CN114265136A - 一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜，其特征在于，包括超疏水涂层、玻璃基底层、反射层和保护漆层，所述超疏水涂层涂覆在玻璃基底层上表面，所述反射层涂覆在所述玻璃基底层下表面，所述保护漆层涂覆在反射层下表面，且所述玻璃基底层、反射层和保护漆层为一整体，形成反射镜。本发明使得聚光反射镜具有自清洁能力，极易清除表面霜雪，节约了水资源，大幅降低反射镜的清洁成本；同时还可提高其反射率，进而提高镜场的光学效率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，具体为一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜。
背景技术
聚光型太阳能热发电***是利用聚焦型太阳能集热器把太阳能辐射能转变成热能，然后通过汽轮机、发电机来发电。根据聚焦的形式不同，聚光型太阳能集热发电***主要有塔式、槽式和碟式。
在聚光型太阳能集热发电***中，镜场中反射镜的光学聚焦性能将直接影响整个电站的发电效率。为了保证反射镜的光学性能，需要保持反射镜的表面清洁，最大程度的提高其反射率。目前，在电站中，对于反射镜光学性能的维护，主要存在2个方面的问题：
一、清洗用水量大。目前对反射镜的清洗采用的都是水洗方式，为达到一定的清洁度，清洗频率一般为每周一次，清洗成本较高。
二、覆冰时间长。在冬季，冰、雪等自然天气也会给光场中关键主件带来覆冰现象，正常表面化霜(冰)需要3-4小时，大大影响了反射镜聚光的时间。
这些问题直接导致了运行成本的大幅增加，严重影响了太阳能光热电站的经济性能。因此，改善太阳能光热电站中反射镜的维护是目前亟待解决的问题。
发明内容
为解决现有的技术问题，本发明提供一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜，使得聚光反射镜具有自清洁能力，极易清除表面霜雪，节约了水资源，大幅降低反射镜的清洁成本；同时还可提高其反射率，进而提高镜场的光学效率。
本发明中主要采用的技术方案为：
一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜，包括超疏水涂层、玻璃基底层、反射层和保护漆层，所述超疏水涂层涂覆在玻璃基底层上表面，所述反射层涂覆在所述玻璃基底层下表面，所述保护漆层涂覆在反射层下表面，且所述玻璃基底层、反射层和保护漆层为一整体，形成反射镜。
优选地，所述超疏水涂层为有机硅的纳米材料。
优选地，所述超疏水涂层选用提拉、淋涂或喷涂工艺进行涂覆，在玻璃基底层表面形成一层透明超疏水薄膜，且所述超疏水涂层厚度为150nm-200nm。
优选地，所述玻璃基底层是低铁超白浮法玻璃，其形状为平面或弧面结构。
优选地，所述反射层为多层纳米材料，采用磁控溅射工艺，在真空度5*10-3Pa的条件下，依次在玻璃基底层的表面沉积第一Al2O3膜层、Ag膜层、第二Al2O3膜层和SiO2膜层。
优选地，所述第一Al2O3膜层的厚度为20-50nm，所述Ag膜层的厚度为150-200nm；第二Al2O3膜层的厚度为20-50nm；所述SiO2膜层的厚度为50nm-250nm。
优选地，所述保护漆层为双层结构，包括内层保护漆层和外层保护漆层，所述内层保护漆层涂覆在反射层表面，所述外层保护漆层涂覆在内层保护漆层的表面。
优选地，所述内层保护漆层为双组份快干银镜保护漆，所述外层保护漆层为单组分快干银镜保护漆。
有益效果：本发明提供一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜，具有如下优点：
(1)超疏水涂层经过特殊的涂装后在玻璃表面形成一层透明超疏水薄膜，可提高玻璃基底透过率1％以上，还有防霜防雪和自洁的作用；
(2)保护漆层为双层结构，具有耐盐雾、耐湿冷冻的特性，对反射镜涂层起到全面有效的保护，延长了反射镜涂层的使用寿命；
(3)超疏水涂层施工简单，当反射镜表面经过长时间风沙雨水冲击受到破坏后，可以进行重复涂覆，后期维护成本低。
附图说明
图1为实施例1的反射镜涂层结构示意图。
图中：超疏水涂层1、玻璃基底层2、反射层3、第一Al2O3膜层3-1、Ag膜层3-2、第二Al2O3膜层3-3、SiOx膜层3-4、保护漆层4、内层保护漆层4-1、外层保护漆层4-2。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜，其表面涂层结构如下：
玻璃基底层2：低铁超白浮法玻璃，其形状为平面或弧状结构。
超疏水涂层1：采用硅氧烷纳米材料通过喷涂工艺涂覆在玻璃基底层的凹弧面，且超疏水涂层厚度为168nm，室外施工环境可在太阳光下自然风干；
反射层3：为多层纳米材料，采用磁控溅射工艺，在真空度5*10-3Pa的条件下，依次在玻璃基底层的表面沉积第一Al2O3膜层3-1、Ag膜层3-2、第二Al2O3膜层3-3和SiOx膜层3-4，其中，第一Al2O3膜层3-1的厚度为45nm，主要作为粘结层，提高Ag膜层与玻璃基底层的附着力；所述Ag膜层3-2的厚度为165nm，主要起到反射作用；第二Al2O3膜层3-3的厚度为45nm，主要作为中间粘结层，提高附着力；；所述SiOx膜层3-4的厚度为180nm，主要起到保护作用。
保护漆层4，包括内层保护漆层4-1和外层保护漆层4-2，所述内层保护漆层涂覆在反射层表面，所述外层保护漆层4-2涂覆在内层保护漆层4-1的表面，其中，所述内层保护漆层4-1为双组份快干银镜保护漆，所述外层保护漆层4-2为单组分快干银镜保护漆。
本发明超疏水涂层作用原理是：表面能大的污染物难以稳定附着在表面能低的超疏水涂层上，像霜，雪等物质便会直接滚落；水滴表面能高，无法铺展开来，形成类球形，当类球形的水滴与污染物接触时，通过吸附作用将污染物粘附于自身表面，进而包裹污染物并滚动脱离表面达到清洁目的。
此外，由于太阳能光热电站通常位于干旱少雨地区，风沙较大，极易造成超疏水涂层的破坏，致使涂层寿命较短，需要定期对反射镜进行重新涂覆。不过，这种涂料施工工艺简单，极易操作。
将实施例1的聚光反射镜与现有聚光反射镜(山东华援新能源有限公司)在内蒙古乌拉特100MW发电项目上进行了1个标准回路(600米)中测试，测试结果表明：在恶劣气候条件下，例如每年10月～2月的寒冬季节，可以有效的防雪，防霜；对于沙尘暴，也有很好的防御效果，特别是结霜时间缩短到现有聚光反射镜的20％。
将实施例1的聚光反射镜与现有现有聚光反射镜(山东华援新能源有限公司)进行反射率对比测试，其中，实施例1的反光率如下：测量点1为94.4％，测量点2为95.6％，测量点3为94.6％；现有聚光反射镜的反光率如下：测量点1为94.3％，测量点2为94.5％，测量点3为94.4％。从上述对比实验可以看出，本发明的超疏水涂层不仅可提高玻璃基底反射率1％以上，还具有防霜防雪和自洁的作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜，其特征在于，包括超疏水涂层、玻璃基底层、反射层和保护漆层，所述超疏水涂层涂覆在玻璃基底层上表面，所述反射层涂覆在所述玻璃基底层下表面，所述保护漆层涂覆在反射层下表面，且所述玻璃基底层、反射层和保护漆层为一整体，形成反射镜。
2.根据权利要求1所述的一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜，其特征在于，所述超疏水涂层为有机硅的纳米材料。
3.根据权利要求1所述的一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜，其特征在于，所述超疏水涂层选用提拉、淋涂或喷涂工艺进行涂覆，在玻璃基底层表面形成一层透明超疏水薄膜，且所述超疏水涂层厚度为150nm-200nm。
4.根据权利要求1所述的一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜，其特征在于，所述玻璃基底层是低铁超白浮法玻璃，其形状为平面或弧面结构。
5.根据权利要求1所述的一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜，其特征在于，所述反射层为多层纳米材料，采用磁控溅射工艺，在真空度5*10-3Pa的条件下，依次在玻璃基底层的表面沉积第一Al2O3膜层、Ag膜层、第二Al2O3膜层和SiO2膜层。
6.根据权利要求5所述的一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜，其特征在于，所述第一Al2O3膜层的厚度为20-50nm，所述Ag膜层的厚度为150-200nm；第二Al2O3膜层的厚度为20-50nm；所述SiO2膜层的厚度为50nm-250nm。
7.根据权利要求1所述的一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜，其特征在于，所述保护漆层为双层结构，包括内层保护漆层和外层保护漆层，所述内层保护漆层涂覆在反射层表面，所述外层保护漆层涂覆在内层保护漆层的表面。
8.根据权利要求7所述的一种具有防霜雪超疏水特性的聚光反射镜，其特征在于，所述内层保护漆层为双组份快干银镜保护漆，所述外层保护漆层为单组分快干银镜保护漆。
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