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第1章 引言 1

1.1 技术范围 3

1.2 太阳辐射和地球 5

1.3 间接太阳能 14

1.4 直接辐射和散射辐射 22

1.5 总结 23

参考文献 25

第2章 被动式太阳能建筑 26

2.1 五条基本原则 28

2.2 房屋整体设计方案 31

2.2.1 对环境影响最小化 31

2.2.2 太阳能辐射得热 33

2.2.3 烟囱效应 35

2.3 气候的重要性 37

2.3.1 炎热气候条件 37

2.3.2 寒冷气候条件 53

参考文献 84

第3章 太阳能热水器 85

3.1 太阳能热水系统的发展历史 88

3.2 太阳能热水器的工作原理 90

3.3 什么是热量以及应该如何收集它 91

3.4 太阳能集热器的类型 92

3.4.1 平板集热器 92

3.4.2 闷晒式太阳能热水器 96

3.4.3 真空管集热器 96

3.4.4 聚合物材料集热器 102

3.5 太阳能热水系统的分类 104

3.5.1 被动式系统（通常指热虹吸系统） 105

3.5.2 主动式系统 106

3.5.3 直接型系统 107

3.5.4 间接型系统 107

3.5.5 热虹吸系统 108

3.5.6 直接型系统的设计 110

3.5.7 主动式间接加热热水系统 110

3.5.8 选择合适的系统 114

3.6 集热器大小 117

3.7 可能存在的风险 122

3.8 水泵和控制器 123

3.9 太阳能热水系统的安装 125

3.9.1 集热器的装配 125

3.9.2 设备维护 126

3.9.3 系统的预期效果 126

3.10 水暖气暖双系统 127

3.11 太阳能电热收集系统 128

3.12 涓流式太阳能集热器 128

3.13 太阳能泳池加热系统 130

3.14 太阳能制冷 131

3.15 未来展望 137

第4章 太阳能供暖系统 139

4.1 太阳能供暖的要求 139

4.2 小型或家用太阳能供暖系统 140

4.2.1 空气导热系统 140

4.2.2 水导热系统 145

4.2.3 案例分析：约翰·凯尼文（John Canivan）系统 147

4.2.4 案例分析：美国威斯康星州的一个被动式与主动式太阳能房 149

4.2.5 工业规模的太阳能供暖 150

4.2.6 生产用热 152

4.3 区域太阳能供暖 153

4.3.1 案例分析：菲德烈斯哈芬市（Friedrichshafen）的区域供暖系统 155

4.3.2 案例分析：德瑞克·兰丁太阳能社区 156

4.3.3 太阳能热电联产供暖与制冷系统 160

第5章 太阳热能的拓展应用 161

5.1 海水淡化和污水净化 161

5.2 水冷温室 163

5.3 太阳能干燥器 166

5.3.1 基本结构 167

5.3.2 张篷式太阳能干燥器 167

5.3.3 支架式太阳能干燥器 168

5.3.4 间接式太阳能干燥器 168

5.3.5 太阳能干燥炉 169

5.4 太阳能巴氏灭菌器 169

5.5 太阳能灶 172

5.5.1 设计和原理 173

5.5.2 太阳能灶的应用 173

5.5.3 热箱 175

5.5.4 制造商 176

第6章 光伏发电 181

6.1 光伏发电的简介 181

6.1.1 光伏发电的简要历史 182

6.1.2 太阳能电池的工作原理 183

6.2 光伏发电的应用 192

6.2.1 并网发电系统 192

6.2.2 建筑一体化光伏发电和光伏建筑 210

6.3 成本效益 215

6.3.1 温带地区 215

6.3.2 炎热或日照充足的国家 218

6.3.3 电网同价 221

6.3.4 容量可信度 222

6.4 光伏电站 223

6.4.1 追日跟踪系统 224

6.4.2 现有光伏电站所处的位置 226

6.4.3 聚光光伏发电 226

6.4.4 光伏发电的价格 230

6.5 光伏发电的前景 230

6.6 光伏发电对环境的影响 239

6.6.1 能源回收期 239

6.6.2 全球气候变暖的影响 240

6.6.3 加工和处理过程的污染 241

6.7 新的光伏发电技术 242

6.7.1 染料敏化太阳能电池 242

6.7.2 纤维基太阳能电池组件 243

6.7.3 具有加热和制冷能力的层压光伏板 243

6.7.4 纳米技术和电池印刷技术 244

参考文献 244

第7章 独立光伏发电 245

7.1 离网光伏系统 245

7.1.1 便携设备 247

7.1.2 街道设施 249

7.1.3 供水装置 251

7.1.4 制冷 255

7.1.5 家用系统 256

7.2 基本的系统设计 256

7.2.1 评估选址 259

7.2.2 减少用电需求 259

7.3 蓄电池 259

7.3.1 充电控制器 261

7.3.2 维护 261

7.4 交流系统 261

7.5 混合系统 263

7.6 小型电网 264

7.7 未来展望 265

第8章 聚光太阳能热发电 266

8.1 发展历史 267

8.2 工作原理 273

8.2.1 抛物面槽式系统 276

8.2.2 线性菲涅尔反射镜（LFR） 278

8.2.3 中央集热器或塔式系统 280

8.2.4 抛物面碟武系统 282

8.3 环境效益和影响 283

8.4 CSP适用地区 284

8.4.1 最近正在进行的项目 285

8.4.2 经济效益 286

8.5 发展前景 287

8.6 太阳能塔 289

8.7 温差发电 290

第9章 总结 293

9.1 氢能经济 297

9.2 脱离对化石燃料的依赖 299

第10章 太阳能相关信息资源 301

10.1 可用能源量 301

10.1.1 MESoR 302

10.1.2 HelioClim-3 303

10.1.3 PVGIS和PVWatts 303

10.1.4 NASA上关于地表气象和太阳能的数据库 307

10.1.5 METEONORM 308

10.1.6 TRY 309

10.1.7 度日（degree days） 309

10.2 其他网络资源 312

10.2.1 范例研究和技术信息 312

10.2.2 实时光伏发电系统案例 312

10.3 印刷资源 313

10.3.1 图书 313

10.3.2 杂志 313

10.4 仿真工具 313

10.4.1 bSol 314

10.4.2 DAYSIM 314

10.4.3 EnergyPlus 315

10.4.4 DASTPVPS 315

10.4.5 DesignBuilder 316

10.4.6 Design Performance Viewer 316

10.4.7 Ecotect 317

10.4.8 Energy Design Guide Ⅱ 317

10.4.9 ENERGIEplaner 317

10.4.10 ENERGY-10 318

10.4.11 eQUEST 318

10.4.12 Green Building Studio 319

10.4.13 IDA ICE 320

10.4.14 Virtual Environment 321

10.4.15 PHPP 321

10.4.16 Polysun 322

10.4.17 PVsyst 323

10.4.18 PV＊SOL 323

10.4.19 Radiance 324

10.4.20 RETScreen 324

10.4.21 T＊Sol 325

10.4.22 THERM 326

10.4.23 VisualDOE 327

10.5 建筑物设计与实际建设中的细节 327

10.6 太阳能热效应 328

10.7 利用太阳能进行烹饪 328