黑漆有助于阻止热量重新散失
抛物槽是一面细长的曲面镜,把阳光聚焦到沿焦线铺设的接收管上。接收管会变热,而热的物体会辐射红外光。其中一部分辐射可能返回镜面并损失掉。一项研究描述了通过给镜面背面涂漆来尽量减少这类红外损失,使到达背面的红外辐射被吸收而不是继续反射出去 [1]。通俗地说,黑色的背面像一块吸热海绵,而不是一面热反射镜。
同一项研究还把这一做法与“热反射镜”和腔式吸收器配合使用,这种设计意在控制不同波长的光去往何处。摘要只勾勒了这一思路,因此具体机制以及能提升多少效率,现有证据并未说明 [1]。可以确定的是,涂背面被提出作为一种减少红外损失的方法,而不是出于美观的选择。
涂层还能保护银层免受腐蚀
大多数太阳能槽式反射镜是“第二表面”镜:反光银层位于玻璃后面,背面再涂一层漆。这层背漆是一道屏障。一项关于镀银第二表面镜的研究提到背面涂有含铅涂料,而更广泛的担忧是,银层暴露在周围环境中时可能氧化或腐蚀 [2]。
后来的一项研究明确指出了保护作用:背面涂层保护银层不被氧化,而且涂层自身的老化可以通过比色法追踪,以预测反射镜能用多久 [3]。换句话说,背面涂层关系到反射镜的寿命,而不只是它的光学性能。这一保护作用的文献记录比“困住热量”的作用更直接。
为什么是黑色而不是别的颜色
关于保护作用的研究确认了背面涂层会被使用,并且能保护银层,但它们并没有特别指出黑色是带来这一好处的原因 [2][3]。把背面与红外管理联系起来的是那项效率研究,而黑色、高吸收的表面正是在这里说得通 [1]。所以,诚实的答案是分开的:黑色作为红外吸收层有充分理由,而腐蚀方面的证据支持的是“要有背面涂层”,并不特别支持“必须是黑色”。
如果你要选择涂层,这一区别很重要。主要为了防天气侵蚀而选的背层未必需要是黑色;为了吸收杂散红外而选的背层则需要。现有证据支持这两种作用都存在,但只有第一种作用具体与“黑色”有关 [1][3]。
如果你在看一面真实的反射镜,这意味着什么
如果你看到抛物槽反射镜的背面是黑色的,可以把它理解为一个承担两项任务的工作面:管理热辐射,以及把银层与环境隔开 [1][2]。这层漆不是为了给反射镜“收尾好看”。它的状态也是健康状况的指标,因为涂层退化能反映反射镜的老化 [3]。
尚待回答的问题是:效率提升中有多少来自黑色本身,多少来自拥有任何耐久的背面涂层。现有摘要描述了这一策略,但没有量化两者的贡献 [1][3]。对普通读者来说,稳妥的结论是:选择黑色是因为它吸收红外,而保护作用则是无论什么颜色都应保留背面涂层的理由。
本文引用的文献
使用带热反射镜的腔式吸收器提高抛物槽效率
研究将给抛物槽镜背面涂漆描述为减少红外损失的一种方法,并与腔式吸收器和热反射镜配合使用以提高效率。
抛物槽集热器用镀银第二表面镜反射器的腐蚀研究
用于抛物槽集热器的镀银第二表面镜在背面使用了含铅涂料,但论文没有解释为什么黑色涂料特别有益。
太阳能反射镜退化与保护背层比色测量之间的相关性
太阳能反射镜背面的保护漆能保护银层不被氧化,而对涂层进行比色测量可以预测反射镜寿命。
