EN
Düz lövhəli günəş kollektorlarından alınan çıxışın sənaye istiləşdirmə tələblərinə uyğunlaşdırılması
Düz lövhəli günəş kollektorlarından istifadə edən aşağı və orta temperaturlu sənaye prosesləri
Düz lövhəli günəş kollektorları, 60–90°C temperatur aralığında istilik tələb edən sənaye proseslərinin tələblərini ödəmək üçün yaxşı uyğunlaşdırılmışdır. Qida və içki məhsullarının qabaqcadan isidilməsi (60–80°C), tekstil boyanması (70–90°C) və avadanlıqların və materialların sterilizasiyası (70–85°C) bu temperatur aralığında istilik tələb edən bəzi proseslərdir. Bütün bu tətbiqlər standart düz lövhəli sistemlərin istilik çıxışı limitləri ilə yaxşı uyğundur, çünki temperaturun 85°C-dən yuxarı qalxması ilə səmərəlik sürətlə və əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Məsələn, süd pasteurizasiyası 72–75°C temperatur tələb edən nəzarət olunan bir istiləşdirmə prosesidir ki, bu da mövcud düz lövhəli kollektorların işləmə diapazonuna tamamilə uyğundur. IEA SHC Task 49 hesabatına görə, proses istiliyi < 90°C olan sənaye sahələri dünyanın istehsalat enerjisinin 65%-ni təşkil edir. Bu, qlobal miqyasda enerji istehlakının karbonla zənginləşməsini azaltmaq üçün günəş istiliyinin hədəfli şəkildə inteqrasiyası ilə əhəmiyyətli bir imkanın mövcud olduğunu vurğulayır.
Pivzavodların və tekstil boyama sənayesinin qabaqcadan isidilməsi üçün son tətbiqlər üzrə vəziyyət araşdırması.
Aşağıdakı hallarda göründüyü kimi, real dünyada tətbiq olunan bu sistemlərin texniki və iqtisadi mümkünlüyü təsdiqlənmişdir.
Düzbucaqlı lövhəli kollektorlardan istifadə edən Almaniyada yerləşən bir pivzavodu, yuyulma sularını 75°C-yə qədər qabaqcadan isidərək təbii qaz istehlakında 40% azalma əldə etmişdir.
Həmçinin, mərhələli kollektor massivlərindən və təbəqəli istilik saxlama sistemindən istifadə edən bir tekstil istehsalat müəssisəsi boyama çuxurları üçün (85°C) 68% günəş fraksiyası əldə etmişdir.
Zamanla dəyişən şüalanma və qismən buludlu şəraitdə hər iki sistem, emissiya itkilərini əhəmiyyətli dərəcədə azaldan yaxşılaşdırılmış seçici udulma örtükləri sayəsində sabit çıxış vermə qabiliyyətini nümayiş etdirdi və sistemlərin istilik performansı sahədə köhnəlmiş sistemlərə nisbətən 12–18% yüksək oldu. Bu, müstəvi lövhəli texnologiyasının, istilik tələbləri günəş istiliyi təchizatına yaxın olduqda sənaye miqyasında sabit istilik yükü təmin etmək üçün etibarlı olacağını göstərir.
Sənaye tətbiqlərində müstəvi lövhəli günəş kollektorlarının işləmə temperaturu hədləri.
Səmərəliliyin 85°C-dən yuxarıda niyə azalmasına səbəb olan amillər: İstilik itkilərinin dinamikası və IEA SHC Task 69-dan əldə edilən empirik məlumatlar
Güneş kollektorlarının səmərəliliyi radiasiya və konveksiya nəticəsində itki artması səbəbilə 85°C-dən yuxarı temperaturda əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Sorucunun temperaturu nə qədər yüksək olarsa, radiasiya sürəti bir o qədər yüksək olar (Stefan-Boltzmann qanununa görə) və sorucu ilə şüşə örtük arasındakı konveksiya sürəti də bir o qədər yüksək olar. IEA SHC Task 69 (2023) eyni günəş şüalanması şəraitində 95°C-də səmərəliliyin 75°C-ə nisbətən 22% azaldığını ölçmüşdür; beləliklə, 85°C temperaturu inkişaf etdirilməmiş izolyasiyalı adi lövhəvi kollektorların praktiki limiti kimi təsdiqlənmişdir. Beləliklə, bu temperaturdan yuxarıda istilik itkiləri günəş istiliyi girişi ilə müqayisədə daha böyük olur və 100°C-dən yuxarı temperaturda buxarlanma prosesləri başqa texnologiyalar olmadan mümkünsüz olur.
İstifadə edilə bilən iş diapazonunun genişləndirilməsinə dair yeniliklər: Seçici sorucular və hibrid vakuumlu izolyasiya dizaynları
Seçici udurucuların örtükləri, örtüyün günəş enerjisinin udulmasını maksimuma çatdıraraq (95%-ə qədər) və eyni zamanda infraqırmızı emissiyasını azaldaraq (5–10%) işləmə diapazonunu əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Seçici udurucuların konveksiyaya bağlı itki yollarını udurucunun altındakı sahədə aradan qaldıran hibrid-vakuum izolyasiyalı panellərlə birləşdirilməsi, müasir müstəvi lövhəli kollektorların faydalı səmərəliliyini 110°C-ə qədər saxlamasına imkan verir. Bu, kollektorların yüksək dərəcəli sterilizasiya və orta təzyiqli buxar generasiyası kimi digər tətbiqlərdə istifadəsinə imkan verəcəkdir. İlkin sahə sınaqları və testləri bu sistemlərin 90°C-dən yuxarı temperaturda standart müstəvi lövhəli sistemlərə nisbətən təqribən 18% daha çox istilik enerjisi hasil etdiyini təsdiqləmişdir.
Davamlı sənaye istifadəsi üçün Sistem İnteqrasiyası Nəzərdə Tutulmuş Məsələlər
İstilik Daşıyıcı Mayelərinin Seçimi: Korroziya, donmaya qarşı müdafiə və texniki xidmət nəzərdə tutulmuş Təzyiqli Su ilə Qlikol Qarışığı arasındakı seçim
İstilik daşıyıcılarının seçimi sistemin ömrü, təhlükəsizliyi və səmərəliliyinə əhəmiyyətli təsir göstərir. Təzyiqli su qlikol qarışıqlarından (Beynəlxalq Enerji Agentliyi, 2023) 15% daha yüksək istilik keçiriciliyinə malikdir; bu da kollektor çıxışının artırılmasına və nasosla sıxma enerjisinin azaldılmasına gətirib çıxarır. Bununla belə, donma təhlükəsi olan mühitlərdə qlikol əsaslı mayelərin (adətən qida səviyyəsinə uyğunluq üçün propilen qlikolu) əhəmiyyətli çatışmazlıqları vardır:
- 120°C-dən yuxarı temperatur şəraitində baş verən istilik deqradasiyası turşu qarışımlarının əmələ gəlməsinə səbəb olur və korroziya sürətini artırır
- Mayelərin illik test edilməsi və dəyişdirilməsi təxminən 18 min ABŞ dolları/MWth qədər əlavə texniki xidmət xərcləri yaradır
- Özlülükdə 35% artım nasosun səmərəsizliyinə və daha yüksək parasit yükə səbəb olur
Su əsaslı mayelər istifadə edilən sistemlərdə sızdırma və donmaya davamlı borular kimi möhkəm donmaya qarşı tədbirlərdən istifadə oluna bilər. Mayenin uzunmüddətli keyfiyyət itirməsi problem yaratmır. Propilen qlikol mayeləri, onların mənfi cəhətlərinə baxmayaraq, qida emalı kimi tənzimlənən mühitlərdə tələb olunur.
Fərqli texnoloji yük üçün (məsələn, pasteurizasiya və ya yuyulma üçün) müstəvi panelli günəş kollektorlarının dərəcələndirilməsi: Temperatur Zonlaşdırma Strategiyası
Proses temperaturuna görə istilik dövrələrinin zonlaşdırılması, geniş dəyişən tələb profilində günəş enerjisinin daha effektiv istifadəsinə imkan verir. Daha aşağı temperaturda (40–65 °C) işləyən yuyulma dövrələrinin və daha yüksək temperaturda (70–85 °C) işləyən pasteurizasiya dövrələrinin fəzada ayrılması, günəş kollektorlarının optimal ölçüsünü təmin edir və istiliyin yönləndirilməsinə prioritet verilməsini mümkün edir. Bu yanaşma aşağıdakılardan istifadə edir:
- Xüsusi yük temperaturlarına uyğun paralel kollektor massivləri
- Vaxta həssas olan və daha yüksək dəyərli proseslərə günəş istiliyini yönəldən prioritet klapanlar
i̇sti olmaqdan aşağı səviyyəli prosesləri qorumaq üçün temperatur nəzarət olunan yönəldicilər
Bu üsuldan istifadə edən pivə zavodları, pik günəş saatlarında qazan yükünün 60%-nin əvəz olunmasını və ödəniş dövrünün 22% azalmasını bildirmişlər. Bu, proseslərin istilik mərhələləndirilməsinin, müstəvi lövhəli günəş sistemlərindən ibarət sistem yenidən dizayn edilməsi xaricində dəyər əldə etməsini optimallaşdıra biləcəyini göstərir.
Tez-tez verilən suallar
Sənaye şəraitində günəş lövhəsi kollektorlarının temperatur həddi nədir?
Əksər qida və içki sənayesi, tekstil boyama və buxarla sterilizasiya avadanlıqları prosesləri 60–90 °C aralığında istilikdən istifadə edirlər və müstəvi lövhəli günəş kollektorları bu məqsədlər üçün yaxşı uyğundur.
Müstəvi lövhəli kollektorların səmərəliliyi 85 °C-dən yuxarıda niyə kəskin şəkildə azalır?
Soyucunun temperaturu artırıqca radiativ və konvektiv itki artır və bu da səmərəliliyin azalmasına səbəb olur.
Müstəvi lövhəli kollektorlar daha yüksək temperatur tətbiqləri üçün hansı üsullarla adaptasiya edilmişdir?
Müasir tətbiqlərdə seçici udma qatları və hibrid vakuum izolyasiya paneli müstəvi lövhəli kollektorların 110°C-ə qədər işləməsinə imkan verir və beləliklə, onların daha geniş istifadəsini təmin edir.
İstilik daşınması üçün qlükolun istifadəsi ilə əlaqədar bəzi texniki xidmət problemləri nələrdir?
İstilik daşınma mayeləri daha viskoz olur və daha az səmərəli işləyir, yüksək temperaturda korroziyaya meylli olur (120°C-dən yuxarıda deqradasiya olur) və daha tez-tez yoxlanılmalı, dəyişdirilməli və əlaqəli xərclər ödənilməlidir.
Sənaye miqyaslı günəş enerjisi sistemində temperatur zonalaşdırmasının bəzi üstünlükləri nələrdir?
Proses sinifinə görə termal dövrələrin temperatur zonalaşdırılması və ya seqmentləşdirilməsi günəş enerjisinin müxtəlif temperatur səviyyələrində ən səmərəli şəkildə istifadəsini təmin edir və beləliklə, sistemin ümumi səmərəliliyini və dəyərini artırır.