学术情境试题35：积雪对光伏电站的影响

在光伏发电中，集热板表面覆盖积雪会直接影响光伏电站的发电效率。某研究性地理小组在宁夏光伏基地(38.5°N,106°E，海拔1180米)开展了冬季户外测试，由于在同一厚度积雪中不同入射角的太阳辐射传的路径长不同，为保证数据精确，尽量选择在一天内太阳高度角变化最小的时间段测试，且测试时间维持在10分钟左右。图4a和图4b分别示意太阳能光伏电站结构和电站积雪覆盖景观。据此完成9-11题。

9.为减小误差，保证数据精确，该地理小组进行测试的最佳时间（北京时间）是

A.10:08-10:18

B.11:55—12:05

C.12:51-13:01

D.13:55—14:05

10.集热板表面覆盖积雪影响发电效率，最根本的原因是积雪会

A.反射太阳辐射

B.遮挡太阳辐射

C.吸收太阳辐射

D.散射太阳辐射

11.为减小积雪对发电效率的影响，下列措施最可行的是

A.提高支架高度

B.增加集热板粗糙度

C.定期人工扫雪

D.选用大功率集热板

该组试题的背景素材来源于以下论文：

试题中的图a可能是根据论文中图1进行修改的，如下所示：

试题中的图b来源于论文的图4，下图中的红色方框部分：

单独选取出来的图像如下所示：

首先讨论试题文字表述的来源。

宁夏光伏基础的坐标信息来源如下：

由于在同一厚度积雪中不同入射角的太阳辐射传的路径长不同，为保证数据精确，尽量选择在一天内太阳高度角变化最小的时间段测试，且测试时间维持在10分钟左右。——这段文字材料来源于论文中的第3部分：测试时间、条件和过程。如下：

“所以测试的时间点选在当地正午”——这是第9题的设计依据。论文中的分析如下：

从论文的表2中可以看到测试时间大约是12：59~13：11，如下所示：

从考点的角度来看，第9题考查时间的计算与正午太阳高度。正午前后，太阳高度变化较小，以宁夏光伏基地(38.5°N,106°E，海拔1180米)地方时12时计算，此时北京时间(120°E)为12：54，与选项 C最接近。

第10题考查积雪对光伏发电效率的原因。论文中的表述如下：

在论文的分析中，明确出现“遮挡损失”，如下所示：

从上述分析中(红色划线部分)，可以排除第11题的Ｃ选项“定期人工扫雪”，因为工作量大太，以及成本太高，不符合实际情况。

在一项对新疆某地站的实验研究中，研究人员得出以下结论：

不少人质疑第10题选项的设计，认为不学地理的同学估计正确率会更高。原因是学地理的同学会仔细地将“反射”、“散射”、“吸收”进行比较。其实有时候做题既要心细，更要胆大。

通过上述分析可知，命题人设计正确选项的依据来源于论文，也就是说，另外三个选项是编的，至于该题的考试难度如何，那就要看选项的干扰性与同学的答题心理。目前关于这方面的探讨比较少。

第11题正确选项Ｄ“选用功率大集热板”的设计依据，可以参考论文中的分析：

提高支架高度虽然有利于积雪的滑落，在一定程度上减少积雪覆盖，但会改变集热板与地面的夹角，影响集热板对太阳辐射的吸收。

增加集热板粗糙度不利于积雪的滑落，也就无法减少积雪覆盖。

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试题中有方法，也有知识。好的方法蕴藏于好的作品中。