Селективные поверхности для КСЭ 1

Наилучшие результаты получены с черным хромом на алюминиевой фольге (αс = 0,964 и εт = 0,023) и с черным никелем на блестящей никелевой подложке (αс = 0,96 и εт = 0,11).

Рис. 15. Зависимость коэффициента отражения от длины волны для селективной поглощающей поверхности из черного хрома

Рис. 15. Зависимость коэффициента отражения от длины волны для селективной поглощающей поверхности из черного хрома

В настоящее время достигнуты значения степени селективности, т.е. αс/εт=10÷20. При степени селективности 20 - 40 равновесная температура лучепоглощающей поверхности коллектора (без ее охлаждения теплоносителем) достигает 350 - 600 °С. На остекление может быть нанесено антиотражательное покрытие из диоксида индия. На полированную поверхность металлического листа, обладающую высокой отражательной способностью и, следовательно, низким значением εт, можно нанести слой сажи, при этом коэффициент поглощения αс солнечного излучения возрастет до 0,96.

Способы получения селективных поглощающих покрытий

Наиболее простой способ получения селективной поверхности - это химическое окисление меди, используемой в качестве подложки на других металлах, при этом получается поглощающий слой окиси меди. Рассмотрим способы нанесения покрытий из черного никеля и черного хрома на сталь с подложкой из блестящего никеля, который можно нанести в электролитической ванне, содержащей 180 г/л NiSO4·6H2O, 40 г/л борной кислоты и 40 г/л NiCl2 при температуре 50 ˚С, рН = 4 и силе тока 3,5 - 4,5 А/дм2. Черный никель наносят в ванне, содержащей 65 г/л NiSO4·6H2O, 20 г/л ZnSO4·7H2O, 30 г/л (NH4)2SO4 и 11 г/л NH4CNS при температуре 25 - 30 °С и плотности тока 0,05 - 2 А/дм2. Покрытие из черного хрома представляет собой пленку, состоящую из мельчайших частиц металлического хрома в изолирующей решетке Сг2O3. При обычном способе нанесения этого покрытия требуется высокая плотность электрического тока (75 - 150 А/дм2) при температуре 10 - 15 °С, т.е. с охлаждением.

Разрабатывается способ нанесения, осуществляемый при 20 - 60 ˚С и плотности тока 7,5 А/дм2. Состав ванны для нанесения черного хрома на мягкую сталь: Сг2O3 - 300 г/л, ВаСО3 - в количестве, достаточном для удаления всех ионов NO4, сахароза - 3 г/л, фторсиликат - 0,5 г/л; температура 12 - 15 °С, плотность тока 32 — 36 А/дм2.

Способы нанесения покрытий постоянно совершенствуются. Для плоских солнечных коллекторов лучше всего подходят селективные черные поглощающие краски.