新能源与分布式发电技术(第3版)

本书主要作为普通高校教材，适用于电气专业、新能源专业的本科教学；也可供对新能源与分布式发电技术有兴趣的其他大学生选修，或供希望了解新能源与分布式发电技术的普通读者参考。

全书共10章，依据能源领域发展的新趋势，系统地介绍了各类能源及其利用技术，如太阳能、风能、潮汐能、互补发电与综合利用、分布式发电技术等，还涵盖了天文、地理、文学、历史等学科的相关知识。书中包含翔实的数据、大量的图片、诸多实例和生动的故事，让读者对新能源与分布式发电技术有直观和感性的认识，精心设计的各类小栏目更会让读者有耳目一新的感觉，能够提高读者的科学技能和人文素养，堪称新能源与分布式发电技术领域的“百科全书”。 本书主要作为普通高校教材，适用于电气专业、新能源专业的本科教学；也可供对新能源与分布式发电技术有兴趣的其他大学生选修，或供希望了解新能源与分布式发电技术的普通读者参考。

朱永强，博士，副教授，硕士生导师。1994年保送入清华大学电机系，先后获得清华大学电气工程学科的工学学士、硕士和博士学位。自2005年7月任职于华北电力大学电气与电子工程学院。已出版大学教材、编著、译著十余部，包括《新能源与分布式发电技术》《分布式电源接入电网的电能质量》《风电场电气系统》《风电场电气工程》《风电场无功补偿与电压控制》《电力专业英语阅读与翻译》《太阳能利用技术及工程应用》《智能电网的控制和优化方法》等，其中一部入选北京高等教育精品教材，两部列入“十二五”国家重点图书出版规划项目。

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国外有名新能源研究机构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