Ⅰ 太阳能热发电 3
第1章 太阳能热发电的基本工作原理和系统组成 3
1.1 太阳能热发电的基本工作原理 3
1.2 太阳能热发电系统的组成 4
1.2.1 集热系统 5
1.2.2 热传输系统 7
1.2.3 蓄热和热交换系统 8
1.2.4 动力机-发电机系统 11
2.1.1 太阳张角与聚光焦像 14
2.1 聚光集热器的工作性能 14
第2章 太阳能热发电系统的核心--聚光集热器 14
2.1.2 聚光比 15
2.1.3 槽形抛物面反射镜的聚光性能 16
2.1.4 吸收器的集热性能 18
2.1.5 选择性涂层 20
2.2 几种典型的聚光集热器 21
2.2.1 盘形抛物面镜聚光集热器 22
2.2.2 中心接收定日镜阵聚光集热系统 24
2.2.3 菲涅尔(Fresnel)透镜聚光焦热器 26
2.3 聚光集热器的跟踪方式 27
2.3.1 太阳的位置 28
2.3.2 一维聚光跟踪方式 30
2.3.3 二维聚光跟踪方式 33
第3章 太阳能热发电系统的主要类型 36
3.1 塔式太阳能热发电系统 36
3.2 槽形抛物面镜分散集热式太阳能热发电系统 40
3.3 盘式抛物面镜太阳能热发电系统 45
第4章 太阳能热发电的现状和展望 51
4.1 抛物面槽式太阳能热发电的现状 51
4.2 塔式太阳能热发电的现状 56
4.3 太阳能热发电的近期展望 63
4.4 未来的空间太阳能发电 69
参考文献 73
Ⅱ 太阳能光伏发电 77
第1章 太阳电池原理 77
1.1 半导体 77
1.1.1 物体的导电性能 77
1.1.2 原子结构与晶格结构 79
1.1.3 能带图与禁带宽度 81
1.2 半导体中的光吸收 81
1.2.1 光吸收与截流子产生 81
1.2.2 载流子的复合 84
1.3.1 半导体材料的掺杂与导电类型 86
1.3 PN结 86
1.3.2 多数载流子和少数载流子 87
1.3.3 非平衡载流子 88
1.3.4 载流子的运动 89
1.3.5 PN结 90
1.3.6 PN结的能带 92
1.3.7 PN结的特性 94
1.4 光伏效应与太阳电池 97
1.4.1 光伏效应 97
1.4.2 太阳电池的基本结构和工作原理 98
2.1 拉制单晶棒材 101
第2章 太阳电池的制造工艺 101
2.2 掺杂及PN结的制作 102
2.3 制作上、底电极 103
2.4 蒸镀减反射膜 104
2.5 太阳电池组件 105
第3章 太阳电池的特性和主要参数 108
3.1 太阳电池的典型工作状态 108
3.1.1 电池两端开路 108
3.1.2 电池两端短路 108
3.2.1 I-V特性曲线 110
3.2 太阳电池的输出特性 110
3.1.3 电池两端接入负载 110
3.2.2 等效电路 112
3.3 太阳电池的主要参数 113
3.3.1 开路电压 113
3.3.2 短路电流 114
3.3.3 峰值功率 114
3.3.4 填充因子 115
3.3.5 效率 117
3.4 环境对太阳电池性能的影响 117
3.4.1 太阳能辐射强度的影响 118
3.4.2 温度的影响 119
第4章 太阳能光伏发电系统 121
4.1 不同类型的太阳能光伏发电系统 122
4.1.1 独立运行光伏发电系统(Stand-alone System) 122
4.1.2 并网型光伏发电系统 123
4.1.3 混合型光伏发电系统 124
4.2 太阳电池阵列 125
4.3 储能系统 128
4.3.1 铅酸蓄电池 129
4.3.2 镉镍蓄电池 132
4.3.3 安全性 133
4.3.4 储能蓄电池的几个重要参数 134
4.4.1 太阳电池阵列与直流系统的连接与匹配 137
4.4 直流控制系统 137
4.4.2 最大功率跟踪(MPPT) 140
4.4.3 充放电控制器 141
4.5 逆变器 144
4.5.1 基本逆变电路 145
4.5.2 脉宽调制(PWM) 147
4.5.3 效率 147
第5章 太阳能光伏发电的发展与前景 150
5.1 国外光伏发电技术的发展 150
5.2.2 我国光伏发电技术的发展历程 155
5.2.1 我国的太阳能资源 155
5.2 我国光伏发电技术的发展 155
5.2.3 我国太阳电池的技术发展状况 157
5.2.4 光伏发电产业的发展状况 158
5.2.5 光伏发电技术应用及市场开发状况 158
5.3 太阳能光伏发电技术的发展前景 160
参考文献 163
Ⅲ 风力发电 167
第1章 风力机的类型与结构 167
1.1 风力机的类型 167
1.1.1 水平轴风力机 167
1.1.2 垂直轴风力机 168
1.2.1 风轮 171
1.2 风力机的结构和组成 171
1.2.2 调速或限速装置 174
1.2.3 调向装置 178
1.2.4 传动机构 180
1.2.5 塔架 181
第2章 风力机的工作原理和气动力特性 182
2.1 空气动力学的基本知识 182
2.1.1 升力和阻力 182
2.1.2 影响升力系数和阻力系数的因素 184
2.2.1 风轮在静止情况下叶片的受力情况 188
2.2 风力机的工作原理 188
2.2.2 风轮在转动情况下叶片的受力情况 189
2.3 风力机的气动力特性 192
2.3.1 贝兹(Betz)理论 192
2.3.2 风能利用系数 195
2.4 风力机的输出功率 196
第3章 风力发电用的发电机及风力发电系统 202
3.1 对发电机及发电系统的一般要求 202
3.2 恒速恒频发电机系统 202
3.2.1 同步发电机 203
3.2.2 感应发电机 205
3.3 变速恒频发电机系统 210
3.3.1 不连续变速系统 211
3.3.2 连续变速系统 212
3.4 小型直流发电系统 219
3.4.1 交流永磁发电机 219
3.4.2 无刷爪极自励发电机 221
第4章 风力发电机组的并网运行 223
4.1 恒速恒频风力发电机的并网运行 223
4.1.1 同步发电机的并网运行 223
4.1.2 感应发电机的并网运行 228
4.2.1 同步发电机交-直-交系统的并网运行 233
4.2 变速恒频风力发电机的并网运行 233
4.2.2 磁场调制发电机系统的并网运行 235
4.2.3 双馈发电机系统的并网运行 237
第5章 风力发电机组的独立运行及与其他发电装置互补运行 239
5.1 风力-柴油联合发电系统 239
5.1.1 基本型风力-柴油发电系统及其改进型式 240
5.1.2 交替运行的风力-柴油发电系统 241
5.1.3 具有蓄电池储能的风力-柴油发电系统 243
5.1.4 交-直-交型变速风力发电机组与柴油发电机组联合发电系统 244
5.1.5 磁场调制型变速风力发电机组与柴油发电机组联合发电系统 245
5.1.6 风力-柴油联合发电系统的实用性评价 246
5.2.1 风-光互补联合发电的优点 247
5.2 风-光联合发电系统 247
5.2.2 交-直-交型变速风电机组与太阳光电联合运行 248
5.2.3 采用感应发电机的恒速风电机组与太阳光电联合运行 249
5.3 风力发电机组的独立运行 251
5.3.1 配以蓄电池储能的独立运行方式 251
5.3.2 采用负载自动调节法的独立运行方式 252
5.3.3 多台风力发电机组并联运行的独立供电系统 254
第6章 风力发电的现状和展望 255
6.1 世界风电发展概况 255
6.1.1 世界风力发电的装机容量 255
6.1.2 风力发电机组的单机容量 256
6.1.3 商用风电机组的技术与产品可靠性 260
6.1.4 风力发电的经济性 261
6.2 中国风电发展概况 262
6.2.1 中国风电利用的特点 262
6.2.2 中国风电的发展与现状 263
6.3 风力发电的展望 267
6.3.1 商品化风电机组的单机容量的发展 268
6.3.2 变速恒频风电机组的开发和商品化 268
6.3.3 机械方面的改进 270
6.3.4 空气动力方面的改进 271
参考文献 272