Power-Limiting Materials and Devices pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Christopher M. Lawson

出品人:

页数:178

译者:

出版时间:1999-11

价格:USD 70.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780819432841

丛书系列:

图书标签:

• Power Limiting
• Overvoltage Protection
• Transient Suppression
• Materials Science
• Electrical Engineering
• Electronics
• Semiconductors
• High Voltage
• Protective Devices
• Power Systems

能源管理与高效利用的时代：一份深度探索 在这个日益依赖能源，同时又对可持续发展和效率提出严峻挑战的时代，能源的管理与高效利用已不再是简单的技术命题，而是关乎社会进步、经济繁荣乃至人类未来的核心议题。从庞大的工业生产线到微小的电子消费品，再到我们赖以生存的电网系统，能量的产生、传输、储存以及最终的使用，每一个环节都蕴含着巨大的优化空间和技术潜力。本书将带领读者深入探究一系列与能源管理息息相关的关键领域，揭示当前能源技术的发展脉络，并展望未来的创新方向。 第一部分：能源转换与储存的基石 在能量管理的宏大图景中，如何高效地将原始能源转化为可用能量，以及如何将这些能量以最经济、最安全的方式储存起来，无疑是问题的起点。本部分将重点关注以下几个关键领域： 先进能源转换技术： 我们将首先审视当前主流的能源转换技术，包括但不限于： 光伏转换效率的突破： 从传统的硅基太阳能电池，到新兴的钙钛矿、有机光伏材料，我们将探讨材料科学在提升光电转换效率、降低生产成本方面所扮演的角色。这包括对光吸收机制、载流子分离与传输、界面工程等微观层面的深入分析。 热电转换材料与器件： 探讨如何利用温差直接发电，以及其在废热回收、分布式能源等领域的应用潜力。我们将重点关注材料的塞贝克系数、电导率和热导率之间的协同优化，以及如何设计高效的热电器件。 氢能的生产与利用： 深入研究不同制氢方法（如电解水、蒸汽重整）的技术进展与经济性，以及燃料电池在能源储存与发电中的关键作用。这将涵盖催化剂的开发、质子交换膜技术的进步，以及系统集成方面的挑战。 其他新兴能源转换技术： 触及如潮汐能、风能的能量捕获与转换技术，以及生物质能的高效利用方式。 高效能量储存解决方案： 能量的储存是解决能源供应波动性和提高能源利用率的关键。本部分将详细探讨： 锂离子电池的下一代技术： 除了目前广泛应用的钴酸锂、三元材料，我们将展望固态电池、锂硫电池、锂空气电池等未来技术，分析其在能量密度、安全性和循环寿命方面的潜在优势，以及材料开发和工程化所面临的挑战。 非锂基储能技术： 关注钠离子电池、钾离子电池、液流电池等替代技术的研发进展，探讨其在成本、资源可获得性以及特定应用场景下的优势。 机械储能系统： 深入研究抽水蓄能、压缩空气储能（CAES）、飞轮储能等技术，分析其在大规模电网储能中的地位和发展前景。 相变材料（PCM）与蓄热技术： 探讨利用物质相变来储存和释放热能的技术，及其在建筑节能、工业余热回收等领域的应用。 第二部分：能源传输与分配的优化 将能量从产生地高效、可靠地输送到用户端，是能源系统正常运行的生命线。本部分将聚焦于能源传输与分配网络中的关键技术和挑战： 智能电网技术： 探讨如何利用先进的信息通信技术、传感器技术和控制技术，构建一个更智能、更灵活、更具韧性的电网系统。这将包括： 分布式能源接入与管理： 研究如何将太阳能、风能等间歇性、分布式能源高效、稳定地整合到电网中，以及相应的通信协议和控制策略。 需求侧响应与负荷管理： 探讨如何通过智能终端和激励机制，引导用户在不同时段调整用电行为，从而优化电网负荷，提高系统效率。 电网故障检测与自愈能力： 分析如何利用智能传感器和先进算法，实现对电网故障的快速定位和隔离，并自动恢复部分或全部供电。 储能系统在电网中的协同作用： 研究储能系统如何配合电网运行，提供频率调节、电压支撑、削峰填谷等服务。 高压直流输电（HVDC）技术： 深入探讨HVDC技术在远距离、大容量输电方面的优势，分析其在连接不同电网、输送可再生能源方面的关键作用，以及换流站技术的发展。 微电网与分布式能源管理： 关注微电网的概念、架构和运行模式，探讨其在提高供电可靠性、促进本地能源自给自足方面的潜力，以及与主电网的互动方式。 第三部分：能源效率提升与系统集成 在能源的整个生命周期中，减少不必要的能量损耗，提高每一环节的利用效率，是实现可持续发展的重要途径。本部分将围绕能源效率的提升和不同子系统的集成展开： 工业能源效率优化： 先进的加热与冷却技术： 探讨如感应加热、微波加热、超声波加热等高效加热方式，以及热泵、蒸发冷却等节能冷却技术在工业生产中的应用。 电机与传动系统的能效提升： 分析永磁同步电机、高效变频器等技术在降低电机能耗方面的作用，以及传动系统优化设计的重要性。 余热回收与综合利用： 深入研究如何有效地回收工业生产过程中产生的废热，并将其应用于其他工艺过程或发电，实现能量的梯级利用。 建筑节能技术： 高性能建筑围护结构： 探讨新型保温材料、智能隔热窗户、绿色屋顶等在减少建筑能耗方面的作用。 高效暖通空调（HVAC）系统： 分析地源热泵、水源热泵、变风量（VAV）系统等技术在提高建筑制冷供暖效率方面的潜力。 智能建筑控制系统： 探讨如何利用物联网（IoT）技术、传感器和人工智能算法，实现对建筑能源消耗的精细化管理和优化。 交通运输领域的能源效率： 电动汽车（EV）的驱动系统与能量管理： 深入研究电池管理系统（BMS）、电机控制技术、能量回收制动（Regenerative Braking）等在提高电动汽车续航里程和效率方面的作用。 混合动力汽车（HEV）与先进动力总成： 分析不同类型的混合动力系统（串联、并联、混联）的工作原理及其在燃油经济性方面的优势。 氢燃料电池汽车（FCEV）的进展： 探讨氢燃料电池技术在零排放交通领域的应用前景，以及加氢基础设施的建设挑战。 能源系统集成与优化： 多能互补与协同优化： 探讨如何将电力、热力、燃气、冷冻等不同能源系统进行集成，并通过智能调度实现整体效率的最大化。 能源互联网的概念与实践： 展望未来能源系统互联互通的发展趋势，以及如何通过数字技术实现能源资源的优化配置和高效利用。 结论：迈向更清洁、更高效的能源未来 本书的每一章节都旨在揭示能源管理领域的前沿技术和创新思路。我们相信，通过对能源转换、储存、传输、分配以及效率提升等各个环节的深入理解和不懈努力，人类能够构建一个更加清洁、高效、安全和可持续的能源未来。这不仅是技术发展的必然趋势，更是我们肩负的时代使命。本书希望能为研究人员、工程师、政策制定者以及所有关心能源未来的读者，提供一份有价值的参考和启示。

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