Разработка эффективного селективного покрытия и конструкции солнечного теплового коллектора с рекомендациями по его использованию Текст научной статьи по специальности «Энергетика»
Аннотация научной статьи по энергетике, автор научной работы — Гурин Валерий Николаевич, Яшков Игорь Олегович, Гурин Дмитрий Валерьевич
Расматриваются основы создания эффективного селективного покрытия для активного элемента преобразователя солнечной энергии в тепловую. Показывается, что предложенная технология и конструкция активного элемента позволяет повысить эффективность преобразования солнечной энергии в тепловую на 18-20% по сравнению с существующими. Описывается также разработанная конструкция солнечного теплового коллектора на основе активного элемента с эффективным селективным покрытием из черненного алюминия, полученного реактивным распылением в вакууме на алюминиевую фольгу. Приводятся теплоэнергетические показатели работы теплового коллектора в различных климатических зонах. Даются рекомендации по его применению.
Похожие темы научных работ по энергетике , автор научной работы — Гурин Валерий Николаевич, Яшков Игорь Олегович, Гурин Дмитрий Валерьевич,
The Development Efficient Selective Covering аnd Designs оf the Solar Heat Collector With Recommendation on Its Use
In article the analysis of use of alternative power sources is carried out. Advantage of transformation of solar energy in the thermal is shown. For converters of solar energy in thermal the effective selective covering and technology of its receiving is offered. The factor of absorption of energy of sunlight makes 98 % that for 20 % more than at colorful coverings widely applied now a varnish on the basis of chrome oxides. The design of a thermal collector is offered, recommendations about its application in systems for water heating аге made.
Текст научной работы на тему «Разработка эффективного селективного покрытия и конструкции солнечного теплового коллектора с рекомендациями по его использованию»
УДК 662.997; 621.38: 535.215
В.Н. ГУРИН, И.О. ЯШКОВ, Д.В. ГУРИН
РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОГО СЕЛЕКТИВНОГО ПОКРЫТИЯ И КОНСТРУКЦИИ СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОВОГО КОЛЛЕКТОРА С РЕКОМЕНДАЦИЯМИ ПО ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ
1. Анализ состояния экологически чистых источников энергии
В настоящее время человечество активно внедряет новые экологически чистые источники энергии и в течение ближайших десятилетий нужно внедрить в повседневную жизнь возобновляемые экологически чистые источники энергии, прежде всего, такие как ветроэнергетика и гелиоэнергетики. В противном случае грядущие экологические катастрофы поставят под угрозу возможность дальнейшего существования жизни на нашей планете.
Являясь базовой отраслью, энергетика Украина включает в себя атомную энергетику, гидроэнергетику и тепловую энергетику. К 2100 году интегральное потребление энергии более чем вдвое превысит известные оценки экономически доступных природных ресурсов [1,2]. Интенсивное использование традиционных источников энергии привело к появлению ряда экологических проблем. Самые острые по своим неблагоприятным последствиям — увеличение выбросов в атмосферу углекислого газа и уменьшение толщины озонового слоя. Так, каждый киловатт мощности тепловой электростанции за один год вырабатывает в качестве побочных продуктов в среднем 2,4 т золы, 30 кг окиси серы и 3 кг окиси углерода. За последние 100 лет концентрация углекислого газа в атмосфере Земли повысилась на 13% [1,2].
Атомные электростанции вырабатывают электроэнергию, которая сегодня является более дешевой, чем электроэнергия, вырабатываемая тепловыми электростанциями. Однако при работе атомной электростанции около 99% топлива идет в отходы, которые представляют собой радиоактивные продукты расщепления. Общеизвестно, что утилизация радиоактивных отходов является дорогостоящей операцией, требующей постоян-
ного экологического надзора. Выходом из сложившегося положения является использование энергии солнца.
Для оценки возможностей солнечной энергетики округленно считают, что плотность потока солнечной радиации вне атмосферы Земли равна 1.4 кВт/м2 , а на уровне океана на экваторе в полдень 1 кВт/м2 [3]. Общая мощность солнечной радиации, перехватываемая нашей планетой, составляет 1,7*1014 кВт. Это колоссальная мощность, примерно в 500 раз превышает предельные потребности человеческой цивилизации, составляющие 3* 1011 кВт. Если оценить всю солнечную энергию, которую наша планета получает за один год, то она составит 1018 кВтч, что примерно в 10 раз больше энергии всех разведанных и неразведанных ископаемых топлив, включая и расщепляющиеся вещества.
Солнечная энергетика доступна повсеместно и это экологически чистый источник энергии, позволяющий использовать его во все возрастающих масштабах без негативного влияния на окружающую среду.
Основными направлениями использования солнечной энергии считаются:
— прямое превращение солнечной энергии в электрическую;
— получение тепла путем абсорбции солнечного излучения.
Получение такого низкотемпературного тепла можно осуществить с помощью плоских тепловых коллекторов, работающих на принципе тепличного эффекта [4]. Физическая суть этого эффекта заключается в преобразовании солнечного излучения тепловым коллектором, покрытым прозрачным для солнечных лучей материалом, внутри которого находится нагреваемый теплоприемник, с минимизированным рассеиванием тепловой энергии. Так как основная интенсивность солнечного излучения в наземных условиях находится в спектральном интервале 0,4мкм -1,8мкм, то в качестве прозрачного верхнего слоя используется обычное стекло. Коэффициент пропускания стекла в этом спектральном диапазоне достигает 95% . Расположенный в нижней части коллектора, тепло-приемник представляет собой абсорбирующее покрытие с коэффициентом поглощения солнечного излучения до 90%. Поглощая прямое солнечное излучение, это абсорбирующее покрытие даже без верхнего стекла может нагреваться в зависимости от мощности падающего излучения до 50-80оС. Нагретое до таких температур тело излучает тепловую энергию, основная мощность которого находится в инфракрасном диапазоне
Для спектрального диапазона, соответствующего инфракрасному излучению, стекло обладает низким коэффициентом пропускания. Это и приводит к тепличному эффекту, заключающемуся в накоплении энергии под стеклом и увеличении температуры тепло-приемника до 160 оС, если преобразованная энергия не выводится из коллектора теплоносителем. В рабочем режиме накопленное тепло расходуется на нагрев воздуха или воды, которые циркулируют через коллектор. В средней полосе Европы в летний период их производительность может достигать 50-60 литров воды. Вода может нагреваться до 60-70 оС с каждого квадратного метра в день [1] . КПД солнечного коллектора составляет порядка 70% и зависит от температуры окружающей среды, плотности потока солнечной энергии и температуры, до которой необходимо нагревать воду в коллекторе. С уменьшением температуры, до которой необходимо нагреть воду, циркулирующую через коллектор, КПД коллектора увеличивается. Однако стандартная температура нагреваемой воды составляет 50 оС. Для солнечного коллектора основной технической характеристикой является объем воды или воздуха, нагреваемых до заданной температуры в течение светового дня квадратным метром коллектора. Этот параметр зависит от времени года и географического положения места, в котором устанавливаются коллекторы.
Эффективность солнечного коллектора может быть увеличена при использовании на теплоприемной поверхности селективно поглощающих покрытий, которые обладают свойством хорошо поглощать видимую часть солнечного спектра и практически не излучать в инфракрасной области спектра [5- 7]. Селективные покрытия представляют собой единственный наукоемкий элемент в конструкции солнечного коллектора.
Цель работы — создание селективного покрытия, которое обеспечивало бы наиболее эффективное поглощение солнечной энергии, и разработка на его базе солнечного теплового коллектора.
2. Исследование характеристик селективного покрытия и разработка на его
основе теплового коллектора
Авторами, совместно с НТУ «Харьковский Политехнический Институт», предложено селективное покрытие на основе черненого алюминия, полученного путем реактивного (в смеси кислорода и аргона) распыления алюминия в вакууме, и проведены его испытания. Получены следующие основные характеристики покрытия [8] :
— коэффициент поглощения солнечного излучения as > 0,95;
— коэффициент излучения Е 50,12;
— покрытие повышает КПД на 18-22%.
Композиция на основе полиуретанового клея надежно крепит алюминиевую фольгу на поверхности. Ее рабочие температуры не ниже 140 °С, а тепловые перегрузки могут достигать 180-200°С без изменения качества соединения.
Таким образом, в результате испытаний установлено, что эффективность использования солнечного теплового коллектора, в котором применена пленка с предложенным селективным покрытием, повышается в среднем на 20%.
Известно, что возможна экономия топлива за счет использования солнечных пассивных систем отопления на основе архитектурно-планировочных и технических решений, или таких, как гелиоустановки в системах отопления, которые называются активными системами [9,10]. В активных системах солнечные лучи поступают в гелиоприемник — солнечный коллектор, где их энергия преобразуется в тепловую с расчетными параметрами. Количество аккумулируемого тепла определяется по формуле [11]:
где t2 и tj — начальная и конечная температура, оС; m — масса материала; c-теплоемкость материала, кДж/кг оС.
Для получения максимального теплового эффекта солнечную панель размещают так, чтобы солнце освещало ее максимальное время. Наклон панели должен быть 10-15″ плюс географическая широта, что для широты 45″ составляет примерно 55-60″. При этом появляется возможность стабильно нагревать воду и воздух до 50-60 оС и экономить на 1 м2 поверхности солнечных коллекторов 120-180 кг условного топлива в год. Стоимость 1 м2 солнечных коллекторов для нагрева воды зависит от конструкции и материала и составляет примерно $ 200-500.
Многие фирмы Европы разрабатывают, производят и поставляют коллекторы различной конструкции и стоимости. Среди них можно назвать украинские фирмы «Гелиотерм», специализированное научно-производственное объединение «Укргелиопром». Кроме того, «Укргелиопром» внедряет солнечные коллекторы английского производства. Внешнее покрытие из тедмара фирмы «Dupont» с оптическим КПД 92 %. Стоимость 1 м2 такой гелиоустановки с оборудованием от 20 до 350 американских долларов, гарантийный срок работы 5 лет.
Один из современных разработчиков и поставщиков солнечной техники и технологий в Германии » известная фирма «VIESSMANN». Она изготавливает два типа плоских солнечных коллекторов, горизонтальные и вертикальные, которые используются на плоских крышах [12].
При проектировании домов с гелиоустановками для оценки экономической эффективности сооружения солнечной установки необходимо учитывать, что затраты на 1 м2 окупятся уже за 5 лет эксплуатации за счет экономии топлива и электроэнергии [13,14].
Нами разработана конструкция плоского солнечного теплового коллектора на основе активного элемента, полученного вакуумным реактивным распылением алюминия на алюминиевую фольгу, движущуюся в процессе напыления с определенной скоростью. Конструкция теплового коллектора ТСК-1АСС и его особенности подробно описаны в [15].
Основные показатели коллектора ТСК- 1АСС:
габаритные размеры — 165х65х5 см; габаритная площадь — 1 м2; вес — до 17 кг;
давление теплоносителя в каналах абсорбера — 0,6 МПа; инерционность (нагрев воды 20-50°С при W=ll,5 л/ч и И=20°С) — 8 мин; срок службы — не меньше 15 лет.
Теплотворные характеристики колектора приведены в таблице.
Полученная тепловая энергия нагревания теплоносителя (воды) в кВт- ч Кол-во нагретой в течение летнего дня воды Температура нагретой воды
на день на год л/день °С
3,9. 5,1 795.. .1065 335.. .440 30
3,7. 4,9 760. 1030 160. 220 40
3,6. 4,8 732.. .998 105.. .140 50
3,5. 4,7 690.. .977 90. 120 55
Даже самый высококачественный солнечный коллектор сам по себе еще не гарантирует оптимальной эксплуатации солнечной установки. Здесь важно реализовать комплексное системное решение. На наш взгляд разработка солнечной установки фирмы Viessmann с применением разработанного нами теплового солнечного коллектора ТСК-1АСС будет наиболее эффективна. Фирма Viessmann поставляет также все компоненты, необходимые для автоматической регулировки работы солнечной установки:
— контроллер, согласованный с солнечной установкой,
— емкостный водонагреватель с низко расположенным теплообменником солнечных коллекторов,
— конструктивные детали, позволяющие улучшать регулировочные характеристики солнечной установки и таким образом добиваться ее максимальной отдачи.
Правильно рассчитанные солнечные установки с взаимно согласованными системными компонентами могут покрывать 50-60% годовой потребности в энергии для приготовления горячей воды в одно- и двух- квартирных жилых домах [16].
Сделан анализ состояния проблемы, связанной с применением альтернативных источников энергии. Показано, что преобразование солнечной энергии в тепловую является наиболее предпочтительным.
Научно новым является предложенное селективное покрытие на основе реактивно распыленного алюминия с коэффициентом поглощения 98% , что на 20% больше, чем у применяемых лакокрасочных покрытий на основе окислов хрома.
Практическое значение предложенного солнечного теплового коллектора ТСК-1АСС заключается в том, что он может быть использован в компонентах солнечной установки фирмы Viessmann, а также других фирм-разработчиков. Это позволит спроектировать эффективную систему горячего водоснабжения для бытовых нужд, обеспечить экономию ресурсов и в значительной мере улучшить экологическую ситуацию.
Дальнейшей задачей авторов является разработка эффективной и недорогой солнечной отечественной установки на основе теплового солнечного коллектора ТСК-1АСС, работающей в режиме автоматического регулирования параметров.
Список литературы: 1. Бойко, Б.Т. Физика фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии / Б.Т. Бойко, Ю.Г. Гуревич. Харьков.Основа. 1992. 225 с. 2.Шурчков, А..В. Енергетичний потенщал сонячного випромiнювання Украши / А.В.Шурчков, Г.М.Забарний, О.М.Щербина, О.Л.Пасечниченко // Ринок шсталяцшний. 2001. № 7. С. 14-15. 3. Преобразование солнечной энергии. Вопросы физики твердого тела Текст] / Под ред. Серафино Б. М.: Энергоиздат. 1987. 125 с. 4.Современное состояние и направления развития систем солнечноготеплоснабжения в Украине и мире. / Нетрадиц. энергетика в XXI веке: Докл. II Междунар. конф., Крым, Ялта, 17-22 сент. 2001 г./ М.Д.Рабинович. К. 2001.С. 115-117. 5. Справочник по физике / Под ред. Б.М. Яворского и А. А. Детлафа. Москва : 1986. 356 с. 6. RENEWABLE ENERGY WORD . 2000. Vol. 3. N2. С.25- 35. 7. Гелиоэнергетика — будущее Украины [ Электронный
ресурс]/ НТУ «ХПИ», Харьков. Режим доступа: htth//users/Kpi.Kharkov.ua/fmeg /gelioinukrfine.ht-18.01. 2008г. Загл. с экрана. 8. Гурин В.Н., Гурин Д.В. Разработка эффективного селективного покрытия для солнечных тепловых коллекторов / В.Н. Гурин, Д.В.Гурин // Вестник Международного Славянского Университета. Серия: «Технические науки», 2008. Том XI. №1. С.22-25. 9. Бутузов, В. А. Солнечное теплоснабжение: состояние дел и перспективы развития /В. А. Бутузов // Энергосбережение. 2000. №4. С.28-30. 10. Стронський Л.М. Сонячне випромшювання — альтернатива енерго-забезпечення Украши в контекст глобально! ситуацп / Л.М.Стронський // Ринок шсталяцшний. 2000. 6. С.28-29. 11.Тепловые насосы и солнечные коллекторы [Электронный ресурс] /Режим доступа http://board — of.crimea.ua / tovar /Bu — tent — ukrytie -pe. 02.03.2008. Загл. с экрана. 12.Солнечные коллекторы [ Электронный ресурс] / Режим доступа http// www. artclimat. com.ua/equipment / solar/1. 21.03.2008. Загл с экрана. 13. Viessmann техшка майбутнього // Ринок шсталяцшний. 2000. 6.С.19. 14. Исследование характеристик солнечных абсорбционных термо-трансформаторов на математической модели. Нетрадиц. энергетика в XXI веке: Докл. II Междунар. конф. Крым, Ялта, 17-22 сент. 2001 / А.Р.Ферт, И.П.Толстых. К., 2001. С. 126-128. 15.Гурин В.Н., Гурин Д.В. Разработка конструкции солнечного теплового коллектора и рекомендации по его использованию /В.Н.Гурин, Д.В. Гурин// Вестник Международного Славянского Университета. Серия: «Технические науки», 2008. Том XI. №1.С.14-19. 16. Гелиоустановки горячего водоснабжения в России: экономические и энергетические показатели: Нетрадиц. энергетика в XXI веке: Докл. II Междунар. конф. Крым, Ялта. 17-22 сент. 2001/ В.А.Бутузов. К.: 2001.С.113-115.
Поступила в редколлегию 11.03.2012 Гурин Валерий Николаевич, д-р техн. наук, профессор кафедры «Экономической кибернетики и управления экономической безопасностью» НТУ ХПИ. Научные интересы: разработка инвестиционных проектов. Увлечения: горный и водный туризм. Адрес: Украина, 61100, Харьков, ул. Тимирязева, 28, кв. 228, тел: 0634935462 (моб.), 3764242 (дом.), 7021490 (раб.).
Яшков Игорь Олегович, канд. техн. наук, доцент кафедры ТАПР ХНУРЭ. Научные интересы: автоматизация технологических процессов. Адрес: Украина, 61001, Харьков, пр. Гагарина, 21, кв.27, тел: 0679101493 (моб.)
Гурин Дмитрий Валерьевич, студент группы АКИТ-10-1 ХНУРЭ.Научные интересы: автоматизация технологических процессов. Увлечения: горный туризм, путешествия. Адрес: Украина, Харьков, ул. Тимирязева, 28, кв.228, тел. 0936455278 (моб.), 3764242 (дом.).
cyberleninka.ru
Абсорбер солнечного коллектора
Абсорбер – это ключевой элемент солнечного коллектора. В нём происходит процесс преобразования солнечной энергии в тепловую энергию и затем передача тепла теплоносителю. Для изготовления абсорбера применяются различные материалы, такие как, медь, алюминий, стекло. Так же абсорбер может иметь различную форму. Неизменным является то, что абсорбер находится на освещенной солнечным излучением части солнечного коллектора.
Для максимального поглощения солнечного излучения на абсорбер наносят специальное поглощающее селективное покрытие. Это покрытие обеспечивает максимально возможное поглощение солнечной энергии попадающей на абсорбер, при этом препятствует обратному излучению. Поглощающая способность обозначается символом альфа «α». Излучающая способность – символ эпсилон «ε».
Существуют различные способы нанесения поглощающего покрытия на поверхность абсорбера:
- нанесение происходит гальваническим способом (покрытие типа «черный хром»);
- нанесение путем напыления («синие слои»);
- цельнолистовой;
- перьевой;
- цилиндрический;
Поглощающая способность и отражение для различных типов покрытий абсорбера в процентах
Типы абсорберов в плоских солнечных коллекторах
Типы трубок в абсорбере плоского солнечного коллектора
Типы перьевых абсорберов. Вид в разрезе.
Типы цельнолистовых абсорберов. Вид в разрезе
Типы абсорберов в вакуумных трубчатых солнечных коллекторах
Типы абсорберов в вакуумных трубчатых коллекторах
Поделиться «Абсорбер солнечного коллектора»
solarsoul.net
Селективное покрытие для солнечных коллекторов
Важнейшей частью любого коллектора – плоского, вакуумного, воздушного – является абсорбер. Именно абсорбер преобразует энергию солнечного излучения в энергию тепловую. В плоских водяных и в воздушных коллекторах абсорбер в общем случае представляет собой металлический лист, покрашенный в черный цвет селективной краской для солнечных коллекторов. Причем в воздушном коллекторе абсорбер может быть выполнен с ребрами для увеличения площади нагреваемой поверхности. В вакуумных коллекторах абсорберы представляют собой тонкие пластины в вакуумных трубках. В плоских водяных и в вакуумных коллекторах абсорберы передают накопленное тепло теплоносителю. В воздушных коллекторах просто нагревают до высокой температуры воздух, находящийся в коллекторе. Но в любом случае важнейшую роль в процессе нагрева играет покрытие абсорбера.
Черный цвет — черному цвету рознь
Некоторые умельцы наносят селективное покрытие для солнечных коллекторов своими руками, наивно полагая, что, покрасив металлический лист черной краской, они решат все проблемы. Но черная краска бывает разная. И как эффективно будет работать коллектор, в огромной степени зависит от того, какой именно краской покрыт абсорбер. Дело в том, что черные краски различных составов по-разному реагируют на солнечный свет. Какая-то часть солнечной энергии поглощается, а какая-то отдается в виде теплового излучения, а результирующая эффективность будет очень низкой. Так, например, эффективность абсорбера, покрытого обычной черной краской, составляет всего 11%, в то время, как при покрытии другими типами красок эффективность может превышать 90%. Кроме того, обычные черные краски не обладают термостойкостью и при длительном нагревании начинают слоиться, отставать от основы.
Как работают различные покрытия
Главных показателей, которые характеризуют ту или иную черную краску для покрытия абсорбера, всего два. Это, во-первых, способность поглощения солнечной энергии и, во-вторых, способность покрытия поверхности к излучению энергии в длинноволновом диапазоне. Чем выше первый показатель и ниже второй, тем эффективнее покрытие. Так, например, два слоя покрытия «Черный никель» поверх гальванопокрытия из никеля на мягкой стали (согласно технологии деталь была погружена на шесть часов в кипящую воду) показали способность поглощения, равную 0.94. При этом способность излучения составила всего 0.07. Или «Черный никель», содержащий окиси и сульфиды никеля и цинка, нанесенный на полированный никель, имеет способность поглощения, равную 0.910, при способности излучения 0.11.
Новые составы, новые методы получения высокоэффективных абсорберов
Над поиском составов термостойких красок, способных по максимуму поглощать солнечную энергию, работают многие ученые. В Германии в 1980 году доктор Вольфганг Цезиаль и инженер Густав Кроз получили патент на «Способ получения селективно поглощающих площадей поверхности для солнечных коллекторов и устройство для реализации этого способа». Их работа получила дальнейшее развитие и была подкреплена патентами, полученными в 1998 и в 2001 годах. Целью этих и других аналогичных разработок являются, во-первых, достижение высокой степени поглощения, а следовательно, и высокой степени конверсии падающего солнечного света в полезное тепло, а во-вторых, достижение минимальной излучательной способности, то есть низкое тепловое излучение.
Для изготовления высокоэффективных абсорберов с нанесенным покрытием разрабатываются специальные технологии получения селективных красок и методы их нанесения на поверхности абсорберов, которые, к тому же, могут изготавливаться из различных материалов. К концу девяностых годов прошлого века это были, в основном, гальванически нанесенные слои так называемых «черного хрома» или «черного никеля». При этом были получены достаточно обнадеживающие результаты для указанных покрытий, а именно качество поглощения до 96%, процент излучения около 10%. Это были очень хорошие показатели.
Разработанные в середине девяностых годов в Германии методы нанесения селективного покрытия использовали процесс вакуумного напыления на основу. Были проведены эксперименты с нанесением на медную основу титаново-оксинитридных, а также керамических покрытий. Позднее были проведены эксперименты с алюминиевыми листами. Эти покрытия при контрольных замерах показали значение поглощения солнечного излучения, превышающее 95%, а значение излучательной способности — в пределах от 3% до 5%. Но, несмотря на такие высокие показатели, которые были получены для «Черного никеля» и «Черного хрома», эти покрытия не нашли применения на европейском рынке, так как при производстве этих напылений происходило довольно заметное загрязнение окружающей среды от использования гальваники в производственном процессе. Та же участь постигла и разработанное в США селективное покрытие «Черный кристалл».
Селективные покрытия в домашних условиях
Прежде чем решиться на самостоятельное нанесение селективного покрытия на абсорбер, нужно тщательно изучить характеристики доступных покрытий и взвесить свои возможности. Если вас что-то не устраивает, лучше отказаться от этой идеи и купить уже готовые коллекторы. Способов нанесения покрытий достаточно много, но не все они могут подойти. Например, некоторые умельцы, не вдаваясь в детали, просто покрывают металлический лист обычной черной краской только потому, что эта краска, во-первых, черная, а во-вторых, дешевая. Но такая краска принесет мало пользы, так как она не термостойкая, а при высыхании становится еще неплохим теплоизолятором. Черная матовая автомобильная краска обладает достаточно неплохим светопоглощением, достигающим 70%. Недостатком этой краски является слабая термостойкость.
Лакокрасочной промышленностью выпускаются черные матовые краски, обладающие повышенной термостойкостью. Такими красками покрывают грили, мангалы, изготавливаемые различными фирмами. Эти краски могут быть как в банках, так и в аэрозольной упаковке. Предпочтительнее, конечно, краски в аэрозольной упаковке, так как в этом случае можно нанести селективное покрытие, не превышающее нескольких микрон по толщине. При покупке нужно особо обращать внимание на способ нанесения покрытия, так как применение некоторых видов красок требует предварительной обработки поверхности, на которую они будут наноситься. В некоторых случаях требуется антикоррозийная обработка поверхности, а в некоторых случаях и кислотная грунтовка.
Краска Iliolac
В настоящее время наибольшей популярностью для нанесения селективного покрытия пользуется краска «Iliolac» («Илиолак») производства греческой компании Stancolac. Производители утверждают, что эта краска обладает поглощающей способностью, равной 99%. Краска эта выпускается в баночной фасовке, поэтому для нанесения ее на поверхность абсорбера лучше пользоваться краскопультом, чтобы получить слой не толще пятидесяти микрон.
Селективная пленка в рулонах
И, наконец, для покрытия абсорбера можно использовать селективную пленку. Эта тонкая термостойкая пленка, выпускаемая в рулонах, наклеивается на предварительно обезжиренную и очищенную поверхность абсорбера. Пленка эта представляет собой медную или алюминиевую фольгу с готовым селективным покрытием, нанесенным на нее методом вакуумного напыления.
Особых сложностей в нанесении селективных покрытий нет, и если вы решились сделать солнечные коллекторы своими руками, то добротно выполненное устройство будет работать ничуть не хуже своего промышленного собрата.
solarb.ru
Селективная краска для солнечного коллектора
Для чего нужно селективное покрытие для солнечного коллектора?
Все дело в том, что селективный слой является самым важным элементом в системе, который отвечает за максимальное поглощение тепла.
А потому, если возникает желание сделать солнечный коллектор своими руками, вам потребуется найти этот химикат или селективную краску чтоб покрасить абсорбер коллектора.
От соблюдения технологии, правильного напыления светопоглощающей краски, отражение солнечных лучей будет минимальным. Это значит что ваш коллектор будет более эффективен.
Как правило в домашних условиях, используют селективную краску для солнечных коллекторов ILIOLAC,которая должна наносится на соответствующий грунт.
Обычно покрытие наносят распылителем при давлении воздуха 3-5 bar. После окрашивания через несколько часов с материалом уже можно работать.
Селективная краска это по сути быстросохнущее промышленное покрытие для солнечных коллекторов с очень высокой степью поглощения.
Кроме основных специальных свойств, покрытие хорошо защищает изделие от коррозии, имеет отличную твердость пленки.
Таким образом, приобретая специальную краску, процедуру увеличения КПД солнечного коллектора можно сделать самостоятельно, своими руками.
Некоторые умельцы, делают селективное покрытие на объёмных плоскостях, такими формами они желают задействовать больше углов для попадания солнечных лучей в накопитель.
Селективное покрытия для солнечного коллектора- цена
Многих волнует вопрос: селективная краска для солнечных коллекторов где купить?
Селективное покрытие для солнечных коллекторов можно купить в специализированных магазинах. Так же можно поискать информацию в интернете.
Стоимость селективной краски достаточно приличная, но как правило цена зависит от вашего региона проживания и жадности продавца.
К примеру в России, селективную краску для солнечных коллекторов можно купить в пределах 1000 рублей за банку.
В Украине такое покрытие обойдется покупателю примерно в 350 гривен.
На заметку о селективной краске! Естественная окись меди (если у вас медный абсорбер) Cu2O -обладает поглощением 75% и отражением 33%. Значит имеем эффективность 75-33 = 42%. В 4 раза лучше, чем покраска черной краской.
Получается что сама медь обладает отличной селективностью, поэтому преимущество при изготовлении коллектора для нагрева воды, нужно отдавать именно этому материалу.
Так же существует специальное селективное покрытие с антиконвекционным эффектом. Такой чудо-химикат уменьшает конвективную теплоотдачу. Такое покрытие требует особой подготовки глянцевой поверхности, чтобы она хорошо отражала солнечные лучи.
Видео как работает солнечный коллектор зимой в -15 мороза.
solar-batarei.ru