Caron, Simon and Farchado, Meryem and San Vicente, Gema and Morales, Angel and Ballestrin, Jesus and Carvalho, Maria Joao and Pascoa, Soraia and Le Baron, Estelle and Disdier, Angela and Guillot, Emmanuel and Escape, Christophe and Sans, Jean Louis and Binyamin, Yaniv and Baidossi, Mubeen and Sutter, Florian and Röger, Marc and Manzano-Agugliaro, Francisco (2024) Intercomparison of opto-thermal spectral measurements for concentrating solar thermal receiver materials from room temperature up to 800 °C. Solar Energy Materials and Solar Cells, 266 (112677), pp. 1-17. Elsevier. doi: 10.1016/j.solmat.2023.112677. ISSN 0927-0248.
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Official URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927024823004981
Abstract
An intercomparison of opto-thermal spectral measurements has been performed for some relevant receiver materials in concentrating solar thermal applications, from room temperature up to 800°C. Five European laboratories performed spectral measurements at room temperature, while two laboratories performed infrared spectral measurements at operating temperature up to 800 °C. Relevant materials include Haynes 230 (oxidized, Pyromark 2500 and industrial black coating) and silicon carbide. Two key figures of merit were analyzed: i) solar absorptance αsol at room temperature, over the spectral range [0.3–2.5] μm, ii) thermal emittance εth(T), over the common spectral range [2-14] μm, derived from spectral measurements performed from room temperature up to 800 °C. Oxidized H230 reached an αsol value of 90.9±1.0%. Pyromark 2500 reached an αsol value of 96.3±0.5%, while the industrial black coating achieved an αsol value of 97.0±0.4%. Silicon carbide reached an αsol value of 93.5±1.1%. Low standard deviations in αsol indicate reproducible measurements at room temperature. For oxidized H230, the εth,calc(T) value varied from 55% at room temperature up to 81% at 800 °C. For Pyromark 2500 and the industrial black coating, εth,calc(T) fluctuated between 90% and 95%, with a weak temperature dependence. For silicon carbide, εth,calc(T) varied from 70% at room temperature up to 86% at 800 °C. The typical standard deviation among participating laboratories is about 3%. εth,meas(T) values derived from spectral measurements at operating temperature were consistent within a few percentage points in comparison to εth,calc(T) values derived from spectral measurements at room temperature.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/201877/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Intercomparison of opto-thermal spectral measurements for concentrating solar thermal receiver materials from room temperature up to 800 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | March 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Solar Energy Materials and Solar Cells | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 266 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1016/j.solmat.2023.112677 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | pp. 1-17 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Elsevier | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 0927-0248 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | Concentrated Solar Power; Solar thermal; Absorber coating; Solar absorptance; Thermal emittance | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Energy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Materials and Technologies for the Energy Transition | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | High-Temperature Thermal Technologies | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Energy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | E SW - Solar and Wind Energy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | E - Condition Monitoring | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Solar Research > Qualification | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Caron, dipl.-Ing. Simon | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 25 Jan 2024 13:28 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 25 Jan 2024 13:28 |
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