《太陽(yáng)能利用》從太陽(yáng)能利用的基本理論出發(fā),主要介紹太陽(yáng)能輻射的計(jì)算方法、各種常用太陽(yáng)能集熱器、太陽(yáng)能熱利用、太陽(yáng)能光伏發(fā)電、太陽(yáng)光照明及相變材料儲(chǔ)熱技術(shù),其中太陽(yáng)能熱利用技術(shù)包括太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、太陽(yáng)能暖房、太陽(yáng)能制冷、太陽(yáng)能熱發(fā)電、太陽(yáng)能海水淡化、太陽(yáng)能干燥、太陽(yáng)灶和太陽(yáng)能溫室等方面。
《太陽(yáng)能利用》可作為能源與動(dòng)力等專業(yè)本科及研究生的教材,也可作為太陽(yáng)能利用領(lǐng)域科技工作者的參考書(shū)或企業(yè)相關(guān)人員的培訓(xùn)教材。
張立琋,西北工業(yè)大學(xué)動(dòng)力與能源學(xué)院副教授,主要從事太陽(yáng)能集熱、太陽(yáng)能海水淡化、傳熱傳質(zhì)等方面的科研工作。每年為本科生講授“太陽(yáng)能利用”“可再生能源技術(shù)”“制冷原理與設(shè)備”等課程,為研究生講授“太陽(yáng)能利用原理與技術(shù)”“太陽(yáng)能利用新進(jìn)展”“新能源技術(shù)”等課程。發(fā)表論文30余篇,其中20篇被SCI/EI索引。主持完成國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目1項(xiàng),主持完成陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究及科技攻關(guān)項(xiàng)目2項(xiàng),主持完成橫向課題多項(xiàng),獲國(guó)家發(fā)明專利3項(xiàng),實(shí)用新型專利2項(xiàng)。參與完成國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃子項(xiàng)目1項(xiàng),并2019年獲“陜西高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”二等獎(jiǎng)。任《太陽(yáng)能學(xué)報(bào)》《太陽(yáng)能》雜志編委,中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)太陽(yáng)能熱利用專業(yè)委員會(huì)委員,西安市太陽(yáng)能學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng),陜西省制冷學(xué)會(huì)常務(wù)理事。
第1章緒論001
1.1能源及其分類001
1.1.1能源001
1.1.2能源的分類002
1.2我國(guó)太陽(yáng)能資源概況003
1.3太陽(yáng)能利用現(xiàn)狀與趨勢(shì)004
1.3.1太陽(yáng)能熱利用005
1.3.2太陽(yáng)能光伏發(fā)電009
1.3.3太陽(yáng)光照明010
1.3.4太陽(yáng)光生物利用010
第2章太陽(yáng)輻射011
2.1太陽(yáng)和地球011
2.1.1太陽(yáng)結(jié)構(gòu)011
2.1.2太陽(yáng)常數(shù)012
2.1.3太陽(yáng)波長(zhǎng)012
2.1.4地球運(yùn)轉(zhuǎn)013
2.2太陽(yáng)輻射的入射角013
2.2.1相關(guān)角度的定義014
2.2.2太陽(yáng)入射角的計(jì)算015
2.2.3跟蹤太陽(yáng)時(shí)太陽(yáng)入射角的計(jì)算016
2.3大氣層外水平面上的太陽(yáng)輻射016
2.4大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的影響017
2.4.1大氣的吸收、散射和反射017
2.4.2大氣質(zhì)量018
2.4.3大氣透明度018
2.5太陽(yáng)輻射分量的測(cè)量020
2.6地表水平面上的太陽(yáng)輻射計(jì)算020
2.6.1月平均日水平面上的輻照量020
2.6.2標(biāo)準(zhǔn)晴天水平面上的輻照量021
2.6.3晴空指數(shù)022
2.6.4由日輻照總量估算小時(shí)輻照量023
2.7地表傾斜面上的太陽(yáng)輻射計(jì)算024
第3章太陽(yáng)能集熱器028
3.1集熱器的分類028
3.2平板集熱器028
3.2.1概述028
3.2.2結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)029
3.2.3吸熱板的橫向溫度分布032
3.2.4換熱網(wǎng)絡(luò)分析033
3.2.5有效得熱量035
3.2.6瞬時(shí)熱效率及其測(cè)量035
3.3真空管集熱器039
3.3.1全玻璃真空管集熱器039
3.3.2熱管式真空管集熱器041
3.3.3其他金屬吸熱體真空管集熱器042
3.3.4真空管集熱器效率計(jì)算044
3.4聚光型集熱器044
3.4.1拋物面型聚光器045
3.4.2復(fù)合拋物面型聚光器046
3.4.3菲涅耳透鏡聚光器050
3.5集熱器最佳安裝傾角050
第4章太陽(yáng)能熱利用052
4.1太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)052
4.1.1太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)分類052
4.1.2太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)簡(jiǎn)介053
4.1.3自然循環(huán)系統(tǒng)流量計(jì)算057
4.1.4建筑供熱水系統(tǒng)058
4.1.5系統(tǒng)熱負(fù)荷059
4.1.6太陽(yáng)能集熱器的選用061
4.2太陽(yáng)能暖房062
4.2.1主動(dòng)式太陽(yáng)能暖房062
4.2.2被動(dòng)式太陽(yáng)能暖房062
4.3太陽(yáng)能制冷063
4.3.1光熱轉(zhuǎn)換制冷064
4.3.2光電轉(zhuǎn)換制冷065
4.4太陽(yáng)能熱發(fā)電066
4.4.1塔式光熱發(fā)電066
4.4.2槽式光熱發(fā)電067
4.4.3碟式光熱發(fā)電068
4.4.4太陽(yáng)能煙囪發(fā)電068
4.5太陽(yáng)能海水淡化069
4.5.1海水的組成與性質(zhì)069
4.5.2太陽(yáng)能海水淡化法分類071
4.5.3太陽(yáng)能蒸餾海水淡化法071
4.5.4太陽(yáng)能加濕除濕海水淡化法077
4.5.5光伏發(fā)電-反滲透海水淡化法080
4.5.6其他太陽(yáng)能海水淡化法082
4.5.7太陽(yáng)能海水淡化性能指標(biāo)084
4.5.8太陽(yáng)能海水淡化后處理085
4.6太陽(yáng)能干燥085
4.6.1太陽(yáng)能干燥方法085
4.6.2太陽(yáng)能熱泵聯(lián)合干燥法090
4.7太陽(yáng)灶092
4.7.1箱式太陽(yáng)灶092
4.7.2聚光式太陽(yáng)灶092
4.7.3熱管式太陽(yáng)灶093
4.7.4旋轉(zhuǎn)拋物面聚光原理093
4.8太陽(yáng)能溫室094
4.8.1太陽(yáng)能溫室的分類094
4.8.2塑料大棚095
4.8.3日光溫室096
4.8.4主動(dòng)式太陽(yáng)能溫室097
4.8.5光伏太陽(yáng)能溫室098
第5章太陽(yáng)能光伏發(fā)電099
5.1光伏發(fā)電發(fā)展簡(jiǎn)介099
5.2光伏發(fā)電原理與性能100
5.2.1光伏發(fā)電原理100
5.2.2太陽(yáng)能電池的性能101
5.3太陽(yáng)能電池102
5.3.1晶體硅太陽(yáng)能電池102
5.3.2薄膜太陽(yáng)能電池104
5.3.3新型太陽(yáng)能電池106
5.4光伏發(fā)電系統(tǒng)107
5.4.1光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類107
5.4.2光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要組成108
5.4.3溫度對(duì)光伏發(fā)電效率的影響113
5.4.4離網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例113
5.5光伏發(fā)電在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用115
5.5.1光伏發(fā)電與太陽(yáng)能飛機(jī)115
5.5.2光伏發(fā)電與衛(wèi)星116
第6章太陽(yáng)光照明118
6.1概述118
6.2導(dǎo)光管法118
6.2.1導(dǎo)光管法的主要部件118
6.2.2導(dǎo)光管的采光計(jì)算120
6.3光導(dǎo)纖維法122
6.3.1光導(dǎo)纖維的導(dǎo)光原理122
6.3.2光導(dǎo)纖維的分類122
第7章相變材料儲(chǔ)熱124
7.1相變材料124
7.1.1相變材料分類124
7.1.2相變材料選擇標(biāo)準(zhǔn)127
7.2相變儲(chǔ)熱強(qiáng)化傳熱技術(shù)127
7.2.1提高系統(tǒng)傳熱系數(shù)128
7.2.2保持傳熱溫差128
7.2.3增大傳熱接觸面積129
7.3相變儲(chǔ)熱換熱器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)130
7.3.1儲(chǔ)熱元件設(shè)計(jì)130
7.3.2保溫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)132
7.4相變儲(chǔ)熱應(yīng)用132
7.4.1太陽(yáng)能海水淡化中的應(yīng)用132
7.4.2太陽(yáng)能熱發(fā)電中的應(yīng)用133
7.4.3綠色節(jié)能建筑中的應(yīng)用134
附錄136
附錄1我國(guó)主要城市各月的設(shè)計(jì)用氣象參數(shù)136
附錄2部分城市集熱器最佳安裝傾角140
附錄3熱水用水定額141
附錄4不同地區(qū)冷水參考溫度143
附錄5中國(guó)部分省市光伏電站最佳安裝傾角及發(fā)電量速查表144
參考文獻(xiàn)155