太陽能利用

《太陽能利用：原理·技術·工程》分為原理篇、技術篇、工程篇三部分，共15章。原理篇介紹太陽能利用的基礎知識，以及太陽能工程的光學設計原理和傳熱分析原理，這是一切太陽能利用技術所共同需要的基礎；技術篇講述光熱轉換技術、光伏轉換技術、光化學制氫轉換技術、太陽能表面技術、太陽能材料、太陽能儲存等，涵蓋了太陽能利用的光熱、光伏和光化學制氫三大主題，目的是構建太陽能利用的工程技術基礎；工程篇講述太陽能熱利用工程、溫室工程、熱動力發電工程、光伏發電工程、生態工程等，詳細介紹各種太陽能利用專項工程的設計與分析，最後收尾到工程經濟分析。

《太陽能利用：原理·技術·工程》力求說理清晰，文字通順，希望能使讀者對太陽能利用的原理、技術、工程有全面而正確的了解和掌握。

《太陽能利用：原理·技術·工程》可作為研究機構從事太陽能利用研發的科技人員和高等院校師生的參考用書，也可供有關管理人員和新能源愛好者閱讀與參考。

原理篇

第1章 太陽能利用基礎知識

1．1 太陽能利用的發展過程

1．1．1 太陽能利用發展簡史

1．1．2 太陽能利用的現狀和未來展望

1．2 太陽

1．2．1 太陽的結構

1．2．2 太陽輻射

1．3 日地天文關係

1．3．1 幾個重要天文參數的定義

1．3．2 天球與天球坐標系

1．3．3 地球繞太陽的運行規律

1．4 太陽常數

1．5 太陽輻射在地球大氣層中的衰減

1．5．1 Bouguer-Lambert定律

1．5．2 均質大氣概念的近似

1．5．3 大氣光學質量

1．5．4 大氣透明度

1．6 地球表面上太陽輻射能的計算

1．6．1 地面上太陽輻射強度的計算

1．6．2 月平均日太陽輻射總量的計算

1．7 太陽輻射的測量

1．7．1 世界太陽輻射測量標準

1．7．2 太陽輻射測量儀器

1．8 中國的太陽能資源

1．8．1 太陽能資源的計算

1．8．2 中國太陽能資源區劃

1．9 太陽能利用的特點、方法和內容

1．9．1 太陽能利用的特點

1．9．2 太陽能利用的方法和內容

第2章 太陽能工程光學設計原理

2．1 概述

2．2 物體及其表面的光輻射性質

2．2．1 物體的輻射性質

2．2．2 物體表面的光輻射性質

2．3 太陽能聚光設計原理

2．3．1 太陽能聚光方式簡介

2．3．2 太陽能聚光設計原理

2．3．3 太陽能聚光器的聚光比

2．4 反射式聚光設計

2．4．1 槽形拋物面聚光

2．4．2 旋轉拋物面聚光

2．4．3 複合拋物面聚光（CPC）

2．4．4 球面聚光

2．4．5 固定條形平面聚光

2．4．6 圓漸開線聚光

2．4．7 V形面聚光

2．5 折射式聚光設計

2．5．1 菲涅耳透鏡的演化由來

2．5．2 菲涅耳透鏡的基本設計公式

2．5．3 太陽能工程用菲涅耳透鏡

第3章 太陽能應用傳熱分析原理

3．1 導熱

3．1．1 平壁導熱

3．1．2 圓筒壁導熱

3．1．3 肋片導熱

3．1．4 導熱係數隨溫度變化的情況

3．2 對流換熱

3．2．1 對流與對流換熱的物理基礎

3．2．2 對流換熱問題的分類

3．2．3 對流換熱問題的求解

3．2．4 管內對流換熱

3．2．5 單根圓管橫向繞流換熱

3．2．6 平板夾層有限空間自然對流換熱

3．2．7 平板外掠受迫對流換熱

3．2．8 堆積床中的對流換熱

3．3 輻射換熱

3．3．1 熱輻射

3．3．2 輻射換熱中常用的幾個基本物理概念的定義

3．3．3 黑體間的輻射換熱

3．3．4 角係數的解析

3．3．5 角係數的代數分析計演演算法

3．3．6 灰體間的輻射換熱

3．4 太陽能工程中幾個特定的傳熱問題

3．4．1 光伏組件的傳熱分析

3．4．2 聯集管導流強化對流換熱設計

3．4．3 空腔開口的輻射換熱損失

3．4．4 蜂窩結構的傳熱

技術篇

第4章 光熱轉換技術

4．1 概述

4．2 平板集熱

4．2．1 太陽能平板集熱器

4．2．2 平板集熱設計

4．3 真空管集熱

4．4 太陽能空氣加熱

4．4．1 基本形式和工作原理

4．4．2 無孔平板太陽能空氣加熱器及其熱性能分析

4．4．3 多孔吸熱板太陽能空氣加熱器及其熱性能分析

4．5 聚光集熱

4．5．1 點聚焦集熱

4．5．2 線聚焦集熱

4．5．3 低倍率聚光集熱

4．6 集熱器的性能試驗

4．6．1 瞬時熱性能試驗

4．6．2 結構強度試驗

4．6．3 性能老化試驗

第5章 光伏轉換技術

5．1 半導體物理基礎

5．1．1 原子的能級

5．1．2 晶體結構

5．1．3 晶體中能帶的形成

5．1．4 本徵半導體和摻雜半導體

5．1．5 費米能級與載流子濃度

5．1．6 半導體的光吸收特性

5．1．7 載流子的產生

5．1．8 載流子的輸運

5．1．9 載流子的複合

5．2 太陽能電池基本理論

5．2．1 同質結太陽能電池理論

5．2．2 肖特基結太陽能電池理論

5．2．3 異質結太陽能電池理論

5．3 硅太陽能電池

5．3．1 硅太陽能電池的分類與技術發展簡況

5．3．2 典型晶體硅太陽能電池的結構

5．3．3 晶體硅太陽能電池的設計

5．3．4 晶體硅太陽能電池典型生產工藝簡介

5．3．5 硅太陽能電池高效化和薄膜化發展趨勢

5．4 化合物半導體太陽能電池

5．4．1 砷化鎵太陽能電池

5．4．2 cds/cuInse，薄膜太陽能電池

5．5 多結疊層太陽能電池

5．5．1 多結太陽能電池的基本工作原理

5．5．2 疊層太陽能電池的構造

5．5．3 疊層太陽能電池的電性能

5．6 太陽能電池特性的測量

5．6．1 太陽能電池基本物理參數的測定

5．6．2 太陽能電池電性能測量

5．6．3 太陽能電池電特性的測量裝置

第6章 光化學制氫轉換技術

6．1 光電化學分解水制氫

6．1．1 基本工作原理

6．1．2 多結疊層太陽能電池直接電解水制氫

6．2 光催化分解水制氫

6．2．1 半導體體系

6．2．2 金屬配合物體系

6．3 熱分解水制氫

6．3．1 直接熱分解法

6．3．2 熱化學分解水制氫

6．4 太陽能發電電解水制氫

6．4．1 系統組成

6．4．2 太陽能電解水制氫效率

6．5 光生物化學分解水制氫

6．6 太陽能制氫技術難點與前景展望

6．6．1 太陽能制氫的技術難點

6．6．2 太陽能制氫的前景展望

第7章 太陽能表面技術

7．1 概述

7．2 光譜選擇性表面的工作原理、分類及其製作方法

……

第8章 太陽能材料

第9章 太陽能儲存

工程篇

第10章 太陽能熱利用工程

第11章 太陽能溫室工程

第12章 太陽能熱動力發電工程

第13章 太陽能光伏發電工程

第14章 太陽能生態工程

第15章 太陽能工程經濟分析

劉鑒民，1934年生，教授，1956年畢業於東南大學（原南京工學院）動力工程系，1956-1987年在中國科學院電工研究所長期從事磁流體發電和太陽能發電科研工作；1988-1995年在上海交通大學任教，從事太陽能光熱、光伏技術的教學和科研工作.1965年研製成功我國第一台燃燒型磁流體發電實驗機組，獲中科院新技術成果三等獎；主要參與研製成功磁流體發電2號機，獲中科院新技術成果二等獎。1977年開始從事太陽能發電科研工作。先後研製成功太陽能高溫鉻黑選擇性吸收塗層、太陽能磁阻式直線發電機、太陽能高真空集熱管、太陽能空腔集熱管等，獲得中科院相關獎項。曾任第一屆中國太陽能學會光熱發電專業委員會委員、國務院農村能源領導小組辦公室業務組組長。著有《磁流體發電》、《傳熱傳質原理及其在電力科技中的應用分析》，合著有《太陽能的利用》、《太陽能實用工程技術》、《新能源發電技術》等十餘部著作；發表學術論文五十餘篇；申報太陽能專利三項。