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绪论1

第1章 太阳几何学基础3

1.1 地球的自转、公转3

1.2 天球坐标系5

1.3 太阳角度计算7

1.3.1 太阳高度角7

1.3.2 太阳方位角8

1.3.3 日出日没的时角9

1.3.4 日出日没的方位角9

1.4 太阳时与时差10

1.4.1 真太阳时与平太阳时10

1.4.2 时差11

第2章 太阳辐射学14

2.1 引言14

2.2 太阳的能量14

2.3 地球大气层外的太阳辐射16

2.3.1 太阳常数16

2.3.2 太阳光谱17

2.4 地球表面的太阳辐射19

2.4.1 大气成分19

2.4.2 均质大气19

2.4.3 大气质量21

2.4.4 大气透明度24

2.4.5 直射辐射和散射辐射25

2.4.6 倾斜面上的太阳总辐射28

2.5 太阳能资源评估29

2.5.1 太阳能总辐射的计算方法29

2.5.2 太阳能资源的丰富程度与稳定程度34

2.5.3 我国太阳能资源分布35

2.5.4 实例分析37

第3章 传热学基本理论39

3.1 引言39

3.2 导热40

3.2.1 导热基本定律40

3.2.2 通过平壁的导热41

3.2.3 通过圆管的导热42

3.2.4 通过球壳的导热43

3.3 对流换热44

3.3.1 牛顿冷却定律44

3.3.2 层流、湍流和雷诺数44

3.3.3 边界层理论45

3.3.4 对流换热的经验公式46

3.3.5 对流边界条件下平板和圆管壁的换热量52

3.4 热辐射54

3.4.1 热辐射现象的基本概念54

3.4.2 黑体辐射基本定律56

3.4.3 物体表面间的辐射换热61

3.4.4 通过半透明介质的辐射传递64

第4章 槽式热发电站67

4.1 太阳能集热系统67

4.1.1 太阳能聚光集热系统67

4.1.2 聚光器技术67

4.1.3 抛物面反光镜技术71

4.1.4 支架72

4.1.5 跟踪机构73

4.1.6 集热管73

4.1.7 金属-玻璃真空集热管75

4.1.8 集热管热力性能分析82

4.1.9 机械结构与驱动90

4.2 地址选择90

4.2.1 概述90

4.2.2 实例分析94

4.3 工艺技术方案99

4.3.1 技术方案的选择99

4.3.2 主要设备的选择142

4.3.3 技术方案的优化156

4.4 发电量计算与发电成本估算156

4.4.1 发电量计算模型156

4.4.2 不同参数、不同运行模式下的发电量计算160

4.4.3 发电成本估算165

4.5 应用案例170

4.5.1 SEGS系统170

4.5.2 DISS系统171

4.6 发展趋势174

第5章 塔式热发电站176

5.1 基本原理176

5.2 定日镜结构与控制177

5.2.1 定日镜总体设计177

5.2.2 高可靠性、高反射率玻璃镜的研制177

5.2.3 支架的结构设计及力学稳定性分析177

5.2.4 支架与玻璃反射镜的结合方法177

5.2.5 高准确度传动方式177

5.2.6 定日镜控制方式的研究及器件开发177

5.2.7 定日镜误差控制方法178

5.3 热工系统178

5.3.1 塔式太阳能热发电系统的结构178

5.3.2 定日镜系统178

5.3.3 塔式太阳能热发电的热交换系统181

5.3.4 适合我国国情的技术——相对比较成熟的塔式太阳能热发电集成方案183

5.4 实例分析186

5.4.1 PS10太阳能热发电站186

5.4.2 PS20太阳能热发电站187

第6章 斯特林热发电系统189

6.1 碟式太阳能热发电系统189

6.1.1 聚光器190

6.1.2 接收器192

6.1.3 热机195

6.1.4 发展现状195

6.2 斯特林发动机198

6.2.1 斯特林发动机简介198

6.2.2 斯特林发动机的原理199

6.2.3 斯特林发动机的基本类型202

6.3 碟式斯特林太阳能热发电系统的应用202

附录 各类热发电聚光能流密度参考数据205

参考文献209