專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能收集器吸收板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種制造太陽(yáng)能收集器吸收板的方法，所述吸收板 由金屬帶制成，尤其是鋁帶或鋁合金帶制成。此外，本發(fā)明涉及一 種太陽(yáng)能收集器吸收板以及所述吸收板的有利應(yīng)用。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能收集器是用于從太陽(yáng)輻射中獲得熱量的裝置。太陽(yáng)能收 集器聚集和吸收包含于太陽(yáng)光中的能量，其中，與光電設(shè)備相比， 幾乎整個(gè)太陽(yáng)光的輻射光鐠被高效地利用。收集器最重要的組成部 分是吸收體，所述吸收體將太陽(yáng)的光能轉(zhuǎn)化成熱能，并將該熱能傳 導(dǎo)給流過(guò)該吸收體的載熱介質(zhì)。吸收體通常是通過(guò)吸收板來(lái)實(shí)現(xiàn)， 該吸收板被設(shè)計(jì)成用來(lái)盡可能地接收直射和漫射的太陽(yáng)輻射，并將 其轉(zhuǎn)化為熱。此外，通常由銅合金或鋁合金制成的吸收板必須確保 吸收的熱不會(huì)再次以熱輻射的形式逃逸。為了將由吸收板的熱輻射 而引起的能量損失降到最低，該吸收板具有一種所謂的高選擇性涂
層。典型地，該高選擇性涂層對(duì)于太陽(yáng)光的吸收值達(dá)到94%左右， 并且其輻射值小于6%。高選擇性涂層由非常薄的涂層構(gòu)成，通常情 況下，這些涂層通過(guò)"物理氣相沉積"(PVD)方法或"化學(xué)氣相 沉積"(CVD)方法制成。在物理氣相沉積方法中，金屬帶通過(guò)氣 閘系統(tǒng)供給到真空鍍膜設(shè)備并在那里經(jīng)過(guò)幾個(gè)前后彼此連接的陰 極，涂層材料作為靶材裝配在所述陰極上。通過(guò)加速氬離子，從由 涂層材料構(gòu)成的耙材中撞擊出微粒，這些微粒沉積到金屬帶的表面 上，其中，這些微粒與金屬帶牢固地結(jié)合。隨后，將金屬帶從真空 中引出并將其巻起。雖然利用現(xiàn)有的技術(shù)工藝能夠得到很小的涂層 厚度，但用于PVD設(shè)備或者CVD設(shè)備的投資費(fèi)用是很高的。這反
4映在吸收板的成本中。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，本發(fā)明的目的是提供一種制造太陽(yáng)能收集器吸收板的 方法，利用該方法能夠經(jīng)濟(jì)地制造具有高選擇性涂層的吸收板。本 發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種吸收板，該吸收板能夠經(jīng)濟(jì)地制造。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，上面提出的有關(guān)方法的目的可通過(guò)如
下方式得以實(shí)現(xiàn)利用巻材涂裝工藝(coil coating process)給金屬 帶涂上高選擇性涂層，該高選擇性涂層對(duì)太陽(yáng)光具有很好的吸收特 性并能確保極少的熱輻射。
已經(jīng)表明，通過(guò)利用巻材涂裝工藝，非常薄的涂層也能夠均勻 地涂敷到金屬帶上，使得一種具有相應(yīng)薄的高選擇性涂層能夠被施 加到用于制造吸收板的金屬帶上。與迄今為止所用的方法相比，本 發(fā)明的方法不需要高額投資成本，因?yàn)闆](méi)有必要為了對(duì)金屬帶進(jìn)行 涂層而將金屬帶引入真空中和從真空中引出。而后，金屬帶可以例 如首先被巻繞成巻并且隨后按定長(zhǎng)剪切。然而，在完成巻材涂裝之 后將金屬帶直接按定長(zhǎng)剪切也是可以想到的。
根據(jù)本發(fā)明方法的第 一 優(yōu)選設(shè)計(jì)方案，涂層是利用至少 一 個(gè)涂 漆輥進(jìn)行涂敷。借助于在涂漆輥上的刻紋以及例如借助于它們相對(duì) 于金屬帶的相對(duì)速度，能夠非常精確地調(diào)整涂層的厚度。此外，用 于涂敷金屬帶的其他方法也是可以想到的，例如對(duì)金屬帶表面進(jìn)行 粉末涂敷或噴涂。
優(yōu)選地，在巻材涂裝方法中，施加多個(gè)功能涂層，以便可以通 過(guò)選取不同的功能涂層來(lái)調(diào)節(jié)高選擇性涂層的特性。
單個(gè)功能涂層的厚度介于0.0005mm和0.02mm之間。
根據(jù)本發(fā)明的吸收板制造方法的另 一種改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，增粘劑 涂層或底涂層被施加在金屬帶表面上，優(yōu)選地以預(yù)處理方式涂敷。 借助于增粘劑涂層或底涂層，對(duì)隨后的功能涂層來(lái)說(shuō)，金屬帶表面 的粘附特性顯著地改善了 。增粘劑涂層和底涂層優(yōu)選地以預(yù)處理的方式涂敷，以便使高選擇性涂層的涂敷不被增粘劑涂層或底涂層的 施加所干擾。此外，當(dāng)涂敷其它涂層時(shí)，可以利用金屬帶表面的改 善的粘附特性。在這里，增粘劑涂層也可以被設(shè)計(jì)成功能(高選擇 性)涂層。
如果涂敷的涂層包含功能微粒，尤其是納米微粒、金屬微粒、 金屬氧化物微粒和/或色素，通過(guò)涂敷的各個(gè)涂層能夠執(zhí)行不同的功 能。因此，例如，通過(guò)選擇功能微粒，能夠決定涂層的抗反射特性 或吸收特性。
如果涂敷一 個(gè)或多個(gè)基于溶膠-凝膠的涂層，則能夠獲得特別小 的厚度。如果使用基于溶膠-凝膠的涂層，首先涂敷液體溶膠膜，經(jīng) 過(guò)短時(shí)間的干燥后，所述的液體溶膠膜就轉(zhuǎn)化成固體凝膠膜。隨后， 經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的熱處理，有機(jī)金屬聚合物的有機(jī)成分被去除，從而， 例如一種金屬氧化物膜保留在表面上。例如，這可以通過(guò)沉積二氧 化鈦微粒在金屬帶表面上，用于制造吸收涂層，或者，通過(guò)沉積二 氧化硅氧化物膜在金屬帶上，用于涂敷抗反射涂層。在此情況下， 獲得的涂層厚度能夠非常小。同時(shí)，微粒的功能也只有通過(guò)千燥過(guò) 程才能夠產(chǎn)生。
最后，由于所涂敷的涂層至少部分具有彈性特性，可以得到其 他的好處。在此情況下，為了增加吸收表面又不在涂層中形成裂紋， 涂敷后在吸收板上設(shè)置壓花也是可能的。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，因?yàn)樗龅奈瞻寰哂欣脦啿耐垦b 工藝涂敷的用于改善吸收特性的高選擇性涂層，通過(guò)該吸收板能夠 實(shí)現(xiàn)上述的目的。
如上所述，由于成本密集的真空技術(shù)的投資成本被省去了并實(shí) 現(xiàn)了相當(dāng)高的涂敷速度，利用巻材涂裝工藝涂敷的涂層能夠比在到
目前為止必需的PVD或CVD方法中明顯更加經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行制造。
由于吸收板是由鋁或鋁合金組成，根據(jù)另一種實(shí)施方式的本發(fā) 明的吸收板能夠得到更進(jìn) 一 步的費(fèi)用和重量?jī)?yōu)勢(shì)。在具有相似的導(dǎo) 熱特性的條件下，鋁相對(duì)于銅具有顯著較輕的重量。而且，鋁實(shí)質(zhì)上是一種比銅更經(jīng)濟(jì)的材料。
由于高選擇性涂層由多個(gè)功能涂層組成，所述的功能涂層至少 部分具有功能微粒，尤其是納米微粒、金屬微粒、金屬氧化物微粒 和/或色素，所以，也能夠提供吸收特性最優(yōu)化的吸收板。因此，可 以通過(guò)選擇功能微粒來(lái)使各個(gè)涂層的功能最優(yōu)。例如， 一種功能涂
層能夠具有這樣的特性它吸收短波太陽(yáng)輻射并且同時(shí)透過(guò)長(zhǎng)波熱 輻射。因此，實(shí)現(xiàn)了被轉(zhuǎn)變成長(zhǎng)波熱輻射的短波太陽(yáng)輻射的傳導(dǎo)， 從而相應(yīng)地加熱吸收板。同時(shí)，外部的涂層能夠反射熱輻射，以侵_ 所述的吸收涂層幾乎不能向外面放出熱輻射。此外，其他目的是表 面防腐蝕保護(hù)，例如通過(guò)耐濕性和耐熱性，或通過(guò)顯著改善金屬襯 底的涂層的增粘特性來(lái)實(shí)現(xiàn)防腐蝕保護(hù)。
所述的吸收^1的功能涂層的厚度優(yōu)選介于0.0005mm和0.02mm 之間。
如上所述，由于設(shè)置有增粘劑涂層或底涂層，可以提供一種對(duì) 功能涂層來(lái)說(shuō)具有改善的粘附特性的吸收板。
由于設(shè)置有至少 一種基于溶膠-凝膠的功能涂層，在本發(fā)明的吸 收板的另 一 實(shí)施方式中，可以提供特別薄的涂層厚度。
此外，如果在涂敷步驟之前或涂敷步驟之后吸收板具有壓花， 本發(fā)明的吸收板的吸熱特性能夠進(jìn)一步改善。通過(guò)壓花，吸收板用 于吸熱的表面增加了 。
最后，通過(guò)利用本發(fā)明的用于太陽(yáng)能收集器、尤其是平板收集 器的吸收板，實(shí)現(xiàn)了上述發(fā)明目的。正如已經(jīng)闡明的那樣，在保持
陽(yáng)能收集器或平板收集器的成本。
現(xiàn)在，有許多種可能性，都可以用于設(shè)計(jì)和改進(jìn)本發(fā)明的用于 制造太陽(yáng)能收集器吸收板的方法以及本發(fā)明的吸收板及其應(yīng)用。為 此， 一方面，可參考從屬于權(quán)利要求1和權(quán)利要求9的權(quán)利要求， 另一方面，可參考結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述。


唯 一 的附圖示出了按照本發(fā)明的吸收板實(shí)施例的示意性剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了吸收板1的表面，所述的吸收板表面具有涂層，該
涂層總共包含三個(gè)功能涂層2、 3、 4。在本發(fā)明中，功能涂層2被設(shè) 計(jì)成為增粘劑層或底涂層，并且優(yōu)選地已經(jīng)以預(yù)處理的方式涂敷在 金屬帶表面上。在圖1所示的本發(fā)明的吸收板的實(shí)施例中，功能涂 層3由基于溶膠-凝膠的吸收涂層組成，該吸收涂層具有納米微粒， 例如亞硝酸鈦或二氧化鈦微粒。吸收涂層3優(yōu)選為長(zhǎng)波熱輻射能夠 透過(guò)，由此通過(guò)將短波太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)變成長(zhǎng)波太陽(yáng)輻射，將熱能傳導(dǎo) 到吸收板1的表面。因?yàn)榭狗瓷渫繉涌梢哉{(diào)整折射率，同樣借助于 巻材涂裝工藝涂敷的基于溶膠-凝膠的抗反射涂層4允許經(jīng)過(guò)涂敷的 吸收板的反射系數(shù)非常低。因此，對(duì)太陽(yáng)光的吸收作用同樣增加了。 根據(jù)本發(fā)明，所有提到的功能涂層2、 3、 4是通過(guò)巻材涂裝工藝涂 敷，在該巻材涂裝工藝中，優(yōu)選地使用涂漆輥。溶膠-凝膠涂層能夠 以簡(jiǎn)單的方式由這些涂敷輥涂上。然而，在巻材涂裝工藝中，不同 的涂敷方法，例如使用噴涂設(shè)備或粉末涂敷裝置也是可以想到的。
權(quán)利要求
1. 用于制造太陽(yáng)能收集器吸收板的方法，所述吸收板由金屬帶，尤其是鋁帶或鋁合金帶制成，其特征在于，利用卷材涂裝工藝，給所述金屬帶涂敷高選擇性涂層，所述高選擇性涂層對(duì)于太陽(yáng)光具有很好的吸收特性并能確保極少的熱輻射。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用至少一個(gè)涂漆輥涂敷所述高選擇性涂層。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，涂敷多個(gè)功能 涂層。
4. 如權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，各 個(gè)所述功能涂層的厚度介于0.0005mm和0.02mm之間。
5. 如權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，優(yōu) 選地以預(yù)處理的方式涂敷增粘劑涂層或底涂層。
6. 如權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，涂 敷的所述涂層包含有功能微粒，尤其是納米微粒、金屬微粒、金屬 氧化物微粒和/或色素。
7. 如權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，涂 敷一個(gè)或多個(gè)基于溶膠-凝膠的涂層。
8. 如權(quán)利要求1至7中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，涂 敷的所述涂層至少部分具有彈性特性。
9. 尤其是利用如權(quán)利要求1至8所述的方法由金屬帶制成的太 陽(yáng)能收集器吸收板，其特征在于，該吸收板具有利用巻材涂裝工藝 涂敷的用于改善吸收特性的高選擇性涂層。
10. 如權(quán)利要求9所述的吸收板，其特征在于，所述吸收板由鋁 或鋁合金制成。
11. 如權(quán)利要求9或IO所述的吸收板，其特征在于，所述高選 擇性涂層由多個(gè)功能涂層組成，其中，所述功能涂層至少部分具有 功能微粒，尤其是納米微粒、金屬微粒、金屬氧化物微粒和/或色素。
12. 如權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的吸收板，其特征在于， 所述功能涂層的厚度介于0.0005mm和0.02mm之間。
13. 如權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的吸收板，其特征在于， 該吸收板設(shè)置有增粘劑涂層或底涂層。
14. 如權(quán)利要求9至13中任一項(xiàng)所述的吸收板，其特征在于， 該吸收板設(shè)置有至少一個(gè)基于溶膠-凝膠的功能涂層。
15. 如權(quán)利要求9至14中任一項(xiàng)所述的吸收板，其特征在于， 在涂敷之前或涂敷之后，所述吸收板設(shè)置有壓花。
16. 如權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的吸收板用于太陽(yáng)能收集 器，尤其是用于平板收集器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造太陽(yáng)能收集器吸收板(1)的方法，所述的吸收板由金屬帶，尤其是鋁帶或鋁合金帶制成。本發(fā)明還涉及一種太陽(yáng)能收集器吸收板(1)及其有利的應(yīng)用。本發(fā)明的目的是提供一種制造太陽(yáng)能收集器吸收板的方法，利用該制造方法能夠以低成本制造具有高選擇性涂層(2，3，4)的吸收板，該目的是通過(guò)如下方式得到解決在使用卷材涂裝工藝的情況下給金屬帶涂敷高選擇性涂層，所述的高選擇性涂層對(duì)于太陽(yáng)光具有很好的吸收特性并確保極少的熱輻射。
文檔編號(hào)F24J2/48GK101523127SQ200780031581
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2007年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月25日
發(fā)明者A·西門(mén), V·登克曼, W·厄廷, W·申克爾 申請(qǐng)人:海德魯鋁業(yè)德國(guó)有限責(zé)任公司