环境能源发电 太阳能、风能和海洋能PDF电子书下载

第1章 太阳能发电 1

1.1概述 1

1.1.1光伏电池/组件/阵列的结构 1

1.1.2用于光伏电池的半导体材料 3

1.1.3主动式和被动式太阳能系统 5

1.1.4太阳能系统部件 5

1.2光伏系统的I-V特性 6

1.3光伏模型和等效电路 9

1.3.1单二极管和双二极管模型 9

1.3.2无并联电阻的单二极管模型 10

1.3.3无电阻的单二极管模型 11

1.3.4在额定工况和标准工况下的光伏模型性能 12

1.3.5辐照度和温度对光伏特性的影响 14

1.4太阳跟踪系统 14

1.5 MPPT技术 20

1.5.1基于增量电导的MPPT技术 20

1.5.2基于扰动观察法的MPPT 22

1.5.3基于线性化I-V特性的MPPT控制器 23

1.5.4基于比例开路电压的MPPT 24

1.5.5基于比例短路电流的MPPT 26

1.5.6基于模糊逻辑控制的MPPT 26

1.5.7基于神经网络的MPPT 28

1.5.8基于纹波相关控制的MPPT 29

1.5.9基于电流扫描的MPPT 31

1.5.10基于直流母线电容下降控制的MPPT 32

1.6光伏电池的遮蔽效应 33

1.7光伏系统的电力电子接口 38

1.7.1并网光伏发电系统的电力电子接口 38

1.7.2独立光伏系统的电力电子接口 57

1.8独立光伏应用的光伏板和电池组规格选择 64

1.8.1日照时间 65

1.8.2负载计算 65

1.8.3维持天数 65

1.8.4太阳辐照 65

1.8.5光伏阵列规格选择 66

1.9现代太阳能应用 69

1.9.1住宅设备 69

1.9.2电动汽车应用 78

1.9.3海洋船舶应用 83

1.9.4空间应用 85

1.10小结 91

参考文献 91

第2章 风能发电 98

2.1概述 98

2.2风 98

2.3采集风能的历史 101

2.4风能采集基础设施 102

2.4.1风力机选址 102

2.4.2风力机功率 104

2.5风力机系统 108

2.5.1风力机的基本部件 108

2.6风力机 110

2.6.1基于轴位置的风力机分类 110

2.6.2基于功率容量的风力机分类 110

2.7不同的风力发电机 111

2.7.1无刷直流发电机 112

2.7.2永磁同步发电机 119

2.7.3感应电机 128

2.8同步发电机 147

2.9风能采集研发 151

2.9.1控制系统研发 151

2.9.2发电机结构研发 153

2.9.3输电与并网拓扑结构研发 154

2.10小结 154

参考文献 154

第3章 潮汐能发电 161

3.1概述 161

3.1.1潮汐能发电历史 162

3.1.2潮汐能的物理原理 163

3.2潮汐能及其相应的发电技术分类 166

3.2.1势能 167

3.2.2潮汐坝法 167

3.2.3潮汐泻湖的概念 169

3.2.4潮汐坝内使用的潮汐水轮机 171

3.3水轮机与发电机的控制 174

3.3.1水轮机管道动力学建模 175

3.3.2水轮机控制 177

3.3.3动能 180

3.4潮汐能转换系统 193

3.4.1发电机 193

3.4.2变速箱 199

3.4.3水轮机优化运行原理 199

3.4.4 MPPT 200

3.4.5基于P&O的MPPT方法 202

3.5潮汐能应用的并网接口 205

3.5.1潮汐水轮机应用的并网接口 205

3.5.2使用潮汐湖结构的潮汐能发电并网和同步 209

3.6潜在资源 210

3.7环境影响 211

3.7.1泥沙沉积物 212

3.7.2鱼类 212

3.7.3盐度 212

3.8小结 212

参考文献 212

第4章 海洋波浪能发电 215

4.1海洋波浪能发电概述 215

4.2波浪能 217

4.3波浪能发电技术 218

4.3.1海上能源发电拓扑结构 219

4.3.2近岸能源发电拓扑结构 224

4.3.3波浪能吸能器 226

4.3.4波浪能涡轮机类型 228

4.3.5波浪能发电机 240

4.3.6用于波浪能发电系统的不同发电机并网拓扑结构 273

4.4波浪能应用 281

4.4.1振荡水柱 282

4.4.2 Pelamis 282

4.4.3 Wave Dragon 285

4.4.4 AWS 287

4.4.5 Wave Star Energy 288

4.4.6磁流体动力波浪能转换器 289

4.5未来的波浪能 290

4.6小结 290

参考文献 291

第5章 海洋热能发电 296

5.1历史 298

5.2 OTEC分类 299

5.2.1闭式循环OTEC系统 299

5.3闭式循环OTEC系统的技术瓶颈 303

5.3.1流体工质及其潜在的泄漏 303

5.3.2 OTEC系统的热能转换 305

5.3.3开式循环OTEC系统 305

5.3.4混合循环OTEC系统 307

5.4 OTEC系统的组件 308

5.4.1换热器 308

5.4.2蒸发器 309

5.4.3冷凝器 312

5.4.4真空闪蒸器 315

5.5 OTEC发电站的控制 316

5.6汽轮机的控制 319

5.7潜在资源 325

5.8 OTEC系统的综合利用 327

5.8.1海水淡化 327

5.8.2水产养殖 327

5.8.3空调 327

5.8.4矿产开采 328

5.9对环境的影响 328

5.10小结 329

参考文献 329