A história das aplicações de energia solar térmica é mais antiga que a das aplicações fotovoltaicas; os aquecedores solares comerciais de água surgiram em 1891. As aplicações de energia solar térmica funcionam através da absorção da luz solar, convertendo a energia luminosa em energia térmica. Após uso direto ou armazenamento, a energia também pode ser convertida em eletricidade por meio do aquecimento de geradores a vapor. As aplicações de energia solar térmica podem ser divididas em três categorias de acordo com a faixa de temperatura: aplicações de baixa temperatura (<100°C), utilizadas principalmente para aquecimento de piscinas, pré-aquecimento de ar em sistemas de ventilação, etc.; aplicações de média temperatura (100°C a 400°C), utilizadas principalmente para aquecimento de água doméstica e ambientes, aquecimento de processos industriais, etc.; e aplicações de alta temperatura (>400°C), utilizadas principalmente para aquecimento industrial, geração de energia térmica, etc. Com o avanço dos sistemas de geração de energia por coletores, a pesquisa de materiais fototérmicos resistentes a temperaturas médias e altas e ambientalmente sustentáveis tornou-se uma prioridade.
A tecnologia de película fina também desempenha um papel importante em aplicações de energia solar térmica. Devido à baixa densidade de energia solar na superfície (cerca de 1 kW/m² ao meio-dia), os coletores precisam de uma grande área para captar a energia solar. A grande relação área/espessura dos filmes fototérmicos solares resulta em filmes suscetíveis ao envelhecimento, o que afeta a vida útil dos equipamentos fototérmicos solares. Os principais requisitos para filmes térmicos solares são três: alta eficiência energética, longa vida útil e custo-benefício. A seletividade espectral é usada para avaliar a eficiência energética dos filmes térmicos solares. Um bom filme térmico solar precisa ter excelente absorção em uma ampla faixa de bandas de radiação solar e baixa emissividade térmica. O coeficiente a/e é usado para avaliar a seletividade espectral do filme, onde a representa a absortividade solar e e representa a emissividade térmica. O desempenho térmico de diferentes filmes varia consideravelmente. Os primeiros filmes absorventes de calor consistiam em um revestimento preto sobre uma folha de metal, que perdia até 45% da radiação de comprimento de onda longo emitida ao absorver calor e aquecer, resultando em uma captação de energia solar de apenas 50%. A eficiência dos filmes fototérmicos pode ser significativamente melhorada. Utilizando materiais de película fina com seletividade espectral, como platina metálica, cromo ou carbetos e nitretos de alguns metais de transição, os filmes fototérmicos são geralmente preparados por deposição química em fase vapor (CVD) ou pulverização catódica por magnetron, e a emissividade térmica pode ser reduzida para até 15% em filmes com eficiência de coleta de até 80%. Filmes coletores com seletividade espectral ideais apresentam um coeficiente de absorção superior a 0,98 nas principais bandas do espectro solar (<3 µm) e um coeficiente de radiação térmica inferior a 0,05 na banda de radiação térmica de 500 °C (>3 µm), além de serem estruturalmente e funcionalmente estáveis a 500 °C em atmosfera de ar.
–Este artigo foi publicado porfabricante de equipamentos de revestimento a vácuoTecnologia Guangdong Zhenhua.
Data da publicação: 05/08/2023