En los colectores solares térmicos , una superficie selectiva o absorbedor selectivo es un medio para aumentar su temperatura de funcionamiento y/o eficiencia. La selectividad se define como la relación entre la absorción de la radiación solar (α sol ) y la emisión de radiación infrarroja térmica (ε therm ).
Las superficies selectivas aprovechan las diferentes longitudes de onda de la radiación solar incidente y la radiación emisora de la superficie absorbente: [1]
Normalmente, se utiliza una combinación de materiales. Una de las primeras superficies selectivas investigadas fue un tándem semiconductor-metal [2] – simplemente cobre con una capa de óxido cúprico negro . El silicio sobre metal también es otro ejemplo. [2] Un diseño diferente tiene compuestos de cerámica-metal ( cermets ) sobre sustratos metálicos. [2] [3] El cromo negro ("cromo negro") y el aluminio anodizado niquelado es otra superficie selectiva que es muy duradera, altamente resistente a la humedad o atmósferas oxidantes y temperaturas extremas , al mismo tiempo que puede conservar sus propiedades selectivas, pero es costosa. Uno de los diseños más populares – un absorbedor solar de banda ancha multicapa – consiste en un sustrato metálico recubierto con múltiples capas de metal y materiales dieléctricos. Si bien estos tienen que depositarse al vacío, han sido ampliamente adoptados debido a su idoneidad para tubos de vacío. [4] [2] [5]
Aunque la pintura negra común tiene una alta absorción solar, también tiene una alta emisividad térmica y, por lo tanto, no es una superficie selectiva.
Los valores típicos para una superficie selectiva pueden ser 0,90 de absorción solar y 0,10 de emisividad térmica, pero pueden variar desde 0,8/0,3 para pinturas sobre metal hasta 0,96/0,05 para superficies comerciales. Se han obtenido emisividades térmicas de hasta 0,02 en laboratorios. [2]
Las superficies selectivas se utilizan para otras aplicaciones distintas a los colectores solares térmicos, como las superficies de baja emisividad utilizadas en los vidrios de las ventanas , que reflejan la radiación térmica y tienen factores de transmitancia altos (son transparentes ) para la luz solar visible .