Zgodovina uporabe sončne toplote je daljša od zgodovine uporabe fotovoltaike. Komercialni sončni grelniki vode so se pojavili leta 1891. Uporaba sončne toplote temelji na absorpciji sončne svetlobe, svetlobni energiji, ki se po neposredni uporabi ali shranjevanju pretvori v toplotno energijo, in jo lahko pretvorimo tudi v električno energijo s parnimi generatorji. Uporaba sončne toplote se lahko glede na temperaturno območje razdeli v tri kategorije: nizkotemperaturna uporaba (<100 °C), ki se uporablja predvsem za ogrevanje bazenov, predgrevanje prezračevalnega zraka itd.; srednjetemperaturna uporaba (100 ~ 400 °C), ki se uporablja predvsem za ogrevanje sanitarne vode in prostorov, procesno ogrevanje v industriji itd.; visokotemperaturna uporaba (>400 °C), ki se uporablja predvsem za industrijsko ogrevanje, proizvodnjo toplotne energije itd. Z uveljavljanjem kolektorskih sistemov za proizvodnjo energije so raziskave fototermičnih materialov, odpornih na srednje in visoke temperature ter okolju prijaznih, postale prednostna naloga.
Tehnologija tankih filmov igra pomembno vlogo tudi pri uporabi sončne toplote. Zaradi nizke gostote sončne energije na površini (približno 1 kW/m² opoldne) kolektorji potrebujejo veliko površino za zbiranje sončne energije. Veliko razmerje med površino in debelino sončnih fototermičnih folij povzroči, da so folije dovzetne za staranje, kar vpliva na življenjsko dobo sončne fototermične opreme. Ključne zahteve za sončne termične folije so trojne: visoka energetska učinkovitost, dolga življenjska doba in ekonomičnost. Spektralna selektivnost se uporablja za oceno energetske učinkovitosti sončnih termičnih folij. Dobra sončna termična folija mora imeti odlično absorpcijo v širokem razponu pasov sončnega sevanja in nizko toplotno emisivnost. Za oceno spektralne selektivnosti folije se uporablja koeficient a/e, kjer a pomeni sončno absorpcijo in e toplotno emisivnost. Toplotna učinkovitost različnih folij se precej razlikuje. Zgodnje folije, ki absorbirajo toploto, so bile sestavljene iz črnega premaza na kovinski foliji, ki je med absorpcijo toplote in segrevanjem izgubila do 45 odstotkov dolgovalovnega sevanja, kar je povzročilo le 50-odstotno zbiranje sončne energije. Učinkovitost fototermičnih folij je mogoče znatno izboljšati z uporabo spektralno selektivnih tankoplastnih materialov, kot je platina. kovina, krom ali karbidi in nitridi nekaterih prehodnih kovin. Fototermični filmi se običajno pripravijo s CVD ali magnetronskim razprševanjem, toplotna emisivnost pa se lahko zmanjša na samo 15 odstotkov za filme z učinkovitostjo zbiralnika do 80 odstotkov. Idealni spektralno selektivni zbiralniki imajo absorpcijski koeficient več kot 0,98 v glavnih pasovih sončnega spektra (<3 μm) in koeficient toplotnega sevanja manjši od 0,05 v pasu toplotnega sevanja 500 °C (>3 μm) ter so strukturno in obratovalno stabilni pri 500 °C v zračni atmosferi.
–Ta članek je objavljen s straniproizvajalec opreme za vakuumsko lakiranjeTehnologija Guangdong Zhenhua.
Čas objave: 05.08.2023