“十三五”高等职业教育能源类专业规划教材:新能源系统概论

双色印刷；校企合作教材；系统介绍了常见新能源特点及其开发利用技术。 

本书紧扣新能源发展情况，系统介绍了常见新能源特点及其开发利用技术。重点介绍了在新能源体系中占比较大的太阳能、风能和生物质能，详细阐述了太阳能、风能和生物质能的开发技术及利用方式；同时列举了氢能、核能、潮汐能、地热能等其他新能源，方便读者对新能源体系形成整体认识；结合新能源行业的近发展情况，增加了智能微电网应用技术、合同能源管理和碳交易的相关内容。

黄建华，湖南理工职业技术学院

CONTENTS目 录第1章 绪 论 ……………………………………………………………………………11.1 能源及其分类 ……………………………………………………………………………………11.1.1 能源的定义 …………………………………………………………………………………………11.1.2 能源的分类 …………………………………………………………………………………………21.2 能源与社会发展…………………………………………………………………………………31.2.1 能源利用与人类文明 …………………………………………………………………………..31.2.2 能源与经济发展 ………………………………………………………………………………….41.2.3 能源增长与人民生活 …………………………………………………………………………..51.3 能源现状与能源问题 ………………………………………………………………………….71.4 未来我国能源发展方向 ……………………………………………………………………….9习题 ………………………………………………………………………………………………………10第2章 太 阳 能 …………………………………………………………………………..112.1 太阳能应用简介……………………………………………………………………………….112.1.1 太阳能发展情况 ………………………………………………………………………………..112.1.2 太阳能应用情况 ………………………………………………………………………………..132.2 硅材料 ……………………………………………………………………………………………132.2.1 硅材料简介 ……………………………………………………………………………………….132.2.2 硅材料的性质 ……………………………………………………………………………………142.3 硅基光伏电池材料制备 ……………………………………………………………………..152.3.1 冶金硅的提炼 ……………………………………………………………………………………152.3.2 高纯度多晶硅原材料制备 ………………………………………………………………….172.3.3 直拉单晶硅棒 ……………………………………………………………………………………202.3.4 铸造多晶硅锭 ……………………………………………………………………………………232.3.5 单晶硅片加工 ……………………………………………………………………………………272.3.6 多晶硅片加工 ……………………………………………………………………………………292.3.7 晶硅电池制备工艺 …………………………………………………………………………….372.3.8 晶硅组件制备工艺 …………………………………………………………………………….402.3.9 硅基薄膜组件制备工艺 ……………………………………………………………………..422.4 光伏发电系统 ………………………………………………………………………………….442.4.1 离网光伏发电系统 …………………………………………………………………………….442.4.2 并网光伏发电系统 …………………………………………………………………………….452.5 光热利用技术 ………………………………………………………………………………….472.5.1 太阳能热水系统 ………………………………………………………………………………..472.5.2 太阳能供暖系统 ………………………………………………………………………………..492.5.3 太阳能制冷系统 ………………………………………………………………………………..532.5.4 太阳能光热发电系统 …………………………………………………………………………55习题 ………………………………………………………………………………………………………59第3章 风 能 …………………………………………………………………………. 603.1 风能及风力发电基础知识 ………………………………………………………………….603.1.1 风能基本概念 ……………………………………………………………………………………603.1.2 风力发电机组工作原理及分类 …………………………………………………………..603.1.3 风力发电机组结构 …………………………………………………………………………….613.2 风力发电机组的安装与调试……………………………………………………………….673.2.1 风力发电机组装配工艺简介 ………………………………………………………………673.2.2 风力发电机组工厂内机械部分的安装及调试 ……………………………………..683.2.3 风力发电机组液压系统的装配及调试 ………………………………………………..713.2.4 风力发电机组车间电气装配 ………………………………………………………………723.2.5 风力发电机组的现场安装 ………………………………………………………………….733.3 风力发电机组的运行与维护……………………………………………………………….743.3.1 传动系统的运行与维护 ……………………………………………………………………..743.3.2 液压系统的运行与维护 ……………………………………………………………………..753.3.3 偏航系统的运行与维护 ……………………………………………………………………..773.3.4 变桨距系统的运行与维护 ………………………………………………………………….783.3.5 风力发电机组的维护与检修 ………………………………………………………………803.4 风力发电机组的现场调试及并网运行 ………………………………………………….823.4.1 加电前的安全检查 …………………………………………………………………………….823.4.2 风力发电机组的加电 …………………………………………………………………………833.4.3 风力发电机组的调试 …………………………………………………………………………833.4.4 风力发电机组的并网 …………………………………………………………………………843.4.5 风力发电机组的试运行 ……………………………………………………………………..85习题 ………………………………………………………………………………………………………86第4章 生物质能 …………………………………………………………………………. 874.1 生物质能基础知识 ……………………………………………………………………………874.1.1 生物质能基本概念 …………………………………………………………………………….874.1.2 生物质能利用方式 …………………………………………………………………………….894.1.3 生物质燃料 ……………………………………………………………………………………….894.2 生物质固化成型技术 ………………………………………………………………………..924.2.1 生物质固化成型原理 …………………………………………………………………………924.2.2 生物质压缩成型工艺 ………………………………………………………………………..934.2.3 生物质成型的影响因素 …………………………………………………………………….944.2.4 生物质成型工艺流程与设备 ………………………………………………………………954.3 生物质柴油技术……………………………………………………………………………….974.3.1 生物质柴油定义 ………………………………………………………………………………..974.3.2 生物质柴油制备方法 …………………………………………………………………………974.3.3 生物质柴油的品质控制和质量标准 ……………………………………………………984.4 生物质沼气技术……………………………………………………………………………….994.4.1 沼气的基本概念…………………………………………………………………………………994.4.2 沼气发酵原理 ………………………………………………………………………………….1004.4.3 小型沼气池发酵工艺类型 ………………………………………………………………..1034.4.4 大中型沼气工程 ………………………………………………………………………………1054.5 生物质发电技术……………………………………………………………………………..1064.5.1 生物质发电原理 ………………………………………………………………………………1064.5.2 生物质发电装备 ………………………………………………………………………………108习题 ……………………………………………………………………………………………………. 111第5章 其他新能源 ……………………………………………………………………..1125.1 氢能……………………………………………………………………………………………..1125.1.1 氢能概述 ………………………………………………………………………………………… 1125.1.2 氢的制备 ………………………………………………………………………………………… 1135.1.3 氢能的储备 …………………………………………………………………………………….. 1145.1.4 氢能的应用 …………………………………………………………………………………….. 1165.2 核能……………………………………………………………………………………………..1175.2.1 核能概述 ………………………………………………………………………………………… 1175.2.2 核能的利用形式 …………………………………………………………………………….. 1195.2.3 核发电技术 ……………………………………………………………………………………..1205.2.4 核能的发展前景 ………………………………………………………………………………1215.3 潮汐能 ………………………………………………………………………………………….1225.3.1 潮汐能概述 ……………………………………………………………………………………..1225.3.2 潮汐能发电技术 ………………………………………………………………………………1235.3.3 潮汐能应用前景 ………………………………………………………………………………1255.4 地热能 ………………………………………………………………………………………….1285.4.1 地热能应用概述 ………………………………………………………………………………1285.4.2 地热能的应用 ………………………………………………………………………………….129习题 …………………………………………………………………………………………………….134第6章 智能微电网应用技术 ……………………………………………………….. 1356.1 智能微电网应用概述 ………………………………………………………………………1356.1.1 智能微电网的发展历程 ……………………………………………………………………1356.1.2 智能微电网国内外研究现状 …………………………………………………………….1366.2 智能微电网应用案例 ………………………………………………………………………1376.2.1 光伏发电系统设计与安装 ………………………………………………………………..1386.2.2 风力发电系统设计与安装 ………………………………………………………………..1446.2.3 智能微电网系统的运行 ……………………………………………………………………147习题 …………………………………………………………………………………………………….157第7章 合同能源管理 …………………………………………………………………. 1587.1 合同能源管理概述 ………………………………………………………………………….1587.1.1 合同能源管理简介 …………………………………………………………………………..1587.1.2 国内外合同能源管理发展状况 …………………………………………………………1617.2 合同能源管理过程 ………………………………………………………………………….1627.2.1 能源管理合同的签署 ……………………………………………………………………….1627.2.2 节能方案的设计与实施 ……………………………………………………………………1637.2.3 合同能源管理带来的效益 ………………………………………………………………..1647.3 合同能源管理政策 ………………………………………………………………………….1657.3.1 合同能源管理的政府补贴 ………………………………………………………………..1657.3.2 合同能源管理税收优惠政策 …………………………………………………………….1687.3.3 合同能源管理补贴政策的申请 …………………………………………………………1687.4 合同能源管理案例和合同范本 ………………………………………………………….1707.4.1 某焦化企业合同能源管理节能改造 ………………………………………………….1707.4.2 某节电合同能源管理合同简本 …………………………………………………………171习题 …………………………………………………………………………………………………….174第8章 碳 交 易 ……………………………………………………………………….. 1758.1 我国碳交易背景及发展现状……………………………………………………………..1758.1.1 我国碳交易背景 ………………………………………………………………………………1758.1.2 我国碳交易的现状 …………………………………………………………………………..1788.2 碳交易基本概念与市场机制……………………………………………………………..1798.2.1 碳交易的基本概念 …………………………………………………………………………..1798.2.2 碳交易的市场机制 …………………………………………………………………………..1808.3 电力行业参与碳交易 ………………………………………………………………………1828.4 光伏企业参与碳交易 ………………………………………………………………………186习题 …………………………………………………………………………………………………….187附录 新能源产业政策 ……………………………………………………………… 188附录A 《关于推荐分布式光伏发电示范区的通知》 …………………………………..188附录B 《关于印发能源发展战略行动计划》…………………………………………….188附录C 其他新能源产业政策文件汇总 ……………………………………………………..197参考文献…………………………………………………………………………………. 198

能源作为社会发展的动力，其技术的革新推动着人类社会的进步。近年来，全球工业化水平日益提高、世界人口数量急剧增长，人类对能源的需求也愈来愈大，煤、石油、天然气等化石能源的大量消耗已使其面临日趋枯竭的危机，由使用化石能源带来的环境污染问题也日益严重。为了应对能源危机和环境污染问题，各个国家都在积极采取有效措施，节能减排。我国早在2009年就已确立2020年低碳工作目标：单位GDP碳强度（比2005年）下降40%~45%；非化石能源在一次能源中占比达15%左右。目前国家已明确2030年低碳发展目标，期望到2030年碳强度比2005年下降60%~65%，并争取在2030年前后使中国碳排放总量达到峰值。为了实现这一宏伟目标，需要从多方面着手，而加快发展太阳能、风能、生物质能、地热能等新能源，提高非化石能源占比，推进能源革命，加快能源技术创新，建设清洁低碳、安全高效的新能源体系显得尤为重要。当前我国能源发展已经进入新常态，能源结构逐步优化，煤炭消耗逐渐下降，非化石能源在一次能源中的占比逐渐上升。加快发展新能源既是调整能源结构的必要措施，也是实现低碳发展目标的重要保证。本书紧扣新能源发展，分类介绍了常见新能源特点及其开发利用技术。全书共分8章，第1章为绪论，主要介绍了能源分类、能源应用现状及未来发展方向；第2章、第3章、第4章分别介绍了在新能源体系中占比较大的太阳能、风能和生物质能，系统地阐述了太阳能、风能和生物质能的开发技术及利用方式；第5章则列举了氢能、核能、潮汐能、地热能等其他新能源，方便读者对新能源体系有一个全面的认识；结合新能源行业的近发展情况，编者在第6章、第7章及第8章中特意增加了智能微电网应用技术、合同能源管理和碳交易的相关内容。本书由黄建华、廖东进任主编，向钠、张要锋、段文杰任副主编，各章编写分工如下：湖南理工职业技术学院黄建华负责拟定提纲、编写第2章、并负责全书的统稿；第1章、第5章由湖南理工职业技术学院段文杰编写；第3章、第6章由衢州职业技术学院廖东进编写；第4章由湖南理工职业技术学院向钠编写；第7章、第8章及附录由湖南理工职业技术学院张要锋编写。全书由浙江瑞亚能源科技有限公司李毅斌总经理主审。本书在编写的过程中得到了北京新大陆时代教育科技有限公司陆胜洁、王水钟、桑宁如，浙江瑞亚能源科技有限公司易潮等人的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢！本书在编写中参考了大量的文献资料，特向其作者表示衷心的感谢！由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请广大读者和同行批评指正。