环境能源发电

内容概要

作者:(美)卡里、奥纳 译者:闫怀志、卢道英、闫振民

书籍目录

原书前言

作者简介

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MPPT28

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

5.2OTEC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

5.3.2OTEC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

5.4OTEC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

5.5OTEC发电站的控制316

5.6汽轮机的控制319

5.7潜在资源325

5.8OTEC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

编辑推荐

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作者简介

本书系统、全面地介绍了各种可再生能源发电技术，包括太阳能、风能、海洋波浪能、海洋潮汐能、热能和海洋热能发电，同时还介绍了用于能源发电应用和（或）并网的多种不同的拓扑结构和多种类型的电力电子接口。此外，为了建立系统分析和建模的整体概念，全书还开发了一些仿真模型。

本书可用作可再生能源发电类专业本科生、研究生课程和相关培训课程的教材，也可作为能源发电、可再生能源、电力工程、电力电子以及相关行业的工程人员、研究人员和管理人员的参考资料。

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