St. Pölten, 11. Nov. 2005
Davorin Pavic
BlueTec GmbH & Co. KG
• Herstellung und weltweiter Vertrieb des hochselektiven Absorberbandes eta plus- Halbzeug für die solarthermische Industrie- Herzstück eines Sonnenkollektors: hochselektiver Absorber
• Beschichtungsexperten- Herstellung von dünnen funktionalen Schichten- Konzeption und Engineering von Vakuumanlagen- Entwicklung neuer Schichten und Beschichtungswerkzeuge
• Zukünftige Betätigungsfelder- Funktionale oder dekorative Oberflächenveredelung- Dünne Schichten für die Photovoltaik
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Davorin Pavic
BlueTec GmbH & Co. KG
• Firmengründung im April 2005
• 10 Gesellschafter aus lokalem Umfeld
• Davon 4 Unternehmensgründer und Geschäftsführer:- Ralf Blessing; Kaufmann; EDV, QM- Davorin Pavic; Physiker; Technik, Technologie- Gerhard Stamm; Betriebswirt; internationaler Verkauf, Beratung- Frank Zimmermann; Wirtschaftsingenieur; Finanzen, Controlling
• 17 Mitarbeiter: Experten in der Bandbeschichtung
• 2 Standorte: Trendelburg, Firmensitz und Administration; Bad Karlshafen, Produktionsstätte
• Produktionsaufnahme: Ende Juli 2005
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Davorin Pavic
• Hochselektives Absorberband für thermische KollektorenHalbzeug für die Solarindustrie weltweit
• Wird verarbeitet in Absorber für- Flachkollektoren mit Vollflächen- oder Streifenabsorber- Röhrenkollektoren- Luftkollektoren / großflächige Fassadenkollektoren
• Verarbeitungsmöglichkeiten:- Ultraschall-, Plasma- und Laser-
schweißen- Weichlöten- Tiefzieh- und Prägeverfahren- Klebe- und Klemmverbindung
eta plus: Das hochselektive Absorberband
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Davorin Pavic
Flachkollektor
1. Absorberbeschichtung η+2. Metallband (Kupfer)
3. Kapillarrohr aus Kupfer
4. Kollektorisolierung
5. Kollektorrückwand
6. Verteilerrohr aus Kupfer
7. Kollektorrahmen
8. Eisenarmes Glas
Quelle: ISE
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eta plus Reflexionsspektrum
Solarer Absorptionsgrad (AM 1,5): 95,3 %Thermischer Emissionsgrad (100 °C): 4,7 %
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eta plus Eigenschaften
• Technische Eigenschaften:- Solarer Absorptionsgrad: 95 % +/- 2 %- Thermischer Emissionsgrad: 5 % +/- 2 %
• Metallbänder in Breiten bis 1400 mmDicke: 0,1 mm - 0,5 mm
• Farbhomogenes, gleichmäßiges Erscheinungsbild
• Höchst beständig mit langer Lebensdauer- Thermisch beständig bis 300 °C- Feuchteresistent- Haft- und Abriebfest
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Davorin Pavic
eta plus
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Davorin Pavic
eta plus Umweltbilanz
• Umweltfreundlicher, emissionsfreier Prozess
• Kein Chemikalieneinsatz
• Energiebedarf während der Herstellung: 1 kWh/m2
• Minimaler Verpackungs- und Platzbedarf
• Endprodukt ist 100 % recyclebar
• Umweltmanagementsystem gemäß ISO 14000 wird gerade eingeführt
• Hocheffizient und langlebig: Rationeller Einsatz von Energie- und Rohstoffressourcen
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Davorin Pavic
BlueTec Bandbeschichtungsanlage
AbwicklerBand-
speicher AufwicklerBeschichtungs-
kammernRollen-
schleuseRollen-
schleuse
Leitstand
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Davorin Pavic
BlueTec Bandbeschichtungsanlage
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Davorin Pavic
BlueTec Bandbeschichtungsanlage
• Hocheffiziente solarselektive Absorberschichten
• Jahreskapazität z. Zt. 1,5 Mio. Quadratmeter
• Air-to-air Durchlaufanlage mit hoher Standzeit
• Verschiedene Bandsubstrate denkbar- Metallbänder (Kupfer, Aluminium, Stahl)- Prinzipiell möglich: Kunststoffe/Textilien
• Flexibel im Schichtaufbau- Einsatz modernster PVD/CVD Beschichtungswerkzeuge- Dünne metallische/dielektrische Schichten
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Sputterprozess
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• Magnetron-Sputtern : Kathodenzerstäubung mittels hochenergetischem Gasplasma (Ionenbeschuss). Magnetfeldgestützt zur Erhöhung der Plasmadichte
• Sputterbedingungen- Arbeitsdruck ~ 10-3 mbar (Unterdruckkammer)- Kathodenspannung (~ 600 V)- Sputtergas Argon (Ionenlieferant)
• Reaktives Sputtern: Zugabe einesReaktivgases (z.B. O2, N2) zurErzeugung von dielektrischenSchichten (Keramiken)
Magnetron-Sputterprozess
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Absorberschichten mittels Sputterprozess
• Sputterprozess erfüllt höchste Qualitätsanforderungen- Beste technische Werte nach Maß- Höchst beständige Schichten- Farblich gleichmäßige Oberfläche
=> Ästhetische Kollektoren mit High-Tech Komponente
• Air-to-air Prozess ermöglicht- industriellen Prozess mit hoher Anlagenverfügbarkeit- optische Online-Qualitätskontrolle- visuelle Begutachtung des laufenden Bandes
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Davorin Pavic
• Schichtstapel mit abnehmendem Metallgehalt zur Oberfläche (Gradientenschicht) unterteilt in:- Metallische Diffusionsbariere, Haftgrund- Funktionale Schicht (Absorptionsschicht)- Dielektrische Deck- und Schutzschicht
• Substrat dient als IR-Spiegel
• Metallpartikel als Streuzentrenin keramischer Matrix
• Dielektrische Deckschichtmit AR-Eigenschaften
Metall-Keramisches Schichtsystem (CERMET)
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Sichtbares Spektrum
Ultr
avio
lett
Infr
arot
380 400 500 600 700 780
Wellenlänge λ [nm]
violett blau grün gelb rot
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Farbwahrnehmung
• Beleuchtungsart: natürliche/künstliche Lichquelle, Temperatur-/Linienstrahler
• Art der Farbquelle: selbst/nicht selbst Leuchtend, Interferenz, Streuung, Brechung
• Betrachtungswinkel und Diffus-/Direktanteil
• Betrachtende Person (Farbblindheit, Geschlecht)
• Objekthintergrund: hell/dunkel, blendend/diffus
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-a +a
-b
+b
-a +a
-b
+b
-a +a
-b
+b
L = 25 L = 50 L = 75
CIE-Lab Farbmodell
• CIE-Lab Farbraum orientiert sich an den physiologischen Eigenschaften des menschlichen Auges
• L: Helligkeit, a: Rot-Grün Kontrast, b: Gelb-Blau-Kontrast
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Farbe durch Interferenz
dn
α α
90°- α
2·n·d = m·λ
AR-Deckschicht
Absorptionschicht
Diffusionsbarriere Substrat
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Halbräumliche Reflexionsmessung
8°
Lichtquelle
Detektor
Probe
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Farbeindruck und Reflexionsspektrum
0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,800,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
0,22
0,24
0,26
0,28
0,30
α= 95 %α= 92.2 %α= 89.5 %α= 87.2 %α= 85.8 %α= 85.1 %α= 84.6 %
Ref
lect
ance
grünblau gelb rot
eta plusbläulich-violett
Wellenlänge [µm]
Ref
lexi
onsg
rad
400 450 500 550 600 650 700 750 800
Wellenlänge [nm]
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Davorin Pavic
Farbige Schichten aus dem Sputterprozess
• Violett-blaue Schicht: Optimiert für das Sonnenspektrum
• Herstellung dunkler Farbvariationen (rot, braun, gelb, blau) möglich, jedoch:- Absorptionsgrad sinkt bis auf 90 %, Emissionsgrad unverändert- Interferenzschichten verschmutzen, Abdeckung notwendig- Genaue Farbspezifikation notwendig- Mindestmenge erforderlich
• Herstellung kontrastreicher Farben nur mit hohem Aufwand möglich
• Verschiedene Metallbänder als Substrat verwendbar
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Davorin Pavic
QS bei BlueTec
• Online Prüfung der technischen Eigenschaften- Globaler, spektraler Reflexionsgrad von 380 nm bis 2200 nm- Globaler Reflexionsgrad im Bereich von 8 µm bis 14 µm- Berechnung des Absorptions- und Emissionsgrades- Bestimmung der L*,a*,b* Farbkoordinaten- Visuelle Prüfung
• Beständigkeitsprüfung an jedem Coil- Thermische Beständigkeit bei 310°C 4 h- Siedewassertest: Probe aus Dampf- und Wasserphase 4 h
• Haftfestigkeitsprüfung: Peel-Off Test
=> Dokumentation im Coilbegleitdokument
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Davorin Pavic
Externe QS Maßnahmen
• Prüfung der technischen Eigenschaften- Globaler Reflexionsgrad von 380 nm bis 20 µm- Berechnung des solaren Absorptionsgrades und thermischen
Emissionsgrades
• Beschleunigte Beständigkeitsprüfung gemäßISO/CD 12592.2 (Task X Prüfung)- Thermische Beständigkeit bei 300°C bis 300 h- Feuchtebeständigkeit bei 40°C bis 600 h- Bestimmung des Performance Criterion:
=> Zusammenfassung in Prüfzertifikaten
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Davorin Pavic
Thermische Beständigkeit von eta plus
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Davorin Pavic
Feuchtebeständigkeit von eta plus
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eta plus - the next generation absorber coating
• Industrielle Herstellung von hochselektiven Absorbern
• Sehr gute technische Eigenschaften von eta plus
• Beste Beständigkeit und Langlebigkeit
• Ästhetische, homogene Absorberoberfläche
• Herstellung farbiger Oberflächen möglich
• Neue Einsatzgebiete:- Solare Klimatisierung- Prozesswärme- Gebäudefassaden- Solarthermische Kraftwerke- Solare Entsalzungsanlagen