ES2621421T3

ES2621421T3 - Revestimiento absorbedor selectivo a la radiación, tubo absorbedor y procedimiento para su fabricación

Info

Publication number: ES2621421T3
Application number: ES09002191.6T
Authority: ES
Inventors: Christina Hildebrandt; Andreas Dr. Georg; Jan Dr. Schulte-Fischedick; Kamel Dr. Silmy; Thomas Dr. Kuckelkorn; Wolfgang Graf
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2017-07-04
Anticipated expiration: 2029-02-17
Also published as: US8318329B2; CN101514853B; IL197081A; CN101514853A; AU2009200595A1; EP2093520A3; AU2009200595B2; JP2009198170A; EP2093520B1; CY1118718T1; DE102008010199A1; PT2093520T; US20090208761A1; IL197081A0; EP2093520A2; JP5352267B2

Abstract

Revestimiento absorbedor selectivo a la radiación (20), en particular para tubos absorbedores (13) de colectores cilindro-parabólicos (10) con una capa reflectante en la región infrarroja (21) que presenta oro, plata, platino o cobre y posee un espesor de capa de 50 nm a 250 nm, al menos, una capa de absorción (22) dispuesta sobre la capa reflectante (21) y con una capa antirreflectante (23) dispuesta sobre la capa de absorción (22), en donde la capa reflectante (21) está dispuesta sobre al menos dos capas de barrera (24a) y (24b), en donde la segunda capa de barrera (24b) de las al menos dos capas de barrera se compone de SiOx.

Description

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DESCRIPCION

Revestimiento absorbedor selectivo a la radiacion, tubo absorbedor y procedimiento para su fabricacion

La invencion se refiere a un revestimiento absorbedor selectivo a la radiacion segun el preambulo de la reivindicacion 1. La invencion tambien se refiere a un tubo absorbedor con un revestimiento selectivo a la radiacion semejante. La invencion tambien se refiere a un procedimiento para su fabricacion y a un procedimiento para el funcionamiento de un colector cilindro-parabolico utilizando tubos absorbedores semejantes.

Los revestimientos selectivos a la radiacion tambien se usan en acristalamientos, segun se conoce por ejemplo por el documento US 2007/0281171.

Los revestimientos absorbedores habituales se componen de una capa reflectante en la region infrarroja, aplicada sobre un sustrato, en particular un tubo metalico, de una capa de cermet, que dispone de un grado de absorcion elevado en el rango del espectro solar, y una capa cobertora aplicada sobre la capa de cermet, que se designa como capa antirreflectante y debido al elevado mdice de refraccion de la capa de cermet esta prevista para la reduccion de la reflexion de la superficie sobre la capa de cermet.

El empeno fundamental es obtener un rendimiento energetico lo mas elevado posible. Dado que el rendimiento energetico depende entre otros de los coeficientes del grado de absorcion a y del grado de emision £, siempre se pretende un elevado grado de absorcion (a>95%) y un pequeno grado de emision (£<10%) del revestimiento absorbedor.

Ademas, el rendimiento del colector se determina por la temperatura con la que se hace funcionar. Desde este punto de vista se desea una temperatura lo mas elevada posible. Pero al contrario de ello la durabilidad del sistema de capas del revestimiento absorbedor disminuye con temperatura de funcionamiento creciente debido a los procesos de envejecimiento y/o difusion, por lo que se pueden reducir fuertemente, por ejemplo, la propiedad de absorcion de la capa de cermet y la propiedad de reflexion de la capa reflectante en la region infrarroja.

El documento DE 101 50 738 C1 describe por ello un revestimiento absorbedor selectivo a la radiacion, que no debe mostrar una modificacion de color relevante y por consiguiente un envejecimiento. Esto se consigue porque al aplicar una tercera capa que se compone de aluminio y oxido de aluminio se ajusta un caudal de oxfgeno determinado. Sobre esta capa se aplica una capa de terminacion de AhO3.

Por el documento US 5,523,132 se conoce un revestimiento absorbedor en el que estan previstas varias capas de cermet, que se diferencian en la fraccion de metal y por consiguiente en el mdice de refraccion. En tanto que se crean varios maximos de absorcion con distintas longitudes de onda, se debe conseguir una mejor adaptacion al espectro solar. Pueden estar previstas capas antidifusion entre la capa de cermet y la capa reflectante en la region infrarroja o entre la capa de cermet y la capa antirreflectante, en donde no se dan indicaciones sobre el material y espesor de capa.

Por el documento DE 10 2004 010 689 B3 se conoce un absorbedor con un revestimiento absorbedor selectivo a la radiacion, que presenta un sustrato metalico, una capa de bloqueo de difusion, una capa reflectante metalica, una capa de cermet y una capa antirreflexion. La capa de bloqueo de difusion es una capa de oxido que se compone de componentes oxidados del sustrato metalico.

En Michael Lanxner y Zvi Elgat en SPIE vol. 1272 Optical Materials Technolgy for Energy Efficiency and Solar Energy Conversion IX (1990), paginas 240 a 249 con el tftulo “Solar selective absorber coating for high service temperaturas, produced by plasma sputtering” se describe un revestimiento absorbedor aplicado sobre un sustrato de acero con una capa anteirreflectante de SiO2, una capa de cermet de un compuesto de Mo/AhO3 y una capa reflectante en la region infrarroja de molibdeno, en donde entre la capa reflectante en la region infrarroja y el sustrato esta dispuesta una barrera de difusion de A^O3.

Para las capas reflectantes en la region infrarroja se usa habitualmente molibdeno. Sin embargo, las propiedades de reflexion de una capa de molibdeno no son optimas, de modo que es deseable usar materiales mas reflectantes.

La temperatura de funcionamiento de tubos absorbedores conocidos se situa en vacm en 300-400°C. Por los motivos anteriores fundamentalmente se pretende aumentar aun mas la temperatura de funcionamiento, pero sin menoscabar, por ejemplo, las propiedades de absorcion de la capa de cermet y las propiedades de reflexion de la capa reflectante en la region infrarroja.

En C.E. Kennedy, “Rewiew of Mid- to High-Temperature Solar Selective Absorber Materials”, Technical Report des National Renewable Energy Laboratory, edicion de julio 2002, estan resumidas tales pretensiones. Por el se conoce una estructura de capas de una capa de absorcion de ZrOxNy o de una de ZrCxNy y una capa reflectante en la region infrarroja de Ag o Al, que mediante la incorporacion de una capa de boqueo de difusion de AhO3 presenta una estabilidad a la temperatura mejorada en el aire. Ademas, se ha constatado que la estabilidad a la temperatura de la capa de reflexion de infrarrojos en el vacm se puede mejorar mediante la incorporacion de una capa de bloqueo de difusion por debajo de esta capa. Para esta capa de barrera se proponen C2O3, A^O3 o SO2 como material de

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capa. De este modo se espera una estabilidad de la capa de reflexion de plata hasta 500°C.

Pero con ello no ha finalizado el empeno de capas mas duraderas con grado de absorcion y emision mejorado simultaneamente.

En este sentido, el objetivo de la invencion es proporcionar un revestimiento absorbedor, tubos absorbedores con un revestimiento de este tipo y colectores cilindro-parabolicos en los que se usen tales tubos absorbedores, los cuales se deben hacer funcionar mas economicamente de forma duradera.

Este objetivo se consigue porque la capa reflectante en la region infrarroja esta dispuesta sobre al menos dos capas de barrera, de las que la segunda capa de barrera se compone de SiOx.

Se ha mostrado sorprendentemente que el apantallamiento de la capa reflectante en la region infrarroja respecto al sustrato mediante una barrera de dos capas impide mas eficazmente una difusion condicionada en particular termicamente del material del sustrato, en particular de hierro del tubo absorbedor de acero, en la capa reflectante en la region infrarroja y por consiguiente aumenta la estabilidad a la temperatura a largo plazo del revestimiento.

Esto se logra muy bien en particular luego cuando una primera capa de barrera de las al menos dos capas de barrera se compone de un oxido generado termicamente y una segunda capa de barrera de las al menos dos capas de barrera se compone de SiOx, en la que x puede adoptar los valores 1 a 2. Se prefiere especialmente x = 2, pero tambien son posibles valores entre 1 y 2.

Preferiblemente entre la capa reflectante en la region infrarroja y la capa de absorcion que se compone de manera ventajosa de cermet esta dispuesta una tercera capa de barrera, que se compone preferiblemente de un compuesto de AlxOy, en donde x puede adoptar los valores 1 a 2 e y los valores 1 a 3. Alternativamente es preferible una tercera capa de barrera de una capa de SiOx, en donde x puede adoptar los valores 1 a 2 y preferiblemente adopta el valor 2, pero tambien son posibles valores entre 1 y 2.

El embebido de la capa reflectante en la region infrarroja entre dos capas de silicio o una capa de oxido de silicio y una de oxido de aluminio y la configuracion ligada a ello de un sandwich tiene la ventaja de que tampoco se difunde un material de la capa reflectante en la region infrarroja a la capa de absorcion situada por encima y de esta manera menoscaba las propiedades de absorcion de la capa de absorcion. Por consiguiente se puede garantizar la amplia prevencion de difusiones dentro del sistema de capas, en particular a o fuera de la capa reflectante en la region infrarroja, asf como a la capa de absorcion.

De esta manera se pudo comprobar por primera vez una elevada absorcion con a > 95,5% y un grado de emision bajo con £ < 8,5% con una temperatura de funcionamiento de 550°C en vacfo durante un penodo de 600 horas. De este modo se puede mejorar doblemente el rendimiento de un colector con un tubo absorbedor provisto de este revestimiento: la relacion de selectividad mejorada a/£ > 0,95/0,1 significa una mayor produccion de la energfa de radiacion y una temperatura de funcionamiento aumentada posibilita una conversion mas eficiente en energfa electrica, en donde incluso la larga vida util de un revestimiento de este tipo garantiza el funcionamiento economico de un colector cilindro-parabolico correspondiente con tubos absorbedores revestidos de este tipo.

La elevada resistencia a la temperatura del revestimiento absorbedor permite a saber el uso de medios caloportadores economicos. Hasta ahora se han usado aceites especiales caros como lfquido caloportador, que solo son estables termicamente hasta aprox. 400°C. La elevada estabilidad a la temperatura del revestimiento absorbedor permite ahora temperaturas de funcionamiento para los tubos absorbedores de 400°C hasta 550°C.

Se puede usar ventajosamente un medio caloportador con punto de ebullicion < 110°C, en particular agua. Con temperaturas de funcionamiento elevadas de este tipo se origina vapor de agua que se puede introducir directamente en turbinas de vapor. Los intercambiadores de calor adicionales para la transferencia del calor del aceite usado hasta ahora al agua ya no se requieren, de modo que desde este punto de vista los colectores cilindro- parabolicos con tubos absorbedores con el revestimiento absorbedor segun la invencion se pueden hacer funcionar mucho mas economicamente que lo que era el caso hasta ahora.

Otra ventaja consiste en que se puede reducir la velocidad de circulacion del lfquido caloportador a traves de los tubos absorbedores, dado que se permite una temperatura de funcionamiento mas elevada sin las desventajas para el revestimiento del tubo absorbedor. De esta manera se puede ahorrar energfa para el funcionamiento de las bombas de un colector cilindro-parabolico.

Preferiblemente el espesor de las capas de oxido silicio o de aluminio se situa entre 5 nm y 100 nm. En el caso de espesores < 5 nm no es satisfactorio el efecto de barrera de la capa de oxido de silicio o de aluminio, segun la composicion de las capas adyacente. En el caso de espesores mayores de 100 nm aparecen tensiones termicas que eventualmente podna conducir a un desprendimiento de capa. Preferiblemente el espesor de las capas de oxido de silicio o de aluminio se situa entre 15 nm y 70 nm, de forma especialmente preferible entre 20 nm y 40 nm.

Los espesores de las dos capas de oxido de silicio o de silicio pueden ser diferentes, en donde el espesor de la capa de oxido de silicio inferior es preferiblemente mayor que el espesor de la capa de oxido superior. Preferiblemente el

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espesor de capa de la capa de oxido de silicio, que esta dispuesta entre el sustrato y la capa reflectante en la region infrarroja, se situa en 5 nm a 100 nm, preferiblemente en l5 nm a 70 nm, y el espesor de capa de la capa de oxido de aluminio o de silicio, que esta dispuesta entre la capa reflectante en la region infrarroja y la capa de absorcion, se situa en 0 nm a 50 nm, segun la composicion de las capas preferiblemente en 30 nm a 40 nm o tambien en 5 nm a 15 nm.

El embebido de la capa reflectante en la region infrarroja entre dos capas de oxido tiene la ventaja adicional de que para esta capa se pueden usar materiales como plata, cobre, platino u oro, que se difunden mas facilmente, pero frente al molibdeno tienen la ventaja decisiva de que reflejan claramente mejor en la region infrarroja, de modo se puede conseguir un grado de emision £ < 10%.

El espesor de la capa reflectante en la region infrarroja se situa en funcion del material en 50 nm a 250 nm. Dentro de este rango de espesor es preferible un espesor de capa de 100 nm a 150 nm, cuando se usa en particular cobre o plata. Al usar plata tambien pueden ser preferibles espesores de capa en el rango de 80 nm a 150 nm. En otros casos tambien entran en consideracion espesores de capa de 50 a 100 nm, en particular de 50 a 80 nm. Por tanto estos pequenos espesores de capa para la capa reflectante en la region infrarroja son posibles, ya que los materiales de oro, plata, platino y cobre presentan una reflectividad claramente mas elevada y debido al empaquetamiento entre dos capas de oxido no se pueden difundir hacia fuera a otras capas o no se menoscaban en sus propiedades positivas debido a la diffusion de otros elementos perturbadores.

El precio mas elevado de los metales nobles de oro, plata y platino se puede compensar, parcialmente incluso sobrecompensar, debido al espesor de capa claramente menor frente a los espesores de capa conocidos para la capa reflectante en la region infrarroja.

El uso de SiOx como segunda capa de barrera entre el sustrato y el revestimiento de espejo de infrarrojos es ventajoso frente al uso de AlxOy, dado que entonces solo es necesario un espesor de aprox. 30 nm frente a aprox. 60 nm. De este modo se pueden acortar los tiempos de proceso y aumentar la produccion.

El espesor de la capa de absorcion se situa preferiblemente en 60 a 180 nm, de forma especialmente preferible en 80 nm a 150 nm. La capa de absorcion es preferiblemente una capa de cermet de oxido de aluminio con molibdeno o de oxido de circonio con molibdeno. En lugar de una capa de absorcion homogenea, tambien pueden estar previstas varias capas de absorcion de diferente composicion, en particular con fraccion de metal creciente, o una capa de absorcion variable de forma gradual. Preferiblemente la capa de cermet es una capa con gradiente, bajo lo que se entiende una capa en la que la fraccion de metal dentro de la capa aumenta o disminuye de forma continua, en la practica tambien de forma escalonada.

El espesor de capa de la capa antirreflectante situada sobre la capa de absorcion se situa preferiblemente en 60 a 120 nm. Esta capa se compone preferiblemente de oxido de silicio u oxido de aluminio.

El procedimiento segun la invencion para la fabricacion de un tubo absorbedor esta caracterizado por las etapas siguientes:

- aplicacion de una primera capa de barrera de oxido sobre un tubo de acero mediante oxidacion termica,

- aplicacion de una segunda capa de barrera mediante deposicion ffsica en fase vapor (PVD) de silicio bajo alimentacion de oxfgeno,

- aplicacion de una capa reflectante en la region infrarroja mediante deposicion ffsica en fase vapor de materiales como oro, plata, platino o cobre, preferiblemente de oro, plata, platino o cobre,

- aplicacion de una capa de absorcion mediante deposicion ffsica en fase vapor simultanea de aluminio y molibdeno, y

- aplicacion de una capa antirreflectante mediante deposicion ffsica en fase vapor de silicio bajo alimentacion de oxfgeno.

Preferiblemente el tubo de acero se pule antes de la oxidacion termica y a saber preferiblemente a una rugosidad superficial de Ra < 0,2 pm.

El tubo absorbedor segun la invencion, en particular para colectores cilindro-parabolicos, con un tubo de acero, sobre cuyo lado exterior esta aplicado un revestimiento absorbedor selectivo a la radiacion, que presenta al menos una capa reflectante en la region infrarroja, al menos una capa de absorcion dispuesta sobre la capa reflectante y una capa antirreflexion dispuesta sobre la capa de absorcion, esta caracterizado por que entre el tubo de acero y la capa reflectante estan dispuestas al menos dos capas de barrera, de las que una primera capa de barrera aplicada sobre el tubo de acero se compone de un oxido generado y una segunda capa de barrera aplicada sobre la primera capa de barrera se compone de SiOx, en donde x puede adoptar los valores 1 a 2.

El tubo absorbedor, en particular para colectores cilindro-parabolicos con un tubo de acero, en cuyo lado exterior se aplica un revestimiento absorbedor selectivo a la radiacion al menos con una capa reflectante en la region infrarroja,

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con una capa de absorcion, en particular de material de cermet, y con una capa antirreflectante que esta aplicada sobre la capa de cermet, esta caracterizado en particular porque la capa reflectante en la region infrarroja esta dispuesta entre dos capas de SiOx o una capa de SiOx y una de AlyOz, en donde x puede adoptar preferiblemente el valor 2, y preferiblemente los valores 1 a 2 y z los valores 1 a 3.

El procedimiento segun la invencion para el funcionamiento de un colector cilindro-parabolico con tubos absorbedores, a traves de los que se conduce un medio caloportador, esta caracterizado por que los tubos absorbedores se usan con un revestimiento absorbedor selectivo a la radiacion, que presenta al menos una capa reflectante en la region infrarroja, al menos una capa de absorcion dispuesta sobre la capa reflectante y una capa antirreflectante dispuesta sobre la capa de absorcion, en donde entre el tubo absorbedor y la capa reflectante estan dispuestas al menos dos capas de barrera, de las que una primera capa de barrera dirigida al tubo absorbedor se compone de un oxido generado termicamente y una segunda capa de barrera aplicada sobre la primera capa de barrera se compone de SiOx, en donde x puede adoptar los valores 1 a 2.

El procedimiento para el funcionamiento de un colector cilindro-parabolico con tubos absorbedores, a traves de los que se conduce un medio caloportador, esta caracterizado en particular porque se usan tubos absorbedores con un revestimiento absorbedor selectivo a la radiacion, que presenta al menos una capa reflectante en la region infrarroja, una capa de absorcion, en particular de material de cermet, y una capa antirreflectante, en donde la capa reflectante en la region infrarroja esta dispuesta entre dos capas de SiOx o una capa de SiOx y una de AlyOz, en donde x puede adoptar preferiblemente el valor 2, y preferiblemente los valores 1 a 2 y z los valores 1 a 3.

Como lfquido caloportador se puede usar en particular agua, pero tambien aceite o sal lfquida.

Segun otra forma de realizacion, el procedimiento para el funcionamiento de un colector cilindro-parabolico preve que la temperatura de funcionamiento de los tubos absorbedores se ajuste a 400°C a 550°C, en particular a 480°C a 520°C.

A continuacion se explican mas en detalle formas de realizacion a modo de ejemplo de la invencion mediante los dibujos.

Se muestran:

la Figura 1, un colector cilindro-parabolico,

la Figura 2, una seccion a traves de un tubo absorbedor segun una forma de realizacion de la invencion.

En la figura 1 esta representado un colector cilindro-parabolico 10, que presenta un reflector parabolico 11 alargado con un perfil parabolico. El reflector parabolico 11 se sujeta por una estructura portante 12. A lo largo de la lmea focal del reflector parabolico 11 se extiende un tubo absorbedor 13 que esta fijado en apoyos 14, que estan conectados con el colector cilindro-parabolico. El reflector parabolico 11 forma con los apoyos 14 y el tubo absorbedor 13 una unidad que se pivota alrededor del eje del tubo absorbedor 13 y de este modo se sigue la posicion del sol S en un eje. La radiacion solar paralela que incide del sol S se focaliza por el reflector parabolico 11 sobre el tubo absorbedor 13. El tubo absorbedor 13 se atraviesa por un medio caloportador, en particular agua, y se calienta por la radiacion solar absorbida. En el extremo de salida del tubo absorbedor se puede tomar el medio caloportador y suministrarse a un consumidor o convertidor de energfa.

En la figura 2 esta representado esquematicamente un corte a traves del tubo absorbedor 13. El tubo absorbedor 13 presenta un tubo de acero 1 atravesado por el medio caloportador 2, que forma el sustrato para el revestimiento absorbedor 20 aplicado en el lado exterior del tubo 1. Los espesores de capa de las capas individuales del revestimiento absorbedor 20 estan ampliados para la visualizacion sencilla y estan dibujados de igual espesor.

El revestimiento absorbedor 20 presenta desde dentro hacia fuera una primera capa de barrera o de bloqueo de difusion 24a aplicada en el tubo de acero 1 mediante oxidacion termica de oxido de hierro cromo. Sobre ella, entre una segunda capa de barrera 24b de SiOx, preferiblemente de SiO2, y una tercera capa de barrera 24c, preferiblemente de oxido de silicio o aluminio, esta embebida una capa reflectante en la region infrarroja 21 de oro, plata, platino o cobre. Sobre la tercera capa de barrera 24c esta aplicada una capa de cermet 22 y hacia fuera el sistema de capas termina con una capa antirreflectante 23.

El tubo absorbedor segun la forma de realizacion en la fig. 2 se reviste con el procedimiento descrito a continuacion.

El tubo de acero 1, preferiblemente un tubo de acero inoxidable, se pule y a continuacion limpia. En el pulido se obtiene preferiblemente una rugosidad superficial Ra < 0,2 pm. A continuacion el tubo de acero inoxidable se oxida termicamente a una temperatura > 400°C aproximadamente entre media a 2 horas, en particular a 500°C aproximadamente 1 hora. A este respecto se produce una capa de oxidacion de 15 nm a 50 nm, preferiblemente de 30 nm ± 10 nm de espesor como primera capa de barrera 24a.

A continuacion el tubo de acero se introduce en una instalacion de revestimiento en vacfo y la instalacion se evacua. Tras alcanzar una presion de menos de 5 x 10-5 kPa (5 x 10-4 mbar), preferiblemente 1 x 10-5 kPa (1 x 10-4 mbar), las

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siguientes capas se aplican mediante deposicion ffsica en fase vapor (PVD), en particular mediante pulverizacion catodica (sputtering). Para ello el tubo de acero se pasa girando por delante de las fuentes de pulverizacion, es decir, de objetivos que se componen de las sustancias de revestimiento, por ejemplo Al, Ag y Mo.

En una primera etapa de la deposicion, se aplica la segunda capa de barrera 24b en forma de una capa de SiOx, en tanto que se evapora o vaporiza el silicio y se deposita de forma reactiva bajo alimentacion de oxfgeno. A este respecto se ajusta una presion de oxfgeno entre 10-3 kPa (10-2 mbar) y 10-4 kPa (10-3 mbar), preferiblemente 4 a 9 x 10-4 kPa (9 x 10-3 mbar). El espesor de capa de estas dos capas de barrera se situa en l0 nm a 70 nm y de forma especialmente preferida 30 nm ± 10 nm.

En la segunda etapa de deposicion siguiente, se aplica la capa reflectante de infrarrojos 21, en tanto que se deposita una capa de oro, plata, platino o cobre, preferiblemente plata con un espesor de 60 nm a 150 nm, de forma especialmente preferible de 110 nm ± 10 nm sobre la segunda capa de barrera 24b.

En la tercera etapa de deposicion se aplica la tercera capa de barrera 24c en forma de otra capa de SiOx o de AlxOy, en tanto que se evapora silicio o aluminio como en el caso de la segunda capa de barrera y se deposita de forma reactiva bajo alimentacion de oxfgeno. El espesor de capa preferido de esta tercera capa de barrera es de como maximo 50 nm, de forma especialmente preferida 10 nm ± 5 nm. Pero esta capa de barrera se puede suprimir completamente, dado que se ha comprobado que, en el caso de composicion apropiada de la capa de absorcion 22 aplicada sobre la capa reflectante 21, no se debe obstaculizar una difusion por parte de una barrera adicional.

En la cuarta etapa de la deposicion, mediante la evaporacion / pulverizacion simultanea de aluminio y molibdeno desde un crisol comun o de dos objetivos separados se aplica la capa de absorcion o mas exactamente en este caso la capa de cermet 22. A este respecto se introduce preferiblemente simultaneamente oxfgeno en la zona de evaporacion / pulverizacion a fin de depositar (de forma reactiva) tambien oxido de aluminio junto al aluminio y molibdeno.

A este respecto, en la cuarta etapa de la deposicion, la composicion se puede ajustar de forma diferente mediante seleccion correspondiente de los parametros de funcionamiento (tasa de evaporacion / pulverizacion y cantidad de oxfgeno) e incluso se puede variar en el desarrollo de la capa. En particular al usar objetivos separados, la deposicion de la fraccion de molibdeno se puede realizar de forma variable con respecto a la deposicion de la fraccion de aluminio y/o de oxido de aluminio en la capa de absorcion 22. En otras palabras, la fraccion de molibdeno de la capa de absorcion 22 esta realizada como gradiente, en donde se baja preferiblemente durante la aplicacion de la capa de absorcion 22. Es interiormente preferiblemente del 25% en volumen al 70% en volumen, de forma especialmente preferida del 30% en volumen hasta 70% en volumen, de forma muy especialmente preferida 40 ± 15% en volumen, y disminuye hacia fuera al 10% en volumen al 30% en volumen, de forma especialmente al 20 ± 10% en volumen.

La adicion de oxfgeno en relacion a la fraccion de aluminio depositado se realiza preferiblemente de forma subestequiometrica, de modo que queda una fraccion de aluminio oxidado en la capa de absorcion 22. Esta esta a disposicion luego como potencia redox o absorbedor de oxfgeno, de modo que no tiene lugar la formacion del oxido de molibdeno. La fraccion de aluminio no oxidado en la capa de absorcion 22 se situa preferiblemente por debajo del 10% en volumen, de forma especialmente preferible entre 0 y 5% en volumen, referido a la composicion total de la capa de absorcion. La fraccion de aluminio no oxidado se puede variar igualmente dentro de la capa de absorcion mediante modificacion de los parametros de funcionamiento de tasa de evaporacion y cantidad de oxfgeno.

La capa de absorcion 22 se aplica en conjunto preferiblemente con un espesor de 60 nm a 180 nm, de forma especialmente preferida con un espesor de 80 nm a 150 nm, de forma muy especialmente preferida con 120 ± 30 nm.

En la quinta etapa de la deposicion se aplica la capa antirreflectante 23 en forma de una SiO2, en tanto que se deposita mediante la deposicion ffsica en fase vapor de silicio bajo alimentacion de oxfgeno. El espesor preferido de la capa antirreflectante 23 asf depositada es de 70 nm a 110 nm, de forma especialmente preferible 90 ± 10 nm.

Un tubo absorbedor generado de esta manera se ha calentado en un dispositivo calentador en vacfo durante 600 h a 550°C. La presion en la camara de vacfo fue menor de 1 x 10-5 kPa (1 x 10-4 mbar) durante este tiempo de calentamiento. Despues de 600 h se ha desconectado la calefaccion. Despues del enfriamiento de la muestra por debajo del 100°C se ha ventilado la camara de vacfo y se ha tomado la muestra. La muestra se ha medido a continuacion de forma epectrometrica, en donde se pudieron determinar un grado de absorcion solar integral de 95,5% ± 0,5% para un espectro solar AM 1,5 directamente en el rango de longitud de onda de 350-2500 nm. El grado de emision termica para una temperatura de sustrato de 400°C se ha determinado con 7,5% ± 2%.

Listado de referencias numericas

1 Tubo de acero

2 Lfquido caloportador

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13

14

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21

22

23

24a

24b

24c

Colector cilindro-parabolico Reflector parabolico Estructura portante Tubo absorbedor Apoyo

Revestimiento absorbedor selectivo a la radiacion

Capa reflectante en la region infrarroja

Capa de absorcion

Capa antirreflectante

Primera capa de barrera

Segunda capa de barrera

Tercera capa de barrera

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Revestimiento absorbedor selectivo a la radiacion (20), en particular para tubos absorbedores (13) de colectores cilindro-parabolicos (10) con una capa reflectante en la region infrarroja (21) que presenta oro, plata, platino o cobre y posee un espesor de capa de 50 nm a 250 nm, al menos, una capa de absorcion (22) dispuesta sobre la capa reflectante (21) y con una capa antirreflectante (23) dispuesta sobre la capa de absorcion (22), en donde la capa reflectante (21) esta dispuesta sobre al menos dos capas de barrera (24a) y (24b), en donde la segunda capa de barrera (24b) de las al menos dos capas de barrera se compone de SiOx.
2. Revestimiento absorbedor (20) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que

la primera capa de barrera (24a) de las al menos dos capas de barrera se compone de un oxido generado termicamente y la segunda capa de barrera (24b) de las al menos dos capas de barrera se compone de SiOx, en donde x puede adoptar los valores 1 a 2.
3. Revestimiento absorbedor (20) segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que

entre la capa reflectante (21) y la capa de absorcion (22) esta dispuesta una tercera capa de barrera (24c).
4. Revestimiento absorbedor (20) segun la reivindicacion 3, caracterizado por que

la tercera capa de barrera (24c) se compone de un compuesto de AlxOy, en donde x puede adoptar los valores 1 a 2 e y los valores 1 a 3.
5. Revestimiento absorbedor (20) segun la reivindicacion 3, caracterizado por que

la tercera capa de barrera (24c) se compone de un compuesto de SiOx, en donde x puede adoptar los valores 1 a 2.
6. Revestimiento absorbedor (20) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que

la capa de absorcion (22) se compone de material de cermet.
7. Revestimiento absorbedor (20) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que

la capa reflectante en la region infrarroja (21) se compone de oro, plata, platino o cobre.
8. Revestimiento absorbedor (20) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que

la primera capa de barrera (24a) contiene oxido de hierro.
9. Revestimiento absorbedor (20) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que

la primera capa de barrera (24a) contiene oxido de cromo.
10. Tubo absorbedor (13), en particular para colectores cilindro-parabolicos con un tubo lado exterior esta aplicado un revestimiento absorbedor selectivo a la radiacion (20) segun donde la primera capa de barrera (24a) se compone de un oxido generado termicamente y el valor x de la segunda capa de barrera (24b) aplicada sobre la primera capa de barrera (24a) y que se compone de SiOx puede adoptar los valores 1 a 2.
11. Tubo absorbedor (13) segun la reivindicacion 10, caracterizado por que

entre la capa reflectante (21) y la capa de absorcion (22) esta dispuesta una tercera capa de barrera (24c).

(1) de acero, en cuyo la reivindicacion 1, en

5

10

15

20

25

30

35

40
12. Tubo absorbedor (13) segun la reivindicacion 11, caracterizado por que

la tercera capa de barrera (24c) se compone de un compuesto de AlxOy, en donde x puede adoptar los valores 1 a 2 e y los valores 1 a 3.
13. Tubo absorbedor (13) segun la reivindicacion 11, caracterizado por que

la tercera capa de barrera (24c) se compone de SiOx, en donde x puede adoptar los valores 1 a 2.
14. Procedimiento para la fabricacion de un tubo absorbedor (13) con las etapas:

aplicacion de una primera capa de barrera (24a) de oxido sobre un tubo de acero mediante oxidacion termica,

aplicacion de una segunda capa de barrera (24b) mediante deposicion ffsica en fase vapor (PVD) de silicio bajo alimentacion de oxfgeno,

aplicacion de una capa reflectante en la region infrarroja (21) con un espesor de capa de 50 a 250 nm mediante deposicion ffsica en fase vapor de oro, plata, platino o cobre,

aplicacion de una capa de absorcion (22) mediante deposicion ffsica en fase vapor simultanea de aluminio y molibdeno, y

aplicacion de una capa antirreflectante (23) mediante deposicion ffsica en fase vapor de silicio bajo alimentacion de oxfgeno.
15. Procedimiento segun la reivindicacion 14, caracterizado por que

el tubo de acero se pule antes de la oxidacion termica y a este respecto recibe una rugosidad superficial de Ra < 0,2 pm.
16. Procedimiento segun la reivindicacion 14 o 15, caracterizado por que

la deposicion ffsica en fase vapor se realiza con una presion ambiente de menos de 5 x 10-5 kPa (5 x 10-4 mbar).
17. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado por que

durante la deposicion ffsica en fase vapor, el tubo se pasa girando por delante de los objetivos con las respectivas sustancias a aplicar.
18. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado por que

despues de la aplicacion de la capa reflectante en la region infrarroja (21), se aplica una tercera capa de barrera (24c) mediante deposicion ffsica en fase vapor de aluminio o silicio bajo alimentacion de oxfgeno.
19. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 14 a 18, caracterizado por que

la deposicion de la fraccion de aluminio en la capa de absorcion (22), se efectua bajo alimentacion de oxfgeno.
20. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 14 a 19, caracterizado por que

la deposicion de la fraccion de molibdeno se realiza de forma variable con respecto a la deposicion de la fraccion de aluminio y/u oxido de aluminio en la capa de absorcion (22).
21. Procedimiento para el funcionamiento de un colector cilindro-parabolico con tubos absorbedores (13) a traves de los que se conduce un medio caloportador (2),

caracterizado por que

se usan tubos absorbedores (13) con un revestimiento absorbedor selectivo a la radiacion (20), que presenta al menos una capa reflectante en la region infrarroja (21), que presenta oro, plata, platino o cobre y posee un espesor de capa de 50 nm a 250 nm, al menos una capa de absorcion (22) dispuesta sobre la capa reflectante (21) y una 5 capa antirreflectante (23) dispuesta sobre la capa de absorcion (22), en donde entre el tubo absorbedor (13) y la capa reflectante (21) estan dispuestas al menos dos capa de barrera, de las que una primera capa de barrera (24a) dirigida hacia el tubo absorbedor (13) se compone de un oxido generado termicamente y una segunda capa de barrera (24b) aplicada sobre la primera capa de barrera (24a) se compone de SiOx, en donde x puede adoptar los valores 1 a 2.

10 22. Procedimiento segun la reivindicacion 21,

caracterizado por que

la temperatura de funcionamiento de los tubos absorbedores (13) se ajusta a 400°C a 550°C.