مزایای استفاده از فناوری چاپ سه بعدی فلزی با نیازهای تولید بازتابنده های خورشیدی مطابقت دارد
عملکرد اصلی یک بازتابنده خورشیدی بازتاب و تمرکز نور خورشید بر روی یک گیرنده خاص برای افزایش غلظت و دمای انرژی خورشیدی است ، در نتیجه دستیابی به استفاده کارآمد از انرژی خورشیدی. برای دستیابی به این هدف ، بازتاب دهنده ها باید از بازتاب بالا ، دقت شکل دقیق ، قدرت ساختاری خوب و توانایی سازگاری با محیط های پیچیده برخوردار باشند.
روشهای سنتی تولید بازتابنده های خورشیدی ، مانند تمبر و ریخته گری ، محدودیت های خاصی در ساخت اشکال پیچیده و دستیابی به دقت بالا دارند. فناوری تمبر برای تولید بازتابنده با سطوح پیچیده و ساختارهای داخلی دشوار است و هزینه های توسعه قالب زیاد است و چرخه طولانی است. فرآیند ریخته گری مستعد نقص هایی مانند تخلخل و انقباض است که می تواند بر کیفیت و عملکرد بازتابنده تأثیر بگذارد.
فناوری چاپ سه بعدی فلزی مبتنی بر اصل لایه بر اساس لایه بندی لایه ، بدون نیاز به قالب است و می تواند به طور مستقیم اجزای بازتابنده را با هر شکل پیچیده ای بر اساس مدل های طراحی رایانه (CAD) تولید کند. این ویژگی دستیابی به مدل سازی سطح دقیق بازتابنده ها را آسان می کند و نیازهای با دقت بالا تمرکز انرژی خورشیدی را برآورده می کند. در عین حال ، چاپ سه بعدی فلزی می تواند دقیقاً توزیع مواد را کنترل کند ، بازتابنده های تولیدی را با ساختارهای تقویت داخلی ، قدرت و ثبات ساختاری آنها را بهبود بخشد و با محیط های مختلف نصب و شرایط استفاده سازگار شود. علاوه بر این ، با انتخاب مواد فلزی مناسب و فرآیندهای تصفیه سطح ، بازتاب بازتابنده می تواند بیشتر بهبود یابد ، در نتیجه باعث افزایش راندمان جمع آوری انرژی خورشیدی می شود.
انتخاب مواد و بهینه سازی برای تقویت عملکرد بازتابنده
در نظر گرفتن خصوصیات مواد فلزی
انتخاب مواد هنگام چاپ بازتابنده های خورشیدی سه بعدی فلز بسیار مهم است. مواد فلزی متداول شامل آلیاژهای آلومینیوم ، فولاد ضد زنگ و آلیاژهای مبتنی بر نیکل است. آلیاژ آلومینیوم مزایای چگالی کم ، وزن سبک و هدایت حرارتی خوب را دارد و این امر را برای تولید بازتابنده با نیازهای سخت وزن ، مانند مواردی که در حمل و نقل هوایی یا سیستم های انرژی خورشیدی متحرک استفاده می شود ، مناسب می کند. فولاد ضد زنگ از مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی بالا برخوردار است و می تواند برای مدت طولانی در شرایط سخت محیطی پایدار باشد و این امر را برای نیروگاه های خورشیدی در فضای باز در فضای باز مناسب می کند. آلیاژهای مبتنی بر نیکل دارای عملکرد عالی درجه حرارت و مقاومت در برابر اکسیداسیون هستند و می تواند برای تولید بازتابنده هایی که در محیط های درجه حرارت بالا کار می کنند ، مانند بازتاب دهنده ها در سیستم های تولید انرژی حرارتی خورشیدی استفاده شود.
درمان سطح بازتابی را تقویت می کند
علاوه بر انتخاب مواد فلزی مناسب ، بازتاب بازتابنده نیز می تواند از طریق فرآیندهای تصفیه سطح بهبود یابد. روشهای معمول تصفیه سطح شامل جلا دادن ، پوشش و غیره است. پولیش می تواند زبری و نقص در سطوح فلزی را از بین ببرد و آنها را نرم تر کند و در نتیجه بازتاب نور را افزایش دهد. فناوری پوشش شامل سپردن یک فیلم نازک با بازتاب زیاد بر روی یک سطح فلزی ، مانند فیلم نقره ای ، فیلم آلومینیومی و غیره است. به دلیل کنترل قابلیت ساختار سطح آن ، بازتابنده های چاپی سه بعدی فلزی می توانند با فرآیندهای پوشش برای دستیابی به رسوب فیلم نازک یکنواخت و متراکم ترکیب شوند و بازتاب بیشتری را بهبود بخشند. به عنوان مثال ، بازتاب دهنده های آلیاژ آلومینیوم چاپی سه بعدی با درمان بهینه شده پوشش می توانند به بازتابی بیش از 95 ٪ برسند ، که در مقایسه با بازتاب دهنده های تولیدی سنتی به طور قابل توجهی بهبود یافته است.
طراحی و ساخت ساختاری پیچیده برای تمرکز کارآمد
طراحی سطح آزاد
طراحی شکل بازتابنده های خورشیدی به طور مستقیم بر تأثیر تمرکز نور خورشید تأثیر می گذارد. بازتاب دهنده های سنتی غالباً اشکال پارابولیکی یا کروی ساده ای را اتخاذ می کنند ، که دستیابی به تمرکز بهینه از نور خورشید را دشوار می کند. فناوری چاپ سه بعدی فلزی طراحی بازتابنده های Freeform را ممکن می کند. سطوح آزاد می تواند دقیقاً بر اساس مسیر خورشید و موقعیت گیرنده طراحی شود و این امکان را فراهم می کند که نور خورشید پس از بازتاب در سطح بازتابنده ، روی گیرنده دقیق تر متمرکز شود و از این طریق غلظت انرژی خورشیدی را بهبود بخشد. از طریق الگوریتم های شبیه سازی رایانه و بهینه سازی ، بازتابنده های سطح آزاد با عملکرد نوری بهینه می توانند با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی طراحی و به طور دقیق تولید شوند.
تقویت ساختار داخلی
به منظور اطمینان از پایداری ساختاری بازتابنده در طول استفاده طولانی مدت ، لازم است یک ساختار تقویت شده در داخل بازتابنده طراحی شود. فناوری چاپ سه بعدی فلزی می تواند به راحتی به تولید ساختارهای پیچیده داخلی تقویت شده ، مانند ساختارهای شبکه ، ساختارهای لانه زنبوری و غیره دست یابد. این ساختارهای تقویت شده نه تنها قدرت و سفتی بازتابنده را بهبود می بخشند ، بلکه ضمن اطمینان از عملکرد ساختاری ، وزن آن را نیز کاهش می دهند. به عنوان مثال ، بازتابنده های فولاد ضد زنگ چاپ شده سه بعدی که با ساختارهای شبکه تقویت شده اند می توانند در مقایسه با بازتاب دهنده های جامد سنتی ، 30 ٪ {4} ٪ را کاهش دهند ، در حالی که هنوز هم نیازهای قدرت را برآورده می کنند و هزینه های نصب و حمل و نقل را کاهش می دهند.
تولید سفارشی برای پاسخگویی به نیازهای متنوع کاربردی
سناریوهای کاربردی سیستم های استفاده از انرژی خورشیدی گسترده است ، و تفاوت های قابل توجهی در تقاضا برای بازتاب دهنده ها در بین پروژه های انرژی مناطق و مقیاس های مختلف وجود دارد. فناوری چاپ سه بعدی فلزی از توانایی سفارشی سازی بالایی برخوردار است و می تواند به سرعت بازتابنده های خورشیدی را که نیازهای خاص مشتریان را برآورده می کند ، تولید کند.
شکل ها و اندازه های خاص سفارشی
در برخی از سناریوهای کاربردی ویژه ، مانند ساختمان سیستم های خورشیدی یکپارچه ، دستگاه های خورشیدی قابل حمل کوچک و غیره ، لازم است تا بازتابنده ها با شکل ها و اندازه های خاص شخصی سازی شود. چاپ سه بعدی فلزی می تواند بازتابنده های شکل را تولید کند که مطابق با ظاهر ساختمانها یا بازتابنده های کوچک مناسب برای حمل ، بر اساس فضای نصب و نیازهای نوری باشد. این قابلیت تولید سفارشی بازتابنده های خورشیدی را قادر می سازد تا بهتر با محیط های مختلف کاربردی سازگار شوند و کارایی استفاده از انرژی خورشیدی را بهبود بخشند.
سفارشی سازی پارامتر عملکرد
علاوه بر شکل و اندازه ، پارامترهای عملکرد بازتابنده نیز می توانند مطابق نیاز مشتری ، مانند بازتاب ، تمرکز دقیق و غیره سفارشی شوند.
کنترل و آزمایش کیفیت برای اطمینان از کیفیت بازتاب دهنده ها
نظارت
در فرآیند چاپ سه بعدی فلزی ، نظارت بر زمان واقعی پارامترهای چاپ مانند قدرت لیزر ، سرعت اسکن ، ضخامت لایه پودر و غیره برای اطمینان از ثبات و قوام فرآیند چاپ لازم است. از طریق سنسورها و سیستم های نظارت ، موقعیت های غیر طبیعی در طی فرآیند چاپ ، مانند تأمین پودر کافی ، پیوند بین لایه های ضعیف و غیره ، به موقع قابل تشخیص است و می توان اقدامات مربوطه را برای تنظیم و جلوگیری از مشکلات کیفیت انجام داد.
آزمایش محصول نهایی
پس از اتمام چاپ ، یک بازرسی جامع از بازتابنده لازم است. محتوای آزمایش شامل دقت بعدی ، کیفیت سطح ، بازتاب ، دقت و تمرکز و غیره است. استفاده از یک ابزار اندازه گیری مختصات می تواند به طور دقیق دقت بعدی بازتابنده را اندازه گیری کند و اطمینان حاصل کند که از نیازهای طراحی برخوردار است. کیفیت سطح و بازتاب بازتابنده را می توان از طریق تجهیزات تشخیص نوری تشخیص داد. دقت و عملکرد نوری بازتابنده ها را می توان با استفاده از شبیه سازهای خورشیدی و سیستم های آزمایش نوری ارزیابی کرد. فقط از طریق آزمایش با کیفیت دقیق می توانیم اطمینان حاصل کنیم که بازتاب دهنده های خورشیدی تولید شده عملکرد نوری کارآمد و پایدار دارند.
فناوری چاپ سه بعدی فلزی روش ها و وسایل نوآورانه ای را برای تولید بازتابنده های خورشیدی کارآمد ارائه می دهد. با انتخاب مواد معقول ، بهینه سازی طراحی ساختاری ، دستیابی به تولید سفارشی و تقویت کنترل کیفیت ، بازتاب دهنده های خورشیدی با بازتاب بالا ، تمرکز دقیق ، قدرت ساختاری خوب و سازگاری با محیط های پیچیده می تواند تولید شود ، ترویج توسعه بیشتر فناوری استفاده از انرژی خورشیدی و کمک بیشتر در استفاده از انرژی قابل تجدید انرژی جهان.