風能：可再生能源與環境

第1章 緒論
1.1 歷史
1.1.1 荷蘭風車
1.1.2 農場風車
1.1.3 離網型風電系統
1.1.4 並網型發電系統
1.2 風電場
1.3 小型系統
參考文獻

第2章 能源
2.1 原理
2.1.1 可再生能源的利與弊
2.1.2 經濟學
2.2 能源和電力的定義
2.3 能量基本定律
2.4 熱力學法則下的能源困境
2.4.1 保護
2.4.2 效率
2.5 指數增長
2.6 化石燃料的使用
2.6.1 石油和天然氣
2.6.2 煤
2.7 核能
2.8 指數增長的數學應用
2.8.1 倍增時間
2.8.2 資源消耗
2.9 有限資源的使用壽命
2.10 總結
問題/練習
數量級估計
習題
參考文獻

第3章 風特性
3.1 全球環流
3.2 風能利用極限
3.3 風的能量
3.4 風剪切
3.5 風向
3.6 風能密度
3.7 湍流
3.8 風速直方圖
3.9 風速一時間曲線
3.10 風能密度變化量
3.11 風速分佈
3.12 概括總結
問題/練習
習題
參考文獻

第4章 風資源
4.1 美國
4.2 歐盟
4.3 其他國家和地區
4.4 海洋風
4.4.1 得克薩斯州墨西哥海岸地區
4.4.2 世界
4.5 儀器儀表
4.5.1 杯形和螺旋形風速儀
4.5.2 風向
4.5.3 儀器特點
4.5.4 測量
4.5.5 植被指示
4.6 數據記錄儀
4.7 小型風力機的風力測量
習題
參考文獻

第5章 風力機
5.1 拖動裝置
5.2 提升裝置
5.3 轉軸方向
5.4 系統描述
5.5 空氣動力學
5.6 控制
5.6.1 正常運行
5.6.2 故障
5.7 產能
5.7.1 發電機尺寸
5.7.2 轉子面積以及風力圖
5.7.3 出廠曲線
5.8 年產能計算
5.9 新型風力系統
5.10 應用
5.10.1 電能
5.10.2 機械能
5.10.3 熱能
5.10.4 風能混合動力系統
5.10.5 總結
5.11儲能
習題
參考文獻

第6章 風力機設計
6.1 引言
6.2 空氣動力學
6.3 專業術語
6.4 拖動裝置
6.5 提升裝置
6.5.1 最大理論功率
6.5.2 旋轉
6.6 空氣動力學性能預測
6.7 測定功率和功率因數
6.8 結構
6.8.1 葉片
6.8.2 系統的其他部分
6.9 演化
6.10 小型風力機
習題
參考文獻

第7章 電氣
7.1 基本原理
7.1.1 法拉第電磁感應定律
7.1.2 相位角以及功率因數
7.2 發電機
7.2.1 異步發電機(恆轉速運行)
7.2.2 雙饋異步發電機(變轉速運行)
7.2.3 直驅發電機(變轉速運行)
7.2.4 永磁發電機(變轉速運行)
7.2.5 發電機的比較
7.2.6 發電機實例
7.3 電能質量
7.4 電子技術
7.4.1 控制器
7.4.2 電力電子技術
7.4.3 變頻器
7.5 閃電
7.6 卸荷電阻
習題
參考文獻

第8章 性能
8.1 性能測量
8.2 風力統計
8.3 風電場性能
8.3.1 加利福尼亞風電場
8.3.2 美國其他風電場
8.3.3 其他國家和地區的風電場
8.4 尾流效應
8.5 Enertech44
8.6 Bergey曲線
8.7 抽水
8.7.1 農場風車
8.7.2 電-電系統
8.8 風/柴互補混合系統
8.9 葉片性能
8.9.1 表面粗糙度
8.9.2 邊界層控制
8.9.3 渦流發生器
8.9.4 流動可視化
8.10 評論
習題
參考文獻

第9章 選址
9.1 小型風力機
9.1.1 噪聲
9.1.2 視覺衝擊
9.2 風電場
9.2.1 長期參考站
9.2.2 風電場的選址
9.3 數字地圖
9.4 地理信息系統
9.5 風力資源篩選
9.5.1 西北太平洋實驗室對得克薩斯州的風能估計
9.5.2 可替代能源研究所對得克薩斯州的風能估計
9.5.3 美國的風力發電
9.6 數值模型
9.7 微觀選址
9.8 海風
總結
習題
參考文獻

第10章 應用實例和風能產業
10.1 公共電力
10.2 小型風力機
10.3 分佈式系統
10.4 風/柴互補系統
10.5 鄉村電力
10.5.1 中國
10.5.2 實例研究：鄉村風能電力系統
10.6 水源泵升
10.6.1 風力抽水系統的設計
10.6.2 大型系統
10.7 風能產業
10.7.1 風能產業(1980～1990年)
10.7.2 風能產業(1990～2000年)
10.7.3 風能產業(2000～2010年)
10.8 評論
習題
參考文獻

第11章 體制
11.1 預防成本
11.2 公眾關注
11.2.1 安全
11.2.2 電能質量
11.2.3 用於公共事業的連接
11.2.4 輔助費用
11.3 安裝和運行條例
11.4 環境
11.5 政策
11.6 獎勵
11.6.1 美國
11.6.2 其他國家
11.7 外在因素
11.8 傳輸
習題
參考文獻

第12章 經濟
12.1 影響經濟的因素
12.2 一般意見
12.3 經濟分析
12.3.1 簡單的回收期
12.3.2 能源成本
12.3.3 能源價值
12.4 生命週期成本
12.5 目前的價值以及平準化成本
12.6 外部因素
12.7 風力項目的發展
12.7.1 成本
12.7.2 收益
12.7.3 電力銷售
12.8 混合動力系統
12.9 總結
12.10未來前景
習題
參考文獻
習題答案