太阳能光热发电原理、技术及数值分析

太阳能光热发电在构建以新能源为主体的新型电力系统、保障电力系统安全稳定运行方面发挥着重要作用，是能源革命的重要技术支撑。《太阳能光热发电原理、技术及数值分析》是作者结合太阳能光热发电技术和产业发展趋势，在带领团队开展的15年研究工作的基础上，将主要研究成果整理著述而成。《太阳能光热发电原理、技术及数值分析》按照太阳能光热发电过程中光能-热能-热功转换过程依次展开，介绍了太阳能光热发电的原理、技术发展历程、聚光器设计原理；详细阐述了作者提出的蒙特卡罗光线追迹法与有限容积法相耦合的光热模拟方法、太阳能吸热器光-热-力耦合特性的快速预测方法及其在集热器性能分析和优化中的应用；介绍了研制的典型储热器的工作原理、数值建模与性能优化方法；*后以塔式太阳能集热与新型超临界二氧化碳动力循环耦合系统为例，给出了太阳能光热发电系统光-热-功一体化整体系统建模、多参数多目标协同优化以及综合性能评价方法；并对太阳能光热发电技术的未来发展做了展望和预测。书末配以具体算例及程序代码，以帮助读者快速掌握。

目录
序
前言
主要符号表
第1章　绪论　1
1.1　能源短缺与环境问题　1
1.2　我国的太阳能资源　2
1.3　太阳能利用的主要途径　3
1.4　太阳能光热发电技术的原理及发展历程　4
1.5　太阳能光热发电技术的相关政策与规划　17
1.6　本书要点介绍　19
参考文献　20
第2章　太阳辐射与太阳能聚光器设计原理　22
2.1　太阳辐射概述　22
2.2　太阳能聚光器概述　27
2.3　聚光器光学设计原理　32
2.4　本章小结　60
问题思考及练习　60
参考文献　61
第3章　基于蒙特卡罗光线追迹法的聚光器性能分析　63
3.1　蒙特卡罗法基本思想　63
3.2　蒙特卡罗光线追迹法　64
3.3　基于MCRT方法的槽式聚光器光学性能分析　78
3.4　基于MCRT方法的碟式聚光器光学性能分析　90
3.5　基于MCRT方法的塔式聚光器光学性能分析　97
3.6　基于MCRT方法的线性菲涅耳式聚光器光学性能分析　144
3.7　基于MCRT方法的菲涅耳透镜光学性能分析　162
3.8　本章小结　165
问题思考及练习　166
参考文献　168
第4章　基于MCRT-FVM耦合方法的吸热器光热转换过程分析　172
4.1　MCRT-FVM耦合光热转换模拟方法　172
4.2　基于MCRT-FVM的新型槽式集热管光热性能分析　185
4.3　基于MCRT-FVM的碟式吸热器光热性能分析　197
4.4　基于MCRT-FVM的塔式吸热器光热性能分析　202
4.5　基于MCRT-FVM的线性菲涅耳式系统腔式吸热器光热性能分析　220
4.6　本章小结　232
问题思考及练习　232
参考文献　233
第5章　面向工程应用的吸热器光-热-力耦合特性预测分析　237
5.1　塔式吸热器与吸热工质　237
5.2　多管外露式吸热器光-热-力耦合特性预测分析　246
5.3　多管腔式吸热器光-热-力耦合特性预测分析　266
5.4　本章小结　283
问题思考及练习　284
参考文献　286
第6章　显热及相变储热器数值建模与分析　288
6.1　常见储热方式及储热材料简介　289
6.2　混凝土固体显热储热器的建模及分析　296
6.3　固-液相变过程的研究方法及强化技术简介　309
6.4　壳管式相变储热器建模及分析　312
6.5　填充床相变储热器建模及分析　330
6.6　本章小结　342
问题思考及练习　343
参考文献　344
第7章　超临界CO2太阳能光热发电系统的一体化建模及分析　349
7.1　超临界CO2布雷顿循环及其在太阳能光热发电系统中的集成　349
7.2　超临界CO2太阳能光热发电系统的一体化建模方法　358
7.3　超临界CO2太阳能光热发电系统的性能分析与优化　371
7.4　超临界CO2太阳能光热发电系统的综合性能评价方法及应用实例　392
7.5　本章小结　397
问题思考及练习　397
参考文献　399
第8章　太阳能光热发电技术展望　404
8.1　光热发电技术在未来电力系统中的作用　404
8.2　光热发电技术及其发展中的关键障碍　405
8.3　光热发电技术展望　407
8.4　本章小结　416
参考文献　417
附录A　何雅玲教授指导的从事太阳能热利用方面研究的博士和硕士学位论文目录　421
A.1　指导的相关博士学位论文(按授予学位时间排序)　421
A.2　指导的相关硕士学位论文(按授予学位时间排序)　422
附录B　槽式聚光器光学性能模拟的MCRT程序及MCRT-FVM耦合处理　423
B.1　物理模型　423
B.2　MCRT程序TOPS的主要变量表及源程序　424
B.3　MCRT程序TOPS的模拟结果　438
B.4　MCRT-FVM耦合处理　438
参考文献　439
附录C　壳管式储热器内二维固-液相变过程仿真子程序　440
C.1　物理问题描述　440
C.2　源程序及变量说明　441
附录D　典型超临界CO2热力循环的模拟程序　454
D.1　物理模型　454
D.2　SCO2RBC程序中的主要变量表及源程序　455
D.3　SCO2RBC程序的模拟结果　463
参考文献　464
索引　465