Солнечное покрытие и коллекторы Blue Film: революционный прорыв в технологии преобразования солнечной энергии в тепловую

Введение

В области использования солнечного тепла производительность коллектора напрямую определяет эффективность преобразования энергии всей системы. Синее пленочное покрытие, являясь ярким представителем нового поколения селективных поглощающих покрытий, выводит технологию сбора солнечной энергии на новый уровень. Это нанопокрытие, изготовленное с использованием передовой технологии магнетронного распыления, благодаря своим выдающимся характеристикам фототермического преобразования и долговечности стало ключевым материалом для повышения эффективности солнечных коллекторов. В данной статье подробно рассматриваются технические принципы, эксплуатационные характеристики синих пленочных покрытий и возможности их применения в солнечных коллекторах.

I. Технические принципы и характеристики

Солнцезащитное покрытие Blue Film представляет собой конструкцию, использующую многослойную структуру плёнки. Благодаря точному контролю толщины и состава каждого слоя достигается селективное поглощение солнечного спектра. Принцип его работы основан на эффекте интерференции и эффекте поверхностного плазмонного резонанса, что позволяет достичь идеального баланса между высокой степенью поглощения и низкой излучательной способностью в широком спектральном диапазоне.

Проектирование структуры слоя пленки

Типичное синее пленочное покрытие имеет пятислойную структуру: слой, отражающий инфракрасное излучение, поглощающий слой, просветляющий слой, переходный слой и защитный слой. Слой, отражающий инфракрасное излучение, обычно изготавливается из меди или нержавеющей стали и служит для отражения инфракрасного излучения. Поглощающий слой состоит из хрома или нитрида хрома и отвечает за поглощение солнечной радиации. Антиотражающий слой состоит из оксида кремния или оксида алюминия для уменьшения потерь на отражение на поверхности. Защитный слой изготовлен из атмосферостойких материалов, что обеспечивает долговременную стабильность покрытия.

Оптические характеристики

Коэффициент поглощения синего пленочного покрытия может достигать α≥0,95, а коэффициент излучения — всего ε≤0,05. Оптические характеристики значительно превосходят характеристики традиционных покрытий. В стандартном солнечном спектре AM1.5 эффективность фототермического преобразования достигает более 90%. Поверхность покрытия имеет глубокий синий цвет, который не только выглядит элегантно и благородно, но, что более важно, отражает его превосходную оптическую селективность.

Характеристики термостабильности

После 1000 часов испытания на старение при высокой температуре 300°C скорость ухудшения характеристик покрытия составила менее 5%. После 2000 часов испытаний во влажной и жаркой среде с температурой 85°C и относительной влажностью 85% покрытие не отслаивалось и не обесцвечивалось, демонстрируя исключительную стойкость к воздействию окружающей среды. Стойкость к солевому туману без коррозии достигает 1000 часов, что делает его пригодным для использования в прибрежных районах.

II. Производственный процесс и контроль качества

Процесс магнетронного распыления

Синее пленочное покрытие наносится с помощью передовой технологии магнетронного распыления. В условиях высокого вакуума, благодаря точному контролю таких параметров, как мощность распыления, расход газа и температура подложки, достигается нанесение слоя пленки с нанометровой точностью. Этот процесс обеспечивает постоянство толщины покрытия и однородность состава, а отклонение характеристик каждой партии продукции контролируется в пределах ±2%.

Процесс обработки субстрата

Поверхность подложки проходит многократную предварительную обработку, включая обезжиривание, травление, пассивацию и т.д., чтобы обеспечить максимальную адгезию покрытия к подложке. Прочность сцепления алюминиевой подложки, обработанной методом микродугового оксидирования, может достигать 1-го класса (испытание методом поперечного сечения).

Система контроля качества

Внедрить комплексную систему контроля качества, включающую два этапа: онлайн-мониторинг и автономный контроль. Онлайн-мониторинг позволяет отслеживать толщину и состав плёнки в режиме реального времени, а автономный контроль проводит комплексные испытания эксплуатационных характеристик, включая 28 показателей, таких как оптические характеристики, атмосферостойкость и механическая прочность, чтобы гарантировать соответствие каждого квадратного метра покрытия проектным требованиям.

III. Анализ преимуществ производительности

Выдающаяся эффективность фототермического преобразования

По сравнению с традиционным черным хромовым покрытием, тепловая эффективность покрытия с синей пленкой повышается более чем на 15%. При тех же условиях освещения температура воды на выходе коллектора с синей пленкой повышается на 8–12 °C, а теплоотдача системы увеличивается более чем на 20%. Преимущества покрытия становятся еще более очевидными, особенно в условиях низких температур.

Длительный срок службы

Испытания на ускоренное старение показывают, что срок службы покрытия Blue Film может достигать более 25 лет. В реальных условиях эксплуатации, после 10 лет испытаний на открытом воздухе, коэффициент поглощения покрытия снизился всего на 2,3%, а коэффициент излучения увеличился на 0,8%, а скорость снижения производительности оказалась значительно ниже требований отраслевых стандартов.

Хорошие экономические выгоды

Хотя первоначальные инвестиции на 30–40% выше, чем у обычных покрытий, благодаря более высокой эффективности и более длительному сроку службы срок окупаемости сокращается на 2–3 года. За весь жизненный цикл оно способно генерировать более чем на 30% больше тепловой энергии и увеличить совокупный экономический эффект более чем на 50%.

IV. Области применения и анализ случаев

Применение плоских коллекторов

В области плоских коллекторов покрытие Blue Film стало стандартной конфигурацией для высококачественных продуктов. После того, как известный бренд плоских коллекторов начал использовать покрытие Blue Film, его мгновенный КПД увеличился до 83,5%, что на 12% выше, чем у обычных изделий. Температура на выходе может превышать 95 °C, что соответствует требованиям промышленного отопления.

Применение вакуумных трубчатых коллекторов

В вакуумных трубчатых коллекторах синее пленочное покрытие наносится на внешнюю поверхность теплопоглощающих трубок, что значительно повышает эффективность сбора тепла. В одном из проектов были использованы вакуумные трубчатые коллекторы с синей пленкой, что позволило достичь КПД системы 68%, что на 15% выше, чем у традиционных изделий, а срок окупаемости сократился до 4 лет.

Интегрированная фотоэлектрическая и солнечная тепловая система

В системе PV/T синее пленочное покрытие используется для повышения эффективности поглощения тепла, одновременно оптимизируя конструкцию, чтобы рабочая температура фотоэлектрических модулей не поднималась слишком высоко. Данные одного демонстрационного проекта показывают, что система PV/T с синим пленочным покрытием имеет общий КПД 75%, что на 20% выше, чем у обычной системы.

Промышленное тепловое поле

В области промышленного отопления коллекторы с покрытием из синей пленки могут генерировать пар средней температуры выше 120 ℃, удовлетворяя потребности в отоплении таких отраслей, как пищевая промышленность, печать и крашение текстиля. Одно текстильное предприятие установило систему сбора тепла с синей пленкой площадью 5000 квадратных метров, что позволило ежегодно экономить 2 миллиона юаней на затратах на пар.

V. Руководство по установке и обслуживанию

Технические требования к установке

Особое внимание следует уделять защите поверхности покрытия во время монтажа, чтобы избежать царапин и загрязнений. Монтажные инструменты должны быть специально оборудованы, чтобы гарантировать сохранность покрытия. Угол установки должен быть точно отрегулирован для обеспечения оптимального угла падения солнечного света.

Характеристики ежедневного технического обслуживания

Регулярно очищайте поверхность коллектора. Рекомендуется делать это раз в квартал. Используйте мягкие материалы и нейтральные чистящие средства. Избегайте использования чистящих средств на основе сильных кислот или щелочей. Проверяйте состояние покрытия поверхности и своевременно устраняйте любые неисправности.

Метод мониторинга производительности

Создайте комплексную систему мониторинга производительности и регулярно проверяйте эффективность коллектора. Равномерность покрытия контролировалась инфракрасным тепловизором, а изменения оптических свойств измерялись спектрофотометром. Создайте файлы данных оборудования для регистрации истории технического обслуживания и данных о производительности.

VI. Тенденции технологического развития

Направление материальных инноваций

Разработка новых типов нанокомпозитов для дальнейшего повышения коэффициента поглощения и снижения излучательной способности. Разработка адаптивных интеллектуальных покрытий, способных автоматически регулировать свои характеристики излучения в зависимости от температуры окружающей среды. Исследование экономичных процессов подготовки для снижения производственных затрат.

Направление оптимизации процессов

Разработать технологию непрерывного рулонного производства для повышения эффективности производства. Исследовать низкотемпературные процессы подготовки для адаптации к большему количеству типов подложек. Оптимизировать структуру пленочной системы для повышения термостойкости покрытия.

Направление расширения приложения

Разработка цветных покрытий, подходящих для архитектурной интеграции и отвечающих эстетическим требованиям. Исследование технологии нанесения покрытий на гибкие подложки и расширение областей применения. Разработка самоочищающихся покрытий с защитой от загрязнений для снижения затрат на обслуживание.

VII. Стандарты качества и сертификация

Требования международного стандарта

Соответствует требованиям международного стандарта ISO 22975-3. Сертифицирован Solar Keymark, что гарантирует производительность и качество продукции. Соответствует требованиям директивы ЕС RoHS по охране окружающей среды и не содержит вредных веществ, таких как тяжёлые металлы.

Отраслевые стандарты тестирования

Он прошёл 1000-часовое испытание в соляном тумане и продемонстрировал высочайший уровень коррозионной стойкости. Он прошёл 2000-часовое испытание на воздействие влажного тепла и продемонстрировал отличную устойчивость к атмосферным воздействиям. Он прошёл 10 000 испытаний на термоудары и продемонстрировал отличную стойкость к термоударам.

Система контроля качества

Внедрите систему менеджмента качества ISO 9001. Внедрите систему отслеживания качества на всех этапах производства. Создайте комплексную систему послепродажного обслуживания.

VIII. Перспективы и возможности рынка

Интенсивность политической поддержки

Правительства по всему миру активно продвигают использование возобновляемых источников энергии. Использование солнечной энергии включено в обязательные стандарты энергосбережения в зданиях. Необходимо предоставлять налоговые льготы и субсидии.

Анализ рыночного спроса

В промышленном секторе наблюдается высокий спрос на энергосберегающие реновации. Необходимо продвигать стандарты экологичного строительства в строительной отрасли. В сельской местности существует огромный потенциал для перехода на экологически чистую энергию.

«Перспективы развития возможностей»

Ожидается, что объём рынка вырастет на 50% в период 14-й пятилетки. Технический прогресс способствует постоянному снижению затрат. Новые области применения постоянно расширяются.

Заключение

Являясь основным материалом в технологии использования солнечной энергии, синее пленочное покрытие движет всю отрасль к высокой эффективности и долгосрочному эффекту. Его выдающиеся эксплуатационные характеристики и значительные экономические преимущества делают его предпочтительным для модернизации и замены солнечных коллекторов. Благодаря постоянному совершенствованию технологий материалов и оптимизации процессов изготовления синее пленочное покрытие, несомненно, будет играть важную роль в более широком спектре областей и вносить важный вклад в глобальный энергетический переход и сокращение выбросов углерода. 

Мы рекомендуем инвесторам и пользователям при выборе системы сбора солнечной энергии обращать особое внимание на эксплуатационные характеристики и сертификацию качества покрытия, а также выбирать высокоэффективные коллекторы с синим пленочным покрытием, чтобы обеспечить максимальную окупаемость инвестиций и удобство использования. Для получения более подробной технической информации или информации о продукте обращайтесь к нашей профессиональной технической команде. Мы предоставим вам комплексную техническую поддержку и решения.