太陽(yáng)能

前言

改革開(kāi)放30年來(lái)，我國(guó)工業(yè)得到了飛速發(fā)展，在短短30年的時(shí)間內(nèi)完成了發(fā)達(dá)國(guó)家上百年的工業(yè)化發(fā)展歷程，建立了相對(duì)完整的工業(yè)體系。我國(guó)已成為全球制造業(yè)基地，中國(guó)模式備受世人矚目。在信息技術(shù)快速發(fā)展以及對(duì)節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)日益重視的今天，為了促進(jìn)我國(guó)工業(yè)由大變強(qiáng)的發(fā)展，我們必須走新型工業(yè)化道路，解決工業(yè)化過(guò)程中面臨的一些突出問(wèn)題，比如如何進(jìn)一步增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，如何完善對(duì)工業(yè)行業(yè)的管理，如何在一些核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)上有更大的突破，如何促進(jìn)高新技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，等等。為配合我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備改造，推動(dòng)我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域與國(guó)際間、行業(yè)內(nèi)的交流與發(fā)展，加速工業(yè)生產(chǎn)及制造技術(shù)的進(jìn)步和設(shè)備更新?lián)Q代的步伐，我們精選了國(guó)外有關(guān)現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的部分圖書(shū)，翻譯出版了“國(guó)際先進(jìn)工業(yè)技術(shù)譯叢”。本叢書(shū)內(nèi)容主要涉及新型能源開(kāi)發(fā)與利用、綠色設(shè)計(jì)與制造、資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)、能效管理等方面。這些圖書(shū)的原著均由英美等國(guó)的知名出版集團(tuán)出版，匯集了多個(gè)國(guó)家著名專家學(xué)者在工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的重要研究成果，集中反映了當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域的先進(jìn)理念、方法和技術(shù)，對(duì)于解決我國(guó)當(dāng)前工業(yè)發(fā)展過(guò)程中的一些關(guān)鍵問(wèn)題和突出問(wèn)題具有較大的參考價(jià)值?，F(xiàn)代工業(yè)技術(shù)呈現(xiàn)開(kāi)放性、智能化、信息化與網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)，融合了自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、環(huán)境保護(hù)技術(shù)及現(xiàn)代管理理論和方法等諸多學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)，需要各學(xué)科的專家及工程技術(shù)人員通力合作，從而實(shí)現(xiàn)多學(xué)科專業(yè)知識(shí)與系統(tǒng)的集成，形成現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的手段和模式。因此，“國(guó)際先進(jìn)工業(yè)技術(shù)譯叢”在選編時(shí)，以促進(jìn)信息化和工業(yè)化融合、技術(shù)創(chuàng)新和節(jié)能減排為原則，緊密結(jié)合我國(guó)國(guó)情，力求突出實(shí)用性和先進(jìn)性，希望有助于解決我國(guó)工業(yè)技術(shù)應(yīng)用中的一些實(shí)際問(wèn)題，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)技術(shù)及管理模式的變革，提高我國(guó)工業(yè)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力?！皣?guó)際先進(jìn)工業(yè)技術(shù)譯叢”的翻譯和審定工作主要由國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的知名專家學(xué)者和專業(yè)人士承擔(dān)，力求準(zhǔn)確真實(shí)地反映原著內(nèi)容并便于國(guó)內(nèi)讀者理解和接受。本叢書(shū)致力于“傳播國(guó)際先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)管理理念，推廣工業(yè)領(lǐng)域重大技術(shù)創(chuàng)新成果”，以便使我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)人員能夠?qū)ΜF(xiàn)代工業(yè)方面的知識(shí)和技術(shù)有更深入和全面的了解，并在我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)的建設(shè)中加以應(yīng)用。今后我們將繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)國(guó)際上工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域優(yōu)秀圖書(shū)的翻譯和出版工作，歡迎專家學(xué)者以及廣大讀者提出寶貴意見(jiàn)和建議。

內(nèi)容概要

本書(shū)全面介紹了太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為可利用能源的相關(guān)知識(shí)，包括物理學(xué)基礎(chǔ)、工程學(xué)基礎(chǔ)和太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)，特別重點(diǎn)介紹了目前應(yīng)用最廣泛的光伏太陽(yáng)能收集裝置。本書(shū)還介紹了歷史上太陽(yáng)能應(yīng)用中可供參考的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。 　　本書(shū)適用于太陽(yáng)能基礎(chǔ)研究、應(yīng)用等方面的有關(guān)人員，包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行人員。本書(shū)也可作為可再生能源相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生的參考資料。

作者簡(jiǎn)介

作者：（美國(guó)）福斯特（Robert Foster） （美國(guó)）卡西米（Majid Ghassemi） （美國(guó)）科塔（Alma Cota） 譯者：《太陽(yáng)能：可再生能源與環(huán)境》翻譯組福斯特（Robert Foster），有25年的太陽(yáng)能和風(fēng)能技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，并在30多個(gè)國(guó)家實(shí)施了數(shù)百項(xiàng)太陽(yáng)能和風(fēng)能工程。他從1989年起供職于新墨西哥州立大學(xué)（NMSU），任西南區(qū)太陽(yáng)能試驗(yàn)站的工程學(xué)院及能源與環(huán)境學(xué)院的項(xiàng)目經(jīng)理。他目前正在喀布爾執(zhí)行一項(xiàng)NMSU的任務(wù)，任美國(guó)國(guó)際開(kāi)發(fā)署（USAID）阿富汗水利及農(nóng)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)讓項(xiàng)目組的副主管。他參加了美國(guó)能源部（DOE）、可再生能源國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、USAID、國(guó)家航天及空間管理局、國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、Winrock國(guó)際公司、世界銀行、國(guó)際教育研究院、產(chǎn)業(yè)界、電力部門(mén)及外國(guó)政府主辦的很多可再生能源項(xiàng)目。1992-2005年，他任USAID／DOE可再生能源項(xiàng)目下屬Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)主管，1997-1999年，任Winrock國(guó)際公司為多米尼加共和國(guó)實(shí)施的USAID電力產(chǎn)業(yè)重建項(xiàng)目的技術(shù)顧問(wèn)。Foster先生是一位從多米尼加共和國(guó)和平隊(duì)（1985-1988年）歸國(guó)的志愿者。他在該國(guó)建設(shè)社區(qū)供水工程，并與太陽(yáng)能協(xié)會(huì)（Enersol Associates）合作開(kāi)拓了農(nóng)村光伏系統(tǒng)在發(fā)展中國(guó)家的應(yīng)用。此前，他在得克薩斯州Austin制造安裝太陽(yáng)能熱水器的Cole太陽(yáng)能系統(tǒng)公司工作。他擁有多個(gè)太陽(yáng)能蒸餾方面的專利，并在得克薩斯與別人合作創(chuàng)建了生產(chǎn)太陽(yáng)能水凈化裝置的SolAqua公司。他因在墨西哥Chihuahua州開(kāi)發(fā)可再生能源獲得了州長(zhǎng)獎(jiǎng)勵(lì)，還獲得了危地馬拉太陽(yáng)能基金會(huì)的可再生能源獎(jiǎng)。他擁有Austin得克薩斯大學(xué)的機(jī)械工程學(xué)士學(xué)位和NMSU的MBA學(xué)位，在攻讀后一學(xué)位期間，完成了有關(guān)墨西哥光伏市場(chǎng)的學(xué)位論文。他曾任得克薩斯太陽(yáng)能學(xué)會(huì)和El Paso太陽(yáng)能協(xié)會(huì)的主席和執(zhí)委會(huì)成員。他曾發(fā)表過(guò)太陽(yáng)能、風(fēng)能、蒸發(fā)冷卻、廢熱和地?zé)崮芊矫娴奈恼?20余篇，技術(shù)報(bào)告90余份。他還為全球數(shù)千名工程技術(shù)人員進(jìn)行過(guò)160多次可再生能源技術(shù)方面的講座。卡西米（Majid Ghassemi），是新墨西哥采礦技術(shù)大學(xué)（NM Tech）工程研究與應(yīng)用研究學(xué)院的副教授。目前他正在為美國(guó)能源部進(jìn)行一項(xiàng)節(jié)能墻板研究。他還任以光伏供電節(jié)能建筑物來(lái)減少大氣廢物方面的DOE聯(lián)合首席專家。他在2002年入NM Tech任副教授，并曾參與多項(xiàng)科研工作，包括在馬格達(dá)萊納嶺天文臺(tái)進(jìn)行的可持續(xù)能源和節(jié)能領(lǐng)域的研究。他一直與麻省理工學(xué)院（MIT）和通用電氣公司的研究人員合作進(jìn)行新墨西哥州的風(fēng)電研究，還研究用太陽(yáng)能生產(chǎn)燃料電池用的氫氣。Ghassami博士參與了工程研究與應(yīng)用研究學(xué)院空間應(yīng)用方面的儲(chǔ)能工程、微電磁泵及液體金屬熱管道項(xiàng)目的工作。他教授熱力學(xué)、傳熱學(xué)和液態(tài)流體系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的課程。2002年，他在El Paso的得克薩斯大學(xué)任客座副教授，進(jìn)行燃料電池和太陽(yáng)能水凈化裝置的研究。他現(xiàn)在是伊朗德黑蘭K.N.Tbosi大學(xué)的副教授，負(fù)責(zé)熱力學(xué)領(lǐng)域的本科及研究生課程教學(xué)，包括熱傳導(dǎo)、對(duì)流和傳熱學(xué)、傳熱學(xué)理論基礎(chǔ)及熱力學(xué)的高級(jí)課程。Ghassemi博士指導(dǎo)了數(shù)名本科、碩士和博士研究生。他曾任德黑蘭Sharif大學(xué)的副教授，教授熱傳導(dǎo)課程。1997-2002年，他任德黑蘭AERC熱力部主任，負(fù)責(zé)小型衛(wèi)星和空間應(yīng)用熱力設(shè)計(jì)和制造。1996-1997年，他還幫助設(shè)計(jì)了伊朗國(guó)家能源實(shí)驗(yàn)室。從1995-1996年，他曾任新墨西哥大學(xué)機(jī)械工程教授。從1993-1994年，他擔(dān)任新墨西哥州Albuquerque研究所的高級(jí)學(xué)者，從事熱能和環(huán)境科學(xué)研究。Ghassemi博士于1993年在艾奧瓦州立大學(xué)獲得機(jī)械工程博士學(xué)位。他在密西西比大學(xué)獲得機(jī)械工程學(xué)士和碩士學(xué)位。他與其他人合作出版了5本傳熱學(xué)和熱力設(shè)計(jì)方面的著作，發(fā)表了雜志論文21篇，會(huì)議論文30多篇?？扑ˋlma Cota），是墨西哥Ciudad. Iuadrez自治大學(xué)的教授，在化學(xué)系講授化學(xué)、能源和環(huán)境方面的課程。她擁有新墨西哥州立大學(xué)的化學(xué)工程博士學(xué)位，并在該校完成了光伏發(fā)電系統(tǒng)方面的博士后工作。她分別在Sonora大學(xué)和墨西哥國(guó)立自治大學(xué)能源研究中心獲得化學(xué)工程學(xué)士學(xué)位和碩士學(xué)位。Cota.博士在各式各樣的太陽(yáng)能系統(tǒng)方面有豐富經(jīng)驗(yàn)，包括太陽(yáng)能污泥干燥與消毒、水消毒等。她曾在西南區(qū)太陽(yáng)能試驗(yàn)站進(jìn)行光伏系統(tǒng)工作長(zhǎng)達(dá)6年，在1998-2004年參加了由Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的DOERJSAID墨西哥可再生能源項(xiàng)目。

書(shū)籍目錄

第1章　太陽(yáng)能簡(jiǎn)介第2章　太陽(yáng)能資源第3章　工程學(xué)基礎(chǔ)：熱力學(xué)和傳熱學(xué)第4章　太陽(yáng)能熱系統(tǒng)及應(yīng)用第5章　光伏電池　第6章　光伏轉(zhuǎn)換系統(tǒng)第7章　光伏發(fā)電系統(tǒng)定容及設(shè)計(jì)第8章　光伏發(fā)電的應(yīng)用第9章　經(jīng)濟(jì)學(xué)問(wèn)題第10章　體制問(wèn)題第11章　儲(chǔ)能附錄A　世界太陽(yáng)輻照數(shù)據(jù)附錄B　摩擦損失系數(shù)附錄C　現(xiàn)值系數(shù)附錄D　光伏抽水系統(tǒng)的近似成本

章節(jié)摘錄

插圖：日本的光伏系統(tǒng)成本是世界最低的，在2004年家庭安裝成本降至670日元／Wp（約6美元／Wp）。日本通過(guò)簡(jiǎn)化平衡系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更低的成本，包括無(wú)變壓器的逆變器。所用設(shè)備都是國(guó)產(chǎn)的。而且，日本擁有可由用戶自訂制的大批量生產(chǎn)技術(shù)和一些可在屋頂安裝光伏的住宅建設(shè)廠家。同樣，日本光伏裝置管理簡(jiǎn)單而且是非說(shuō)明性的，沒(méi)有專門(mén)的光伏安裝人員，而是由受過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的電工去安裝光伏系統(tǒng)，裝置由自己檢測(cè)。日本的光伏并網(wǎng)法規(guī)很簡(jiǎn)單（只有一頁(yè)）而且是非說(shuō)明性的。日本人依靠光伏產(chǎn)業(yè)自律且出于文化榮譽(yù)傳統(tǒng)做好工作。如果出了問(wèn)題，戶主可以報(bào)告擔(dān)保機(jī)構(gòu)和安裝公司。出問(wèn)題時(shí)大部分日本公司都非常負(fù)責(zé)任，因?yàn)檫@關(guān)系到他們做好工作的榮譽(yù)和自尊。事實(shí)上，日本已經(jīng)是光伏系統(tǒng)安裝最好的國(guó)家之一。日本光伏系統(tǒng)易于用戶使用和理解。使用簡(jiǎn)單的圖表顯示，用戶可以方便地看出他們的光伏系統(tǒng)在實(shí)時(shí)和累計(jì)的基礎(chǔ)上怎樣工作，這可以使用戶產(chǎn)生興趣和參與性，用戶再向他的朋友展示他的系統(tǒng)以及學(xué)習(xí)節(jié)電。系統(tǒng)用表計(jì)計(jì)量，用戶可以看到他使用光伏系統(tǒng)每月節(jié)省的電費(fèi)?？傊?，日本光伏技術(shù)應(yīng)用成熟且少有大的失誤。政府將大部分資金用于光伏推廣和確定如何使光伏系統(tǒng)群輸出功率最大化。它的基礎(chǔ)研究正在轉(zhuǎn)向薄膜技術(shù)，日本在光伏組件循環(huán)利用技術(shù)上處于世界領(lǐng)先。日本是全球光伏生產(chǎn)的領(lǐng)先國(guó)家，也擁有最成熟的光伏市場(chǎng)。日本光伏市場(chǎng)占全球約十二分之一，其超過(guò)60％的光伏組件出口國(guó)外。日本市場(chǎng)的快速改變和經(jīng)驗(yàn)提供了一些可借鑒的教訓(xùn)，其他有興趣大規(guī)模發(fā)展光伏的國(guó)家都可以從這些教訓(xùn)中受益。很多技術(shù)和政策見(jiàn)識(shí)都可以從日本經(jīng)驗(yàn)中獲得。日本政府一直在開(kāi)發(fā)一個(gè)不需要財(cái)政支持的自維持居民用光伏市場(chǎng)。政府補(bǔ)貼已經(jīng)成功地逐年降低，最終在2006年取消，原因是光伏價(jià)格在過(guò)去幾十年內(nèi)降低了30％以上，現(xiàn)在日本的光伏已經(jīng)具有競(jìng)爭(zhēng)性，主要是因?yàn)閲?guó)內(nèi)電網(wǎng)電價(jià)約為0.21美元／kWh。光伏發(fā)電對(duì)于許多用戶來(lái)說(shuō)是一個(gè)有吸引力和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的發(fā)電方式。幾乎沒(méi)有國(guó)外公司在日本市場(chǎng)運(yùn)作。盡管沒(méi)有特別的貿(mào)易壁壘針對(duì)其他國(guó)家在日本銷(xiāo)售產(chǎn)品，但由于日本市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈以至于國(guó)外生產(chǎn)商發(fā)現(xiàn)很難進(jìn)入。日本光伏制造商應(yīng)該會(huì)繼續(xù)引領(lǐng)未來(lái)世界光伏生產(chǎn)。他們已經(jīng)學(xué)會(huì)了如何通過(guò)批量商業(yè)化使得光伏更加便宜和優(yōu)質(zhì)。日本文化一直與自然有著密切聯(lián)系，通過(guò)他們的著名園林和詩(shī)歌等都能看出來(lái)。同樣，日本文化與太陽(yáng)有著獨(dú)特的關(guān)系，從國(guó)旗是“日出之地”可以反映出。因此，許多日本人認(rèn)為使用太陽(yáng)能符合他們的文化傳統(tǒng)。通過(guò)簽署關(guān)于全球變暖的《京都議定書(shū)》，日本人也認(rèn)為太陽(yáng)能在完成協(xié)議中限制二氧化碳排放的目標(biāo)上關(guān)系到日本的國(guó)家尊嚴(yán)。這種態(tài)度滲透到社會(huì)各個(gè)階層，從家庭到學(xué)校、政府和產(chǎn)業(yè)界。大部分人都希望在他們的建筑物上使用太陽(yáng)能來(lái)幫助國(guó)家成為“太陽(yáng)化”國(guó)家。全球變暖問(wèn)題是日本政府政策的要點(diǎn)之一。與完成《京都議定書(shū)》的國(guó)家目標(biāo)相比，光伏的經(jīng)濟(jì)性處于第二位。首相官邸、日本國(guó)會(huì)和許多重要政府建筑的屋頂都安裝了30～50kW的光伏方陣（如圖8-2所示）。東京市區(qū)主要政府建筑物上安裝的光伏總?cè)萘拷咏?Gw。使日本成為太陽(yáng)國(guó)家的總承諾來(lái)自政府官員、規(guī)劃者、企業(yè)家和公眾。日本有完整的太陽(yáng)能發(fā)展方法，而且也有能源自主意識(shí)。由于日本的電網(wǎng)電價(jià)是世界上最高的，居民使用光伏也有經(jīng)濟(jì)回報(bào)。日本也意識(shí)到擴(kuò)大光伏發(fā)電系統(tǒng)將對(duì)未來(lái)幾十年內(nèi)創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)和工業(yè)有很大的貢獻(xiàn)。這達(dá)到了日本政府制定的能源和產(chǎn)業(yè)政策的目標(biāo)。

編輯推薦

《太陽(yáng)能：可再生能源與環(huán)境》：太陽(yáng)能資源利用的相關(guān)知識(shí)太陽(yáng)能熱系統(tǒng)及應(yīng)用光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)光伏發(fā)電應(yīng)用實(shí)例太陽(yáng)能利用的經(jīng)濟(jì)和模式分析多種儲(chǔ)能方式的解讀

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