태양열 응용 분야의 역사는 태양광 응용 분야보다 길며, 상업용 태양열 온수기는 1891년에 등장했습니다. 태양열 응용 분야는 햇빛을 흡수하여 빛 에너지를 열 에너지로 변환한 후 직접 사용하거나 저장한 후 증기 구동 발전기를 가열하여 전기로 변환할 수도 있습니다. 태양열 응용 분야는 온도 범위에 따라 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 저온 응용 분야(<100C)는 주로 수영장 난방, 환기 공기 예열 등에 사용되고, 중온 응용 분야(100~400C)는 주로 가정용 온수 및 실내 난방, 산업 공정 가열 등에 사용됩니다. 고온 응용 분야(>400C)는 주로 산업용 난방, 화력 발전 등에 사용됩니다. 집열식 발전 시스템의 보급으로 중온 및 고온에 대한 저항성과 환경 친화적인 광열 재료 연구가 우선순위가 되었습니다.
박막 기술은 태양열 응용 분야에서도 중요한 역할을 합니다. 표면의 낮은 태양 에너지 밀도(정오에 약 1kW/m²)로 인해 수집기는 태양 에너지를 수집하기 위해 넓은 면적이 필요합니다. 태양 광열 필름의 큰 면적/두께 비율은 필름이 노화되기 쉽게 만들고, 이는 태양 광열 장비의 수명에 영향을 미칩니다. 태양열 필름의 핵심 요구 사항은 세 가지입니다. 높은 에너지 효율, 긴 수명 및 경제성입니다. 분광 선택성은 태양열 필름의 에너지 효율을 평가하는 데 사용됩니다. 좋은 태양열 필름은 광범위한 태양 복사 대역에서 우수한 흡수성과 낮은 열 방출률을 가져야 합니다. a/e 계수는 필름의 분광 선택성을 평가하는 데 사용되며, 여기서 a는 태양 흡수율을 나타내고 e는 열 방출률을 나타냅니다. 다른 필름의 열 성능은 상당히 다릅니다. 초기 열 흡수 필름은 금속 호일 위의 검은색 코팅으로 구성되어 열을 흡수하고 예열되면서 방출되는 장파장 복사의 최대 45%를 잃어버려 태양 에너지 수확량이 50%에 불과했습니다. 광열 필름의 효율은 다음과 같습니다. 백금 금속, 크롬, 또는 일부 전이 금속의 탄화물 및 질화물과 같은 분광 선택성 박막 재료를 사용하여 크게 개선되었습니다. 광열 필름은 일반적으로 CVD 또는 마그네트론 스퍼터링으로 제조되며, 최대 80%의 집광 효율을 가진 필름의 경우 열 방사율을 15%까지 낮출 수 있습니다. 이상적인 분광 선택성 집광 필름은 태양 스펙트럼의 주요 대역(<3um)에서 0.98 이상의 흡수 계수를, 500°C 열 복사 대역(>3um)에서 0.05 미만의 열 복사 계수를 가지며, 공기 분위기에서 500°C에서 구조적 및 성능적으로 안정적입니다.
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게시 시간: 2023년 8월 5일