第一章 导论 1
1.1 设计理念 2
1.2 教学方法 4
1.3 建议的课程计划以及相关课本 6
1.4 太阳能领域使用的单位和标准语言 7
参考文献 9
第二章 设计内容及基本原理 10
2.1 太阳能转换系统设计的基本原理和历史 10
2.2 系统和模式 14
2.3 系统设计 15
2.4 可持续性的道德层面 16
2.5 生态系统服务 18
2.6 目标的局限性 20
2.7 问题 29
2.8 推荐拓展读物 30
参考文献 30
第三章 光学定律 33
3.1 光是泵浦系统 35
3.2 太阳能转换系统和光 39
3.3 光的定向性 40
3.4 光谱 42
3.5 光随距离增加而衰减 45
3.6 光的四个定律 46
3.7 基尔霍夫定律 47
3.8 维恩位移定律 48
3.9 普朗克定律 49
3.1 0斯特藩-玻尔兹曼方程和辐射系数 50
3.1 1 问题 52
3.1 2推荐拓展读物 53
参考文献 54
第四章 光、热、功、光伏转换物理 55
4.1 光热领域的重大突破 56
4.2 光的热反应 58
4.3 能源转换系统中的材料 59
4.4 选择面和灰体：不反光 60
4.5 一个表面的辐射交换 63
4.6 两个表面的辐射交换 67
4.7 半透明材料的反射率和反射比 70
4.8 问题 77
4.9 推荐拓展读物 78
参考文献 78
第五章 气象学：研究大气各个特征的学科 80
5.1 气团 81
5.2 多种气候型 84
5.3 假设大气不存在的模型 84
5.4 黑体能量收支核算（假设大气层不存在） 85
5.5 变量变化：0—100的整数 87
5.6 黑体和灰体的能量收支核算（无大气覆盖层） 89
5.7 含有大气的灰体能量收支平衡 90
5.8 含有大气层和大气窗的灰体能量核算 92
5.9 云的作用 94
5.1 0晴空模型建立 95
5.1 1太阳光组分 97
5.1 2 Hottel晴空辐照模型（1976） 100
5.1 3 Bird晴空模型（1981） 100
5.1 4时空不确定性 102
5.1 5机器猴认知：时空 102
5.1 6问题 105
5.1 7推荐拓展阅读 105
参考文献 105
第六章 太阳—地球几何学 108
6.1 激光实验 109
6.2 空间关系 111
6.3 球面坐标 113
6.4 地球—太阳角 114
6.5 时间转换 120
6.6 时刻、小时和天 129
6.7 计算日落时刻、日长及H0 131
6.8 太阳—观测者角度 134
6.9 集热器—太阳角度 138
6.1 0关于最佳倾角的意见 140
6.1 1机器猴的认知：球面推导！ 141
6.1 2问题 143
6.1 3推荐拓展读物 144
参考文献 145
第七章 角度在（日照）阴影和跟踪中的应用 147
7.1 阴影估算 147
7.2 球面数据的投影 147
7.3 阴影估算：临界点和绘图 151
7.4 侧壁法 151
7.5 顶棚法 154
7.6 阵列法 156
7.7 追踪系统 157
7.8 问题 160
7.9 建议参考读物 161
参考文献 161
第八章 太阳能资源的估算和测量 163
8.1 光的测量 164
8.2 气象年：数据的收集 167
8.3 人类视觉：对数检测和线性检测对比 168
8.4 总测量：日照时数 170
8.5 日射强度计：总辐照度测量 171
8.6 散射和直射法向测量 174
8.7 辐照度的卫星测量 175
8.8 光成分经验关系式 176
8.9 不适用经验关系式 185
8.1 0机器猴的认知：网络太阳能资源评估 187
8.1 1 问题 189
8.1 2推荐拓展读物 189
参考文献 190
第九章 太阳能经济 192
9.1 流量和储藏量 195
9.2 光的价值、储量和灵活性 196
9.3 能源约束和响应 201
9.4 丰富的联产品和联产 202
9.5 政府和市场 203
9.6 电网管理 204
9.7 外部效应 205
9.8 公共设施、风险和回报 207
9.9 问题 210
9.1 0推荐拓展读物 210
参考文献 211
第十章 太阳能项目融资 213
10.1 货币时间价值 213
10.2 太阳能储蓄 215
10.3 生命周期成本分析 217
10.4 成本和储蓄 217
10.5 离散性分析 219
10.6 回收 223
10.7 收益、负荷损失 224
10.8 太阳能指数 226
10.9 连续性分析 227
10.1 0问题 229
10.1 1推荐拓展读物 229
参考文献 230
第十一章 太阳是一种公共资源 231
11.1 产品和价值 233
11.2 私人产品 235
11.3 俱乐部产品 236
11.4 共享资源 236
11.5 公共产品 237
11.6 公共资源的管理 238
11.7 框架：作为仲裁人介入客户 239
11.8 新兴的地方政策策略 240
11.9 系统可持续性评估，例如生命周期评估 241
11.1 0问题 244
11.1 1推荐拓展读物 244
参考文献 245
第十二章 装置的系统逻辑：不同模式 247
12.1 太阳能转换系统模式语言 249
12.2 腔式太阳能集热器——房屋模式 249
12.3 平板式太阳能集热器——简单平面模式 252
12.4 管式集热器——利用太阳能进行工作的一种几何模型 253
12.5 对位遮阳板——遮阳模式 253
12.6 问题 255
12.7 推荐拓展读物 255
参考文献 255
第十三章 设备系统逻辑：光电能 257
13.1 盖吸收层：光学性能 258
13.2 机器猴“盖”：偏振光（极化光）反射率 264
13.3 吸收片—升液管—传热流体系统的热学性能 265
13.4 集热器效率因子：F′ 270
13.5 集热器热转移因子：FR 271
13.6 太阳能计算公式整合 272
13.7 太阳能热水器示例 275
13.8 问题 278
13.9 推荐拓展读物 279
参考文献 280
第十四章 设备系统逻辑结构：光电学 282
14.1 电子态的变化 285
14.2 光伏效应 286
14.3 光伏电池—光伏组件—光伏阵列 287
14.4 光伏电池特征 289
14.5 光伏电池和光伏阵列特征参数 291
14.6 光伏系统资源整合和系统模拟工具 293
14.7 光伏系统的本质属性和非本质属性 298
14.8 机器猴认知：少数载流子 303
14.9 度量：性能和成本 305
14.1 0利用率：美国 306
14.1 1 问题 308
14.1 2推荐拓展读物 308
参考文献 310
第十五章 聚光—光线操纵模式 312
15.1 聚光限度 313
15.2 聚光方法 315
15.3 平面镜和透镜 316
15.4 蒸汽 318
15.5 聚光式太阳能发电系统（CPS）性能 320
15.6 数据采集与监视控制系统（SCADA） 323
15.7 问题 323
15.8 推荐扩展阅读 323
参考文献 323
第十六章 项目设计 325
16.1 整体化设计的重要性 325
16.2 模式解决方案 328
16.3 为客户和特定区域提供的太阳能设施 329
16.4 太阳能设计目标的重新审视 330
16.5 问题 332
16.6 推荐拓展读物 332
参考文献 332
附录A：能量转换系统 333
机器猴的最后一战：热泵，热机熵，以及现代热力学 333
熵不是“混乱” 336
热力学状态参数：蛋糕和臭蛋 337
非平衡态热力学基础 339
参考文献 341
附录B：太阳能计算和单位 342
参考文献 350
书目提要 351