История применения солнечной тепловой энергии дольше, чем история применения фотоэлектрических систем. Коммерческие солнечные водонагреватели появились в 1891 году. Солнечная тепловая энергия, поглощая солнечный свет, преобразует световую энергию в тепловую после прямого использования или хранения, а также может быть преобразована в электричество путем нагрева паровых генераторов. Солнечные тепловые системы можно разделить на три категории в зависимости от температурного диапазона: низкотемпературные (<100°C), в основном используемые для обогрева бассейнов, предварительного подогрева вентиляционного воздуха и т. д.; среднетемпературные (100–400°C), в основном используемые для горячего водоснабжения и отопления помещений, технологического нагрева в промышленности и т. д.; высокотемпературные (>400°C), в основном используемые для промышленного отопления, выработки тепловой энергии и т. д. С развитием систем выработки электроэнергии с помощью коллекторов исследования фототермических материалов, устойчивых к средним и высоким температурам и воздействию окружающей среды, стали приоритетными.
Технология тонких пленок также играет важную роль в применении солнечной тепловой энергии. Из-за низкой плотности солнечной энергии на поверхности (около 1 кВт/м² в полдень) коллекторам требуется большая площадь для сбора солнечной энергии. Большое соотношение площади к толщине солнечных фототермических пленок приводит к их старению, что влияет на срок службы солнечного фототермического оборудования. Ключевые требования к солнечным тепловым пленкам тройные: высокая энергоэффективность, длительный срок службы и экономичность. Спектральная селективность используется для оценки энергоэффективности солнечных тепловых пленок. Хорошая солнечная тепловая пленка должна обладать отличным поглощением в широком диапазоне полос солнечного излучения и низкой тепловой излучательной способностью. Коэффициент a/e используется для оценки спектральной селективности пленки, где a обозначает поглощение солнечного излучения, а e — тепловую излучательную способность. Тепловые характеристики различных пленок значительно различаются. Ранние теплопоглощающие пленки представляли собой черное покрытие на металлической фольге, которое теряло до 45 процентов длинноволнового излучения, испускаемого при поглощении тепла и нагреве, что приводило к сбору солнечной энергии лишь на 50 процентов. Эффективность фототермических пленок может быть Значительно улучшены свойства за счет использования спектрально-селективных тонкопленочных материалов, таких как платина, хром или карбиды и нитриды некоторых переходных металлов. Фототермические пленки обычно получают методом химического осаждения из газовой фазы (CVD) или магнетронного распыления, а тепловое излучение может быть снижено до 15 процентов для пленок с эффективностью коллектора до 80 процентов. Идеальные спектрально-селективные коллекторные пленки имеют коэффициент поглощения более 0,98 в основных полосах солнечного спектра (<3 мкм) и коэффициент теплового излучения менее 0,05 в полосе теплового излучения при 500 °C (>3 мкм), а также структурно и функционально стабильны при 500 °C в воздушной атмосфере.
–Данная статья опубликованапроизводитель оборудования для вакуумного напыленияТехнология Гуандун Чжэньхуа.
Дата публикации: 05.08.2023