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能源与动力工程

太阳能热发电技术(第二版)

作者：张耀明，邹宁宇编著

出版社：化学工业出版社出版时间：2020-01-02

开本： 16开 页数： 416页

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版权信息
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太阳能热发电技术(第二版) 版权信息

ISBN：9787122349538
条形码：9787122349538 ; 978-7-122-34953-8
装帧：平装-胶订
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
工业技术
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能源与动力工程

太阳能热发电技术(第二版) 本书特色

《太阳能热发电技术》第二版分4篇13章，从能源和能源利用危机的视野入手，讲述了人类利用各种能源的历史，论述了人类现阶段利用太阳能的必然，阐述了太阳能热利用在未来能源中的地位。运用大量篇幅讲述了太阳能热发电专有技术，包括聚光集热与聚光器、日照跟踪技术、接收器(太阳锅炉)、太阳能热储存技术；各类太阳能热发电技术，包括塔式太阳能热发电、碟式/斯特林太阳能热发电、槽式太阳能热发电/线性菲涅尔式太阳能热发电、太阳能热气流发电/太阳能半导体温差发电、太阳池热发电和海水温差发电。*后对太阳能热发电技术的发展趋势进行了阐述。本次修订在上版图书内容的基础上，增加了部分技术发展内容:包括镜场设计、热发电案例、超低温太阳能发电、半导体热电材料、热声发电、热发电站等，内容更加完整。

《太阳能热发电技术》内容翔实，图文并茂，阐述概念清晰，可供太阳能利用领域专业技术人员参考，还可作为太阳能热发电的培训教材，同时可以作为新能源领域技术人员、管理人员的科普读物。

太阳能热发电技术(第二版) 内容简介

1.《太阳能热发电技术》第二版，全面补充了太阳能热利用及热发电方面的技术，包括热声发电、镜场设计，半导体热电材料，热发电站，热发电案例等。内容新，可参考性强。

2.本书有我国知名院士张耀明领衔编著，本书上版为“十二五国家重点图书”。

3.阐述了几乎所有的太阳能热发电技术，内容非常全面，对开拓视野有较好的作用。该书技术全面，也可作为能源利用方面的教材和选修教材。

太阳能热发电技术(第二版) 目录

第1篇太阳能时代和太阳能热发电

1能源和能源危机002

1.1能源的发展002

1.1.1火的应用002

1.1.2煤炭时代003

1.1.3油气开发003

1.2石油能源的危机004

1.2.1石油的重要性004

1.2.2石油的紧缺005

1.3能源消费对环境的破坏006

1.3.1地球环境的演变006

1.3.2人类对地球环境的依存007

1.3.3大气温室效应增强可能导致的后果010

1.3.4臭氧层破坏010

1.3.5酸雨011

1.3.6热污染012

1.3.7生物多样性锐减013

1.3.8大气污染引起的健康危害014

1.3.9能源开发和运输过程所致的环境效应014

1.3.10能源使用的“误区”——现代高能农业016

1.3.11废弃物泛滥成灾017

1.3.12水资源短缺017

1.3.13太多的人口——68亿人的地球019

1.4能源危机与中国发展019

1.4.1中国人口019

1.4.2水资源020

1.4.3土地退化021

1.4.4中国酸雨状况021

1.4.5无处可扔的城市022

1.4.6物种减少023

1.4.7可持续发展重大阻力023

1.5中国采用新能源的紧迫性026

2重归太阳能028

2.1太阳能的基本知识028

2.1.1太阳辐照028

2.1.2日地关系031

2.2生物质能032

2.2.1生物质能状况032

2.2.2制约生物质能应用的因素033

2.3风能034

2.3.1风能状况034

2.3.2制约风能应用的因素035

2.4水能036

2.4.1水能状况036

2.4.2制约水能应用的因素036

2.5海洋能037

2.5.1海洋能状况037

2.5.2制约海洋能应用的因素038

2.6地热能038

2.6.1地热能状况038

2.6.2制约地热能应用的因素039

2.7天然气水合物040

2.7.1天然气水合物状况041

2.7.2制约天然气水合物应用的因素041

2.8核能043

2.8.1核能状况043

2.8.2制约核能应用的因素044

2.8.3轻核聚变046

2.9生态灾难047

2.9.1三峡工程的生态影响049

2.9.2汶川地震发生的可能原因049

2.10重归太阳能050

2.10.1美国太阳能计划052

2.10.2太阳能聚热发电技术053

3太阳能热利用：太阳能热利用在未来能源中的地位054

3.1太阳能热利用简史054

3.2我国太阳能资源058

3.3太阳能热利用技术060

3.3.1太阳能温室的结构类型060

3.3.2太阳灶概述062

3.4太阳能干燥概述065

3.5太阳能海水淡化066

3.6太阳能建筑理念068

3.7太阳能空调的意义069

3.8太阳能热水器070

3.9太阳能光伏发电和太阳能热发电技术比较071

3.10我国对太阳能热发电技术的发展规划074

3.11太阳能热发电在未来能源结构中的地位076

第2篇太阳能热发电专有技术

4聚光集热与聚光器080

4.1聚光集热080

4.1.1聚光集热概念080

4.1.2聚光作用083

4.1.3聚光反射材料083

4.1.4聚光集热温度086

4.1.5太阳能热发电常用的聚光集热技术087

4.2聚光器088

4.2.1聚光器的演化088

4.2.2几类反射镜090

4.2.3CPC聚光器091

4.2.4聚光器种类092

4.2.5透射式聚光器093

4.2.6聚光器的现状094

4.2.7定日镜095

4.2.8槽式反射镜096

4.2.9面聚光式聚光器101

4.2.10线聚光式聚光器102

4.2.11聚光集热器的发展方向103

5日照跟踪技术106

5.1日照跟踪技术的意义106

5.2太阳能自动跟踪装置108

5.2.1对控制系统的要求108

5.2.2太阳位置的计算108

5.2.3太阳跟踪装置109

5.2.4跟踪控制模式112

5.2.5开环、闭环、混合控制方式114

5.2.6影响聚光跟踪的因素117

5.3跟踪装置部分部件118

5.3.1传感器118

5.3.2光电传感器阵列布置118

5.3.3步进电机120

5.3.4减速器121

5.3.5谐波齿轮减速器121

5.3.6跟踪系统在工作过程中的损耗122

5.4别具一格的跟踪方式123

6接收器(太阳锅炉)125

6.1接收器的概念125

6.2太阳光谱选择性吸收薄膜126

6.2.1太阳光谱选择性吸收薄膜的发展历史126

6.2.2光谱选择性吸收薄膜基本原理127

6.2.3选择性吸收涂层的概念和组成128

6.2.4选择性吸收涂层的基本构造129

6.3选择性吸收涂层的分类和性能129

6.3.1选择性吸收涂层的分类129

6.3.2中高温选择性吸收涂层的性能130

6.4有关平板接收器133

6.4.1平板型太阳能集热器概述133

6.4.2索绪尔热箱134

6.4.3吸热板和真空管集热器135

6.4.4真空管用硼硅玻璃3.3 141

6.5直通式金属-玻璃真空集热管142

6.5.1真空集热管的特性142

6.5.2真空集热管的制造工艺及发展方向144

6.6热管式真空管集热器145

6.6.1热管的工作原理145

6.6.2中高温热管的制造工艺147

6.7中高温接收器148

6.7.1中高温接收器概述148

6.7.2接收器系统149

6.7.3管状集热接收器151

6.7.4圆柱接收器153

6.7.5直接照射太阳能接收器153

6.7.6管式和多孔体结构157

7太阳能热储存技术160

7.1热储存的意义160

7.1.1储热的作用与类型160

7.1.2储热与太阳能热发电站的设计165

7.2储热材料分类167

7.3显热储热材料168

7.3.1显热储热材料的性能要求168

7.3.2气体显热储热材料169

7.3.3液体显热储热材料169

7.3.4固体显热储热材料171

7.3.5两种介质储热172

7.4相变储热材料176

7.4.1相变储热材料性能176

7.4.2几类相变储热材料177

7.4.3无机盐相变材料178

7.4.4金属与合金相变储热材料180

7.5太阳能化学反应储存181

7.5.1太阳能化学反应储存概述181

7.5.2几类具有潜力的化学储热反应183

7.6太阳能热制氢185

7.6.1太阳能热制氢的意义185

7.6.2直接加热法制氢186

7.6.3热化学法制氢187

7.7跨季节储热太阳能集中供热系统(CSHPSS)188

7.7.1CSHPSS原理188

7.7.2太阳能热的地下储存189

7.8储热系统190

7.8.1储热装置技术190

7.8.2对储热容器的要求191

7.8.3储热装置的发展192

7.8.4储热罐193

7.8.5单罐储热和双罐储热194

7.8.6储热罐示例198

7.9热交换200

7.10热传输202

第3篇各类太阳能热发电技术

8塔式太阳能热发电206

8.1塔式太阳能热发电技术概述206

8.1.1历史与现状206

8.1.2塔式太阳能热电站系统207

8.1.3塔式太阳能热发电站的特点208

8.2塔和塔式电站工作原理209

8.2.1塔功能概述209

8.2.2太阳能接收器210

8.2.3塔式太阳能热发电站的储热210

8.2.4塔顶接收器热过程的应用211

8.2.5塔式电站工作原理212

8.3跟踪系统216

8.3.1跟踪方法216

8.3.2跟踪控制系统218

8.3.3定日镜误差222

8.3.4塔式太阳能技术的未来与定日镜的发展223

8.4定日镜场224

8.4.1定日镜场的设计要求224

8.4.2设计思考225

8.4.3有关系数228

8.4.4镜场设计228

8.4.5系统性能的综合分析230

8.4.6定日镜场布置231

8.5塔式太阳能热发电系统的运行和控制236

8.5.1概述236

8.5.2定日镜运行控制237

8.5.3跟踪控制系统基本情况238

8.5.4电站监控系统239

8.5.5流量控制示例240

8.6国内塔式电站的研制进展240

8.6.170kW塔式太阳能热发电系统240

8.6.2基本原理与总体思路241

8.6.3亚洲首座兆瓦级太阳能塔式热发电项目——北京延庆塔式电站246

8.7新型反射塔底式接收器248

9碟式/斯特林太阳能热发电252

9.1碟式太阳能热发电简介252

9.2装置与系统254

9.3碟式发电系统的旋转抛物面聚光器257

9.3.1旋转抛物面的聚光257

9.3.2聚光装置结构257

9.3.3碟式太阳能聚光器跟踪系统259

9.4接收器261

9.4.1接收器类型261

9.4.2热管式真空集热管在碟式太阳能热发电系统中的应用262

9.5太阳能斯特林发动机266

9.5.1斯特林发动机概述266

9.5.2斯特林热机工作原理267

9.5.3斯特林热机在太阳能发电中的应用269

9.5.4斯特林发动机的有关技术和部件271

9.6太阳能热声发电275

9.7太阳坑277

9.8空间站太阳能热发电278

9.8.1空间站太阳能热发电的优势278

9.8.2空间太阳能热发电系统的热机循环280

9.8.3空间电站系统部件技术发展282

10槽式太阳能热发电/线性菲涅尔式太阳能热发电285

10.1槽式和线性菲涅尔式电站简介285

10.1.1槽式技术和线性菲涅尔式技术发展历程285

10.1.2槽式聚光集热器的集热效率287

10.2槽式太阳能热发电系统中的聚光集热器288

10.2.1集热管288

10.2.2聚光器291

10.2.3跟踪机构294

10.3聚光集热器阵列295

10.3.1槽式电站原理295

10.3.2镜场设计296

10.4聚光器集热工质298

10.4.1可以选用的集热工质298

10.4.2DSG技术300

10.5槽式电站的储热308

10.5.1两种储热系统308

10.5.2双罐储热运行模式309

10.5.3储热形式及储热介质选择310

10.5.4储热系统设备312

10.5.5槽式太阳能热发电站315

10.6线性菲涅尔反射式太阳能热电站316

10.6.1聚光系统316

10.6.2镜场布置320

10.6.3发展及应用前景322

10.6.4菲涅尔曲面透镜的应用323

10.7塔式系统与槽式系统比较325

10.7.1两种技术的优缺点325

10.7.2两种技术的效率和环境影响326

10.7.3对我国槽式和塔式发电技术的一些思考327

10.8一种超低温太阳能发电技术329

11太阳能热气流发电/太阳能半导体温差发电334

11.1概述334

11.1.1太阳烟囱发电技术的发展过程334

11.1.2太阳烟囱发电技术的优点335

11.2太阳烟囱发电原理和进展336

11.2.1原理336

11.2.2太阳烟囱技术337

11.2.3进展340

11.3太阳烟囱发电新技术341

11.3.1强热发电技术341

11.3.2浮动烟囱太阳能热风发电341

11.3.3斜坡太阳烟囱发电341

11.3.4太阳烟囱发电技术在建筑中的应用342

11.4太阳烟囱发电展望344

11.4.1太阳烟囱的生态环境优势344

11.4.2太阳烟囱与超高建筑345

11.4.3太阳烟囱与天篷式建筑346

11.5其他太阳能热发电技术简介347

11.5.1碱金属热电转换348

11.5.2磁流体发电348

11.5.3热离子发电350

11.5.4半导体温差发电351

12太阳池热发电和海水温差发电358

12.1太阳池热发电技术简史358

12.2太阳池热电站系统359

12.2.1电站系统组成359

12.2.2太阳池工作原理360

12.3太阳池系统稳定运行的影响因素361

12.4太阳池储热能力和效率362

12.5太阳池的维护363

12.6太阳池热发电技术的展望364

12.7海水温差发电技术概述365

12.8海水温差发电技术原理366

12.8.1循环方式366

12.8.2设备368

12.8.3主要技术369

12.8.4组合利用370

12.8.5海水温差能与海洋波浪能结合的技术370

12.9海水温差发电技术特点371

12.10海水温差技术应用前景372

12.11太阳能热水力发电373

12.12太阳能热土壤温差发电373

12.12.1太阳能-土壤源热泵系统(SESHPS)373

12.12.2有机朗肯循环374

第4篇太阳能热发电技术的发展趋势

13太阳能热发电技术的集成整合及未来378

13.1当前太阳能热发电技术的特点及现状和面临的问题378

13.1.1太阳能热发电技术的特点及类型与技术的比较378

13.1.2单纯太阳能热发电技术现状及面临的问题379

13.1.3降低太阳能热发电成本的途径381

13.2聚焦太阳能热发电(CSP)技术的发展385

13.2.1发展趋势385

13.2.2当前发展目标386

13.2.3中国太阳能热发电技术的发展目标388

13.3太阳能互补发电系统390

13.3.1太阳能互补发电系统的概念390

13.3.2互补系统的形式391

13.3.3太阳能-燃气-蒸汽整体联合循环系统392

13.4太阳能热的应用395

13.4.1太阳热动力水泵、海水淡化395

13.4.2太阳能热与火力发电耦合397

13.4.3一种太阳能加热站集中供暖系统400

13.4.4线性菲涅尔式太阳能热联合循环发电401

13.5太阳能热化学复合系统402

13.5.1太阳能天然气重整发电402

13.5.2太阳能双工质联合循环发电405

13.5.3太阳能与其他几类能源的集成407

13.6太空太阳能发电410

13.6.1太阳塔、太阳碟与太阳盘410

13.6.2月球太阳能电站411

13.6.3地球太阳能电力网络413

参考文献415

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太阳能热发电技术(第二版) 作者简介

张耀明，东南大学，院士，张耀明中国工程院化工、冶金与材料工程学部院士，1943年12月出生于江苏无锡，1965年毕业于上海同济大学，毕业后分配至南京玻璃纤维研究设计院，1993年-1995年任该院副院长，1995年-2001年任该院院长，现任南京市科协主席、东南大学中材天成太阳能联合研究中心主任、南京中材天成新能源有限公司董事长等职。先后主持和承担了20多项国家、部省级重大科技攻关项目，获得国家发明二等奖和科技进步等奖6项、部省级科技进步二等奖5项，杜邦奖1项，发表著作和论文30余篇，申请专利100多项，其中发明专利50余项，美国专利6项，获授权50多项，为我国非通信光纤和特种玻纤领域培养了一批的中青年技术骨干，是该领域的一名开拓者和技术奠基人。荣获人事部、国家建材局授予的“建材系统劳动模范”等十多项荣誉称号，1995年获“王丹萍科学奖金”。首创了20孔双坩埚拉丝工艺技术和特大双机头拉丝机、多排多孔共挤塑料光纤工艺等。研究的多组分玻璃光纤、塑料光纤、传象束等非通信光纤制造技术均达世界先进水平，部分技术处国际领先，推动了我国非通信光纤领域的发展，形成了我国10多亿元的非通信光纤的产业规模。首创了代铂炉拉制高强度玻璃纤维及丝根针管风冷技术，主抓了国防四大重点工程“31工程”防热材料用立体织物和“十号工程”天线罩用玻璃纤维仿形织物的配套研制工作，为我国玻纤事业和国防军工作出了重要贡献。近些年来，张耀明院士的研究领域拓宽到太阳能采光、太阳热发电、太阳能跟踪聚光光伏发电技术领域，主持承担了国家自然科学基金、科技部科研院所专项、江苏省高技术研究等一系列科研项目，并不断取得突破。张耀明院士带领团队率先建成国内首座70kW太阳能热发电示范工程，研制成功高性价比的聚光光伏发电技术。围绕太阳能的利用先后申请国家专利60余项，申请美国专利6项。由于他在技术发明方面的贡献，于2004年被评为“江苏省首届十大杰出专利发明人”，2005年获中国首届“发明创业奖”和“当代发明家”称号。

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