Päikesesoojusenergia rakenduste ajalugu on pikem kui fotogalvaanilistel rakendustel. Kommertslikud päikeseenergia boilerid ilmusid 1891. aastal. Päikesesoojusenergia rakendused toimivad päikesevalguse neeldumise kaudu soojusenergiaks, mida saab pärast otsest kasutamist või salvestamist aurugeneraatorite kütmise teel muundada ka elektriks. Päikesesoojuse rakendused saab temperatuurivahemiku järgi jagada kolme kategooriasse: madala temperatuuriga rakendused (<100 °C), mida kasutatakse peamiselt basseinide kütmiseks, ventilatsiooniõhu eelsoojendamiseks jne; keskmise temperatuuriga rakendused (100–400 °C), mida kasutatakse peamiselt tarbevee ja ruumide kütmiseks, tööstusprotsesside kütmiseks jne; kõrge temperatuuriga rakendused (>400 °C), mida kasutatakse peamiselt tööstuslikuks kütmiseks, soojusenergia tootmiseks jne. Kollektorenergia tootmissüsteemide edendamisega on prioriteediks saanud keskmise ja kõrge temperatuuri vastupidavuse ning keskkonnakindlate fototermiliste materjalide uurimine.
Õhukese kile tehnoloogial on oluline roll ka päikeseenergia rakendustes. Kuna päikeseenergia tihedus pinnal on madal (umbes 1 kW/m² keskpäeval), vajavad kollektorid päikeseenergia kogumiseks suurt pinda. Päikesekilede suur pindala ja paksuse suhe põhjustab vananemisvastaseid kilesid, mis mõjutab päikeseenergiaseadmete eluiga. Päikesekilede peamised nõuded on kolmeosalised: kõrge energiatõhusus, pikk eluiga ja ökonoomsus. Päikesekilede energiatõhususe hindamiseks kasutatakse spektraalset selektiivsust. Heal päikesekile peab olema suurepärane neeldumine laias päikesekiirgusribade vahemikus ja madal soojuskiirgusvõime. Kile spektraalse selektiivsuse hindamiseks kasutatakse a/e koefitsienti, kus a tähistab päikese neeldumist ja e tähistab soojuskiirgusvõimet. Erinevate kilede termiline jõudlus on väga erinev. Varased soojust neelavad kiled koosnesid mustast kattest metallfooliumil, mis kaotas soojuse neelamisel ja soojenemisel kuni 45 protsenti kiirgavast pikalainelisest kiirgusest, mille tulemuseks oli vaid 50 protsendiline päikeseenergia kogumine. Fototermiliste kilede efektiivsust saab oluliselt parandada spektraalselt selektiivsete õhukeste kilematerjalide, näiteks plaatinametalli, kroomi, abil. või mõnede siirdemetallide karbiidid ja nitriidid. Fototermilisi kilesid valmistatakse tavaliselt CVD- või magnetronpihustamise teel ning termilist kiirgusvõimet saab vähendada kuni 15 protsendini kilede puhul, mille kollektori efektiivsus on kuni 80 protsenti. Ideaalsetel spektraalselt selektiivsetel kollektorkiledel on neeldumistegur päikesespektri põhiribades (<3 µm) üle 0,98 ja termilise kiirguse koefitsient 500 °C termilise kiirguse ribas (>3 µm) alla 0,05 ning need on struktuurilt ja jõudluse poolest stabiilsed temperatuuril 500 °C õhuatmosfääris.
– Selle artikli avaldasvaakumkatmisseadmete tootjaGuangdongi Zhenhua tehnoloogia.
Postituse aeg: 05.08.2023