太阳能热发电用特种涂料要“未雨绸缪”

    光伏发电产业化发展，特种材料和涂料将起重要作用
　　
　　我国太阳能较丰富的区域占国土面积2/3以上，年辐射量超过60亿J/m2，每年地表吸收的太阳能大约相当于1亿～7亿t标准煤的能量，特别是西北、 和云南等地区，太阳能发电资源尤为丰富。
　　
　　光伏发电是利用太阳光的光生伏特效应(Photovoltaiceffect)，由光子(光波)转化为电子、光能量转化为电能量。
　　
　　太阳能光伏发电的关键装置是太阳能电池，现在已是成熟的技术，推广的难点是硅材料短缺和发电成本过高。目前光伏发电的成本仍在4～6元/(kW·h)，离商业化有较大的距离。扩大晶体硅片的生产规模可解决太阳能电池用的硅材料的短缺问题，但对成本降低的幅度不大。目前国内外都在致力于降低太阳能发电的成本，但国外的有关报道要多一些。
　　
　　美国加州理工学院最近研发出一种新的太阳能电池，将硅线阵列嵌入有机聚合物中，是将硅晶材料和特殊聚合物材料复合，硅材料只占2%，98%都是有机聚合物，代替太阳能电池中最昂贵的硅材料，可以大幅度降低太阳能电池的成本，从而可大幅度降低太阳能光伏发电的成本。
　　
　　光伏发电成本降低的另一个措施是减少太阳能电池中光能反射损失和光致降解造成的发电损失。日本立邦涂料(NipponPaint)开发了提高背板反射率的“薄膜用高白色涂料”和防止玻璃附着脏物的涂料“NippeClystacoat”。高白色涂料应用于构成太阳能电池模块的背板，目的是将95%穿过的太阳光反射并导入单元，从而提高转换效率，膜厚30～50μm时效果最好。涂层的耐候性和抗紫外线性能通过检测证实优良。NippeClystacoat(涂料)是涂覆在太阳能电池模块表面的玻璃上。因其亲水性效果，玻璃表面的灰尘和污垢可由雨水冲刷干净，能够有效防止玻璃污垢造成的发电量下降。
　　
　　帝斯曼功能涂料部对其太阳能防反射涂层体系采用浸润或者喷涂的涂装工艺，将特殊的涂料涂覆于超白光伏太阳能玻璃表面，其独特的单层纳米结构将太阳能电池的玻璃片的光透过率提高了4%，太阳能电池组件效率由此得到相当大的改善。这种防反射涂层系统在改进光透过率的同时还将大幅度降低太阳能系统的成本。
　　
　　Sixtron先进材料公司于2010年1月推出其Silexium的专利涂料技术，涂有这种可减太阳光反射的钝化涂料的太阳能电池，与传统硅烷基SiNX涂层的太阳能电池相比，可减少太阳能电池的光致降解至少达88%。
　　
　　太阳能热水器用涂料“大有作为”
　　
　　太阳能最广泛的利用方式是太阳能热水器，2007年全球太阳能热水器折合 电力1.28亿kW。我国太阳能热水器2008年总集热面积运行保有量约1.35亿m2，年生产能力超过2500万m2，比2007年增长10%，使用量和年产量均占世界总量的一半以上。太阳能热水器基本实现了商业化，并大量出口亚洲、欧洲、非洲等几十个国家。
　　
　　全国有1300多家太阳能热水器生产企业，同时带动了玻璃、金属、保温材料和真空设备等相关行业的发展，对涂料也有推动作用。太阳能热水器需要吸热、集热、保温、防冻等特种涂料，以及防腐与耐候性优良的涂料，总的年用量估计也很可观，但目前尚未见相关报道。
　　
　　太阳能热发电用特种涂料要“未雨绸缪”
　　
　　太阳能聚光热电技术就是利用太阳的光，加热循环水使其转换为蒸汽推动汽轮机发电，是一种只运用太阳的光和水来发电的技术。
　　
　　从20世纪70年代初开始，美、德、法、日等国开展大规模研发太阳能热发电技术，到80年代美国发展很快，仅加州就建设了10座总装机容量为45万kW的太阳能热发电装置；2010年还要建行8座太阳能热发电站，总装机容量为200万kW。
　　
　　太阳能聚光热电装置需要捕获太阳光并聚集到蒸汽锅炉加热水以产生蒸汽，蒸汽再推动发电机发电。捕获太阳光材料需要用涂料保护以增加太阳光捕获率，目前使用的涂料多属具有纳米结构的涂料。聚光面的背面需用保温隔热并能耐高温的涂料。对于蒸汽产生后的发电设备所需涂料与普通热电站所用涂料相同。
　　
　　最近报道，国内首个关于建立太阳能聚光电机组的总代理协议日前在北京签署，总投资额超过50亿美元。 技术方为美国Esolar公司。按协议规定，未来10年内，将在中国建立200万kW的太阳能聚光机组，同时配合生物质的互补发电机组。这些项目不仅填补了国内太阳能热电领域的空白，并且为我国正在运行的火力发电厂、生物质发电厂进行嫁接。
　　
　　这个项目每年会减少1500万t的CO2，相当于栽植了85.34亿m2森林，或减少290万辆汽车尾气排放。无疑，这个项目也是特种涂料要开拓的一个新领域，现在应该关注，提前研发相应的特种涂料。

来源:中国涂装