本書(shū)為“十三五” 國(guó)家重點(diǎn)出版物出版規(guī)劃項(xiàng)目。
本書(shū)采用邏輯清晰的層次結(jié)構(gòu), 全面系統(tǒng)地講述了新能源發(fā)電利用的主流技術(shù)手段及其相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí), 其主要內(nèi)容包括能源、環(huán)境、溫室氣體核算, 核能利用, 風(fēng)力發(fā)電, 太陽(yáng)能發(fā)電, 生物質(zhì)能利用, 地?zé)岚l(fā)電, 海洋能發(fā)電以及燃料電池技術(shù), 并對(duì)其基礎(chǔ)知識(shí)、工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成以及關(guān)鍵設(shè)備等進(jìn)行了細(xì)致的描述。本書(shū)知識(shí)結(jié)構(gòu)完整, 語(yǔ)言簡(jiǎn)明, 基礎(chǔ)難點(diǎn)及知識(shí)點(diǎn)把握得當(dāng), 為讀者提供了良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
本書(shū)為能源動(dòng)力類相關(guān)專業(yè)本科生和研究生教材, 也可為從事新能源和節(jié)能環(huán)保工作的相關(guān)人士提供參考。
前言
長(zhǎng)期以來(lái), 人類社會(huì)一直依賴煤炭、石油以及天然氣等化石能源, 但由此引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題不僅影響到人類的生存與健康, 而且長(zhǎng)期大量排放的二氧化碳等溫室氣體還會(huì)加劇溫室效應(yīng)。
我國(guó)既是人口第一大國(guó), 又是一個(gè)工業(yè)大國(guó), 其對(duì)能源的需求遠(yuǎn)高于其他國(guó)家。雖然我國(guó)總的能源儲(chǔ)量在世界上位于前列, 但由于人口眾多, 人均能源占有量不及世界人均的50%, 能源與環(huán)境問(wèn)題更加突出。2016 年我國(guó)全年的能源消費(fèi)總量已超過(guò)43 億t 標(biāo)準(zhǔn)煤,可以說(shuō)能源是我國(guó)發(fā)展的重要瓶頸之一, 利用新能源進(jìn)行補(bǔ)充或部分替代化石能源變得尤為重要。
在我國(guó), 新能源發(fā)電技術(shù)已經(jīng)受到了廣泛關(guān)注。經(jīng)過(guò)近20 年的發(fā)展, 風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電等新能源利用技術(shù)已具備相當(dāng)?shù)囊?guī)模效應(yīng), 其發(fā)電成本也可以向常規(guī)能源發(fā)起挑戰(zhàn)。相信在不遠(yuǎn)的將來(lái), 新能源發(fā)電技術(shù)將憑借它特有的優(yōu)勢(shì), 在發(fā)電市場(chǎng)占據(jù)舉足輕重的地位, 成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的助推器。因此面對(duì)龐大的市場(chǎng)需求, 相關(guān)人才的培養(yǎng)就變得十分迫切, 這方面人才不僅包括能源動(dòng)力類相關(guān)專業(yè)的在校大學(xué)生, 還包括從事新能源和節(jié)能環(huán)保工作的相關(guān)人士。
本書(shū)由于立軍、周耀東、張峰源編著, 具體分工為: 第1、3、7、8 章于立軍, 第2、6章周耀東, 第4、5 章張峰源, 全書(shū)由于立軍統(tǒng)稿。編寫(xiě)過(guò)程中得到了鄭培、吳元旦、王春平、游盛水、張嘉琁、曹晟和侯勝亞的大力幫助。另外, 本書(shū)在近些年的試用過(guò)程中, 先后收到上海交通大學(xué)趙晨、王博源、于一笑、劉厚志、陳宇文、張和坤、朱澤煜、馬昭、蔣志遠(yuǎn)、吳一飛、于浩、呂釗、張曜和歐政熠等300 多位本科生的完善建議或試用反饋, 這里向他們表示感謝!
由于編者水平所限, 書(shū)中不當(dāng)之處敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正!
于立軍
目錄
前言
第1 章 緒 論 1
1. 1 能源問(wèn)題 1
1. 2 環(huán)境問(wèn)題 9
1. 3 溫室氣體的排放和核算 13
1. 4 新能源發(fā)電技術(shù) 20
思考題與習(xí)題 25
第2 章 核能利用 26
2. 1 核反應(yīng)堆的物理基礎(chǔ) 26
2. 2 核反應(yīng)堆的熱工分析 38
2. 3 核反應(yīng)堆的動(dòng)力回路 41
2. 4 核電站的安全基礎(chǔ) 51
2. 5 可控核聚變及其未來(lái)的利用方式 60
思考題與習(xí)題 66
第3 章 風(fēng)力發(fā)電 68
3. 1 風(fēng)資源與風(fēng)能利用基礎(chǔ) 68
3. 2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成 80
3. 3 儲(chǔ)能電池 86
3. 4 智能電網(wǎng) 96
思考題與習(xí)題 104
第4 章 太陽(yáng)能發(fā)電 105
4. 1 太陽(yáng)能的利用基礎(chǔ)與利用方式 105
4. 2 太陽(yáng)能集熱器 115
4. 3 太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù) 119
4. 4 太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù) 125
思考題與習(xí)題 132
第5 章 生物質(zhì)能利用 133
5. 1 生物質(zhì)能的利用基礎(chǔ) 133
5. 2 生物質(zhì)氣化技術(shù) 137
5. 3 生物質(zhì)液化技術(shù) 147
5. 4 生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù) 152
思考題與習(xí)題 156
第6 章 地?zé)岚l(fā)電 157
6. 1 地?zé)豳Y源的種類 157
6. 2 地?zé)豳Y源的獲取方式 162
6. 3 蒸汽型地?zé)岚l(fā)電技術(shù) 166
6. 4 閃蒸型地?zé)岚l(fā)電技術(shù) 170
6. 5 雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電技術(shù) 174
思考題與習(xí)題 181
第7 章 海洋能發(fā)電 182
7. 1 潮汐能蓄能發(fā)電技術(shù) 182
7. 2 波浪能發(fā)電技術(shù) 191
7. 3 海流能發(fā)電技術(shù) 204
7. 4 海洋溫差能發(fā)電技術(shù) 210
思考題與習(xí)題 218
第8 章 燃料電池技術(shù) 219
8. 1 燃料電池的工作原理及輸出性能 219
8. 2 燃料電池的技術(shù)分類 226
8. 3 燃料電池發(fā)電系統(tǒng) 233
8. 4 燃料電池聯(lián)合循環(huán)發(fā)電 240
思考題與習(xí)題 242
參考文獻(xiàn) 244