本书具体内容包括太阳热水器、太阳灶、太阳房、太阳能干燥、太阳能温室、太阳能制冷与空调、太阳能热发电及光伏发电系统及太阳能其他热利用。本书对上述内容从原理、类型、结构设计、安装施工和典型实例等几个方面进行了介绍和分析。
本书可供从事能源领域特别是太阳能领域的企业、研究所及相关高等院校师生，农村能源系统管理人员；全国3000家太阳能热水器产业企业及各地经销商业务技术人员及广大社会业余爱好者阅读参考。

本书是《21世纪可持续能源丛书》之一。
太阳能的利用是开发新能源与可再生能源的重要内容。我国是太阳能资源十分丰富的国家，为了普及、宣传和推广太阳能利用技术，本书对太阳能光热转换和光电转换两大领域进行了叙述；包括太阳热水器、太阳灶、太阳房、太阳能干燥、太阳能温室、太阳能制冷与空调、太阳能热发电、太阳能光伏发电系统以及太阳能海水淡化技术等，对上述内容分别从原理、类型、结构设计、安装施工、运行管理和国内外典型实例进行介绍和分析。全书内容翔实，资料丰富，实用性强。
本书可供从事能源领域的技术人员及太阳能企业、研究所及高等院校师生、农村能源系统管理人员参考；也可供广大能源及太阳能业余爱好者阅读。

罗运俊
1935年生，安徽徽州人。北京市太阳能研究所高级工程师。从事太阳能研究开发及技术管理工作30多年；筹建中国太阳能学会及中国农村能源协会太阳能热利用专业委员会并任专委会秘书长多年。1984～1994年任北京市人民政府技术顾问。获北京市科技进步二等奖，编著或参编著作多部。现任北京市新能源与可再生能源协会副理事长。

何梓年
1941年生，上海人，研究员。北京市太阳能研究所光热研究室顾问，兼任国家发展和改革委员会/联合国太阳热水器项目专家。被评为北京市有突出贡献专家，享受国务院政府特殊津贴。长期从事太阳能热利用研究开发工作，获国家技术发明四等奖1项、北京市科技进步一等奖1项、北京市和中国科学院科技进步三等奖4项，发表论文60余篇。

王长贵
1933年生，山东郓城人。国家发改委能源研究所原新能源研究室主任研究员，现已离休。从事新能源研究开发工作近40年，曾获省部级科技进步奖20多项，主编、编著、参编著作20多部，发表论文、文章150多篇。

第1章概论1
11新能源和可再生能源的含义、特点及种类1
111新能源和可再生能源的基本含义1
112新能源和可再生能源的主要特点1
113新能源和可再生能源的种类1
12开发利用新能源和可再生能源的意义4
13太阳能开发利用简史7
14太阳能利用基本方式15
第2章太阳和太阳能16
21巨大的火球16
22无比的能量18
23太阳能量的传送19
24彩色的光谱21
25太阳辐照度及特点23
26中国的太阳能资源26
第3章太阳能集热器30
31概述30
32太阳能热利用中的传热学基础30
321热量传递的基本方式30
322太阳辐射的吸收、反射和透射33
33太阳能集热器的分类34
331按集热器的传热工质类型分类34
332按进入采光口的太阳辐射是否改变方向分类34
333按集热器是否跟踪太阳分类35
334按集热器内是否有真空空间分类35
335按集热器的工作温度范围分类35
34平板型太阳能集热器36
341平板型集热器的基本结构36
342集热器的基本能量平衡方程44
343集热器总热损系数44
344集热器效率方程及效率曲线46
345平板型集热器的热性能试验51
346平板型集热器的技术要求53
347提高平板型集热器产品性能与质量的主要途径55
35真空管太阳能集热器56
351全玻璃真空管集热器57
352热管式真空管集热器61
353其他形式金属吸热体真空管集热器65
354真空管集热器的热性能试验68
第4章太阳能热水系统71
41概述71
42家用太阳能热水器74
421家用闷晒式太阳能热水器74
422家用平板太阳能热水器76
423家用紧凑式全玻璃真空管太阳能热水器77
424家用紧凑式热管真空管太阳能热水器77
43太阳能热水系统78
431自然循环太阳能热水系统79
432强制循环太阳能热水系统80
433直流式太阳能热水系统84
434太阳能热水系统设计相关要求 84
435太阳能热水系统的控制技术85
44太阳能热水器的生产86
441平板集热器的生产86
442真空集热管的生产92
443水箱的生产94
45太阳能热水系统的设计、安装与维修99
451家用太阳能热水器的设计99
452太阳能热水系统的设计计算100
453太阳能热水系统的安装102
454太阳能热水系统的维护106
第5章太阳灶109
51概述109
52太阳灶的性能和结构类型110
521太阳灶的性能110
522太阳灶的结构类型110
53太阳灶的设计116
531旋转抛物面聚光太阳灶的设计116
532抛物线的制作方法117
533聚光太阳灶曲面的设计119
534太阳灶各参数的设计与确定121
535太阳灶的结构设计123
54太阳灶的材料与制作126
541太阳灶的壳体材料126
542太阳灶的反光材料127
543太阳灶的制作128
55太阳灶的使用和维护130
第6章太阳房132
61概述132
62太阳房的原理和类型134
621主动式太阳房135
622被动式太阳房137
623热泵太阳能采暖系统142
63太阳房的设计144
631太阳房的热工设计144
632太阳房墙体围护结构最佳保温厚度计算149
633遮阳装置的设计151
634集热蓄热墙式太阳房的设计原则157
635附加温室（阳光间）太阳房设计原则160
64太阳房的评价方法161
641热性能评价161
642经济评价方法162
65太阳房典型实例163
651中国甘肃省某被动式太阳房163
652中国北京某主动式太阳房170
653日本供冷暖、供热水主动式太阳房175
第7章太阳能干燥182
71概述182
711太阳能干燥的意义182
712太阳能干燥的优点183
72太阳能干燥基本原理183
721干燥的基本概念183
722太阳能干燥的基本原理183
723物料的干燥特性184
73太阳能干燥器分类188
74温室型太阳能干燥器189
741基本结构189
742工作过程190
743适用范围190
744应用实例191
75集热器型太阳能干燥器192
751基本结构192
752工作过程193
753适用范围194
754应用实例194
76集热器温室型太阳能干燥器196
761基本结构196
762工作过程197
763适用范围197
764应用实例198
77整体式太阳能干燥器199
771基本结构199
772工作过程199
773适用范围200
774应用实例200
78其他形式太阳能干燥器200
781聚光型太阳能干燥器201
782太阳能远红外干燥器201
783太阳能振动流化床干燥器201
第8章太阳能温室202
81概述202
82太阳能温室的结构类型203
821根据用途分类203
822根据室内温度分类203
823根据太阳能与温室结合方式分类204
824根据温室的结构分类204
825根据温室透光材料分类205
826按温室朝向和外形分类206
83太阳能温室的设计207
831太阳能温室设计的技术要求207
832温室采光的设计207
833温室的保温设计211
834温室的结构设计213
84太阳能温室的建造与管理214
841太阳能温室的建造214
842太阳能温室的管理218
85太阳能温室实例220
851日光温室220
852被动式太阳能温室221
853北纬40°典型日光温室结构225
第9章太阳能制冷与空调226
91概述226
911太阳能空调的意义226
912太阳能空调的优点227
913太阳能空调在现阶段的局限性227
92太阳能制冷系统分类228
921制冷的基本概念及分类228
922太阳能制冷系统的类型229
93太阳能吸收式制冷系统229
931溴化锂吸收式制冷229
932氨水吸收式制冷232
933太阳能吸收式制冷的工作原理233
934多级太阳能吸收式制冷系统235
94太阳能吸附式制冷系统236
941连续式制冷系统和间歇式制冷系统236
942太阳能吸附式制冷的工作原理237
95太阳能除湿式制冷系统238
951除湿式制冷系统的主要优点238
952除湿式制冷系统的分类238
953太阳能除湿式制冷系统的工作原理239
96太阳能蒸汽压缩式制冷系统240
961蒸汽压缩式制冷的工作原理240
962太阳能蒸汽压缩式制冷的工作原理241
97太阳能蒸汽喷射式制冷系统242
971蒸汽喷射式制冷的工作原理242
972太阳能蒸汽喷射式制冷的工作原理243
98中国太阳能空调系统实例简介244
981中国北方地区太阳能空调示范系统244
982中国南方地区太阳能空调示范系统251
99太阳能空调技术经济分析254
991太阳能综合系统与常规能源系统的设备比较254
992太阳能综合系统需增加费用的估算254
993太阳能替代常规能源消耗费用的估算255
994投资回收期估算255
第10章太阳能热发电系统256
101太阳能热发电系统工作原理256
1011火力发电系统工作原理256
1012太阳能热发电系统基本工作原理260
102太阳能热发电系统组成262
1021集热子系统262
1022热传输子系统264
1023蓄热与热交换子系统264
1024发电子系统265
103太阳能热发电系统基本类型266
1031槽式线聚焦系统266
1032塔式系统269
1033碟式系统271
104太阳能热发电系统发展现状与未来展望272
1041发展现状272
1042未来展望279
第11章太阳能光伏发电系统282
111太阳能光伏发电工作原理、运行方式、系统组成、主要应用
和发展前景282
1111太阳能光伏发电的工作原理282
1112太阳能光伏发电的运行方式283
1113太阳能光伏发电系统的组成283
1114太阳能光伏发电系统的主要应用295
1115太阳能光伏发电系统的发展前景305
112太阳能电池及太阳能电池方阵306
1121太阳能电池及其分类307
1122太阳能电池的工作原理、特性及制造方法309
1123太阳能电池方阵的设计和安装318
113控制器319
1131控制器的功能319
1132控制器的控制方式和分类320
1133常见控制器的基本电路和工作原理321
1134控制器的主要技术参数327
1135控制器的选择、安装和使用、维护329
114铅酸蓄电池329
1141阀控式密封铅酸蓄电池定义及特点330
1142阀控式密封铅酸蓄电池工作原理333
1143阀控式密封铅酸蓄电池结构及生产工艺流程336
1144阀控式密封铅酸蓄电池技术性能要求339
1145阀控式密封铅酸蓄电池安装与检验342
1146阀控式密封铅酸蓄电池管理与维护344
1147阀控式密封铅酸蓄电池常见故障与处理方法346
115逆变器347
1151逆变器的概念347
1152逆变器的作用348
1153逆变器的分类348
1154逆变器的基本结构349
1155逆变器的主要技术性能及评价选用350
1156关于离网型逆变器的简介353
1157关于联网型逆变器的简介359
1158光伏系统逆变器的操作使用与维护检修367
116太阳能光伏发电系统的设计、安装与管理维护368
1161太阳能光伏发电系统的设计368
1162关于用户侧分布式联网太阳能光伏发电系统设计的简介374
1163太阳能光伏发电系统的安装与管理维护378
117中国太阳能光伏发电系统应用实例381
1171深圳国际园林花卉博览园1MW联网型太阳能光伏发电
系统381
1172国家体育场(鸟巢)100kW联网型太阳能光伏发电系统384
117310kW联网光伏发电系统386
1174输油输气管道阴极保护太阳能光伏电源系统389
117521世纪中国乡村太阳能示范学校工程394
1176深圳联网户用太阳能光伏示范系统399
第12章太阳能其他利用技术403
121太阳能海水淡化技术403
1211概述403
1212顶棚式海水淡化装置404
1213平板集热器式海水淡化装置404
1214真空管集热器式海水淡化装置405
122太阳池技术406
1221太阳池的一般特性406
1222太阳池的设计、建造和运行407
1223太阳池的应用407
123太阳能菲涅尔透镜技术410
1231概述410
1232菲涅尔透镜的应用411
1233菲涅尔透镜的研发生产412
124太阳能高温炉414
1241概述414
1242旋转抛物面聚光镜式高温炉414
1243球状高温炉415
125太阳能混凝土构件养护416
1251概述416
1252太阳能混凝土构件养护池417
1253太阳能混凝土构件养护罩417
1254太阳能混凝土构件养护棚418
126太阳能辐射种子和医疗应用419
1261太阳能辐射种子419
1262太阳能理疗器420
参考文献422

第二版序
20世纪末,随着人类社会发展对能源可持续供应的迫切需要,出现了“可持续能源”的理念，并受到全世界人们的关注。
21世纪以来，能源更是渗透到了人们生活的每个角落，成为影响全球社会和经济发展的第一要素。目前中国已经成为全球能源生产与消费的第一大国，能源与经济的关系、能源与环境的矛盾、能源与国家安全等问题日显突出。因此，寻找新型的、清洁的、安全可靠并可持续发展的能源系统是广大能源工作者的历史使命。
2005年，化学工业出版社出版了“21世纪可持续能源丛书”，受到我国能源工作者的广泛好评；时隔8年，考虑到能源形势的变化和新技术的出现，又准备出版“21世纪可持续能源丛书”（第二版），的确是令人高兴的事情。
“21世纪可持续能源丛书”（第二版）共12册，仍然以每一个能源品种为一个分册，除对原有的内容做了更新，补充了最新的政策、技术和数据等外，增加了《储能技术》、《节能与能效》、《能源与气候变化》3个分册。从书第二版包括了未来能源与可持续发展的概念、政策和机制，各能源品种的资源评价、新工艺技术及特性以及开发和利用等；新增加的3个分册介绍了最新的储能技术，能源对环境与气候的影响以及提高能源效率等，使得丛书内容更加广泛、丰富和充实。
由于内容的广泛性和丰富性，以及参加编写的专家的权威性，本套丛书在深度和广度上依然保持了较高的学术水平和实用价值，是能源工作者了解能源政策及信息，学习先进的能源技术和广大读者普及能源科技知识的不可多得的好书。
让我们期待这套丛书的出版发行，能为我国21世纪可持续能源的发展作出贡献。

中国科学院院士2013年11月6日


第一版序
能源是人类社会存在与发展的物质基础。过去200多年，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大地推动了人类社会的发展。然而，人们在物质生活和精神生活不断提高的同时，也越来越感悟到大规模使用化石燃料所带来的严重后果：资源日益枯竭，环境不断恶化，还诱发了不少国与国之间、地区之间的政治经济纠纷，甚至冲突和战争。因此，人类必须寻求一种新的、清洁、安全、可靠的可持续能源系统。
我国经济正在快速持续发展，但又面临着有限的化石燃料资源和更高的环境保护要求的严峻挑战。坚持节能优先，提高能源效率；优化能源结构，以煤为主多元化发展；加强环境保护，开展煤清洁化利用；采取综合措施，保障能源安全；依靠科技进步，开发利用新能源和可再生能源等，是我国长期的能源发展战略，也是我国建立可持续能源系统最主要的政策措施。
面临这样一个能源发展的形势，化学工业出版社组织了一批知名学者和专家，撰写了这套《21世纪可持续能源丛书》是非常及时和必要的。
这套丛书共有11册，以每一个能源品种为一册，内容十分广泛、丰富和充实，包括资源评价，新的工艺技术特性介绍，开发应用中的经济性和环境影响，还涉及推广应用和产业化发展中的政策和机制等。可以说，在我国能源领域中，这套丛书在深度和广度上都达到了较高的学术水平和实用价值，不仅为能源工作者提供了丰富的能源科学技术方面的专业知识、信息和综合分析的政策工具，而且也能使广大读者更好地了解当今世界正在走向一个可持续发展的、与环境友好的能源新时代，因此值得一读。
我们期待本丛书的出版发行，在探索和建立我国可持续能源体系的进程中作出应有的贡献。

中国科学院院士
2004年7月8日

无

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