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第1章 绪论1

引例1

1.1 能源及其分类2

1.1.1 一次能源与二次能源2

1.1.2 可再生能源与非再生能源3

1.1.3 常规能源与新能源3

1.2 能源与环境4

1.2.1 常规能源对环境的影响4

1.2.2 世界能源与环境问题4

1.3 可再生能源发电的意义5

小结6

阅读材料6

习题7

第2章 风力发电及其控制8

引例8

2.1 风及风能资源9

2.1.1 风的形成9

2.1.2 风的描述10

2.1.3 世界风能资源11

2.1.4 我国风能资源12

2.2 风力发电系统结构原理15

2.3 风力机及其控制17

2.3.1 风力机的基本类型17

2.3.2 风力机的工作原理19

2.3.3 风能利用系数21

2.3.4 风力机的功率控制23

2.3.5 变桨系统25

2.3.6 偏航系统27

2.4 风力发电机28

2.4.1 笼型异步发电机29

2.4.2 同步发电机32

2.4.3 双馈（绕线转子）异步发电机35

2.5 风力发电机系统的运行与控制39

2.5.1 基本控制内容40

2.5.2 定桨距恒速风力发电机组的运行与控制42

2.5.3 变桨距恒速风力发电机组的运行与控制43

2.5.4 变桨距变速风力发电机组的运行与控制44

2.5.5 最大功率点跟踪（MPPT）控制简介48

2.6 风力发电机系统并网51

2.6.1 同步风力发电机组并网51

2.6.2 异步风力发电机组并网54

2.6.3 风力发电机组的并网安全运行与防护措施56

2.7 风力发电机系统低电压穿越58

2.7.1 低电压穿越的基本概念及相关规范58

2.7.2 低电压对风力发电机组的影响59

2.7.3 低电压穿越技术60

2.8 风力发电场62

2.8.1 风电场的概念62

2.8.2 陆地风电场63

2.8.3 海上风电场66

小结69

阅读材料70

习题71

第3章 太阳能发电及其控制73

引例73

3.1 太阳能及其利用74

3.1.1 太阳的辐射74

3.1.2 太阳能的转换与利用76

3.2 太阳能光伏发电基本原理80

3.2.1 太阳能光伏发电原理80

3.2.2 光伏发电系统的构成与分类82

3.3 太阳能光伏电池86

3.3.1 光伏电池的分类86

3.3.2 光伏电池的基本电学特性89

3.3.3 光伏电池的等效电路93

3.4 太阳能光伏电池最大功率点跟踪控制94

3.4.1 光伏电池最大功率点94

3.4.2 最大功率点跟踪控制算法简介95

3.4.3 太阳光跟踪系统98

3.4.4 基于最大功率点与最小损耗点跟踪的光伏水泵控制系统实例99

3.5 太阳能光伏发电系统应用分类与设计实例103

3.5.1 离网非户用系统105

3.5.2 离网户用系统105

3.5.3 光伏并网系统106

3.5.4 光伏并网系统设计108

3.5.5 光伏离网系统设计109

3.6 太阳能热发电113

3.6.1 太阳能热发电系统的构成114

3.6.2 太阳能热发电系统的基本类型115

3.7 风光互补发电系统117

3.7.1 风光互补发电系统的结构与特点117

3.7.2 风光互补发电系统的应用118

小结120

阅读材料121

习题122

第4章 海洋能发电123

引例123

4.1 海洋能及其开发利用123

4.1.1 海洋能的分类124

4.1.2 海洋能的开发125

4.1.3 中国海洋能资源及开发利用概况125

4.2 潮汐发电127

4.2.1 潮汐电站分类129

4.2.2 潮汐电站的水轮发电机组130

4.2.3 潮汐电站的站址选择132

4.3 波浪发电134

4.3.1 波浪能资源的分布和特点134

4.3.2 波浪发电装置的基本构成136

4.3.3 波浪能的转换方式136

4.3.4 波浪能装置的安装模式138

4.3.5 典型的波浪能发电装置139

4.4 海流发电143

4.4.1 海流和海流能143

4.4.2 海流发电的发展状况145

4.4.3 海流发电原理146

4.5 温差发电147

4.5.1 海水的温差和温差能147

4.5.2 温差发电原理148

4.6 盐差发电149

4.6.1 海洋的盐差和盐差能149

4.6.2 渗透和渗透压150

4.6.3 盐差能发电的方法150

小结154

阅读材料154

习题155

第5章 生物质能发电156

引例156

5.1 生物质能157

5.1.1 生物质能的概念157

5.1.2 生物质能存在的形式158

5.1.3 生物质能的开发利用158

5.2 生物质燃烧发电161

5.2.1 生物质燃烧技术162

5.2.2 固体燃料成型技术163

5.2.3 生物质燃烧热发电165

5.2.4 生物质燃烧的污染排放与控制168

5.3 生物质汽化发电169

5.3.1 生物质的汽化技术169

5.3.2 生物质的汽化发电173

5.3.3 城市固体废弃物汽化熔融技术174

5.4 沼气发电176

5.4.1 沼气的产生原理176

5.4.2 沼气燃烧发电177

5.4.3 沼气燃料电池发电181

5.4.4 沼气发电的控制策略184

5.5 垃圾发电187

5.5.1 垃圾填埋气发电189

5.5.2 垃圾焚烧发电191

小结194

阅读材料195

习题196

第6章 地热能发电198

引例198

6.1 地热能及其利用198

6.1.1 地热资源的分类199

6.1.2 中国的地热资源200

6.1.3 国内外地热能发电开发利用现状202

6.2 蒸汽型地热发电202

6.2.1 背压式汽轮机发电系统203

6.2.2 凝汽式汽轮机发电系统203

6.3 热水型地热发电204

6.3.1 闪蒸地热发电系统204

6.3.2 双循环地热发电系统205

6.3.3 联合循环地热发电系统205

6.4 干热岩地热发电206

小结206

阅读材料206

习题208

第7章 可再生能源发电的电能储存209

引例209

7.1 概述209

7.2 蓄电池储能211

7.2.1 常用蓄电池的类型211

7.2.2 蓄电池的等效电路214

7.2.3 蓄电池的主要特性215

7.2.4 蓄电池的充放电控制216

7.3 飞轮储能217

7.3.1 飞轮储能概述217

7.3.2 飞轮储能的原理218

7.3.3 飞轮储能的结构219

7.4 超级电容器储能221

7.4.1 超级电容器的原理221

7.4.2 超级电容器的特点和类型224

7.4.3 超级电容器的应用226

小结228

阅读材料229

习题230

参考文献231