能源系统设计与实践PDF电子书下载

第1章 导论 1

1.1 概述 1

1.2 能源供应的特性及历史发展 1

1.3 能源、人口及财富之间的关系 3

1.4 世界所面临的能源消耗压力 7

1.5 能源问题及本书的内容 15

1.6 能源系统中的计量单位 18

1.7 小结 21

第2章 能源系统的系统工具 25

2.1 概述 25

2.2 简介 25

2.3 系统方法的基本原理 28

2.4 应用于能源系统的其他系统工具 37

2.5 分析能源系统的工具 44

2.6 小结 60

第3章 能源系统的经济工具 63

3.1 概述 63

3.2 简介 63

3.3 能源项目和能源系统的经济分析 65

3.4 直接成本和收益及外部成本和收益 76

3.5 干预能源投资，实现社会目的 77

3.6 NPV（净现值）案例研究示例 79

3.7 小结 83

第4章 气候变化和气候模拟 87

4.1 概述 87

4.2 简介 87

4.3 气候模拟和气候变化 95

4.4 未来的气候 106

4.5 小结 113

第5章 化石燃料资源 117

5.1 概述 117

5.2 简介 117

5.3 常规化石燃料的减少以及向非常规化石燃料的可行性过渡 125

5.4 小结 137

第6章 固定燃烧系统 141

6.1 概述 141

6.2 简介 141

6.3 燃烧循环计算的原理 143

6.4 最高效率的先进燃烧循环 152

6.5 固定燃烧系统的经济分析 162

6.6 将环境因素纳入燃烧系统工程造价分析 175

6.7 未来的化石燃料燃烧 177

6.8 未来燃烧系统的问题 179

6.9 小结 180

第7章 碳封存 185

7.1 概述 185

7.2 简介 185

7.3 间接封存 186

7.4 CO2的地质存储 191

7.5 把CO2转化为惰性物质进行封存 198

7.6 从大气中直接去除CO2进行封存 200

7.7 封存方案的整体比较 201

7.8 小结 202

第8章 核能系统 207

8.1 概述 207

8.2 简介 207

8.3 核反应和核资源 211

8.4 反应堆设计：成熟技术和新兴技术 216

8.5 核聚变 224

8.6 核能与社会：环境问题、政治问题及安全问题 226

8.7 小结 232

第9章 太阳能资源 237

9.1 概述 237

9.2 简介 237

9.3 太阳能几何学术语的定义以及一天中太阳位置的计算 245

9.4 扩散对太阳能性能的影响 252

9.5 小 结 256

第10章 太阳能光伏技术 259

10.1 概述 259

10.2 简介 259

10.3 光伏电池性能的基础 265

10.4 实际光伏发电系统的设计和运行 273

10.5 生命周期能量及环境考虑因素 291

10.6 小结 292

第11章 主动式太阳能热应用 297

11.1 概述 297

11.2 本章使用的符号 297

11.3 简介 297

11.4 平板型太阳能集热器 299

11.5 聚光型太阳能集热器 306

11.6 平板型太阳能集热器的内部热传递 310

11.7 小结 324

第12章 被动式太阳能热应用 327

12.1 概述 327

12.2 本章使用的符号 327

12.3 简介 327

12.4 热舒适度的考虑因素 328

12.5 建筑围护的考虑因素 329

12.6 采暖度日数及季节性热需求 329

12.7 被动式太阳能加热系统的类型 332

12.8 通过窗户的太阳能传输 335

12.9 用于分析的负荷集热比值法 336

12.10 LCR（负荷集热比）法的节约因数 341

12.11 用于设计的负荷集热比值法 343

12.12 热浮力产生的被动通风 346

12.13 被动式太阳能系统的特殊窗户 348

12.14 小结 349

第13章 风能系统 353

13.1 概述 353

13.2 简介 353

13.3 利用数据评估潜在风电场 359

13.4 风电场特定风力涡轮机功率输出的评估 368

13.5 风力涡轮机的设计 371

13.6 风能系统的经济效益和社会效益 386

13.7 小结 389

第14章 生物能源和系统 395

14.1 概述 395

14.2 简介 395

14.3 生物质 399

14.4 平台 403

14.5 酒精 405

14.6 生物柴油 411

14.7 甲烷和氢气（沼气） 413

14.8 小结 417

第15章 交通运输能源技术 421

15.1 概述 421

15.2 简介 421

15.3 汽车设计考虑因素及替代推进设计 427

15.4 内燃机车辆的替代：替代燃料和替代推进技术 432

15.5 比较替代燃料的“油井到车轮”分析 454

15.6 小结 456

第16章 交通运输能源的系统观点 461

16.1 概述 461

16.2 简介 461

16.3 交通运输系统中能源消耗的当前趋势与最新评估 466

16.4 将系统方法应用于交通运输能源系统 476

16.5 了解新技术的过渡方法 490

16.6 由系统观点得出的未来交通运输能源政策 495

16.7 小结 498

第17章 结论：创立21世纪能源系统 503

17.1 概述 503

17.2 简介：有关发展的寓言 503

17.3 可持续能源未来的路径：案例研究 513

17.4 创立未来能源系统时能源专家的作用 520

17.5 小结 522

附录A 儒略万年历 525

附录B LCR（负荷集热比）表格（其中SSF表示太阳能采暖节能率） 527

附录C CF表 533

附录D 部分练习题答案 539

附录E 常用转换 541

附录F 热力学常数信息 543