非成像太陽能聚光原理與應(yīng)用

主要符號表
第1章 緒論 1
1.1 能源及其現(xiàn)狀 1
1.1.1 能源概念及分類 1
1.1.2 能源現(xiàn)狀及計(jì)量方式 3
1.2 太陽能資源 4
1.2.1 太陽能資源概念及特點(diǎn) 4
1.2.2 太陽能資源分布 6
1.3 太陽能發(fā)展與利用 7
1.3.1 太陽能發(fā)展歷程 7
1.3.2 太陽能利用現(xiàn)狀 9
1.4 本書主要內(nèi)容與特點(diǎn) 14
第2章 太陽輻射理論 16
2.1 太陽與地球 16
2.1.1 太陽結(jié)構(gòu) 16
2.1.2 日地月之間的運(yùn)動關(guān)系 17
2.1.3 地球繞日公轉(zhuǎn) 18
2.2 太陽輻射 27
2.2.1 太陽常數(shù)及輻射光譜 27
2.2.2 太陽輻射和角度及應(yīng)用 29
2.2.3 大氣層外太陽輻射 46
2.3 水平地面的太陽輻射量 48
2.3.1 大氣層對太陽輻射的影響 48
2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)晴空模型水平面輻射量計(jì)算 50
2.3.3 太陽輻射量直散分離計(jì)算方法 52
2.4 光口平面太陽輻射量 56
2.4.1 太陽光線在光口平面的入射角 56
2.4.2 光口平面的輻射量 60
2.5 集熱器最佳傾角和方位角 72
2.5.1 集熱器放置原則 72
2.5.2 集熱器傾角和方位角 72
2.6 被遮蔽的太陽輻射 74
2.6.1 建筑物對太陽輻射的遮擋 74
2.6.2 太陽能集熱器陣列間的遮擋 74
2.6.3 南立面遮陽窗 77
2.7 太陽輻射量的測量 78
2.7.1 直射輻射的測量 78
2.7.2 總輻射和散射輻射的測量 78
2.7.3 日照時(shí)數(shù)的測量 79
2.8 本章拓展 79
2.8.1 橢圓方程及軌道方程 79
2.8.2 日地距離變化規(guī)律 81
2.8.3 晝長與日出日落時(shí)間 84
第3章 太陽能利用基礎(chǔ)光學(xué) 94
3.1 費(fèi)馬原理 94
3.1.1 光學(xué)基本概念 94
3.1.2 費(fèi)馬原理及變分方程 96
3.2 幾何光學(xué)基本定律 96
3.2.1 光的直線傳播 96
3.2.2 光的表面反射 97
3.2.3 光的折射 98
3.3 菲涅耳公式 99
3.3.1 反射與透射振幅 99
3.3.2 反射率和透射率 101
3.4 光的吸收與透射 101
3.4.1 反射引起的透射率 101
3.4.2 吸收引起的透射率 106
第4章 非成像太陽能聚光理論 108
4.1 非成像太陽能光學(xué)基本原理 108
4.1.1 非成像光學(xué)概念及研究內(nèi)容 108
4.1.2 非成像光學(xué)基本原理 108
4.2 板形吸收體標(biāo)準(zhǔn)CPC 109
4.2.1 上平板形吸收體CPC 109
4.2.2 下平板形吸收體CPC 117
4.2.3 豎板形吸收體CPC 118
4.2.4 三角形吸收體CPC 119
4.2.5 板形標(biāo)準(zhǔn)CPC基本特性 120
4.3 圓形吸收體標(biāo)準(zhǔn)CPC 125
4.3.1 圓形吸收體CPC面形 125
4.3.2 圓形吸收體CPC基本特性 139
4.4 標(biāo)準(zhǔn)CPC的幾何畫法 144
4.4.1 標(biāo)準(zhǔn)CPC畫法原理 144
4.4.2 標(biāo)準(zhǔn)CPC面形幾何畫法 145
4.5 新型結(jié)構(gòu)的CPC 148
4.5.1 CPAC 148
4.5.2 組合型CPC 186
4.6 本章拓展 187
4.6.1 理想聚光器 187
4.6.2 圓形吸收體CPC弧長 188
4.6.3 智能算法構(gòu)建CPAC面形 189
第5章 傳熱學(xué)基礎(chǔ) 203
5.1 導(dǎo)熱傳熱 203
5.1.1 基本概念 203
5.1.2 傅里葉定律與導(dǎo)熱傳熱 205
5.1.3 導(dǎo)熱過程單值條件 211
5.1.4 導(dǎo)熱問題求解 212
5.1.5 傳熱熱阻 212
5.2 對流傳熱 213
5.2.1 對流傳熱概述 213
5.2.2 對流傳熱微分方程 214
5.3 輻射傳熱 216
5.3.1 熱輻射的本質(zhì) 216
5.3.2 熱輻射基本定律 217
5.3.3 輻射傳熱計(jì)算 219
5.4 本章拓展 227
5.4.1 方向向量與梯度 227
5.4.2 柱坐標(biāo)系的梯度 228
5.4.3 球坐標(biāo)系的梯度 229
5.4.4 斯特藩­玻爾茲曼定律與普朗克定律 229
第6章 太陽能系統(tǒng)自動控制基礎(chǔ) 233
6.1 單片機(jī)概述 233
6.1.1 單片機(jī)基本概念 233
6.1.2 單片機(jī)主要特點(diǎn) 233
6.1.3 單片機(jī)發(fā)展及種類 234
6.1.4 單片機(jī)等級 236
6.1.5 STM32單片機(jī) 236
6.2 太陽能系統(tǒng)常見物理量測量 239
6.2.1 輻照度的測量 239
6.2.2 溫度的測量 248
6.3 PID算法及溫度控制 262
6.3.1 PID算法原理 262
6.3.2 PID算法用于溫度控制 265
第7章 太陽能光伏發(fā)電 275
7.1 光伏發(fā)電簡介 275
7.1.1 太陽能電池 275
7.1.2 光伏發(fā)電發(fā)展 275
7.2 光伏發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn) 277
7.2.1 光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn) 277
7.2.2 光伏發(fā)電的缺點(diǎn) 278
7.3 太陽能電池的分類 279
7.3.1 按基體材料分類 279
7.3.2 按電池結(jié)構(gòu)分類 281
7.3.3 按電池表面能流分類 281
7.3.4 按電池用途分類 281
7.4 太陽能電池的結(jié)構(gòu)及工作原理 282
7.4.1 太陽能電池的基本結(jié)構(gòu) 282
7.4.2 太陽能電池的工作原理 282
7.5 太陽能電池制造工藝 284
7.5.1 選擇硅片 284
7.5.2 硅片的表面處理 285
7.5.3 擴(kuò)散制結(jié) 286
7.5.4 刻蝕去邊 286
7.5.5 制作減反射膜 286
7.5.6 上下電極 287
7.5.7 電池測量 287
7.6 太陽能電池組件 287
7.6.1 太陽能電池組件的基本特性 287
7.6.2 太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)及分類 288
7.6.3 太陽能電池組件的封裝工藝 288
7.7 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng) 289
7.7.1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 289
7.7.2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)分類 291
7.7.3 太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用 291
7.7.4 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 292
第8章 非成像太陽能應(yīng)用系統(tǒng) 294
8.1 非成像光學(xué)與CPC 294
8.1.1 非成像光學(xué)起源 294
8.1.2 CPC應(yīng)用 294
8.2 非成像CPC的應(yīng)用 295
8.2.1 真空管耦合CPC 295
8.2.2 嵌入式CPC集熱系統(tǒng) 296
8.2.3 組合型CPC集熱系統(tǒng) 300
主要參考文獻(xiàn) 311
附錄A 昆明地區(qū)典型氣象年的核心數(shù)據(jù) 319
附錄B 部分常用熱電偶參考分度值 329
附錄C PT100和PT1000熱電阻參考分度值 344
附錄D 部分常用半導(dǎo)體熱敏電阻參考分度值 351