太陽能熱發電技術（第二版）

內容簡介

《太陽能熱發電技術》第二版分4篇13章，從能源和能源利用危機的視野入手，講述了人類利用各種能源的歷史，論述了人類現階段利用太陽能的必然，闡述了太陽能熱利用在未來能源中的地位。運用大量篇幅講述了太陽能熱發電專有技術，包括聚光集熱與聚光器、日照跟蹤技術、接收器(太陽鍋爐)、太陽能熱儲存技術；各類太陽能熱發電技術，包括塔式太陽能熱發電、碟式/斯特林太陽能熱發電、槽式太陽能熱發電/線性菲涅爾式太陽能熱發電、太陽能熱氣流發電/太陽能半導體溫差發電、太陽池熱發電和海水溫差發電。最後對太陽能熱發電技術的發展趨勢進行了闡述。本次修訂在上版圖書內容的基礎上，增加了部分技術發展內容:包括鏡場設計、熱蜜騙定發電案例、超低溫太陽能發電、半導體熱電材料、熱聲發電、熱發電站等，內容更加完整。

《太罪盛茅陽能熱發電技術》內容翔實，圖文並茂，闡述概念清晰，可供太陽能利用領域專業技術人員參考，還可作為太陽能熱發電的培訓教材，同時可以作為新能源領域技術人員、管理人員的科普讀物。

圖書目錄

第1篇太陽能時代和太陽能熱發電

1能源和能源危機002

1.1能源的發展002

1.1.1火的套用002

1.1.2煤炭時代003

1.1.3油氣開發003

1.2石油能源的危機004

1.2.1石油的重要性004

1.2.2石油的緊缺005

1.3能源消費對環境的破壞006

1.3.1地球環境的演變006

1.3.2人類對地球環境的依存007

1.3.3大氣溫室效應增強可能導致的後果010

1.3.4臭氧層破壞010

1.3.5酸雨011

1.3.6熱污染012

1.3.7生物多樣性銳減013

1.3.8大氣污染引起的健康危害014

1.3.9能源開發和運輸過程所致的環境效應014

1.3.10能源使用的“誤區”——現代高能農業016

1.3.11廢棄物泛濫成災017

1.3.12水資源短缺017

1.3.13太多的人口——68億人的地球019

1.4能源危機與中國發展019

1.4.1中國人口019

1.4.2水資源020

1.4.3土地退化021

1.4.4中國酸雨狀況021

1.4.5無處可扔的城市022

1.4.6物種減少023

1.4.7可持續發展重大阻力023

1.5中國採用新能源的緊迫性026

2重歸太陽能028

2.1太陽能的基本知識028

2.1.1太陽輻照028

2.1.2日朵頌地關係031

2.2生物質能032

2.2.1生物質能狀況032

2.2.2制約生物質能套用的因素033

2.3風能034

2.3.1風能狀況034

2.3.2制約風能套用的因素035

2.4水能036

2.4.1水能狀況036

2.4.2制約水能套用的因素036

2.5海洋能037

2.5.1海洋能狀況037

2.5.2制約凳夜宙海洋能套用的因素038

2.6地熱能038

2.6.1地熱能狀況038

2.6.2制約地熱能套用的因素039

2.7天然氣水合物040

2.7.1天然氣水合物狀況041

2.7.2制約天然氣閥拘刪希水合物套用的因素041

2.8核能043

2.8.1核能狀腳連拔辯況043

2.8.2制約核能套用的因素044

2.8.3輕核聚變046

2.9生態災難047

2.9.1三峽工程的生態影響049

2.9.2汶川地震發生的可能原因049

2.10重歸太陽能050

2.10.1美國太陽能計畫052

2.10.2太陽能聚熱發電技術053

3太陽能熱利用：太陽能熱利用在未來能源中的地位054

3.1太陽能熱利察察晚用簡史054

3.2我國太陽能資源058

3.3太陽能熱利用技術060

3.3.1太陽能溫室的結構類型060

3.3.2太陽灶概述062

3.4太陽能幹燥概述065

3.5太陽能海水淡化066

3.6太陽能建築理念068

3.7太陽能空調的意義069

3.8太陽能熱水器070

3.9太陽能光伏發電和太陽能熱發電技術比較071

3.10我國對太陽能熱發電技術的發展規劃074

3.11太陽能熱發電在未來能源結構中的地位076

第2篇太陽能熱發電專有技術

4聚光集熱與聚光器080

4.1聚光集熱080

4.1.1聚光集熱概念080

4.1.2聚光作用083

4.1.3聚光反射材料083

4.1.4聚光集熱溫度086

4.1.5太陽能熱發電常用的聚光集熱技術087

4.2聚光器088

4.2.1聚光器的演化088

4.2.2幾類反射鏡090

4.2.3CPC聚光器091

4.2.4聚光器種類092

4.2.5透射式聚光器093

4.2.6聚光器的現狀094

4.2.7定日鏡095

4.2.8槽式反射鏡096

4.2.9面聚光式聚光器101

4.2.10線聚光式聚光器102

4.2.11聚光集熱器的發展方向103

5日照跟蹤技術106

5.1日照跟蹤技術的意義106

5.2太陽能自動跟蹤裝置108

5.2.1對控制系統的要求108

5.2.2太陽位置的計算108

5.2.3太陽跟蹤裝置109

5.2.4跟蹤控制模式112

5.2.5開環、閉環、混合控制方式114

5.2.6影響聚光跟蹤的因素117

5.3跟蹤裝置部分部件118

5.3.1感測器118

5.3.2光電感測器陣列布置118

5.3.3步進電機120

5.3.4減速器121

5.3.5諧波齒輪減速器121

5.3.6跟蹤系統在工作過程中的損耗122

5.4別具一格的跟蹤方式123

6接收器(太陽鍋爐)125

6.1接收器的概念125

6.2太陽光譜選擇性吸收薄膜126

6.2.1太陽光譜選擇性吸收薄膜的發展歷史126

6.2.2光譜選擇性吸收薄膜基本原理127

6.2.3選擇性吸收塗層的概念和組成128

6.2.4選擇性吸收塗層的基本構造129

6.3選擇性吸收塗層的分類和性能129

6.3.1選擇性吸收塗層的分類129

6.3.2中高溫選擇性吸收塗層的性能130

6.4有關平板接收器133

6.4.1平板型太陽能集熱器概述133

6.4.2索緒爾熱箱134

6.4.3吸熱板和真空管集熱器135

6.4.4真空管用硼矽玻璃3.3 141

6.5直通式金屬-玻璃真空集熱管142

6.5.1真空集熱管的特性142

6.5.2真空集熱管的製造工藝及發展方向144

6.6熱管式真空管集熱器145

6.6.1熱管的工作原理145

6.6.2中高溫熱管的製造工藝147

6.7中高溫接收器148

6.7.1中高溫接收器概述148

6.7.2接收器系統149

6.7.3管狀集熱接收器151

6.7.4圓柱接收器153

6.7.5直接照射太陽能接收器153

6.7.6管式和多孔體結構157

7太陽能熱儲存技術160

7.1熱儲存的意義160

7.1.1儲熱的作用與類型160

7.1.2儲熱與太陽能熱發電站的設計165

7.2儲熱材料分類167

7.3顯熱儲熱材料168

7.3.1顯熱儲熱材料的性能要求168

7.3.2氣體顯熱儲熱材料169

7.3.3液體顯熱儲熱材料169

7.3.4固體顯熱儲熱材料171

7.3.5兩種介質儲熱172

7.4相變儲熱材料176

7.4.1相變儲熱材料性能176

7.4.2幾類相變儲熱材料177

7.4.3無機鹽相變材料178

7.4.4金屬與合金相變儲熱材料180

7.5太陽能化學反應儲存181

7.5.1太陽能化學反應儲存概述181

7.5.2幾類具有潛力的化學儲熱反應183

7.6太陽能熱制氫185

7.6.1太陽能熱制氫的意義185

7.6.2直接加熱法制氫186

7.6.3熱化學法制氫187

7.7跨季節儲熱太陽能集中供熱系統(CSHPSS)188

7.7.1CSHPSS原理188

7.7.2太陽能熱的地下儲存189

7.8儲熱系統190

7.8.1儲熱裝置技術190

7.8.2對儲熱容器的要求191

7.8.3儲熱裝置的發展192

7.8.4儲熱罐193

7.8.5單罐儲熱和雙罐儲熱194

7.8.6儲熱罐示例198

7.9熱交換200

7.10熱傳輸202

第3篇各類太陽能熱發電技術

8塔式太陽能熱發電206

8.1塔式太陽能熱發電技術概述206

8.1.1歷史與現狀206

8.1.2塔式太陽能熱電站系統207

8.1.3塔式太陽能熱發電站的特點208

8.2塔和塔式電站工作原理209

8.2.1塔功能概述209

8.2.2太陽能接收器210

8.2.3塔式太陽能熱發電站的儲熱210

8.2.4塔頂接收器熱過程的套用211

8.2.5塔式電站工作原理212

8.3跟蹤系統216

8.3.1跟蹤方法216

8.3.2跟蹤控制系統218

8.3.3定日鏡誤差222

8.3.4塔式太陽能技術的未來與定日鏡的發展223

8.4定日鏡場224

8.4.1定日鏡場的設計要求224

8.4.2設計思考225

8.4.3有關係數228

8.4.4鏡場設計228

8.4.5系統性能的綜合分析230

8.4.6定日鏡場布置231

8.5塔式太陽能熱發電系統的運行和控制236

8.5.1概述236

8.5.2定日鏡運行控制237

8.5.3跟蹤控制系統基本情況238

8.5.4電站監控系統239

8.5.5流量控制示例240

8.6國內塔式電站的研製進展240

8.6.170kW塔式太陽能熱發電系統240

8.6.2基本原理與總體思路241

8.6.3亞洲首座兆瓦級太陽能塔式熱發電項目——北京延慶塔式電站246

8.7新型反射塔底式接收器248

9碟式/斯特林太陽能熱發電252

9.1碟式太陽能熱發電簡介252

9.2裝置與系統254

9.3碟式發電系統的旋轉拋物面聚光器257

9.3.1旋轉拋物面的聚光257

9.3.2聚光裝置結構257

9.3.3碟式太陽能聚光器跟蹤系統259

9.4接收器261

9.4.1接收器類型261

9.4.2熱管式真空集熱管在碟式太陽能熱發電系統中的套用262

9.5太陽能斯特林發動機266

9.5.1斯特林發動機概述266

9.5.2斯特林熱機工作原理267

9.5.3斯特林熱機在太陽能發電中的套用269

9.5.4斯特林發動機的有關技術和部件271

9.6太陽能熱聲發電275

9.7太陽坑277

9.8空間站太陽能熱發電278

9.8.1空間站太陽能熱發電的優勢278

9.8.2空間太陽能熱發電系統的熱機循環280

9.8.3空間電站系統部件技術發展282

10槽式太陽能熱發電/線性菲涅爾式太陽能熱發電285

10.1槽式和線性菲涅爾式電站簡介285

10.1.1槽式技術和線性菲涅爾式技術發展歷程285

10.1.2槽式聚光集熱器的集熱效率287

10.2槽式太陽能熱發電系統中的聚光集熱器288

10.2.1集熱管288

10.2.2聚光器291

10.2.3跟蹤機構294

10.3聚光集熱器陣列295

10.3.1槽式電站原理295

10.3.2鏡場設計296

10.4聚光器集熱工質298

10.4.1可以選用的集熱工質298

10.4.2DSG技術300

10.5槽式電站的儲熱308

10.5.1兩種儲熱系統308

10.5.2雙罐儲熱運行模式309

10.5.3儲熱形式及儲熱介質選擇310

10.5.4儲熱系統設備312

10.5.5槽式太陽能熱發電站315

10.6線性菲涅爾反射式太陽能熱電站316

10.6.1聚光系統316

10.6.2鏡場布置320

10.6.3發展及套用前景322

10.6.4菲涅爾曲面透鏡的套用323

10.7塔式系統與槽式系統比較325

10.7.1兩種技術的優缺點325

10.7.2兩種技術的效率和環境影響326

10.7.3對我國槽式和塔式發電技術的一些思考327

10.8一種超低溫太陽能發電技術329

11太陽能熱氣流發電/太陽能半導體溫差發電334

11.1概述334

11.1.1太陽煙囪發電技術的發展過程334

11.1.2太陽煙囪發電技術的優點335

11.2太陽煙囪發電原理和進展336

11.2.1原理336

11.2.2太陽煙囪技術337

11.2.3進展340

11.3太陽煙囪發電新技術341

11.3.1強熱發電技術341

11.3.2浮動煙囪太陽能熱風發電341

11.3.3斜坡太陽煙囪發電341

11.3.4太陽煙囪發電技術在建築中的套用342

11.4太陽煙囪發電展望344

11.4.1太陽煙囪的生態環境優勢344

11.4.2太陽煙囪與超高建築345

11.4.3太陽煙囪與天篷式建築346

11.5其他太陽能熱發電技術簡介347

11.5.1鹼金屬熱電轉換348

11.5.2磁流體發電348

11.5.3熱離子發電350

11.5.4半導體溫差發電351

12太陽池熱發電和海水溫差發電358

12.1太陽池熱發電技術簡史358

12.2太陽池熱電站系統359

12.2.1電站系統組成359

12.2.2太陽池工作原理360

12.3太陽池系統穩定運行的影響因素361

12.4太陽池儲熱能力和效率362

12.5太陽池的維護363

12.6太陽池熱發電技術的展望364

12.7海水溫差發電技術概述365

12.8海水溫差發電技術原理366

12.8.1循環方式366

12.8.2設備368

12.8.3主要技術369

12.8.4組合利用370

12.8.5海水溫差能與海洋波浪能結合的技術370

12.9海水溫差發電技術特點371

12.10海水溫差技術套用前景372

12.11太陽能熱水力發電373

12.12太陽能熱土壤溫差發電373

12.12.1太陽能-土壤源熱泵系統(SESHPS)373

12.12.2有機朗肯循環374

第4篇太陽能熱發電技術的發展趨勢

13太陽能熱發電技術的集成整合及未來378

13.1當前太陽能熱發電技術的特點及現狀和面臨的問題378

13.1.1太陽能熱發電技術的特點及類型與技術的比較378

13.1.2單純太陽能熱發電技術現狀及面臨的問題379

13.1.3降低太陽能熱發電成本的途徑381

13.2聚焦太陽能熱發電(CSP)技術的發展385

13.2.1發展趨勢385

13.2.2當前發展目標386

13.2.3中國太陽能熱發電技術的發展目標388

13.3太陽能互補發電系統390

13.3.1太陽能互補發電系統的概念390

13.3.2互補系統的形式391

13.3.3太陽能-燃氣-蒸汽整體聯合循環系統392

13.4太陽能熱的套用395

13.4.1太陽熱動力水泵、海水淡化395

13.4.2太陽能熱與火力發電耦合397

13.4.3一種太陽能加熱站集中供暖系統400

13.4.4線性菲涅爾式太陽能熱聯合循環發電401

13.5太陽能熱化學複合系統402

13.5.1太陽能天然氣重整發電402

13.5.2太陽能雙工質聯合循環發電405

13.5.3太陽能與其他幾類能源的集成407

13.6太空太陽能發電410

13.6.1太陽塔、太陽碟與太陽盤410

13.6.2月球太陽能電站411

13.6.3地球太陽能電力網路413

參考文獻

太陽能熱發電技術（第二版）

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