太阳能建筑一体化技术与应用(第2版)

杨洪兴、吕琳、彭晋卿、周伟编著的《太阳能建 筑一体化技术与应用(第2版)》是香港理工大学杨洪 兴教授及其研究团队在总结多年来太阳能建筑研究和 工程应用实践成果的基础上编写的。书中深入阐明了 太阳能光伏技术、太阳能空调技术、太阳能热利用技 术以及太阳能光纤照明技术和建筑物相结合的应用原 理、设计方法和工程实例。全书着重介绍了典型系统 和主要设备的原理、工程安装、系统操作和维护保养 等高科技理论和实践经验，并力争反映作者在该领域 内的最新研究成果。 全书分3大部分共11章。第1部分为建筑物光伏一 体化技术。重点讲述了光伏建筑的设计、施工及维护 并给出了应用实例；对光伏建筑的经济、环境和市场 前景进行了分析。第2部分为建筑物太阳能空调技术 。对太阳能吸收式制冷、太阳能吸附式制冷等系统的 工作原理、设计方法进行了阐述；详细介绍了太阳能 除湿技术理论，并对其性能进行了模拟分析；分析了 常用的太阳能蓄热方式；给出了太阳能空调技术与建 筑物结合的设计方法及工程实例。第3部分为其他太 阳能技术在建筑中的应用，主要包括太阳能热利用技 术及太阳能光导管照明及光纤照明技术。对太阳能集 热器的原理、性能及选择计算进行了分析；阐明了太 阳能干燥技术的要点；介绍了太阳房及太阳能热水系 统与建筑物相结合的设计原理，并给出了工程实例； 详细介绍了太阳能光导管技术和光线照明技术在高层 建筑、隧道工程等不同场合中的应用。 本书第二版的特点： (1)增加了一些新型建筑一体化光伏系统，主要 包括半透明通风型光伏窗和遮阳型光伏系统。 (2)专门增加了一个章节从工作原理、系统设计 和性能测试等方面来介绍利用光纤传导的太阳能照明 技术。 (3)更新了有关太阳能光伏／光热一体化系统(PV ／T)和太阳能辅助溶液除湿空调领域的最新研究成果 ，给出了作者及其研究团队的最新实验数据和数值模 拟结果。 (4)新增了太阳能光伏组件和系统的性能模拟、 国内外光伏建筑发展现状、新型光伏建筑应用实例以 及太阳能辅助除湿技术等内容。 (5)对太阳能电池技术的研究进展、光伏建筑的 发展趋势和前景等内容进行了更新、补充。如对新型 钙钛矿电池和双面电池、薄膜组件效率、光伏组件价 格、全球光伏装机容量等方面的最新进展进行了综合 阐述。 本书可供太阳能建筑设计、施工及运行维护人员 、建筑投资开发商、从事太阳能研究工作人员参考， 也可作为高等学校本科生、大专学生、业余大学和函 授大学的教学、培训用书。

周伟，2008年获得香港理工大学博士学位并继续从事博士后研究工作，博上期间共发表各类学术论文20余篇，主要从事风光互补发电、光伏建筑一体化研究等项目。2009年加入香港应用科学技术研究院，组建了绿色能源团队，从香港创新科技署成功申请并主持了两项研发课题，成功研发了高倍聚光光伏发电模组，并申请了2项美国专利、2项中国发明专利和2项中国实用新型专利。2014年合作创立了香港聚光新能源有限公司，主要负责实现聚光光伏发电模组的产业化。 彭晋卿，2007年毕业于南京师范大学暖通空调专业，获得学上学位；20lO年获得中国科学院研究生院工学硕士学位；2014年获得香港理工大学哲学博上学位。先后在香港理工大学和美国劳伦斯伯克利国家实验室从事过副研究员、博士后研究员和访问学者工作。2015年应聘为湖南大学土木工程学院副教授。主要研究领域包括建筑一体化光伏技术应用、分布式可再生能源系统、先进窗户与幕墙技术、超低温工程技术。已发表40余篇期刊和会议论文。 吕琳，现为香港理工大学屋宇设备工程系副教授，博士生导师。于1996年获得山东建筑大学暖通专业工学学士，2000年获得同济大学暖通专业工学硕士，2004年获得香港理工大学博士学位。曾任职梧诚(亚洲)从事建筑工程能源顾问工作，2006年加入香港理工大学。吕琳博士为英国能源学会会员，英国屋宇设备工程师学会会员，英国工程院注册工程师。目前主要研究领域为建筑中新能源和绿色建筑新材料的应用和开发，以及建筑节能环保的流体及传热传质研究。 杨洪兴，教授。于1982年和1995年分别获得天津大学土木工程系暖通空调专业学士学位和硕士学位，1993年毕业于英国威尔士大学卡迪夫学院机械系，获得工学博士学位。现任教于香港理工大学屋宇设备工程学系，博士生导师、可再生能源研究室主任。长期致力于建筑节能和太阳能光伏建筑一体化研究，先后在著名国际期刊上发表150多篇学术论文，出版5部专业著作，2016年被评为全球土木类高被引研究学者之一。在建筑物可再生能源利用方面做了大量开创性的研究，获得多项国际和地区奖项，特别是在太阳能光伏建筑一体化技术、光伏建筑墙体和窗户的纳米涂层技术、太阳能和风能互补技术、地源热泵技术和空调节能技术等领域具有丰富的经验和建树。

第1部分 建筑物光伏一体化技术 第l章 光伏建筑发电系统简介 1.1 光伏发电的基本知识 1.1.1 光伏发电原理 1.1.2 光伏材料 1.1.3 常见太阳能电池及生产工艺流程 1.1.4 光伏建筑一体化 1.2 太阳能电池输出性能模拟 1.2.1 太阳能电池数学模型概述 1.2.2 理想二极管模型 1.2.3 四参数模型 1.2.4 五参数模型 1.2.5 双二极管模型 1.2.6 其他模型 1.2.7 太阳能电池模型的求解方法 1.2.8 光伏组件和光伏阵列数学模型 1.2.9 常用太阳能光伏发电模拟软件 1.3 太阳能光伏发电系统 1.3.1 独立光伏发电系统 1.3.2 光伏并网发电系统 1.3.3 风力、光伏和柴油机一体化发电系统 1.4 太阳能光伏建筑发电系统的主要部件 1.4.1 太阳能电池板 1.4.2 电能储存 1.4.3 逆变器 1.4.4 系统控制元件 1.4.5 安全运行元件 1.5 光伏建筑一体化技术发展现状 1.5.1 光伏建筑的优点 1.5.2 光伏建筑的分类与应用 1.5.3 国外光伏建筑发展现状 1.5.4 光伏建筑面临的挑战与应对措施 本章参考文献 第2章光伏建筑系统的设计、施工及维护 2.1 光伏建筑系统的设计计算 2.1.1 当地气象参数的收集 2.1.2 负载情况分析 2.1.3 光伏板最佳倾斜角的确定 2.1.4 光伏系统总功率的概算 2.2 光伏建筑复合结构的传热和发电模拟仿真 2.2.1 光伏屋顶的传热和发电模拟仿真 2.2.2 光伏墙的传热和发电模拟仿真 2.2.3 光伏幕墙和双层光伏窗的传热模拟研究 2.3 半透明光伏幕墙的综合能源性能 2.3.1 半透明光伏幕墙的结构设计 2.3.2 半透明光伏幕墙实验研究 2.3.3 光伏幕墙综合性能模拟 2.4 遮阳型光伏系统的设计与性能研究 2.4.1 遮阳型光伏系统的优化设计 2.4.2 遮阳型光伏系统的综合能源效率 2.5 太阳能光伏建筑系统的安装 2.5.1 光伏组件的安装 2.5.2 蓄电池的安装与维护 2.5.3 逆变器的安装 2.5.4 电子线路的安装 2.5.5 接地及防雷安装 2.5.6 工程验收 本章参考文献 第3章 光伏建筑的相关法令和应用实例 3.1 新能源政策对光伏建筑发展的影响 3.1.1 国外光伏建筑的发展 3.1.2 我国内地光伏建筑的发展 3.1.3 我国香港地区光伏建筑的发展 3.1.4 发展光伏建筑的基本矛盾 3.1.5 对光伏建筑发展的建议 3.2 国内外光伏发电系统的相关标准和规定 3.2.1 独立光伏发电系统的主要标准及规定 3.2.2 并网光伏发电系统的主要标准及规定 3.2.3 中华人民共和国可再生能源法 3.2.4 我国香港地区可再生能源发电系统与电网接驳的技术指引 3.3 光伏建筑应用实例 3.3.1 香港理工大学S楼光伏建筑一体化系统 3.3.2 香港理工大学Y楼光伏系统 3.3.3 湾仔政府大楼光伏建筑一体化系统 3.3.4 基慧小学(马湾)光伏建筑一体化系统 3.3.5 香港机电工程署总部大楼的光伏系统 3.3.6 香港科学园的光伏建筑一体化系统 3.3.7 嘉道理农场光伏发电系统 3.3.8 南丫岛太阳能屋顶发电系统 3.3.9 武汉新城国际博览中心屋顶光伏系统 3.3.10 光伏建筑技术的应用前景 本章参考文献 第4章 光伏建筑的经济、环境和市场前景分析 4.1 光伏建筑的经济性分析 4.1.1 经济效益评价的基本原理 4.1.2 光伏建筑一体化系统的经济效益 4.1.3 光伏建筑一体化系统的成本 4.1.4 典型案例分析 4.2 光伏建筑一体化系统对环境的影响 4.2.1 光伏组件的生产 4.2.2 光伏系统的运行 4.2.3 光伏组件的回收 4.2.4 光伏系统的可持续性分析 4.3 光伏一体化系统的发展和前景 4.3.1 世界光伏产业和市场的发展 4.3.2 我国的光伏产业发展 4.3.3 光伏一体化系统在世界各国的发展 4.3.4 世界光伏技术发展趋势 4.3.5 世界光伏发展的目标和发展前景 本章参考文献 第2部分 建筑物太阳能空调技术 第5章 太阳能制冷技术 5.1 太阳能热利用及太阳能集热器 5.1.1 真空管太阳能集热器 5.1.2 聚焦型太阳能集热器 5.1.3 太阳能集热器的热性能 5.2 太阳能吸收式制冷技术 5.2.1 吸收式制冷原理 5.2.2 吸收式制冷的性能指标 5.2.3 溴化锂吸收式制冷 5.2.4 氨一水吸收式制冷 5.2.5 太阳能吸收式制冷系统 5.3 太阳能吸附式制冷技术 5.3.1 太阳能吸附式制冷原理 5.3.2 基本型吸附式制冷循环 5.3.3 连续回热型吸附式制冷循环 5.3.4 双效复叠吸附式制冷系统 5.4 其他太阳能制冷方式 5.4.1 太阳能蒸气喷射式制冷 5.4.2 太阳能热机驱动蒸气压缩式制冷 本章参考文献 第6章 太阳能除湿空调技术 6.1 太阳能在空调系统中应用的契机——温湿度独立控制 6.1.1 除热除湿的特点和现有技术的缺点 6.1.2 温湿度独立控制及其特点 6.1.3 高温冷源的选择 6.1.4 空调末端的选择 6.2 太阳能固体吸附式除湿装置 6.2.1 转轮除湿机的工作原理 6.2.2 转轮除湿系统的特点 6.2.3 转轮除湿机吸附材料的研究进展 6.2.4 基于太阳能再生的转轮除湿独立新风系统 6.2.5 除湿转轮的数学模型 6.2.6 溶液除湿的数学模型 6.3 太阳能溶液除湿空调 6.3.1 溶液除湿原理简述 6.3.2 太阳能溶液除湿空调的应用 6.3.3 除湿溶液对空气质量的影响 6.3.4 溶液除湿器分类 6.3.5 溶液除湿潜能蓄能性能分析 6.3.6 除湿剂的选择 6.3.7 填料的选择 6.3.8 三种除湿器性能的比较 6.3.9 太阳能溶液再生装置 6.3.10 太阳能溶液集热／再生器性能实验研究 6.3.11 太阳能溶液除湿空调系统全年性能模拟与经济分析 6.3.12 小结 6.4 膜除湿技术 6.4.1 膜材料的选择 6.4.2 不同形式的膜组件 6.5 除湿技术应用案例 6.5.1 转轮除湿与热泵耦合空调系统 6.5.2 溶液除湿温湿度独立控制空调系统 6.5.3 膜全热交换器在空调系统中的应用 本章参考文献 第7章 太阳能制冷与空调系统的蓄能方式 7.1 太阳能热储存 7.1.1 热能存储的基本原理 7.1.2 热量储存的评价依据 7.1.3 太阳能蓄热系统中应注意的问题 7.1.4 显热蓄热 7.1.5 相变蓄热 7.1.6 化学能蓄热 7.2 蓄能太阳能空调系统 7.2.1 显热蓄能太阳能空调系统 7.2.2 潜热(相变)蓄能太阳能空调系统 本章参考文献 第8章 太阳能制冷、空调与建筑物的有机结合 8.1 影响太阳能制冷空调的气候条件 8.1.1 我国的太阳能资源分布 8.1.2 气候对太阳能制冷、空调的影响 8.2 太阳能制冷、空调技术与建筑设计的结合 8.2.1 合理设计和规划建筑物 8.2.2 建筑物降低夏季冷负荷的防热综合措施 8.2.3 太阳能制冷、空调技术与建筑物的有机结合 8.2.4 太阳能集热系统与建筑物结合设计的实施 8.2.5 太阳能集热系统与建筑物有机结合的发展前景 8.3 太阳能制冷、空调技术在建筑物中的应用研究 8.3.1 太阳能制冷、空调系统的特点 8.3.2 太阳能制冷、空调技术在我国的应用实例 8.3.3 太阳能制冷、空调技术在世界其他国家的研究及应用 本章参考文献 第3部分 其他太阳能技术在建筑中的应用 第9章 太阳能热利用技术简介 9.1 太阳能热利用中的传热问题 9.1.1 传热学基础知识 9.1.2 太阳能热利用中的典型传热过程 9.2 太阳能集热、干燥技术 9.2.1 太阳能集热器 9.2.2 太阳能干燥技术 9.3 太阳能的热储存及热水系统 9.3.1 太阳能热储存技术 9.3.2 太阳能热水系统 本章参考文献 第lO章 太阳能热系统与建筑物的结合 10.1 太阳房 10.1.1 被动式太阳房的结构和原理 10.1.2 太阳房设计要求 10.1.3 太阳房热工计算 10.1.4 太阳能温室 10.1.5 太阳能热储存和集热方式 10.2 太阳能建筑热水系统一体化 10.2.1 太阳能建筑热水一体化系统结构 10.2.2 太阳能热水系统与建筑结合的特点 10.2.3 设计需要考虑的一般原则 10.2.4 太阳能建筑热水系统一体化实例和年能耗模拟分析 10.3 太阳能光伏、热水一体化系统 10.3.1 太阳能光伏光热一体化系统简介 10.3.2 太阳能光伏光热自然循环系统的动态模拟 10.3.3 太阳能光伏光热自然循环热水系统的实验研究 10.3.4 遮阳型光伏光热一体化系统在我国香港地区的应用 10.4 太阳能热利用建筑的经济分析 10.4.1 经济分析的必要条件 10.4.2 经济方法概要 10.4.3 太阳能热系统的成本 10.4.4 太阳能转换系统设计参数 10.4.5 太阳房经济性分析 本章参考文献 第1l章 太阳能照明技术 11.1 太阳能照明装置 11.1.1 太阳能光纤照明技术 11.1.2 太阳能光导管照明系统 11.2 太阳能照明系统设计与应用 11.2.1 太阳能光纤照明技术的设计 11.2.2 太阳能光导管照明技术在隧道中的应用 11.2.3 高层大厦远程采光系统的设计 11.2.4 太阳能照明系统的应用实例 11.3 太阳能照明系统在高层住宅建筑中的应用 11.3.1 混合远程源太阳能照明系统设计 11.3.2 混合远程源太阳能照明系统的应用测试 11.3.3 远程源太阳能照明系统的设计指导 11.3.4 远程源太阳能照明系统的设计细节 11.3.5 远程源太阳能照明系统的成本分析 11.3.6 环保效益 本章参考文献