Историята на приложенията на слънчевите топлинни системи е по-дълга от тази на фотоволтаичните. Търговските слънчеви бойлери се появяват през 1891 г. Приложенията на слънчевите топлинни системи се основават на абсорбирането на слънчева светлина. Светлинната енергия се превръща в топлинна енергия след директна употреба или съхранение. Тя може да се преобразува и в електричество чрез нагряване с парогенератори. Приложенията на слънчевите топлинни системи могат да бъдат разделени на три категории според температурния диапазон: нискотемпературни приложения (<100°C), използвани главно за отопление на басейни, предварително загряване на вентилационния въздух и др.; среднотемпературни приложения (100 ~ 400°C), използвани главно за битова гореща вода и отопление на помещения, технологично отопление в промишлеността и др.; високотемпературни приложения (>400°C), използвани главно за промишлено отопление, производство на топлинна енергия и др. С популяризирането на колекторните системи за производство на енергия, изследванията на устойчивостта на средни и високи температури и екологично устойчивите фототермични материали се превърнаха в приоритет.
Технологията на тънките филми също играе важна роля в приложенията на слънчевите топлинни системи. Поради ниската плътност на слънчевата енергия на повърхността (около 1 kW/m² по обяд), колекторите се нуждаят от голяма площ, за да събират слънчева енергия. Голямото съотношение площ/дебелина на слънчевите фототермични филми води до филми, които са податливи на стареене, което влияе върху живота на слънчевото фототермично оборудване. Ключовите изисквания към слънчевите термични филми са три: висока енергийна ефективност, дълъг живот и икономичност. Спектралната селективност се използва за оценка на енергийната ефективност на слънчевите термични филми. Един добър слънчев термичен филм трябва да има отлично поглъщане в широк диапазон от ленти на слънчевата радиация и ниска топлинна емисионна способност. Коефициентът a/e се използва за оценка на спектралната селективност на филма, където a означава слънчева абсорбционна способност, а e означава топлинна емисионна способност. Термичните характеристики на различните филми варират значително. Ранните топлоабсорбиращи филми се състоят от черно покритие върху метално фолио, което губи до 45% от излъчваната дълговълнова радиация, докато абсорбира топлина и се затопля, което води до събиране на слънчева енергия само от 50%. Ефективността на фототермичните филми може да бъде значително подобрена чрез използване на спектрално селективни тънкослойни материали като платина. метал, хром или карбиди и нитриди на някои преходни метали. Фототермичните филми обикновено се приготвят чрез CVD или магнетронно разпрашване, а топлинната емисионна способност може да бъде намалена до едва 15% за филми с ефективност на колектора до 80%. Идеалните спектрално селективни колекторни филми имат коефициент на поглъщане над 0,98 в основните ленти на слънчевия спектър (<3μm) и коефициент на топлинно излъчване по-малък от 0,05 в лентата на топлинно излъчване 500°C (>3μm) и са структурно и експлоатационни стабилни при 500°C във въздушна атмосфера.
– Тази статия е публикувана отпроизводител на оборудване за вакуумно покритиеТехнология Guangdong Zhenhua.
Време на публикуване: 05.08.2023 г.