具体描述
《太阳能发电技术与应用》主要介绍太阳能发电的技术和应用，全书内容分为8章，前4章叙述太阳能光伏发电的基础知识，如光伏发电原理、太阳能电池的原理与分类，并网发电和离网发电，同时还介绍了重要部件光伏电池模块、控制器（特殊变频器）和蓄电池、超级电容器的类型，并举实例讲述光伏电池串并联数和蓄电池安时数的计算，可供读者设计时参考。第5章讲解系统的控制方法，介绍了最大功率点跟踪控制的几种方案，可供科研工作者选题时参考。第6章介绍光伏发电系统的应用，主要涉及太阳能PV空调器和太阳能电动车两种典型应用，并给出电路图、计算机控制软件和实验数据曲线，内容翔实。除此以外，还介绍了国内外典型建筑物应用PV技术的概况。第7章为太阳能发电装置制作实例，通过这些实例，对全民进行环保节能的教育。第8章介绍太空超级太阳能发电站研究进展。
《太阳能发电技术与应用》读者对象为新能源、电力电子专业技术人员或相关专业的师生。
《光影拾遗：那些被遗忘的太阳能故事》 序言 阳光，自古以来便是生命之源，是能量的馈赠，是文明的曙光。然而，我们对阳光的利用，却经历了漫长而曲折的探索。从最初的仰望星空，到对火种的珍视，再到蒸汽时代的轰鸣，人类始终在寻找更强大、更清洁的动力。当石破天惊的“太阳能”概念初露锋芒时，它所承载的，不仅仅是一种新的技术，更是一种对未来的憧憬，一种对自然的敬畏。 这本书，并非是一部严谨的技术手册，也不是一本事无巨细的行业报告。它是一系列零散的、饱含温度的“光影拾遗”，是关于太阳能发展历程中那些不为人知的细节、被历史洪流淹没的尝试、以及那些充满理想主义色彩的早期探索者们的侧影。我试图挖掘那些在浩瀚的太阳能发展史中，如同散落在沙滩上的贝壳，虽然微小，却闪烁着独特的光芒，讲述着不曾被主流话语过多关注的故事。 我深信，理解一项技术的全貌，不仅需要了解其成熟的现在，更需要回溯其稚嫩的过去，感知其孕育时的艰难与萌动。那些曾经的失败、弯路、甚至是看似荒诞的想法，恰恰是促成今日之成就的基石。它们是智慧的火花，是人类不懈追求进步的缩影。 因此，我将目光投向了那些可能被主流叙事所忽略的角落，试图从中梳理出一些动人的篇章。这些篇章，或许关于某个默默无闻的科学家，他在简陋的实验室里，用近乎虔诚的态度，一次次尝试突破能量的极限；或许关于某个充满远见的社区，他们如何在资源匮乏的年代，用最朴素的智慧，将阳光编织进日常生活的脉络；或许关于某种被遗忘的材料，它在历史上曾被寄予厚望，却因技术限制或时代潮流而黯然退场。 这本书没有庞杂的数据，没有复杂的公式，更多的是对人文精神的关照，对历史细节的品味，以及对 Those who dared to dream 的致敬。我希望读者在翻阅这些故事时，能够感受到一种跨越时空的共鸣，能够体会到人类在探索未知领域时所展现出的智慧、勇气与韧性。 第一章：初遇阳光——早期萌芽与哲学遐想 在我们将太阳能视为一种可量化的能量来源之前，人类早已用各种方式感知并赞美着它。古希腊人将太阳神阿波罗奉为至高神，视阳光为神圣的恩赐。他们对太阳光的观察，虽然停留在哲学层面，却也孕育了对能量的朦胧认识。希腊的哲学家们，例如芝诺，就曾对光线传播的速度提出过有趣的思考，虽然与现代物理学相去甚远，但其对自然现象的好奇心，已是科学探索的起点。 更具象的，是古代文明中利用太阳能的零星记录。例如，传说中阿基米德在保卫锡拉库萨城时，曾利用镜子聚焦阳光，点燃罗马战舰。虽然这个故事的真实性存疑，但它反映了人们早已意识到，通过聚焦，可以增强阳光的能量。这种对“聚能”的朴素理解，是后来太阳能集热技术最早的雏形。 在东方，古人也早已懂得利用阳光的智慧。例如，一些古建筑的设计，就巧妙地考虑了日照的角度，以获取温暖和光明。在一些沙漠地区，人们会使用特制的反光板，将阳光引导至室内，以替代烛火。这些看似简单的应用，却蕴含着深刻的对环境的理解和对资源的巧妙利用。 然而，在科学体系尚未建立的时代，这些对太阳能的利用，更多地是经验性的，是与生活需求紧密结合的，缺乏系统的理论支撑和规模化的推广。太阳能，在很长一段时间里，更多地是作为一种生命之源和精神象征，而非一种可以被驯服和量化的技术能源。 第二章：工业浪潮下的异类——蒸汽与电力的阴影 当工业革命的巨轮滚滚向前，人类的目光被煤炭、蒸汽和电力牢牢吸引。轰鸣的蒸汽机、闪烁的电灯，它们代表着效率、力量和进步。在这个时代，太阳能似乎显得如此渺小和遥远。人们忙于从地下挖掘财富，忙于建立庞大的工业体系，对头顶上的无限能源，似乎熟视无睹，或者认为它过于分散、难以驾驭。 然而，总有一些“异类”的目光，在时代的喧嚣中，依然投向了那片璀璨的光芒。在19世纪末，随着热力学等基础科学的不断发展，一些科学家开始尝试将科学原理应用于太阳能的收集与转化。例如，法国的奥古斯丁·穆肖（Augustin Mouchot）和美国的约翰·赫林顿（John Ericsson）等，他们都在各自的领域内，进行了太阳能集热器的早期设计和实验。 穆肖设计的太阳能蒸汽机，虽然效率不高，且受到天气条件的极大限制，但它无疑是人类第一次尝试用太阳能驱动机械。他甚至带着他的太阳能汽车参加了巴黎世界博览会，尽管那辆车更像是一个充满好奇心的实验品，但它所代表的，是对未来清洁能源的早期想象。 赫林顿则更专注于太阳能的应用，他曾设计出一种太阳能海水淡化装置，并在美国佛罗里达州推广。在那个电力尚未普及的年代，这种装置为沿海居民提供了重要的淡水资源。这些早期的实践者，他们所处的时代，对太阳能的认知尚处于萌芽状态，他们的设备简陋，效率低下，也面临着巨大的成本压力。但正是他们，用不懈的努力，为后来的太阳能发展铺下了第一块砖。 第三章：材料的低语——从硒到硅的漫漫征程 太阳能发电的核心，在于将光能转化为电能。这一转化过程，在很长一段时间里，是太阳能研究中最具挑战性的环节。20世纪初，随着光电效应的发现，研究者们开始将目光锁定在半导体材料上。 早期的太阳能电池，多采用硒（Se）作为光敏材料。1905年，美国物理学家格林纳夫·比尔德（Greenleaf Pickard）发明了第一个硒光电池，这是人类历史上第一个真正意义上的光生电效应装置。它虽然效率极低，且稳定性差，但却标志着太阳能电池研究进入了一个新的阶段。 硒光电池的应用非常有限，主要用于一些早期电话和电报的信号接收，以及一些测量仪器。但它的出现，为后来的研究者提供了重要的启示：通过特定的材料，确实可以捕捉光线并产生电流。 进入20世纪中叶，随着对晶体管的深入研究，硅（Si）这种材料逐渐走入了研究者的视野。硅的储量丰富，且具有优良的半导体特性。1954年，美国贝尔实验室的戴维·蔡（David Chapin）、卡尔·富勒（Carl Fuller）和杰拉德·皮尔松（Gerald Pearson）成功制成了第一块高效硅太阳能电池。这块电池的能量转换效率达到了6%，远超之前的硒光电池。 这块“2·25平方英寸”的硅太阳能电池，被誉为人类太阳能史上的里程碑。它不仅证明了硅在光电转换中的巨大潜力，也为后来的太阳能技术发展打开了新的篇章。然而，即使是这块革命性的电池，其制造成本依然高昂，难以实现大规模商业化应用。在当时，它更多地被用于一些对成本不敏感的特殊领域，例如太空探测器。 第四章：梦想的翅膀——太空的启示与早期应用 太空，一个遥远却又充满无限可能的地方，却成为了早期太阳能技术的重要试验场和应用平台。由于太空环境的特殊性，太阳能成为了唯一的、可持续的能源选择。 20世纪50年代末，随着人造卫星技术的兴起，太阳能电池板开始被安装在航天器上，为它们提供电力。1958年，美国发射的“探险者1号”（Explorer 1）卫星，就配备了太阳能电池板，这标志着太阳能电池板正式进入太空时代。 在太空中，太阳能电池板面临着极端的温度变化、强烈的宇宙射线和真空环境，这对材料的稳定性和效率提出了严峻的考验。因此，太空太阳能电池的研究，在很大程度上推动了半导体材料科学的发展，也促进了太阳能电池的封装和可靠性技术的进步。 太空应用的成功，为太阳能技术赢得了宝贵的“信誉”。它向世界证明，太阳能确实可以被有效地利用，并且在极端环境下也能稳定工作。虽然最初的成本高昂，但它为太阳能技术积累了宝贵的经验，也激发了更多科学家和工程师对地面应用的信心。 然而，在地面应用方面，太阳能技术仍然面临着巨大的挑战。成本高昂，效率不高，以及对天气条件的依赖，使得它在很长一段时间里，无法与传统的化石能源竞争。那些试图将太阳能应用于家庭供电、交通工具等的早期尝试，大多以失败告终，或者仅仅停留在实验室阶段。 第五章：边缘的探索——被遗忘的太阳能项目与技术设想 在主流的太阳能技术发展路线之外，还存在着许多被历史洪流淹没的“边缘探索”。这些项目，或许因为技术不成熟，或许因为资金不足，或许因为市场环境的限制，最终未能走到台前，但它们所代表的，是人类在探索太阳能过程中，那些大胆的、不拘一格的设想。 例如，在20世纪70年代的石油危机之后，世界各国都对能源安全问题给予了前所未有的关注。许多国家和研究机构都启动了各种各样的太阳能研究项目，其中不乏一些极具前瞻性，但后来被搁置的项目。 有些项目致力于研究更高效的太阳能集热技术，例如利用巨大的抛物面反射镜，将阳光聚焦到一个点上，产生极高的温度，用于驱动涡轮机发电。这些“太阳能热电站”的设计，充满了科幻色彩，虽然在一些沙漠地区有过实验性的尝试，但其巨大的占地面积和对精度的要求，使得其推广变得异常困难。 还有一些项目，则尝试利用太阳能进行大规模的储能。在太阳能输出不稳定、且与用电高峰不匹配的情况下，储能技术是实现太阳能广泛应用的关键。一些早期的研究，集中在利用太阳能电解水制氢，或者将太阳能转化为化学能，以备后用。这些设想，在当时的技术条件下，都面临着巨大的挑战，但它们却为后来的储能技术发展，提供了重要的思路。 此外，还有一些被遗忘的技术设想，例如利用太阳能驱动的飞行器，或者将太阳能集成到建筑材料中的早期尝试。这些想法，在当时可能显得有些“不切实际”，但随着时间的推移，其中一些理念，又以新的形式出现在我们眼前。 结语 《光影拾遗：那些被遗忘的太阳能故事》，试图勾勒出太阳能发展历程中，那些或明或暗的轨迹。它不是一部宏大的史诗，而是一系列微小的注脚，是对那些曾经闪耀过的智慧火花的记录。 从古老的哲学思考，到工业浪潮下的异军突起，从材料科学的漫漫征程，到太空的启示，再到那些被遗忘的边缘探索，每一段故事，都凝聚着人类对自然能量的敬畏与探索。 理解太阳能的当下，离不开对它过去那些不为人知的细节的体察。这些拾遗，或许不能直接为我们提供最新的技术解决方案，但它们能够帮助我们更深刻地理解，一项伟大的技术，是如何在时间的洪流中，孕育、成长、并最终绽放光芒的。 这，不仅仅是关于太阳能的故事，更是关于人类智慧、勇气与梦想的故事。
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