Historia zastosowań energii słonecznej jest dłuższa niż historia zastosowań fotowoltaicznych. Komercyjne solarne podgrzewacze wody pojawiły się w 1891 roku. Zastosowania energii słonecznej polegają na absorpcji światła słonecznego, energii świetlnej w energię cieplną, która po bezpośrednim wykorzystaniu lub magazynowaniu może być przekształcana w energię elektryczną poprzez ogrzewanie generatorów parowych. Zastosowania energii słonecznej można podzielić na trzy kategorie w zależności od zakresu temperatur: zastosowania niskotemperaturowe (<100°C), głównie do ogrzewania basenów, wstępnego podgrzewania powietrza wentylacyjnego itp.; zastosowania średniotemperaturowe (100–400°C), głównie do podgrzewania wody użytkowej i ogrzewania pomieszczeń, ogrzewania procesowego w przemyśle itp.; zastosowania wysokotemperaturowe (>400°C), głównie do ogrzewania przemysłowego, wytwarzania energii cieplnej itp. Wraz z rozwojem kolektorów słonecznych, badania nad odpornością na średnie i wysokie temperatury oraz odpornością na czynniki środowiskowe materiałów fototermicznych stały się priorytetem.
Technologia cienkowarstwowa odgrywa również ważną rolę w zastosowaniach solarnych. Ze względu na niską gęstość energii słonecznej na powierzchni (około 1 kW/m² w południe), kolektory potrzebują dużej powierzchni do zbierania energii słonecznej. Duży stosunek powierzchni do grubości folii fototermicznych powoduje, że folie są podatne na starzenie, co wpływa na żywotność urządzeń fototermicznych. Kluczowe wymagania dla folii termicznych są potrójne: wysoka efektywność energetyczna, długa żywotność i ekonomiczność. Selektywność widmowa jest wykorzystywana do oceny efektywności energetycznej folii termicznych. Dobra folia termiczna musi charakteryzować się doskonałą absorpcją w szerokim zakresie pasm promieniowania słonecznego i niską emisyjnością cieplną. Współczynnik a/e jest wykorzystywany do oceny selektywności widmowej folii, gdzie a oznacza absorpcję słoneczną, a e oznacza emisyjność cieplną. Wydajność cieplna różnych folii znacznie się różni. Wczesne folie pochłaniające ciepło składały się z czarnej powłoki na folii metalowej, która traciła do 45 procent emitowanego promieniowania długofalowego podczas pochłaniania ciepła i nagrzewania się, co skutkowało pozyskiwaniem energii słonecznej na poziomie zaledwie 50 procent. Wydajność fototermiczna Warstwy można znacząco ulepszyć, stosując selektywne widmowo materiały cienkowarstwowe, takie jak platyna, chrom lub węgliki i azotki niektórych metali przejściowych. Warstwy fototermiczne są zazwyczaj przygotowywane metodą CVD lub rozpylania magnetronowego, a emisyjność termiczna może zostać zredukowana do zaledwie 15% w przypadku warstw o wydajności kolektora do 80%. Idealne selektywne widmowo warstwy kolektora charakteryzują się współczynnikiem absorpcji większym niż 0,98 w głównych pasmach widma słonecznego (<3 µm) i współczynnikiem promieniowania cieplnego mniejszym niż 0,05 w paśmie promieniowania cieplnego 500°C (>3 µm) oraz są stabilne strukturalnie i pod względem wydajności w temperaturze 500°C w atmosferze powietrza.
– Artykuł ten został opublikowany przezproducent urządzeń do powlekania próżniowegoTechnologia Guangdong Zhenhua.
Czas publikacji: 05.08.2023