平板太阳能集热器结构及选材特点分析

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1、平板太阳能集热器结构及选材特点分析11年07月28日08:59:55　来源：中国太阳能网　　　平板集热器常用的选择性吸收涂层：　　(1)电镀涂层　　黑铬涂层：黑铬涂层的吸收比α和发射比ε分别为0.93~0.97和0.07~0.15，α/ε为6~13，具有优良的光谱选择性。黑铬涂层的热稳定性和抗高温性能也很好，适用于高温条件，在300℃能长期稳定工作。此外，黑铬涂层还具有较好的耐候性和耐蚀性。但是，现在采用的电镀黑铬工艺，电流密度大(15~200A/dm2)，溶液导电性差，电镀时会产生大量的焦耳热，需要冷却和通风排气才能维持正常生产。另外，黑铬镀在非铜件上，需要先预镀铜，再

2、镀光亮镍，最后镀黑铬，生产成本较高。　　黑镍涂层：黑镍涂层的吸收比α可达0.93~0.96，热发射比ε为0.08~0.15，α/ε接近6~12，其吸收性能较好。黑镍涂层很薄，为了提高涂层与基体的结合力和耐蚀性，常采用中间涂层(如Ni，Cu，Cd)或双层镍涂层。由于黑镍涂层的热稳定性、耐蚀性较差，通常只适用于低温太阳能热利用。　　黑钴涂层：黑钴涂层的主要成分是CoS，具有蜂窝型网状结构，其吸收比α可达0.94~0.96，发射比ε为0.12~0.14，α/ε为6.7~8。　　(2)电化学表面转化涂层　　铝阳极氧化涂层：铝及铝合金的阳极氧化可在硫酸介质中进行，但在太阳能热利用中

3、，主要用磷酸介质。铝氧化涂层着色有多种工艺，其中电解着色工艺获得的涂层，具有牢固、稳定、耐晒优良特性，并且可进行大规模生产。　　铝阳极氧化涂层是一种多孔膜，孔隙率达22%，电解着色时金属易沉积在微孔中。用于电解着色的金属盐类有：镍盐、锡盐、钴盐和铜盐等。　　铝阳极氧化涂层，耐蚀、耐磨和耐光照等性能也相当好，在太阳能热水器中已得到广泛应用。　　CuO转化涂层：以阳极氧化法制取的CuO转化涂层，NaOH电解液的浓度为1mol/L，电流密度为2mA/cm2，温度为50~57℃。涂层的吸收比可达0.88~0.95，法向发射比为0.15~0.30。这种CuO涂层有一层黑色绒面，保护

4、不好，会导致吸收比的降低。　　(3)真空镀涂层　　可以采用真空蒸发和磁控溅射技术制备选择吸收性能优良的涂层，但后者的设备比较简单，工艺控制方便，容易在大面积上获得均匀一致的涂层。目前，国内生产的全玻璃真空集热管和高档平板集热器吸热板都采用磁控溅射技术制备吸收涂层。　　3.吸热板所用材料　　(1)集管和支管采用TP2铜TP2铜磷脱氧铜是熔解高纯度的原材料，把熔化铜中产生的氧气用亲氧性的磷(P)脱氧，使其氧含量降低到100PPm以下，从而提高其延展性、耐蚀性、热传导性、焊接性、抽拉加工性，在高温中也不发生氢脆现象。　　(2)条带(整板)采用铜或铝TU1无氧紫铜标准(GB/T5

5、231-2001)　　特性及适用范围：氧的含量极低，纯度高，导电导热性极好，延展性极好，透气率低，无“氢病”或极少“氢病”;加工性能和焊接、耐蚀耐寒性均好。　　二、透明盖板　　透明盖板是平板型集热器中覆盖吸热板、并由透明(或半透明)材料组成的板状部件。它的功能主要有3个：一是透过太阳辐射，使其投射在吸热板上;二是保护吸热板，使其不受灰尘及雨雪的侵蚀;三是形成温室效应，阻止吸热板在温度升高后通过对流和辐射向周围环境散热。　　1.透明盖板的材料　　用于透明盖板的材料主要有两大类：平板玻璃和玻璃钢板。两者相比，目前国内外使用更广泛的还是平板玻璃。　　(1)平板玻璃。平板玻璃具有

6、红外透射比低、导热系数小、耐候性能好等特点，在这些方面无疑是可以很好地满足太阳能集热器透明盖板的要求。然而，对于平板玻璃来说，太阳透射比和冲击强度是两个需要重视的问题。　　目前常用的透明盖板材料是厚度为3~5mm的平板玻璃，超白低铁钢化玻璃或超白低铁布纹钢化玻璃，透过率高，能够抗冰雹，抗击打，安全可靠。常用玻璃厚度为3.2mm和4.0mm两种。　　超白玻璃是一种超透明低铁玻璃，也称低铁玻璃、高透明玻璃。它是一种高品质、多功能的新型高档玻璃品种，透光率可达91.5%以上，具有晶莹剔透、高档典雅的特性，有玻璃家族“水晶王子”之称。超白玻璃同时具备优质浮法玻璃所具有的一切可加工

7、性能，具有优越的物理、机械及光学性能，可像其他优质浮法玻璃一样进行各种深加工。　　超白玻璃的独特优势：　　A.玻璃的自爆率低：采用高纯度原材料，相对普通玻璃不含各种引爆杂质，从而大大降低了钢化后的自爆率。　　B.颜色一致性：超白玻璃采用先进的色度分析仪和分析软件，确保了玻璃颜色的一致性。　　C.可见光透过率高，通透性好：大于93%的可见光透过率，使集热器得到更多太阳能量。　　D.紫外线透过率低：降低对其他材料的老化影响。　　(2)玻璃钢板。　　玻璃钢板(即玻璃纤维增强塑料板)具有太阳透射比高、导热系数小、冲击强度高等特点，在这