新能源与分布式发电技术(第3版)

第1章　能源概述 1
1.1　能源利用的历史 1
1.1.1　天然能源的原始利用 2
1.1.2　煤炭 2
1.1.3　石油 2
1.1.4　电力 2
1.1.5　核能和可再生能源 3
1.2　能源概述 3
1.2.1　资源与能源的概念 3
1.2.2　能源的分类 4
1.2.3　能源的品质 6
1.3　能源与环境问题 7
1.3.1　常规能源的环境影响 7
1.3.2　世界能源与环境问题 11
1.4　新能源发展战略 12
1.4.1　欧美的新能源发展政策与
规划 12
1.4.2　我国的新能源发展政策与
规划 13
习题 13
第2章　太阳能及其利用 15
2.1　太阳能利用的历史 17
2.2　太阳能资源及其分布 18
2.2.1　太阳能概述 18
2.2.2　世界太阳能资源分布 19
2.2.3　我国太阳能资源分布 20
2.2.4　太阳能资源的特点 22
2.3　太阳能的利用方式 22
2.3.1　太阳能热利用 23
2.3.2　太阳能发电 23
2.3.3　光化学转换 24
2.4　太阳能直接热利用 25
2.4.1　集热器的类型 25
2.4.2　太阳能热水器和太阳灶 27
2.4.3　太阳能空调 28
2.4.4　太阳池 31
2.5　太阳能热发电 32
2.5.1　太阳能热发电系统的构成 32
2.5.2　太阳能热发电系统的
基本类型 33
2.6　太阳能光伏发电 39
2.6.1　光伏效应与光伏材料 39
2.6.2　光伏电池 40
2.6.3　光伏发电系统 42
2.6.4　光伏发电的特点 45
2.7　光伏发电的发展 46
2.7.1　光伏发电技术的发展历史 46
2.7.2　光伏发电产业的发展状况 48
2.7.3　我国光伏发电行业的
发展状况 50
习题 53
第3章　风能与风力发电 55
3.1　风能利用的历史 57
3.1.1　世界风能利用历史 57
3.1.2　中国风能利用历史 58
3.2　风和风资源 59
3.2.1　风的形成 59
3.2.2　风的描述 60
3.2.3　世界风能资源 62
3.2.4　我国风能资源 63
3.3　风力机的种类 65
3.3.1　水平轴风力机 65
3.3.2　垂直轴风力机 68
3.3.3　新型风力机 71
3.4　水平轴风力机的结构和原理 72
3.4.1　水平轴风力机的基本结构 72
3.4.2　水平轴风力机的原理 74
3.4.3　风力机的功率调节方式 78
3.5　风力发电机组 79
3.5.1　风力发电机组及其构成 79
3.5.2　风力发电机 80
3.5.3　传动和控制机构 82
3.5.4　塔架和机舱 83
3.6　风电场 83
3.6.1　风电场的概念 83
3.6.2　海上风电 85
3.6.3　小风电应用 87
3.7　风力发电的发展 89
3.7.1　世界风电的发展状况 89
3.7.2　我国风电的发展状况 92
习题 95
第4章　潮汐能与潮汐发电 96
4.1　人类对潮汐的认识和利用 97
4.1.1　人类对潮汐的认识 97
4.1.2　人类对潮汐的早期利用 99
4.2　潮汐能资源 99
4.2.1　潮汐的描述和分类 99
4.2.2　潮汐能资源及其分布 100
4.3　潮汐发电原理和电站构成 105
4.3.1　潮汐发电的原理 105
4.3.2　潮汐电站的结构 107
4.4　潮汐电站的类型 109
4.4.1　单库单向潮汐电站 109
4.4.2　单库双向潮汐电站 110
4.4.3　双库连续发电潮汐电站 110
4.5　潮汐发电的特点 111
4.5.1　潮汐发电的优点 111
4.5.2　潮汐发电的不足 112
4.6　潮汐发电的发展 113
4.6.1　世界潮汐发电的发展 113
4.6.2　我国潮汐发电的发展 115
习题 116
第5章　海洋能多种发电技术 118
5.1　海洋的概念 120
5.2　海洋能资源 121
5.2.1　世界海洋能资源 121
5.2.2　我国海洋能资源 121
5.2.3　海洋能的特点 122
5.3　波浪发电 123
5.3.1　波浪的成因和类型 123
5.3.2　波浪能资源的分布和特点 125
5.3.3　波浪发电装置的基本构成 127
5.3.4　波浪能的转换方式 128
5.3.5　波浪能装置的安装模式 130
5.3.6　典型的波浪能发电装置 131
5.3.7　代表性波浪能发电项目 136
5.3.8　波浪发电的发展 141
5.4　海流发电 141
5.4.1　海流和海流能 141
5.4.2　海流发电的原理 143
5.5　温差发电 145
5.5.1　海水的温差和温差能 145
5.5.2　温差发电的原理 146
5.5.3　温差发电的发展 148
5.6　盐差发电 151
5.6.1　海洋的盐差和盐差能 151
5.6.2　渗透和渗透压 152
5.6.3　盐差能发电的方法 153
5.6.4　盐差发电的发展状况 157
习题 158
第6章　地热能及其利用 159
6.1　地热资源的形成 161
6.1.1　地球的构造和热量来源 161
6.1.2　地热资源的概念 162
6.2　地热资源的类型 163
6.2.1　地热资源的存在形态 163
6.2.2　地热田 165
6.3　地热能资源及其分布 166
6.3.1　地热能的蕴藏量 166
6.3.2　世界地热资源分布 167
6.3.3　我国的地热资源 169
6.4　地热能利用的发展 171
6.4.1　世界地热能直接利用 171
6.4.2　我国地热能直接利用 172
6.4.3　世界地热发电的发展 173
6.4.4　我国地热发电的发展 176
6.5　地热能的一般利用 178
6.5.1　地热能的利用方式 178
6.5.2　地热用于供暖 179
6.5.3　地热用于农业和养殖业 180
6.5.4　地热用于温泉洗浴和医疗 180
6.6　地热发电 181
6.6.1　地热发电的原理 181
6.6.2　蒸气型地热发电系统 182
6.6.3　热水型地热发电系统 183
6.6.4　联合循环地热发电系统 185
6.6.5　干热岩地热发电系统 186
习题 187
第7章　生物质能及其利用 188
7.1　生物质和生物质能 190
7.1.1　生物质的概念 190
7.1.2　生物质的来源 191
7.1.3　生物质能及其特点 193
7.1.4　我国的生物质资源 194
7.2　生物质能利用概述 196
7.2.1　生物质能利用的历史 196
7.2.2　生物质能利用的形式 197
7.3　生物质燃料 197
7.3.1　固体生物质燃料 197
7.3.2　气体生物质燃料 200
7.3.3　液体生物质燃料 202
7.4　生物质能发电简介 204
7.4.1　生物质能发电的基本原理 204
7.4.2　生物质能发电的特点 205
7.4.3　生物质能发电的发展状况 206
7.5　生物质能发电技术 209
7.5.1　直接燃烧发电 209
7.5.2　沼气发电 210
7.5.3　垃圾发电 212
7.5.4　生物质燃气发电 213
7.6　典型的能源植物 214
7.6.1　薪炭树种 214
7.6.2　石油树 215
7.6.3　巨藻 217
习题 218
第8章　氢能和燃料电池 220
8.1　氢和氢能概述 222
8.1.1　氢和氢能简介 222
8.1.2　氢能及其利用方式 222
8.1.3　氢能的应用历史和现状 223
8.2　氢的制取 226
8.2.1　化石燃料制氢 226
8.2.2　水分解制氢 227
8.2.3　生物制氢 228
8.2.4　太阳能制氢 229
8.2.5　制氢方式总结 229
8.3　氢的储存 230
8.3.1　对储氢系统的要求 230
8.3.2　氢气的储存 230
8.3.3　液氢储存 231
8.3.4　固体金属氢化物储存 231
8.3.5　研究中的新储氢方法 232
8.4　燃料电池概述 232
8.4.1　燃料电池的发展历史 232
8.4.2　燃料电池的基本原理 234
8.4.3　燃料电池系统的构成 235
8.4.4　燃料电池发电的特点 236
8.4.5　制约燃料电池行业发展的
因素 237
8.5　燃料电池的类型 238
8.5.1　碱性燃料电池 238
8.5.2　磷酸型燃料电池 238
8.5.3　熔融碳酸盐型燃料电池 239
8.5.4　固体氧化物型燃料电池 240
8.5.5　质子交换膜型燃料电池 240
8.5.6　直接甲醇型燃料电池 241
8.6　燃料电池的应用领域 241
8.6.1　发电站 241
8.6.2　交通工具的动力 242
8.6.3　仪器和通信设备电源 242
8.6.4　军事上的应用 243
习题 243
第9章　互补发电与综合利用 245
9.1　互补发电的概念和特点 247
9.1.1　互补发电的概念 247
9.1.2　互补发电的特点 247
9.2　风能-太阳能互补发电 248
9.2.1　风-光互补发电的基础 248
9.2.2　风-光互补发电系统的
结构和配置 248
9.2.3　风-光互补发电系统的
应用 250
9.3　其他互补发电系统 251
9.3.1　风能-水能互补发电 251
9.3.2　风电或光伏-柴油机
互补应用 252
9.3.3　微型燃气轮机-燃料
电池互补发电 254
9.4　能源的综合开发利用 254
9.4.1　冷热电联产 254
9.4.2　太阳能房 256
9.4.3　综合型潮汐电站 257
9.4.4　地热能的综合利用 258
9.4.5　海洋温差发电的综合开发 258
习题 259
第10章　分布式发电技术 261
10.1　分布式发电的概念 263
10.1.1　分布式发电简介 263
10.1.2　分布式发电的特点 263
10.1.3　分布式发电的适用场合 265
10.2　分布式电源 265
10.2.1　新能源分布式电源 265
10.2.2　微型燃气轮机 267
10.3　分布式供电系统和微电网 267
10.3.1　分布式供电系统 267
10.3.2　微电网 269
10.3.3　微电网的运行控制 271
10.4　分布式发电系统的储能装置 272
10.4.1　常用的储能技术 272
10.4.2　储能装置在分布式
系统中的作用 276
10.5　分布式发电的发展应用 277
10.5.1　发展分布式发电的
意义和存在的问题 277
10.5.2　国外分布式发电的
发展状况 278
10.5.3　我国分布式发电的
发展状况 279
习题 281
附录 283
附录A　能源的计量 283
附录B　数量级 284
附录C　常规能源发电技术 284
C1　火力发电 284
C2　水力发电 287
C3　核电 287
附录D　国外著名新能源研究机构 289
附录E　推荐网站 289
附录F　光伏发电组件参数与能耗 290
附录G　风力机规格与参数 291
参考文献 294