1基本概念 1
1.1可再生能量 1
1.2可再生能量的供应 2
1.2.1热的能量价值 2
1.3化石能量的耗尽与可再生能量的不竭 3
1.3.1能量的三落和三起 3
1.3.2能量供应 3
1.4能量的概念和转换 4
1.4.1能量的源泉 4
1.4.2能量载体 4
1.5能量的形式 4
1.5.1原始能量 4
1.5.2二次能量 5
1.5.3终端能量 5
1.5.4使用能量 5
1.5.5能量收益系数 5
1.5.6能量投资回收时间 6
1.6德国可再生能源法 6
1.6.1可再生能源发电输送至公共电网的补贴 6
1.6.2《优先发展可再生能源法》规定补贴的可再生能源 6
1.6.3能量单位换算 7
1.7德国可再生能源资助方案 7
1.7.1联邦市场促进资助 7
1.7.1.1促进可再生能源资助 7
1.7.1.2基础资助 8
1.7.1.3创新资助 8
1.7.2环境和节能资助计划 8
1.8可再生能源经济效益关注 8
1.8.1经济效益预估参数 8
1.8.2经济效益预估的资本值比较 9
1.8.3节省能量评估 9
1.9世界可再生能源利用现状 9
2太阳能利用 11
2.1来自太阳的能量 11
2.2太阳能量的利用 11
2.3利用太阳能的分类 12
3太阳能热水 14
3.1水用太阳能加热 14
3.2太阳能集热器 14
3.2.1平板型太阳能集热器 15
3.2.2真空管型太阳能集热器 16
3.2.2.1真空管型太阳能集热器结构 16
3.2.2.2真空管型太阳能集热器特性 16
3.2.2.3热管式真空管型太阳能集热器 16
3.2.3投配系统 17
3.3太阳能热水系统 18
3.3.1无源热虹吸太阳能热水系统 18
3.3.2有源太阳能热水系统 18
3.3.2.1直接循环系统 19
3.3.2.2间接循环系统 19
3.3.3闭环防冻热交换系统 19
3.4应用太阳能热水系统的选择 19
3.5世界太阳能热水系统的应用现状 20
4太阳能热的存储 21
4.1家用太阳能热水贮水箱 21
4.1.1家用太阳能热水贮水箱 21
4.1.2太阳能热水贮水箱结构 22
4.1.3太阳能热水贮水箱温度分层和温度分布过渡过程 23
4.1.3.1保持贮水箱水温度分层 23
4.1.3.2贮水箱温度分布过渡过程 23
4.1.4太阳能集热器和热水贮水箱的连接 24
4.2有源区域太阳能热存储 24
4.2.1区域太阳能供热 24
4.2.2跨季节热存储 25
4.2.3跨季节热存储器的设计 27
4.2.3.1背景 27
4.2.3.2系统能力预估 27
4.2.3.3全生命周期的比较研究 28
4.2.3.4热传输模拟 28
4.2.3.5经济效益评估 29
4.2.4区域太阳能热厂举例 29
4.2.4.1德国慕尼黑（Munchen）区域太阳能热厂方案 29
4.2.4.2德国Crailsheim区域太阳能热厂项目 30
4.2.5跨季节热存储器水等效存储体积成本 32
4.3建筑太阳能热存储 32
4.3.1建筑物热质量太阳能热存储 32
4.3.2用改进Trombe墙建筑物太阳能热存储 33
4.4大型太阳热能存储 34
4.4.1双罐间接热能存储系统 35
4.4.1.1双罐间接热能存储系统工作原理 35
4.4.1.2双罐间接热能存储系统应用举例 36
4.4.2单罐温跃层热能存储系统 36
4.4.2.1单罐温跃层热能存储系统结构 36
4.4.2.2温跃层模型和温度梯度 37
4.4.3热能存储介质 38
4.4.3.1直接融盐传热工质 38
4.4.3.2混凝土 38
4.4.3.3相变物质 39
5太阳热能空间供暖系统 40
5.1有源太阳热能空间供暖系统 40
5.2液体工质太阳热能空间供暖系统 40
5.2.1集热器 40
5.2.2备用加热系统 41
5.2.3热存储系统 41
5.2.4热空气分配系统 42
5.2.5辅助加热器安置 42
5.3带有散热器的加热循环系统 42
5.4空气工质太阳热能空间供暖系统 43
5.4.1用太阳和空气供暖 43
5.4.1.1水还是空气 43
5.4.1.2能量需求，结合部密封和通风 44
5.4.1.3能量需求相关性 44
5.4.1.4温度水平和能量效率 44
5.4.1.5太阳能集热器的能量效率 44
5.4.1.6太阳能空气供暖的发展 45
5.4.2太阳能空气系统 45
5.4.2.1系统的变种 45
5.4.2.2可提供的元件 49
5.4.2.3投入领域 52
5.4.3太阳能空气系统的设计 53
5.4.3.1建筑物和系统的集成 54
5.4.3.2设计工具 54
5.4.3.3设计步骤和提示 55
5.4.4太阳能空气系统应用举例 55
5.4.4.1 Lilly实验室（汉堡） 55
5.4.4.2幼儿园（Trabitz） 56
5.4.4.3金属建筑（Eisenach） 56
5.4.4.4生物屋（Bozen） 57
5.4.4.5社区中心（Waltenhofen） 58
5.4.4.6城市洗衣店（莱比锡） 58
5.4.5总结 59
5.5太阳能多孔集热墙系统 59
5.6其他与太阳热能空间供暖相关的系统 61
5.6.1无源太阳墙 61
5.6.2太阳能室外泳池系统 62
5.6.3太阳能空间制冷 62
5.6.3.1太阳能吸收制冷 62
5.6.3.2太阳能吸附制冷 62
5.6.4太阳能透明隔热墙体空间供暖 63
6太阳热能发电 64
6.1太阳热能发电 64
6.1.1从太阳来的电 64
6.1.2将太阳热转换成电 65
6.2太阳热能发电技术 66
6.2.1太阳热能发电技术综述 66
6.2.2抛物面槽太阳能发电技术 67
6.2.3太阳能发电塔发电技术 68
6.2.4抛物面碟太阳热能发电技术 68
6.2.5三种太阳热能发电技术比较 69
6.3抛物面槽太阳热能发电 69
6.3.1抛物面槽太阳热能发电技术的发展 69
6.3.1.1抛物面槽太阳热能发电技术的应用 69
6.3.1.2抛物面槽太阳热能发电技术性能 70
6.3.2抛物面槽太阳热能发电技术改进 70
6.3.3线性菲涅耳反射器阵列 71
6.3.4抛物面槽太阳热能发电成本 73
6.4太阳能发电塔发电 73
6.4.1太阳能发电塔发电技术发展 73
6.4.2太阳能发电塔的成本 73
6.5抛物面碟太阳能发电 74
6.5.1抛物面碟太阳能发电现状 74
6.5.2抛物面碟太阳能发电的成本 75
6.6上升空气流及下降空气流太阳能发电 75
6.6.1上升空气流太阳能发电系统简介 75
6.6.2上升空气流太阳能发电原理 76
6.6.3纳米比亚上升空气流太阳能发电应用 76
6.6.4下降空气流太阳能发电 76
6.7太阳热能复式循环发电厂 77
6.7.1太阳热能复式循环发电厂简介 77
6.7.2太阳能在太阳热能复式循环发电厂的贡献和效率 77
6.8世界太阳热能发电项目一览 78
6.8.1已经运行项目 78
6.8.2现正在建项目 78
6.8.3已宣布拟建较大项目 80
7太阳能光伏发电 81
7.1太阳能光伏发电概述 81
7.1.1从太阳光到电能的转换 81
7.1.2光伏效应 81
7.1.3太阳能光伏发电设施评估 82
7.1.3.1太阳能光伏发电设施的功能评估 82
7.1.3.2安装太阳能光伏发电设施的建筑美学考量 82
7.1.4太阳能光伏电流导引 83
7.1.5太阳能模板特性参数 84
7.1.5.1效率 84
7.1.5.2额定功率 84
7.1.5.3绩效比（设施利用度） 85
7.1.5.4能量回馈时间 85
7.1.5.5收获系数 86
7.1.6估算 86
7.1.6.1收益估算 86
7.1.6.2太阳能电池模板倾角 86
7.1.7太阳能光伏设施的调校 86
7.1.8阴影遮挡的损失 87
7.1.9太阳能光伏设施的电能所赢 88
7.1.9.1太阳能光伏设施的产出系数e 88
7.1.9.2太阳能光伏设施的电能所赢举例 88
7.2太阳光伏设施系统 88
7.2.1电网耦合系统（电网并行） 88
7.2.2独立于电网的带有存储器的自给自足的独立光伏系统 90
7.2.3太阳能光伏系统的应用举例 91
7.2.3.1装置光伏设施的高速公路噪声阻挡墙 91
7.2.3.2在工厂屋顶装置光伏设施 91
7.2.3.3在梵蒂冈的光伏系统 92
7.2.3.4柏林中央火车站的光伏系统 92
7.3太阳能光伏设施元件 92
7.3.1太阳能光伏电池概述 92
7.3.2太阳能光伏电池技术 93
7.3.2.1光伏电池的特征线 94
7.3.2.2晶体硅光伏电池 94
7.3.2.3薄膜光伏电池（双一堆栈或三一堆栈电池） 94
7.3.3太阳能光伏模板技术 95
7.3.3.1薄膜光伏模板 95
7.3.3.2薄膜光伏模板造型——颜色 95
7.3.4太阳能光伏模板连接 95
7.3.4.1直流/交流逆变器及布线 95
7.3.4.2薄膜光伏电池用直流/交流逆变器 98
7.3.4.3直流/交流逆变器的短路保护、过载保护和接触保护 98
7.3.5太阳能光伏设施的蓄电池和负荷调节器 98
7.3.6断路和接通 98
7.3.6.1直流/交流逆变器交流侧的切断保护 99
7.3.6.2直流/交流逆变器直流侧的切断保护 99
7.4太阳能光伏设施系统的接线设计和规格 99
7.4.1太阳能光伏系统的接线设计 99
7.4.2与电网耦合的太阳能光伏系统的接线规格 99
7.5太阳能光伏设施安装实施规范 100
7.5.1太阳能光伏模板的安装 100
7.5.1.1太阳能光伏模板坡屋顶安装 100
7.5.1.2太阳能光伏模板坡屋顶集成 101
7.5.1.3太阳能光伏模板平屋顶安装 101
7.5.1.4太阳能光伏玻璃前立面 102
7.5.2建筑物太阳能光伏模板安装防雷保护 102
7.5.2.1建筑物上太阳能光伏模板的过电压保护 102
7.5.2.2建筑物上太阳光伏模板过电压保护方案 103
7.5.3空旷地太阳能光伏模板的安装及防雷保护 103
7.5.4太阳能光伏模板的跟踪系统 105
7.6太阳能光伏模板的再循环 105
7.7太阳能光伏电池新进展简介 106
7.7.1染料感光太阳能电池 106
7.7.2适合建筑物的最新太阳光伏电池 107
7.8太阳能光伏技术和城市规划 107
7.8.1城镇建筑物和太阳能光伏技术 107
7.8.2城镇建筑物采用太阳能光伏技术的效率因素 107
7.8.3城镇太阳能光伏技术应用举例 108
7.8.3.1水城的太阳能光伏新貌 108
7.8.3.2新城Nieuwland城市规划 108
7.8.3.3新城Nieuwland建筑设计 108
7.8.4应用太阳能光伏技术的城市规划考量 109
7.8.4.1天空可视因子 109
7.8.4.2表面积与体积的比（体形系数） 109
7.8.4.3建筑物间距离及建筑物高宽比 110
7.8.4.4建筑物类型及位置 110
7.8.4.5建筑物安装光伏设施有效性小结 110
8太阳能光伏发电还是太阳热能发电？ 112
8.1问题的提出 112
8.2优点比较 112
8.2.1太阳热能发电设施的优势 112
8.2.2太阳能光伏发电设施的优势 113
8.3应用领域比较 113
8.3.1太阳热能发电设施和太阳能光伏发电设施的工作领域 113
8.3.2太阳热能发电设施和太阳能光伏发电设施的地域分布 114
8.4技术投资比较 114
8.5太阳能发电可能引发的环境问题 115
8.5.1太阳能光伏发电设施可能引发的环境问题 115
8.5.1.1生产过程 115
8.5.1.2废弃物处理 115
8.5.1.3应用光伏模板可能引发的其他环境问题 115
8.5.2太阳热能发电设施可能引发的环境问题 115
8.5.2.1系统运行 115
8.5.2.2生物多样性 116
8.5.2.3涉及人类 116
8.6太阳能发电的新领域——光伏/热混合系统 116
8.6.1光伏/热混合系统简介 116
8.6.2光伏/热混合系统应用 116
8.6.3国际能源局项目 117
8.6.3.1北京奥运村项目 117
8.6.3.2 Concordia大学John Molson商学院项目 117
8.6.4光伏/热混合系统的功效 118
8.6.5汇聚光伏/热混合系统 119
9地热 120
9.1地热资源 120
9.2地热资源的利用 121
9.2.1利用地热的历史 121
9.2.2地热资源的利用方式 121
9.2.2.1直接利用地热资源 121
9.2.2.2地热发电 122
9.2.3地热发电的优点 123
9.3地源热泵 124
9.3.1地源热泵原理 124
9.3.2热泵变种 125
9.3.3地源热泵优势 126
9.3.4地源热泵的制冷模式和加热模式 126
9.3.4.1地源热泵的制冷模式 126
9.3.4.2地源热泵的加热模式 126
9.4增强型地热系统 126
9.4.1增强型地热系统简介 126
9.4.2增强型地热系统地质前提条件和资源 127
9.4.3增强型地热系统的开发和运行机制 127
9.4.4增强型地热系统开发尚存障碍 128
9.4.5增强型地热系统开发的环境收益 128
9.4.6增强型地热系统的成本花费 129
9.5地热利用现状 130
9.5.1直接利用地热资源 130
9.5.1.1直接利用地热资源分类——林岛图 130
9.5.1.2直接利用地热资源的主要手段 131
9.5.1.3全球直接利用地热资源现状 132
9.5.1.4 建筑直接利用地热资源举例 132
9.5.2间接利用地热资源的现状与发展 139
9.5.2.1世界地热发电现状与发展 139
9.5.2.2世界范围内地热发电举例 141
9.6地热利用的前景和风险 141
9.6.1被低估的能源 141
9.6.2恰当处置风险可控 142
10潮汐发电 144
10.1潮汐能与潮汐发电 144
10.1.1潮汐能 144
10.1.2潮汐发电 145
10.2潮汐发电的类型 146
10.3拦海大坝潮汐发电 146
10.3.1地理和物理条件 146
10.3.2拦海大坝 146
10.3.3拦海大坝潮汐发电用涡轮机 147
10.3.4拦海大坝潮汐发电的泵抽出 148
10.3.5拦海大坝潮汐发电的功率产出 148
10.3.6拦海大坝潮汐发电的不同设计 149
10.3.7拦海大坝潮汐发电的优点和缺点 149
10.3.7.1拦海大坝潮汐发电的优点 149
10.3.7.2拦海大坝潮汐发电的缺点 150
10.3.8拦海大坝潮汐发电举例——朗斯大坝潮汐发电站 150
10.4潮汐流发电 150
10.4.1潮汐流发电概述 150
10.4.2潮汐流发电技术设施 151
10.4.2.1轴流式涡轮机 151
10.4.2.2文丘里效应 152
10.4.2.3立轴水平轴双击式涡轮机 153
10.4.2.4振荡型设施 154
10.4.3潮汐流发电功率输出 155
10.4.4潮汐流发电举例 155
10.5潮汐发电技术新设计 156
10.5.1动态潮汐发电 156
10.5.1.1动态潮汐发电概述 156
10.5.1.2动态潮汐发电的优势 157
10.5.1.3动态潮汐发电的技术开发 157
10.5.1.4动态潮汐发电的挑战 157
10.5.1.5动态潮汐发电概念的发明者 157
10.5.2潮汐潟水湖 158
10.6潮汐发电小结 160
11有关太阳辐射、地热和潮汐能的书籍 161