第1章　能源概述 1 1.1　能源利用的歷史 1 1.1.1　天然能源的原始利用 2 1.1.2　煤炭 2 1.1.3　石油 2 1.1.4　電力 2 1.1.5　核能和可再生能源 3 1.2　能源概述 3 1.2.1　資源與能源的概念 3 1.2.2　能源的分類 4 1.2.3　能源的品質(zhì) 6 1.3　能源與環(huán)境問題 7 1.3.1　常規(guī)能源的環(huán)境影響 7 1.3.2　世界能源與環(huán)境問題 11 1.4　新能源發(fā)展戰(zhàn)略 12 1.4.1　歐美的新能源發(fā)展政策與 規(guī)劃 12 1.4.2　我國的新能源發(fā)展政策與 規(guī)劃 13 習(xí)題 13 第2章　太陽能及其利用 15 2.1　太陽能利用的歷史 17 2.2　太陽能資源及其分布 18 2.2.1　太陽能概述 18 2.2.2　世界太陽能資源分布 19 2.2.3　我國太陽能資源分布 20 2.2.4　太陽能資源的特點(diǎn) 22 2.3　太陽能的利用方式 22 2.3.1　太陽能熱利用 23 2.3.2　太陽能發(fā)電 23 2.3.3　光化學(xué)轉(zhuǎn)換 24 2.4　太陽能直接熱利用 25 2.4.1　集熱器的類型 25 2.4.2　太陽能熱水器和太陽灶 27 2.4.3　太陽能空調(diào) 28 2.4.4　太陽池 31 2.5　太陽能熱發(fā)電 32 2.5.1　太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成 32 2.5.2　太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的 基本類型 33 2.6　太陽能光伏發(fā)電 39 2.6.1　光伏效應(yīng)與光伏材料 39 2.6.2　光伏電池 40 2.6.3　光伏發(fā)電系統(tǒng) 42 2.6.4　光伏發(fā)電的特點(diǎn) 45 2.7　光伏發(fā)電的發(fā)展 46 2.7.1　光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展歷史 46 2.7.2　光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 48 2.7.3　我國光伏發(fā)電行業(yè)的 發(fā)展?fàn)顩r 50 習(xí)題 53 第3章　風(fēng)能與風(fēng)力發(fā)電 55 3.1　風(fēng)能利用的歷史 57 3.1.1　世界風(fēng)能利用歷史 57 3.1.2　中國風(fēng)能利用歷史 58 3.2　風(fēng)和風(fēng)資源 59 3.2.1　風(fēng)的形成 59 3.2.2　風(fēng)的描述 60 3.2.3　世界風(fēng)能資源 62 3.2.4　我國風(fēng)能資源 63 3.3　風(fēng)力機(jī)的種類 65 3.3.1　水平軸風(fēng)力機(jī) 65 3.3.2　垂直軸風(fēng)力機(jī) 68 3.3.3　新型風(fēng)力機(jī) 71 3.4　水平軸風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理 72 3.4.1　水平軸風(fēng)力機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 72 3.4.2　水平軸風(fēng)力機(jī)的原理 74 3.4.3　風(fēng)力機(jī)的功率調(diào)節(jié)方式 78 3.5　風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 79 3.5.1　風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其構(gòu)成 79 3.5.2　風(fēng)力發(fā)電機(jī) 80 3.5.3　傳動和控制機(jī)構(gòu) 82 3.5.4　塔架和機(jī)艙 83 3.6　風(fēng)電場 83 3.6.1　風(fēng)電場的概念 83 3.6.2　海上風(fēng)電 85 3.6.3　小風(fēng)電應(yīng)用 87 3.7　風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展 89 3.7.1　世界風(fēng)電的發(fā)展?fàn)顩r 89 3.7.2　我國風(fēng)電的發(fā)展?fàn)顩r 92 習(xí)題 95 第4章　潮汐能與潮汐發(fā)電 96 4.1　人類對潮汐的認(rèn)識和利用 97 4.1.1　人類對潮汐的認(rèn)識 97 4.1.2　人類對潮汐的早期利用 99 4.2　潮汐能資源 99 4.2.1　潮汐的描述和分類 99 4.2.2　潮汐能資源及其分布 100 4.3　潮汐發(fā)電原理和電站構(gòu)成 105 4.3.1　潮汐發(fā)電的原理 105 4.3.2　潮汐電站的結(jié)構(gòu) 107 4.4　潮汐電站的類型 109 4.4.1　單庫單向潮汐電站 109 4.4.2　單庫雙向潮汐電站 110 4.4.3　雙庫連續(xù)發(fā)電潮汐電站 110 4.5　潮汐發(fā)電的特點(diǎn) 111 4.5.1　潮汐發(fā)電的優(yōu)點(diǎn) 111 4.5.2　潮汐發(fā)電的不足 112 4.6　潮汐發(fā)電的發(fā)展 113 4.6.1　世界潮汐發(fā)電的發(fā)展 113 4.6.2　我國潮汐發(fā)電的發(fā)展 115 習(xí)題 116 第5章　海洋能多種發(fā)電技術(shù) 118 5.1　海洋的概念 120 5.2　海洋能資源 121 5.2.1　世界海洋能資源 121 5.2.2　我國海洋能資源 121 5.2.3　海洋能的特點(diǎn) 122 5.3　波浪發(fā)電 123 5.3.1　波浪的成因和類型 123 5.3.2　波浪能資源的分布和特點(diǎn) 125 5.3.3　波浪發(fā)電裝置的基本構(gòu)成 127 5.3.4　波浪能的轉(zhuǎn)換方式 128 5.3.5　波浪能裝置的安裝模式 130 5.3.6　典型的波浪能發(fā)電裝置 131 5.3.7　代表性波浪能發(fā)電項(xiàng)目 136 5.3.8　波浪發(fā)電的發(fā)展 141 5.4　海流發(fā)電 141 5.4.1　海流和海流能 141 5.4.2　海流發(fā)電的原理 143 5.5　溫差發(fā)電 145 5.5.1　海水的溫差和溫差能 145 5.5.2　溫差發(fā)電的原理 146 5.5.3　溫差發(fā)電的發(fā)展 148 5.6　鹽差發(fā)電 151 5.6.1　海洋的鹽差和鹽差能 151 5.6.2　滲透和滲透壓 152 5.6.3　鹽差能發(fā)電的方法 153 5.6.4　鹽差發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r 157 習(xí)題 158 第6章　地?zé)崮芗捌淅��?159 6.1　地?zé)豳Y源的形成 161 6.1.1　地球的構(gòu)造和熱量來源 161 6.1.2　地?zé)豳Y源的概念 162 6.2　地?zé)豳Y源的類型 163 6.2.1　地?zé)豳Y源的存在形態(tài) 163 6.2.2　地?zé)崽?165 6.3　地?zé)崮苜Y源及其分布 166 6.3.1　地?zé)崮艿奶N(yùn)藏量 166 6.3.2　世界地?zé)豳Y源分布 167 6.3.3　我國的地?zé)豳Y源 169 6.4　地?zé)崮芾�用的發(fā)展 171 6.4.1　世界地?zé)崮苤苯永��?171 6.4.2　我國地?zé)崮苤苯永��?172 6.4.3　世界地?zé)岚l(fā)電的發(fā)展 173 6.4.4　我國地?zé)岚l(fā)電的發(fā)展 176 6.5　地?zé)崮艿囊话憷��?178 6.5.1　地?zé)崮艿睦�用方�?178 6.5.2　地?zé)嵊糜诠┡?179 6.5.3　地?zé)嵊糜谵r(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè) 180 6.5.4　地?zé)嵊糜跍厝�洗浴和醫(yī)療 180 6.6　地?zé)岚l(fā)電 181 6.6.1　地?zé)岚l(fā)電的原理 181 6.6.2　蒸氣型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng) 182 6.6.3　熱水型地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng) 183 6.6.4　聯(lián)合循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng) 185 6.6.5　干熱巖地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng) 186 習(xí)題 187 第7章　生物質(zhì)能及其利用 188 7.1　生物質(zhì)和生物質(zhì)能 190 7.1.1　生物質(zhì)的概念 190 7.1.2　生物質(zhì)的來源 191 7.1.3　生物質(zhì)能及其特點(diǎn) 193 7.1.4　我國的生物質(zhì)資源 194 7.2　生物質(zhì)能利用概述 196 7.2.1　生物質(zhì)能利用的歷史 196 7.2.2　生物質(zhì)能利用的形式 197 7.3　生物質(zhì)燃料 197 7.3.1　固體生物質(zhì)燃料 197 7.3.2　氣體生物質(zhì)燃料 200 7.3.3　液體生物質(zhì)燃料 202 7.4　生物質(zhì)能發(fā)電簡介 204 7.4.1　生物質(zhì)能發(fā)電的基本原理 204 7.4.2　生物質(zhì)能發(fā)電的特點(diǎn) 205 7.4.3　生物質(zhì)能發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r 206 7.5　生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù) 209 7.5.1　直接燃燒發(fā)電 209 7.5.2　沼氣發(fā)電 210 7.5.3　垃圾發(fā)電 212 7.5.4　生物質(zhì)燃?xì)獍l(fā)電 213 7.6　典型的能源植物 214 7.6.1　薪炭樹種 214 7.6.2　石油樹 215 7.6.3　巨藻 217 習(xí)題 218 第8章　氫能和燃料電池 220 8.1　氫和氫能概述 222 8.1.1　氫和氫能簡介 222 8.1.2　氫能及其利用方式 222 8.1.3　氫能的應(yīng)用歷史和現(xiàn)狀 223 8.2　氫的制取 226 8.2.1　化石燃料制氫 226 8.2.2　水分解制氫 227 8.2.3　生物制氫 228 8.2.4　太陽能制氫 229 8.2.5　制氫方式總結(jié) 229 8.3　氫的儲存 230 8.3.1　對儲氫系統(tǒng)的要求 230 8.3.2　氫氣的儲存 230 8.3.3　液氫儲存 231 8.3.4　固體金屬氫化物儲存 231 8.3.5　研究中的新儲氫方法 232 8.4　燃料電池概述 232 8.4.1　燃料電池的發(fā)展歷史 232 8.4.2　燃料電池的基本原理 234 8.4.3　燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)成 235 8.4.4　燃料電池發(fā)電的特點(diǎn) 236 8.4.5　制約燃料電池行業(yè)發(fā)展的 因素 237 8.5　燃料電池的類型 238 8.5.1　堿性燃料電池 238 8.5.2　磷酸型燃料電池 238 8.5.3　熔融碳酸鹽型燃料電池 239 8.5.4　固體氧化物型燃料電池 240 8.5.5　質(zhì)子交換膜型燃料電池 240 8.5.6　直接甲醇型燃料電池 241 8.6　燃料電池的應(yīng)用領(lǐng)域 241 8.6.1　發(fā)電站 241 8.6.2　交通工具的動力 242 8.6.3　儀器和通信設(shè)備電源 242 8.6.4　軍事上的應(yīng)用 243 習(xí)題 243 第9章　互補(bǔ)發(fā)電與綜合利用 245 9.1　互補(bǔ)發(fā)電的概念和特點(diǎn) 247 9.1.1　互補(bǔ)發(fā)電的概念 247 9.1.2　互補(bǔ)發(fā)電的特點(diǎn) 247 9.2　風(fēng)能-太陽能互補(bǔ)發(fā)電 248 9.2.1　風(fēng)-光互補(bǔ)發(fā)電的基礎(chǔ) 248 9.2.2　風(fēng)-光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)和配置 248 9.2.3　風(fēng)-光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的 應(yīng)用 250 9.3　其他互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng) 251 9.3.1　風(fēng)能-水能互補(bǔ)發(fā)電 251 9.3.2　風(fēng)電或光伏-柴油機(jī) 互補(bǔ)應(yīng)用 252 9.3.3　微型燃?xì)廨啓C(jī)-燃料 電池互補(bǔ)發(fā)電 254 9.4　能源的綜合開發(fā)利用 254 9.4.1　冷熱電聯(lián)產(chǎn) 254 9.4.2　太陽能房 256 9.4.3　綜合型潮汐電站 257 9.4.4　地?zé)崮艿木C合利用 258 9.4.5　海洋溫差發(fā)電的綜合開發(fā) 258 習(xí)題 259 第10章　分布式發(fā)電技術(shù) 261 10.1　分布式發(fā)電的概念 263 10.1.1　分布式發(fā)電簡介 263 10.1.2　分布式發(fā)電的特點(diǎn) 263 10.1.3　分布式發(fā)電的適用場合 265 10.2　分布式電源 265 10.2.1　新能源分布式電源 265 10.2.2　微型燃?xì)廨啓C(jī) 267 10.3　分布式供電系統(tǒng)和微電網(wǎng) 267 10.3.1　分布式供電系統(tǒng) 267 10.3.2　微電網(wǎng) 269 10.3.3　微電網(wǎng)的運(yùn)行控制 271 10.4　分布式發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置 272 10.4.1　常用的儲能技術(shù) 272 10.4.2　儲能裝置在分布式 系統(tǒng)中的作用 276 10.5　分布式發(fā)電的發(fā)展應(yīng)用 277 10.5.1　發(fā)展分布式發(fā)電的 意義和存在的問題 277 10.5.2　國外分布式發(fā)電的 發(fā)展?fàn)顩r 278 10.5.3　我國分布式發(fā)電的 發(fā)展?fàn)顩r 279 習(xí)題 281 附錄 283 附錄A　能源的計(jì)量 283 附錄B　數(shù)量級 284 附錄C　常規(guī)能源發(fā)電技術(shù) 284 C1　火力發(fā)電 284 C2　水力發(fā)電 287 C3　核電 287 附錄D　國外著名新能源研究機(jī)構(gòu) 289 附錄E　推薦網(wǎng)站 289 附錄F　光伏發(fā)電組件參數(shù)與能耗 290 附錄G　風(fēng)力機(jī)規(guī)格與參數(shù) 291 參考文獻(xiàn) 294