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A comparative analysis of opto-thermal figures of merit for high temperature solar thermal absorber coatings

Caron, Simon und Garrido, Jorge und Ballestrin, Jesus und Sutter, Florian und Röger, Marc und Manzano-Agugliaro, Francisco (2021) A comparative analysis of opto-thermal figures of merit for high temperature solar thermal absorber coatings. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 154 (111818). Elsevier. doi: 10.1016/j.rser.2021.111818. ISSN 1364-0321.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
20MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032121010868

Kurzfassung

Solar thermal absorber coatings play a key role in the thermal efficiency of receivers for applications in the field of Concentrated Solar Power (CSP). The development of stable spectral selective coatings with a high solar absorptance αsol and a low thermal emittance εth is often desired to reduce thermal losses. However, quantitative indicators describing selectivity and the trade-off between solar absorptance and thermal emittance is seldom discussed in the literature. In this review, relevant opto-thermal figures of merit are analyzed for the comparison of reference solar thermal absorber coatings, including real and ideal coatings, both black and spectral selective. The comparison is made for a temperature ranging from 25 to 1000 °C and for a concentration factor ranging from 20 to 1000, based on spectral data measured at room temperature from 0.25 to 20 μm. New figures of merit are introduced, i.e. a normalized selectivity ratio Si*, a trade-off factor Ztrade-off, a normalized solar reflectance index SRI* and a peak efficiency temperature Tpeak,opt. These metrics are derived from existing figures of merit and adapted for CSP. The set of figures of merit analyzed in this review offer a complementary perspective for the detailed characterization of any coating opto-thermal performance. For solar thermal absorber coatings, thermal efficiency ηthermal and peak efficiency temperature Tpeak,opt are respectively deemed more insightful than opto-thermal efficiency ηopt-th and maximum steady-state temperature TSST,max, when comparing the relative opto-thermal performance of two coating formulations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/145491/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A comparative analysis of opto-thermal figures of merit for high temperature solar thermal absorber coatings
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Caron, SimonSimon.Caron (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7699-8108NICHT SPEZIFIZIERT
Garrido, JorgeKTH Royal Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ballestrin, JesusCIEMAT-PSANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sutter, FlorianFlorian.Sutter (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2981-5807NICHT SPEZIFIZIERT
Röger, MarcMarc.Roeger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0618-4253NICHT SPEZIFIZIERT
Manzano-Agugliaro, Franciscofmanzano (at) ual.esNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 November 2021
Erschienen in:Renewable and Sustainable Energy Reviews
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:154
DOI:10.1016/j.rser.2021.111818
Verlag:Elsevier
ISSN:1364-0321
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Concentrated solar powerAbsorber coatingSolar absorptanceThermal emittanceSpectral selectivityThermal efficiency
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Condition Monitoring
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Qualifizierung
Hinterlegt von: Kruschinski, Anja
Hinterlegt am:12 Nov 2021 11:28
Letzte Änderung:16 Nov 2021 13:52

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