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本書介紹了電路理論的基本概念和原理，討論了電池、逆變器、控制器等廣泛應用于可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的設備，重點對光伏太陽能發(fā)電、風力發(fā)電和燃料電池技術進行了講解。

幾年前，有人建議我開設一門電氣理論的入門課程，受眾對象是那些對光伏技術感興趣以及準備從事可再生能源領域工作的人。
　　我的目標是開設一門短期課程，在使學生奠定堅實電氣理論基礎的同時，突出太陽電池技術，從而使學習該課程的學生能夠參與到綜合性的光伏項目中。
　　我曾經考慮選取一本書來構建這門課程，該書可作為課程的教學用書。然而我找不到一本合適的書能與我的目標吻合。有一些書用800多頁來詳細講授直流和交流電氣理論，有的書聚焦于半導體技術，有些書旨在使讀者深入學習光伏電池或燃料電池技術卻只對電氣理論進行了非常概要的講述（他們假定讀者懂得電氣理論和實際應用方面的知識）。因此，我不得不撰寫了許多“注解”用于這門課程。
　　本書就是源于這些注解和我在課堂上的講授。然而，盡管我的這些注解和講座主要采用了光伏技術的電氣實例，本書仍然可以為光伏、風電和燃料電池系統(tǒng)提供堅實的電氣理論基礎。同時，前7章所講授的內容是所有相關從業(yè)者為理解任何可再生能源發(fā)電系統(tǒng)時所應當知悉的。
　　在許多情況下，可再生能源系統(tǒng)的安裝者、現場技師、系統(tǒng)設計者和產品工程師之間均存在知識的差距。這些人常常無法進行技術交流，只因為缺乏基本的電氣理解或基礎技術語言。
　　在可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的建設中，技師、設計人員、安裝者和工程師必須組成團隊、協(xié)同工作。本書在可再生能源從業(yè)者的實踐和理論之間搭建了一座橋梁，并介紹了常用的技術語言和知識基礎。
　　本書的第一部分涵蓋了直流電（DC）和交流電（AC）的電路及原理。還介紹了測量儀表、歐姆定律、無功功率、功率因數、單相和三相電、變壓器和蓄電池等內容。
　　本書第二部分涵蓋了光伏和風電系統(tǒng)均在使用的控制器和逆變器。講述了相關光伏器件的工作原理，包括輻照強度、溫度與I-V曲線的關系等。同時介紹了電池材料和制造方法，闡述了如何利用最大功率點跟蹤器來提高系統(tǒng)的效率，并討論了其在不同系統(tǒng)的應用。
　　對風力機的學習則從風功率密度是如何受到風速和風輪掃掠面積的影響開始的。本書討論了風力機輸出功率的計算方法，以及影響輸出功率效率的因素。設計者可以從相關圖表中得到所需系統(tǒng)應用的數據。本書還討論了包括異步感應電機在內的風力發(fā)電機，并闡述了其在不同系統(tǒng)中的應用。
　　燃料電池是通過燃料的電化學反應而不是直接燃燒來發(fā)電的。燃料電池的輸出是電能、水和某些應用場合產生的少量二氧化碳。燃料電池因可以利用可再生能源而被歸入本書。本書的最后一章介紹了氫-氧燃料電池的工作原理，解釋了在陰極和陽極發(fā)生的化學反應，并闡述了電池電解質的關鍵功能。最后一章還介紹了工作溫度、壓力和各種電解質對于燃料電池系統(tǒng)應用的影響。
　　本書具有的許多特點可以幫助讀者更好地理解這些理論和應用，例如：
　　1）本書沒有用專門的章節(jié)討論電氣測量儀表的設計，而是結合具體應用介紹了用儀表進行電路測量的方法以及儀表特點對測量結果的影響。
　　2）本書并未單獨介紹變壓器，而是結合電力傳輸和配電對其進行了講解。在討論磁感應和互感原理時，對變壓器的工作過程也有所述及。
　　3）光伏電池由半導體材料制成，因此在討論光伏電池的設計制造時首先對半導體理論進行了介紹。二極管的工作原理也是在講授光伏電池設計時進行了介紹。
　　4）感應式電動機和發(fā)電機也是在介紹風力發(fā)電機時進行了講解，而并未獨立講授。
　　5）每章都附有“探索”題目，旨在促使讀者進一步學習相關內容，但是并未展開介紹。
　　6）大部分電氣理論書籍采用電池組或常見的交流市電作為電源，但是本書中的許多例子則使用光伏系統(tǒng)和風力機作為發(fā)電源。
　　“水漲眾船高”愿那些與我們一同開始這段學習旅程的人們好運！
　　GaryGoodstal

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