在“双碳”目标背景下，本书系统梳理了太阳能利用从地面到空间的发展脉络，聚焦空间太阳能电站这一前沿领域。内容涵盖地面太阳能技术分析、空间太阳能电站系统原理与能量转换路径，凸显其连续稳定供电的独特优势。本书深入解析聚光与光电转换核心技术，介绍国际前沿研究动态，并结合典型案例，阐述空间太阳能电站设计方法、聚光系统优化、激光无线能量传输等关键技术挑战及多物理场耦合仿真等先进研究手段。
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目录
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第1章 绪论 001
1.1 我国“双碳”目标背景及发展可再生能源的必要性 001
1.2 空间太阳能电站的研究背景及必要性 002
1.3 空间太阳能电站的基本原理 004
1.4 空间太阳能电站的特点 006
第2章 地面太阳能电站发展概况 010
2.1 太阳能电站的分类、原理及构成 010
2.1.1 光伏电站 010
2.1.2 太阳能热电站 012
2.1.3 混合型太阳能电站 012
2.2 塔式太阳能电站的原理及发展趋势 013
2.3 碟式太阳能电站的原理及发展趋势 015
2.4 槽式太阳能电站的原理及发展趋势 016
2.5 非聚光光伏电站的原理及特点 018
2.6 新一代建筑一体化光伏电站的特点及发展前景 019
第3章 聚光光伏系统设计基础 022
3.1 聚光光伏技术的发展历程 022
3.1.1 国际发展现状 023
3.1.2 国内发展现状 024
3.2 成像光学聚光系统技术 024
3.3 非成像光学聚光系统技术 026
3.3.1 非成像光学聚光系统的原理 027
3.3.2 非成像光学聚光系统的分类 028
3.4 影响聚光光伏系统效率的主要因素 032
3.4.1 光学效率特性 032
3.4.2 传热基础及影响特性 033
3.4.3 光电池I？V输出特性 034
第4章 国内外空间太阳能电站发展概况 039
4.1 美国空间太阳能电站发展概况 039
4.2 欧洲空间太阳能电站发展概况 044
4.3 日本空间太阳能电站发展概况 046
4.4 其他国家空间太阳能电站发展概况 050
4.5 国内空间太阳能电站发展概况 052
第5章 太阳能光伏发电系统的基础理论及设计 061
5.1 太阳能光伏发电系统的工作方式 061
5.1.1 太阳能光伏发电系统的组成 061
5.1.2 独立光伏发电系统 062
5.1.3 并网光伏发电系统 062
5.2 太阳能辐射特性概述 063
5.3 光伏单体电池发电特性的认识 065
5.4 光伏阵列系统设计及优化 067
5.4.1 光伏阵列系统设计 067
5.4.2 光伏阵列系统优化 068
5.5 太阳能光伏发电系统的整体配置及设计实例 068
5.5.1 太阳能光伏发电系统设计总体要求 068
5.5.2 地面光伏发电系统设计实例 069
第6章 空间太阳能电站设计影响因素概述 072
6.1 空间太阳能电站的技术挑战概述 072
6.2 空间太阳能电站的运行轨道 073
6.2.1 地球静止轨道 073
6.2.2 低地球轨道 074
6.2.3 中地球轨道 075
6.3 空间环境影响分析 075
6.3.1 真空环境效应 075
6.3.2 辐射环境效应 076
6.3.3 微流星体与空间碎片 076
6.3.4 太阳光照与热循环 077
6.4 空间太阳能电站系统分析 077
6.4.1 质量与功率预算分析 077
6.4.2 能量流与效率链分析 078
6.4.3 经济性分析 079
6.5 光电转换技术理论与设计方法 079
6.5.1 太阳能电池技术选择 080
6.5.2 太阳能电池阵系统设计 080
6.6 空间太阳能电站无线能量传输技术比较 081
第7章 二次聚光式空间太阳能电站系统分析 084
7.1 对称式二次平面反射聚集系统建模 084
7.2 STFC在轨聚集/调控性能研究 086
7.2.1 STFC环绕一次镜桁架的旋转变换 086
7.2.2 STFC二次镜参数调控 088
7.3 STFC在轨调控方案 090
第8章 SPS？ALPHA空间太阳能电站系统特性与优化分析 093
8.1 系统组成及SPS？ALPHA的优势特点 093
8.2 SPS？ALPHA Mark？Ⅰ光学系统介绍 094
8.3 SPS？ALPHA Mark？Ⅱ光学系统介绍 097
8.4 群智能优化理论与技术概述 098
8.4.1 蚁群优化算法 099
8.4.2 粒子群优化算法 099
8.4.3 模拟退火算法 099
8.4.4 禁忌搜索算法 100
8.4.5 神经网络算法 100
8.5 空间太阳能电站聚光系统优化建模方法 100
8.5.1 歪斜光线追踪建模 100
8.5.2 源？目标映射 102
8.5.3 基于蚁群优化算法的光线路径匹配 103
8.5.4 RDM生成和蒙特卡射线追踪 103
8.6 SPS？ALPHA聚光系统特性 104
8.6.1 与RDM的交点求解 104
8.6.2 跟踪特性比较 105
8.6.3 误差因素分析 106
第9章 激光无线能量传输技术分析 111
9.1 激光无线能量传输技术的国内外研究现状 111
9.1.1 激光无线能量传输技术的发展和研究现状 111
9.1.2 激光大气传输的发展和研究现状 116
9.2 LWPT能量接收转换装置的光电转换效率优化研究 117
9.2.1 激光无线能量传输实验平台实验测试 117
9.2.2 单片电池多场耦合特性数值模拟 118
9.2.3 非成像聚光光伏模块接收端多场耦合特性与性能提升 120
9.3 中远距离下LWPT能量接收转换装置的光电转换效率特性研究 123
9.3.1 激光经历大气环境的全光程作用机制 123
9.3.2 激光无线能量传输系统接收端的凹坑强化传热特性研究 125
9.3.3 激光无线能量传输系统接收端不同阵列结构的输出特性 128
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