能源与电力：生产、分配与社会

本课程是对社会背景下的能源与电力进行的介绍。

有用的先决条件

这些主题的一般知识基础将有助于学习。

• 微积分
• 电磁学
• 物理学
• 统计学
• 热力学

参考文献

• 单位和转换
• 流体性质表
• 常用方程速查表

主题

• 介绍：全球能源平衡

能源消耗：效用与不平等

1. 全球投资组合
   • 按用户、来源和最终用途细分
   • 与 GDP 的关系
   • 趋势、预测和场景
   • 国际努力
2. 美国能源政策
   • 能源投资组合
   • 能源部
   • 历史、政策和行业

基本概念：练习与复习

1. 能量守恒
   • 专题：荒谬的说法和发现违反第一定律的情况
2. 热力学分析中的功和热
   • P-V 图
   • T-S 图
   • 湿度计
   • 化学能和燃烧
   • 温度依赖的化学平衡
3. 电路：电阻、电容和电感
   • 直流电路
   • 交流电路
4. 变压器、电机和涡轮机
5. 电力分配

能源来源：技术、成本和潜力

1. 专题：不可再生、可再生、可持续
2. 化石燃料
   • 煤炭
   • 天然气
   • 石油
3. 核能
4. 太阳能
   • 光伏发电
   • 太阳能热发电
5. 水能
   • 水力发电
   • 海浪能
   • 潮汐能
   • 洋流能
6. 生物质能
7. 风能
8. 地热能

储能和能量转换

1. 气化
2. 垃圾发电
3. 燃料电池
4. 氢能
5. 微型涡轮机
6. 飞轮
7. 电池
8. 电力
9. 分布式发电
10. 柴油发电机
11. 涡轮机

建筑能源使用

1. 绿色建筑设计
   • 信息技术和建筑能源管理
   • HVAC 系统
     • 湿度计、人体舒适度和能源
   • 照明
2. 时间依赖性需求
3. 商业和住宅

交通运输

1. 火花点火、柴油和混合动力汽车
2. 货运和航运
3. 航空旅行

新兴技术的路径

动力循环和汽车发动机设计

1. 奥托循环
2. 柴油循环

动力循环和发电厂设计

1. 朗肯循环
   • 再热
2. 布雷顿循环
3. 效率和成本问题

燃烧与污染

1. 燃烧和化学能
2. 动力学
3. 常见的污染物和问题
4. 监管

经济学与能源市场

1. 有限自然资源经济学
   • 耶文斯悖论
   • 消费曲线
   • 储量
2. 污染限额和交易
3. 电力
   • 供求关系：峰值和谷值
   • 电网容量和基础设施成本
   • 放松管制
   • 实时定价
4. 发展经济学与能源
   • 传统能源投资组合
   • 人类影响和相关性
   • 巨大的分化：北方与南方
5. 计量经济学和能源预测

可持续性和能源

1. 全球变暖
   • 二氧化碳当量来源和汇的核算
   • 碳封存
   • 大气建模
2. 能源来源和规模
3. 专题：消费、资本主义和不可持续增长

未来：灾难与机遇的场景

1. 经济与环境变化的力量
2. 工程师的作用：有潜力的想法

进一步阅读

• 基本电力生产和分配
• 电力电子学