《可再生能源系统》是一本全面介绍主要类型的可再生能源系统、资源及相关主题的图书。可再生能源主要包括太阳能、风能、地热能、生物质能和水力能(包括河流能与海洋能)。书中内容涉及电工学基础、充电控制器、逆变器、发电机、燃料电池、电网及智能电网等。

近年来，政府和私营企业对可再生能源的关注度不断提升，对诸如光伏电场、风电场等大型项目的研发投入也在不断增加。激动人心的新技术不断涌现，例如更高效的多结光伏电池、超级电容器嵌入式电能存储、高空风力发电机、海洋潮汐和波浪能捕捉系统以及改进的海藻养殖技术等，都具有光明的前景。很多人对可再生能源将在未来世界能源需求中占有更大比例持乐观态度。

能源问题是一个关系各方面利益冲突的复杂话题，但是总体上公众的共识是世界能源需求必须更多地转向可再生能源。资源的局限性决定了单一技术不可能解决未来的所有能源需求。除此之外，不同的技术对有限的能源还存在竞争性。例如，农田可用来耕种粮食，也可用来种植生产乙醇的玉米或建造光伏电场。但有一点是明确的，必须让更多人了解可再生能源，了解可再生能源的可行性与局限性及其对环境的正面和负面影响。

可再生能源系统可将基本资源转化为人类可以利用的能源形式，包括电能、热能或机械能。在某些情况下，可再生能源可用于生产乙醇或氢气之类的燃料并应用于燃料电池。燃料电池本身并不属于可再生能源。虽然某些燃料电池可以将太阳能或其他可再生能源转化为燃料电池可以利用的燃料，但是大多数燃料电池是将天然气(化石能的一种)转化为电能。燃料电池正在电能生产中起到越来越重要的作用，特别是在偏远地区常作为备用电源。

近年来，可再生能源系统已发生了很多变化。例如，太阳能的利用正从小型的、个人自有的辅助性家用发电系统转向军用或工业用大型阵列式装置(功率超过1兆瓦)。目前美国大约一半的太阳能发电量来自于大型装置。风力发电机的功率可达5~10兆瓦。诸如可变速发电、新型动力电子设备和中央控制系统正在大幅改善风电场的效能。利用将干燥高温岩层击穿并将液体注入封闭回路的技术，新型地热能生产工艺将捕获更多可用能源并在沙漠环境中降低水的消耗量。能从低温环境中获取能量的有机朗肯循环(organic  Rankine cycle，ORC)正越来越多地利用于大型系统。未来的地热能发电厂可能帮助吸收二氧化碳，改善环境。世界各地已建有数座潮汐能发电站： 一台新型的交叉流动汽轮机正在缅因州海岸线东北方的Bay of Fundy运行，另一台新型的波动能系统正在俄勒冈州海岸安装。本书将会对这些新型系统进行介绍。虽然这些概念最终可能不会都得以实现，但它们展示了这一领域的发展方向和光明前景。

第1章将对主要能量来源——化石能、核能(包括未来可能的聚变能)和可再生能源及其地理分布做简要介绍。大部分可再生能源将转化为电能，因此第2章将简要介绍电磁学，讨论基本电路理论、元器件、电路系统、电气测量及其安全性等问题。第3章将介绍光伏电池及其在太阳能发电系统中的应用。第4和第5章将继续介绍太阳能发电系统及其运行，包括太阳能聚光系统以及日光反射镜追踪技术。第6章将介绍在太阳能、风能、燃料电池等可再生能源系统中的关键元器件，主要包括蓄电池充电器、充电控制器和变流器。第7章将介绍风力发电，包括风能、贝兹定理，并将简要介绍风力机。第8章将对风力机的运行、控制、测量和制动系统进行深入探讨。第9章将介绍主要的生物质发电、发热及生物质燃料系统。人类利用生物质取暖或烹饪的历史由来已久，时至今日生物质已被用来生产电能、热能以及燃料(主要是乙醇)。第10章将介绍地热能以及用于电力系统和热泵的能量转换。地源热泵已在诸多领域获得成功，而储量巨大的地热能远未获得足够的重视。第11章将介绍从水流中获取能源并转化为电能的诸多技术，包括水电站、溪流、潮汐和波浪能。第12章将讨论燃料电池及其应用，这一技术将有可能使世界偏远地区获得可靠的能量来源。第13章将对第2章中已经讨论过的磁性理论加以扩展，讨论不同类型的发电机及其在可再生能源系统中的应用。最后，第14章将概括介绍电网(包括智能电网)、电力传输技术、三相交流电和变压器。