تكنولوجيا الطلاء للطاقة الشمسية الحرارية

تاريخ تطبيقات الطاقة الشمسية الحرارية أطول من تاريخ تطبيقات الطاقة الكهروضوئية، حيث ظهرت سخانات المياه الشمسية التجارية عام ١٨٩١. تعتمد تطبيقات الطاقة الشمسية الحرارية على امتصاص أشعة الشمس، وتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة حرارية بعد الاستخدام المباشر أو التخزين، كما يمكن تحويلها إلى كهرباء عن طريق تسخين مولدات البخار. تنقسم تطبيقات الطاقة الشمسية الحرارية إلى ثلاث فئات وفقًا لنطاق درجة الحرارة: تطبيقات منخفضة الحرارة (أقل من ١٠٠ درجة مئوية)، تُستخدم بشكل رئيسي في تدفئة حمامات السباحة، وتسخين هواء التهوية مسبقًا، وغيرها؛ وتطبيقات متوسطة الحرارة (١٠٠ إلى ٤٠٠ درجة مئوية)، تُستخدم بشكل رئيسي في تسخين المياه المنزلية وتدفئة الغرف، وتسخين العمليات الصناعية، وغيرها؛ وتطبيقات عالية الحرارة (أكثر من ٤٠٠ درجة مئوية)، تُستخدم بشكل رئيسي في التدفئة الصناعية، وتوليد الطاقة الحرارية، وغيرها. مع تطور نظام توليد الطاقة المجمع، أصبح البحث في المواد الضوئية الحرارية المقاومة لدرجات الحرارة المتوسطة والعالية والمقاومة للبيئة أولوية.

تلعب تقنية الأغشية الرقيقة أيضًا دورًا مهمًا في تطبيقات الطاقة الشمسية الحرارية. بسبب انخفاض كثافة الطاقة الشمسية على السطح (حوالي 1 كيلو واط / متر مربع في منتصف النهار، تحتاج المجمعات إلى مساحة كبيرة لجمع الطاقة الشمسية. تؤدي نسبة المساحة / السُمك الكبيرة لأغشية الطاقة الشمسية الحرارية الضوئية إلى أغشية معرضة للشيخوخة، مما يؤثر على عمر معدات الطاقة الشمسية الحرارية الضوئية. المتطلبات الرئيسية لأغشية الطاقة الشمسية الحرارية هي ثلاثة أضعاف: كفاءة عالية في استخدام الطاقة، وعمر طويل، واقتصادية. تُستخدم الانتقائية الطيفية لتقييم كفاءة استخدام الطاقة لأغشية الطاقة الشمسية الحرارية. يجب أن يتمتع فيلم الطاقة الشمسية الحرارية الجيد بامتصاص ممتاز عبر مجموعة واسعة من نطاقات الإشعاع الشمسي وانبعاث حراري منخفض. يُستخدم معامل a / e لتقييم الانتقائية الطيفية للفيلم، حيث يمثل a امتصاصية الشمس ويمثل e الانبعاثية الحرارية. يختلف الأداء الحراري للأغشية المختلفة بشكل كبير. تتكون أغشية امتصاص الحرارة المبكرة من طبقة سوداء على رقاقة معدنية، والتي فقدت ما يصل إلى 45 في المائة من الإشعاع طويل الموجة المنبعث أثناء امتصاصها للحرارة وتسخينها، مما أدى إلى حصاد الطاقة الشمسية بنسبة 50 في المائة فقط. يمكن تحسين كفاءة الأغشية الضوئية الحرارية بشكل ملحوظ باستخدام مواد رقيقة انتقائية طيفيًا، مثل معدن البلاتين، والكروم، أو كربيدات ونتريدات بعض المعادن الانتقالية. تُحضّر الأغشية الضوئية الحرارية عادةً باستخدام الترسيب الكيميائي البخاري (CVD) أو الرش المغناطيسي، ويمكن خفض الانبعاثية الحرارية إلى 15% فقط للأغشية ذات كفاءة مجمع تصل إلى 80%. تتميز الأغشية المثالية للمجمعات الانتقائية طيفيًا بمعامل امتصاص يزيد عن 0.98 في النطاقات الرئيسية للطيف الشمسي (<3 ميكرومتر)، ومعامل إشعاع حراري أقل من 0.05 في نطاق الإشعاع الحراري 500 درجة مئوية (>3 ميكرومتر)، وهي مستقرة هيكليًا وأدائيًا عند 500 درجة مئوية في الغلاف الجوي.

-تم نشر هذه المقالة بواسطةشركة تصنيع معدات الطلاء الفراغيتكنولوجيا قوانغدونغ تشنهوا.