Η ιστορία των ηλιακών θερμικών εφαρμογών είναι μεγαλύτερη από αυτή των φωτοβολταϊκών εφαρμογών. Οι εμπορικοί ηλιακοί θερμοσίφωνες εμφανίστηκαν το 1891. Οι ηλιακές θερμικές εφαρμογές οφείλονται στην απορρόφηση του ηλιακού φωτός, η φωτεινή ενέργεια σε θερμική ενέργεια μετά από άμεση χρήση ή αποθήκευση μπορεί επίσης να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια με θέρμανση ατμοκίνητων γεννητριών. Οι ηλιακές θερμικές εφαρμογές μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με το εύρος θερμοκρασίας: εφαρμογές χαμηλής θερμοκρασίας (<100C), που χρησιμοποιούνται κυρίως για θέρμανση πισίνας, προθέρμανση αέρα εξαερισμού κ.λπ., εφαρμογές μέσης θερμοκρασίας (100 ~ 400C), που χρησιμοποιούνται κυρίως για ζεστό νερό οικιακής χρήσης και θέρμανση χώρων, θέρμανση διεργασιών στη βιομηχανία κ.λπ., εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας (>400C), που χρησιμοποιούνται κυρίως για βιομηχανική θέρμανση, παραγωγή θερμικής ενέργειας κ.λπ. Με την προώθηση του συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από συλλέκτες, η αντοχή σε μεσαίες και υψηλές θερμοκρασίες και η έρευνα για φωτοθερμικά υλικά ανθεκτικά στο περιβάλλον έχει καταστεί προτεραιότητα.
Η τεχνολογία λεπτών υμενίων παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στις εφαρμογές ηλιακής θερμικής ενέργειας. Λόγω της χαμηλής πυκνότητας ηλιακής ενέργειας στην επιφάνεια (περίπου 1kW/m² το μεσημέρι), οι συλλέκτες χρειάζονται μεγάλη επιφάνεια για να συλλέξουν ηλιακή ενέργεια. Ο μεγάλος λόγος επιφάνειας/πάχους των ηλιακών φωτοθερμικών μεμβρανών έχει ως αποτέλεσμα μεμβράνες που είναι ευαίσθητες στη γήρανση, γεγονός που επηρεάζει τη διάρκεια ζωής του ηλιακού φωτοθερμικού εξοπλισμού. Οι βασικές απαιτήσεις για τις ηλιακές θερμικές μεμβράνες είναι τριπλές: υψηλή ενεργειακή απόδοση, μεγάλη διάρκεια ζωής και οικονομική. Η φασματική επιλεκτικότητα χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της ενεργειακής απόδοσης των ηλιακών θερμικών μεμβρανών. Μια καλή ηλιακή θερμική μεμβράνη πρέπει να έχει εξαιρετική απορρόφηση σε ένα ευρύ φάσμα ζωνών ηλιακής ακτινοβολίας και χαμηλή θερμική εκπομπή. Ο συντελεστής a/e χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της φασματικής επιλεκτικότητας της μεμβράνης, όπου a αντιπροσωπεύει την ηλιακή απορροφητικότητα και e αντιπροσωπεύει τη θερμική εκπομπή. Η θερμική απόδοση διαφορετικών μεμβρανών ποικίλλει σημαντικά. Οι πρώτες μεμβράνες απορρόφησης θερμότητας αποτελούνταν από μια μαύρη επίστρωση σε ένα μεταλλικό φύλλο, το οποίο έχανε έως και 45% της ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος που εκπέμπεται καθώς απορροφούσε θερμότητα και θερμαινόταν, με αποτέλεσμα τη συλλογή ηλιακής ενέργειας μόνο 50%. Η απόδοση των φωτοθερμικών μεμβρανών μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά με τη χρήση φασματικά επιλεκτικής λεπτής μεμβράνης. υλικά όπως η πλατίνα, το χρώμιο ή τα καρβίδια και τα νιτρίδια ορισμένων μεταβατικών μετάλλων. Οι φωτοθερμικές μεμβράνες συνήθως παρασκευάζονται με CVD ή μαγνητρονικό ψεκασμό και η θερμική εκπομπή μπορεί να μειωθεί σε μόλις 15% για μεμβράνες με απόδοση συλλέκτη έως και 80%. Οι ιδανικές φασματικά επιλεκτικές μεμβράνες συλλέκτη έχουν συντελεστή απορρόφησης μεγαλύτερο από 0,98 στις κύριες ζώνες του ηλιακού φάσματος (<3 μm) και συντελεστή θερμικής ακτινοβολίας μικρότερο από 0,05 στη ζώνη θερμικής ακτινοβολίας των 500°C (>3 μm) και είναι δομικά και από άποψη απόδοσης σταθερές στους 500°C σε ατμόσφαιρα αέρα.
– Το άρθρο αυτό δημοσιεύεται απόκατασκευαστής εξοπλισμού επίστρωσης κενούΤεχνολογία Guangdong Zhenhua.
Ώρα δημοσίευσης: 05 Αυγούστου 2023