新能源技術(shù)與應(yīng)用概論（第二版）前言

本書自第一版面世以來，得到了廣大院校的認(rèn)可，重印多次，但新能源技術(shù)的快速發(fā)展，新技術(shù)與新工藝的不斷涌現(xiàn)，促使我們對(duì)第一版做出修訂。

本書延續(xù)了上一版的主旨與風(fēng)格，在內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上均做了一定的修改，編著者仍然強(qiáng)調(diào)以技術(shù)應(yīng)用為主，通俗易懂地介紹近幾年新能源技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，增添了最新的數(shù)據(jù)和研究進(jìn)展，注重實(shí)用性和先進(jìn)性，力求做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。

本書在內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上均做了一定的修改、更新和完善，主要內(nèi)容如下：

1.在緒論中增加了世界能源發(fā)展現(xiàn)狀、我國最新的能源政策等內(nèi)容。

2.在太陽能及應(yīng)用一章中，刪除了太陽能光電轉(zhuǎn)換利用技術(shù)中較為復(fù)雜、專業(yè)性較強(qiáng)的內(nèi)容，更新了太陽能利用的最新進(jìn)展。

3.由于風(fēng)能的飛速發(fā)展，將風(fēng)能及其利用放在了單獨(dú)的一章中重點(diǎn)介紹，并增加了關(guān)于風(fēng)電場(chǎng)等新的內(nèi)容。

4.在生物質(zhì)能及應(yīng)用一章中，增加了關(guān)于“先進(jìn)生物燃料”的介紹，同時(shí)更新了生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究進(jìn)展。

5.在氫能及應(yīng)用一章中，增加了最新的技術(shù)研究進(jìn)展和應(yīng)用實(shí)例。

6.由于核能在我國的快速增長，在核能利用部分增加了關(guān)于核反應(yīng)堆和核聚變的介紹。

7.更新了關(guān)于海洋能、天然氣水合物的最新研究與應(yīng)用進(jìn)展。

8.本書的內(nèi)容已制作成用于多媒體教學(xué)的PPT課件，并將免費(fèi)提供給采用本書作為教材的院校使用。

本書由馮飛、張蕾等共同編著完成。馮飛編著了第一章、第三章、第四章和第七章，張蕾編著了第五章和第六章，涂中強(qiáng)編著了第二章。全書由馮飛統(tǒng)稿。在編著過程中，得到了廣大讀者和其他高校同行的幫助與支持，特別感謝黃淮學(xué)院衡耀付老師的指導(dǎo)與建議。同時(shí)還得到了張德華、祁建安、公冶令沛、龍海軍、項(xiàng)玲、曹慧、金良、張鵬高等的大力幫助，在此一并表示感謝。

東南大學(xué)沈來宏教授在百忙中認(rèn)真審閱了本書，在此表示衷心感謝。

由于編者水平有限，不足之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者不吝指教。

編著者

2016年4月

全書共分為7章。第一章簡明扼要地介紹了能源和新能源的基本概念、分類、新能源技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展；第二章對(duì)太陽能的資源狀況、太陽能光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換及其他形式轉(zhuǎn)換的基本原理、應(yīng)用狀況進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹；第三章介紹了風(fēng)力資源的概況、風(fēng)能的主要利用方式、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)與組成、風(fēng)電場(chǎng)的基本概念，以及風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)；第四章介紹了生物質(zhì)能的基本概念、分類以及其利用技術(shù)；第五章主要介紹了氫能的性質(zhì)與分布、制備與儲(chǔ)運(yùn)以及具體應(yīng)用；第六章則對(duì)地?zé)崮艿馁Y源狀況、常見形式、供熱、干燥以及發(fā)電等利用技術(shù)進(jìn)行了介紹；第七章介紹了其他新能源的基本概念與應(yīng)用情況，包括核能、海洋能和天然氣水合物。

第一章緒論1

第一節(jié)能源的基本概念1

一、能源及其分類1

二、能源在國民經(jīng)濟(jì)中的重要戰(zhàn)略地位2

第二節(jié)我國能源現(xiàn)狀2

第三節(jié)新能源及發(fā)展趨勢(shì)4

一、新能源簡介4

二、國際新能源發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)5

三、我國新能源的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)8

思考題12

第二章太陽能及其應(yīng)用13

第一節(jié)太陽能概述13

一、太陽能的基本概念13

二、我國太陽能資源的分布15

三、太陽能的利用方式16

四、太陽能的開發(fā)歷史17

五、國外太陽能的開發(fā)狀況18

六、我國太陽能的開發(fā)現(xiàn)狀19

第二節(jié)太陽能的光熱轉(zhuǎn)換利用20

一、太陽能熱水器20

二、太陽灶23

三、太陽能制冷26

四、太陽能熱發(fā)電29

五、太陽能干燥器43

六、太陽能在建筑節(jié)能上的應(yīng)用47

七、太陽能蒸餾——海水淡化50

八、其他應(yīng)用52

第三節(jié)太陽能的光電轉(zhuǎn)換利用54

一、光伏效應(yīng)54

二、太陽能電池54

三、光伏發(fā)電技術(shù)66

四、太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展概況73

第四節(jié)其他形式的太陽能轉(zhuǎn)換利用76

一、太陽能-氫能轉(zhuǎn)換利用76

二、太陽能-生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換利用77

三、太陽能-機(jī)械能轉(zhuǎn)換利用78

思考題78

第三章風(fēng)能及其利用技術(shù)80

第一節(jié)風(fēng)能概述80

一、風(fēng)的簡介80

二、風(fēng)能的特點(diǎn)80

三、風(fēng)能的描述81

四、風(fēng)能資源82

第二節(jié)風(fēng)能利用技術(shù)83

第三節(jié)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)85

一、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)85

二、風(fēng)力機(jī)87

三、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的組成91

四、風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)95

第四節(jié)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)98

一、全球風(fēng)電的發(fā)展現(xiàn)狀98

二、風(fēng)電的發(fā)展方向102

思考題103

第四章生物質(zhì)能及其應(yīng)用104

第一節(jié)生物質(zhì)能概述104

一、生物質(zhì)能的基本概念104

二、我國的生物質(zhì)資源以及開發(fā)生物質(zhì)能的意義107

三、生物質(zhì)能利用技術(shù)108

第二節(jié)生物質(zhì)的物理轉(zhuǎn)換利用112

一、生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)113

二、生物質(zhì)型煤120

第三節(jié)生物質(zhì)的生物化學(xué)轉(zhuǎn)換利用123

一、沼氣技術(shù)123

二、燃料乙醇133

第四節(jié)生物質(zhì)的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化利用142

一、生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)及應(yīng)用142

二、生物質(zhì)氣化技術(shù)及應(yīng)用152

三、生物質(zhì)熱解技術(shù)及應(yīng)用166

四、生物質(zhì)直接液化技術(shù)簡介174

第五節(jié)先進(jìn)生物燃料176

一、先進(jìn)生物燃料的概念176

二、先進(jìn)生物燃料的特點(diǎn)176

三、先進(jìn)生物燃料的制取途徑177

四、先進(jìn)生物燃料的發(fā)展情況179

第六節(jié)城市生活垃圾處理技術(shù)183

一、城市生活垃圾的基本特性183

二、城市生活垃圾能量利用技術(shù)184

思考題194

第五章氫能及其應(yīng)用195

第一節(jié)氫能概述195

一、氫的分布195

二、氫的性質(zhì)196

第二節(jié)氫的制備與儲(chǔ)運(yùn)197

一、氫的制取197

二、氫的純化212

三、氫的儲(chǔ)存214

四、氫的輸運(yùn)217

第三節(jié)氫的應(yīng)用218

一、直接燃燒219

二、燃料電池222

思考題233

第六章地?zé)崮芗捌鋺?yīng)用234

第一節(jié)地?zé)崮芨攀?34

一、地?zé)崮芑靖拍?34

二、地?zé)崮艿姆诸?37

三、我國的地?zé)豳Y源237

第二節(jié)地?zé)豳Y源的直接利用239

一、地源熱泵240

二、地?zé)岣稍?44

三、地?zé)豳Y源的其他利用246

第三節(jié)地?zé)岚l(fā)電技術(shù)及應(yīng)用250

一、地?zé)嵴羝l(fā)電250

二、地?zé)崴l(fā)電252

三、地壓地?zé)岚l(fā)電256

四、干熱巖地?zé)岚l(fā)電257

思考題260

第七章其他新能源及其應(yīng)用261

第一節(jié)核能及其應(yīng)用261

一、核能概述261

二、核能發(fā)電265

三、核聚變267

四、國際核電發(fā)展動(dòng)向272

第二節(jié)海洋能及其利用275

一、潮汐能276

二、波浪能279

三、海流能286

四、溫差能290

五、鹽差能295

六、各類海洋能的特點(diǎn)297

七、海洋能利用的前景297

第三節(jié)天然氣水合物298

一、天然氣水化合物物理化學(xué)性質(zhì)298

二、天然氣水合物形成原理298

三、天然氣水合物的分布299

四、天然氣水合物的環(huán)境效應(yīng)300

五、天然氣水合物開采方式300

六、全球天然氣水合物開發(fā)303

七、中國天然氣水合物研究304

思考題305

參考文獻(xiàn)306

《新能源概論》（第二版）共分為9章，對(duì)各種新能源技術(shù)的理論、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了完整的介紹和分析，主要包括緒論、太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、水能、海洋能、地?zé)崮堋⒑四?、氫能等?

本書可作為高等院校能源、環(huán)境等專業(yè)師生的教材，也可供相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員、管理人員閱讀參考。

第1章緒論

1.1能源含義、分類及發(fā)展現(xiàn)狀1

1.1.1能源的含義2

1.1.2能源的分類2

1.1.3能源危機(jī)3

1.1.4世界及中國能源發(fā)展現(xiàn)狀4

1.2新能源的分類及其發(fā)展5

1.2.1新能源的特征5

1.2.2太陽能6

1.2.3風(fēng)能6

1.2.4生物質(zhì)能7

1.2.5水能7

1.2.6地?zé)崮?

1.2.7海洋能9

1.2.8氫能10

1.2.9核能10

1.3新能源利用發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)11

思考題12

參考文獻(xiàn)12

第2章太陽能

2.1概述13

2.1.1太陽能簡介13

2.1.2太陽能的特點(diǎn)15

2.1.3太陽能利用形式16

2.2太陽能傳熱理論18

2.2.1經(jīng)典黑體輻射基本定律18

2.2.2太陽能傳輸?shù)竭_(dá)地面接收器的照射輻射強(qiáng)度理論18

2.2.3輻射接收器的輻射性質(zhì)20

2.2.4太陽能利用中的其他基礎(chǔ)理論知識(shí)20

2.3太陽能供暖技術(shù)21

2.3.1太陽能供暖利用研究22

2.3.2太陽能供暖的分類23

2.3.3太陽能供暖的原理24

2.3.4太陽能集熱系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)基礎(chǔ)25

2.3.5太陽能集熱器與供暖方式的搭配分析27

2.4太陽能光伏發(fā)電技術(shù)28

2.4.1太陽能光伏發(fā)電利用研究28

2.4.2太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)分類30

2.4.3太陽能電池光伏發(fā)電原理31

2.4.4太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則33

2.4.5太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序33

2.5太陽能熱發(fā)電技術(shù)37

2.5.1太陽能熱發(fā)電利用研究37

2.5.2太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)分類37

2.5.3太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)原理38

2.5.4太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)38

2.5.5三種太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)比較43

2.5.6提高太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)效率的主要措施43

2.5.7規(guī)?；柲軣岚l(fā)電的發(fā)展障礙與方向45

2.6太陽能利用發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)46

2.6.1太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景46

2.6.2太陽能利用技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略與趨勢(shì)46

2.6.3太陽能發(fā)電利用“十三五”發(fā)展目標(biāo)48

思考題48

參考文獻(xiàn)49

第3章生物質(zhì)能

3.1概述50

3.1.1生物質(zhì)及生物質(zhì)能50

3.1.2生物質(zhì)能分類51

3.1.3生物質(zhì)能的特點(diǎn)52

3.2生物質(zhì)能開發(fā)和能量轉(zhuǎn)化技術(shù)52

3.2.1物理轉(zhuǎn)換53

3.2.2化學(xué)轉(zhuǎn)換53

3.2.3生物轉(zhuǎn)換54

3.3生物質(zhì)能熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)54

3.3.1生物質(zhì)直接燃燒55

3.3.2生物質(zhì)熱解57

3.3.3生物質(zhì)氣化技術(shù)62

3.4生物質(zhì)能生物轉(zhuǎn)化技術(shù)67

3.4.1沼氣技術(shù)67

3.4.2生物燃料乙醇技術(shù)75

3.4.3生物乙醇的制備方法78

3.5生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)80

3.5.1直接燃燒發(fā)電技術(shù)80

3.5.2生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)83

3.5.3沼氣發(fā)電技術(shù)87

3.6生物質(zhì)能利用發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)88

3.6.1生物質(zhì)能利用的發(fā)展現(xiàn)狀88

3.6.2生物質(zhì)能利用的發(fā)展趨勢(shì)91

思考題92

參考文獻(xiàn)93

第4章風(fēng)能

4.1概述95

4.1.1風(fēng)能的特點(diǎn)95

4.1.2風(fēng)能的基本特征96

4.1.3風(fēng)能資源概況97

4.2風(fēng)能利用原理99

4.2.1風(fēng)力機(jī)簡介99

4.2.2風(fēng)力機(jī)工作原理101

4.3風(fēng)力發(fā)電技術(shù)105

4.3.1風(fēng)力發(fā)電技術(shù)簡介105

4.3.2海上風(fēng)力發(fā)電105

4.3.3高空風(fēng)力發(fā)電106

4.3.4低風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電技術(shù)107

4.3.5渦輪風(fēng)力發(fā)電技術(shù)107

4.4風(fēng)能存儲(chǔ)技術(shù)108

4.4.1電池儲(chǔ)能108

4.4.2水力蓄能108

4.4.3飛輪蓄能109

4.4.4壓縮空氣蓄能110

4.4.5熱能存儲(chǔ)111

4.4.6氫能存儲(chǔ)113

4.5風(fēng)能利用發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)114

4.5.1風(fēng)能利用現(xiàn)狀114

4.5.2主要國家的支持政策和措施118

4.5.3風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)119

思考題120

參考文獻(xiàn)120

第5章水能

5.1概述121

5.1.1我國水能資源概況121

5.1.2水能的地位與作用122

5.1.3中國水能資源的特點(diǎn)122

5.2水能開發(fā)利用原理123

5.2.1水能利用的原理123

5.2.2水資源綜合利用的原則126

5.3徑流調(diào)節(jié)與水能計(jì)算126

5.3.1徑流調(diào)節(jié)126

5.3.2水能計(jì)算131

5.4水力發(fā)電技術(shù)133

5.4.1水力發(fā)電基本知識(shí)133

5.4.2水能開發(fā)方式與水電站基本類型135

5.4.3水電站的水工建筑物142

5.4.4水電站的機(jī)電設(shè)備150

5.5水能利用發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)157

5.5.1我國水電建設(shè)成就157

5.5.2我國水電建設(shè)技術(shù)成就158

5.5.3我國水能資源的應(yīng)用發(fā)展前景160

思考題161

參考文獻(xiàn)161

第6章海洋能

6.1概述162

6.1.1海洋資源及海洋能162

6.1.2海洋能分類163

6.1.3海洋能資源的特點(diǎn)164

6.1.4海洋能開發(fā)利用及其意義165

6.2海洋能的開發(fā)技術(shù)165

6.2.1潮汐能發(fā)電技術(shù)165

6.2.2波浪能發(fā)電技術(shù)173

6.2.3溫差能發(fā)電技術(shù)179

6.2.4鹽差能發(fā)電技術(shù)181

6.3海洋能利用發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)182

6.3.1國外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)182

6.3.2我國發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)184

思考題185

參考文獻(xiàn)185

第7章地?zé)崮?

7.1概述186

7.1.1地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)186

7.1.2地球內(nèi)部的能源187

7.2地?zé)崮艿姆诸惣胺植?88

7.2.1地?zé)崮艿姆诸?88

7.2.2地?zé)崮艿姆植?90

7.3地?zé)崮艿拈_發(fā)及應(yīng)用193

7.3.1地?zé)岚l(fā)電193

7.3.2地?zé)嶂苯永?95

7.4地?zé)崮芾冒l(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)198

7.4.1地?zé)崮芾冒l(fā)展現(xiàn)狀198

7.4.2地?zé)崮芾冒l(fā)展趨勢(shì)201

思考題205

參考文獻(xiàn)205

第8章核能

8.1概述206

8.1.1核能的應(yīng)用歷史206

8.1.2核能發(fā)電207

8.1.3核能發(fā)電的原理208

8.1.4核能應(yīng)用的優(yōu)劣208

8.1.5海洋的核資源209

8.1.6月球的核應(yīng)用210

8.2原子核物理基礎(chǔ)210

8.2.1原子核物理發(fā)展介紹210

8.2.2原子核物理基礎(chǔ)理論211

8.2.3核衰變215

8.3核反應(yīng)堆及核燃料215

8.3.1核反應(yīng)堆215

8.3.2核燃料218

8.4核能利用技術(shù)222

8.4.1核能發(fā)電222

8.4.2核武器及核動(dòng)力222

8.4.3核技術(shù)的廣泛應(yīng)用223

8.4.4核能的發(fā)展前景223

8.5核廢物處理與核安全223

8.5.1核廢物處理223

8.5.2核安全225

8.6核能利用發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)227

8.6.1能源危機(jī)與發(fā)展核能的必然性227

8.6.2核能的發(fā)展歷程與開發(fā)利用現(xiàn)狀227

8.6.3核能的利用對(duì)環(huán)境造成的影響228

8.6.4核能發(fā)展的前景228

思考題228

參考文獻(xiàn)229

第9章氫能

9.1概述230

9.1.1氫的分布230

9.1.2氫氣的性質(zhì)230

9.1.3氫能的特點(diǎn)233

9.2氫的制備方法和儲(chǔ)運(yùn)234

9.2.1氫的制備234

9.2.2氫氣的純化242

9.2.3氫的儲(chǔ)存和運(yùn)輸242

9.3氫能應(yīng)用技術(shù)244

9.3.1燃料電池技術(shù)245

9.3.2氫在內(nèi)燃機(jī)中的應(yīng)用251

9.4氫能安全253

9.4.1氫的安全性253

9.4.2氫的安全排放技術(shù)254

9.5氫能利用發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)255

9.5.1氫能燃料電池利用現(xiàn)狀255

9.5.2氫能利用的發(fā)展趨勢(shì)256

思考題260

參考文獻(xiàn)260

《新能源發(fā)電技術(shù)與應(yīng)用研究》從新能源的研究出發(fā)，以目前新能源學(xué)科的發(fā)展為契機(jī)，全面介紹了有關(guān)新能源發(fā)電的原理及相關(guān)技術(shù)，包括太陽能光伏發(fā)電技術(shù)和太陽能熱發(fā)電技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)以及海洋能發(fā)電技術(shù)，在最后介紹了燃料電池發(fā)電技術(shù)和分布式發(fā)電技術(shù)。分布式發(fā)電及其應(yīng)用是21世紀(jì)受重視的高科技領(lǐng)域之一，是電力系統(tǒng)的一個(gè)新的發(fā)展方向。隨著對(duì)環(huán)境及能源使用效率的進(jìn)一步重視，分布式發(fā)電在我國的廣泛應(yīng)用是可以預(yù)見的。 2100433B