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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