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第一章　农村能源概论 1

第一节　新能源与可再生能源简介 1

一、新能源与可再生能源 1

二、我国能源资源特点 3

第二节　农村可再生能源与社会主义新农村建设 3

第三节　我国农村能源现状与发展 6

一、我国农村能源发展现状 6

二、农村能源建设成效显著 6

三、我国农村能源发展潜力巨大 7

四、大力发展农村能源 8

第四节　我国农村能源政策的思考与展望 9

一、能源短缺时代的农村能源政策 9

二、安全诉求下的农村能源政策 11

三、气候变化条件下的农村能源政策 12

四、简要评论 12

参考文献 14

第二章　太阳热水装置 15

第一节　太阳能 15

一、太阳 15

二、太阳常数 15

三、太阳辐射与光谱 16

四、太阳与地球 16

五、太阳的位置 17

第二节　太阳的辐射 21

一、太阳辐射的衰减 21

二、地球表面的太阳辐射 22

三、接收太阳辐射倾斜面的倾斜角 25

第三节　太阳能的特点及储存 25

一、太阳能的特点 25

二、太阳能的储存 26

第四节　太阳集热器 29

一、概述 29

二、传热学的理论基础 29

三、平板太阳集热器 33

四、真空管太阳集热器 38

第五节　太阳热水器 44

一、概述 44

二、闷晒太阳热水器 45

三、平板太阳热水器 48

四、真空管太阳热水器 51

第六节　太阳热水器水箱 53

一、水箱的作用与分类 53

二、水箱的技术要求和规格尺寸 55

三、水箱的常用材料 56

四、水箱的制作 56

第七节　太阳热水系统 58

一、太阳热水系统的分类 58

二、太阳热水系统的设计 61

三、太阳热水系统的施工 67

四、太阳热水系统的运行与维护 67

参考文献 69

第三章　太阳灶 70

第一节　太阳灶的用途和工作原理 70

一、太阳灶的用途 70

二、太阳灶的工作原理 70

第二节　太阳灶的设计 74

一、几个主要的设计参数 74

二、采光面积的确定 76

三、灶面轮廓的设计理论 78

四、太阳灶支架的选取 80

第三节　太阳灶制作的工艺与技术 83

一、太阳灶模具的制作 83

二、太阳灶灶壳的材料和制作 88

三、反光材料 90

四、支架材料 92

第四节　太阳灶的安装调试与使用 92

一、如何挑选太阳灶 92

二、太阳灶的安装 93

三、太阳灶使用注意事项 94

第五节　太阳灶的技术要求和测试方法 94

一、技术要求 94

二、结构检测方法 95

三、性能试验方法 96

第六节　典型案例 97

一、年产能力为四千台太阳灶厂的设备与人员情况 97

二、太阳能温暖工程受到农牧民的广泛欢迎 97

参考文献 98

第四章　太阳能光伏发电系统 99

第一节 太阳能光伏发电系统的运行方式及组成 99

一、太阳能光伏发电系统的运行方式 99

二、太阳能光伏发电系统的组成 99

第二节　太阳能电池 106

一、太阳能电池及其分类 106

二、太阳能电池的结构 108

三、太阳能电池的基本工作原理 109

四、太阳能电池的基本特性 109

五、太阳能电池生产制造工艺 113

第三节　控制器 122

一、控制器的功能 122

二、控制器的控制方式和分类 122

三、常见控制器的基本电路和工作原理 123

四、控制器的选择、安装和使用、维护 128

第四节　铅酸蓄电池 128

一、阀控式密封铅酸蓄电池定义及特点 129

二、阀控式密封铅酸蓄电池工作原理 131

三、阀控式密封铅酸蓄电池结构及生产工艺流程 134

四、阀控式密封铅酸蓄电池技术性能要求 136

五、阀控式密封铅酸蓄电池安装与检验 137

六、阀控式密封铅酸蓄电池管理与维护 139

七、阀控式密封铅酸蓄电池常见故障与处理方法 140

第五节　逆变器 141

一、逆变器的概念 141

二、逆变器的作用 141

三、逆变器的分类 142

四、逆变器的基本结构 142

五、逆变器的工作原理 143

六、逆变器的主要技术性能及评价选用 144

七、光伏系统逆变器的操作使用与维护检修 146

第六节　太阳能光伏发电系统的设计、安装与维护、管理 146

一、太阳能光伏发电系统的设计 146

二、太阳能光伏发电系统的安装与管理维护 151

第七节　应用实例 152

一、辽宁建昌贫困无电山区独立家用太阳能光伏电源系统示范工程 152

二、输油输气管道阴极保护太阳能光伏电源系统 154

三、10kW联网光伏发电系统 158

四、深圳并网户用太阳能光伏示范系统 160

参考文献 162

第五章　农村太阳房 163

第一节　太阳房概述 163

一、太阳房概述 163

二、太阳房各类供暖方式的基本工作原理 165

第二节　太阳房设计 169

一、太阳房设计施工图要求 169

二、太阳房的规划与建筑设计 171

三、太阳房围护结构的保温隔热设计 176

四、太阳房的建筑蓄热设计 182

五、太阳能供暖方式的确定 183

六、被动式太阳能采暖房的热工设计计算 185

第三节　太阳房施工与验收 193

一、工程质量保障体系 193

二、围护结构保温构造做法 194

三、集热蓄热墙构造做法 201

四、施工质量监督 201

第四节　太阳房运行维护与性能评估 211

一、被动式太阳能采暖系统的运行与维修管理 211

二、被动式太阳能采暖房的性能评价 213

第五节　太阳房工程应用实例 214

一、山西省左权县被动太阳能采暖卫生院 214

二、天津地区被动太阳能采暖农村住宅 216

三、甘肃敦煌地区被动式太阳能农村住宅 228

附录1　照射在房屋南立面上的月平均日太阳辐照量Htvs,MJ/(m2·d) 237

附录2　围护结构热工指标推荐值 239

附录3　各类被动太阳能采暖房屋的SHF-SLR曲线 243

参考文献 245

第六章　农村沼气 246

第一节　概述 246

一、我国沼气事业发展概况 246

二、发展沼气建设生态家园 247

第二节　沼气发酵的原理和条件 248

一、沼气发酵的原理 248

二、沼气发酵的条件 254

第三节　沼气发酵的工艺类型 272

一、沼气发酵的基本工艺流程 272

二、厌氧消化器的分类 274

三、常规型消化器 277

四、污泥滞留型消化器 279

五、附着膜型消化器 287

六、其他沼气发酵工艺 289

第四节　农村家用沼气池 291

一、农村家用沼气池的池形结构 291

二、农村家用沼气池的建造 293

三、农村家用沼气池的运行与管理 309

四、农村家用沼气池常见故障及处理方法 315

五、农村家用沼气池维修和保养 318

第五节　生活污水净化沼气池 320

一、生活污水净化沼气池的用途和功能 321

二、生活污水净化沼气池的工艺 321

三、生活污水净化沼气池的运行管理 323

四、生活污水净化沼气池的使用效果 323

第六节　沼气的净化、储存与输配 324

一、沼气的净化 324

二、沼气的储存 330

三、沼气的输配 334

四、沼气工程常用的阀门及计量表 343

第七节　沼气发酵产物的综合利用 347

一、沼气发酵产物的概念 347

二、沼气的利用 351

三、沼液的利用 354

四、沼渣的利用 361

参考文献 365

第七章　农村生物质热利用 366

第一节　生物质热利用概述 366

一、生物质能概述 366

二、我国生物质资源利用潜力 366

三、生物质能利用的特点 367

四、生物质热利用 368

五、秸秆发电 368

第二节　生物质燃烧技术 368

一、生物质燃料的特性 368

二、生物质燃料的燃烧过程 371

三、燃料火焰特性 373

四、燃料的元素分析及基准 375

五、生物质燃料的热值 376

六、生物质燃烧过程的部分计算 377

第三节　农村省柴灶 380

一、灶的演变过程 380

二、灶的分类 380

三、旧灶的弊病及存在的问题 382

四、省柴灶的设计 382

五、组装式省柴灶和典型灶 388

第四节　高效预制组装架空炕 391

一、火炕的结构 391

二、高效预制组装架空炕 392

三、几种不同类型高效预制组合架空炕连灶示意图 395

第五节　高效低排放户用生物质炉具 397

一、生物质气化原理 397

二、高效低排放生物质炉具 399

第六节　生物质压缩成型技术 403

一、生物质压缩成型原理 403

二、生物质成型的工艺分类 404

三、生物质燃料压缩成型技术 405

四、生物质成型燃料的标准介绍 411

参考文献 414

第八章　生物质集中供气 415

第一节　我国生物质热解气化技术发展 415

一、我国热解气化技术的发展概述 415

二、生物质气化集中供气系统的发展 416

第二节　生物质气化原理及工艺 417

一、生物质原料 417

二、生物质气化的基本原理 419

三、生物质气化条件及分类 420

四、生物质热裂解（干馏气化） 423

五、生物质燃气的净化 424

第三节　气化过程指标及影响气化的因素 425

一、气化过程的指标 425

二、影响气化的因素 427

三、气化机组的主要性能指标 429

第四节　气化站的设备 430

一、主要设备 430

二、气化站的附属设备 435

第五节　生物质气化站的设计 437

一、气化站的选址及条件 437

二、气化站分类 437

三、气化站建设用地 437

四、气化站内对建筑的要求 438

五、气化站生产设施建筑面积确定 438

六、气化站的设计 438

七、气化站的安全 439

八、气化站的环境要求 439

第六节　生物质燃气集中供气系统的设计 440

一、设计原则 440

二、供气热流量（负荷）计算 440

三、常用管材 442

四、管道的连接 442

五、钢管的防腐 443

六、室外生物质燃气管道的布线原则 443

七、用户生物质燃气管道布置 444

八、室外生物质燃气管路的强度及气密性试验 446

九、室内生物质燃气管道的强度和气密性试验 447

第七节　生物质燃气的应用 447

一、生物质燃气的成分和热值 447

二、生物质燃气与部分其他燃气理化性能及燃烧特性 448

三、秸秆燃气的主要特点 448

四、灶具的主要性能 448

五、生物质燃气的有害成分 449

六、用户使用秸秆气应注意的安全事项 449

七、燃气用具的安全使用 449

第八节　主要设备生产企业及其产品简介 450

一、山东大学生物能源技术开发中心 450

二、合肥天焱绿色能源开发有限公司 450

三、辽宁贝龙农村能源环境技术有限公司 451

四、大连市环境科学设计院的中温气化裂解技术 451

五、河南焦作市秸秆燃气设备工程有限公司 452

参考文献 452

第九章　微型水力发电 453

第一节 微水电概述 453

一、微水电的定义 453

二、微水电工程及其工作过程 453

三、微水电的主要技术条件及特征 454

四、微水电的发展过程 455

五、微水电机组的分类 456

六、微水电机组的型号编制方法 456

七、有关微水电参数的基本概念 457

第二节　微水电机组与选型 458

一、微型水轮机 458

二、微水电发电机 462

三、微水电的调控设备 465

四、微水电的结构 467

五、微水电的选型 467

第三节　微水电土建施工、设备安装与调试 469

一、微水电土建施工 470

二、微水电安装与调试 472

第四节　微水电供电工程设计与维护 475

一、机房的配电布置 475

二、输电线的布置与架设 475

三、电力设备的保护和安全用电 476

四、微水电的维护 477

参考文献 480

第十章　小型风力发电技术 481

第一节　风能资源 481

一、风特性 481

二、风资源观测 482

三、常用风能公式及参数 483

第二节　我国风能资源 486

一、风能资源的储量 486

二、风能资源的分布 486

三、我国风能区占全国面积的百分比 488

四、世界气象组织对风力等级的规定 489

五、利用风能的优点和局限性 491

第三节　风力发电行业现状 492

一、风力发电机的定义 492

二、风力发电机组的分类 492

三、离网型（小型）风力发电的概况 493

第四节　小型风力发电技术 497

一、概述 497

二、发电系统部件的功能 500

三、小型风力发电机组的选型 500

第五节　小型风力发电机组的安装 503

一、场地选择 503

二、机组安装 503

三、注意事项 504

四、蓄电池的安装 505

五、国外小型风力发电机的发展 506

第六节　小型风力发电机组的维护与保养 507

一、日常维护保养 507

二、定期维护保养 507

三、蓄电池的使用与维护 507

第七节　风力发电机组的故障及排除 508

第八节 风力发电机组的形式与应用 509

参考文献 511

第十一章　浅层地热 512

第一节　地热资源与利用 512

一、地热资源——清洁的可再生能源 512

二、中国天然温泉分布 512

三、地热资源勘探 513

四、地热资源利用 514

第二节　地源热泵发展现状 515

一、地源热泵——节能减排的一支新军 515

二、地源热泵在世界上的发展 515

三、地源热泵的优势所在 517

四、我国地源热泵发展现状 517

第三节　地源空调原理与设计 518

一、地源热泵原理 518

二、地源热泵地下热交换系统的设计 521

第四节　地源热泵系统运行与维护 526

一、地源热泵系统运行管理 526

二、地源热泵系统运行维护 526

第五节　地源热泵产品介绍 527

一、概况 527

二、部分产品介绍 527

第六节　典型案例 528

一、地埋管地源热泵工程实例 528

二、地下水地源热泵工程实例 534

参考文献 535

附录　农村能源常用计量单位及数据 536

附录一　国家法定计量单位 536

一、能量计量单位 536

二、单位制及其换算 537

附录二　农村能源基本概念 539

附录三　国家相关法规和政策要求 540

一、法规规定 540

二、规划目标 540

三、政策要求 541

附录四　农村可再生能源概况 543

一、沼气 543

二、太阳能 543

三、秸秆能源 543

四、生物质发电 543

五、风能 543

六、微水电 543

附录五　农村能源常用统计数据 544

一、中国农村能源消费 544

二、农村能源常用主要测算数据 544