L'histoire des applications solaires thermiques est plus ancienne que celle des applications photovoltaïques ; les premiers chauffe-eau solaires commerciaux sont apparus en 1891. Les applications solaires thermiques exploitent l'énergie solaire, la convertissant en énergie thermique. Cette énergie peut ensuite être utilisée directement ou stockée, et également être convertie en électricité en chauffant des générateurs à vapeur. Les applications solaires thermiques se divisent en trois catégories selon la plage de température : les applications basse température (< 100 °C), principalement utilisées pour le chauffage des piscines, le préchauffage de l'air de ventilation, etc. ; les applications moyenne température (100 à 400 °C), principalement utilisées pour la production d'eau chaude sanitaire, le chauffage des locaux et le chauffage industriel, etc. ; et les applications haute température (> 400 °C), principalement utilisées pour le chauffage industriel, la production d'énergie thermique, etc. Avec le développement des systèmes de production d'énergie par capteurs solaires, la recherche de matériaux photothermiques résistants aux moyennes et hautes températures et 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 en surface (environ 1 kW/m² à midi), les capteurs nécessitent une grande surface pour capter l'énergie solaire. Le rapport surface/épaisseur élevé des films photothermiques solaires les rend sensibles au vieillissement, ce qui affecte la durée de vie des équipements. Les exigences clés pour les films thermiques solaires sont triples : un rendement énergétique élevé, une longue durée de vie et un coût abordable. La sélectivité spectrale est utilisée pour évaluer le rendement énergétique des films thermiques solaires. Un bon film thermique solaire doit présenter une excellente absorption sur une large gamme de bandes de rayonnement solaire et une faible émissivité thermique. Le coefficient a/e, où a représente l'absorptivité solaire et e l'émissivité thermique, est utilisé pour évaluer la sélectivité spectrale du film. 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 en absorbant la chaleur et en s'échauffant, ce qui limitait la capture de l'énergie solaire à 50 %. L'efficacité des films photothermiques peut L'efficacité des capteurs photothermiques peut être considérablement améliorée grâce à l'utilisation de matériaux en couches minces à sélectivité spectrale, tels que le platine, le chrome ou les carbures et nitrures de certains métaux de transition. Ces films sont généralement préparés par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) ou par pulvérisation cathodique magnétronique. L'émissivité thermique peut être réduite à seulement 15 % pour des films présentant un rendement de collecte allant jusqu'à 80 %. Les films collecteurs idéaux à sélectivité spectrale possèdent 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 de 500 °C (> 3 µm). Ils sont également stables structurellement et en termes de performances à 500 °C sous atmosphère ambiante.
–Cet article est publié parfabricant d'équipements de revêtement sous videTechnologie du Guangdong Zhenhua.
Date de publication : 5 août 2023