气质量变好，清洗次数减少，发电日数增多看，会促使该产业园区光伏发电量大增，植被增多加强光合作用与发电量无关，植被增多会导致生态调节功能增强，低温升降幅度减小，空气湿度增加，据此选C。
3．拉闸限电说明电力供应不充裕，这是因为光伏发电与天气有关，由于天气变化的多边性导致了光伏发电的不稳定，光伏发电占地广、电费较低、维护不难，这些都与拉闸限电关系不大。据此分析选B。
太阳能的特点
优点：可再生、清洁能源，发展前景广阔；
缺点：能量比较分散，受天气状况影响大，投资大、效益低、占地广、储能难；
中国太阳能资源的分布
影响太阳辐射的因素
光伏发电的生态效益与经济效益
光伏应用于农业生产
光伏农业是光伏发电与农业生产相结合，棚顶太阳能发电、棚内发展农业生产的新型光伏系统工程，是现代农业发展的一种新模式。图a为我国某地光伏农业大棚结构示意图，图b为其实景图。据此完成下面小题。
7．影响光伏农业大棚生产效益的主要自然因素是
A．地表形态??? B．风速大小????
C．天气状况??? D．土壤性质
8．光伏农业大棚内太阳能LED灯的主要作用是
A．提高大棚夜间温度????
B．延长农作物受光时间
C．捕杀棚内农作物害虫????
D．方便农民夜间劳动
9．与传统农业大棚相比，光伏农业大棚的主要优势是
A．提高作物产量????
B．提高土壤肥力
C．扩大就业机会????
D．发电自给并网
【答案】
7．C? 8．B? 9．D
【解析】
7．光伏农业大棚是光伏发电与农业生产相结合的现代农业新模式，光伏发电主要是利用太阳能产生电能，大棚农作物的生长也要依托太阳能，二者都与太阳能密切相关，故影响光伏农业大棚生产效益的主要自然因素是天气状况。
8．光伏农业大棚内使用太阳能LED补光灯，可以在夜间对农作物实施照明，延长农作物受光时间，缩短作物生长周期，促进大棚内农作物提前上市。
9．传统农业大棚主要以提高反季节农作物产量，来提高农民的经济收入，而光伏农业大棚不仪可以通过提高反季节农作物的产量，来提高农民的经济收入，还可以利用太阳能发电，达到自给自足的目的，把剩余的电能并入国家电网，增加农民收入。
点睛：本题以我国某地光伏农业大棚结构示意图及其实景图为载体，考查太阳辐射对地球的影响，旨在考查考生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力。
林光互补
（地理——选修6：环境保护）
“种太阳”被认为是光伏发电的形象比喻。近年来，河北省秦皇岛市加快发展光伏发电等清洁能源工程建设，利用荒山建设光伏电站，不占用耕地和林地，并开发建设“林光互补”等项目。2017年，该市荒山光伏发电已并网装机容量达79．3兆瓦，预计到2018年底，该市荒山光伏发电并网装机容量将达到190兆瓦。
试分析该地区荒山光伏发电的生态环境效益。
【答案】
电池板有遮阳作用，对土壤有保墒效果（减少土壤水分的无效蒸发），有利于植被恢复；减轻雨季降水对荒山的侵蚀，减轻水土流失；
调整和优化能源消费结构，减少矿物燃料使用，减少粉尘污染；减少硫化物和氮氧化物的排放，降低酸雨的危害；充分利用太阳能资源等。
渔光互补
11．阅读图文材料，完成下列问题。
“十三五”期间，光伏发电项目的建设将由西北的一域独大变成全国各地全面开花。2016年12月31日，位于浙江省杭州湾南侧慈溪市的周巷水库、长河水库的“渔光互补”光伏发电一期100兆瓦并网发电，年发电2.2亿千瓦时，相当于7.04万吨标准煤的发电量，所发电全部并入国家电网。
“渔光互补”项目在水面上架设的光伏板对水面遮光，既能调控水温又能抑制有害藻类、促进有益藻类生长；研发团队创造的“藻菌调控技术”“精准投喂组合”“底排污技术”等，解决了传统养鱼排污难、鱼类交叉感染的难题，实现了水面上架设光伏太阳能电池板发电，水面下养殖鲻鱼等高端水产品的企农双赢。下图为我国2015年光伏发电地区分布及慈溪市水库“渔光互补”光伏发电景观。
（1）与浙江相比，说明西北地区发展光伏发电的条件。
（2）“渔光互补”模式是一场能源与养殖的“绿色革命”，请分析说明。
（3）指出慈溪“渔光互补”光伏发电项目运营需克服的自然灾害。
【答案】(1)优势：纬度较高，夏季白昼长，降水少，大气对太阳削弱作用弱，太阳能资源丰富，地广人稀，土地面积广阔，地价低；不足：经济相对落后，电力需求小，就地消纳能力弱，与东部市场距离远，电网输送能力有限，外送成本高。
(2)能源：太阳能发电并入国家电网，缓解我国东部地区能源紧张问题；是清洁能源，能改善我国能源消费结构，减少燃煤产生的污染物排放量，减轻环境污染；光伏板架设在水面，节省土地资源；养殖：光伏板遮光能抑制有害藻类、促进有益藻类生长，优化水生态环境，使水质变好；“藻菌调控”等技术，解决了传统养鱼排污、鱼类交叉感染等难题，减少了鱼类病害，提高了水产品的产量和质量。
(3)位于亚热带季风区，夏季降水多且多暴雨，易形成洪涝灾害；位于东南沿海地区，夏秋季易受台风的影响。
漂浮式光伏电站——实现土地的综合利用
12．阅读图文材料，完成下列要求。
材料一 光伏发电是利用半导体材料将光能直接转变为电能的一种技术，是太阳能发电的一种。漂浮式水上光伏是指在水塘、湖泊、水库、蓄水池等水体上建立的漂浮式光伏电站，硬件组成部分主要为光伏面板、汇流箱、逆变设备、变压器、集电线路、聚乙烯浮体架台等。漂浮式光伏电站在日本、美国、英国、挪威等国家早已经有了成功案例，但与陆地光伏相比，发展甚是缓慢。
材料二 2017年12月10日，全球最大的水面漂浮光伏电站——安徽淮南150兆瓦水面漂浮光伏项目正式并网发电。淮南市由于地下开采造成的塌陷面积占全市面积的7.9%，该项目在淮南市采煤沉陷区闲置水面上建设，计划2018年5月实现全部并网发电。
（1）与陆地光伏相比，漂浮式水上光伏发电效率更高，试分析原因。
（2）说明淮南市水面漂浮光伏项目的建设产生的效益。
（3）与陆地光伏相比，简述漂浮式水上光伏发展缓慢的原因。
【答案】（1）水体对光伏组件有冷却作用，可以抑制组件表面温度上升；水面灰尘少，位于水面的光伏面板受影响小；水面相对开阔，有效避免山体、树林等对组件的遮挡，太阳照射面积均匀且光照时间长。
（2）生态效益：利用太阳能发电，节约煤炭资源，减少二氧化碳排放，保护大气环境；利用釆沉陷区的水面发电，节约土地资源，实现土地的综合利用；光伏面板覆盖在水面上，减少水面蒸发，抑制水中藻类繁殖，有利于保护水资源。
社会经济效益：租赁闲置水面，出售电力，产生持续的经济收益；项目建设、日常维护和组件清洗大量利用当地闲置劳动力，增加当地就业机会。
（3）水上作业，施工难度大；设备要求高，技术难度大；选址要求高，场址宜选在面积较广无大规模航运、生态非敏感区等水域；不稳定因素多，大风、水位变化、光照等因素对其影响较大；工程造价高，投入资金多，发电成本高。
为何出现“弃光限电”
我国光伏发电规模发展迅速，但目前却面临“弃光限电”现象。所谓“弃光限电”是指在光伏发电机组设备状态正常、光照良好的情况下，由于种种原因光伏电场被迫暂停一些机组发电的现象。读2014年7月～2015年5月我国8省区“弃光限电”情况统计图。
读图，完成下列各题。
4．“弃光限电”比重最高的省份，发展光伏发电的优势是( )
A．太阳高度大，光照强
B．土地面积大，可利用空间大
C．劳动力资源充足，价格低
D．常规能源短缺，光电成本低
5．我国8省区出现“弃光限电”的根本原因是( )
A．我国光伏电能资源开发时间短
B．我国能源资源储量大、种类多
C．8省区所在地用电需求量小
D．发电量与用电量存在时空差异
6．可以缓解“弃光限电”现象的措施是( )
A．让8省区能源全部转入光电
B．畅通电能向外输送通道
C．将光电厂向东南沿海转移
D．改光伏发电为风力发电
【答案】
4．??? B??? 5．??? D??? 6．??? B???
【解析】
4．“弃光限电”比重最高的省份是甘肃。甘肃纬度较高，太阳高度小；甘肃人口稀少，土地面积大，可利用空间大；人口稀少，劳动力不足；甘肃地区常规能源对光伏发电影响较小。
5．我国8省区发电量与用电量存在时空差异，造成电能过剩，由于电量还不能大量储存，所以“弃光限电”的根本原因是发电量与用电量存在时空差异。
6．结合上题可知，加大对当地光电的向外输送可以缓解“弃光限电”现象。东南沿海地区光能资源并不丰富，故将光电企业向东南沿海转移不合适。
总结
西北地区太阳能开发的优势与劣势
太阳能的优缺点
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