La storia delle applicazioni solari termiche è più lunga di quella delle applicazioni fotovoltaiche: i primi scaldabagni solari commerciali sono apparsi nel 1891. Le applicazioni solari termiche si basano sull'assorbimento della luce solare, convertendo l'energia luminosa in energia termica che può essere utilizzata direttamente o immagazzinata, oppure convertita in elettricità riscaldando generatori a vapore. Le applicazioni solari termiche possono essere suddivise in tre categorie in base all'intervallo di temperatura: applicazioni a bassa temperatura (<100°C), utilizzate principalmente per il riscaldamento di piscine, il preriscaldamento dell'aria di ventilazione, ecc.; applicazioni a media temperatura (100-400°C), utilizzate principalmente per la produzione di acqua calda sanitaria e il riscaldamento degli ambienti, il riscaldamento di processo nell'industria, ecc.; applicazioni ad alta temperatura (>400°C), utilizzate principalmente per il riscaldamento industriale, la produzione di energia termica, ecc. Con la diffusione dei sistemi di generazione di energia a collettori, la ricerca di materiali fototermici resistenti alle medie e alte temperature e rispettosi dell'ambiente è diventata una priorità.
La tecnologia a film sottile svolge un ruolo importante anche nelle applicazioni solari termiche. A causa della bassa densità di energia solare sulla superficie (circa 1 kW/m² a mezzogiorno), i collettori necessitano di un'ampia area per raccogliere l'energia solare. L'elevato rapporto area/spessore delle pellicole fototermiche solari fa sì che le pellicole siano soggette a invecchiamento, il che influisce sulla durata delle apparecchiature fototermiche solari. I requisiti chiave per le pellicole termiche solari sono tre: elevata efficienza energetica, lunga durata ed economicità. La selettività spettrale viene utilizzata per valutare l'efficienza energetica delle pellicole termiche solari. Una buona pellicola termica solare deve avere un eccellente assorbimento su un'ampia gamma di bande di radiazione solare e una bassa emissività termica. Il coefficiente a/e viene utilizzato per valutare la selettività spettrale della pellicola, dove a sta per assorbività solare ed e sta per emissività termica. Le prestazioni termiche delle diverse pellicole variano considerevolmente. Le prime pellicole termoassorbenti consistevano in un rivestimento nero su una lamina metallica, che perdeva fino al 45% della radiazione a lunga lunghezza d'onda emessa quando assorbiva calore e si riscaldava, con conseguente raccolta di energia solare di solo il 50%. L'efficienza delle pellicole fototermiche Le prestazioni possono essere significativamente migliorate utilizzando materiali a film sottile selettivi spettralmente come platino metallico, cromo o carburi e nitruri di alcuni metalli di transizione. I film fototermici vengono solitamente preparati mediante CVD o sputtering magnetron e l'emissività termica può essere ridotta fino al 15% per film con un'efficienza di collettore fino all'80%. I film collettori selettivi spettralmente ideali hanno un coefficiente di assorbimento superiore a 0,98 nelle bande principali dello spettro solare (<3 µm) e un coefficiente di radiazione termica inferiore a 0,05 nella banda di radiazione termica a 500 °C (>3 µm), e sono strutturalmente e prestazionalmente stabili a 500 °C in atmosfera d'aria.
–Questo articolo è pubblicato daproduttore di apparecchiature per rivestimento sottovuotoTecnologia Guangdong Zhenhua.
Data di pubblicazione: 5 agosto 2023