L'histoire des applications solaires thermiques est plus longue que celle des applications photovoltaïques. Les chauffe-eau solaires commerciaux sont apparus en 1891. Les applications solaires thermiques utilisent l'absorption de la lumière solaire pour transformer l'énergie lumineuse en énergie thermique après utilisation directe ou stockage, et peuvent également être converties en électricité par chauffage de générateurs à vapeur. Les applications solaires thermiques peuvent être divisées en trois catégories selon la plage de température : les applications à basse température (< 100 °C), principalement utilisées pour le chauffage des piscines, le préchauffage de l'air de ventilation, etc. ; les applications à moyenne température (100 à 400 °C), principalement utilisées pour l'eau chaude sanitaire et le chauffage des locaux, le chauffage industriel, etc. ; les applications à haute température (> 400 °C), principalement utilisées pour le chauffage industriel et la production d'énergie thermique, etc. Avec le développement des systèmes de production d'électricité par capteurs, la recherche sur la résistance aux moyennes et hautes températures et les matériaux photothermiques respectueux de l'environnement est devenue une priorité.
La technologie des couches minces joue également un rôle important dans les applications solaires thermiques. En raison de la faible densité d'énergie solaire à la surface (environ 1 kW/m² à midi), les capteurs nécessitent une grande surface pour collecter l'énergie solaire. Le grand rapport surface/épaisseur des films photothermiques solaires entraîne des films sensibles au vieillissement, ce qui affecte la durée de vie des équipements photothermiques solaires. Les exigences clés pour les films solaires thermiques sont triples : une efficacité énergétique élevée, une longue durée de vie et une économie. La sélectivité spectrale est utilisée pour évaluer l'efficacité énergétique des films solaires thermiques. Un bon film solaire thermique doit avoir une excellente absorption sur une large gamme de bandes de rayonnement solaire et une faible émissivité thermique. Le coefficient a/e est utilisé pour évaluer la sélectivité spectrale du film, où a représente l'absorptivité solaire et e l'émissivité thermique. Les performances thermiques des différents films varient considérablement. Les premiers films absorbant la chaleur étaient constitués d'un revêtement noir sur une feuille métallique, qui perdait jusqu'à 45 % du rayonnement de grande longueur d'onde émis lorsqu'il absorbait la chaleur et se réchauffait, ce qui résultait en une récupération d'énergie solaire de seulement 50 %. L'efficacité de Les films photothermiques peuvent être considérablement améliorés en utilisant des matériaux en couches minces spectralement sélectifs tels que le platine, le chrome ou les carbures et nitrures de certains métaux de transition. Les films photothermiques sont généralement préparés par CVD ou pulvérisation cathodique magnétron, et l'émissivité thermique peut être réduite jusqu'à 15 % pour les films dont l'efficacité de collecte peut atteindre 80 %. Les films collecteurs spectralement sélectifs idéaux présentent un coefficient d'absorption supérieur à 0,98 dans les principales bandes du spectre solaire (< 3 µm) et un coefficient de rayonnement thermique inférieur à 0,05 dans la bande de rayonnement thermique à 500 °C (> 3 µm). Ils sont structurellement et fonctionnellement stables à 500 °C dans l'air.
–Cet article est publié parfabricant d'équipements de revêtement sous videTechnologie Zhenhua du Guangdong.
Date de publication : 05/08/2023