高清PDF《中国电气工程大典 第7卷 可再生能源发电工程》

可再生能源是经利用消耗后可以自然得到不断补充的一次能源，包括太阳能、
风能、生物质能、水能、海洋能与地热能六大类，它们广泛存在，取之不尽，用
之不竭，是人类可持续依赖的初级能源。可再生能源发电是可再生能源利用的重
要方向，经过长期、持续的多方面努力，各种能源均已发展了相应的发电方式，
并得到了实际应用，成为电气工程的一个重要的新兴方面。
鉴于水力发电已经成为大规模产业化与应用的领域，我国水电总装机容量已
达1.45亿kW,占全国发电总装机容量7亿kW的20%，在本《中国电气工程大
典》中，另有第六卷《水力发电工程》进行论述，根据分工，本卷《可再生能源
发电工程》仅涉及非水能的可再生能源发电，包括太阳能光伏发电、太阳热发电、
风力发电、生物质能发电、海洋能发电、地热发电六个部分。这些新兴发电方式
充分利用已有的发电技术基础，如在化石能源热发电基础上，发展了地热发电、
生物质能燃烧发电、太阳热发电与海洋温差发电。在水力发电基础上，发展了潮
汐发电、波浪发电与海流发电，同时也积极发展了一些新型发电技术，如光伏发
电、风力发电、海水盐差能发电等。

内容索引:

第1篇概论…1
第1章概述……3
1.1可再生能源…3
1.2可再生能源资源…3
1.3可再生能源发电技术…7
第2章开发现状和发展趋势…13
2.1风力发电13
2.2光伏发电…16
2.3太阳热发电…20
2.4生物质能发电24
2.5海洋能发电26
2.6地热发电27
参考文献…29
第2篇太阳能光伏发电技术…31
第1章太阳能辐射原理
1太阳辐射的基本定律…33
1,1直散分离原理…33
1.2布格一朗伯定律(Bouguer-Lambert I.ow)W·33WC
1.3余弦定律…33
2太阳电池方阵不同运行方式的数学模型…34
2.1辐射量计算的一般方法……34
2.2固定安装时的摸型…35
2.3极轴跟踪时的模型……35
2.4全跟踪时的模型…35
3太阳电池方阵面所接收到的太阳辐射的计算…35

3.1倾斜面上太阳辐射的软件辅助计算…35
3.2倾斜面上太阳辐射的估算……35
4中国的太阳能资源…35
第2章晶体硅太阳电池……37
1硅的品体结构37
1.1化学键…37
1.2硅的晶体结构…37
1.3硅晶体的表面与界面…38
2晶体硅的基本物理与化学性质…38
2.1硅的电学性质…39
2.2硅的化学性质…39
2.3硅的光学性质…39
2.4硅的力学和热学性质…40
2.5硅的相图40
3硅的半导体性质40
3.1晶体硅的能带结构…40
3.2半导体的能带模型40
3.3硅晶体的能带结构41
3.4本征半导体硅与非本征半导体硅…41
3.5n型晶体硅和p型晶体硅…42
3.6掺杂半导体的载流子浓度…42

3.7载流子的输运性质…43
3.8非平衡载流子……44
4晶体硅太阳电池物理基础…45
4.1半导体pn结…45
4.2非平衡状态下的pn结…46
4,3pn结电容…47
4.4浓度结…，47
4,5硅太阳电池构造和工作原理…47
5晶体硅太阳电池的性质…47
5.1光电流和光电压……47
5.2等效电路、输出功率和填充因子…48
5.3太阳电池的效率…49
5.4晶体硅太阳电池效率极限……49
5.5影响太阳电池效率的因素…49
5.6硅太阳电池的光谱特性·51
5.7硅太阳电池的温度特性和光照特性…51
6晶体硅太阳电池的制造…51
6.1硅材料的制备51
6,2单晶硅锭的制备…52
6,3多晶硅锭的制备…53
6.4硅片的加工…54
6.5带硅的制备54
6.6太阳电池的制造54
6.7太阳电池组件的封装……57
6,8太阳电池和组件性能检测…58
7肖特基结太阳电池…58
7.1肖特基结…59

7.2肖特基结太阳电池的结构和工作原理…60
7.3斜向蒸发电极(OECO)太阳电池…60
8异质结太阳电池…60
8.1异质结…61
8.2异质结太阳电池结构和工作原理…61
8.3异质结(HT)太阳电池·61
9高效太阳电池…62
9.1发射极钝化及背面局部扩散(PERL)太阳电池62
9.2刻槽埋栅太阳电池(BCSC)62
9.3叉指式背接触电极太阳电池(BC)…62
9.4双面太阳电池…62
9.5高效低阻硅太阳电池(RSC)…62
9.6背表面反射层(BSR)太阳电池63
9.7黑硅太阳电池63
10晶体硅太阳电池的发展趋势63
第3章薄膜太阳电池…64
1多晶硅薄膜太阳电池……64
1.1概述…64
1.2多晶硅薄膜电池发展概况…64
1.3薄膜硅太阳电池设计概念…69
2非晶硅薄膜太阳电池…77
2.1概述…77
2.2糝氢非晶硅的原子和电子结构…79

2.3非晶硅沉积…81
2.4pin结非晶硅电池物理基础…84
2.5多结太阳电池88
2.6组件制造…91
2.7非晶硅电池未来展望93
3CdTe太阳电池…93
3.1概述
93
3.2CdTC性能和薄膜制造方法…95
3.3CdTe薄膜太阳电池…98
3.4CdTe组件…”102
3.5CdTe电池未来发展趋势…103
4硒铟铜太阳电池…103
4.1引言103
4.2材料性质104
4.3沉积方法106
4.4结和器件的形成……108
4.5器件运行110
4.6制造间题…112
4.7CIGS电池未来展望114
第4章其他太阳电池…115
1染料敏化电池115
1.1概述…115
1.2基础与理论…115
1.3电池制造119
1.4最近的研究动态…120
1.5 DSSCs的商业化途径…122

1.6展望123
2聚光太阳电池组件…124
2.1引言124
2.2光伏聚光组件的基本概念…124
2.3光伏聚光技术的发展历程和经验…126
2.4聚光器光学129
2.5目前的聚光器开发活动…135
第5章光伏发电系统…136
1太阳电池组件及方阵…136
1.1太阳电池组件V特性和相关参数136
1.2温度和光强对太阳电池组件输出特性的影响…137
1.3太阳电池的热斑效应……137
2储能蓄电池……138
2.1铅酸蓄电池的分类、命名和一些常用术语…138
2.2VRLA电池的结构和工作原理…139
3充放电控制器…141
3.1充放电控制器的功能…141
3.2蓄电池过放电保护基本原理…142
3.3充放电控制器的基本技术参数…144
3.4充放电控制器的分类…144
3.5并联型和串联型控制器基本电路与工作原理…144
3.6脉宽调制(PWMD三阶段充电控制器·145
3.7多路控制器…146
3.8智能型控制器…146

3.9最大功率跟踪控制器…147
4直流一交流逆变器…148
4.1光伏发电系统对逆变器的技术要求…148
4.2逆变器的分类和电路结构…149

4.3逆变器的控制电路…150
4.4逆变器功率器件的选择…150
4.5逆变器的主要技术性能指标…150
4.6并网逆变器……151
4.7PWM方波逆变器产品实例
—JKFN2430型方波逆变器…153
4.8SPWM正弦波逆变器产品实例
一JKSV1000型正弦波逆变器…154
4.9可调度型并网逆变器(3kW)…155
5光伏电站交流配电系统…156
5.1光伏电站交流配电装置基本原理结构…156
5.2对光伏电站交流配电装置的一般要求…156
5.3对光伏电站交流配电装置的技术要求·157
第6章光伏系统应用…158
1光伏发电系统的主要应用………158
1.1光伏直流照明系统………158
1.2光伏交流户用电源…158
1.3光伏卫星电视系统…158
1.4集中型光伏村落电站…159
1.5风光互补发电系统…159
1,6直流光伏水泵系统……160
1.7交流光伏水泵系统160
1.8太阳能路灯…160
1.9与建筑结合的并网光伏发电系统…161
1.10大型并网光伏电站…161
2光伏发电应用系统的设计……161

2.1独立光伏发电系统设计…161
CW0T2.2C交流总线独立混合发电系统介绍…164
2.3并网光伏发电系统设计…165
2.4光伏水泵系统设计…167
2.5太阳能路灯的设计…169
参考文款…73
第3篇太阳热发电…177
第1章概述………179
1太阳热利用及发电……………179
2太阳热发电系统的类型和特点…179
3太阳热发电进程…180
第2章太阳辐射能……183
1太阳能的源泉…183
1.1太阳的构造…183
1.2太阳辆射的起源…183
1.3太阳与地球184
2地球上的太阳能…185
2.1地球大气层上界的太阳能…186
2.2地球表面上的太阳能……186
3斜面上的太阳牺射能…188
3.1斜面上的太阳总辐照度…188
3,2水平面上太阳辐射转化成斜面上太阳辐射…189
4太阳辐射的测量和资源计算·190
4,1太阳辐射测量和标准……190

4,2太阳能资源计算与分区…193
第3章太阳热发电基础195
1聚光集热…195
1.1聚光基础…195

1.2集热理论…198
1.3聚光集热器及材料…203
2热力循环……209
2.1热力学第二定律和卡诺循环…209
2.2热力发电的基本循环…210
2.3现代热力发电循环211
2.4新型动力循环…212
3太阳能储存213
3.1蓄热储能……213
3.2化学储能215
3.3浓度差蓄热216
第4章太阳热发电系统…218
1槽式太阳能热发电系统…218
1.1工作原理及系统组成…218
1.2典型槽式热发电系统…219
1.3情式系统的设计要点…220
2塔式太阳能热发电系统…223
2.1系统组成及相关术语224
2.2典型塔式太阳能热发电系统…225
2.3塔式系统的设计要点”230
3碟式聚光太阳能热发电系统…234
3.1碟式聚光太阳能热发电系统的组成及相关术语的定义…235
3.2碟式聚光太阳能热发电的国内外
发展现状和趋势…235
3.3碟式系统关键组件的主要参数和方程239
4其他太阳热发电方式…241

4.1太阳池系统241
4.2 CENICOM太阳热发电系统…242
4.3太阳热气流发电系统…243
第5章前景展望…244
参考文献…246
第4篇风力发电247
第1章概述……249
1风力发电原埋249
2风力发电特点249
3风力发电现状249
3.1风电产业现状249
3.2风电技术现状250
4风力发电趋势250
第2章风特性与风能资源…252
1风特性252
1.1大气边界层252
1,2平均风特性252
1.3脉动风特性255
1.4极端风特性257
1.5地貌、地形对风特性影响…258
2风特性测量…259
2.1测量系统…259
2.2测量方法260
2.3数据处理………260
3风能资源…261
3.1风能资源计算…261

3.2风能资源评估……261
3.3风能资源分布262

第3章风力发电机组……263
1风力发电机组分类…263
11按运行方式分类………263
1.2按风轮形式分类263
1.3按功率调节方式分类…263
2风力发电机组总体布局264
2.1风力发电机组基本方案…264
2.2风力发电机组总体参数…267
3风力发电机组设计基础268
3.1风力发电机组空气动力基础…268
3.2风力发电机组气动力性能计算272
3.3风力发电机组载荷计算……275
3.4风力发电机组安全系数…280
3.5风力发电机组结构强度分析281
3.6风力发电机组结构动力特性…282
4风力发电机组部件……285
4.1风轮系统285
4.2传动系统289
4.3电气系统296
4.4偏航系统…4299
4.5控制系统301
4.6安全系统302
4.7液压系统303
4.8塔架……305
4.9底座与机舱306
第4章离网型风力发电…307
1离网型风力发电系统307
1,1离网型风力发电系统组成…307

1.2离网型风力发电系统设计，307
1.3离网型风力发电系统实例309
2风一光互补发电系统309
2.1风一光互补发电系统组成…309
2.2风一光互补发电系统设计309
2.3风一光互补发电系统实例…310
3风一柴互补发电系统310
3.1风一柴互补发电系统组成…310
3.2风一柴互补发电系统设计…312
3.3风一柴互补发电系统实例…313
4风力发电储能…314
4.1化学储能……314
4.2机电储能…315
4.3其他储能……315
第5章并网型风力发电…317
1风电并网系统…317
1.1风电并网系统组成………317
1.2风电场与电网…317
1.3风电并网前期工作…318
2风电与电网相互影响318
2.1风电对电网频率和有功功率的影响…318
2.2风电对电网电压和无功功率的影响…319
2.3风电对电网谐波、闪变和电压波动的影响·319
2.4电网故障对风电的影响…320
3风电并网分析计算………320
3.1并网线路电压等级…320

3.2风电备用容量320
3.3潮流及无功补偿计算…321

3.4短略电流计算…321
3.5斩态稳定计算323
3.6谐波与闪变计算…323
4风电并网技术规定324
4.1频率…324
4.2电压325
4,3有功功率…325
4.4无功功率325
4.5其他326
5风力发电短期预测…327
5.1预测目的327
5.2预测系统328
5.3预测方法329
5,4预测精度…329
6风电并网系统实例……329
6,1电网结构…329
6.2风电场布局…329
6,3风电机组的模型……330
6.4数值仿真…331
第6章风电场…333
1风电场项目前期工作…333
1.1风电场项目前期工作流程…333
1.2风能资源评估…333
1.3风电场项目规划…333
1.4风电场项目预可行性研究…333
1.5风电场项目可行性研究…334
2风电场选址…334
2.1风电场宏观选址…334

2.2风电场微观选址335
2.3风电场选址软件……336
3风电场设计…336
3.1风电场电气系统设计…336
3.2风电场工程设计338
4风电场建设339
4.1风电场建设准备339
4.2风电场工程施工340
4.3风电场项目调试341
4.4风电场工程验收341
5风电场运行与维护…342
5.1风电场运行342
5.2风电场维护343
6风电场项目评估……344
6.1技术性能评估344
6.2财务评价
6.3环境影响评价…345
6.4社会效益评估……………346
7近海风电场……346
7.1近海风电场前期工作…347
7.2近海风电场建设……349
7.3近海风电场接入系统…351
7.4近海风电场运行和维护…351
7.5近海风电场项目投资…352
8风电场实例…352
8.1陆上风电场实例…352

8.2近海风电场实例…353
第7章风力发电标准、检测和认证…355

1风力发电标准……355
1.1风力发电标准化体系…355
1.2国际风力发电标准…355
1.3中国风力发电标准……356
2风力发电设备认证……357
2.1认证体系………358
2.2整机型式认证…358
2.3风电场项目认证…362
2.4认证证书…………362
3风力发电设备检测…363
3.1检测体系363
3.2安全与功能检测……363
3.3功率特性检测…364
3.4载荷检测…365
3.5噪声检测…368
3.6电能品质检测369
3,7叶片特性检测…372
参考文状…374
第5篇生物质能发电…377
第1章综述………379
1生物质能源在我国的地位…379
1.1国外生物质能发展趋势…379
1.2生物质能对我国的重要性…379
2生物质发电的意义……380
2,1较少污染和温室气体排放…380
2.2发展接近终端用户的分布式电力系统…380
2.3C金展农业生产和农村经济…381

3生物质发电的技术现状…381
3.1生物质直接燃烧发电……381
3.2生物质混合燃烧发电…381
3.3生物质气化发电…381
3.4生物质沼气发电…382
3.5生物质气化燃料电池一体化发电…382
4生物质发电面临的主要问题…382
4.1生物质供应成本较高…382
4.2自主核心技术严重缺乏…383
4,3投资渠道和投资资金缺乏…383
5生物质发电技术的发展趋势……383
5.1生物质发电利用模式多样化…383
5.2生物质发电技术多样性…383
5,3生物质发电投资主体多元化…384
第2章生物质资源…385
1生物质能的物质基础及特点…385
1.1生物质原料的分类…385
1.2生物质的主要化学组成与结构…386
1.3生物质然料的热值……386
2中国的传统生物质资源现状及潜力预测387
2.1农业生物质资源…387
2.2林业生物质资源390
2.3城市生活垃圾资源…394
2.4传统生物质资源量的潜力预测…398
3中国的能源植物资源现状及潜力预测…399
3.1能源植物的概念及特点…399

3.2能源植物的种类399
3.3能源植物的培育技术402

3.4我同能源植物发展现状·404
3.5能源植物资源的发稷潜力…408
第3章生物质燃烧发电……412
1生物质燃烧原理与技术…412
1.1生物质燃料的性质……412
1.2生物质的燃烧……416
1.3生物质的焦渣与灰熔融特性…417
1.4生物质燃烧的腐蚀问题…418
1.5生物质燃烧排放与控制…418
2生物质燃烧锅炉…419
2.1生物质火床燃烧设备419
2.2生物质火室燃烧设备419
2.3生物质流化床燃烧设备419
2.4生物质旋风燃烧设备420
3生物质直接燃烧发电系统420
3.1常规蒸汽朗肯循环发电……420
3.2生物质直接燃烧发电系统的预处理系统…420
3.3生物质直接燃烧热电联供系统…421
3.4生物质直接燃烧发电系统的经济性分析…422
4生物质混合燃烧发电系统…422
4.1生物质直接混合燃烧发电系统·422
4.2生物质气化混合燃烧发电系统…423
4.3生物质混合燃烧发电技术的研究应用状况·423
4.4生物质混合燃烧发电存在的问题…424
5生物质然烧发电的案例介绍…424
5.1生物质直接燃烧发电案例…424
5.2生物质直接混合燃烧发电案例…426

5.3生物质气化混合燃烧发电案例…426
第4章生物质气化发电……428
1生物质气化特性…428
1.1生物质气化原理…428
1.2气化介质429
1.3气化过程的反应动力学…429
2生物质气化设备…431
2.1上吸式固定床气化炉……431
2.2下吸式固定床气化炉…432
2.3层式下吸式气化炉…433
2.4单流化床气化炉……433
2,5循环流化床气化炉……433
2.6双流化床气化炉…434
3生物质燃气的净化…434
3.1燃气净化的目的及意义…434
3.2然气净化方法和净化设备…435
4生物质燃气的发电技术与设备………444
4.1内燃机/发电机发电系统…444
4,2燃气轮机/发电机发电系统……444
4.3燃料电池/燃气轮机发电系统…445
5生物质气化联合循环发电系统……445
5.1生物质气化联合循环系统介绍445
5.2关键技术…446
5.3示范工程…447
6应用实例分析……448
6,1小型生物质气化发电系统……448
6.2中型生物质气化发电系统…449

6.3大型生物质气化发电技术的应用451
第5章垃圾发电……452

1垃圾发电原理及其现状452
1.1垃圾发电基本原理…452
1.2垃圾发电现状452
2垃圾焚烧发电设备452
2.1垃圾焚烧炉…453
2.2焚烧炉及余热锅炉高福腐蚀……455
2.3垃级仓456
2.4拉级起重机…456
2.5垃圾焚烧发电厂汽轮机及其系统…457
2.6垃圾焚烧发电厂调速技术458
3自动挖制系统459
3.1DCS中央控制系统…459
3.2集散控制系统…459
3.3备用系统459
3.4先进控制技术460
4垃圾焚烧的污染排放与控制…460
4.1垃圾焚烧污染物及其控制标准…460
4.2垃圾焚烧中C0、NOz、SO2、HCI的排放与控制…461
4.3垃圾焚烧中二愿英的产生与控制……462
4,4垃圾焚绕废水的处理…464
4,5垃圾焚烧灰渣处理465
5垃圾卫生填埋场沼气发电…466
5.1垃圾填埋气LFG的产生…466
5.2LFG收集与处理467
5.3发电系统…467
6垃圾发电工程实例”467

6.1垃圾焚烧发电工程实例……467
6.2LG发电工程实例……471
6.3大型垃圾焚烧工程循环半干式尾气净化技术应用…472
第6章生物质发电的环境性和经济性…473
1生物质发电的全生命周期评价…473
1.1全生命周期评价的意义…473
1.2生命周期评价方法学…473
1.3生物质发电系统的生命周期评价…475
2生物质发电的经济性…482
2.1影响生物质发电技术经济性的主要因素…482
2.2降低生物质发电成本的主要措施…483
2.3生物质直接燃烧发电经济分析实例…484
2.4生物质气化发电经济分析实例…485
2.5生物质混合燃烧发电经济分析实例…486
参考文献……488
第6篇海洋能发电
第1章总论493
1海洋能的分类……493
1.1潮汐能493
1.2波浪能493
1.3潮流能493
1.4温差能…493
1.5盐差能493
2海洋能利用的基本原理与关键技术……493
2.1潮汐能发电的原理与技术…493

2.2波浪能的转换原理与技术…494
2.3海洋温差能的转换原理与技术494

2.4潮流能利用的原理与关键技术·495
2.5盐差能的转换原理与关键技术…495
3海洋能发电的利用前景……495
第2章海洋能资源与评价……496
1海洋能储量及其特征…496
2潮汐能资源及其分布…496
2.1全球海洋的潮汐能资源……496
2.2中国沿岸的潮汐分布498
2.3中国沿岸的潮汐能储量…499
2.4潮汐能资源评价及电站选址501
3波浪能资源及其分布……501
3.1全球海洋的波浪能资源501
3.2中国沿岸的波浪分布…502
3.3中国沿岸的波浪能储量…503
3.4波浪能资源评价及电站选址…503
4潮流能和海流能资源及其分布·505
4.1全球海洋的潮流能和海流能资源505
4.2中国沿岸的潮流能和海流能资源·506
4.3潮流能和海流能资源评价…508
5温差能资源及其分布…508
5.1全球海洋的温差能资源…508
5.2中国近海及毗邻海域的温差能资源…508
5.3温差能资源评价509
第3章潮汐能发电……511
1潮汐的特性…511
1.1潮汐现象…511
1,2潮汐的成因…511

1,3潮汐能512
2潮汐能转换原理…513
2.1潮汐能的利用…513
2.2水轮机的工作参数…513
2.3水轮机的基本方程式…514
3潮汐电站水轮发电机组514
3.1贯流式水轮机的种类…514
3.2贯流式水轮机的优点516
4潮汐电站…517
4.1潮汐电站枢纽工程517
4.2潮汐电站的运行方式…520
5潮汐能的开发利用…521
5.1概述…521
5.2法国朗斯潮汐电站521
5,3江厦潮汐试验电站………524
6讨论…529
6.1我国沿海潮汐能源丰富、开发优势明显…529
6.2对潮汐发电工程有关问题的分析…529
第4章波浪能…531
1波浪特性531
1.1波浪的形成…531
1.2波浪要素531
1.3波浪运动特性…531
1.4波浪能量与能流密度…532
1.5波浪变形…532
2波浪能转换原理与转换技术…533
2.1波浪能转换系统…533

2.2波浪能转换基本原理…533
3波浪能发电系统的设计与建造…535

3.1先址535
3.2波浪能资源分析…535
3.3波浪能系统的优化设计…536
3.4海洋工程施工…539
4波浪能发电装置/电站…540
4.1波浪能装置/电站分类……540
4.2波浪能装置的技术评价540
4.3波浪能装置的经济性分析…540
4.4世界上近期研建的主要波浪能装置或电站·540
第5章潮流能550
1潮流及其运动特性……550
1.1潮流的形成………550
1.2潮流运动特性…550
1.3潮流的能量…551
1.4潮流能资源分析…551
2潮流发电原理………552
2.1能量转换原理552
2.2贝茨(B2)理论…553
3初流发电装置553
3.1潮流发电系统组成553
3.2潮流发电装置分类554
4潮流发电装置的设计…556
4.1选址……556
4.2支撑载体设计…，557
4.3水轮机总体参数设计…559
4.4机械传动系统设计…561
4.5发电控制系统设计…562

4,6输变电系统设计562
5潮流发电系统的运行与维护…562
5.1运行562
5.2维护…562
6潮流发电装置评估…563
6.1潮流能发电装置的技术评价…563
6.2潮流能发电装置的经济性分析…563
7国内外潮流发电站简介…563
7.1英国SeaFlow和SeaGen潮流发电站…563
7.2英国Stingray潮流发电站…563
7.3英园Pol0潮流发电站…564
7.4挪威Hammerfest Stream潮流电站564
7.5意大利Kobold潮流发电站…564
7.6韩国GHT潮流发电站…565
7,7中国“万向”潮流发电站565
第6章温差能566
1海水温差能的特性……566
1.1海水温差能产生的原因…566
1,2海水温差能资源特点…566
2温差能转换原理…567
3温差发电装置…567
3.1温差发电技术…567
3.2海水温差电站的设计、规划与运行…569
4温差发电站573
4.1海水温差发电的优缺点…573
4.2海洋温差发电与利用的中外现状…574

4,3开式循环OTEC的试验设备示范工程…575
4.4海水温差发电的技术难题…575
4.5经济与环境影响576

略~~~~

投稿会员：芳华