استخدام سيراميك كربيد السيليكون في مجال الخلايا الكهروضوئية

① إنها مادة حاملة رئيسية في عملية إنتاج الخلايا الكهروضوئية
من بين السيراميك الهيكلي المصنوع من كربيد السيليكون، تطورت صناعة دعامات القوارب المصنوعة من كربيد السيليكون في مجال الخلايا الكهروضوئية بمستوى عالٍ من الازدهار، وأصبحت خيارًا جيدًا للمواد الحاملة الرئيسية في عملية إنتاج الخلايا الكهروضوئية، وقد حظي الطلب عليها في السوق باهتمام متزايد من الصناعة.

تُستخدم حاليًا دعامات القوارب وصناديقها ووصلات الأنابيب المصنوعة من الكوارتز على نطاق واسع، إلا أن استخدامها محدود بسبب نقص مصادر رمال الكوارتز عالية النقاء محليًا وعالميًا، فضلًا عن محدودية الطاقة الإنتاجية. ويشهد رمال الكوارتز عالية النقاء طلبًا وعرضًا متكافئين، ما أدى إلى ارتفاع أسعارها لفترة طويلة، وقصر عمرها الافتراضي. وبالمقارنة مع الكوارتز، تتميز دعامات القوارب وصناديقها ووصلات الأنابيب وغيرها من المنتجات المصنوعة من كربيد السيليكون بثبات حراري عالٍ، وعدم تشوهها عند درجات الحرارة المرتفعة، وخلوها من الملوثات الضارة المترسبة. وباعتبارها بديلًا ممتازًا لمنتجات الكوارتز، يصل عمرها الافتراضي إلى أكثر من عام، ما يقلل بشكل ملحوظ من تكلفة الاستخدام وفقدان الطاقة الإنتاجية الناتج عن الصيانة والإصلاح. وتُعد ميزة التكلفة واضحة، كما أن آفاق استخدامها كحامل في مجال الطاقة الشمسية واسعة.

② يمكن استخدامه كمادة ماصة للحرارة لأنظمة توليد الطاقة الشمسية
تحظى أنظمة توليد الطاقة الشمسية الحرارية البرجية بإشادة واسعة في مجال توليد الطاقة الشمسية نظرًا لنسبة تركيزها العالية (200-1000 كيلوواط/م²)، ودرجة حرارة دورتها الحرارية المرتفعة، وفقدانها المنخفض للحرارة، وبساطة تصميمها، وكفاءتها العالية. يُعدّ الممتصّ، باعتباره المكوّن الأساسي في هذه الأنظمة، مسؤولاً عن تحمّل شدة إشعاع تفوق شدة ضوء الشمس الطبيعي بمقدار 200-300 ضعف، وقد تصل درجة حرارة تشغيله إلى أكثر من ألف درجة مئوية، مما يجعل أداءه بالغ الأهمية لاستقرار تشغيل النظام وكفاءته. ونظرًا لمحدودية درجة حرارة تشغيل الممتصّات المعدنية التقليدية، تُشكّل الممتصّات الخزفية مجالًا بحثيًا واعدًا. وتُستخدم عادةً سيراميك الألومينا، وسيراميك الكوردييريت، وسيراميك كربيد السيليكون كمواد للممتصّات.

برج امتصاص الطاقة الحرارية الشمسية في محطة الطاقة الشمسية

تتميز سيراميك كربيد السيليكون بخصائص ممتازة، منها القوة العالية، ومساحة السطح النوعية الكبيرة، ومقاومة التآكل، ومقاومة الأكسدة، والعزل الحراري الجيد، ومقاومة الصدمات الحرارية، ومقاومة درجات الحرارة العالية. وبالمقارنة مع مواد امتصاص الحرارة المصنوعة من سيراميك الألومينا والكوردييريت، فإنها تتمتع بأداء أفضل في درجات الحرارة العالية. ويتيح استخدام ممتص حرارة مصنوع من كربيد السيليكون المتلبد إمكانية الوصول إلى درجة حرارة هواء مخرج تصل إلى 1200 درجة مئوية دون تلف المادة.