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1　太阳能利用的历史与地球环境问题1

1.1　太阳能利用的历史1

1.2　世界能源概况3

1.2.1 世界能源需求展望3

1.2.2 日本的能源需求和供应现状3

1.2.3 新能源的动态4

1.3　京都议定书与太阳能利用的意义5

1.3.1　地球的温热环境5

1.3.2 地球温暖化引起的气候变化、异常气候6

1.3.3 京都议定书7

1.3.4 新能源的核算性与CO2削减效果8

参考文献10

2　日照与气象基础11

2.1　气象要素概述11

2.1.1 地上气象观测网11

2.1.2 日照量12

2.1.3 日照时间13

2.1.4 气温14

2.1.5 湿度14

2.1.6 风向、风速16

2.1.7 降水量16

2.1.8 积雪18

2.1.9 云层18

2.2　太阳辐射20

2.2.1 太阳辐射的定义20

2.2.2 太阳与地球间距离的年变化20

2.2.3　太阳常数21

2.2.4 太阳高度角和太阳辐射强度21

2.2.5 可照时间23

2.2.6　太阳辐射收支24

2.2.7 大气对辐射的衰减25

2.3　太阳能利用系统的太阳辐射关联数据28

2.3.1 日本气象厅的观测数据28

2.3.2 NEDO公开的太阳能辐射关联资料28

2.3.3 HASP标准气象数据29

2.3.4 扩展AMeDAS气象数据（EA气象数据）30

参考文献31

3　太阳能发电的结构33

3.1　太阳能发电系统的特征33

3.2　太阳能电池的原理35

3.2.1 发电原理35

3.2.2 太阳能电池的种类35

3.2.3 能源回收年限37

3.2.4 太阳能电池的转换效率37

3.3　太阳能发电系统的分类38

3.3.1 系统概述38

3.3.2 独立系统39

3.3.3 并网系统40

3.3.4 混合系统41

3.4　太阳能发电系统的构成要素42

3.4.1 太阳能电池阵列42

3.4.2 逆变器44

3.4.3 蓄电池44

3.4.4 系统并网装置45

3.5　太阳能发电系统的实例45

3.5.1 光缆终端设备用太阳能发电系统45

3.5.2 航路标识用混合发电系统46

参考文献48

4　太阳热的利用技术49

4.1　集热、聚光的理论和设备49

4.1.1 平板式太阳集热器49

4.1.2　真空管式集热器51

4.1.3 聚光式集热器52

4.2　太阳热发电的组成58

4.2.1 太阳热发电系统的基本构成58

4.2.2 各种太阳热发电系统59

4.2.3 太阳热发电系统的特点62

4.2.4 总结63

4.3　蓄热系统的应用63

4.3.1 蓄热式太阳热利用系统63

4.3.2 蓄热理论65

4.3.3 蓄热材料66

4.3.4 蓄热装置67

4.3.5　提高蓄热效果的设备68

4.4　冰雪能利用技术70

4.4.1 冰雪能及其利用对象70

4.4.2 冰雪在食品储藏、运输中的应用71

4.4.3 冰雪在冷气系统中的应用73

4.4.4 冰雪在发电中的应用74

4.4.5 冰雪利用的经济性74

参考文献75

5　建筑与居住环境77

5.1　室内温热环境与采暖、冷气负荷77

5.1.1 室内温热环境的舒适性和评价标准77

5.1.2 采暖、冷气时温热设定条件及热负荷80

5.2　室内空气环境及换气原理81

5.2.1 换气量的基准81

5.2.2　换气方式82

5.2.3 换气理论84

5.2.4　换气、通风系统的实例84

5.3 日照遮蔽、采光与照明85

5.3.1 光环境调节的原则与基准85

5.3.2 日照遮蔽87

5.3.3 自然采光（太阳光照明）88

5.3.4 人工照明90

5.4　采暖技术91

5.4.1 采暖方式91

5.4.2　采暖机器种类及特征92

5.4.3　采暖的舒适性94

5.4.4 采暖计划95

5.5　被动式太阳能采暖95

5.5.1　被动式设计95

5.5.2 气候条件与绝热性能96

5.5.3　被动式设计的原则98

5.5.4 被动式太阳能加热的方法及实例99

5.6　主动式太阳能供暖机102

5.6.1 主动式系统的分类102

5.6.2　集热器的种类103

5.6.3 住宅用主动式系统及实例104

5.6.4 一般建筑用主动式系统及实例108

参考文献110

6　生物质能源113

6.1　生物质能源的定义及蕴藏量113

6.1.1 生物质能源的定义及其特点113

6.1.2 生物质能源的蕴藏量114

6.2　太阳能的固定及转换115

6.2.1 光合作用115

6.2.2 生物质的生产117

6.3　生物质能源的利用方法117

6.3.1 生物质能源的转换技术117

6.3.2 日本生物质能源的利用120

6.3.3 生物质能源的海外战略121

参考文献122

7　光机能材料123

7.1　光触媒123

7.1.1 光触媒的种类124

7.1.2 光触媒的机能124

7.1.3 光触媒材料的现状及研究课题125

7.2　调光材料127

7.2.1 调光玻璃127

7.2.2 电致变色玻璃128

7.2.3 温致变色玻璃129

7.2.4 热致变色玻璃130

7.2.5 气致变色玻璃131

7.2.6 光致变色玻璃131

7.3　下一代薄膜型太阳能电池132

7.3.1 色素敏化型太阳能电池132

7.3.2 塑料太阳能电池133

参考文献135

8　风能137

8.1 风能资源137

8.1.1 风的产生137

8.1.2　各种各样的风137

8.1.3 风的性质138

8.1.4　风能的赋存量142

8.2 风力机的基础理论142

8.2.1　风力机的种类及特征142

8.2.2　风力机的转动原理143

8.3　风能利用的现状146

8.3.1 大型风力发电146

8.3.2 海上风场148

8.3.3 小型、微型风力发电149

8.3.4 混合发电系统149

参考文献150

9　太阳能利用的展望151

9.1　太阳光发电系统的最新进展151

9.1.1 自律度提高型太阳光发电共同系统151

9.1.2 集中并网型太阳光发电系统152

9.2　未来高效利用太阳能的建筑153

9.2.1 新型太阳能发电站153

9.2.2 太阳能建筑154

9.3　小水力利用156

9.3.1 水力发电的意义156

9.3.2 家中川小水力市民发电站157

9.4　复合利用系统的能源利用高度化158

9.4.1 新能源等区域集中实证研究158

9.4.2 新能源复合利用系统（岩手县葛卷町）159

参考文献161