由于各个国家的资源、经济、地理环境以及科学技术等方面的情况不同，发电能源构成有很大差异。美国、德国和英国等国家，煤炭资源有一定的储量和开采量，发电能源构成中煤炭发电量的比例较大，约占35%～55%;日本国内缺乏能源资源，发电用能源主要靠进口，各类能源发电量比较均衡，油电、气电和核电的发电量比例均在20%～30%左右;加拿大水能资源丰富且开发程度较高，水电在发电总量中的比例超过60%;而法国电源结构中，核电在总发电量中的比例高达79%。

70年代世界石油危机和核电的发展，对工业发达国家的发电能源构成产生了重大影响，石油在发电能源中的比例下降，核电在一些工业发达国家中受到重视，在发电能源构成中的比例急剧上升。80年代后期，由于某些核电厂发生重大安全事故，核电发展放慢，在一些国家甚至停止发展核电，如意大利陆续关闭了所有核电厂。然而，在缺乏常规能源的国家核电仍有进一步发展的趋势。例如日本，1997年电源结构中，核能30.99%，油电18.19%，液化天然气发电20.54%，煤电约19.06%，水电8.72%;预计到2050年的电源结构为，核能发电占54%～56%，液化天然气发电17%，煤电17%，水电6%～8%，其他天然能源发电5%～6%;日本是用核电的快速增长来替代燃油电厂，煤电和其他天然能源发电所占比重均有所下降。

在中国，长期以来，发电能源构成是以煤为主，其次是水能。由于中国能源资源以煤为主的特点，决定了在相当长的时间内以煤为主的电源结构不会有根本的改变。现时，中国煤电在发电总量中的比例约在75%左右。随着水能资源的进一步开发利用和核电的发展，煤电的发电量比例将会有所下降。到2010年和2020年，中国发电能源构成中煤电的发电量比例仍可能保持在70%以上。

大量的燃煤发电供热，将会带来运输与环保的沉重负担。因此，中国将积极发展包括水能、核能、油、气以及其他可再生能源、新能源在内的各种电源，提高清洁能源的比重，实行电源多样化，多种电源互补，既增加了发电量，又使动力资源得到优化配置，经济合理地使用各种能源。

中国水能资源丰富， 可开发量居世界首位。截止1999年年底， 中国水电总装机容量已达到7297万kW，居世界第三位。但由于资源分布和电力负荷分布的不均衡，客观上限制了水电的发展，致使其开发利用程度还不到15%，远低于世界22%的平均水平。水电是可再生的清洁能源， 是国家优先发展的符合可持续发展要求的产业。根据中国政府的规划， 2000年的水电装机容量将达到7000万kW; 到2010年， 要达到12500万kW;2020年将超过21000万kW。因此，在相当长的一段时间内， 中国水能资源的开发将保持一个较快速度， 水能在发电能源构成中的比例呈上升的趋势。

中国核电的起步较晚。首先是在经济发达的东部沿海缺能地区建设核电，这不但有利于核电的发展，而且对缓和该地区的能源供需矛盾和促进经济繁荣有着重大经济和社会意义。由于建设资金的短缺， 到2000年， 中国核电的装机规模只能保持现有210万kW的水平，核电量约150亿kW·h。“九五”期间，经国家批准新开工的有4个核电站， 装机总容量为640万kW。为取得下世纪初核电有较大的发展，中国将规划增加新的核电站，并采取有效措施，加快核电装置国产化进程。2010年中国核电装机总容量目标为1600万kW，发电量达到1000亿kW小时，核电在电源结构中的比例可由1%提高到4%。

在燃油、气发电方面，根据世界经济一体化发展和国际油价低位的情况，采用燃气联合循环发电机组，充分利用国际和国内两种资源和两个市场，适当发展油电和气电，是实行多种电源互补的有效办法之一。中国在70年代曾建设一批燃油电厂，后因石油供应短缺，部分改为烧煤。1985年后，一些地区因缺电安装了柴油机和燃气轮机，使燃油、燃气机组容量有较大的增加，1994年有1274万kW，约占火电装机容量的8.5%，仅广东一省就有燃油机组容量514万kW，占全国总量的40%。燃气蒸汽联合循环机组的投资相对较少，建设工期短，在电力系统运行中效率高，作为必要的补充电源，承担峰荷和系统备用，有明显的经济效益。燃气蒸汽联合循环机组除了燃用油、气，今后还可以利用煤炭气化气。因此，从电力发展战略角度考虑，中国将会在有油、气资源的地区或有进口油、气条件的峰谷差矛盾较大的电网中，根据系统电力负荷特性和发电能源优化组合的原则，适当配置油电和气电。

此外， 中国还将积极利用新能源和其他可再生能源发电。中国可供开发利用的风能资源约有1.6亿kW，可供开发的地热能350万kW，潮汐能在2000万kW以上。虽然这些能源的开发利用尚处于试验研究和示范应用阶段，暂难以成为较大规模的工业能源，但可以解决大电网覆盖不到的广大边远地区农牧渔民的生产和生活用电问题。预计到2010年可装机250万kW， 提供100亿kW·h的电量。 2100433B

在发电用能源总消费量中各类能源所占比例，通常以各类能源发电量和装机容量在总发电量和装机容量中的比例来表示，亦称电源结构。用于发电的能源主要有煤、石油、天然气、核能、水能等。发电能源的构成随科学技术的发展而变化。如核能作为发电能源，是核技术在发电领域中成熟应用的结果。1995年全世界电力装机容量为30.58亿kW中，火电占65.1%，水电占23.2%，核电占11.4%，地热电占0.3%。与1985年相比，核电增加了1.1个百分点。随着科学技术的发展，可用于发电的新能源也逐步得到应用。

序

前言

第一章概述

第一节能源含义、分类及历史演变

第二节中国能源现状、问题与对策

第三节中国新能源与可再生能源现状与前景

第二章太阳能光伏发电技术

第一节概述

第二节太阳能电池工作原理

第三节太阳能电池制造工艺

第四节太阳能光伏发电系统设备构成

第五节独立光伏发电系统设备构成

第六节并网光伏发电系统

第三章太阳能热发电技术

第一节太阳能热发电技术研究发展概况

第二节太阳能热发电站基本系统与构成

第三节塔式太阳能热发电系统

第四节槽式太阳能热发电系统

第五节盘式太阳能热发电系统

第六节太阳池热发电系统

第七节太阳能热气流发电系统

第八节太阳能热发电技术发展前景

第四章风力发电技术

第一节风与风力资源

第二节风力机工作原理

第三节风力发电设备

第四节风力发电运行方式

第五节风力发电现状与展望

第五章生物质能发电技术

第一节概述

第二节生物技能的转化与发电技术

第三节生物质热裂解发电技术

第四节生物质能利用现状

第五节生物技能发电前景预测

第六章地热发电技术

第一节地热能基本知识

第二节地热发电原理和技术

第三节地热资源

第四节世界地热发电

第五节中国地热发电

第七章潮汐能发电技术

第一节潮汐和朝汐能

第二节潮汐能发电

第三节世界潮汐能发电

第四节中国潮汐能发电

第八章燃料电池发电技术

第一节燃料电池的基本原理

第二节磷酸型燃料电池

第三节熔融碳酸盐型燃料电池

第四节固体电解质型燃料电池

第五节固体高分子型燃料电池

第六节直接甲醇型燃料电池

参考文献

本书系统、全面地介绍了各种可再生能源发电技术，包括太阳能、风能、海洋波浪能、海洋潮汐能、热能和海洋热能发电，同时还介绍了用于能源发电应用和（或）并网的多种不同的拓扑结构和多种类型的电力电子接口。此外，为了建立系统分析和建模的整体概念，全书还开发了一些仿真模型。

本书可用作可再生能源发电类专业本科生、研究生课程和相关培训课程的教材，也可作为能源发电、可再生能源、电力工程、电力电子以及相关行业的工程人员、研究人员和管理人员的参考资料。

地热发电是把地下热能转换成为机械能，然后再把机械能转换为电能的生产过程。根据地热能的储存形式，地热能可分为蒸汽型、热水型、干热岩型、地压型和岩浆型五大类。从地热能的开发和能量转换的角度来说，上述五类地热资源都可以用来发电，但开发利用得较多的是蒸汽型及热水型两类资源。

地热发电的优点是：一般不需燃料，发电成本在多数情况下比水电、火电、核电都要低，设备的利用时间长，建厂投资一般都低于水电站，且不受降雨及季节变化的影响，发电稳定，可以极大地减少环境污染。

利用地下热水发电主要有降压扩容法和中间介质法两种。

(1)降压扩容法。降压扩容法是根据热水的汽化温度与压力有关的原理而设计的，如在0.3绝对大气压下水的汽化温度是68.7℃。通过降低压力而使热水沸腾变成蒸汽，以推动汽轮发电机转动而发电。

(2)中间介质法。中间介质法是采用双循环系统，即利用地下热水间接加热某些“低沸点物质”来推动汽轮机做功的发电方式。如在常压下水沸点温度为100℃，而有些物质如氯乙烷和氟里昂在常压下的沸点温度分别为12.4℃及-29.8℃，这些物质被称为“低沸点物质”。根据这些物质在低温下沸腾的特性，可将它们作为中间介质进行地下热水发电。利用“中间介质”发电方既可以用100℃以上的地下热水（汽），也可以用100℃以下的地下热水。对于温度较低的地下热水来说，采用“降压扩容法”效率较低，而且在技术上存在一定困难，而利用“中间介质法”则较为合适。