風、太陽與海洋

前言

21世紀以來，世界經(jīng)濟飛速發(fā)展帶來的資源枯竭問題和地球環(huán)境污染問題日益顯現(xiàn)，已嚴重影響到人類社會的可持續(xù)發(fā)展，成為整個人類社會所必須面對的嚴峻現(xiàn)實。太陽能、海洋能和生物質(zhì)能是可再生的新能源，其有效利用不僅有利于促進經(jīng)濟發(fā)展，而且可協(xié)調(diào)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境建設的關系。本書作者從可再生能源的有效利用以及解決資源枯竭問題和地球環(huán)境污染問題的角度出發(fā)，在全面介紹可再生能源的基礎上，分述了太陽能（光伏）發(fā)電、風力發(fā)電、海洋能（包括海洋溫差能、波浪能、潮汐能）以及生物質(zhì)能，并利用能源回收期和CO2回收期對可再生能源進行了評估。本書用簡單的語言使可再生能源這一專業(yè)性很強的話題簡單易懂、生動有趣，是關于新能源方面最佳的培訓、研究用教科書和參考書。我國幅員遼闊，太陽能資源豐富，據(jù)估算，我國陸地表面每年接受的太陽輻射能約為50×1018kJ，全國各地太陽年輻射總量達335-837kJ／cm2，太陽能利用具有廣闊的前景。我國風力資源豐富，陸上50m高度達到3級以上風能資源的潛在開發(fā)量約為23.8 億kw，5～25m水深線以內(nèi)近海區(qū)域、海平面以上50m高度可裝機容量約2億kw，具有良好的風電發(fā)展前景。我國是一個海洋大國，大陸海岸線達到18000km，500m2以上的海島6900多個，海域蘊藏著豐富的海洋能儲量和可開發(fā)利用量，我國潮汐能可開發(fā)資源量約為2200萬kW，潮流能可開發(fā)資源量約為1400萬kw，波浪能可開發(fā)資源量約為1300萬kw，溫差能可開發(fā)資源量超過13億kW，具有很好的開發(fā)利用前景。

內(nèi)容概要

本書首先要求人們對全球能源和環(huán)境問題加以關注，從而選擇使用清潔的可再生自然能源。書中從可再生能源的有效利用以及解決資源枯竭問題和地球環(huán)境問題的角度出發(fā)，在全面介紹可再生能源的基礎上，分述了太陽能(光伏)發(fā)電、風力發(fā)電、海洋能(含海洋溫差能、波浪能、潮汐能)以及生物質(zhì)能，并利用能源回收期和CO2回收期對可再生能源進行了評估。    本書可供發(fā)電廠、新能源開發(fā)、城市規(guī)劃部門的技術人員閱讀，還可供各級政府主管城建的領導參考，還可作為新能源技術培訓用書。

作者簡介

作者：（日本）牛山 泉 譯者：王毅 韋利民

書籍目錄

譯者序原書序前言第1章  可再生的自然能源的利用第2章  太陽能(光伏)發(fā)電  2.1  為何利用太陽能(光伏)發(fā)電  2.2  能源問題    2.2.1  能源資源枯竭    2.2.2  作為新型綠色能源的太陽能  2.3  太陽電池的進步    2.3.1  太陽電池的歷史    2.3.2  太陽電池的現(xiàn)狀  2.4  太陽電池的利用    2.4.1  太陽電池的生產(chǎn)量與成本    2.4.2  太陽電池在電子產(chǎn)品中的應用    2.4.3  太陽電池在獨立電源中的應用    2.4.4  系統(tǒng)連接    2.4.5  新能源利用大綱    2.4.6  電力太陽電池普及的課題與對策  2.5  太陽電池的將來——GENESIS計劃  2.6  小結(jié)  參考文獻第3章  風力發(fā)電  3.1  風車(風力機)的歷史  3.2  作為能源的風    3.2.1  獲得風況數(shù)據(jù)的途徑    3.2.2  日本風況  3.3  風力的利用    3.3.1  利用風力機獲得能量    3.3.2  風力機的類型及特點  3.4  風力機業(yè)績調(diào)查    3.4.1  功率系數(shù)    3.4.2  轉(zhuǎn)矩系數(shù)    3.4.3  葉尖速度比    3.4.4  葉片稠度  3.5  風力機建設地的選擇    3.5.1  環(huán)境與安全性    3.5.2  風力機的規(guī)模與用途    3.5.3  經(jīng)濟性    3.5.4  選址基準  3.6  風力發(fā)電的使用方法  參考文獻第4章  海洋能  4.1  大海是人類之母  4.2  海洋能與能量物質(zhì)  4.3  海洋能的種類與特點  4.4  海洋溫差能    4.4.1  海洋溫度分布與海洋溫差發(fā)電的可利用量    4.4.2  海洋溫差發(fā)電的原理和周期    4.4.3  海洋溫差發(fā)電開發(fā)簡史    4.4.4  印度1000kW實驗工廠概要    4.4.5  海洋溫差發(fā)電的多功能利用及成本  4.5  波力發(fā)電    4.5.1  波能與能量    4.5.2  波能開發(fā)簡史    4.5.3  波能的利用形態(tài)、分類及存在的問題    4.5.4  實際海域的波力裝置現(xiàn)狀  4.6  潮汐能    4.6.1  潮汐與潮汐能    4.6.2  潮汐能發(fā)電的原理及實例  4.7  洋流能與潮流能    4.7.1  洋流與能量    4.7.2  潮流與能量    4.7.3  能量轉(zhuǎn)換方式與實例  4.8  小結(jié)  參考文獻第5章  生物質(zhì)能  5.1  何謂生物質(zhì)能  5.2  用生物質(zhì)制造乙醇  5.3  生物柴油  5.4  生物質(zhì)發(fā)電  5.5  用生物質(zhì)產(chǎn)油  5.6  生物質(zhì)的熱利用    5.6.1  熱解氣體    5.6.2  甲烷(沼氣)    5.6.3  纖維素類固體燃料  5.7  植樹造林的C02固定效果  5.8  生物質(zhì)種植的CO2減排    5.8.1  植樹造林    5.8.2  生物質(zhì)發(fā)電    5.8.3  CO2減排效果  參考文獻第6章  可再生能源的評估  6.1  對可再生能源的疑問——確實能獲得能量嗎  6.2  為可再生能源利用投入的能量  6.3  運行多少年夠本——能量回收期  6.4  對CO2減排的作用——CO2回收期  6.5  單位面積的效率  6.6  對可再生能源的期望  參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：提到能源，大家會聯(lián)想到什么呢？也許有人會想起初中或高中物理課程中令人頭痛的勢能、動能、熱能等問題；也有人會想起石油危機，腦海中會浮現(xiàn)出搶購衛(wèi)生紙的情景；也許有人會從最近報紙、雜志等刊登的有關溫室效應的報道，聯(lián)想到礦物燃料的埋藏量、太陽能等新能源的有效利用。但是，認為能源消費是理所當然的人難道還少嗎？目前，環(huán)境問題已成為日常話題，我們應當重新認識能源問題。本書介紹的新能源，其重點是環(huán)保的自然能源。本書的目的在于使各位讀者以此為基礎，能夠認真思考今后的能源問題。那么，究竟什么是新能源或可再生的自然能源呢？首先讓我們來了解一下日本的能源供應現(xiàn)狀。圖1.1給出了日本能源（也叫一次能源）的構(gòu)成。日本能源資源不足，雖然以能源的多元化為目的，使用石油、煤炭、天然氣、核能、水力、太陽能、地熱等各種能源，但石油、煤炭、天然氣等礦物燃料仍占全部使用量的80％以上。隨著大量使用，礦物燃料的儲量必然減少。而且隨著其使用，會排放引發(fā)溫室效應的二氧化碳氣體。那么，能否減少礦物燃料的使用呢？究竟什么是可再生能源呢？可再生能源就是太陽能，這種能源環(huán)保，使用后不會增加環(huán)境中的二氧化碳含量。照射到日本的太陽能總量為5×1010kW，是日本能源消耗量的100倍；照射到全球的太陽能總量為1.2×1014kw，是全球能源消費總量的1萬倍。我們以直接或間接方式連續(xù)不斷地使用太陽能，例如我們將接收太陽光而長成的樹木作為柴燃燒取暖就是太陽能的間接利用。

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