زمین به طور مداوم از تابش خورشید در سطح بیرونی اتمسفرش، مقدار؛ 1/74×1017 W توان را دریافت می کند. از این مقدار، 31 % به فضا منعکس می شود، در حالی که بقیه توسط اتمسفر، اقیانوس ها و زمین جذب می شوند. انرژی جذب شده خورشیدی جریان های همرفت و تبخیر آب اقیانوس ها را ناشی می شود، که به ترتیب باد و چرخه آب را بوجود می آورد. علاوه بر این، انرژی خورشیدی به انرژی شیمیایی از طریق فتوسنتز تبدیل شده که منجر به ایجاد فرآیند زیست توده و در نتیجه تولید تمام سوخت های فسیلی می شود.
انرژی که زمین از خورشید در یک ساعت جذب می کند از مصرف انرژی جمعیت جهان در یک سال بیشتر است. نه تنها انرژی خورشیدی قابلیت فنی بالاتری از هر منبع انرژی تجدیدپذیر دیگر دارد، بلکه به راحتی در هر محیط زیست قابل اقامتی در دسترس است. با این حال، جذب این منبع انرژی بزرگ، ولی پراکنده نیاز به غلبه بر چالش های فنی و اقتصادی دارد. نفوذ گسترده تابش خورشیدی بر روی زمین را می توان برای مقاصد مختلف زندگی استفاده کرد.
کاربردهای اثبات شده تولید برق، گرمایش آب، پخت و پز و خشک کردن محصولات کشاورزی و شیرین سازی آب و ... با انرژی خورشیدی امکانپذیر میباشند.
برای جذب انرژی خورشیدی کلکتورهای خورشیدی استفاده می شوند که کلکتور به عنوان قلب سیستم های خورشیدی وظیفه جذب انرژی خورشید را بر عهده دارد. کلکتورهای انرژی خورشیدی انواع خاصی از مبدل های حرارتی هستند که انرژی تشعشعی خورشید را به انرژی داخلی محیط انتقال، تبدیل می کنند. جزء اصلی هر سیستم خورشیدی، بخش کلکتور آن است. این جزء وسیله ای است که تشعشع ورودی خورشید را جذب و آن را به گرما تبدیل می کند و این گرمارا به سیالی (معمولاً هوا، آب، یا روغن) که درون کلکتور در جریان است، انتقال میدهد. انرژی خورشیدی جمع شده از طریق سیال در گردش یا به طور مستقیم برای گرم کردن آب یا تجهیزات تهویه محیط استفاده میشود و یا به مخزن ذخیره سازی انرژی حرارتی که در شب یا روزهای ابری استفاده میشود، انتقال مییابد.
این کتاب برای فراهم آوردن توصیفی از نحوه کارکرد و اصول اساسی کلکتور خورشیدی گردآوری شده است. مباحث کتاب حاضر به طور خلاصه به صورت زیر میباشد:
فصل اول به مشخصات محیطی تشعشع مانند زوایای خورشیدی و کلیات تشعشع مانند ضرایب تشعشعی و تشعشع بر روی سطوح شیب دار و غیره میپردازد.
فصل دوم به بررسی انواع مختلف کلکتورهای خورشیدی میپردازد. در این تقسیم بندی کلکتورهای خورشیدی به دو دسته اساسی متمرکزکننده و غیر متمرکزکننده تقسیم میشوند.
کلکتورها بر اساس حرکت داشتن نیز به دو نوع ساکن و ردیابی تقسیم میشوند، که در این فصل طرحهای کلکتور هر نوع مورد بررسی قرار میگیرند. در این فصل ساختارهای هر نوع کلکتور بررسی میشود. در کلکتورهای ردیاب کننده، مکانیزم ردیابی مورد تحلیل واقع میشود و در انتهای فصل آنالیزهای حرارتی تقسیم بندی کلکتورها ارائه میشود. در فصل سوم عملکرد کلکتور خورشید مورد بررسی قرار گرفته و در آن بازده حرارتی، تصحیح زاویه تابش، ثابت زمانی کلکتور و ... مطالعه میشود. در ادامه روشهای تست کلکتور و انتخاب اولیه آن بررسی میشوند. در پایان این فصل انواع مختلف روشهای تست کیفیت کلکتور ارائه شده است.