Τεχνικές – μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή επιλεκτικών συλλεκτών

Οι τεχνικές – μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή επιλεκτικών επιφανειών είναι οι ακόλουθες:

α) Βαφή:

Συνήθως πρόκειται για μία οργανική ή ανόργανη χημική ένωση, η οποία χρησιμοποιείται ταυτόχρονα με διαλυτικό για την καλύτερη επίστρωσή της σε φιλμ μερικών εκατοστών του χιλιοστού πάνω στην απορροφητική επιφάνεια του συλλέκτη που βάφεται. Σήμερα οι περισσότερο χρησιμοποιούμενες βαφές στους ηλιακούς συλλέκτες είναι οξείδια μετάλλων, π.χ. θειούχο νικέλιο, θειούχος ψευδάργυρος, οξείδιο του χαλκού, ενώ και οι επιφάνειες βαφής είναι συνήθως μεταλλικές, π.χ. γαλβανισμένος σίδηρος, χαλκός και αλουμίνιο.

β) Ηλεκτρολυτική απόθεση:

Συνήθως γίνεται ηλεκτρολυτική απόθεση οξειδίων του νικελίου ή χρωμίου επάνω σε μεταλλική πλάκα. Οι επιλεκτικές ιδιότητες της επεξεργασμένης επιφάνειας οφείλονται στην τραχύτητα της επιφάνειας, η οποία παρουσιάζει ανωμαλίες και οπές της τάξεως του 1μm. Οι ανωμαλίες αυτές της

επιφάνειας οδηγούν τις ακτίνες του ηλίου σε διαδοχικές ανακλάσεις και σε καλύτερη συνολικά απορροφητικότητα. Τυπικές τιμές των α και ε για επιφάνειες που έχουν υποστεί ηλεκτρολυτική απόθεση είναι: α = 0,94, ε = 0,1.

γ) Χημικές μέθοδοι:

Οι μέθοδοι αυτές αποσκοπούν στη δημιουργία οπών και μικρών σπηλαιώσεων κατάλληλων διαστάσεων, με χημικά μέσα, με σκοπό η ηλιακή ακτινοβολία να παγιδεύεται και να μην ανακλάται άμεσα.

δ) Μηχανικές μέθοδοι:

Οι μέθοδοι αυτές αποσκοπούν στην κατάλληλη διαμόρφωση της συλλεκτικής επιφάνειας, π.χ. δημιουργία γωνιακών οπών ή πτυχώσεων. Η ακτινοβολία, που διαπερνά το κάλυμμα, δεν απορροφάται ολικώς από τη συλλεκτική επιφάνεια και μέρος της ανακλάται πάλι προς την εσωτερική γυάλινη επιφάνεια, η οποία προστατεύει το συλλέκτη. Από αυτήν την ακτινοβολία, ένα μέρος διαπερνά τον υαλοπίνακα του καλύμματος και το υπόλοιπο ανακλάται πάλι στην απορροφητική επιφάνεια. Βέβαια, δεδομένου ότι οι οπές αυτές είναι πολύ μεγάλες για το σύνολο των μηκών κύματος του ηλιακού φωτός, αυξάνεται παράλληλα και η θερμική εκπομπή, ε , με πολύ πιο αργούς ρυθμούς όμως σε σχέση με την αύξηση της απορροφητικότητας. Τέλος, μία άλλη παράμετρος που πρέπει να λαμβάνεται υπ’ όψιν, είναι η εξάρτηση της απορροφητικότητας του απορροφητή, α , από τη γωνία πρόσπτωσης του ηλιακού φωτός στην επιφάνειά του.

Το βασικό ενεργειακό ισοζύγιο ενός ηλιακού συλλέκτη είναι:

Qu = Qa −Ql

όπου: Qu η συλλεγόμενη ωφέλιμη ενέργεια (useful), Qa η απορροφούμενη ενέργεια (absorbed) και Ql οι θερμικές απώλειες του συλλέκτη (losses).