De geschiedenis van thermische zonne-energietoepassingen is langer dan die van fotovoltaïsche toepassingen. Commerciële zonneboilers verschenen in 1891. Thermische zonne-energietoepassingen worden door de absorptie van zonlicht omgezet in thermische energie na direct gebruik of opslag. Deze energie kan ook worden omgezet in elektriciteit door stoomgeneratoren te verwarmen. Thermische zonne-energietoepassingen kunnen worden onderverdeeld in drie categorieën op basis van het temperatuurbereik: toepassingen met lage temperaturen (<100 °C), voornamelijk gebruikt voor het verwarmen van zwembaden, het voorverwarmen van ventilatielucht, enz.; toepassingen met gemiddelde temperaturen (100 ~ 400 °C), voornamelijk gebruikt voor het verwarmen van warm water voor huishoudelijk gebruik en ruimteverwarming, procesverwarming in de industrie, enz.; toepassingen met hoge temperaturen (> 400 °C), voornamelijk gebruikt voor industriële verwarming, thermische energieopwekking, enz. Met de promotie van het collector-energieopwekkingssysteem is onderzoek naar bestendigheid tegen gemiddelde en hoge temperaturen en milieuvriendelijke fotothermische materialen een prioriteit geworden.
Dunnefilmtechnologie speelt ook een belangrijke rol bij toepassingen in zonnethermie. Vanwege de lage zonne-energiedichtheid aan het oppervlak (ongeveer 1 kW/m² rond het middaguur) hebben collectoren een groot oppervlak nodig om zonne-energie te verzamelen. De grote oppervlakte/dikteverhouding van fotothermische zonnefilms resulteert in films die gevoelig zijn voor veroudering, wat de levensduur van fotothermische apparatuur beïnvloedt. De belangrijkste vereisten voor thermische zonnefilms zijn drievoudig: hoge energie-efficiëntie, lange levensduur en zuinig. Spectrale selectiviteit wordt gebruikt om de energie-efficiëntie van thermische zonnefilms te evalueren. Een goede thermische zonnefilm moet een uitstekende absorptie hebben over een breed bereik van zonnestralingsbanden en een lage thermische emissiviteit. a/e-coëfficiënt wordt gebruikt om de spectrale selectiviteit van de film te evalueren, waarbij a staat voor zonne-absorptievermogen en e voor thermische emissiviteit. De thermische prestaties van verschillende films variëren aanzienlijk. Vroege warmte-absorberende films bestonden uit een zwarte coating op een metaalfolie, die tot 45 procent van de uitgezonden langgolvige straling verloor toen het warmte absorbeerde en opwarmde, wat resulteerde in een zonne-energieoogst van slechts 50 procent. De efficiëntie van Fotothermische films kunnen aanzienlijk worden verbeterd door gebruik te maken van spectraal selectieve dunnefilmmaterialen zoals platinametaal, chroom of carbiden en nitriden van sommige overgangsmetalen. Fotothermische films worden meestal vervaardigd door middel van CVD of magnetronsputteren, en de thermische emissiviteit kan worden verlaagd tot slechts 15 procent voor films met een collectorrendement tot 80 procent. Ideale spectraal selectieve collectorfilms hebben een absorptiecoëfficiënt van meer dan 0,98 in de hoofdbanden van het zonnespectrum (<3 µm) en een thermische stralingscoëfficiënt van minder dan 0,05 in de thermische stralingsband van 500 °C (>3 µm). Ze zijn structureel en qua prestaties stabiel bij 500 °C in een luchtatmosfeer.
–Dit artikel is gepubliceerd doorfabrikant van vacuümcoatingapparatuurGuangdong Zhenhua-technologie.
Plaatsingstijd: 5 augustus 2023