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出版者:Wiley

作者:B. K. Hodge

出品人:

页数:418

译者:

出版时间:2009-04-13

价格:1064.00 元

装帧:Paperback

isbn号码:9780470142509

丛书系列:

图书标签:

• 學術
• Alternative Energy
• Renewable Energy
• Sustainable Energy
• Energy Systems
• Solar Energy
• Wind Energy
• Hydropower
• Geothermal Energy
• Bioenergy
• Energy Technology

《新能源系统：技术、应用与未来展望》 这本书并非聚焦于“替代能源系统”这一特定名称，而是深入探讨了当前全球能源格局正在经历的深刻变革，以及支撑这一变革的各类新能源技术、它们的实际应用场景，并对未来的能源发展趋势进行了前瞻性分析。它旨在为读者提供一个全面、客观且具有前瞻性的视角，理解我们如何从传统化石能源转向更加可持续、清洁的能源体系。 第一部分：新能源技术的核心驱动与关键原理 本部分将系统性地梳理构成现代新能源体系的几大支柱技术。我们将从基础原理出发，深入剖析每种技术的运作机制。 太阳能转换技术： 详细介绍光伏效应的物理基础，不同类型太阳能电池（晶硅、薄膜、有机、钙钛矿等）的结构、优缺点、制造工艺及效率提升的最新进展。同时，也将涵盖太阳能热利用技术，包括集热原理、不同集热器类型（平板式、真空管式、聚光式）及其在供暖、发电领域的应用。 风力发电技术： 探讨风能捕获的空气动力学原理，不同类型风力发电机（水平轴、垂直轴）的设计特点、关键部件（叶片、齿轮箱、发电机）的演进，以及海上风电相较于陆上风电的独特优势与挑战。我们将审视风速波动性问题及其应对策略。 水能利用与海洋能： 除了传统的水力发电，还会关注小型水电、抽水蓄能等形式。重点将放在新兴的海洋能技术，如潮汐能（淹没式、闸门式）、波浪能（各种浮式、固定式装置）和温差能（OTEC）的潜力、技术瓶颈与发展前景。 生物质能的转化与利用： 阐述生物质能的来源（农业废弃物、林业残渣、能源作物等）及其多样化的转化途径，包括直接燃烧、气化、液化（生物乙醇、生物柴油）和厌氧消化（沼气）。我们将讨论生物质能的可持续性、土地利用冲突以及其在能源和化学品生产中的作用。 地热能的开发与应用： 讲解地球内部的热量如何被提取和利用，介绍不同类型的地热资源（高温、中温、低温）及其相应的发电技术（干蒸汽、闪蒸、二元循环）和直接利用（供暖、温泉、工业过程）。地热能的稳定性和环境影响也将是讨论的重点。 核能的安全与先进反应堆： 对当前主流的核裂变技术进行客观评估，强调其在低碳能源供应中的地位，并重点关注核安全技术、废料处理的挑战，以及第四代反应堆等下一代核能技术的研发方向，探讨其潜在的更高安全性和效率。 第二部分：新能源系统的集成与应用实践 本部分将从宏观视角出发，审视这些新能源技术如何在实际系统中得到整合与应用，以及它们在不同领域扮演的角色。 电网的现代化与智能化： 详细探讨如何将间歇性、波动性较强的新能源（如太阳能、风能）高效、稳定地整合到现有电网中。内容将包括智能电网的核心技术（先进测量基础设施AMI、通信网络、数据分析）、需求侧响应、储能系统的关键作用（电池储能、抽水蓄能、压缩空气储能等）以及其成本效益分析。 分布式能源与微电网： 分析分布式能源（如屋顶太阳能、小型风电机）的发展趋势，以及它们如何构建更加灵活、可靠的区域性电网——微电网。我们将讨论微电网在提高能源韧性、应对极端天气事件、实现能源自给自足等方面的优势。 交通领域的能源转型： 深入分析电动汽车（EV）的动力系统、电池技术（能量密度、充电速度、寿命）、充电基础设施建设的挑战与机遇。同时，也将探讨氢燃料电池汽车（FCV）的技术路径、氢能源的生产（绿氢、蓝氢）、储存与运输，以及它们在重型运输、航空航海等领域的潜在应用。 工业与建筑领域的节能减排： 探讨如何利用新能源技术为工业生产过程提供清洁能源，如热泵、太阳能热利用、生物质能锅炉等。在建筑领域，我们将关注节能设计、绿色建筑材料、被动式太阳能利用、以及智能家居系统如何与新能源协同工作，实现能源效率的最大化。 能源存储的多元化发展： 除了电化学储能，还将介绍机械储能（飞轮、重力储能）、热储能（熔融盐、相变材料）、以及化学储能（氢能）等多种形式，分析它们各自的适用场景、技术成熟度与经济性。 第三部分：新能源发展面临的挑战与未来展望 本部分将聚焦于新能源发展过程中存在的关键问题，并对未来的发展趋势做出预测。 经济性与政策驱动： 分析新能源技术的成本下降趋势，包括规模经济、技术进步、以及政策补贴（如税收抵免、可再生能源配额制）对市场推广的关键影响。我们将讨论不同国家和地区的能源政策导向及其对全球能源结构的影响。 技术瓶颈与研发方向： 审视当前各项新能源技术在效率、成本、寿命、可靠性、原材料获取等方面的技术瓶颈。同时，也将展望未来可能出现的颠覆性技术，如更高效的太阳能电池材料、更先进的储能技术、碳捕获与利用（CCUS）与新能源的结合等。 环境与社会影响： 客观评估新能源开发可能带来的环境影响，例如土地占用、对生态系统的潜在干扰、以及关键矿产资源的开采问题。同时，也将探讨新能源发展对就业、社会公平、能源可及性等方面的社会经济影响。 全球能源治理与合作： 分析国际社会在推动新能源发展方面的合作机制与挑战，包括技术转让、标准制定、以及应对气候变化的全球性协议。 能源系统的韧性与安全： 探讨在能源转型过程中，如何构建更加多元化、更具韧性的能源供应体系，以应对地缘政治风险、自然灾害等突发事件，确保能源安全。 本书旨在通过详实的数据、深入的技术分析和前瞻性的洞察，为政策制定者、行业从业者、研究人员以及所有关心能源未来的读者提供一份宝贵的参考。它强调的是一个动态、多维度、不断演进的能源世界，而非某个孤立的“系统”概念。

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我必须承认，这本书的“系统集成”部分让我头痛不已，但同时也无比着迷。它不仅仅是罗列了各种清洁能源技术，而是花费了大量的篇幅来探讨“它们如何协同工作”——如何利用人工智能和大数据优化智能电网的调度，如何将间歇性的可再生能源无缝接入现有电网而不引发不稳定。特别是关于虚拟电厂（VPP）的软件架构和通信协议的描述，简直是未来能源管理的中枢神经系统蓝图。我花了很长时间才消化了其中关于能源区块链应用的部分，作者用一种近乎预言家的口吻描绘了去中心化能源交易的未来图景。这本书的价值在于，它不满足于描述“现状”，而是勇敢地指向了“下一个十年会是什么样子”。对于那些正在规划能源数字化转型的企业高管或者政策制定者而言，这本书提供了极具洞察力的路线图，虽然阅读过程需要极大的专注力，但一旦领悟，所带来的视野提升是巨大的。

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说实话，我买这本书是冲着它封面上那个充满科技感的插图去的，没想到内容比封面更让人震撼。这本书的叙事方式非常独特，它没有采用传统的教科书那种平铺直叙的结构，而是更像是一场由不同能源专家接力完成的深度对话。我尤其喜欢其中关于生物燃料碳中和路径的分析，作者没有回避其中的争议点，比如土地使用竞争和生命周期评估的复杂性，反而用一种近乎辩论的口吻，将正反两方的论据都阐述得淋漓尽致，让读者自己去权衡。它真正做到了“平衡”——无论是技术平衡还是观点平衡。对我这个非能源专业出身，但对可持续发展非常关注的读者来说，这本书的价值在于它极大地拓宽了我的认知边界，让我理解到能源转型绝不是单一技术的胜利，而是一个涉及政策、经济、社会接受度等多个维度的复杂博弈。唯一感到遗憾的是，关于海洋能的介绍篇幅相对较少，感觉像是一个精彩故事的序章，意犹未尽。

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从一个长期关注能源经济角度来看，这本书的非技术性分析章节是它的亮点。作者对“能源贫困”与“能源获取公平性”的讨论，让我重新审视了技术本身的中立性问题。书中引用了大量的经济模型和政策分析案例，探讨了化石燃料补贴的逐步取消对发展中国家的潜在影响，以及如何通过创新的金融工具（如绿色债券和影响力投资）来加速可再生能源的部署。我欣赏作者没有将技术视为万能药，而是将其置于复杂的社会经济背景之下进行考量。阅读过程中，我不断地在思考，如何将这些先进的能源技术，通过更具包容性的商业模式推广到最需要它们的人群中去。这本书的论证层次非常丰富，从微观的材料科学到宏观的全球能源治理，都给予了足够的关注，它真正体现了“替代能源系统”的全面性和复杂性，而不是单一地歌颂某种“神话技术”。

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这本书简直是能源领域的百科全书！我花了整整一个周末才勉强读完前三分之一，但每一页都充满了干货。作者对太阳能光伏系统的深入剖析令人印象深刻，特别是关于新型钙钛矿电池效率提升的章节，简直是革命性的见解。我过去一直对储能技术抱有疑虑，但读完关于长时储能（LDES）的详尽论述后，我对电网的未来稳定性充满了信心。书中不仅有扎实的理论基础，更有大量的实际案例分析，比如某个偏远社区如何成功地整合了微电网，实现了能源自给自足。那种描述细节的程度，让我感觉自己仿佛亲身参与了项目的设计与实施。唯一的缺点可能是，对于初学者来说，某些高级热力学和材料科学的章节确实有些晦涩，需要反复研读。但对于工程专业人士或者希望在可再生能源领域深耕的人来说，这绝对是一本案头的必备参考书，它的深度和广度是市面上其他书籍难以企及的。它不仅仅是关于“替代能源”，更是关于“系统工程”的艺术与科学的完美结合。

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这本书的排版设计和图表制作水平简直是业内顶尖。我之前读过好几本关于风能的书，但都没有这本书对不同类型风力涡轮机（从水平轴到垂直轴，再到最新的漂浮式海上风电）的流体力学模型描述得如此清晰直观。那些三维渲染图和计算流体力学（CFD）的结果展示，让原本抽象的空气动力学原理变得触手可及。对于我这种偏向硬件优化和结构设计的工程师来说，光是研究这些图表就已经收获颇丰。它对极端环境下的能源系统韧性（Resilience）的探讨，也极具前瞻性，探讨了在气候变化加剧的背景下，如何设计出更耐受恶劣天气的能源基础设施。这已经超出了纯粹的能源技术范畴，上升到了基础设施战略的高度。这本书的语言风格非常严谨，充满学术气息，但通过穿插的历史小故事——比如某个早期实验的失败与教训——又巧妙地调剂了阅读的疲劳感，让人感觉像是在一位经验老到的教授的私人讲座上听课。

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