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第1章 绪论1

1.1 历史1

1.1.1 荷兰风车1

1.1.2 农场风车2

1.1.3 离网型风电系统3

1.1.4 并网型发电系统4

1.2 风电场7

1.3 小型系统8

参考文献8

第2章 能源10

2.1 原理10

2.1.1 可再生能源的利与弊10

2.1.2 经济学10

2.2 能源和电力的定义11

2.3 能量基本定律12

2.4 热力学法则下的能源困境13

2.4.1 保护13

2.4.2 效率13

2.5 指数增长15

2.6 化石燃料的使用17

2.6.1 石油和天然气17

2.6.2 煤20

2.7 核能20

2.8 指数增长的数学应用21

2.8.1 倍增时间21

2.8.2 资源消耗21

2.9 有限资源的使用寿命21

2.10 总结23

问题／练习23

数量级估计24

习题24

参考文献26

第3章 风特性27

3.1 全球环流27

3.2 风能利用极限28

3.3 风的能量29

3.4 风剪切31

3.5 风向35

3.6 风能密度36

3.7 湍流37

3.8 风速直方图37

3.9 风速—时间曲线38

3.10 风能密度变化量39

3.11 风速分布41

3.12 概括总结42

问题／练习43

习题43

参考文献44

第4章 风资源45

4.1 美国46

4.2 欧盟49

4.3 其他国家和地区50

4.4 海洋风51

4.4.1 得克萨斯州墨西哥海岸地区52

4.4.2 世界53

风能——可再生能源与环境4.5 仪器仪表54

4.5.1 杯形和螺旋形风速仪56

4.5.2 风向57

4.5.3 仪器特点57

4.5.4 测量57

4.5.5 植被指示58

4.6 数据记录仪60

4.7 小型风力机的风力测量62

习题62

参考文献64

第5章 风力机66

5.1 拖动装置66

5.2 提升装置67

5.3 转轴方向68

5.4 系统描述69

5.5 空气动力学71

5.6 控制73

5.6.1 正常运行74

5.6.2 故障75

5.7 产能75

5.7.1 发电机尺寸75

5.7.2 转子面积以及风力图76

5.7.3 出厂曲线77

5.8 年产能计算77

5.9 新型风力系统78

5.10 应用82

5.10.1 电能83

5.10.2 机械能83

5.10.3 热能83

5.10.4 风能混合动力系统84

5.10.5 总结84

5.11 储能84

习题84

参考文献85

第6章 风力机设计87

6.1 引言87

6.2 空气动力学87

6.3 专业术语88

6.4 拖动装置89

6.5 提升装置90

6.5.1 最大理论功率92

6.5.2 旋转92

6.6 空气动力学性能预测93

6.7 测定功率和功率因数98

6.8 结构100

6.8.1 叶片100

6.8.2 系统的其他部分103

6.9 演化105

6.10 小型风力机107

习题108

参考文献109

第7章 电气112

7.1 基本原理112

7.1.1 法拉第电磁感应定律114

7.1.2 相位角以及功率因数115

7.2 发电机116

7.2.1 异步发电机（恒转速运行）117

7.2.2 双馈异步发电机（变转速运行）120

7.2.3 直驱发电机（变转速运行）120

7.2.4 永磁发电机（变转速运行）120

7.2.5 发电机的比较120

7.2.6 发电机实例121

7.3 电能质量122

7.4 电子技术124

7.4.1 控制器124

7.4.2 电力电子技术125

7.4.3 变频器126

7.5 闪电126

7.6 卸荷电阻126

习题127

参考文献128

第8章 性能129

8.1 性能测量129

8.2 风力统计131

8.3 风电场性能131

8.3.1 加利福尼亚风电场131

8.3.2 美国其他风电场133

8.3.3 其他国家和地区的风电场135

8.4 尾流效应136

8.5 Enertech 44137

8.6 Bergey曲线140

8.7 抽水142

8.7.1 农场风车142

8.7.2 电—电系统143

8.8 风／柴互补混合系统144

8.9 叶片性能145

8.9.1 表面粗糙度145

8.9.2 边界层控制148

8.9.3 涡流发生器148

8.9.4 流动可视化148

8.10 评论149

习题149

参考文献150

第9章 选址153

9.1 小型风力机153

9.1.1 噪声156

9.1.2 视觉冲击157

9.2 风电场157

9.2.1 长期参考站158

9.2.2 风电场的选址158

9.3 数字地图159

9.4 地理信息系统159

9.5 风力资源筛选160

9.5.1 西北太平洋实验室对得克萨斯州的风能估计162

9.5.2 可替代能源研究所对得克萨斯州的风能估计162

9.5.3 美国的风力发电164

9.6 数值模型164

9.7 微观选址165

9.8 海风168

总结169

习题169

参考文献171

第10章 应用实例和风能产业173

10.1 公共电力173

10.2 小型风力机175

10.3 分布式系统176

10.4 风／柴互补系统177

10.5 乡村电力181

10.5.1 中国182

10.5.2 实例研究：乡村风能电力系统184

10.6 水源泵升184

10.6.1 风力抽水系统的设计185

10.6.2 大型系统186

10.7 风能产业187

10.7.1 风能产业（1980～1990年）190

10.7.2 风能产业（1990～2000年）191

10.7.3 风能产业（2000～2010年）192

10.8 评论193

习题194

参考文献195

第11章 体制198

11.1 预防成本198

11.2 公众关注199

11.2.1 安全199

11.2.2 电能质量200

11.2.3 用于公共事业的连接200

11.2.4 辅助费用200

11.3 安装和运行条例201

11.4 环境201

11.5 政策204

11.6 奖励205

11.6.1 美国205

11.6.2 其他国家208

11.7 外在因素209

风能——可再生能源与环境11.8 传输210

习题211

参考文献212

第12章 经济215

12.1 影响经济的因素216

12.2 一般意见216

12.3 经济分析217

12.3.1 简单的回收期218

12.3.2 能源成本219

12.3.3 能源价值220

12.4 生命周期成本221

12.5 目前的价值以及平准化成本222

12.6 外部因素223

12.7 风力项目的发展223

12.7.1 成本228

12.7.2 收益228

12.7.3 电力销售229

12.8 混合动力系统229

12.9 总结231

12.10 未来前景232

习题233

参考文献235

习题答案236