Technicky nejjednodušší je přeměna solární energie na teplo pomocí systémů se solárními kolektory [1]. Solární kolektory lze využít sezónně pro ohřev např. bazénové vody, nebo celoročně pro ohřev vody, vytápění a také k chlazení. Funkčním prvkem kolektoru je absorbér, na který dopadá záření a dochází na něm k přeměně slunečního záření na teplo.

Absorbér je vyroben z materiálu, který má vhodné absorpční a tepelně vodivostní schopnosti (slitiny hliníku, slitiny mědi, ocel, korozivzdorná ocel, plast) [3]. Pro zvýšení účinnosti se na povrchu kovového absorbéru vytváří spektrálně selektivní vrstva. Úkolem spektrálně selektivní vrstvy na povrchu absorbéru je co nejúčinnější přeměna dopadajícího slunečního záření na teplo při minimálních tepelných ztrátách způsobených zpětným vyzářením [4].

METODIKA PŘÍPRAVA VZORKŮ
Vzorky byly připraveny z profilu o tloušťce 2 mm, ze kterého se i v praxi vyrábí absorpční plocha kolektoru se spektrálně selektivní vrstvou. Celkem bylo připraveno sedm kusů vzorků o rozměrech funkční plochy 50 x 80 mm.

Z celkového počtu sedm vzorků byly čtyři vzorky mechanicky upraveny – otryskány, před vlastní povrchovou úpravou. Dva vzorky byly otryskány abrazivem na bázi korundu, na funkční ploše vzorku tak bylo dosaženo drsnosti Ra = 2,8 μm. další dva vzorky byly otryskány kovovým granulátem, na funkční ploše vzorku bylo dosaženo drsnosti Ra = 14,1 μm.
Následoval technologický postup přípravy spektrálně selektivní vrstvy pomocí dvoustupňového vybarvení konverzní vrstvy. Povrchově upraveno bylo celkem šest vzorků – dva vzorky bez mechanické předúpravy, čtyři vzorky s mechanickou předúpravou.
Tři vzorky byly ponechány bez závěrečného utěsnění povrchové úpravy – jeden vzorek bez mechanické předúpravy, jeden vzorek otryskaný korundem, jeden vzorek otryskaný kovovým granulátem. Přehled vzorků je uveden v Tab. 1.

Poslední kus vzorku byl ponechán bez mechanické předúpravy a bez povrchové úpravy a sloužil jako vzorek základního materiálu pro porovnání.

METODIKA TESTOVÁNÍ VZORKŮ
Pro testování byl zvolen test ohřevu vzorků při osvitu infračerveným zářením. V rámci testu se sledoval nárůst teploty připravených vzorků s časem a maximální dosažená teplota vzorků při kontinuálním osvitu infračervenou lampou (IR-lampou). Lampa byla napájena bez stabilizátoru napětí přímo ze sítě, výkon lampy byl 250 W.
Na vzorky dopadalo záření o vlnové délce 760 × 1 000 nm. Teplota vzorků byla měřena vždy po 10 minutách, tj. v časech: 0; 10; 20; 30; 40; 50 a 60 minut. Současně se vzorky byla měřena i teplota jednoho vzorku základního materiálu, který nebyl ozařován. Výsledná teplota vzorků byla vyhodnocena jako přírůstek teploty oproti neozařovanému základnímu materiálu.

VÝSLEDKY
Laboratorně vybarvené vzorky se spektrálně selektivní vrstvou dosáhly v testu osvitu infračerveným zářením vyšších teplot než vzorek základního materiálu. Vzorky otryskané korundem dosáhly v průběhu testu vyšších teplot než vzorky bez mechanické předúpravy a než vzorky otryskané ocelovým granulátem (viz Tab. 2 a Obr. 4).

Vynechání procesu utěsnění nemělo vliv na absorpční vlastnosti vzorků.

ZÁVĚR
V rámci experimentální části bylo zjištěno, že mechanická předúprava vzorků má pozitivní vliv na absorpční vlastnosti funkčního povrchu vzorků a proces utěsnění neovlivňuje absorpční vlastnosti vzorků.

POUŽITÁ LITERATURA
[1] Ministerstvo životního prostředí. Obnovitelné zdroje energie. 2011 2011 [cited 2011 6.8.]; Rubrika pro informační kampaň k obnovitelným zdrojů energie]. Available from: http://www.mzp.cz/ cz/obnovitelne_zdroje_informacni_podpora
[2] Matuška, T. Solární kolektory, podklady pro předmět Solární tepelná technika, Fakulta strojní, ČVUT v Praze. 2010 [cited 2011 20.7]
[3] Ladener, H. and F. Späte, Solární zařízení. 2003, Praha: Grada. 267
[4] Brunold, S., et al., Accelerated life testing of solar absorber coatings: Testing procedure and results. Solar Energy, 2000. 68(4): p. 313 – 323

TEXT ING. VLADISLAVA OSTRÁ, ROBERT BOSCH, SPOL. S R. O., ČESKÉ BUDĚJOVICE, DOC. ING. VIKTOR KREIBICH, CSC., FAKULTA STROJNÍ, ČVUT V PRAZE FOTO ARCHÍV REDAKCIE