風能與風力發電技術 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

• 風能
• 風力發電
• 可再生能源
• 新能源
• 電力工程
• 能源技術
• 風電機組
• 風電場
• 風資源評估
• 能源發展

　　風能作為可再生能源的重要組成部分，已受到世界各國的高度關注。近年來，世界各國 對風能利用的研究，以及風力發電技術的投入大量資源，並定為今後可再生能源重要的發展方嚮。

　　風能係統建設選用地點與經費、成本都相當重要，不少歐係國傢已經長年施行。世界各國積極開發可再生能源，並隨著經濟發展與國傢建設取得更多可用資源並有利經濟發展與建興，投入風能技術開發的行列。

　　本書可做為日後可再生能源與經濟發展指標，並為亞洲國傢作良好示範。

校訂者簡介

馬振基

現任
　　國立清華大學化工係講座教授

學曆
　　國立成功大學化工學士（1969）
　　美國北卡羅萊納州立大學化工碩士（1975）
　　美國北卡羅萊納州立大學化工博士（1978）

經曆
　　美國孟山都公司（Monsanto Co.）
　　資深工程師（1977 ~ 1979）
　　美國洛式公司（Lord Corp.）
　　資深研究員（1979 ~ 1980）
　　美國飛利浦公司（Philips Petroleum Co.）
　　高級材料工程師（1980 ~ 1984）
　　國科會及國立清華大學化工所客座專傢（1984 ~ 1986）
　　經濟部科技顧問室及技術處顧問（1990 ~ 1998）
　　國科會工程中心專利研究員（1991 ~ 2006）
　　國科會科技權益委員會委員（1995 ~ 2006）
　　國立清華大學研發處副研發長（2000 ~ 2002）
　　教育部科技顧問室顧問及領域招集人（2001 ~ 2006）
　　財團法人自強工業科學基金會執行長（2003 ~ 2006）

獲奬紀錄
　　1992年 榮獲「第一屆國傢傑齣發明奬」
　　1993年 榮獲「行政院傑齣應用與人纔科技」
　　1994年 獲頒國防科技研究奬
　　1995年 獲頒全國工業減廢個人奬
　　1996年 獲頒國科會傑齣研究奬
　　1997年 獲頒教育部産學閤作奬
　　1999年 列為Who’s Who in the World（16th edition）Marquis, U.S.A.
　　2004年 Outstanding Achievement Award, International Society of Plastics Engineers
　　2005年 獲 總統頒「教育百人團」奬
　　2006年 獲中國工程師學會「傑齣工程教授奬」
　　2006年 獲「經濟部奈米科技菁英奬」
　　2006年 獲「清華大學清華講座特聘教授」
　　2008年 榮獲經濟部第二屆「大學産業貢獻奬－産業深耕奬」
　　2008年 榮獲「東元科技奬」
　　2009年 獲「中華民國高分子學會傑齣高分子應用研究奬」

專利
　　獲中、美、英、日、德、澳、加等國發明專利80餘件

著作
　　國際期刊論文200餘篇、國際會議論文120餘篇

氣象學導論：大氣現象的奧秘與預測 作者： [此處可自行添加作者姓名] 齣版社： [此處可自行添加齣版社名稱] 圖書定價： [此處可自行添加定價] ISBN： [此處可自行添加ISBN] --- 內容簡介 本書是為對地球大氣係統及其動態過程感興趣的初學者、非專業人士以及相關領域學生精心編寫的一部全麵、深入的《氣象學導論》。我們生活在由復雜大氣活動所主宰的星球上，從清晨的薄霧到午後的雷暴，從季節性的氣流變化到全球尺度的氣候模式，氣象學無處不在，深刻影響著人類的生産、生活、交通和安全。本書旨在揭開這些日常可見現象背後的科學原理，構建一個完整、嚴謹且易於理解的大氣科學知識體係。 本書結構清晰，內容涵蓋瞭氣象學的核心分支，從基礎的物理和化學原理入手，逐步深入到復雜的動力學和數值預報領域。我們著重於建立直觀的物理圖像，避免過度依賴高深的數學推導，但同時保證瞭科學的嚴謹性，確保讀者能夠真正掌握大氣運動的本質驅動力。 第一部分：大氣基礎——我們賴以生存的空氣層 本部分是理解整個氣象學大廈的基石。我們將詳細探討大氣的構成、結構與基本性質。 1.1 大氣的起源與成分： 追溯地球大氣層的曆史演變，剖析氮氣、氧氣、稀有氣體以及至關重要的水汽和二氧化碳在其中的作用。著重分析痕量氣體（如臭氧、氣溶膠）在輻射平衡和空氣質量中的關鍵地位。 1.2 大氣熱力學： 這是理解天氣變化的核心。我們將深入講解氣體狀態方程、比熱容、絕熱過程（乾絕熱與濕絕熱）的概念。重點闡述氣團的上升與下沉過程中溫度是如何變化的，以及這如何直接導緻雲的形成與消散。通過實例解釋對流凝結層次（LCL）和露點溫度的實際意義。 1.3 水的循環與相變： 水是天氣現象的主要參與者。本章詳細解析水的三相變化（蒸發、凝結、升華）所涉及的潛熱釋放與吸收，這是驅動天氣係統的能量來源。探討飽和水汽壓、相對濕度、比濕等關鍵指標，並闡述雲的形成機製——水汽如何剋服重力，通過凝結核的幫助，轉化為可見的雲滴或冰晶。 1.4 大氣垂直結構： 剖析大氣層自地錶到外層空間（對流層、平流層、中間層、熱層）的溫度、密度和氣壓分布特徵。重點分析對流層頂的特徵及其對天氣係統的控製作用，並特彆講解平流層臭氧層的形成、吸收機製以及其對地麵氣候的間接影響。 第二部分：大氣動力學——驅動天氣的力量 本部分轉嚮研究驅動大氣運動的物理力學原理，解釋瞭風是如何産生、組織和演變的。 2.1 氣壓梯度力與風的形成： 詳細解析氣壓梯度力的概念及其方嚮性，這是驅動空氣水平運動的根本動力。通過清晰的圖示說明水平氣壓梯度力如何促使空氣從高壓區流嚮低壓區。 2.2 地轉風與梯度風： 引入地球自轉産生的核心概念——科裏奧利力（地轉偏嚮力）。解釋科裏奧利力與氣壓梯度力在地球宏大尺度運動中的平衡狀態，從而定義齣地轉風。在此基礎上，擴展討論彎麯氣流中的梯度風平衡，包括氣鏇和反氣鏇的環流特徵。 2.3 摩擦力與邊界層： 闡述地錶摩擦力對風場的影響，特彆是在近地層（行星邊界層，PBL）內，風速和風嚮如何偏離地轉平衡。分析邊界層內的湍流混閤過程及其對汙染物擴散和近地麵天氣的影響。 2.4 環流係統： 從宏觀尺度審視全球大氣環流模式。深入探討三圈環流（哈德裏環流、費雷爾環流、極地環流）的形成機製，解釋信風帶、副熱帶高壓帶、西風帶的成因。同時，介紹中緯度地區主要的波動——溫帶氣鏇和反氣鏇的生命周期和結構。 第三部分：天氣現象與預報基礎 本部分將理論知識應用於實際的天氣觀測與分析，重點關注我們日常接觸到的天氣現象和初步的預報方法。 3.1 雲、霧與降水： 分類詳述各類雲的形態（高、中、低雲族群）及其指示的天氣意義。深入講解降水的形成過程，區分積雨雲中的強對流降水與層狀雲中的穩定降水。探討霧的形成條件（輻射霧、平流霧等）及其消散機製。 3.2 天氣圖的解讀與符號： 教授如何閱讀和解析標準的地麵天氣圖和高空等壓麵圖。詳解氣象符號（如天氣符號、等壓綫、鋒麵符號）的含義，使讀者能夠從圖上直接識彆高低壓係統、鋒麵位置和氣團性質。 3.3 鋒麵係統： 詳細剖析冷鋒、暖鋒、錮囚鋒的結構、移動規律及其帶來的天氣變化。重點分析鋒麵過境時溫度、濕度、風嚮和氣壓的突變特徵。 3.4 天氣預報的演變： 概述現代天氣預報的基本流程，從觀測數據的采集（地麵、探空氣球、衛星）到數據同化。簡要介紹數值天氣預報（NWP）的基本思想，即利用大氣動力學方程組進行計算預測，說明其局限性與發展趨勢。 第四部分：氣候學概覽——長時段的大氣過程 本部分將視角從瞬時天氣轉移到氣候這一長時段的平均狀態。 4.1 氣候要素與分類： 定義和解析溫度、降水、日照、風等主要氣候要素的統計特徵。係統介紹柯本（Köppen）氣候分類法，理解不同氣候類型的地理分布及其成因。 4.2 氣候的形成機製： 分析影響區域氣候的主要因素，包括緯度、海陸分布、地形、洋流和下墊麵性質的作用。重點討論山脈的迎風坡與背風坡對降水分布的巨大影響（焚風效應）。 4.3 氣候變化： 探討地球氣候係統的自然變率（如米蘭科維奇鏇律）。重點分析當前人為活動對氣候係統的影響，如溫室氣體增加導緻的輻射強迫、全球變暖的證據鏈及其對自然環境和社會經濟的潛在影響。 總結 本書《氣象學導論》旨在為讀者構建一個全麵而邏輯清晰的大氣科學認知框架。通過對大氣物理、動力學、天氣現象及氣候變化的係統闡述，讀者將不僅能更好地理解“今天天氣如何”，更能深入洞察“天氣為何如此”，為進一步學習專業氣象學或關注環境科學打下堅實的基礎。本書的語言力求生動、貼近生活，配有大量示意圖和案例分析，確保學習過程既富有挑戰性又不失樂趣。

第１章　風與風能
　　1.1　風
　　1.2　風能
　　1.3　風電場選址

第２章　風能發電
　　2.1　風力機的型式
　　2.2　風能發電
　　2.3　並網風力發電的價值分析
　　2.4　風力發電裝置
　　2.5　大中型風電場設計
　　2.6　風力發電設備的優化分析
　　2.7　風輪機與航空安全
　　2.8　風力機安全運行

第３章　風力發電技術
　　3.1　功率調節
　　3.2　變轉速運行
　　3.3　發電機變轉速 / 恆頻技術
　　3.4　風輪機迎風技術
　　3.5　風電品質
　　3.6　風力機結構和空氣動力學
　　3.7　風力機控製技術
　　3.8　風電場優化
　　3.9　影響風電發展的其他因素

第４章　風輪機設計
　　4.1　風輪機的基本理論
　　4.2　風輪機工程設計方法
　　4.3　風輪機模化設計方法
　　4.4　風輪機工程設計圖例
　　4.5　風輪機的設計與製造
　　4.6　風輪機材料
　　4.7　風力機優化和設計風速

第５章　風輪機和風電場數值計算
　　5.1　風電場數值模型
　　5.2　風輪機設計軟體
　　5.3　風電場數值計算套裝軟體
　　5.4　風力機設計套裝軟體的開發

第６章　典型風力機設計資料
　　6.1　德國 Repower 公司 5M 風力機典型資料
　　6.2　德國 Nordex 公司 S70/S77 風力機設計資料
　　6.3　德國 Nordex 公司 N80、N90 風力機設計資料
　　6.4　1200kW 風力機設計資料
　　6.5　新疆金風科技風力機資料
　　6.6　廣東南澳風力機資料
　　6.7　國産小型風力機資料

第７章　風力機發電係統
　　7.1　風力機對發電機及發電係統的一般要求
　　7.2　恆速 / 恆頻發電機係統
　　7.3　變速 / 恆頻發電機係統
　　7.4　小型直流發電係統

第８章　國外風電場及發展
　　8.1　概況
　　8.2　世界主要風電場國傢介紹
　　8.3　世界知名風力機供應商介紹
　　8.4　國外風能發電展望

第９章　中國風電場及發展
　　9.1　中國風電場概況
　　9.2　中國部分省份主要風電場介紹
　　9.3　中國主要風電設備供應商簡介
　　9.4　風電發展展望
　　9.5　中國開發的 FD70A/FD77A 風力機
　　9.6　風電發展前景

附錄一　風力等級錶
附錄二　葉輪式風力機技術術語標準定義（GB 8974-88）
附錄三　風力發電裝置國傢和國際標準
附錄四　風力發電上網電價例
附錄五　1998 ~ 2002 年全國風電場裝機概況
附圖 1　中國風能分佈圖
附圖 2　風速大於 3m/s 的有效風功率密度分佈圖
附圖 3　全年風速大於 3m/s 的小時數分佈圖
附圖 4　全國已建和擬建的風電場分佈圖
附圖 5　中國風電曆年裝機圖

评分☆☆☆☆☆

說實話，我對這本《風能與風力發電技術》的期待，更多的是希望能對颱灣的能源轉型有更深刻的理解。而這本書，確實提供瞭非常寶貴的視角。作者在探討風力發電的經濟效益時，不僅僅是列齣數字，而是將其置於更廣闊的能源市場背景下進行分析。他討論瞭風力發電的成本構成，包括初期建置成本、維護成本，以及風力發電的穩定性如何影響其在電網中的定位。令我驚喜的是，書中還探討瞭風力發電對當地經濟的影響，例如就業機會的創造、產業鏈的發展，甚至是一些社會效益。尤其在討論離岸風電的部分，作者詳細闡述瞭其技術挑戰、環境評估，以及對颱灣地理環境的特殊性考量。這讓我明白，發展風力發電，並非隻是單純的技術引進，而是需要考量多方麵的因素，包括地理、環境、經濟，甚至政治。書中對颱灣風力發電潛力的分析，雖然不是直接的政策建議，但其提供的數據和分析邏輯，無疑為我們思考未來的能源方嚮，提供瞭非常有價值的參考。

评分☆☆☆☆☆

在閱讀《風能與風力發電技術》的過程中，我最佩服的是作者對於「前瞻性」的洞察。他並沒有僅僅停留在現有的技術層麵，而是將目光投嚮瞭未來。書中對於新一代風力發電機的介紹，例如無葉片風機、浮動式風機等，都讓我感到耳目一新。作者對於這些新技術的潛力與挑戰，進行瞭深入的探討，讓我對風力發電的未來發展充滿瞭期待。尤其是在討論離岸風電的未來時，作者描繪瞭一個非常宏偉的藍圖，包括更大規模的風場、更先進的發電技術，以及風力發電與其他再生能源的整閤。書中對儲能技術的討論，也是非常重要的部分。作者清楚地指齣，風力發電的間歇性是其發展的瓶頸，而有效的儲能技術，則是解決這個問題的關鍵。他介紹瞭不同種類的儲能技術，例如電池儲能、抽水蓄能等，並分析瞭它們在風力發電係統中的應用前景。讀完這部分，我對風力發電的未來發展，有瞭更清晰的認識，也對其在能源結構中的角色，有瞭更深的信心。

评分☆☆☆☆☆

這本《風能與風力發電技術》的書籍，說是深入淺齣，我倒覺得它更像是一本老朋友的絮絮叨叨，帶著豐富的人生閱歷，娓娓道來。從翻開第一頁開始，我就被作者那種對風力發電的熱情所感染，彷彿他親身經歷瞭從最初的構思、到實驗室裡的摸索、再到實際場域的挑戰。書中對於風力發電的歷史演變，那描述得有血有肉，不是單純的條列式紀錄，而是帶著些許文學色彩的鋪陳。像是描述早期風車如何被應用於磨坊、抽水，那種生活化的場景，立刻勾勒齣風的能量如何融入人們的日常。接著，書中又談到現代風力發電機的發展，從一開始的笨拙設計，到如今流線型的巨型結構，每一個階段的演進，都彷彿在訴說著人類智慧的結晶。讓我印象深刻的是，作者並未迴避技術發展過程中的睏難與瓶頸，反而將其視為成長的養分，詳細闡述瞭材料科學、空氣動力學等領域的突破，如何一步步剋服瞭風力發電效率、穩定性等問題。讀完這部分，我對風力發電的「脈絡」有瞭更清晰的認識，不再隻是看到巨大的風機在田野間轉動，而是理解瞭其背後漫長的研發歷程與無數次的嘗試。

评分☆☆☆☆☆

我必須承認，在接觸這本《風能與風力發電技術》之前，我對風力發電的理解僅止於「聽說」，甚至有點停留在「環保」的刻闆印象。然而，這本書徹底顛覆瞭我對這個議題的看法。作者在探討風力發電的原理時，用瞭非常生動的比喻，彷彿將我帶到瞭一個知識的遊樂場，讓學習過程充滿瞭樂趣。他並沒有直接拋齣複雜的公式，而是從最基本的動能、位能轉換開始，一層一層剝繭，解釋風如何透過葉片捕捉動能，進而驅動發電機。書中對不同類型風力發電機的介紹，也是一絕。像是水平軸風機、垂直軸風機，作者不僅解釋瞭它們的結構差異，更深入探討瞭各自的優缺點，以及在不同環境下的適用性。我尤其對垂直軸風機的介紹感到好奇，它那種不同於傳統「大風扇」的設計，以及其在城市環境中的潛力，讓我眼前一亮。更難得的是，作者在技術的細節上，並沒有過度簡化，而是保留瞭關鍵的科學原理，讓讀者在理解大方嚮的同時，也能窺見技術的精妙之處。這種「既廣又深」的寫作方式，讓我在輕鬆閱讀的同時，也獲得瞭紮實的知識。

评分☆☆☆☆☆

這本《風能與風力發電技術》的書，給我的感覺就像是與一位資深前輩在聊天，他學富五車，卻又平易近人。書中對於風力發電的「在地化」應用，有著細緻的描寫，讓我看到瞭這項技術如何與我們的生活環境產生連結。作者在討論風力發電對環境的影響時，並沒有誇大其詞，而是以科學的態度，分析瞭風力發電可能產生的噪音、視覺衝擊、鳥類生態影響等問題，並提齣瞭相應的解決方案。這讓我對風力發電的「永續性」有瞭更全麵的認識。我特別欣賞書中關於風力發電與社區互動的部分。作者探討瞭如何讓風力發電的發展，能夠惠及當地居民，例如透過土地租賃、股份製等方式，讓社區能夠分享風力發電的收益。這讓我覺得，風力發電不僅僅是一項技術，更是一項與人文、社會息息相關的發展。書中對於風力發電政策的討論，也很有啟發性。作者分析瞭不同國傢和地區在推動風力發電時所採取的政策，以及這些政策的成效。這讓我瞭解到，發展風力發電，離不開政府的積極支持和引導。總之，這本書提供瞭一個多角度、全方位的視角，讓我對風力發電有瞭更深刻的理解。