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為了使平板太陽能集熱器吸熱板可以最大限度地吸收太陽輻射能并將其轉換成熱能,在吸熱板上應覆蓋有深色的涂層,這稱為太陽能吸收涂層。
吸熱板的涂層材料對吸收太陽輻射能量起非常重要的作用。因為太陽輻射的波長主要集中在0.3~2.5μm的范圍內,而吸熱板的熱輻射則主要集中在2~20μm的波長范圍內,要增強吸熱板對太陽輻射的吸收能力,又要減小熱損失,降低吸熱板的熱輻射,就需要采用選擇性涂料。選擇性涂料是對太陽短波輻射具有較高吸收率,而對長波熱輻射發射率卻較低的一種涂料,目前國內外的生產廠大多采用磁控濺射的方法制作選擇性涂層,可達到吸收率0.93~0.95,發射率0.12~0.04,大大提高了產品熱性能。
吸收涂層可分為兩大類:
⑴非選擇性吸收涂層和選擇性吸收涂層。
⑵非選擇性吸收涂層是指其光學特性與輻射波長無關的吸收涂層;選擇性吸收涂層則是指其光學特性隨輻射波長不同有顯著變化的吸收涂層。
一般而言,要單純達到高的太陽吸收比并不十分困難,難的是要在保持高的太陽吸收比的同時又達到低的發射率。對于選擇性吸收涂層來說,隨著太陽吸收比的提高,往往發射率也隨之升高;對于通常使用的黑板漆來說,其太陽吸收比可高達0.95,但發射率也在0.90左右,所以屬于非選擇性吸收涂層。
選擇性吸收涂層可以用多種方法來制備,如噴涂方法、化學方法、電化學方法、真空蒸發方法、磁控濺射方法等。采用這些方法制備的選擇性吸收涂層,絕大多數的太陽吸收比都可達到0.90以上,但是它們可達到的發射率范圍卻有明顯的區別。從發射率的性能角度出發,上述各種方法優劣的排列順序應是:磁控濺射方法、真空蒸發方法、電化學方法、化學方法、噴涂方法。當然,每種方法的發射率值都有一定的范圍,某種涂層的實際發射率值取決于制備該涂層工藝優化的程度。
按吸熱板涂層可分類為:電鍍涂層、化學表面轉化涂層、真空鍍涂層。
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