能源是保障國家社會經(jīng)濟安全和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)。新能源與可再生能源是能源發(fā)展戰(zhàn)略的主攻方向之一，預計2050年前后新能源與可再生能源將達到全球能源消費的50%以上。
針對國家能源發(fā)展戰(zhàn)略部署的重大需求，我國很多高校在能源動力類專業(yè)的基礎(chǔ)上，發(fā)展設(shè)立了“新能源科學與工程”專業(yè)或者增設(shè)了相關(guān)培養(yǎng)模塊，有的高校還專門成立了可再生能源學院。
“太陽能”通常作為“新能源科學與工程”專業(yè)的主干課程之一，其知識點來源廣泛、學科交叉性強且發(fā)展迅速，傳統(tǒng)的學科劃分方法難以完全涵蓋太陽能開發(fā)與利用技術(shù)的知識體系，因此非常有必要針對我國能源動力類專業(yè)的特點，專門編寫《太陽能》教材，適應(yīng)能源動力學科發(fā)展的新趨勢。
本書主要面向能源動力類專業(yè)的本科生，重點介紹太陽能光熱發(fā)電和光熱利用的基本原理、工程案例和研究進展，簡要介紹了光伏發(fā)電的基本原理與發(fā)展趨勢，拓展介紹了結(jié)合光熱和光伏利用原理的新概念和新方法等。第1章介紹太陽能資源和利用的總體概況。第2章介紹太陽光追蹤的定位、太陽輻射在大氣中的傳遞與測量、聚光方法與吸熱介質(zhì)、熱力循環(huán)與分析軟件等。第3章介紹主要的太陽能光熱發(fā)電技術(shù)及系統(tǒng)，包括槽式、線性菲涅爾式、塔式和碟式等，分析了各類聚光器、吸熱器和發(fā)動機的設(shè)計與運行特點，專門介紹了適合太陽能熱發(fā)電的儲熱技術(shù)等。第4章介紹了中低溫熱水器與集熱器、太陽能制冷與空調(diào)的基本原理，以及建筑一體化的設(shè)計原則等。第5章以單晶硅光伏電池為例，主要介紹了光伏發(fā)電的基本原理與系統(tǒng)，分析了光熱和光伏發(fā)電互補及穩(wěn)定上網(wǎng)的技術(shù)前景。第6章介紹了太陽能熱光伏、光子增強熱發(fā)射、熱電材料、熱/光化學轉(zhuǎn)化及新型光熱利用技術(shù)。拓展閱讀提供了目前全球光熱發(fā)電工程的清單和典型案例及其他數(shù)字資源，請掃描二維碼鏈接，供進一步學習和參考。
感謝中國科學院工程熱物理研究所金紅光院士在教材的立項及編著過程中予以的鼓勵和指導！感謝南京航空航天大學宣益民院士對書稿的認真審閱并提出建設(shè)性的意見！感謝蔡寧生、代彥軍、丁靜、杜小澤、方嘉賓、韓巍、何一堅、季杰、李明、李鑫、劉偉、馬重芳、王如竹、魏進家、吳雙應(yīng)、吳玉庭、徐超、宇波、曾闊、趙力、趙亮、趙曉輝、鄭宏飛等老師在教材編寫中提供的指導和幫助！感謝浙江大學“太陽能”課題小組以及選修“太陽能”和“太陽能熱發(fā)電”課程的同學們！
感謝國家自然科學基金項目（51776186）和國家重點研發(fā)計劃項目（2016YFE0124700）的支持！
鑒于作者水平所限，且太陽能利用的理論與技術(shù)發(fā)展迅速，書中難免存在疏漏和不妥之處，懇請讀者批評指正！