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| 編輯推薦： |
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本书重点讲述在建筑中应用太阳能的原理和技术。2022年初，本书编写列入上海理工大学一流本科系列教材建设项目，2023年，本书又列入上海理工大学研究生教材建设项目，并获得资助。因此在编写时，同时考虑本科生和研究生的教学要求。书中提供了大量的例题，以便学生理解和掌握关键的知识点。本书可用于建筑环境与能源应用工程、能源与动力工程、新能源科学与工程、储能科学与工程、建筑物理等专业的本科生和研究生相关课程的教学。
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本书系统介绍了太阳能利用及其建筑一体化的原理和技术，并提供了大量的例题，内容全面，资料丰富。全书共11章，第1章介绍了太阳能与建筑能耗的基本知识，第2、3章介绍了太阳辐射的计算以及太阳能的吸收和透射，第4章介绍了光伏发电的原理和光伏发电系统，第5章介绍了太阳能集热器的结构和热性能分析及测试方法，第6章介绍了太阳能的热储存，第7章介绍了太阳能集热系统的共性问题，第8～10章分别介绍了太阳能生活热水系统、建筑供暖、空调系统，第11章介绍了太阳能与建筑一体化结构的热特性分析。附录提供了太阳能利用相关术语和专业词汇的英汉对照表。本书可作为高等院校建筑环境与能源应用工程、能源与动力工程、新能源科学与工程、储能科学与工程、建筑物理等专业本科相关课程的教材，也可作为这些专业的研究生教材，同时可供从事太阳能利用、建筑节能等相关工作的工程技术人员参考。本书配有PPT电子课件，免费提供给选用本书作为教材的授课教师，需要者请登录机械工业出版社教育服务网（www.cmpedu.com）注册后下载。
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前言第1章绪论111可再生能源与太阳能112我国建筑运行能耗与碳排放2121我国建筑运行能耗2122我国建筑运行碳排放313太阳能建筑一体化的含义4参考文献5第2章太阳辐射621太阳与地球的一般知识6211太阳6212地球的公转与赤纬角6213地球的自转与太阳时722大气层外太阳辐射的计算9221太阳常数和太阳辐射光谱9222太阳角11223地球大气层外水平面上的太阳辐射1323大气层内太阳辐射的估算14231大气层对太阳辐射的衰减作用14232标准晴空水平面上太阳辐射的计算16233晴空指数与水平面上直射辐射、散射辐射的分解18234估算小时辐照量（已知日总辐照量）19235倾斜面上的辐照量21236可利用率2324建筑表面所得太阳辐射的估算2525太阳辐射的测量2726太阳能资源分布28261世界各地太阳能资源分布28262我国太阳能资源分布29参考文献30第3章太阳能的吸收与透射3131物体的辐射特性31311实际物体的发射率31312物体的吸收比32313物体表面反射比3432透明材料的透射35321直射辐射透射比计算35322散射辐射透射比计算4133太阳能建筑中典型装置吸收的太阳能41331平板集热器吸收的太阳能41332房间对窗口入射太阳辐射的吸收44333月均吸收的太阳辐射4534光谱选择性吸收涂层48341光谱选择性吸收涂层的原理48342光谱选择性吸收表面的制作4935光谱选择性透过涂层与镀膜玻璃51351波长对玻璃透射比的影响51352太阳能集热装置的选择性透过涂层51353建筑门窗玻璃幕墙用的镀膜玻璃5236减反射涂层55参考文献56第4章太阳能光伏发电5741半导体与PN结基本知识57411半导体57412能级、能带与禁带57413本征半导体、掺杂半导体59414N型和P型半导体59415PN结6042太阳能电池原理和特性61421光生伏特效应61422晶体硅太阳能电池的结构63423太阳能电池等效电路63424太阳能电池的主要技术参数64425晶体硅太阳能电池效率损失机制6743太阳能电池与光伏组件70431硅基太阳能电池70432化合物薄膜太阳能电池72433各类太阳能电池的最高效率76434太阳能电池的生产工艺流程7744光伏发电系统79441光伏发电系统分类和组成79442光伏方阵与二极管81443蓄电方式对比82444蓄电池83445控制器86446逆变器87参考文献88太阳能建筑一体化原理与应用目录第5章太阳能集热器8951平板型太阳能集热器89511平板集热器的基本结构与技术要求89512平板集热器的能量平衡与分析模型简化90513集热器总热损失系数92514横向（管间）温度分布和集热器效率因子96515纵向（流体流动方向）温度分布与集热器热转移因子100516吸热板和流体的平均温度103517热容对集热器性能的影响10352真空管型太阳能集热器106521真空管集热器的结构与技术要求106522真空管集热器热性能分析10953空气集热器113531平板型空气集热器114532真空管空气集热器11654光伏集热器117541平板型光伏集热器的基本结构和工作原理117542平板型光伏集热器的热性能分析11855集热器的热性能特征参数及其测试119551集热器效率119552入射角修正系数的测定123553时间常数的测定125554压力降的测定126555典型集热器的特征参数126参考文献127第6章太阳能的热储存12861储热技术概述128611储热材料的性能要求128612储热材料分类128613储热设备129614储热系统的运行模式13062显热储热技术131621显热储热概述131622储热水箱133623跨季节显热储热136624建筑围护结构储热13863相变储热技术139631相变储热概述139632无机相变材料141633有机相变材料142634共晶相变材料144635相变微胶囊与相变浆料144636相变储热技术的优势及应用领域14564化学储热技术146641吸收吸附储热146642化学反应储热149参考文献150第7章太阳能集热系统15171集热系统形式15172辅助热源152721辅助热源位置152722辅助加热设备与太阳能热泵系统15373集热环路设计156731集热器的连接156732集热器的布置156733集热环路设计流量158734集热系统运行控制15974防冻、防过热问题160741防冻问题160742防过热问题16275部件对热性能的影响163751集热器管道损失影响分析163752串联集热器的分析165753换热器的影响分析166754集热系统中各项修正的顺序16776集热系统分析模型167761集热系统分析167762太阳能保证率168参考文献170第8章太阳能生活热水系统17181太阳能生活热水系统形式171811太阳能生活热水系统的分类171812太阳能热水器及其热水系统172813集中集中供热水系统174814集中分散供热水系统17582太阳能生活热水系统设计176821生活热水定额与用水特征176822集热面积的计算178823储热水箱的计算180824辅助热源18183太阳能生活热水系统分析（f图法）181831f图法简介181832太阳能热水系统f图法182参考文献184第9章太阳能建筑供暖18591太阳能供暖概述185911被动式太阳能供暖185912主动式太阳能供暖186913太阳能供暖设计原则18792直接受益式太阳能供暖187921直接受益式的工作原理187922直接受益式的技术要求188923进入室内的太阳能与房间热损失的计算189924太阳能保证率的计算19093集热蓄热墙与附加阳光间193931集热蓄热墙工作原理193932集热蓄热墙技术要求193933集热蓄热墙的热分析194934附加阳光间19894太阳能供暖房间动态热过程199941板壁围护结构的传热、吸热反应系数199942板壁围护结构传热得热量的计算200943房间热平衡法200944房间太阳能供暖动态热负荷的计算203945房间的蓄热反应系数和升温（降温）反应系数20595太阳能热水供暖系统207951太阳能热水供暖系统形式207952太阳能供暖设计要点210953太阳能热水供暖系统f图法分析21896太阳能空气供暖系统221961系统形式221962f图法分析222参考文献224第10章太阳能制冷与空调226101太阳能吸收/吸附式空调2261011太阳能吸收式空调2261012太阳能吸附式空调2271013太阳能吸收/吸附制冷的性能系数228102太阳能除湿空调系统2291021太阳能固体除湿空调系统2291022太阳能液体除湿空调系统231103太阳能光伏空调2331031光伏空调与建筑光储直柔系统2331032半导体热电制冷236104天空辐射制冷2391041天空辐射制冷原理2391042辐射制冷材料2401043辐射制冷的应用242参考文献242第11章太阳能与建筑一体化244111太阳能与建筑一体化概述2441111太阳能与建筑常见的结合形式2441112太阳能与建筑结合要求2451113集热器与屋顶、墙体的结合形式2451114光伏板与屋顶、墙体的结合形式2461115太阳能与透明围护结构的结合形式247112太阳能集热与建筑围护结构一体化结构复合动态分析模型2481121围护结构传热模型2481122一体化结构中集热装置性能的分析2491123一体化结构热分析的流程2501124一体化结构的简化分析方法2501125太阳能一体化墙体的实例分析253113太阳能光伏玻璃窗的分析2531131光伏玻璃的数学模型2531132光伏玻璃热电性能评估方法2541133光伏玻璃与普通中空玻璃的应用效果对比255参考文献256附录太阳能利用相关术语和专业词汇258
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我国建筑能耗和碳排放量均十分巨大，而我国太阳能资源丰富，为了实现“碳达峰碳中和”的战略目标，将太阳能与建筑结合是实现碳中和的重要途径。作者结合自己二十多年的教学经验和研究实践，尝试本着“讲清原理，适度融入新技术”的思路来编写本书。本书重点讲述在建筑中应用太阳能的原理和技术。2022年初，本书编写列入上海理工大学一流本科系列教材建设项目，2023年，本书又列入上海理工大学研究生教材建设项目，并获得资助。因此在编写时，同时考虑本科生和研究生的教学要求。书中提供了大量的例题，以便学生理解和掌握关键的知识点。本书可用于建筑环境与能源应用工程、能源与动力工程、新能源科学与工程、储能科学与工程、建筑物理等专业的本科生和研究生相关课程的教学。本书由上海理工大学的于国清、李贺、李蕊和日本北海道大学的刘洪芝共同完成。编写分工为于国清与李贺共同完成第4章，于国清与刘洪芝共同完成第6章，于国清与李蕊共同完成第10章，其余各章与附录由于国清完成。全书由于国清拟定大纲、统稿并定稿。在本书的编写过程中，融入了作者与诸多研究生（唐永强、周继瑞、陈东、陈孟、武进雷、杜成君、丁浩、程序、罗代娜等）的研究成果。研究生陈孟、卢润楠、宋滔滔、陈天康、曹博、吕欣、储铠、刘万栋、陈爽、张启东、陆小涵、于翔宇、方楠、朱仪欢、丁吴彬、戴凌豪、李志博等也做了大量辅助工作。机械工业出版社的刘涛老师给予了大力协助。同时，本书在编写过程中，参考了国内外一些相关教材和文献资料。在此，一并致谢。由于本书涉及太阳能热利用、光伏发电、储能与材料等多个方面，这些方面的研究和发展日新月异，新成果、新技术层出不穷；加之时间紧促、作者水平和能力所限，书中一定存在不妥、疏漏之处，欢迎业内专家和广大读者将在使用过程中发现的纰漏和错误通过hvac4@163.com邮箱反馈给作者，助力本书在后续修订中更加完善，不胜感激。于国清
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