सौर तापीय के लिए कोटिंग प्रौद्योगिकी

सौर तापीय अनुप्रयोगों का इतिहास फोटोवोल्टिक अनुप्रयोगों से कहीं अधिक पुराना है। व्यावसायिक सौर वॉटर हीटर 1891 में अस्तित्व में आए। सौर तापीय अनुप्रयोग सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करके तापीय ऊर्जा में परिवर्तित होते हैं। इस ऊर्जा का प्रत्यक्ष उपयोग या भंडारण किया जा सकता है और भाप से चलने वाले जनरेटरों द्वारा इसे बिजली में परिवर्तित किया जा सकता है। तापमान सीमा के अनुसार सौर तापीय अनुप्रयोगों को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: निम्न-तापमान अनुप्रयोग (<100°C), जिनका मुख्य रूप से उपयोग स्विमिंग पूल को गर्म करने, वेंटिलेशन के लिए हवा को पहले से गर्म करने आदि में किया जाता है; मध्यम-तापमान अनुप्रयोग (100°C से 40°C), जिनका मुख्य रूप से घरेलू गर्म पानी और कमरों को गर्म करने, उद्योगों में प्रक्रियाओं को गर्म करने आदि में किया जाता है; और उच्च-तापमान अनुप्रयोग (>40°C), जिनका मुख्य रूप से औद्योगिक तापन, तापीय विद्युत उत्पादन आदि में उपयोग किया जाता है। कलेक्टर विद्युत उत्पादन प्रणाली के विकास के साथ, मध्यम और उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोधी और पर्यावरण के अनुकूल फोटोथर्मल सामग्रियों पर शोध एक प्राथमिकता बन गया है।

सौर तापीय अनुप्रयोगों में पतली फिल्म प्रौद्योगिकी भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। सतह पर सौर ऊर्जा घनत्व कम होने के कारण (दोपहर में लगभग 1 kW/m²), सौर ऊर्जा संग्राहकों को सौर ऊर्जा एकत्र करने के लिए बड़े क्षेत्र की आवश्यकता होती है। सौर फोटोथर्मल फिल्मों के बड़े क्षेत्रफल/मोटाई अनुपात के कारण ये फिल्में समय के साथ पुरानी हो जाती हैं, जिससे सौर फोटोथर्मल उपकरणों का जीवनकाल प्रभावित होता है। सौर थर्मल फिल्मों के लिए तीन मुख्य आवश्यकताएं हैं: उच्च ऊर्जा दक्षता, लंबा जीवनकाल और किफायती होना। सौर थर्मल फिल्मों की ऊर्जा दक्षता का मूल्यांकन करने के लिए स्पेक्ट्रल सेलेक्टिविटी का उपयोग किया जाता है। एक अच्छी सौर थर्मल फिल्म में सौर विकिरण बैंड की एक विस्तृत श्रृंखला पर उत्कृष्ट अवशोषण और कम थर्मल उत्सर्जन होना चाहिए। फिल्म की स्पेक्ट्रल सेलेक्टिविटी का मूल्यांकन करने के लिए a/e गुणांक का उपयोग किया जाता है, जहां a सौर अवशोषण क्षमता और e थर्मल उत्सर्जन क्षमता को दर्शाता है। विभिन्न फिल्मों का थर्मल प्रदर्शन काफी भिन्न होता है। शुरुआती ऊष्मा-अवशोषित फिल्मों में धातु की पन्नी पर एक काली परत होती थी, जो ऊष्मा अवशोषित करने और गर्म होने के कारण उत्सर्जित लंबी-तरंग दैर्ध्य विकिरण का 45 प्रतिशत तक खो देती थी, जिसके परिणामस्वरूप सौर ऊर्जा संचयन केवल 50 प्रतिशत ही होता था। फोटोथर्मल फिल्मों की दक्षता में काफी सुधार किया जा सकता है। प्लैटिनम धातु, क्रोमियम, या कुछ संक्रमण धातुओं के कार्बाइड और नाइट्राइड जैसे स्पेक्ट्रली सेलेक्टिव पतली-फिल्म सामग्री का उपयोग करके फोटोथर्मल फिल्में तैयार की जाती हैं। फोटोथर्मल फिल्मों को आमतौर पर सीवीडी या मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग द्वारा तैयार किया जाता है, और 80 प्रतिशत तक की कलेक्टर दक्षता वाली फिल्मों के लिए थर्मल उत्सर्जन को 15 प्रतिशत तक कम किया जा सकता है। आदर्श स्पेक्ट्रली सेलेक्टिव कलेक्टर फिल्मों में सौर स्पेक्ट्रम के मुख्य बैंड (<3um) में 0.98 से अधिक का अवशोषण गुणांक और 500°C थर्मल विकिरण बैंड (>3um) में 0.05 से कम का थर्मल विकिरण गुणांक होता है, और ये 500°C पर वायुमंडल में संरचनात्मक और प्रदर्शन रूप से स्थिर होती हैं।

–यह लेख प्रकाशित किया गया हैवैक्यूम कोटिंग उपकरण निर्मातागुआंग्डोंग झेनहुआ ​​प्रौद्योगिकी।