可再生能源的电气技术_(美) 加里·古德斯塔尔著_9787111545880

本书介绍了电路理论的基本概念和原理，讨论了电池、逆变器、控制器等广泛应用于可再生能源发电系统的设备，重点对光伏太阳能发电、风力发电和燃料电池技术进行了讲解。

几年前，有人建议我开设一门电气理论的入门课程，受众对象是那些对光伏技术感兴趣以及准备从事可再生能源领域工作的人。
　　我的目标是开设一门短期课程，在使学生奠定坚实电气理论基础的同时，突出太阳电池技术，从而使学习该课程的学生能够参与到综合性的光伏项目中。
　　我曾经考虑选取一本书来构建这门课程，该书可作为课程的教学用书。然而我找不到一本合适的书能与我的目标吻合。有一些书用800多页来详细讲授直流和交流电气理论，有的书聚焦于半导体技术，有些书旨在使读者深入学习光伏电池或燃料电池技术却只对电气理论进行了非常概要的讲述（他们假定读者懂得电气理论和实际应用方面的知识）。因此，我不得不撰写了许多“注解”用于这门课程。
　　本书就是源于这些注解和我在课堂上的讲授。然而，尽管我的这些注解和讲座主要采用了光伏技术的电气实例，本书仍然可以为光伏、风电和燃料电池系统提供坚实的电气理论基础。同时，前7章所讲授的内容是所有相关从业者为理解任何可再生能源发电系统时所应当知悉的。
　　在许多情况下，可再生能源系统的安装者、现场技师、系统设计者和产品工程师之间均存在知识的差距。这些人常常无法进行技术交流，只因为缺乏基本的电气理解或基础技术语言。
　　在可再生能源发电系统的建设中，技师、设计人员、安装者和工程师必须组成团队、协同工作。本书在可再生能源从业者的实践和理论之间搭建了一座桥梁，并介绍了常用的技术语言和知识基础。
　　本书的第一部分涵盖了直流电（DC）和交流电（AC）的电路及原理。还介绍了测量仪表、欧姆定律、无功功率、功率因数、单相和三相电、变压器和蓄电池等内容。
　　本书第二部分涵盖了光伏和风电系统均在使用的控制器和逆变器。讲述了相关光伏器件的工作原理，包括辐照强度、温度与I-V曲线的关系等。同时介绍了电池材料和制造方法，阐述了如何利用最大功率点跟踪器来提高系统的效率，并讨论了其在不同系统的应用。
　　对风力机的学习则从风功率密度是如何受到风速和风轮扫掠面积的影响开始的。本书讨论了风力机输出功率的计算方法，以及影响输出功率效率的因素。设计者可以从相关图表中得到所需系统应用的数据。本书还讨论了包括异步感应电机在内的风力发电机，并阐述了其在不同系统中的应用。
　　燃料电池是通过燃料的电化学反应而不是直接燃烧来发电的。燃料电池的输出是电能、水和某些应用场合产生的少量二氧化碳。燃料电池因可以利用可再生能源而被归入本书。本书的最后一章介绍了氢-氧燃料电池的工作原理，解释了在阴极和阳极发生的化学反应，并阐述了电池电解质的关键功能。最后一章还介绍了工作温度、压力和各种电解质对于燃料电池系统应用的影响。
　　本书具有的许多特点可以帮助读者更好地理解这些理论和应用，例如：
　　1）本书没有用专门的章节讨论电气测量仪表的设计，而是结合具体应用介绍了用仪表进行电路测量的方法以及仪表特点对测量结果的影响。
　　2）本书并未单独介绍变压器，而是结合电力传输和配电对其进行了讲解。在讨论磁感应和互感原理时，对变压器的工作过程也有所述及。
　　3）光伏电池由半导体材料制成，因此在讨论光伏电池的设计制造时首先对半导体理论进行了介绍。二极管的工作原理也是在讲授光伏电池设计时进行了介绍。
　　4）感应式电动机和发电机也是在介绍风力发电机时进行了讲解，而并未独立讲授。
　　5）每章都附有“探索”题目，旨在促使读者进一步学习相关内容，但是并未展开介绍。
　　6）大部分电气理论书籍采用电池组或常见的交流市电作为电源，但是本书中的许多例子则使用光伏系统和风力机作为发电源。
　　“水涨众船高”愿那些与我们一同开始这段学习旅程的人们好运！
　　GaryGoodstal

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