Aurinkolämpösovellusten historia on pidempi kuin aurinkosähkösovellusten. Kaupalliset aurinkovedenlämmittimet ilmestyivät vuonna 1891. Aurinkolämpösovellukset perustuvat auringonvalon ja valoenergian absorbointiin lämpöenergiaksi, joka voidaan suoran käytön tai varastoinnin jälkeen muuntaa sähköksi lämmittämällä höyrykäyttöisiä generaattoreita. Aurinkolämpösovellukset voidaan jakaa kolmeen luokkaan lämpötila-alueen mukaan: matalan lämpötilan sovellukset (<100 °C), joita käytetään pääasiassa uima-altaiden lämmitykseen, ilmanvaihdon esilämmitykseen jne., keskilämpötilan sovellukset (100–400 °C), joita käytetään pääasiassa kotitalouksien ja huoneiden lämmitykseen, prosessien lämmitykseen teollisuudessa jne.; korkean lämpötilan sovellukset (>400 °C), joita käytetään pääasiassa teollisuuden lämmitykseen, lämpöenergian tuotantoon jne. Keräinsähköntuotantojärjestelmien edistämisen myötä keski- ja korkeiden lämpötilojen kestävyyden sekä ympäristöystävällisten fototermisten materiaalien tutkimus on tullut etusijalle.
Ohutkalvotekniikalla on myös tärkeä rooli aurinkolämpösovelluksissa. Koska aurinkoenergian tiheys pinnalla on alhainen (noin 1 kW/m² keskipäivällä), keräimet tarvitsevat suuren alueen aurinkoenergian keräämiseen. Aurinkolämpökalvojen suuri pinta-ala-paksuussuhde johtaa kalvoihin, jotka ovat alttiita ikääntymiselle, mikä vaikuttaa aurinkolämpölaitteiden käyttöikään. Aurinkolämpökalvojen keskeiset vaatimukset ovat kolminkertaiset: korkea energiatehokkuus, pitkä käyttöikä ja taloudellisuus. Spektraalisen selektiivisyyden avulla arvioidaan aurinkolämpökalvojen energiatehokkuutta. Hyvällä aurinkolämpökalvolla on oltava erinomainen absorptio laajalla auringonsäteilyn taajuusalueella ja alhainen lämpöemissiivisyys. a/e-kerrointa käytetään kalvon spektraalisen selektiivisyyden arviointiin, jossa a tarkoittaa auringon absorptiota ja e tarkoittaa lämpöemissiivisyyttä. Eri kalvojen lämpöominaisuudet vaihtelevat huomattavasti. Varhaiset lämpöä absorboivat kalvot koostuivat mustasta pinnoitteesta metallikalvon päällä, joka menetti jopa 45 prosenttia lähettämästään pitkäaaltoisesta säteilystä absorboidessaan lämpöä ja lämmetessään, jolloin aurinkoenergian talteenotto oli vain 50 prosenttia. Fototermisten kalvojen hyötysuhdetta voidaan parantaa merkittävästi käyttämällä spektraalisesti selektiivisiä ohutkalvomateriaaleja, kuten platinaa, kromia, tai joidenkin siirtymämetallien karbideja ja nitridejä. Fototermiset kalvot valmistetaan yleensä CVD- tai magnetronisputteroinnilla, ja lämpöemissiivisyys voidaan laskea jopa 15 prosenttiin kalvoilla, joiden keräimen hyötysuhde on jopa 80 prosenttia. Ihanteellisten spektraalisesti selektiivisten keräinkalvojen absorptiokerroin on yli 0,98 aurinkospektrin pääkaistoilla (<3 µm) ja lämpösäteilykerroin alle 0,05 500 °C:n lämpösäteilykaistalla (>3 µm), ja ne ovat rakenteellisesti ja toiminnallisesti vakaita 500 °C:ssa ilmakehässä.
–Tämä artikkeli on julkaistutyhjiöpinnoituslaitteiden valmistajaGuangdongin Zhenhuan tekniikka.
Julkaisun aika: 05.08.2023