Så tillverkas mer effektiva solfångare

Solfångarabsorbatorn är själva hjärtat i en solfångare, som omvandlar energi från solens strålningsenergi till värme i vatten. Kristina Gelin visar i sin avhandling hur man kan öka effektiviteten genom att byta ut material och optimera tillverkningsprocessen. Institutionen för teknikvetenskaper Kristina Gelin Preparation and Characterization of Sputter Deposited Spectrally Selective Solar Absorbers ISBN 91-554-5924-2 Abstract Solfångarabsorbatorna ska absorbera så mycket som möjligt av solenergin, samtidigt som den infångade värmen inte ska strålas ut till omgivningen igen. Verkningsgraden kan alltså mätas på två sätt – dels hur stor del av den inkommande solenergin som tas upp av absorbatorn (solabsorptansen), dels hur stor andel av den absorberade värmen som strålar ut till omgivningen (termisk emittans). Målet för Kristina Gelins forskning har varit att förbättra dessa två mått hos en typ av solfångarabsorbator. Hon har lyckats höja effektiviteten genom att byta ut material i de ingående skikten och optimera tillverkningsprocessen. Den termiska emittansen har förbättrats från 15 till 6 procent genom att byta ut materialet i korrosionsbarriären från nickelkrom till kopparnickel. Även absorptionsskiktet har förbättrats och simuleringar tillsammans av ett antireflexskikt visar att solabsorptionen kan ökas från 94 till 97procent. Ytan på solfångarabsorbatorn tillverkas med hjälp av sputtring, en typ av vakuumteknik som kan liknas vid ett biljardspel med atomer. I en isolerad kammare med mycket lågt tryck slungas joner med en stark spänning i hög hastighet mot en platta i taket av kammaren. När jonerna kolliderar med plattan slås atomer från plattan loss som biljardbollar i ett biljardspel som faller ner mot underlaget. Lager för lager av atomer bygger så upp mycket tunna filmer. Stommen är en aluminiumplåt som beläggs med tre mycket tunna skikt. Överst ligger ett tunt antireflexskikt (0, 00005 millimeter) som minskar de reflexer som kan uppstå då solljus träffar absorbatorn. Nästa skikt är en mycket porös absorberande film (0, 0002 millimeter) som består av en blandning av nickelmetall i nickeloxid. Eftersom aluminiumplåten är mycket känslig för fukt och luftföroreningar beläggs den också med ett tunt metallskikt. Forskningen har skett i nära samarbete med den svenska solabsorbator-producenten Sunstrip AB. Steget mellan forskning och marknaden är litet på det här området, vilket har inneburit att en utveckling av absorbatorn snabbt har kommit kunder och marknaden till godo. Namn: Kristina Gelin Avhandlingens titel: Preparation and Characterization of Sputter Deposited Spectrally Selective Solar Absorbers Institution: Institutionen för Teknikvetenskaper, avdelningen för fasta tillståndets fysik Opponent: Professor Björn Karlsson, Institutionen för byggande och arkitektur, Lund Disputationen äger rum: den 7/5 2004 kl. 13.00 i Häggsalen, Ångströmlaboratoriet i Uppsala Författaren nås på tel: 018-471 31 32 eller e-post:Kristina.Gelin@Angstrom.uu.se Bilder kan hämtas på följande webbadresser: http://www.info.uu.se/pressmapp/KristinaGelin1.JPG http://www.info.uu.se/pressmapp/KristinaGelin2.JPG Länk till spikbladet: http://publications.uu.se/theses/abstract.xsql?dbid=4145