太阳能是新能源中比较突出的一种。首先是它的资源总量巨大，其次它是多种新能源之母，例如水能、风能等都源于太阳能的转化，因此对太阳能的研究特别引人注目，而难点在于如何最有效地解决白昼与黑夜的平衡。希望读者能够通过《话说太阳能》，对太阳能有初步的认识，能够产生兴趣，从而逐步深入地去了解太阳能、更好地利用太阳能。本书由张辉著。

太阳能是地球最基本、最重要的自然能源，煤、石油、天然气等都是古代地球生物固定下来的太阳能经过亿万年转化而成的。我们现在利用的多种新能源，也都源于太阳能的转化。自古以来，人类是如何利用太阳能的？太阳能汽车、太阳能船舶、太阳能飞行器、太阳帆是如何研制出来的，又是如何工作的？随着科技的迅猛发展，太阳能的研究和利用方兴未艾。不久的将来，我们将乘坐着太阳帆前往火星。《话说太阳能》内容新颖，图文并茂，不仅介绍了各种新能源，而且指出了在新能源开发、利用中所存在的各种问题。

希望读者能够通过《话说太阳能》，对太阳能有初步的认识，能够产生兴趣，从而逐步深入地去了解太阳能、更好地利用太阳能。本书由张辉著。

开头的话

第一章 你认识太阳吗

第一节 太阳与太阳能

一 广袤的宇宙

二 太阳与太阳系

第二节 太阳的诞生和它的结构

一 太阳的诞生

二 太阳的结构

三 太阳的晚年

第三节 太阳辐射的能量

一 太阳的能量

二 地球上各个时期与各地方冷热不同的问题

三 太阳能与地球上各种自然能源的关系

第二章 人类怎样利用太阳能

第一节 人类利用太阳能的历史

一 人类自诞生之日起就积极利用太阳能

二 古代天文学的发展与社会进步

第二节 近现代对太阳能和其他绿色能源的追求

一 化石能源的矛盾

二 能源革命

三 我国的太阳能资源

第三章 神奇的光合作用

第一节 什么是光合作用

一 光合作用的化学过程

二 光合作用固定了多少太阳能

第二节 怎样充分利用光合作用

一 提高植物对太阳光能的利用

二 值得重视的海洋生物

第三节 新的尝试

一 科学家的新试验

二 人造树叶

第四节 有关太阳光的其他方面

一 人类的健康与太阳光

二 保护臭氧层

三 不见光照的生物

第四章 太阳能的热利用

第一节 太阳能制热与制冷

一 太阳能制冷

二 太阳能制热

第二节 太阳热能在农业生产方面的应用

一 温室、暖棚

二 温床

第三节 其他方面的应用

一 太阳灶

二 晒盐

三 制作酱油和酱

第五章 太阳能热发电

第一节 太阳能蒸汽涡轮发电

一 聚焦

二 蒸汽

三 实例

第二节 热风高塔发电

一 主要原理

二 实例

第六章 光伏发电

第一节 光伏发电的基本原理

一 光生伏打效应

二 光伏发电发展的过程及现状

三 光伏发电的新发展

第二节 光伏发电站现状及展望

一 光伏发电的优势

二 主要问题

三 世界光伏发电概况

四 光伏发电站的选址

第七章 打开光伏发电站的大门

第一节 光伏电池板

一 光伏电池板

二 电池板安装

三 太阳能电池板的清洁问题

第二节 储能及逆变装置

一 储能

二 逆变器

三 给电网输电的相关问题

第八章 小型光伏发电及照明

第一节 单位和家庭的光伏发电

一 主要目的是节能减排

二 家庭光伏发电

第二节 光伏照明

一 小范围内使用或单个灯具照明

二 光伏LED照明的适用范围

三 公共建筑物的光伏LED应急照明

四 其他方面的应用

第九章 太阳能与交通

第一节 陆上车辆

一 太阳能汽车

二 火车

第二节 太阳能船舶

一 水上船舶

二 大型海船

第三节 太阳能飞行器

第四节 火星车

第五节 太阳帆

一 太空星际交通

二 波粒二象性

三 太阳帆的实验

结尾的话

太阳能可以制热，人们很容易理解，因为太阳能本身就是热源。而用太阳能来制冷，你听说过吗？你了解多少呢？下面我们就先说一说太阳能制冷吧。

太阳能是一种能源，电能也是能源，电能可以制冷，而利用太阳能又可以发电，那么利用太阳能来制冷也就不奇怪了。通常的做法是，通过太阳能集热器把冷水变成热水(这种热媒水的温度越高，制冷的效率也越高)。以溴化锂吸收式制冷机为例，它的工作原理是：当溴化锂水溶液在发生器内受到热媒水加热后，溶液中的水不断汽化，蒸汽进入冷凝器，被冷却水降温后凝结，随着水的不断汽化，发生器内的溶液浓度不断升高，进入吸收器，当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的。如果是压缩式制冷那就更简单些，就是以太阳能集热器的蒸汽动力替代了压缩机而已，用动力将“冷媒”压缩，散热冷却，经由喷嘴减压蒸发吸收热量。

一般情况下，由于吸收式制冷的制冷温度不低于0℃，且结构比较复杂，投资大，因此适用于大单位的中央空调与工业冷却；而压缩式制冷，小到可以用于家用冰箱。压缩式制冷的温度一般可以低到零下数十度。

太阳能制热则比制冷方便得多。太阳能本身就是热源，只需根据制热温度的需要，采用合适的集热器和集热管的介质即可，既保证运行也降低了费用。目前，大型热水器多数采用金属曲面聚光集热，曲面上各点都有抛物线的平面几何光学特性，将太阳光反射到处于焦点位置的集热管，我们把它称为槽式聚光。由集美大学机械工程学院研发的太阳能光、热复合系统，则是把光伏发电板上的热量传递到集热装置，由集热装置背部的热交换器把无法转换成光电的光热储存在热水箱内。该技术不仅解决了聚光带来的电池片温度过高问题，而且可以获取数量可观的热水，实现了高效、低成本太阳能光电～光热的综合利用。2012年2月出台的《北京市太阳能热水系统城镇建筑应用管理办法》规定，从2012年3月1日起，北京市新建城镇居住建筑应优先采用工业余热、废热作为生活热水热源，不具备采用工业余热、废热的，应当安装太阳能热水系统，如果仅是室内采暖，可以采取在地板下或墙内安装热水管的办法。太阳能热水器既可为企业生产所用，也可为家庭和单位供应热水。小型的太阳能热水器一般采用真空管集热器，排列的真空管下部与冷水管相连，冷水进入外面透明的真空管，受日光照射后传热给内部黑色的水管，提高水温，热水再向上集中到热水罐，以便随时打开热水阀取用。

据报道，现在山东地区也将这一方法应用到生产上，大规模预热进人锅炉的水，可以大大降低锅炉煤耗。山东省有各类锅炉约5万台，若全部实现与中温太阳能工业热力系统结合，可安装中温集热器8840万平方米，从节能的角度看，每年可以节约标准煤1960万吨，减少二氧化碳排放4420万吨。

不论是太阳能制冷还是制热，都要考虑蓄能的问题，以便无论是在白天还是黑夜，天气是阴或是晴的情况下，设备都能连续工作。关于这一点，下面将要说到的太阳能在各方面的利用都是必须考虑的。P49-52

20世纪后期以来，随着对原有各种能源的消耗越来越多，而所剩余的化石能源越来越少，加上对环境的恶劣影响曰益严重，形成了人所共知的“能源危机”，因此人类对新能源的期盼愈加迫切。科学技术界努力加紧对各种新能源开发利用的研究，迄今为止可以说是硕果累累。

对各种新能源的利用，关键之一是控制生产的成本，如何尽可能不高于化石能源的使用成本；之二是如何尽可能减少对环境造成不利的影响；之三是如何避免或降低由于自然因素的影响而造成能量输出的不稳定，例如时高时低、忽高忽低的问题。

太阳能是新能源中比较突出的一种。首先是它的资源总量巨大，其次它是多种新能源之母，例如水能、风能等都源于太阳能的转化，因此对太阳能的研究特别引人注目，而难点在于如何最有效地解决白昼与黑夜的平衡。

目前对太阳能的利用，多数是采用光伏发电，并且多数是依赖硅晶体，转化效率不高，一方面是局限于硅晶体的性能与成本，另一方面是硅晶体只限于以可见光的转化为主，对太阳辐射的其余部分没有充分利用。人们正期待对太阳能的利用有新的突破。

目前全世界对太阳能的开发和利用虽然取得了一定的成果，但仍应认为尚处于起步阶段，从这个角度出发，还有待后来者去作出新的贡献。

希望读者能够通过本书，对太阳能有初步的认识，能够产生兴趣，从而逐步深入地去了解太阳能、更好地利用太阳能。

2013年7月