新农村可再生能源实用技术手册

第一章 农村能源概论1
第一节 新能源与可再生能源简介1
一、新能源与可再生能源1
二、我国能源资源特点3
第二节 农村可再生能源与社会主义新农村建设3
第三节 我国农村能源现状与发展6
一、我国农村能源发展现状6
二、农村能源建设成效显著6
三、我国农村能源发展潜力巨大7
四、大力发展农村能源8
第四节 我国农村能源政策的思考与展望9
一、能源短缺时代的农村能源政策9
二、安全诉求下的农村能源政策11
三、气候变化条件下的农村能源政策12
四、简要评论12
参考文献14
第二章 太阳热水装置15
第一节 太阳能15
一、太阳15
二、太阳常数15
三、太阳辐射与光谱16
四、太阳与地球16
五、太阳的位置17
第二节 太阳的辐射21
一、太阳辐射的衰减21
二、地球表面的太阳辐射22
三、接收太阳辐射倾斜面的倾斜角25
第三节 太阳能的特点及储存25
一、太阳能的特点25
二、太阳能的储存26
第四节 太阳集热器29
一、概述29
二、传热学的理论基础29
三、平板太阳集热器33
四、真空管太阳集热器38
第五节 太阳热水器44
一、概述44
二、闷晒太阳热水器45
三、平板太阳热水器48
四、真空管太阳热水器51
第六节 太阳热水器水箱53
一、水箱的作用与分类53
二、水箱的技术要求和规格尺寸55
三、水箱的常用材料56
四、水箱的制作56
第七节 太阳热水系统58
一、太阳热水系统的分类58
二、太阳热水系统的设计61
三、太阳热水系统的施工67
四、太阳热水系统的运行与维护67
参考文献69
第三章 太阳灶70
第一节 太阳灶的用途和工作原理70
一、太阳灶的用途70
二、太阳灶的工作原理70
第二节 太阳灶的设计74
一、几个主要的设计参数74
二、采光面积的确定76
三、灶面轮廓的设计理论78
四、太阳灶支架的选取80
第三节 太阳灶制作的工艺与技术83
一、太阳灶模具的制作83
二、太阳灶灶壳的材料和制作88
三、反光材料90
四、支架材料92
第四节 太阳灶的安装调试与使用92
一、如何挑选太阳灶92
二、太阳灶的安装93
三、太阳灶使用注意事项94
第五节 太阳灶的技术要求和测试方法94
一、技术要求94
二、结构检测方法95
三、性能试验方法96
第六节 典型案例97
一、年产能力为四千台太阳灶厂的设备与人员情况97
二、太阳能温暖工程受到农牧民的广泛欢迎97
参考文献98
第四章 太阳能光伏发电系统99
第一节 太阳能光伏发电系统的运行方式及组成99
一、太阳能光伏发电系统的运行方式99
二、太阳能光伏发电系统的组成99
第二节 太阳能电池106
一、太阳能电池及其分类106
二、太阳能电池的结构108
三、太阳能电池的基本工作原理109
四、太阳能电池的基本特性109
五、太阳能电池生产制造工艺113
第三节 控制器122
一、控制器的功能122
二、控制器的控制方式和分类122
三、常见控制器的基本电路和工作原理123
四、控制器的选择、安装和使用、维护128第四节 铅酸蓄电池128
一、阀控式密封铅酸蓄电池定义及特点129
二、阀控式密封铅酸蓄电池工作原理131
三、阀控式密封铅酸蓄电池结构及生产工艺流程134
四、阀控式密封铅酸蓄电池技术性能要求136
五、阀控式密封铅酸蓄电池安装与检验137
六、阀控式密封铅酸蓄电池管理与维护139
七、阀控式密封铅酸蓄电池常见故障与处理方法140
第五节 逆变器141
一、逆变器的概念141
二、逆变器的作用141
三、逆变器的分类142
四、逆变器的基本结构142
五、逆变器的工作原理143
六、逆变器的主要技术性能及评价选用144
七、光伏系统逆变器的操作使用与维护检修146
第六节 太阳能光伏发电系统的设计、安装与维护、管理146
一、太阳能光伏发电系统的设计146
二、太阳能光伏发电系统的安装与管理维护151
第七节 应用实例152
一、辽宁建昌贫困无电山区独立家用太阳能光伏电源系统示范工程152
二、输油输气管道阴极保护太阳能光伏电源系统154
三、10kW联网光伏发电系统158
四、深圳并网户用太阳能光伏示范系统160
参考文献162
第五章 农村太阳房163
第一节 太阳房概述163
一、太阳房概述163
二、太阳房各类供暖方式的基本工作原理165
第二节 太阳房设计169
一、太阳房设计施工图要求169
二、太阳房的规划与建筑设计171
三、太阳房围护结构的保温隔热设计176
四、太阳房的建筑蓄热设计182
五、太阳能供暖方式的确定183
六、被动式太阳能采暖房的热工设计计算185
第三节 太阳房施工与验收193
一、工程质量保障体系193
二、围护结构保温构造做法194
三、集热蓄热墙构造做法201
四、施工质量监督201
第四节 太阳房运行维护与性能评估211
一、被动式太阳能采暖系统的运行与维修管理211
二、被动式太阳能采暖房的性能评价213
第五节 太阳房工程应用实例214
一、山西省左权县被动太阳能采暖卫生院214
二、天津地区被动太阳能采暖农村住宅216
三、甘肃敦煌地区被动式太阳能农村住宅228
附录1 照射在房屋南立面上的月平均日太阳辐照量Htvs，MJ/（ｍ２·ｄ）237
附录2 围护结构热工指标推荐值239
附录3 各类被动太阳能采暖房屋的SHFSLR曲线243
参考文献245
第六章 农村沼气246
第一节 概述246
一、我国沼气事业发展概况246
二、发展沼气建设生态家园247
第二节 沼气发酵的原理和条件248
一、沼气发酵的原理248
二、沼气发酵的条件254
第三节 沼气发酵的工艺类型272
一、沼气发酵的基本工艺流程272
二、厌氧消化器的分类274
三、常规型消化器277
四、污泥滞留型消化器279
五、附着膜型消化器287
六、其他沼气发酵工艺289
第四节 农村家用沼气池291
一、农村家用沼气池的池形结构291
二、农村家用沼气池的建造293
三、农村家用沼气池的运行与管理309
四、农村家用沼气池常见故障及处理方法315
五、农村家用沼气池维修和保养318
第五节 生活污水净化沼气池320
一、生活污水净化沼气池的用途和功能321
二、生活污水净化沼气池的工艺321
三、生活污水净化沼气池的运行管理323
四、生活污水净化沼气池的使用效果323
第六节 沼气的净化、储存与输配324
一、沼气的净化324
二、沼气的储存330
三、沼气的输配334
四、沼气工程常用的阀门及计量表343
第七节 沼气发酵产物的综合利用347
一、沼气发酵产物的概念347
二、沼气的利用351
三、沼液的利用354
四、沼渣的利用361
参考文献365
第七章 农村生物质热利用366
第一节 生物质热利用概述366
一、生物质能概述366
二、我国生物质资源利用潜力366
三、生物质能利用的特点367
四、生物质热利用368
五、秸秆发电368
第二节 生物质燃烧技术368
一、生物质燃料的特性368
二、生物质燃料的燃烧过程371
三、燃料火焰特性373
四、燃料的元素分析及基准375
五、生物质燃料的热值376
六、生物质燃烧过程的部分计算377
第三节 农村省柴灶380
一、灶的演变过程380
二、灶的分类380
三、旧灶的弊病及存在的问题382
四、省柴灶的设计382
五、组装式省柴灶和典型灶388
第四节 高效预制组装架空炕391
一、火炕的结构391
二、高效预制组装架空炕392
三、几种不同类型高效预制组合架空炕连灶示意图395
第五节 高效低排放户用生物质炉具397
一、生物质气化原理397
二、高效低排放生物质炉具399
第六节 生物质压缩成型技术403
一、生物质压缩成型原理403
二、生物质成型的工艺分类404
三、生物质燃料压缩成型技术405
四、生物质成型燃料的标准介绍411
参考文献414
第八章 生物质集中供气415
第一节 我国生物质热解气化技术发展415
一、我国热解气化技术的发展概述415
二、生物质气化集中供气系统的发展416
第二节 生物质气化原理及工艺417
一、生物质原料417
二、生物质气化的基本原理419
三、生物质气化条件及分类420
四、生物质热裂解（干馏气化）423
五、生物质燃气的净化424
第三节 气化过程指标及影响气化的因素425
一、气化过程的指标425
二、影响气化的因素427
三、气化机组的主要性能指标429
第四节 气化站的设备430
一、主要设备430
二、气化站的附属设备435
第五节 生物质气化站的设计437
一、气化站的选址及条件437
二、气化站分类437
三、气化站建设用地437
四、气化站内对建筑的要求438
五、气化站生产设施建筑面积确定438
六、气化站的设计438
七、气化站的安全439
八、气化站的环境要求439
第六节 生物质燃气集中供气系统的设计440
一、设计原则440
二、供气热流量（负荷）计算440
三、常用管材442
四、管道的连接442
五、钢管的防腐443
六、室外生物质燃气管道的布线原则443
七、用户生物质燃气管道布置444
八、室外生物质燃气管路的强度及气密性试验446
九、室内生物质燃气管道的强度和气密性试验447
第七节 生物质燃气的应用447
一、生物质燃气的成分和热值447
二、生物质燃气与部分其他燃气理化性能及燃烧特性448
三、秸秆燃气的主要特点448
四、灶具的主要性能448
五、生物质燃气的有害成分449
六、用户使用秸秆气应注意的安全事项449
七、燃气用具的安全使用449
第八节 主要设备生产企业及其产品简介450
一、山东大学生物能源技术开发中心450
二、合肥天焱绿色能源开发有限公司450
三、辽宁贝龙农村能源环境技术有限公司451
四、大连市环境科学设计院的中温气化裂解技术451
五、河南焦作市秸秆燃气设备工程有限公司452
参考文献452
第九章 微型水力发电453
第一节 微水电概述453
一、微水电的定义453
二、微水电工程及其工作过程453
三、微水电的主要技术条件及特征454
四、微水电的发展过程455
五、微水电机组的分类456
六、微水电机组的型号编制方法456
七、有关微水电参数的基本概念457
第二节 微水电机组与选型458
一、微型水轮机458
二、微水电发电机462
三、微水电的调控设备465
四、微水电的结构467
五、微水电的选型467
第三节 微水电土建施工、设备安装与调试469
一、微水电土建施工470
二、微水电安装与调试472
第四节 微水电供电工程设计与维护475
一、机房的配电布置475
二、输电线的布置与架设475
三、电力设备的保护和安全用电476
四、微水电的维护477
参考文献480
第十章 小型风力发电技术481
第一节 风能资源481
一、风特性481
二、风资源观测482
三、常用风能公式及参数483
第二节 我国风能资源486
一、风能资源的储量486
二、风能资源的分布486
三、我国风能区占全国面积的百分比488
四、世界气象组织对风力等级的规定489
五、利用风能的优点和局限性491
第三节 风力发电行业现状492
一、风力发电机的定义492
二、风力发电机组的分类492
三、离网型（小型）风力发电的概况493
第四节 小型风力发电技术497
一、概述497
二、发电系统部件的功能500
三、小型风力发电机组的选型500
第五节 小型风力发电机组的安装503
一、场地选择503
二、机组安装503
三、注意事项504
四、蓄电池的安装505
五、国外小型风力发电机的发展506
第六节 小型风力发电机组的维护与保养507
一、日常维护保养507
二、定期维护保养507
三、蓄电池的使用与维护507
第七节 风力发电机组的故障及排除508
第八节 风力发电机组的形式与应用509
参考文献511
第十一章 浅层地热512
第一节 地热资源与利用512
一、地热资源——清洁的可再生能源512
二、中国天然温泉分布512
三、地热资源勘探513
四、地热资源利用514
第二节 地源热泵发展现状515
一、地源热泵——节能减排的一支新军515
二、地源热泵在世界上的发展515
三、地源热泵的优势所在517
四、我国地源热泵发展现状517
第三节 地源空调原理与设计518
一、地源热泵原理518
二、地源热泵地下热交换系统的设计521
第四节 地源热泵系统运行与维护526
一、地源热泵系统运行管理526
二、地源热泵系统运行维护526
第五节 地源热泵产品介绍527
一、概况527
二、部分产品介绍527
第六节 典型案例528
一、地埋管地源热泵工程实例528
二、地下水地源热泵工程实例534
参考文献535
附录　农村能源常用计量单位及数据536
附录一　国家法定计量单位536
一、能量计量单位536
二、单位制及其换算537
附录二　农村能源基本概念539
附录三　国家相关法规和政策要求540
一、法规规定540
二、规划目标540
三、政策要求541
附录四　农村可再生能源概况543
一、沼气543
二、太阳能543
三、秸秆能源543
四、生物质发电543
五、风能543
六、微水电543
附录五　农村能源常用统计数据544
一、中国农村能源消费544
二、农村能源常用主要测算数据544