新農(nóng)村可再生能源實用技術(shù)手冊

第一章 農(nóng)村能源概論1
第一節(jié) 新能源與可再生能源簡介1
一、新能源與可再生能源1
二、我國能源資源特點3
第二節(jié) 農(nóng)村可再生能源與社會主義新農(nóng)村建設3
第三節(jié) 我國農(nóng)村能源現(xiàn)狀與發(fā)展6
一、我國農(nóng)村能源發(fā)展現(xiàn)狀6
二、農(nóng)村能源建設成效顯著6
三、我國農(nóng)村能源發(fā)展?jié)摿薮?
四、大力發(fā)展農(nóng)村能源8
第四節(jié) 我國農(nóng)村能源政策的思考與展望9
一、能源短缺時代的農(nóng)村能源政策9
二、安全訴求下的農(nóng)村能源政策11
三、氣候變化條件下的農(nóng)村能源政策12
四、簡要評論12
參考文獻14
第二章 太陽熱水裝置15
第一節(jié) 太陽能15
一、太陽15
二、太陽常數(shù)15
三、太陽輻射與光譜16
四、太陽與地球16
五、太陽的位置17
第二節(jié) 太陽的輻射21
一、太陽輻射的衰減21
二、地球表面的太陽輻射22
三、接收太陽輻射傾斜面的傾斜角25
第三節(jié) 太陽能的特點及儲存25
一、太陽能的特點25
二、太陽能的儲存26
第四節(jié) 太陽集熱器29
一、概述29
二、傳熱學的理論基礎29
三、平板太陽集熱器33
四、真空管太陽集熱器38
第五節(jié) 太陽熱水器44
一、概述44
二、悶曬太陽熱水器45
三、平板太陽熱水器48
四、真空管太陽熱水器51
第六節(jié) 太陽熱水器水箱53
一、水箱的作用與分類53
二、水箱的技術(shù)要求和規(guī)格尺寸55
三、水箱的常用材料56
四、水箱的制作56
第七節(jié) 太陽熱水系統(tǒng)58
一、太陽熱水系統(tǒng)的分類58
二、太陽熱水系統(tǒng)的設計61
三、太陽熱水系統(tǒng)的施工67
四、太陽熱水系統(tǒng)的運行與維護67
參考文獻69
第三章 太陽灶70
第一節(jié) 太陽灶的用途和工作原理70
一、太陽灶的用途70
二、太陽灶的工作原理70
第二節(jié) 太陽灶的設計74
一、幾個主要的設計參數(shù)74
二、采光面積的確定76
三、灶面輪廓的設計理論78
四、太陽灶支架的選取80
第三節(jié) 太陽灶制作的工藝與技術(shù)83
一、太陽灶模具的制作83
二、太陽灶灶殼的材料和制作88
三、反光材料90
四、支架材料92
第四節(jié) 太陽灶的安裝調(diào)試與使用92
一、如何挑選太陽灶92
二、太陽灶的安裝93
三、太陽灶使用注意事項94
第五節(jié) 太陽灶的技術(shù)要求和測試方法94
一、技術(shù)要求94
二、結(jié)構(gòu)檢測方法95
三、性能試驗方法96
第六節(jié) 典型案例97
一、年產(chǎn)能力為四千臺太陽灶廠的設備與人員情況97
二、太陽能溫暖工程受到農(nóng)牧民的廣泛歡迎97
參考文獻98
第四章 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)99
第一節(jié) 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行方式及組成99
一、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行方式99
二、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成99
第二節(jié) 太陽能電池106
一、太陽能電池及其分類106
二、太陽能電池的結(jié)構(gòu)108
三、太陽能電池的基本工作原理109
四、太陽能電池的基本特性109
五、太陽能電池生產(chǎn)制造工藝113
第三節(jié) 控制器122
一、控制器的功能122
二、控制器的控制方式和分類122
三、常見控制器的基本電路和工作原理123
四、控制器的選擇、安裝和使用、維護128第四節(jié) 鉛酸蓄電池128
一、閥控式密封鉛酸蓄電池定義及特點129
二、閥控式密封鉛酸蓄電池工作原理131
三、閥控式密封鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝流程134
四、閥控式密封鉛酸蓄電池技術(shù)性能要求136
五、閥控式密封鉛酸蓄電池安裝與檢驗137
六、閥控式密封鉛酸蓄電池管理與維護139
七、閥控式密封鉛酸蓄電池常見故障與處理方法140
第五節(jié) 逆變器141
一、逆變器的概念141
二、逆變器的作用141
三、逆變器的分類142
四、逆變器的基本結(jié)構(gòu)142
五、逆變器的工作原理143
六、逆變器的主要技術(shù)性能及評價選用144
七、光伏系統(tǒng)逆變器的操作使用與維護檢修146
第六節(jié) 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計、安裝與維護、管理146
一、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計146
二、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝與管理維護151
第七節(jié) 應用實例152
一、遼寧建昌貧困無電山區(qū)獨立家用太陽能光伏電源系統(tǒng)示范工程152
二、輸油輸氣管道陰極保護太陽能光伏電源系統(tǒng)154
三、10kW聯(lián)網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)158
四、深圳并網(wǎng)戶用太陽能光伏示范系統(tǒng)160
參考文獻162
第五章 農(nóng)村太陽房163
第一節(jié) 太陽房概述163
一、太陽房概述163
二、太陽房各類供暖方式的基本工作原理165
第二節(jié) 太陽房設計169
一、太陽房設計施工圖要求169
二、太陽房的規(guī)劃與建筑設計171
三、太陽房圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱設計176
四、太陽房的建筑蓄熱設計182
五、太陽能供暖方式的確定183
六、被動式太陽能采暖房的熱工設計計算185
第三節(jié) 太陽房施工與驗收193
一、工程質(zhì)量保障體系193
二、圍護結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造做法194
三、集熱蓄熱墻構(gòu)造做法201
四、施工質(zhì)量監(jiān)督201
第四節(jié) 太陽房運行維護與性能評估211
一、被動式太陽能采暖系統(tǒng)的運行與維修管理211
二、被動式太陽能采暖房的性能評價213
第五節(jié) 太陽房工程應用實例214
一、山西省左權(quán)縣被動太陽能采暖衛(wèi)生院214
二、天津地區(qū)被動太陽能采暖農(nóng)村住宅216
三、甘肅敦煌地區(qū)被動式太陽能農(nóng)村住宅228
附錄1 照射在房屋南立面上的月平均日太陽輻照量Htvs，MJ/（ｍ２·ｄ）237
附錄2 圍護結(jié)構(gòu)熱工指標推薦值239
附錄3 各類被動太陽能采暖房屋的SHFSLR曲線243
參考文獻245
第六章 農(nóng)村沼氣246
第一節(jié) 概述246
一、我國沼氣事業(yè)發(fā)展概況246
二、發(fā)展沼氣建設生態(tài)家園247
第二節(jié) 沼氣發(fā)酵的原理和條件248
一、沼氣發(fā)酵的原理248
二、沼氣發(fā)酵的條件254
第三節(jié) 沼氣發(fā)酵的工藝類型272
一、沼氣發(fā)酵的基本工藝流程272
二、厭氧消化器的分類274
三、常規(guī)型消化器277
四、污泥滯留型消化器279
五、附著膜型消化器287
六、其他沼氣發(fā)酵工藝289
第四節(jié) 農(nóng)村家用沼氣池291
一、農(nóng)村家用沼氣池的池形結(jié)構(gòu)291
二、農(nóng)村家用沼氣池的建造293
三、農(nóng)村家用沼氣池的運行與管理309
四、農(nóng)村家用沼氣池常見故障及處理方法315
五、農(nóng)村家用沼氣池維修和保養(yǎng)318
第五節(jié) 生活污水凈化沼氣池320
一、生活污水凈化沼氣池的用途和功能321
二、生活污水凈化沼氣池的工藝321
三、生活污水凈化沼氣池的運行管理323
四、生活污水凈化沼氣池的使用效果323
第六節(jié) 沼氣的凈化、儲存與輸配324
一、沼氣的凈化324
二、沼氣的儲存330
三、沼氣的輸配334
四、沼氣工程常用的閥門及計量表343
第七節(jié) 沼氣發(fā)酵產(chǎn)物的綜合利用347
一、沼氣發(fā)酵產(chǎn)物的概念347
二、沼氣的利用351
三、沼液的利用354
四、沼渣的利用361
參考文獻365
第七章 農(nóng)村生物質(zhì)熱利用366
第一節(jié) 生物質(zhì)熱利用概述366
一、生物質(zhì)能概述366
二、我國生物質(zhì)資源利用潛力366
三、生物質(zhì)能利用的特點367
四、生物質(zhì)熱利用368
五、秸稈發(fā)電368
第二節(jié) 生物質(zhì)燃燒技術(shù)368
一、生物質(zhì)燃料的特性368
二、生物質(zhì)燃料的燃燒過程371
三、燃料火焰特性373
四、燃料的元素分析及基準375
五、生物質(zhì)燃料的熱值376
六、生物質(zhì)燃燒過程的部分計算377
第三節(jié) 農(nóng)村省柴灶380
一、灶的演變過程380
二、灶的分類380
三、舊灶的弊病及存在的問題382
四、省柴灶的設計382
五、組裝式省柴灶和典型灶388
第四節(jié) 高效預制組裝架空炕391
一、火炕的結(jié)構(gòu)391
二、高效預制組裝架空炕392
三、幾種不同類型高效預制組合架空炕連灶示意圖395
第五節(jié) 高效低排放戶用生物質(zhì)爐具397
一、生物質(zhì)氣化原理397
二、高效低排放生物質(zhì)爐具399
第六節(jié) 生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)403
一、生物質(zhì)壓縮成型原理403
二、生物質(zhì)成型的工藝分類404
三、生物質(zhì)燃料壓縮成型技術(shù)405
四、生物質(zhì)成型燃料的標準介紹411
參考文獻414
第八章 生物質(zhì)集中供氣415
第一節(jié) 我國生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)發(fā)展415
一、我國熱解氣化技術(shù)的發(fā)展概述415
二、生物質(zhì)氣化集中供氣系統(tǒng)的發(fā)展416
第二節(jié) 生物質(zhì)氣化原理及工藝417
一、生物質(zhì)原料417
二、生物質(zhì)氣化的基本原理419
三、生物質(zhì)氣化條件及分類420
四、生物質(zhì)熱裂解（干餾氣化）423
五、生物質(zhì)燃氣的凈化424
第三節(jié) 氣化過程指標及影響氣化的因素425
一、氣化過程的指標425
二、影響氣化的因素427
三、氣化機組的主要性能指標429
第四節(jié) 氣化站的設備430
一、主要設備430
二、氣化站的附屬設備435
第五節(jié) 生物質(zhì)氣化站的設計437
一、氣化站的選址及條件437
二、氣化站分類437
三、氣化站建設用地437
四、氣化站內(nèi)對建筑的要求438
五、氣化站生產(chǎn)設施建筑面積確定438
六、氣化站的設計438
七、氣化站的安全439
八、氣化站的環(huán)境要求439
第六節(jié) 生物質(zhì)燃氣集中供氣系統(tǒng)的設計440
一、設計原則440
二、供氣熱流量（負荷）計算440
三、常用管材442
四、管道的連接442
五、鋼管的防腐443
六、室外生物質(zhì)燃氣管道的布線原則443
七、用戶生物質(zhì)燃氣管道布置444
八、室外生物質(zhì)燃氣管路的強度及氣密性試驗446
九、室內(nèi)生物質(zhì)燃氣管道的強度和氣密性試驗447
第七節(jié) 生物質(zhì)燃氣的應用447
一、生物質(zhì)燃氣的成分和熱值447
二、生物質(zhì)燃氣與部分其他燃氣理化性能及燃燒特性448
三、秸稈燃氣的主要特點448
四、灶具的主要性能448
五、生物質(zhì)燃氣的有害成分449
六、用戶使用秸稈氣應注意的安全事項449
七、燃氣用具的安全使用449
第八節(jié) 主要設備生產(chǎn)企業(yè)及其產(chǎn)品簡介450
一、山東大學生物能源技術(shù)開發(fā)中心450
二、合肥天焱綠色能源開發(fā)有限公司450
三、遼寧貝龍農(nóng)村能源環(huán)境技術(shù)有限公司451
四、大連市環(huán)境科學設計院的中溫氣化裂解技術(shù)451
五、河南焦作市秸稈燃氣設備工程有限公司452
參考文獻452
第九章 微型水力發(fā)電453
第一節(jié) 微水電概述453
一、微水電的定義453
二、微水電工程及其工作過程453
三、微水電的主要技術(shù)條件及特征454
四、微水電的發(fā)展過程455
五、微水電機組的分類456
六、微水電機組的型號編制方法456
七、有關(guān)微水電參數(shù)的基本概念457
第二節(jié) 微水電機組與選型458
一、微型水輪機458
二、微水電發(fā)電機462
三、微水電的調(diào)控設備465
四、微水電的結(jié)構(gòu)467
五、微水電的選型467
第三節(jié) 微水電土建施工、設備安裝與調(diào)試469
一、微水電土建施工470
二、微水電安裝與調(diào)試472
第四節(jié) 微水電供電工程設計與維護475
一、機房的配電布置475
二、輸電線的布置與架設475
三、電力設備的保護和安全用電476
四、微水電的維護477
參考文獻480
第十章 小型風力發(fā)電技術(shù)481
第一節(jié) 風能資源481
一、風特性481
二、風資源觀測482
三、常用風能公式及參數(shù)483
第二節(jié) 我國風能資源486
一、風能資源的儲量486
二、風能資源的分布486
三、我國風能區(qū)占全國面積的百分比488
四、世界氣象組織對風力等級的規(guī)定489
五、利用風能的優(yōu)點和局限性491
第三節(jié) 風力發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀492
一、風力發(fā)電機的定義492
二、風力發(fā)電機組的分類492
三、離網(wǎng)型（小型）風力發(fā)電的概況493
第四節(jié) 小型風力發(fā)電技術(shù)497
一、概述497
二、發(fā)電系統(tǒng)部件的功能500
三、小型風力發(fā)電機組的選型500
第五節(jié) 小型風力發(fā)電機組的安裝503
一、場地選擇503
二、機組安裝503
三、注意事項504
四、蓄電池的安裝505
五、國外小型風力發(fā)電機的發(fā)展506
第六節(jié) 小型風力發(fā)電機組的維護與保養(yǎng)507
一、日常維護保養(yǎng)507
二、定期維護保養(yǎng)507
三、蓄電池的使用與維護507
第七節(jié) 風力發(fā)電機組的故障及排除508
第八節(jié) 風力發(fā)電機組的形式與應用509
參考文獻511
第十一章 淺層地熱512
第一節(jié) 地熱資源與利用512
一、地熱資源——清潔的可再生能源512
二、中國天然溫泉分布512
三、地熱資源勘探513
四、地熱資源利用514
第二節(jié) 地源熱泵發(fā)展現(xiàn)狀515
一、地源熱泵——節(jié)能減排的一支新軍515
二、地源熱泵在世界上的發(fā)展515
三、地源熱泵的優(yōu)勢所在517
四、我國地源熱泵發(fā)展現(xiàn)狀517
第三節(jié) 地源空調(diào)原理與設計518
一、地源熱泵原理518
二、地源熱泵地下熱交換系統(tǒng)的設計521
第四節(jié) 地源熱泵系統(tǒng)運行與維護526
一、地源熱泵系統(tǒng)運行管理526
二、地源熱泵系統(tǒng)運行維護526
第五節(jié) 地源熱泵產(chǎn)品介紹527
一、概況527
二、部分產(chǎn)品介紹527
第六節(jié) 典型案例528
一、地埋管地源熱泵工程實例528
二、地下水地源熱泵工程實例534
參考文獻535
附錄　農(nóng)村能源常用計量單位及數(shù)據(jù)536
附錄一　國家法定計量單位536
一、能量計量單位536
二、單位制及其換算537
附錄二　農(nóng)村能源基本概念539
附錄三　國家相關(guān)法規(guī)和政策要求540
一、法規(guī)規(guī)定540
二、規(guī)劃目標540
三、政策要求541
附錄四　農(nóng)村可再生能源概況543
一、沼氣543
二、太陽能543
三、秸稈能源543
四、生物質(zhì)發(fā)電543
五、風能543
六、微水電543
附錄五　農(nóng)村能源常用統(tǒng)計數(shù)據(jù)544
一、中國農(nóng)村能源消費544
二、農(nóng)村能源常用主要測算數(shù)據(jù)544