風(fēng)能與太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)

前言

近年來(lái)，國(guó)際上風(fēng)能與太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電技術(shù)發(fā)展迅速，風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)容量占電力需求的比例在不斷上升，丹麥、德國(guó)、英國(guó)與美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家都制定了雄心勃勃的風(fēng)力發(fā)電規(guī)劃。我國(guó)風(fēng)力發(fā)電與太陽(yáng)能發(fā)電也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展：風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為國(guó)家新能源發(fā)展的優(yōu)先目標(biāo)，在內(nèi)蒙、新疆等內(nèi)陸地區(qū)與山東、福建等沿海地區(qū)已經(jīng)建立了很多幾十兆伏安級(jí)的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)；太陽(yáng)能發(fā)電也已經(jīng)在偏遠(yuǎn)地區(qū)（如新疆、四川的部分地區(qū)）獲得了廣泛的應(yīng)用。

內(nèi)容概要

本書主要包括風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、太陽(yáng)光伏發(fā)電技術(shù)、與風(fēng)力發(fā)電及太陽(yáng)光伏發(fā)電相關(guān)的系統(tǒng)集成技術(shù)以及其他新能源發(fā)電技術(shù)四部分。書中對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)與太陽(yáng)光伏發(fā)電技術(shù)做了全面深入的介紹，在本書的最后介紹了其他新能源發(fā)電技術(shù)，如太陽(yáng)能熱發(fā)電、潮汐發(fā)電、海浪發(fā)電、洋流發(fā)電等技術(shù)。本書理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，書中采用了豐富的實(shí)際工程圖表并提供了大量的工程實(shí)例。本書不僅可以作為從事新能源發(fā)電科技人員閱讀，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)參考書。

作者簡(jiǎn)介

MukundcR.Patel博士是一名研究工程師，顧問(wèn)與教育家，有40年親身參加設(shè)計(jì)與開發(fā)最新技術(shù)電力設(shè)備與系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)。他是賓夕法尼亞州福吉谷通用電氣(CE)公司的主任工程師，匹茲堡西屋公司研究發(fā)展中心的高級(jí)工程師，新澤西州普林斯頓洛克西德•馬丁公司的副主任工程師，印度

書籍目錄

譯者序原書前言關(guān)于本書第1篇　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)　第1章　緒論　　1.1　工業(yè)概覽　　1.2　對(duì)可再生能源的鼓勵(lì)措施　　1.3　電力部門的愿景　　　1.3.1　模塊化增長(zhǎng)方式　　　1.3.2　排放效益　　　1.3.3　用戶的選擇　　參考文獻(xiàn)　第2章　風(fēng)力發(fā)電　　2.1　全球風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展　　2.2　美國(guó)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展　　2.3　歐洲與英國(guó)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展　　2.4　印度風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展　　參考文獻(xiàn)　第3章　風(fēng)速與能量　　3.1　風(fēng)速與功率的關(guān)系　　3.2　從風(fēng)中獲得能量　　3.3　風(fēng)輪掃掠面積　　3.4　空氣密度　　3.5　全球風(fēng)模式　　3.6　風(fēng)速分布　　　3.6.1　威布爾概率分布　　　3.6.2　眾數(shù)風(fēng)速和平均風(fēng)速　　　3.6.3　立方均根速度　　　3.6.4　眾數(shù)風(fēng)速、平均風(fēng)速和RMC風(fēng)速　　　3.6.5　能量分布　　　3.6.6　數(shù)字化數(shù)據(jù)處理　　　3.6.7　輪轂高度效應(yīng)　　　3.6.8　可靠性數(shù)據(jù)的重要性　　3.7　風(fēng)速預(yù)測(cè)　　3.8　風(fēng)力資源圖　　　3.8.1　美國(guó)風(fēng)力資源圖　　　3.8.2　英國(guó)和歐洲的風(fēng)力資源　　　3.8.3　墨西哥風(fēng)力資源圖　　　3.8.4　其他國(guó)家的風(fēng)力資源圖　　參考文獻(xiàn)　第4章　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)　　4.1　系統(tǒng)元件　　　4.1.1　塔架　　　4.1.2　風(fēng)力機(jī)　　　4.1.3　葉片　　　4.1.4　速度控制　　4.2　風(fēng)力機(jī)的額定容量　　4.3　功率與風(fēng)速和TSR的關(guān)系　　4.4　最大風(fēng)能捕獲　　4.5　最大功率運(yùn)行　　　4.5.1　固定TSR方案　　　4.5.2　峰值功率點(diǎn)跟蹤方案　　4.6　系統(tǒng)設(shè)計(jì)的折衷　　　4.6.1　風(fēng)力機(jī)塔架和間距　　　4.6.2　葉片的數(shù)量　　　4.6.3　風(fēng)輪的上風(fēng)向或下風(fēng)向　　　4.6.4　水平軸和垂直軸　　4.7　系統(tǒng)控制要求　　　4.7.1　速度控制　　　4.7.2　速率控制　　4.8　環(huán)境影響方面　　　4.8.1　可聞噪聲　　　4.8.2　電磁干擾　　　4.8.3　對(duì)鳥類的影響　　　4.8.4　其他影響　　4.9　潛在的災(zāi)難　　　4.9.1　火災(zāi)　　　4.9.2　地震　　4.10　系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨勢(shì)　　參考文獻(xiàn)　第5章　發(fā)電機(jī)　第6章　發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)　第7章　海上風(fēng)電場(chǎng)第2篇　光伏發(fā)電系統(tǒng)　第8章　光伏發(fā)電　第9章　光伏電力系統(tǒng)第3篇　系統(tǒng)集成　第10章　儲(chǔ)能　第11章　電力電子技術(shù)　第12章　獨(dú)立電力系統(tǒng)　第13章　連網(wǎng)的系統(tǒng)　第14章　電氣性能　第15章　電廠經(jīng)濟(jì)　第16章　未來(lái)展望第4篇　輔助發(fā)電技術(shù)　第17章　太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)　第18章　輔助發(fā)電技術(shù)　第19章　相向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力機(jī)附錄

章節(jié)摘錄

第1篇　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)第5章　發(fā)電機(jī)5.1　直流發(fā)電機(jī)所有的電機(jī)，在內(nèi)部工作原理上來(lái)講，都是交流電機(jī)，因?yàn)閷?dǎo)體交替地在N極和s極的磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)。直流電機(jī)將交流電轉(zhuǎn)換為外部使用的直流電，它通過(guò)機(jī)械換向器來(lái)實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能。換向器通過(guò)在一系列的銅導(dǎo)體上滑動(dòng)碳刷來(lái)實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能，它持續(xù)地把正輸出端切換到發(fā)出正極性電壓的導(dǎo)體上，對(duì)負(fù)極性輸出端同樣如此。滑動(dòng)接觸內(nèi)在地會(huì)導(dǎo)致低可靠性和高維護(hù)成本。盡管有這些缺點(diǎn)，但是由于它極為簡(jiǎn)單的速度控制模式，所以直流電機(jī)直到20世紀(jì)80年代早期還被作為電動(dòng)機(jī)廣泛地使用著。直流電機(jī)已經(jīng)在少數(shù)小容量風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中用作發(fā)電機(jī)，特別是在當(dāng)?shù)厥褂弥绷麟姷牡胤?。然而，常?guī)直流電機(jī)帶有機(jī)械換向器和滑動(dòng)碳刷，今天已經(jīng)喪失了優(yōu)勢(shì)。其無(wú)刷結(jié)構(gòu)在直流電機(jī)可以帶來(lái)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)的場(chǎng)合中得到應(yīng)用。常規(guī)直流電機(jī)靠并聯(lián)直流線圈或者串聯(lián)直流線圈來(lái)建立磁場(chǎng)?，F(xiàn)代直流電機(jī)經(jīng)常設(shè)計(jì)成帶有永磁體的結(jié)構(gòu)以消除場(chǎng)電流，進(jìn)而也消除了換向器。這設(shè)計(jì)成內(nèi)外倒置的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子上帶有永磁極，定子帶有電樞線圈。定子發(fā)出交流電，然后經(jīng)過(guò)固態(tài)半導(dǎo)體器件整流。這樣的電機(jī)不需要換向器和碳刷，因此可靠性大大提高。永磁直流電機(jī)用在小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中。然而，由于永磁容量和強(qiáng)度的限制，無(wú)刷直流電機(jī)容量一般限制在100kw以下。5.2　同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)發(fā)出了世界上所消耗的絕大部分電能。由于這個(gè)原因，同步電機(jī)是一種成熟的電機(jī)。同步電機(jī)運(yùn)行于一個(gè)恒定速度，該速度與固定的電源頻率有關(guān)系。因此，它并不十分適用于沒(méi)有電力電子變頻器的風(fēng)電場(chǎng)的變速運(yùn)行。而且，常規(guī)同步發(fā)電機(jī)需要直流勵(lì)磁來(lái)建立轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)，在傳統(tǒng)上使用轉(zhuǎn)子軸滑環(huán)上的滑動(dòng)碳刷。這在使用時(shí)引入了一些不可靠因素。

編輯推薦

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