Применение солнечной энергии

ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ

поверхностью и некоторыми реальными поверхностями показано на рис. 3.6, где представлены данные из рабо4 ты Макдональда [25]. Реальные селективные поверхнон сти не обнаруживают резкого увеличения отражательн ной способности при определенной пороговой длине! волны, и их свойства постепенно изменяются с длиной^ волны. Интегрирование спектральных характеристик та"

кой поверхности по спектру собственного излучения позволяет оценить степень ее черноты в длинноволновом диапазоне, а интегрирование в солнечном спектре — по-И глощательную способность по отношению к солнечном)* излучению. *

Влияние на характеристики коллектора увеличени числа покрытий и применения селективной поверхности иллюстрируется данными табл. 3.1, в которой приведен^ значения потерь в окружающую среду через прозрачнунЯ изоляцию при средней скорости ветра 5 м/с и температур ре наружного воздуха 10°С. Пластина коллектора ра^ сматривается при температурах 40 и 80°С; первое зн чение типично для летних климатических условий н Британских островах, а второе характерно для многи: процессов использования тепла. Потери через днище J боковые стенки коллектора не учитываются. Приведе ные цифры основаны на данных Даффи и Бекмана [Г Уменьшение потерь энергии в результате применен селективной поверхности становится все более суще< венным по мере повышения температуры поглощающ

пластины. Любое снижение потерь энергии повышает эф­фективность работы коллектора, и суммарное годовое увеличение полезной энергии, полученное за счет исполь­зования селективных покрытий, зависит от числа часов в году, когда плотность потока падающей солнечной ра­диации достаточно велика, чтобы коллектор мог достиг­нуть температур, при которых эффект применения се­лективных поверхностей становится существенным. Со-

ществлял нанесение тонкодисперсных слоев металлов на4 полированные металлические подложки; другой способ состоит в нанесении тонких полупроводящих слоев, КО-] торые поглощают коротковолновое, но пропускают длин-! новолновое излучение, в результате чего металлическая! подложка определяет низкую степень черноты В ДЛИННО-] волновом диапазоне. Создание на поверхности микроше-1 роховатости увеличит только поглощательную способ-1 ность в коротковолновом диапазоне. Поверхности с V-1 образными канавками больших размеров (относительно] всех длин волн излучения) могут быть расположены та-! ким образом, что излучение, падающее в направлениях,! близких к направлению нормали ко всей поверхности, будет несколько раз отражаться внутри канавок. Пред­полагается [16], что можно получить значение а/є, рав­ное 9, при а=0,9, где е—степень черноты поглощаю-] щей поверхности.

Метод промышленного получения селективных по­верхностей и покрытий на медной поверхности описані Клоузом [30]. Медная пластина погружается в раствор,} состоящий из одной части хлорноватокислого натрия NaC102, двух частей гидроокиси натрия NaOH и двадца-1 ти частей .воды по массе. Пластина должна находить-] ся в растворе в течение десяти минут, при температуре около 62 °С. Как обычно, рекомендуется перед погруже-1 нием очистить и обезжирить пластину. Было установле­но, что КПД коллектора с одинарным остеклением и| селективной поверхностью, полученной указанным выше! способом, примерно на 10% выше КПД обычного кол-] лектора с неселективной поглощающей поверхностью id двойным остеклением.

Некоторые известные в литературе покрытия, наноси-] мые химическим способом, представляют собой совокуп] ность слоев цинка и никеля (черный никель) [27]І окись меди на меди [27, 28] и окись меди на алюминии [29]. Технология нанесения черного хрома фирмы «Хар| шоу Хромоникс» признавалась в 1975 г. одной из луч] ших, имеющих промышленное значение [25, 31, 32]. Эта модификация хорошо известного метода нанесенні обычного декоративного черного хрома гальванически!* способом. Сравнение нескольких покрытий типа черны! хром с другими селективными покрытиями, используеі мыми в гелиотехнике, дано в табл. 3.2.

Селективная поверхность С ВЫСОКИМ отношением П0ІІ

глотательной способности к степени черноты (а/е = 20) и а~1 была получена при нанесении черного золота [33, 34] на отражающую подложку, например, медь. От­носительно недорогой электрохимический способ нанесе­ния покрытий на основе окиси хрома, известный в про­мышленности под названием «Соларокс», был разрабо­тан в Австралии [35]. Типичные значения а/е составля­ют 18 при 25°С и уменьшаются до 7,5 при 300°С.