Panouri solare - elementul absorbant

Elementul absorbant trebuie sa capteze cat mai bine radiatia solara, atat cea directa cat si cea difuza, si sa o transforme in caldura. In acelasi timp caldura cedata sub forma de radiatie sa fie cat se poate de mica. In termeni tehnici aceasta inseamna ca trebuie sa se comporte selectiv fata de lungimile de unda corespunzatoare celor doua procese.

In tarile cu clima mai calda se intrebuinteaza adeseori componente acoperite doar cu asa numitele lacuri solare. Aceste lacuri sunt foarte rezistente la caldura si de regula sunt de culoare neagra pentru a avea gradul de absorbtie cel mai mare posibil pentru radiatia solara. In acelasi timp aceste lacuri au un nivel destul de inalt de emisie in zona de mijloc a radiatiei infrarosii - ca urmare o parte a caldurii captate va fi emisa din nou.

Pentru a reduce la minimum pierderile de energie, se va acoperi partea absorbanta cu un strat foarte selectiv. Astfel se pot obtine coeficienti de absorbtie de 94 % in banda de 0,4 ... 0,8 µm lungime de unda si coeficienti de emisie de 6 % pentru lungimea de unda de 7,5 µm corespunzatoare radiatiei proprii a materialului absorbant.

Una din primele acoperiri cu materiale cu absorbtie selectiva, utilizabila in productia in serie, a fost acoperirea cu crom. Acesta se aplica pe suprafetele de aluminiu sau cupru prin galvanzare. Pe suprafata metalului apar firicele de crom care capteaza intre ele razele de lumina, dar datorita marimii lor reduse nu permit emiterea de lungimi de unda mai mari. O modalitate elaborata dar care insa nu a mai fost pusa in fabricatie a avut ca baza acoperirea cu nichel.

Pana prin anul 1977 procedeul de cromare era dominant pe piata. Intre timp au aparut noi modalitati de acoperire cu strat absorbant care permit obtinerea de randamente mai mari pe de o parte, si prin renuntarea la procesele galvanice sunt mai ecologice din punct de vedere al productiei si reciclarii pe de alta parte.

Actualmente cel mai extins procedeu este cel de depunere in atmosfera de gaz inert a unui strat de titan de culoare albastra (procedeul PVD), care cu toate ca in comparatie cu negrul din cazul acoperirii cu crom are un coeficient de absorbtie mai mic, prezinta o emisie mult mai slaba si ca atare un randament total mai mare. Primele acoperiri de acest tip s-au elaborat in Germania si au fost lansate pe piata de catre TiNOX GmbH. Teoretic se pot obtine si alte culori ale stratului de acoperire, care insa nu au acelasi randament.

O alta tehnologie a fost elaborata in anii 90 de catre firma Interpane care creeaza o structura de ceramica - metal (probabil tot pe baza de titan) care straluceste intr-un ton de negru-albastrui.

Cele doua procedee de acoperire, pana mai recent, erau posibile doar pe suprafete de cupru, pentru aluminiu tehnici corespunzatoare au aparut doar de putin timp pe piata. Chiar si in acest caz pentru transportul caldurii cu ajutorul agentului termic se utilizeaza conducte de cupru care se racordeaza prin sudare laser cu partea absorbanta.

Pe langa materialul de acoperire utilizat, producatorii se disting si prin forma de realizare a partii absorbante. Frecvente sunt solutiile ce utilizeaza o placa metalica ce acopera toata suprafata interioara a colectorului. In acest caz conducta este sudata/lipita in forma de harfa sau serpentina pe spatele placii. Pe langa aceasta exista constructii pe baza de benzi se cca 10-15cm latime pe reversul carora se afla cate o conducta sudata. Benzile mai apoi sunt racordate prin sudura la cele doua capete la o conducta colectoare. O a treia forma este asemanatoare unei perne, pe spatele placii absorbante fiind sudata o a doua placa, formata prin stantare. Agentul termic circula printre cele doua placi. In principiu prima varianta de realizare prezinta eficienta cea mai mare. Dar pentru ca producatorii, la inceput au putut utiliza noile procedee de obtinere a straturilor foarte selective doar in cazul placilor de cupru cu dimensiuni limitate, mai ales in cazul modelelor mai vechi a fost posibila utilizarea doar a benzilor. Intre timp noile tehnologii permit fabricarea de placi de pana la 1200 mm latime, ceea ce asigura o mai mare flexibilitate in variantele de fabricatie. In schimb utilizarea benzilor pe de o parte face posibila doar asamblarea in forma de harfa, pe de alta parte permite adaptarea mai usoara la forma acoperisurilor (colectoare cu dimensiuni la cerere).