Что лучше отражает солнечный свет. Солнечный ликбез: что необходимо знать о солнце и солнцезащитных кремах. Видео – Абсорбер с селективным покрытием

Краска УФ-отверждения содержит вещества, которые реагируют на воздействие ультрафиолетового излучения, поэтому высыхают на воздухе. Такой красочный материал применяют для различных видов печати, например, офсета, флекса, трафаретной, для воспроизведения растровой графики. Его наносят на любые поверхности - бумажные, пластмассовые, полиэтиленовые, толстым или тонким слоем.

В процессе печати используют УФ-лампы, которые закрепляют нанесенную на изделие краску. Некоторые красочные материалы, которые отвердевают под воздействием ультрафиолетовых лучей, токсичны, ими нельзя печатать на продуктовых упаковках. Зато во время высыхания они не выделяют в воздух растворителей, в отличие от сольвентных составов. Однако при использовании ламп выделяется озон, который может быть токсичным, если его концентрация в воздухе высока.

Особенности красок

Краска ультрафиолетового отверждения отличается от обыкновенных, основанных на растворителях составов, способностью высыхать и «схватываться» почти мгновенно. Другие особенности УФ-красящих материалов:

• жесткая структура;
• более вязкая, липкая;
• устойчива к влаге;
• не истирается так быстро, как сольвентные краски;
• застывает (высыхает) только под воздействием УФ-излучения.

В составе УФ-отверждаемых чернил:

• пигмент или краситель, который придает основной цвет покрытию;
• специализированное жидкое связующее, которое превращается в твердую пленку, полимеризуется под воздействием УФ-лучей;
• фотоинициатор, который участвует в химической реакции полимеризации или отверждения красочного слоя;
• УФ-отвердитель - это олигомеры, которые представляют собой вязкие вещества, отвердевающие под воздействием ультрафиолета;
• мономеры - растворители, растительные масла;
• добавки, воски и наполнители.

На заметку! Красящий состав представляет собой порошок из отверждаемых полимеров, который нагревается, расплавляется и образует прочную пленку на бумаге, пластмассе или древесине.

Интересная особенность красок ультрафиолетового отверждения в том, что на белом материале слой закрепляется быстрее, а на темном - медленнее, потому что светлый фон отталкивает УФ-излучение, а черный, наоборот, поглощает.

Способы отверждения

Последняя стадия в получении слоя лакокрасочного материала - сушка. Дисперсная среда в процессе высыхания порошковых лаков и красок - воздух. Пленка получается, потому что твердые полимерные частицы в составе материала образуют прочную связь, сначала расплавляются, потом отверждаются. Красящий состав нагревается до 110 градусов и застывает в считанные секунды.

Источники ультрафиолета

Оптимизация процесса отвердения зависит от выбора ультрафиолетового излучателя. Источниками УФ-света могут быть:

• безэлектродные, светодиодные, кварцевые излучатели;
• ртутные лампы;
• люминесцентные, ксеноновые осветительные приборы;
• Led UV сушильные лампы.

Главное правило при выборе отверждающей лакокрасочное покрытие машины - частота излучения прибора должна совпадать с частотой поглощения фотоинициатором, который отвечает за оптимальную дозу UV лучей и способность красящих материалов вступать в химическую реакцию.

Для отверждения порошковых лакокрасочных материалов можно применять и лампы широкого спектра, однако у них есть существенные недостатки:

• энергозатратность;
• токсичность.

Внимание! Перечисленные приборы при нагреве выделяют в воздух большое количество озона, который пагубно влияет на здоровье.

Качество покрытия

Отверждаемые полимеры в составе красок и лаков образуют в процессе высыхания прочную пленку. Толщина слоя не влияет на качество результата. Лакокрасочный материал:

• ложится ровно;
• не растекается за границы изображения;
• распределяется равномерно.

На качество оказывают влияние:

• красящий состав, в который входят пигмент, разбавитель, смола, фотоинициатор, наполнители, синергетик;
• окрашиваемая поверхность;
• условия, в которых происходит покраска;
• доза излучения;
• вид УФ-прибора;
• расстояние между лампами и от источника излучения до подложки.

Красочное покрытие получается прочным, устойчивым к влаге, не выцветает под воздействием солнечного света, другого излучения, поэтому даже полноцветные изображения, нанесенные при помощи УФ-отверждаемых красок, выходят высококачественными.

Преимущества и недостатки технологии УФ-отверждения

Метод ультрафиолетового отверждения экологичен. Другие плюсы современной технологии:

• короткий период высыхания лака или краски;
• высокая производительность;
• экономичность, потому что сушка готовых изделий не занимает времени;
• применение частями, например, окрашивание определенного участка поверхности;
• вторичное использование остатка ЛКМ или стекшего лакокрасочного материала;
• нанесения тонким слоем достаточно для высокого качества готового изделия;
• прочность и стойкость окрашенной поверхности;
• малая взрывоопасность;
• безопасность для здоровья.

У технологии УФ-отвердения есть и недостатки:

• использование на автоматических линиях окупается только в случае высоких объемов производства;
• цена лакокрасочных материалов выше аналогичных сольвентных или фолиевых;
• если нужно окрашивать неплоские поверхности, сушка занимает больше времени;
• для достижения высокого качества процесс отверждения должен быть замедлен.

Кроме того, если на окрашиваемой поверхности образовались дефекты слоя, например, подтеки, капли, чаще всего они неустранимы.

На рынке лакокрасочных материалов существует несколько видов красящих составов, которые высыхают под воздействием ультрафиолета.

Специфика красок УФ-отверждения

В печатных цехах используются акриловые, водоразбавимые, полиэфирные лаки и красочные материалы, которые отверждаются УФ-излучением.

Акриловые

Эти краски высыхают буквально за несколько минут и отличаются высокой реактивностью, обладают почти 100%-ным сухим остатком. В составе отсутствует УФ-отвердитель. Твердость и прочность получившегося слоя дает возможность использовать материал при покраске паркетных покрытий. Они экологичные, в процессе высыхания почти не выделяют испарений. Однако при контакте с открытой кожей вредят эпидермису, поэтому работать с акриловыми ЛКМ надо в перчатках, респираторе и очках. Из-за высокой вязкости акриловые ЛКМ нельзя наносить способом распыления.

Полиэфирные

Эти краски и лаки недорогие, но для полного высыхания требуется обдув. Отверждаются при воздействии большого количества ультрафиолетовых ламп. Подходят для нанесения распылением. Слои ЛКМ имеют свойство желтеть во время отверждения УФ.

Водоразбавимые

Характеристики этих лакокрасочных материалов:

• экологичность;
• высокое качество;
• безопасность.

Водоразбавимые ЛКМ не желтеют и пригодны для распыления. При высыхании образуют прочные пигментные слои высокого качества. Абсолютно безвредны при попадании на открытую кожу. Они дороже акриловых и полиэфирных, требуют конвективной сушки.

Таблица сравнения акриловых, полиэфирных и водоразбавимых красок УФ-отверждения

УФ-краски в печати

Технология отверждения ультрафиолетом используется почти во всех способах печати:

• трафаретной всех видов;
• флексопечати;
• шелкографии;
• офсетной листовой и рулонной;
• полиграфии;
• широкоформатной, на струйных принтерах.

Благодаря уникальным свойствам красящих материалов почти мгновенно отверждаться, печатать УФ-красками можно на разных материалах:

• бумаге;
• древесине;
• пластмассе;
• пленке;
• пластике.

Если печать производится на невпитывающих материалах, например, полиэтиленовых пленках, необходимо контролировать натяжение поверхности, потому что проблема сцепления красящего слоя с пленкой или пластиком может быть миной замедленного действия. Дефекты станут видны позже, а исправить брак будет невозможно, поэтому натяжение проверяют специальными чернилами или тестовыми карандашами.

Во время печати должны соблюдаться следующие климатические условия:

• температура от 18 до 24 градусов;
• влажность от 50 до 60%.

Важно! Свет от ламп дневного освещения и солнечные лучи не должны попадать на печатную машину, банки с красящими материалами. Для защиты на окнах надо использовать желтые фильтры и лампы безопасного желтого и белого спектра.

Готовые изделия можно покрывать лаками UV отверждения, которые защищают продукцию и создают специальные эффекты, например, глянцевую или матовую поверхность. УФ-лакирование считается экологичной, безопасной и экономически выгодной технологией.

В целом, краски и лаки, отверждаемые ультрафиолетом, пользуются популярностью в печатных цехах Москвы, потому что даже при печати на «капризных» материалах дают хорошие результаты.

Для чего нужно селективное покрытие для солнечного коллектора?

Все дело в том, что селективный слой является самым важным элементом в системе, который отвечает за максимальное поглощение тепла.

А потому, если возникает желание сделать солнечный коллектор своими руками, вам потребуется найти этот химикат или селективную краску чтоб покрасить абсорбер коллектора.

От соблюдения технологии, правильного напыления светопоглощающей краски, отражение солнечных лучей будет минимальным. Это значит что ваш коллектор будет более эффективен.

Как правило в домашних условиях, используют селективную краску для солнечных коллекторов ILIOLAC,которая должна наносится на соответствующий грунт.

Обычно покрытие наносят распылителем при давлении воздуха 3-5 bar. После окрашивания через несколько часов с материалом уже можно работать.

Селективная краска это по сути быстросохнущее промышленное покрытие для солнечных коллекторов с очень высокой степью поглощения.

Кроме основных специальных свойств, покрытие хорошо защищает изделие от коррозии, имеет отличную твердость пленки.

Таким образом, приобретая специальную краску, процедуру увеличения КПД солнечного коллектора можно сделать самостоятельно, своими руками.

Некоторые умельцы, делают селективное покрытие на объёмных плоскостях, такими формами они желают задействовать больше углов для попадания солнечных лучей в накопитель.

Селективное покрытия для солнечного коллектора- цена

Многих волнует вопрос: селективная краска для солнечных коллекторов где купить?

Селективное покрытие для солнечных коллекторов можно купить в специализированных магазинах. Так же можно поискать информацию в интернете.

Стоимость селективной краски достаточно приличная, но как правило цена зависит от вашего региона проживания и жадности продавца.

К примеру в России, селективную краску для солнечных коллекторов можно купить в пределах 1000 рублей за банку.

В Украине такое покрытие обойдется покупателю примерно в 350 гривен.

На заметку о селективной краске! Естественная окись меди (если у вас медный абсорбер) Cu2O -обладает поглощением 75% и отражением 33%. Значит имеем эффективность 75-33 = 42%. В 4 раза лучше, чем покраска черной краской.

Получается что сама медь обладает отличной селективностью, поэтому преимущество при изготовлении коллектора для нагрева воды, нужно отдавать именно этому материалу.

Так же существует специальное селективное покрытие с антиконвекционным эффектом. Такой чудо-химикат уменьшает конвективную теплоотдачу. Такое покрытие требует особой подготовки глянцевой поверхности, чтобы она хорошо отражала солнечные лучи.

Видео как работает солнечный коллектор зимой в -15 мороза.

solar-batarei.ru

Селективное покрытие для солнечных коллекторов

Важнейшей частью любого коллектора – плоского, вакуумного, воздушного – является абсорбер. Именно абсорбер преобразует энергию солнечного излучения в энергию тепловую. В плоских водяных и в воздушных коллекторах абсорбер в общем случае представляет собой металлический лист, покрашенный в черный цвет селективной краской для солнечных коллекторов. Причем в воздушном коллекторе абсорбер может быть выполнен с ребрами для увеличения площади нагреваемой поверхности. В вакуумных коллекторах абсорберы представляют собой тонкие пластины в вакуумных трубках. В плоских водяных и в вакуумных коллекторах абсорберы передают накопленное тепло теплоносителю. В воздушных коллекторах просто нагревают до высокой температуры воздух, находящийся в коллекторе. Но в любом случае важнейшую роль в процессе нагрева играет покрытие абсорбера.

Черный цвет — черному цвету рознь

Некоторые умельцы наносят селективное покрытие для солнечных коллекторов своими руками, наивно полагая, что, покрасив металлический лист черной краской, они решат все проблемы. Но черная краска бывает разная. И как эффективно будет работать коллектор, в огромной степени зависит от того, какой именно краской покрыт абсорбер. Дело в том, что черные краски различных составов по-разному реагируют на солнечный свет. Какая-то часть солнечной энергии поглощается, а какая-то отдается в виде теплового излучения, а результирующая эффективность будет очень низкой. Так, например, эффективность абсорбера, покрытого обычной черной краской, составляет всего 11%, в то время, как при покрытии другими типами красок эффективность может превышать 90%. Кроме того, обычные черные краски не обладают термостойкостью и при длительном нагревании начинают слоиться, отставать от основы.

Как работают различные покрытия

Главных показателей, которые характеризуют ту или иную черную краску для покрытия абсорбера, всего два. Это, во-первых, способность поглощения солнечной энергии и, во-вторых, способность покрытия поверхности к излучению энергии в длинноволновом диапазоне. Чем выше первый показатель и ниже второй, тем эффективнее покрытие. Так, например, два слоя покрытия «Черный никель» поверх гальванопокрытия из никеля на мягкой стали (согласно технологии деталь была погружена на шесть часов в кипящую воду) показали способность поглощения, равную 0.94. При этом способность излучения составила всего 0.07. Или «Черный никель», содержащий окиси и сульфиды никеля и цинка, нанесенный на полированный никель, имеет способность поглощения, равную 0.910, при способности излучения 0.11.

Новые составы, новые методы получения высокоэффективных абсорберов

Над поиском составов термостойких красок, способных по максимуму поглощать солнечную энергию, работают многие ученые. В Германии в 1980 году доктор Вольфганг Цезиаль и инженер Густав Кроз получили патент на «Способ получения селективно поглощающих площадей поверхности для солнечных коллекторов и устройство для реализации этого способа». Их работа получила дальнейшее развитие и была подкреплена патентами, полученными в 1998 и в 2001 годах. Целью этих и других аналогичных разработок являются, во-первых, достижение высокой степени поглощения, а следовательно, и высокой степени конверсии падающего солнечного света в полезное тепло, а во-вторых, достижение минимальной излучательной способности, то есть низкое тепловое излучение.

Для изготовления высокоэффективных абсорберов с нанесенным покрытием разрабатываются специальные технологии получения селективных красок и методы их нанесения на поверхности абсорберов, которые, к тому же, могут изготавливаться из различных материалов. К концу девяностых годов прошлого века это были, в основном, гальванически нанесенные слои так называемых «черного хрома» или «черного никеля». При этом были получены достаточно обнадеживающие результаты для указанных покрытий, а именно качество поглощения до 96%, процент излучения около 10%. Это были очень хорошие показатели.

Разработанные в середине девяностых годов в Германии методы нанесения селективного покрытия использовали процесс вакуумного напыления на основу. Были проведены эксперименты с нанесением на медную основу титаново-оксинитридных, а также керамических покрытий. Позднее были проведены эксперименты с алюминиевыми листами. Эти покрытия при контрольных замерах показали значение поглощения солнечного излучения, превышающее 95%, а значение излучательной способности — в пределах от 3% до 5%. Но, несмотря на такие высокие показатели, которые были получены для «Черного никеля» и «Черного хрома», эти покрытия не нашли применения на европейском рынке, так как при производстве этих напылений происходило довольно заметное загрязнение окружающей среды от использования гальваники в производственном процессе. Та же участь постигла и разработанное в США селективное покрытие «Черный кристалл».

Селективные покрытия в домашних условиях

Прежде чем решиться на самостоятельное нанесение селективного покрытия на абсорбер, нужно тщательно изучить характеристики доступных покрытий и взвесить свои возможности. Если вас что-то не устраивает, лучше отказаться от этой идеи и купить уже готовые коллекторы. Способов нанесения покрытий достаточно много, но не все они могут подойти. Например, некоторые умельцы, не вдаваясь в детали, просто покрывают металлический лист обычной черной краской только потому, что эта краска, во-первых, черная, а во-вторых, дешевая. Но такая краска принесет мало пользы, так как она не термостойкая, а при высыхании становится еще неплохим теплоизолятором. Черная матовая автомобильная краска обладает достаточно неплохим светопоглощением, достигающим 70%. Недостатком этой краски является слабая термостойкость.

Лакокрасочной промышленностью выпускаются черные матовые краски, обладающие повышенной термостойкостью. Такими красками покрывают грили, мангалы, изготавливаемые различными фирмами. Эти краски могут быть как в банках, так и в аэрозольной упаковке. Предпочтительнее, конечно, краски в аэрозольной упаковке, так как в этом случае можно нанести селективное покрытие, не превышающее нескольких микрон по толщине. При покупке нужно особо обращать внимание на способ нанесения покрытия, так как применение некоторых видов красок требует предварительной обработки поверхности, на которую они будут наноситься. В некоторых случаях требуется антикоррозийная обработка поверхности, а в некоторых случаях и кислотная грунтовка.

Краска Iliolac

В настоящее время наибольшей популярностью для нанесения селективного покрытия пользуется краска «Iliolac» («Илиолак») производства греческой компании Stancolac. Производители утверждают, что эта краска обладает поглощающей способностью, равной 99%. Краска эта выпускается в баночной фасовке, поэтому для нанесения ее на поверхность абсорбера лучше пользоваться краскопультом, чтобы получить слой не толще пятидесяти микрон.

Селективная пленка в рулонах

И, наконец, для покрытия абсорбера можно использовать селективную пленку. Эта тонкая термостойкая пленка, выпускаемая в рулонах, наклеивается на предварительно обезжиренную и очищенную поверхность абсорбера. Пленка эта представляет собой медную или алюминиевую фольгу с готовым селективным покрытием, нанесенным на нее методом вакуумного напыления.

Особых сложностей в нанесении селективных покрытий нет, и если вы решились сделать солнечные коллекторы своими руками, то добротно выполненное устройство будет работать ничуть не хуже своего промышленного собрата.

Краска для солнечных коллекторов

Энергия Солнца постепенно набирает своих почитателей, которые устанавливают на своём доме или территории коллекторы. Это неудивительно, ведь такой метод получения электричества достаточно эффективен, ведь не требует регулярных финансовых вливаний и является экологически чистым. Чтобы повысить поглощение прямых лучей, используется краска для солнечных коллекторов. Она помогает защитить поверхность от негативных воздействий кислорода и продлить срок эксплуатации поверхности.

Улучшенное получение энергии

Главные характеристики, которыми отличается селективная краска для солнечных коллекторов, заключается в том, что её легко нанести, а после этого она быстро сохнет. Часто владельцы такого способа заработка жалуются на то, что поверхность слабо поглощает энергию.

Чтобы решить эту проблему, необходимо нанести подходящее покрытие, которое повысит эффективность поглощения до 99%. Купить краску для солнечного коллектора выгодно, ведь она, как и любая эмаль, дополнительно защищает от коррозии, а также обладает следующими характеристиками:

Цвет покрытия - чёрный, переливающийся матовым блеском. Важное преимущество, которым обладает краска для солнечного коллектора, заключается в её небольшом расходе. Литр позволяет покрыть 11 квадратных метров. За 4 часа происходит высыхание поверхности, а через 2 суток произойдёт полное затвердевание.

Грамотное использование

Что перед нанесением краски требуется сделать с поверхностью? Обязательно солнечный коллектор очищают от слоёв жира, грязи, а также избавляются от пыли. Когда будете заливать покрытие в тару, то оно должно заполнить её по всему объему. Краску для солнечного коллектора купить будет гораздо лучше, чем двухкомпонентное покрытие, которое не рекомендуется к использованию. Существует несколько способов эффективного нанесения:

Важно учитывать, что при каждом методе необходимо разбавить в краске растворитель на 20% объёма. Оптимальной толщиной плёнки, чтобы та быстрее закрепилась и засохла, является 50 мкм. Мастеру рекомендуется следить за температурой в помещении, ведь та не должна превышать 35 градусов выше нуля.

Основное достоинство, которым обладает краска для солнечного коллектора - цена. Вещество расходуется экономично, потому и по стоимости позволяет существенно сэкономить. Благодаря улучшению эффективности батареи, покупка окупится уже через месяц интенсивного использования.

Работают коллекторы достаточно просто: антифриз, заполняющий трубки конструкции, является теплоносителем и нагревается от попадания инфракрасных лучей и ультрафиолета на специальную панель – улавливатель. Нагретый антифриз перемещается в специальные теплообменники-а ккумуляторы, где передают тепло воде. Сама же вода в дальнейшем перекачивается в отопительную магистраль.

Что такое селективное покрытие

Избирательное покрытие: о чем следует знать

Также существует антиконвекционно е селективное покрытие, уменьшающее отдачу тепловой энергии в окружающую среду.

Обратите внимание! Для повышения КПД гелиосистемы следует позаботиться, чтобы полированные ее детали были обязательно покрыты избирательным составом – ведь они отражают солнечные лучи наподобие зеркала.

Другие разновидности покрытия

Селективное покрытие на поверхности абсорбера позволяет минимизировать потери на излучение

Помимо готовых средств, в качестве избирательного покрытия можно также наносить:

Selective-cover

Отдельно стоит упомянуть о самом популярном, пожалуй, селективном покрытии – а именно о Selective-Сover Silver Mirror. Это один из лучших реактивов, впитывающих солнечную энергию.

Обладает следующими характеристиками:

• показателем селективности 16;
• надежностью, удобством в применении;
• рабочей температурой до 365ᵒС;
• 6 м² при электрохимическо м нанесении;
• 2 м² при контактном.

Селективное покрытие своими руками

Итак, мы выяснили, что «голое» абсорбирующее покрытие (которым зачастую выступает оксидная пленка Cu₂O) оставлять нельзя.

Но для более эффективной работы солнечного коллектора желательно покрыть поверхность оксидом меди CuO, обладающим существенными преимуществами:

• высокий коэффициент селективности (75-90%).

Словом, это весьма эффективное избирательное средство, которое можно легко приготовить своими руками. Поэтому мы остановимся именно на нем.

Обратите внимание! Конечно, оксид меди по качеству весьма далек от заводских покрытий, но это в любом случае лучше обычной черной краски с показателем теплоизлучения в 80%.

Несмотря на то, что CuO стоит дешевле заводских селективных покрытий, процесс его нанесения намного сложнее обычной покраски. Но обо всем по порядку.

В целом процедура образование CuO на абсорбере коллектора займет порядка трех дней.

Для получения CuO необходимо окислить саму медь – из нее, собственно, и выполнен абсорбер. Никаких валиков и кисточек здесь быть не может.

Ниже рассмотрены основные способы приготовления (точнее, компоненты) раствора для окисления меди.

Способ первый

• Литр воды.
• 15 г персульфата калия (К₂S₂О₈).
• 50 г каустической соды (NaОН).

Способ второй

Способ третий

Обязательные условия для всех способов окисления

1. Все поверхности должны быть обезжиренными.
2. В процессе реакции будет выделяться кислород, который быстро улетучится, поэтому раствор обязательно должен быть свежим.
3. Желательно использовать дистиллированную воду.

Техника безопасности

4. Вся органика быстро разъедается NaОН, поэтому не стоит брать раствор голыми руками. Напротив, нужно использовать защитные средства (резиновые перчатки, очки), ведь во время реакции едкий натрий бурно вскипает.
5. Самым безопасным является К₂S₂О₈, но в то же время он и самый дорогой из реактивов.

В качестве заключения

В итоге хотелось бы дать еще один совет. Для того чтобы смыть результат неудачного эксперимента, нужно использовать ортофосфорную кислоту (это, к слову, один из компонентов Cосa-Cola). Она эффективно смывает оксид меди.

Видео – Абсорбер с селективным покрытием

В одной из предыдущих статей мы рассматривали солнечные коллекторы (или гелиосистемы, как их еще называют), поэтому особо распространяться по поводу принципа их работы не будем. Отметим лишь, что такие системы не «отдыхают» ни зимой, ни даже в пасмурную погоду – температура воды никогда не падает ниже 60ᵒС.

Казалось бы, ничего сложного в этом нет, но этот элемент любой гелиосистемы – селективное покрытие – до сих пор непонятен для многих из нас.

Селективное покрытие – это слоистая структура из 3 или более слоев диэлектриков (могут использоваться оксид висмута, оксид титана, нитрид алюминия и т.д.)

Данное покрытие не только непонятно, это – важнейший элемент коллектора. Покрытие вбирает в себя солнечную энергию и превращает ее в тепловую (последняя аккумулируется и транспортируется). Эта «губка» черного цвета называется селективной (англ. Select – выбирать, избирать), потому что излучает в несколько раз меньше тепла, чем поглощает.

Обратите внимание! Избирательное покрытие прозрачно для инфракрасных лучей (оно свободно их пропускает и поглощает), но является своего рода отражателем для теплового излучения. Другими словами, оно «запирает» тепло внутри конструкции.

Интересно то, что подобное покрытие можно запросто купить (оно продается в жестяных банках) и нанести на любой материал за исключением алюминия. Сплошной слой площадью в 1 м² этого вещества стоит примерно 1800 рублей. И если добавить к этому стоимость аккумулятора, то становится очевидным, что гелиосистема – это не настолько дорогостоящее удовольствие, каковым его преподносят неосведомленным покупателям.

Есть такое понятие, как коэффициент селективности. Если вкратце, это соотношение поглощенной энергии к переданной обратно. В химикатах, которые продаются в готовом виде, этот коэффициент колеблется между 8 и 16,5.

Все селективные составы (а их на данный момент существует более тридцати) наносятся одним из четырех существующих методов:

6. плазменным напылением;
7. электрохимически м.
8. оксид меди или любого другого металла;
9. черный хром;

· возможностью нанесения валиком, пульверизатором или даже кистью.

На основе реактива можно изготовить электролит, который наносится электрохимически м путем. Одного флакона (стоит примерно 3000 рублей) хватит на:

Покрытие вбирает в себя всю солнечную энергию и превращает ее в тепловую (последняя аккумулируется и транспортируется)

Обратите внимание! Несмотря на то, что медь сама по себе отлично поглощает тепло (намного лучше, чем простая термоустойчивая краска), тонкая пленка, которой покрывают абсорбер в гелиосистемах, отличается нестабильностью и быстро окисляется.

Не будем распространяться о высокоселективны х веществах. Можно прибегнуть к самому простому способу – окрасить панель черной краской, как это показано на видео.

10. оно черного цвета;
11. у него низкий показатель теплоизлучения (все зависит от толщины слоя, в пределах 10-20%);

Способы получения оксида меди

Все практически так же, как в первом способе, вот только вместо К₂S₂О₈ необходимо использовать надсернокислотны й аммоний ((NН₄)₂S₂О₈).

12. 50 г хлорита натрия (NaСlО₂).
13. 100 г каустической соды (NaОН).
14. Температура раствора должна быть в пределах 62-65ᵒС.
15. NaСlО₂ не так опасен, но руками его тоже лучше не брать. Выделяет хлор.
16. (NН₄)₂S₂О₈ во время реакции выделяет много аммиака, поэтому нельзя проводить процедуру в закрытом помещении. Желательно пользоваться респиратором.
17. Казалось бы, на открытом воздухе респиратора не нужно, но добиться в таких условиях необходимой температуры невозможно даже жарким летом.

Видео – Гелиосистема, выкрашенная черной краской

svoimi-rykami.ru

• Как повысить свой уровень игры в CS:GO часть 2 Настройка игры и видеокарты. Внимание! Этот туториал расчитан на игроков, которые только начали играть в дисциплину. Прежде чем читать вторую часть, рекомендуется прочитать часть 1. CS:GO является одной из самых популярных киберспортивных дисциплин. Несмотря […]
• Общие сведения Важно! Отдельные категории граждан получают прав на сокращение возраста при выходе на пенсию. Сюда относятся педагоги и медицинские работники (стаж 25 и 35 лет), работники горнодобывающей отрасли, люди, проработавшие в условиях Крайнего Севера более 15 лет. Средние и минимальные значения […]
• Ходатайство о переносе судебного заседания Ищете, как составить ходатайство о переносе судебного заседания? Которое будет положительно рассмотрено судом? Мы разместили общие сведения о составлении и подаче такого рода документов. А также о возможных причинах переноса, которые будут признаны судом […]
• Условия участия в программе Молодая семья в Москве и Московской области Проекты государственной поддержки в обеспечении жильем молодых семей пользуются большой популярностью. Выделяются как региональные, так и федеральные проекты. В Москве жилищный вопрос стоит перед данными слоями населения также остро, […]
• Перерасчет пенсии за большой стаж работы С приближением пенсии многих граждан интересует зависимость будущего обеспечения от количества отработанных лет. С появлением в законодательстве изменений перестает применяться понятие общий трудовой стаж. Теперь используются так называемые индивидуальные пенсионные […]
• Акт об ознакомлении В повседневной жизни акт об ознакомлении составляется не часто. Обычно факт фиксации ознакомления с содержанием того или иного документа оформляется на самом первичном документе путем проставления подписи. Или составлением акта об отказе от подписи, получения. В ряде случаев рекомендуем […]
• Споры о наследстве Наследственное право в последнее время стало актуально для огромного числа граждан. Из п. 4 ст. 35 Конституции Российской Федерации следует, что каждому лицу гарантируется возможность распорядиться принадлежащим ему имуществом по собственному желанию, т.е. завещать его, либо оставить […]
• Штраф за проезд под знак "Движение запрещено" (Статья 12.16 КоАП РФ) Если говорить в целом о запрещающих движение знаках, то их очень много. А именно они исчисляются с знака 3.1 по знак 3.17.2 в ПДД. Тем не менее, в данной статье мы разберем штраф за нарушение требований второго знака в этом списке, за […]

Возобновляемые источники энергии становятся все более популярны день ото дня. Уже мало кого можно удивить солнечными батареями, использующими энергию небесного светила для генерации электричества. Их активно применяют в системах умного дома, в бытовых нуждах и на транспорте.

Но у солнечных батарей есть один недостаток – их производство требует больших затрат. В попытках решить эту проблему, ученые из Нотрдамского университета разработали специальные краски, способные генерировать электроэнергию из солнечного света с помощью полупроводниковых наночастиц. Проект назвали .

По словам Прашанта Камата, исследователя цента нанонауки и технологий университета Нотр-Дама, доктора наук по химии и биохимии, являющегося руководителем данного исследования, к идее о создании «солнечных красок» их привело желание придумать улучшенный способ получения энергии солнца, превосходящий существующие технологии, основанные на кремнии.

«Путем добавления наночастиц, которые генерируют энергию, мы разработали однослойную краску, наносимую на любую проводящую ток поверхность без специального оборудования», сказал Камат.

В журнале ACS Nano сказано, что команда исследователей сконцентрировала свое внимание на наночастицах диоксида титана, которые покрывались сульфидом и селенидом кадмия. Эти частицы погружались в специальную смесь из воды с содержанием спирта, чтобы получилась паста. После нанесения этой пасты на материал с электропроводными свойствами, при попадании на него света происходила генерация электроэнергии.

Руководитель проекта подчеркнул, что коэффициент полезного действия при конверсии света в электрическую энергию с помощью «солнечной краски» на данный момент составляет всего 1%, в то время как солнечные батареи, основанные на кремнии, обладают 10-15% эффективностью. Но главным преимуществом новой технологии является ее значительно меньшая стоимость при больших объемах производства.

«Если мы сможем повысить КПД краски хоть немного, то сделаем настоящий вклад в удовлетворение спроса на возобновляемую энергию в будущем. Именно поэтому мы назвали ее «подобная солнцу» (англ. Sun-Believable). Конечно, нам нужно еще многое сделать, чтобы увеличить ее эффективность и стабильность.», сказал Камат.

Сейчас это сложно себе представить, но возможно в будущем, благодаря этой перспективной технологии, каждый слой краски на поверхности дома будет генерировать электроэнергию. Ее можно будет использовать для снабжения электроэнергией бытовую технику и оборудование, тем самым экономя на коммунальных платежах и сохраняя экологию нашей планеты.

Создано 18.06.2011 09:03 Автор: NataKon Приходило ли вам когда-нибудь в голову, что неисчерпаемый, как само солнце, источник энергии можно будет хранить в баллончике и при необходимости наносить на любую мало-мальски подходящую поверхность? Меж тем так называемые «напыляемые» солнечные элементы уже существуют и продолжают активно совершенствоваться! Инженер-химик Брайан Коргел из Техасского Университета в Остине (США) уверен, что «солнечные панели скоро можно будет рисовать на стенах и крышах зданий красками из наночастиц». По его словам, процесс использования новой нано-краски сможет вскоре заменить стандартный (относительно дорогой) высокотемпературный метод изготовления солнечных панелей.

Напыляемые солнечные элементы – “почти газетная” печать от специалистов Техасского Университета

«На данный момент наша исследовательская группа занимается изготовлением нанокристаллов. Мы берем элементы группы "CIGS " – медь, индий, галлий, селенид – и формируем из этих неорганических [светопоглощающих] материалов мелкие частицы, которые затем помещаются в растворитель, создавая таким образом чернила или краску», - поясняет Коргел. Эта солнечная «краска» выполняет те же функции, что и громоздкие фотогальванические солнечные коллекторы на крышах зданий и на «солнечных фермах» по всему миру. Крошечные коллекторы Коргел называет «солнечными бутербродами», верхняя и нижняя части которых представлены металлическими контактами, а середина – светопоглощающим слоем.

"Солнечная краска" может распыляться на пластиковые, стеклянные и тканевые поверхности, превращая их в солнечные элементы. Процесс этот чем-то напоминает газетную печать. Подложка может быть слегка гибкой (к примеру, представлять собой ровный лист пластика, металлической фольги или даже лист бумаги). Толщина слоя используемых в краске CIGS наночастиц, к слову, в 10000 раз меньше человеческого волоса.

Отдельные элементы могут собираться в солнечные панели (согласно NREL - по 40 элементов на одну панель), обеспечивая электричеством жилые дома и промышленные предприятия. Единственное «но» заключается в том, что для рентабельности промышленного изготовления «краски» эффективность преобразования солнечного света должна составить 10%. Пока что это значение не превышает 3%, но исследователи надеются, что им удастся повысить его до необходимого уровня.

Напыляемые солнечные элементы – «зеленое» электричество для микроскопических устройств

Исследователи Университета Южной Флориды разработали столь крошечные солнечные элементы, что их можно просто распылять на стены, крыши и любые другие освещаемые солнцем поверхности. Эти элементы способны питать только очень мелкие устройства, так как их размеры не превышают 1мм в длину. Органические полимеры, используемые вместо кремния, позволили д-ру Цзян Сяомэй создать легкорастворимые фотоэлементы, которые могут наноситься на любой приспособленный для этого материал. Комплекс из 20 таких элементов производит электроэнергию напряжением 8 вольт, которую исследователи использовали для работы датчиков из нанотрубок, предназначенных для обнаружения опасных химикатов.

Кроме того, американская компания New Energy Technologies недавно представила протестированную Университетом Южной Флориды разработку «Солнечных окон» (“SolarWindow”). Эта напыленная на стеклянную поверхность солнечная панель, по утверждению разработчиков, способна производить электроэнергию даже из искусственного света внутри помещений. Для ее создания использовались все те же крошечные солнечные элементы , разработанные Цзян Сяомэй.

Завод по производству напыляемых солнечных элементов в Австралии

Исследователи Австралийского национального университета совместно с представителями компаний Spark Solar Australia и Braggone Oy работают над трехлетним проектом по разработке дешевых и высокоэффективных напыляемых солнечных панелей. Традиционно фотоэлементы изготавливаются из кремния, покрытого тонким противоотражающим слоем нитрата кремния. Дороговизна их производства объясняется, в частности, необходимостью проведения процесса в условиях вакуума. Новый метод использует напыляемую водородную пленку и напыляемую же противоотражающую пленку (вакуум при этом не нужен). Солнечные элементы проходят через конвейер, где и происходит напыление пленок. Этот упрощенный метод позволит средних размеров заводу сэкономить на капитальном оборудовании до $ 5 млн., т.е. выпускаемые солнечные панели окажутся в итоге намного более дешевыми.

Основанный Spark Solar «солнечный» завод станет самым крупным поставщиком солнечных элементов в Южном полушарии. Будущее месторасположение его все еще уточняется (рассматриваются варианты Аделаиды, Джилонга, Воллонгонга, Квенбейана, и Канберры). Первые солнечные элементы были выпущены уже в конце 2010 года, в целом же предполагаемый годичный объем производимой продукции составит более 10 миллионов фотоэлементов, при этом доходы от экспорта ожидаются на уровне 135 млн. австралийских долларов в год.

Напыляемые солнечные элементы – новые возможности для окон эко-домов

Норвежская компания EnSol AS совместно с командой ученых Лестерского университета разработала запатентованную конструкцию солнечного элемента, в которой используются металлические частицы диаметром около 10 нанометров. Это свое изобретение ученые планируют использовать для превращения в солнечные электрогенераторы самолетов и зданий (в том числе окон). Наносить «краску» из новых тонкопленочных фотоэлементов можно будет на любую плоскую поверхность.

Предлагаемая технология была опробована, но все еще дорабатывается. Прежде чем выпустить ее на рынок в к 2016 году, разработчики надеются повысить эффективность изобретения до 20%. Так или иначе, покрытый тонкой прозрачной пленкой фотоэлементов материал от EnSol уже показал себя лучше, чем многие из существующих и параллельно разрабатываемых конкурентами технологий.

Итак, подводя итоги

Тот факт, что «солнечный» материал может использоваться в виде напыляемой краски, существенно расширяет возможности создания «мобильного» электричества.

Небо, затянутое тучами, работе «солнечной краске» не помеха, так как напыляемые фотоэлементы способны улавливать не только ультрафиолет, но и инфракрасное солнечное излучение.

Покрытие транспортного средства подобным материалом сможет, теоретически, обеспечить постоянную подзарядку батарей.

Еще больше электроэнергии будет вырабатываться при нанесении его на поверхность крыш и/или окон. Кроме того, подобные солнечные элементы будут лучше выдерживать непогоду, чем большинство нынешних хрупких солнечных коллекторов.

Однако

Поскольку эффективность фотоэлементов зависит от степени поглощения солнечного света, пользователям придется периодически очищать «покрашенные» солнечной «краской» стены и крыши. Работы Австралийского национального университета, касающиеся возможности использования напяемых солнечных панелей в помещении, продолжаются, завершение их запланировано на конец 2011 года.

Гуженко Артём

В данной работе ученик пытается выяснить, действительно ли чёрный цвет сильнее притягивает солнечные лучи, а белый их отталкивает.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Исследовательская работа по теме «Чёрное или белое?»

Руководитель: Овсянникова М.Н.,

Учитель начальных классов

Однажды в жаркий летний день мы с мамой и папой собрались пойти на прогулку. Я надел чёрную футболку и тёмную кепку, но мама сказала, что в этой одежде мне будет жарко, так как чёрный цвет сильнее притягивает солнечные лучи. Я, конечно, послушал маму и переоделся в светлую одежду, но решил подумать над этим вопросом. Почему тогда в странах Африки живут люди с чёрным цветом кожи, ведь должно быть им очень жарко. И почему на холодном севере живут белые медведи, наверное, им холодно?

Проблема

Действительно ли белый цвет отражает солнечные лучи, а чёрный «притягивает» их?

Гипотезы

Возможно, лучи «не видят» белый цвет?

Предположим, что тёмная одежда просто ярче и заметнее.

Допустим, что это просто суеверная примета.

Цель

Выяснить, действительно ли чёрный цвет сильнее притягивает солнечные лучи, а белый их отталкивает.

Задачи

Познакомиться с дополнительной литературой и материалами интернета по данному вопросу;

Обратиться к учителю физики за консультацией;

Провести опыт для подтверждения или опровержения данного вопроса;

Подготовить презентацию - отчёт о проведённой работе.

Теоретическая часть

Сначала я решил выяснить, почему в Африке живут люди с чёрным цветом кожи. Если чёрный притягивает сильнее солнечные лучи, то этому народу не позавидуешь…

Из книг и энциклопедий я узнал, что согласно древней легенде, раньше все люди имели черный цвет кожи. Однажды они обнаружили озеро с водою, окрашивающей человека в белый цвет, который после уже не смывался. Люди пошли к этому озеру и, окунувшись в него, приобретали белый цвет кожи. Когда же дошла очередь до жителей Африки, воды в озере осталось уже настолько мало, что они смогли окунуть в воду всего лишь ладони рук и ступни ног. Вот почему африканцы черные.

Существует еще одно объяснение, почему в жарких странах есть люди с черной кожей, которое более похоже на правду, чем легенда.

Оказывается, кожа таких людей богата меланинами, то есть веществами, которые содержатся в коже, человеческих тканях, волосах и даже сетчатке глаза. Меланины широко распространены в растительных и животных тканях. Они определяют окраску кожи и волос, например масти лошадей, цвет перьев птиц, чешуи рыб. А еще меланины поглощают лучи ультрафиолета и, соответственно, защищают ткани от ожогов. То есть, природа сама придумала, как оберегать жителей жарких стран от ожогов и сделала их черными.... Так значит, люди с тёмным цветом кожи лучше защищены от ультрафиолета, а не от света или тепла. Вот и весь вопрос…

Но почему на холодном севере живут белые медведи? В месте обитания этих хищников очень холодно, поэтому каждый солнечный луч, дающий тепло ценен. А белый окрас шерсти медведей, должно быть, хорошо отражает свет – вот темная шерсть нагревалась бы гораздо лучше. Но тогда медведь среди льдов и снега стал бы издали виден. Бояться хищнику некого – при его размерах врагов у него просто нет. После запрета охоты на белых медведей они и людей бояться перестали. А вот маскировка на охоте очень даже нужна. Ведь среди белоснежного пейзажа только черные глаза, нос и губы выдают мишку, подбирающегося к добыче.

Оказывается, кожа белого медведя черная! А как же свет пробивается к телу через толстую шубу? На самом деле шерстинки полые (пустые) внутри, и лучи легко доходят до черной кожи, которой и передают тепло.

Из дополнительной литературы и от учителя физики я узнал, что все цвета, встречающиеся в природе, делят на ахроматические (бесцветные) и хроматические (цветные).

К ахроматическим относятся белый и черный, а также все серые цвета, которые получают смешением белого и черного цветов. Ахроматические цвета в спектре отсутствуют. В природе не существует таких тел, которые полностью отражали бы весь падающий на них световой поток, и все тела в той или иной мере поглощают свет.

Чёрные и белые цвета по-разному отражают свет. Самое сильное отражение имеет порошок окиси магния, являющийся самым белым предметом.

А вот лучше всего поглощает свет черный бархат, он кажется нам самым черным предметом.

Практическая часть

Для того, чтобы убедиться в том, что поверхности тёмного цвета лучше поглощает свет проведём эксперимент.

Нам понадобятся две пластмассовые бутылки с закрученными пробками. Одну бутылку выкрасим в чёрный цвет, другую обернем белым скотчем. Подвесим бутылки горлышками вниз, между ними поставим настольную лампу. Она должна располагаться довольно близко к бутылкам, на равном расстоянии от каждой.

Шилом проделаем в пробках отверстия, вставим в них прозрачные шланги. Свободные концы шлангов подвесим на уровне дна бутылок. В результате каждая бутылка со шлангом должна напоминать английскую букву «U».

Теперь полученную конструкцию необходимо наполнить водой. Снимем бутылки, отсоединим шланги. Нальем воду в первый шланг до половины, выльем ее в бутылку. Для наглядности добавим в воду марганцовку. Закрутим пробку, вставим шланг и подвесим бутылку. Жидкость заполнит нижнюю часть шланга. То же самое проделаем со второй бутылкой. Когда вся конструкция примет начальное положение, жидкости в двух шлангах должны находиться на одном уровне. Включим лампу и проследим за тем, что происходит.

Результат

После включения лампы, практически сразу начала свое движение вода в шланге, который подсоединен к черной бутылке. Она поднялась по шлангу вверх и начала выходить наружу. Вода из трубки, присоединенной к белой бутылке, поднялась незначительно. Что из этого следует? Включенная лампа нагревает бутылки и воздух в них. При нагревании воздух расширяется и давит на воду в шланге. Под давлением воздуха она поднимается вверх и достигает кончика шланга тем быстрее, чем быстрее будет нагреваться воздух, а, следовательно, и поверхность самой бутылки. Из опыта видно, что первой к финишу пришла вода из шланга, который соединён с чёрной бутылкой. Кроме цвета, бутылки ничем не отличались, условия эксперимента для них были одинаковыми. Из этого следует, что чёрные поверхности нагреваются быстрее.

Выводы

Таким образом, гипотезы, что лучи «не видят» белый цвет, что тёмная одежда просто ярче и заметнее или, что это просто суеверная примета не подтвердились.

В результате опыта я выяснил, что чёрный цвет лучше, чем белый, поглощает свет. Значит, действительно, в жаркую солнечную погоду нужно носить светлую одежду.

Практическая значимость

Материалы работы можно использовать на уроках окружающего мира и для бесед по профилактике солнечного или теплового удара с детьми в летнем оздоровительном лагере. ;