सौर औष्णिक उपयोगांचा इतिहास फोटोव्होल्टेइक उपयोगांपेक्षा जुना आहे. व्यावसायिक सौर वॉटर हीटर १८९१ मध्ये अस्तित्वात आले. सौर औष्णिक उपयोगांमध्ये सूर्यप्रकाश शोषून घेतला जातो, प्रकाश ऊर्जेचे औष्णिक ऊर्जेत रूपांतर केले जाते आणि त्याचा थेट वापर किंवा साठवणूक केली जाते. तसेच, वाफेवर चालणाऱ्या जनरेटरला गरम करून या ऊर्जेचे विजेमध्ये रूपांतर करता येते. सौर औष्णिक उपयोगांचे तापमानाच्या श्रेणीनुसार तीन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: कमी-तापमानाचे उपयोग (<१००°C), जे प्रामुख्याने स्विमिंग पूल गरम करणे, व्हेंटिलेशनमधील हवा पूर्व-गरम करणे इत्यादींसाठी वापरले जातात; मध्यम-तापमानाचे उपयोग (१००°C ~ ४००°C), जे प्रामुख्याने घरगुती गरम पाणी आणि खोली गरम करणे, उद्योगातील प्रक्रिया गरम करणे इत्यादींसाठी वापरले जातात; आणि उच्च-तापमानाचे उपयोग (>४००°C), जे प्रामुख्याने औद्योगिक उष्णता, औष्णिक वीज निर्मिती इत्यादींसाठी वापरले जातात. कलेक्टर वीज निर्मिती प्रणालीच्या प्रसारामुळे, मध्यम आणि उच्च तापमानास प्रतिरोधक तसेच पर्यावरणास अनुकूल फोटोथर्मल सामग्रीचे संशोधन हे एक प्राधान्य बनले आहे.
सौर औष्णिक अनुप्रयोगांमध्येही थिन फिल्म तंत्रज्ञान महत्त्वाची भूमिका बजावते. पृष्ठभागावरील कमी सौर ऊर्जा घनतेमुळे (दुपारच्या वेळी सुमारे १ किलोवॅट/मी²), सौर ऊर्जा गोळा करण्यासाठी संग्राहकांना मोठ्या क्षेत्राची आवश्यकता असते. सौर फोटोथर्मल फिल्म्सच्या मोठ्या क्षेत्रफळ/जाडी गुणोत्तरामुळे त्या लवकर खराब होतात, ज्यामुळे सौर फोटोथर्मल उपकरणांच्या आयुर्मानावर परिणाम होतो. सौर थर्मल फिल्म्ससाठी तीन प्रमुख आवश्यकता आहेत: उच्च ऊर्जा कार्यक्षमता, दीर्घ आयुर्मान आणि किफायतशीरपणा. सौर थर्मल फिल्म्सच्या ऊर्जा कार्यक्षमतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी वर्णक्रमीय निवडक्षमतेचा (स्पेक्ट्रल सिलेक्टिव्हिटी) वापर केला जातो. एका चांगल्या सौर थर्मल फिल्ममध्ये सौर किरणोत्सर्गाच्या विस्तृत पट्ट्यांवर उत्कृष्ट शोषण आणि कमी औष्णिक उत्सर्जनक्षमता असणे आवश्यक आहे. फिल्मच्या वर्णक्रमीय निवडक्षमतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी a/e गुणांकाचा वापर केला जातो, जिथे 'a' सौर शोषकता (solar absorptivity) आणि 'e' औष्णिक उत्सर्जनक्षमता (thermal emissivity) दर्शवते. वेगवेगळ्या फिल्म्सची औष्णिक कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या बदलते. सुरुवातीच्या उष्णता-शोषक फिल्म्समध्ये धातूच्या फॉइलवर काळ्या रंगाचा लेप असायचा, जो उष्णता शोषून गरम झाल्यामुळे उत्सर्जित होणाऱ्या दीर्घ-तरंगलांबीच्या किरणोत्सर्गापैकी ४५ टक्क्यांपर्यंत गमावत असे, परिणामी केवळ ५० टक्के सौर ऊर्जा गोळा होत असे. फोटोथर्मल फिल्म्सची कार्यक्षमता वापरून लक्षणीयरीत्या सुधारली जाऊ शकते. वर्णक्रमीय निवडक पातळ-फिल्म सामग्री जसे की प्लॅटिनम धातू, क्रोमियम, किंवा काही संक्रमण धातूंचे कार्बाइड आणि नायट्राइड. फोटोथर्मल फिल्म्स सामान्यतः सीव्हीडी (CVD) किंवा मॅग्नेट्रॉन स्पटरिंगद्वारे तयार केल्या जातात आणि ८० टक्क्यांपर्यंत संग्राहक कार्यक्षमता असलेल्या फिल्म्ससाठी औष्णिक उत्सर्जनक्षमता १५ टक्क्यांपर्यंत कमी केली जाऊ शकते. आदर्श वर्णक्रमीय निवडक संग्राहक फिल्म्समध्ये सौर वर्णपटाच्या मुख्य पट्ट्यांमध्ये (<३ मायक्रॉन) ०.९८ पेक्षा जास्त शोषण गुणांक आणि ५००°C औष्णिक विकिरण पट्ट्यामध्ये (>३ मायक्रॉन) ०.०५ पेक्षा कमी औष्णिक विकिरण गुणांक असतो, आणि त्या हवेच्या वातावरणात ५००°C तापमानावर संरचनात्मक आणि कार्यक्षमतेच्या दृष्टीने स्थिर असतात.
हा लेख यांनी प्रकाशित केला आहेव्हॅक्यूम कोटिंग उपकरण निर्माताग्वांगडोंग झेन्हुआ तंत्रज्ञान.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०५-ऑगस्ट-२०२३