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☆☆☆☆☆

出版者:机械工业出版社

作者:布鲁奈特

出品人:

页数:190

译者:唐西胜

出版时间:2013-4

价格:49.90元

装帧:平装

isbn号码:9787111414452

丛书系列:国际电气工程先进技术译丛

图书标签:

能源
储能
储能
新能源
电力系统
电池
超级电容
氢能
热能存储
电化学储能
能量转换
智能电网

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具体描述

《国际电气工程先进技术译丛:储能技术》主要讲述了储能在电力系统、交通运输、新能源发电和移动电子设备中的应用；介绍了现在主要的储能技术，包括各种储氢技术与燃料电池、电化学储能、超级电容器与微电源等；分析了主要储能技术的性能特点、材料与关键技术，以及在典型应用系统中的技术经济性等。

科技前沿探索：下一代能源存储系统的突破与应用图书简介本书并非聚焦于传统或当前主流的化学储能技术（如锂离子电池、钠离子电池等），而是将目光投向了能源存储领域的前沿、颠覆性技术，以及支撑这些技术实现跨越式发展的基础科学原理和工程挑战。本书旨在为对未来能源系统充满好奇的研究人员、工程师以及政策制定者提供一份详尽的路线图，描绘出“后储能时代”的图景。第一部分：超越化学极限——物理储能与新型材料的崛起本部分深入探讨了不依赖于传统电化学反应的储能机制，这些机制往往具有更高的能量密度、更长的循环寿命，以及本质上的安全优势。第一章：重力与动能的复兴：机械能存储的工程学革新 1.1 先进压缩空气储能（A-CAES）：本书着重分析了绝热压缩空气储能（A-CAES）系统的热力学优化，探讨了如何利用先进的蓄热材料（如熔盐、陶瓷复合材料）实现能量的高效回收，以及在非盐穴地质结构中部署大规模A-CAES的可能性。详细介绍了定温膨胀和高压气轮机技术的最新进展。 1.2 飞轮储能系统的材料科学：重点分析了超高转速飞轮系统中轴承技术的突破——从磁悬浮轴承的稳定性控制到真空环境的维持技术。同时，深入讨论了碳纤维复合材料在保证结构完整性和轻量化之间的最佳平衡点，以及用于故障诊断和紧急制动的非接触式制动系统设计。 1.3 模块化重力储能（MGES）的动态模型：区别于传统的抽水蓄能，本书研究了基于起重系统和混凝土块阵列的模块化重力储能。分析了其在城市化高密度地区部署的可行性，涉及复杂多体动力学建模、缆绳疲劳寿命预测以及电网接入时的功率平抑策略。第二章：热力学疆界——高效率热能存储 2.1 下一代热化学储能（TCES）：本书详细阐述了利用吸热/放热反应实现长期、高密度热能存储的原理。聚焦于基于金属氢化物、相变材料（PCM）的集成系统，分析了如何设计反应器以克服传热速率瓶颈，并探讨了在工业余热回收和区域供暖中的应用潜力。 2.2 高温储热与先进反应堆耦合：研究了用于未来第四代核能系统（如熔盐堆）的先进储热技术。重点讨论了液态金属（如钠钾合金）和先进陶瓷的耐腐蚀性、热稳定性和循环寿命，为实现电网级的长期、季节性储热提供了理论基础。第二部分：跨越时间尺度——季节性与超长寿命存储本部分着眼于解决当前储能技术无法企及的“季节性”供需平衡问题，以及对循环次数要求极高的基础设施级应用。第三章：氢能载体的深度转化与安全存储 3.1 固态储氢材料的催化机制：本书不讨论电解水或燃料电池本身，而是专注于储氢介质的突破。深入研究了金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）以及镁基、镧基复合材料的储氢动力学和热力学特性。探讨了如何在环境温度和适中压力下实现高体积储氢密度。 3.2 氢气的高效转化与基础设施：分析了如何利用先进催化剂在低温低压下将储氢转化为可用的能源形式（如合成甲烷或氨），及其在现有天然气管网中的安全注入技术，侧重于材料腐蚀与泄漏检测的精密工程。第四章：介质与电极的创新——超级电容器的性能重塑 4.1 离子液体与固态电解质：超越传统的有机电解液，本书详细分析了离子液体作为电解质在提升安全性和拓宽工作电压窗口方面的优势。同时，研究了固态无机陶瓷电解质在提升界面电荷转移速率和机械稳定性方面的研究进展。 4.2 纳米结构电极的设计与制造：探讨了如何通过精确控制碳纳米管阵列、石墨烯褶皱结构和导电聚合物的孔隙率和比表面积，以实现远超传统活性炭的功率密度和能量密度，特别是针对快速充放电循环的需求。第三部分：系统集成、智能控制与环境影响评估本部分关注的是将前沿技术转化为实用系统的工程挑战、生命周期管理及宏观电网影响。第五章：智能电网与分布式储能的协同优化 5.1 混合储能系统的先进控制算法：研究了如何通过多目标优化（如最小化损耗、最大化设备寿命）策略，协调不同物理特性储能单元（如高功率飞轮与高能量密度重力储能）之间的能量流分配，以满足复杂电网的动态需求。 5.2 边缘计算与储能资产的预测性维护：探讨了在分布式储能节点部署基于机器学习模型的健康状态监测系统（SoH），利用实时传感器数据和历史性能记录，精确预测设备退化速率，并提前进行维护干预，确保资产的长期可靠性。第六章：生命周期评估与循环经济 6.1 替代材料的资源效率分析：本书对新兴储能材料（如高熵合金、特殊陶瓷）的整个生命周期进行了严格的资源消耗和环境影响评估（LCA）。对比了从原材料开采到系统退役的能源投入、水资源消耗及潜在污染风险。 6.2 闭环回收与再利用技术路线图：重点研究了针对非化学储能系统（如高温热储材料、飞轮复合材料）的低能耗、高纯度回收技术，特别是针对复杂复合材料的分离技术，以构建面向未来的循环经济模式。结论：通往零碳未来的技术集成本书总结了当前科技前沿对未来能源系统提出的核心挑战，并强调了跨学科合作在实现这些颠覆性技术商业化中的决定性作用。本书相信，通过对物理机制的深入理解和工程实现的精细打磨，人类将能够构建一个更加稳定、高效、可持续的零碳能源基础设施。

作者简介

目录信息

概论1
第1章应用于电力系统的储能技术10
11简介10
12储能技术应用于电力生产11
121“大功率储能”可以使发电收益最大化11
122“大功率储能”可以减轻发电系统的运行和经营风险12
123储能的辅助服务13
13储能技术应用于间歇式电源14
131不含储能的调频14
132储能对功率/频率的调节作用16
133储能的其他辅助功能18
14储能技术应用于输电系统19
141投资控制与阻塞管理19
142调频与平衡机制19
143电压调节与电能质量20
144系统安全与故障恢复20
145其他可能的应用20
15储能技术应用于配电系统21
151储能对电网规划的作用21
152其他应用24
16储能技术应用于电力零售25
161利用储能降低采购成本26
162利用储能降低采购成本风险26
17储能应用于电力用户26
171储能的削峰作用26
172储能对移峰用电的作用27
173储能对供电质量和供电连续性的作用28
174无功补偿29
18储能技术应用于平衡责任方30
19结论32
110参考文献34
第2章交通运输：铁路，公路，航空，海运36
21简介36
22电能是二次能源36
221陆地交通36
222航空运输39
223铁路运输40
224海上运输40
储能技术目录23电能：主要或唯一的能量来源40
231电动汽车41
232重型货车与客车47
233两轮机动车47
234导引型车辆（火车、地铁、有轨电车、无轨电车）48
235海上交通——游艇49
24电能与其他能源互为补充——混合动力49
241并联结构49
242串联结构51
243路耦合52
244混合动力的轨道机车53
25结论54
26参考文献55
第3章光伏发电系统中的储能技术57
31简介57
32独立光伏发电系统57
321基本原理57
322不可或缺的环节：储能58
323光伏发电系统的市场58
324独立光伏发电系统中储能的容量配置59
325选择适宜的储能技术60
33铅酸蓄电池寿命受限61
331蓄电池的能量管理62
332具有发展前景的锂离子电池技术64
34并网光伏发电系统65
341不断发展的电网65
342多样化的储能系统66
343储能接入并网：电力部门要解决的重要问题68
35参考文献68
第4章移动式应用与微能源70
41各种移动式应用场合的能源需求70
411“微”功率（suWatt）70
412“大”功率（几瓦的功率）71
413能量需求72
414满足特定供电需求的持续时间73
42供能微型化所带来的新特点75
43电容储能75
44电化学储能76
441一次电池76
442蓄电池76
443燃料电池78
45碳氢化合物79
451功率MEMS79
46热电85
47摩擦发电85
48放射源85
49捕获环境能86
491太阳能86
492热能86
493化学能：生活能源86
494机械能86
495应答机88
410其他相关的电子设备：板载供电88
411参考文献89
第5章储氢96
51简介96
52储氢概述97
521相关能量参数97
522密度与比密度97
53压力储氢99
531储氢容器99
532网络配送100
54低温储氢100
541交通运输的液氢储存101
542固定式液氢储存101
55固态储氢101
551物理（化学）吸附方式的物理储氢101
552化学储氢103
56其他储氢模式106
561硼酸盐106
562硼酸盐和氢化物的混合物106
563混合储氢106
57讨论：技术、能量、经济层面107
58参考文献108
第6章燃料电池：原理和功能109
61什么是单体或电池？109
62化学能110
63化学反应详解111
64质子交换膜燃料电池115
65固体氧化物燃料电池116
66碱性燃料电池117
67不同类型燃料电池对比118
68催化剂119
69关键因素120
610结论：储能的应用121
第7章燃料电池：运行系统123
71简介：什么是燃料电池系统？123
72空气供给系统125
721总体需求125
722选择适合燃料电池系统的压缩机126
73气体加湿系统128
731总体需求128
732合适的加湿方式129
733膜交换器和焓轮129
734带有蓄水容器的系统130
74电堆终端的固态变换器131
75寿命、可靠性和诊断131
751故障及其原因132
752燃料电池性能的实验方法133
753诊断方法和策略134
76参考文献135
第8章电化学储能：一次电池与蓄电池137
81蓄电池概述：工作原理137
82应用139
821运用储能系统管理电力系统和交通系统的整体构架139
822储能技术发展历程140
823锂离子电池是混合动力汽车的核心140
824锂离子电池技术是光伏发电应用的核心141
825法国在储能市场中的地位142
83电池技术发展历史146
831铅酸电池146
832NiCd（镍镉电池）148
833NiMH（镍氢电池）149
834NickelZinc（镍锌电池）149
835NaS（钠硫电池）150
836氧化还原（液流）电池150
837Zebra电池151
838锌空电池（Zincair）151
839锂电池152
84应用需求155
841混合动力汽车和电动汽车155
842光伏发电应用156
843移动式电子设备156
85聚焦锂离子电池技术156
851基本原理156
852正极材料的发展157
853阳极材料的发展158
854该领域的主要参与者160
855电解质的研发160
86锂离子电池的处理和再循环利用162
87其他电池163
871微型电池，印刷电池等163
872电解质165
873摇椅微型电源166
874制造技术166
875印制电池167
88参考文献168
第9章超级电容器：原理、容量配置、功率接口及应用170
91简介170
92超级电容器：双电层电容器171
921基本原理171
922电气模型——主要参数173
923热模型175
93超级电容器组的容量配置177
931以能量作为选择依据177
932以功率作为选择依据——兼顾效率177
94功率接口179
941电压均衡179
942固态变换器181
95应用183
951概述183
952超级电容器作为主电源183
953混合电源系统184
96参考文献187
作者名单189
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和注释系统简直是为学术研究者量身定做的，细节之处见真章。我发现这本书的引用格式非常规范和严谨，每一项关键数据和理论推导后面都有清晰的出处标注，这极大地增强了内容的可靠性。对于我们这些需要撰写报告和论文的人来说，这简直是福音——不必花费大量时间去交叉验证基础事实的准确性，可以直接信赖书中的内容。更让我惊喜的是，书中附带的附录部分，其中详细列出了一些常用的仿真模型和关键参数的参考值，这些都是在其他同类书籍中难以找到的宝贵资料。我尝试着用书中的某个小型案例进行复核计算，发现其结果与我预期的偏差极小，这证明了作者在数据处理和模型构建上的专业水准是毋庸置疑的。此外，书中的图表设计也极为考究，那些复杂的能效曲线和寿命衰减图，不仅数据点清晰，而且图例和坐标轴的说明详尽到不需要回头翻阅正文就能完全理解。这本书与其说是一本书，不如说是一个高度集成、经过精心策划和验证的知识库，它极大地提升了我进行专业分析的效率和深度。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏掌握得非常巧妙，读起来完全没有一般技术书籍那种枯燥乏味的压迫感。它仿佛融入了一种“故事线”，从历史的必然性出发，讲述了人类为何必须攻克能量存储这一世纪难题，接着细致描绘了每种主要技术从萌芽到成熟的曲折发展历程，最后落脚于当下如何应对全球性的能源挑战。这种叙事方式，使得即使是那些技术参数相对繁琐的部分，也变得引人入胜。我注意到作者在描述技术演进时，经常会穿插一些幕后故事或者关键人物的决策点，这让冰冷的技术变得有“人情味”起来，仿佛能感受到研发人员在实验室里经历的那些挫折与突破。特别是关于早期电池原型试验的描述，那种反复迭代、不断试错的过程，读起来让人感同身受，极大地激发了我对科学探索的敬畏之心。这本书成功地将硬核的工程学知识，包裹在了一层引人入胜的宏大叙事之中，使得我在阅读过程中，不仅学习了知识，更收获了一种对科学精神的认同感和对未来变革的憧憬。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计深得我心，封面那种沉稳的蓝色调，配合着略带磨砂质感的纸张，拿在手里就有一种沉甸甸的、值得信赖的感觉。我本来对这种技术类的书籍抱有敬而远之的态度，总觉得内容会过于晦涩难懂，但翻开第一页后，这种担忧就完全烟消云散了。作者显然在结构安排上下了极大的功夫，从最基础的物理原理讲起，循序渐进地引入到各种不同的应用场景，逻辑链条清晰得如同精密仪器的内部构造。特别是关于材料科学和电化学反应的章节，讲解得既有深度又不失趣味性，那些复杂的公式和图表都被巧妙地融入到叙述之中，让人在理解概念的同时，仿佛亲眼见证了能量存储过程的微观动态。我尤其欣赏它在理论与实践之间的平衡把握，书中穿插了大量现实世界中的案例分析，这些案例的选取非常贴合当下工业升级和能源转型的热点，让我能清晰地看到这些知识点在现实中是如何发挥巨大作用的。对于一个初学者而言，这简直就是一本理想的“领航图”，它没有用那些故作高深的术语来吓唬人，而是用一种平实而充满热情的笔调，为我打开了一扇通往前沿科技的大门。我感觉自己不再是被动地接收信息，而是在与一位经验丰富的导师进行深入的对话，这种学习体验是极其愉悦和高效的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，它不走传统学术的严谨和内敛，而是采取了一种非常直接、甚至带有一丝批判性的口吻来审视当前的行业现状。作者似乎并不满足于仅仅介绍现有技术，他更热衷于揭示当前主流方案的内在局限性，以及为什么某些被寄予厚望的技术迟迟未能实现大规模商业化。这种“揭露真相”的写作手法，让我阅读时时刻刻保持着高度的警觉性，生怕错过任何一个被作者用犀利语言点出的行业盲点。我尤其欣赏它对标准制定和政策影响的分析，作者没有回避技术背后的商业博弈和标准之争，而是将其作为影响技术普及的关键因素进行了剖析，这对于理解一个技术如何从实验室走向市场至关重要。这本书的价值在于，它教会了我不要盲目相信任何一种“完美”的解决方案，而是要学会从多个维度——物理、经济、政策——去综合评估一个技术系统的生命力。它培养的不是一个简单的知识接受者，而是一个能够进行多维度战略思考的分析者，这一点是它区别于其他同类书籍最显著的特征。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我最初购买这本书是冲着封面上的某个名人推荐语去的，一开始也没抱太大期望，觉得可能又是市面上那种浅尝辄止、徒有其表的“科普读物”。然而，这本书彻底颠覆了我的看法。它的行文风格极其大胆和前卫，不像传统教材那样墨守成规，它更像是一篇长篇的、充满激情的科技宣言。作者似乎并不满足于仅仅描述“是什么”，他更热衷于探讨“为什么是这样”以及“未来会怎样”。书中对若干新兴储能技术路线的未来潜力进行了极具洞察力的预测和剖析，那些对技术瓶颈的讨论，观点犀利且论据充分，读起来让人忍不住拍案叫绝。我特别留意了其中关于系统集成和智能调控的部分，作者的叙述充满了未来主义的色彩，将复杂的多系统交互问题阐述得极具画面感。这种超越当前技术现状的思考深度，让这本书的价值远超一本普通的参考手册，它更像是一份思想的催化剂。每次读完一个小章节，我都会停下来沉思许久，思考其中蕴含的深层含义和潜在的颠覆性变革。这本书需要的不仅仅是翻阅，更需要带着批判性的眼光去咀嚼和消化，它挑战了我的既有认知框架，极大地拓展了我对能源系统的宏观理解。

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