De geschiedenis van thermische zonne-energie is langer dan die van fotovoltaïsche zonne-energie. Commerciële zonneboilers verschenen al in 1891. Thermische zonne-energie wordt door de absorptie van zonlicht omgezet in warmte-energie. Deze warmte-energie kan na direct gebruik of opslag worden omgezet in elektriciteit door stoomgeneratoren te verwarmen. Thermische zonne-energie kan worden onderverdeeld in drie categorieën op basis van het temperatuurbereik: lage-temperatuurtoepassingen (<100 °C), voornamelijk gebruikt voor zwembadverwarming, voorverwarming van ventilatielucht, enz.; middelhoge-temperatuurtoepassingen (100-400 °C), voornamelijk gebruikt voor warm water in huishoudens en ruimteverwarming, procesverwarming in de industrie, enz.; hoge-temperatuurtoepassingen (>400 °C), voornamelijk gebruikt voor industriële verwarming, thermische energieopwekking, enz. Met de opkomst van collector-energieopwekkingssystemen is onderzoek naar fotothermische materialen die bestand zijn tegen middelhoge en hoge temperaturen en milieuomstandigheden een prioriteit geworden.
Dunnefilmtechnologie speelt ook een belangrijke rol in thermische zonne-energie toepassingen. Door de lage zonne-energiedichtheid aan het oppervlak (ongeveer 1 kW/m² rond het middaguur) hebben collectoren een groot oppervlak nodig om zonne-energie op te vangen. De grote verhouding tussen oppervlakte en dikte van fotothermische zonnefilms resulteert in films die gevoelig zijn voor veroudering, wat de levensduur van fotothermische zonneapparatuur beïnvloedt. De belangrijkste eisen voor fotothermische zonnefilms zijn drieledig: hoge energie-efficiëntie, lange levensduur en economische efficiëntie. Spectrale selectiviteit wordt gebruikt om de energie-efficiëntie van fotothermische zonnefilms te evalueren. Een goede fotothermische zonnefilm moet een uitstekende absorptie hebben over een breed spectrum aan zonnestraling en een lage thermische emissiviteit. De a/e-coëfficiënt wordt gebruikt om de spectrale selectiviteit van de film te evalueren, waarbij a staat voor zonne-absorptie en e voor thermische emissiviteit. De thermische prestaties van verschillende films variëren aanzienlijk. Vroege warmteabsorberende films bestonden uit een zwarte coating op een metalen folie, die tot 45 procent van de uitgezonden langgolvige straling verloor doordat deze warmte absorbeerde en opwarmde, wat resulteerde in een zonne-energieopbrengst van slechts 50 procent. De efficiëntie van fotothermische films kan De prestaties kunnen aanzienlijk worden verbeterd door het gebruik van spectraal selectieve dunnefilmmaterialen zoals platina, chroom of carbiden en nitriden van bepaalde overgangsmetalen. Fotothermische films worden meestal vervaardigd met behulp van CVD of magnetron sputteren, en de thermische emissiviteit kan worden teruggebracht 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 500 °C thermische stralingsband (>3 µm), en zijn structureel en qua prestaties stabiel bij 500 °C in een luchtatmosfeer.
–Dit artikel is gepubliceerd doorfabrikant van vacuümcoatingapparatuurGuangdong Zhenhua-technologie.
Geplaatst op: 05-08-2023