可再生能源工程
作者：刘荣厚 主编
出版时间：2016年版
丛编项： 普通高等教育“十二五”规划教材
内容简介
《可再生能源工程》根据编写组人员长期的教学经验和研究成果，结合世界上可再生能源的研究发展前沿，系统地阐述了可再生能源技术的原理、工艺、设备及其应用。《可再生能源工程》注重理论与实践相结合，主要包括可再生能源的含义与能源分类和可再生能源的利用状况，太阳辐射及太阳能光伏发电系统，太阳能热水器及太阳能热储存，太阳房、太阳能干燥及太阳能温室，生物质的直接燃烧与压缩成型技术，生物质热裂解技术，生物质气化技术，沼气技术，燃料乙醇的生产技术，生物质制氢及生物柴油技术，风能工程，水能、地热能及海洋能技术，以期能对我国可再生能源的教学、科研与开发产生有益的影响。
目录
目录
前言
第一章 绪论1
第一节 可再生能源的含义与能源分类1
一、可再生能源的含义1
二、能源分类1
第二节 可再生能源的利用状况4
一、太阳能的利用状况4
二、生物质能转换技术的类型及利用状况5
三、风能的利用状况13
四、水能、地热能及海洋能的利用状况15
五、开发可再生能源的意义16
第二章 太阳辐射及太阳能光伏发电系统18
第一节 太阳与地球的空间关系18
一、地理位置坐标18
二、天球坐标系与太阳的位置18
三、地球的运动20
四、太阳位置的角度计算21
五、斜面上的太阳照射时间23
第二节 太阳辐射25
一、太阳常数25
二、大气质量26
三、太阳辐射在大气中的衰减26
四、到达地面上的太阳辐射强度27
第三节 太阳辐射的测量29
一、辐射的测量方法30
二、太阳辐射测量的仪表31
三、太阳辐射数据的几种用法33
四、从太阳总辐射估算直射辐射和散射辐射33
五、斜面上的太阳辐射估算公式35
第四节 太阳能光伏发电系统36
一、太阳能电池的基本原理36
二、太阳能电池的分类39
三、太阳能光伏发电系统的构成41
第三章 太阳能热水器及太阳能热储存42
第一节 太阳能集热器的分类42
一、按传热工质的类型分类42
二、按进入采光口的太阳辐射是否改变方向分类43
三、按是否跟踪太阳分类43
四、按是否有真空空间分类43
五、按工作温度范围分类43
六、其他分类方式44
第二节 太阳能热水器的类型及系统45
一、太阳能热水器的类型45
二、家用太阳能热水器46
三、太阳能热水系统48
第三节 平板型太阳能集热器50
一、平板型太阳能集热器的基本结构50
二、平板型集热器的技术要求52
第四节 真空管太阳能集热器52
一、全玻璃真空管集热器54
二、热管式真空管集热器55
第五节 太阳能热储存57
一、概述57
二、太阳能热储存的分类及一般要求58
三、太阳能显热储存60
四、太阳能潜热储存64
五、化学反应热储存65
六、总结65
第四章 太阳房、太阳能干燥及太阳能温室66
第一节 太阳房的原理与类型66
一、太阳房概述66
二、太阳房的原理66
三、太阳房的类型67
四、太阳房评价指标72
五、太阳房实例74
六、太阳房存在的问题及应用前景75
第二节 太阳能干燥76
一、太阳能干燥技术概述76
二、太阳能干燥原理及物料干燥特性76
三、太阳能干燥装置的分类和特点79
第三节 太阳能温室81
一、太阳能温室的分类81
二、塑料大棚82
三、日光温室82
第五章 生物质的直接燃烧与压缩成型技术85
第一节 生物质燃料的特性85
一、生物质燃料的成分与化学特性85
二、生物质燃料的物理性质89
三、秸秆与薪柴91
第二节 生物质燃烧技术92
一、生物质的燃烧过程与要素92
二、省柴灶94
三、生物质燃烧发电/热电联产96
第三节 生物质压缩成型技术96
一、生物质成型工艺及影响因素96
二、生物质压缩成型设备101
三、生物质成型燃料的特性及应用105
第六章 生物质热裂解技术110
第一节 生物质热裂解的概念及机制110
一、生物质热裂解的概念110
二、生物质热裂解反应机制110
第二节 生物质热裂解液化技术的工艺流程及反应器类型113
一、生物质热裂解工艺类型113
二、生物质热裂解液化技术的工艺流程114
三、生物质热裂解液化反应器的类型114
四、影响生物质热裂解过程及产物组成的因素115
五、生物质快速热裂解液化技术研究及开发现状117
第三节 生物质热裂解制取生物油装置118
一、流化床反应器生物质快速热裂解制取生物油装置118
二、旋转锥反应器生物质闪速热裂解液化装置126
第四节 生物质热裂解产物的特性128
一、生物油的特性128
二、生物油的精制131
三、不可冷凝气体与生物炭的特性133
第五节 生物质热裂解产物的应用134
一、生物油应用概述134
二、生物油用于燃烧134
三、生物油用于涡轮机发电134
四、生物油作为柴油机代用燃料135
五、生物油制取化学品135
六、生物油作为脱硫、脱硝剂135
七、生物油制取黏合剂135
八、不可冷凝气体的应用135
九、生物炭的应用136
第七章 生物质气化技术137
第一节 生物质气化技术原理137
一、气化基本原理137
二、气化反应动力学138
三、气化反应平衡分析141
第二节 生物质气化技术分类143
一、按气化压力进行分类143
二、按气化温度进行分类143
三、按气化剂进行分类143
四、按加热方式进行分类145
五、按气化炉结构进行分类145
六、气化主要影响因素149
第三节 生物质气化系统的设计149
一、气化主要评价参数149
二、生物质气化系统的构成151
三、气化炉设计计算举例151
第四节 生物质气化技术应用案例分析152
一、生物质气化集中供气152
二、生物质气化发电154
第八章 沼气技术157
第一节 沼气发酵的基本过程157
一、什么是沼气发酵157
二、沼气发酵过程的产酸阶段157
三、沼气发酵过程的产甲烷阶段161
四、产酸菌与产甲烷菌之间的相互关系164
五、产酸与产甲烷的速度平衡165
第二节 沼气发酵的工艺条件166
一、严格的厌氧环境166
二、温度166
三、pH168
四、接种物169
五、沼气发酵原料171
六、搅拌176
七、沼气发酵添加剂和抑制剂177
第三节 沼气发酵工艺类型178
一、按发酵温度划分179
二、按投料方式划分180
三、按发酵阶段划分182
四、按发酵级差划分183
五、按发酵料液浓度划分184
六、按料液流动方式划分185
七、按厌氧消化器的分类划分185
八、厌氧消化器类别187
第四节 水压式沼气池和分离储气浮罩沼气池的构造及工作原理192
一、水压式沼气池192
二、分离储气浮罩沼气池193
第五节 沼气、沼液、沼渣的利用194
一、沼气的成分及其物理性质194
二、沼气的利用195
三、沼气发酵残留物的性质196
四、沼肥的利用技术198
第九章 燃料乙醇的生产技术199
第一节 乙醇的性质和发酵机制199
一、乙醇的性质199
二、乙醇的发酵机制200
三、乙醇发酵过程201
四、乙醇发酵副产物202
第二节 糖质原料制取乙醇工艺202
一、糖质原料预处理202
二、糖质原料乙醇发酵技术208
三、酵母培养工艺技术211
四、糖质原料乙醇发酵副产物的处理与利用213
第三节 淀粉质原料糖化及乙醇连续发酵的工艺技术214
一、淀粉糖化机制214
二、薯类原料糖化工艺215
三、谷类原料糖化工艺216
四、淀粉质原料乙醇连续发酵的工艺218
第四节 木质纤维素类原料水解工艺技术218
一、木质纤维素水解机制218
二、木质纤维素原料预处理工艺220
三、木质纤维素稀酸水解工艺技术223
四、木质纤维素浓酸水解工艺技术223
五、木质纤维素酶水解技术224
第五节 乙醇蒸馏的原理及工艺225
一、乙醇蒸馏的基本原理225
二、乙醇蒸馏的工艺226
第十章 生物质制氢及生物柴油技术228
第一节 生物质制氢技术228
一、氢的性质与氢能利用228
二、生物质制氢的基本原理232
三、生物质制氢的特点236
四、生物质制氢的工艺类型237
五、生物质制氢装置242
第二节 生物柴油技术245
一、生物柴油技术概述245
二、生物柴油生产技术250
第十一章 风能工程252
第一节 风能的基本知识252
一、风的形成252
二、风力等级256
三、风的物理特性257
四、风能可利用区的划分261
第二节 风力机的结构及工作原理261
一、风力机的分类261
二、叶片263
三、轮毂266
四、风轮266
第三节 风轮的基本理论270
一、贝兹极限270
二、旋转尾流模型272
三、叶素-动量定理274
四、风力机转矩计算流程277
第四节 风能的应用278
一、风力发电278
二、风力提水281
三、风力制热282
第十二章 水能、地热能及海洋能技术283
第一节 水能283
一、概述283
二、水能资源284
三、水电站284
第二节 地热能291
一、概述291
二、地热资源292
三、地热能利用294
四、地热开发对环境的影响302
第三节 海洋能303
一、概述303
二、各种海洋能的定义304
参考文献306
