目錄
叢書序
序
前言
第1章 走進(jìn)能源世界 1
1.1 能源的基本概念 2
1.1.1 能源的定義和分類 2
1.1.2 能源的形式與轉(zhuǎn)換 3
1.1.3 能源的效率與標(biāo)識 4
1.2 能源、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境 5
1.2.1 能源利用與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系 5
1.2.2 能源開發(fā)與環(huán)境保護(hù) 6
1.2.3 能源、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展策略 8
1.3 國內(nèi)外可再生能源開發(fā)及利用概況 9
1.3.1 傳統(tǒng)能源消耗與危機(jī) 9
1.3.2 可再生能源需求分析 13
1.3.3 可再生能源開發(fā)及利用 14
1.4 可再生能源市場形勢與發(fā)展趨勢 18
1.4.1 國外可再生能源參與市場的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn) 19
1.4.2 國內(nèi)可再生能源產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)及發(fā)展方向 20
思考題 24
參考文獻(xiàn) 24
第2章 太陽能光電轉(zhuǎn)換技術(shù) 26
2.1 太陽概況 27
2.1.1 太陽與太陽輻射 27
2.1.2 太陽能的特點(diǎn) 29
2.1.3 太陽能的利用形式 29
2.2 太陽能光伏發(fā)電 31
2.2.1 太陽能電池發(fā)電的基本原理與特性 31
2.2.2 太陽能電池的分類與關(guān)鍵技術(shù)研究 39
2.2.3 太陽能電池的制造工藝 52
2.2.4 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng) 56
2.3 我國太陽能光電轉(zhuǎn)換應(yīng)用的現(xiàn)狀 58
2.3.1 太陽能資源分布 58
2.3.2 太陽能光電轉(zhuǎn)換應(yīng)用實(shí)例 60
2.3.3 國家政策及未來發(fā)展趨勢 61
2.4 太陽能電池的發(fā)展前景與經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價(jià) 63
2.4.1 太陽能電池的發(fā)展前景 63
2.4.2 太陽能電池經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價(jià) 64
2.4.3 太陽能電池行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)及機(jī)遇 64
思考題 67
參考文獻(xiàn) 67
第3章 生物質(zhì)能利用技術(shù) 70
3.1 生物質(zhì)能概述 71
3.1.1 生物質(zhì)與生物質(zhì)能的概念 71
3.1.2 生物質(zhì)能的生物來源及其特性 72
3.1.3 生物質(zhì)能存在形式 74
3.2 生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù) 76
3.2.1 直接燃燒 76
3.2.2 物化轉(zhuǎn)化 78
3.2.3 生化轉(zhuǎn)化 80
3.2.4 催化轉(zhuǎn)化 81
3.3 生物質(zhì)發(fā)電技術(shù) 83
3.3.1 生物質(zhì)發(fā)電原理 83
3.3.2 燃燒發(fā)電 84
3.3.3 熱解發(fā)電 85
3.3.4 氣化發(fā)電 88
3.3.5 厭氧消化發(fā)電 90
3.4 生命周期評價(jià) 93
3.4.1 生命周期評價(jià)框架 93
3.4.2 生命周期評價(jià)實(shí)例 94
3.5 生物質(zhì)能應(yīng)用實(shí)例 98
3.5.1 生物質(zhì)能在航天航空領(lǐng)域的應(yīng)用 98
3.5.2 生物質(zhì)能在儲(chǔ)能工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 100
3.6 生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 103
思考題 106
參考文獻(xiàn) 107
第4章 風(fēng)能利用技術(shù) 109
4.1 風(fēng)能資源 109
4.1.1 風(fēng)能的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 110
4.1.2 風(fēng)的形成與特性 110
4.1.3 風(fēng)力資源分布 113
4.2 風(fēng)能的轉(zhuǎn)化與開發(fā)利用 115
4.2.1 風(fēng)能的轉(zhuǎn)化 116
4.2.2 風(fēng)能預(yù)測系統(tǒng) 118
4.2.3 風(fēng)能的開發(fā)利用 120
4.3 風(fēng)力發(fā)電技術(shù) 123
4.3.1 風(fēng)力發(fā)電類型 125
4.3.2 風(fēng)力發(fā)電能量轉(zhuǎn)換 126
4.3.3 風(fēng)力發(fā)電基本原理 127
4.3.4 風(fēng)力發(fā)電的電網(wǎng)連接方式 133
4.3.5 選址建廠 136
4.4 案例分析 137
思考題 140
參考文獻(xiàn) 140
第5章 地?zé)崮芾�用技術(shù) 142
5.1 地?zé)崮芨攀?142
5.1.1 地?zé)崮艿漠a(chǎn)生與分類 143
5.1.2 地?zé)崮艿姆植?145
5.2 地?zé)豳Y源開采的主要設(shè)備 148
5.2.1 鉆機(jī) 148
5.2.2 鉆進(jìn)液 153
5.3 地?zé)崮艿睦�用方�?154
5.3.1 地?zé)岚l(fā)電 155
5.3.2 地?zé)峁┡?159
5.3.3 地?zé)釀?wù)農(nóng) 167
5.3.4 地?zé)嵝嗅t(yī) 169
5.4 地?zé)豳Y源開采中的主要問題及解決方法 169
5.4.1 地?zé)岣�蝕 169
5.4.2 地?zé)峤Y(jié)垢 171
5.4.3 其他問題 173
思考題 177
參考文獻(xiàn) 177
第6章 水能、水力發(fā)電與海洋能利用 179
6.1 水能概述 179
6.1.1 水能與水力資源的特點(diǎn) 180
6.1.2 水能與水力資源的利用 180
6.2 水力發(fā)電 180
6.2.1 水力發(fā)電的基本原理 181
6.2.2 水電站的分類 182
6.2.3 水電站的組成 183
6.2.4 水力發(fā)電面臨的主要問題 184
6.3 海洋能 188
6.3.1 海洋能的特點(diǎn) 188
6.3.2 潮汐能 188
6.3.3 波浪能 190
6.3.4 溫差能 192
6.3.5 鹽差能 193
6.4 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 194
6.4.1 水力發(fā)電 194
6.4.2 海洋能 195
思考題 200
參考文獻(xiàn) 200
第7章 可再生能源物理儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù) 203
7.1 物理儲(chǔ)能戰(zhàn)略需求 203
7.2 主流物理儲(chǔ)能技術(shù) 204
7.2.1 抽水蓄能 204
7.2.2 壓縮空氣儲(chǔ)能 210
7.2.3 飛輪儲(chǔ)能 216
7.3 新興物理儲(chǔ)能技術(shù) 221
7.3.1 機(jī)械彈性儲(chǔ)能 221
7.3.2 電磁儲(chǔ)能 225
7.3.3 蓄熱技術(shù) 233
7.4 物理儲(chǔ)能技術(shù)的挑戰(zhàn)與建議 236
思考題 238
參考文獻(xiàn) 239
第8章 可再生能源電化學(xué)儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù) 241
8.1 概述 242
8.2 電化學(xué)儲(chǔ)能 243
8.2.1 鋰離子電池 243
8.2.2 鈉基電池 248
8.2.3 鉛酸電池 261
8.2.4 液流電池 263
8.2.5 新體系電池 268
8.3 電化學(xué)儲(chǔ)能電池資源循環(huán)再利用 277
8.3.1 退役電池的梯次利用 278
8.3.2 退役電池的資源化處理 279
8.3.3 國外電化學(xué)儲(chǔ)能電池資源循環(huán)再利用現(xiàn)狀 280
8.3.4 國內(nèi)電化學(xué)儲(chǔ)能電池資源循環(huán)再利用現(xiàn)狀 281
8.4 電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的未來發(fā)展趨勢與技術(shù)挑戰(zhàn) 282
思考題 284
參考文獻(xiàn) 285
附錄1 主要符號表 289
附錄2 太陽能資源領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的分類匯總 291
附錄3 生物質(zhì)能源國家標(biāo)準(zhǔn) 293
附錄4 鋰離子電池國家標(biāo)準(zhǔn) 294