EN
Demax күн энергиясын пайдаланатын жылу жүйелері қалай өнеркәсіптік өндірістік жылу береді
Күн энергиясын пайдаланатын жылу шығысын маңызды өнеркәсіптік температуралық аралықтарға (80–400°C) сәйкестендіру
McKinsey компаниясы өнеркәсіптік жылытуға (50%-дан астам) ең көп сұраныс 400 градус Цельсийден төмен жылулық талаптарда болатынын түсіндіреді. Сондықтан Demax өз технологиясын 400°C диапазонына бағыттайды. Бұл Америка Құрама Штаттарындағы өнеркәсіптік процестердің көпшілігі жұмыс істейтін ауқым. Бұл икемділік әртүрлі салаларға қолданылады: 100–250 градус аралығында жылулық талаптары бар тамақ өңдеу зауыттарынан бастап, әдетте 300–400 градус аралығында жұмыс істейтін химиялық өндірушілерге дейін. Олардың модульдік дизайны олардың кез келген нақты процеске қойылатын талаптарды қанағаттандыруы кезінде энергия шығыны болмайтынын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, олар жабдықтарды стерилизациялау, өнімдерді кептіру және дистилляция процестерін жүргізу үшін толығымен таза жылыту қамтамасыз етеді.
Негізгі технология: Параболалық желілер мен вакуумдық трубалардың модульдік күн энергиясын пайдаланатын жылулық жиынтықтарында интеграциясы.
Demax жүйесі екі түрлі күн энергиясын пайдалану технологиясын біріктіреді. Біріншіден, тікелей күн сәулелерін жылу қабылдағыштартың түтіктеріне концентрлейтін параболалық ойыс айна, оның шығысы 150–400 °C аралығында болады және ол тікелей күн сәулесінде ең жақсы жұмыс істейді. Екіншіден, жүйе жарық шашыраңқы болған кезде де жылу қабылдауға өте жақсы қабілетке ие вакуумдық тығыздалған эвакуацияланған түтіктерді қолданады; бұл төмен температурадағы қолданыстар үшін өте тиімді. Гибридті архитектуралар ретінде іске асырылған кезде зерттеулер бір технологиялық жүйелерге қарағанда әрекет ету тиімділігінің 24%-ға дейін артуын көрсетеді. Әрбір модуль шамамен 500 шаршы метр аумақты алады және шамамен 0,5 МВт жылу энергиясын өндіреді. Бұл модульдік дизайн кәсіпорындарға өндіріс талаптары өскен сайын немесе өндіріс орындары жаңартылған кезде біртіндеп бірліктерді орнатуға мүмкіндік береді.
Төмен концентрациялы CSP-ның өнеркәсіптік күн жылулығын қолдануы үшін неге жарамдырақ екендігі
Жоғары концентрациялы CSP-ға қарағандағы артықшылықтар: <250 °C температурада тиімдірек жұмыс істеу, жөндеу мен қызмет көрсету шығындары төмен, жартылай жүктеме жағдайларында жоғары өнімділік
Жұмыс істеу температурасы шамамен 250 °C болған кезде төмен концентрациялық ККЖ (концентрлік күн энергиясын пайдаланатын жүйе) жоғары концентрациялық ККЖ-ға қарағанда артықшылыққа ие, себебі ол тамыр қолданысында, соның ішінде тамақ өңдеу мен мата бояу саласында, жылулық тиімділікті шамамен 15–25% арттыра алады. Бұл құбылыстың себебі — төмен концентрациялық ККЖ-да оптикалық және бақылау жүйелері қарапайымырақ болады, сондықтан күндізгі жұмыс істеу күрделілігі де төмендейді; нәтижесінде жұмыс істеу және жөндеу шығындары 30%-ға азаяды, жөндеу уақытындағы тоқтап қалу ұзақтығы қатты төмендейді және күн сәулесінің интенсивділігі тәулік бойы өзгерген кезде де жылулық энергия шығысы тұрақты қалады. 2023 жылы жүргізілген термо-сұйықтық тұрақтылығы бойынша зерттеу зауыттардың күндіз жылулық тұрғыдан жылдам жұмыс істей алатынын және бұлтты күндері де жылулық тұрғыдан икемді бола алатынын көрсетті.
Demax компаниясының дизайн философиясы сенімділікке, жылу интеграциясына, модульді масштабталуға және электрлік түрлендіру кезінде шығындарды азайтатын тікелей жылу беру әдісіне негізделген.
Demax инженерлік тобы өз дизайндарында үш нақты аймаққа назар аударады. Біріншіден, тек жылулық әдістермен жеткізу. Олар жиналған күн энергиясының шамамен 97%-ы тікелей жылулық жинауға жұмсалатынын тіркеді, бұл басқа әдістермен салыстырғанда әбден құнды көрсеткіш. Екіншіден, олардың күн жылулық массивтерінің модульдік дизайны жүйенің оңай кеңеюіне мүмкіндік береді, сондықтан жүйе дизайнында кең көлемді өзгерістерге қажеттілік туындамайды. Кіші масштабды орнатулар 500 кВт·сағ-тан басталады, бірақ олар бірнеше мегаватқа дейін кеңейтілуі мүмкін. Сонымен қатар, жүйе компоненттері күннен күнге үзіліссіз жұмыс істей алады. Нақты әлемдегі сынақтар олардың компоненттерінің жылына 1%-дан аз деградацияға ұшырайтынын, соның ішінде экстремалық жұмыс жағдайларында да көрсетті. Бұл дизайн таңдауларының үйлесімі өндірушілерге жүйелерінің ең маңызды аспектілерін – қолайсыз дәстүрлі жүйелердің қиындықтарынсыз тұрақты және сенімді жылулық энергия генерациясын қамтамасыз етеді.
Күн энергиясын қолданатын жылу жүйелерін өндірістік процестерге интеграциялау
Мысал: Испанияда тамақ өңдеу үшін 125°C бу беретін 1,8 МВт/сағ күн энергиясын қолданатын жылу жүйесі (2023 ж.)
2023 жылы Испаниядағы тамақ өңдеу зауытында 1,8 МВт·сағ қуатты Demax күн энергиясын пайдаланатын жылу жүйесі орнатылды; бұл елде бу өндіруді қамтамасыз ететін, стерилизация мен бу тазарту үшін қажетті 125°C температураға жеткізетін алғашқы жүйе болды. Бұл жүйе компанияның бар болған бір бу қазандық жүйесімен интеграцияланған және 2300 м² ауданын алып жатқан ішінде вакуум жасалған күн сәулесін қабылдайтын түтіктерден тұратын үлкен массивке ие, ол табиғи газдың шығынын шамамен 28% қысқартты. Бұл орнату нәтижесінде жыл сайын шамамен 420 метрикалық тонна CO₂ шығарылуы азаяды. Сонымен қатар, Испанияда күн сәулесінің жоғары интенсивтілігі мен өндірістік электр энергиясының қолайлы бағасы арқасында компания жүйені толық қуатта жұмыс істетуге қаржылық тұрғыдан мүмкіндік алды, себебі орнату құны экономикалық тұрғыдан 5 жылдан кем уақытта өзін-өзі қайтарды. Бұл жағдай өзінің жылу энергиясына деген көпшілік сұранысы күндіз болатын және ол сұраныс күн энергиясының жеткілікті болуымен сәйкес келетін компаниялар үшін ерекше артықшылық болып табылады.
Айнымалылықты жеңу: Фазалық өзгеріс материалына негізделген жылу сақтау құрылғысы арқылы 6–10 сағат бойы жылу қорын беруге мүмкіндік беру
Фазалық өзгеріс материалдары (ФӨМ) жылу сақтау құрылғысы күн энергиясының өнеркәсіптік қолданыстағы айнымалылығын шешуге көмектеседі. Осыған мысал ретінде Испаниядағы тұз гидратынан жасалған ФӨМ капсуласын қолданатын зауыт болып табылады. Бұл ФӨМ-дар шамамен 118 °C температурада артық жылу энергиясын сіңіреді және кейінірек бу түрінде сақталған жылу энергиясын босатады, ол зауыттың қосымша көміртекті отынсыз түнде жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Бұл зауыт сондай-ақ жылдық күн энергиясын пайдалану көрсеткішін 92% деңгейіне дейін көтерді, бұл жылу сақтау құрылғысын қолданбайтын басқа күн энергиясын пайдаланатын қондырғылардағы типтік 60–70%-дан әлдеқайда жоғары. ФӨМ технологиясы тұрақты жылу қорын қажет ететін тамақ өнеркәсібі, фармацевтикалық және химиялық өнеркәсіп саласындағы өндірушілер үшін шынымен ойын ережелерін өзгерткен технология болып табылады.
Жиі қойылатын сұрақтар
Demax күн энергиясын пайдаланатын жылу жүйелері қандай температура диапазонын қамтиды?
Demax күн энергиясын пайдаланатын жылу жүйелері өнеркәсіптік жылу қажеттіліктерін 400 °C-қа дейінгі төмен температураларда қамтамасыз етеді.
Төмен концентрациялы CSP неге 250°C-тан төмен өнеркәсіптік қолданыстар үшін ұсынылады?
250 градус Цельсийден жоғары температурада жұмыс істеу/жөндеу шығындары мен жылу шығысының тербелістері пайда болуы мүмкін. 250 градус Цельсийден төмен температурада төмен концентрациялы CSP жүйелерінің жұмыс істеуі мен жөндеуі арзандау, сонымен қатар олар тұрақты жылу шығысын қамтамасыз етуге тиімдірек, өйткені күн сәулесінен келетін жылу кірісінің төмендеуі мен тербелістері мәселеге айналмайды.
Demax-тың күн энергиясын қолданатын жылу жүйелеріндегі негізгі технологиялар қандай?
Demax-тың модульді күн энергиясын қолданатын жылу массивтері параболалық желілер мен вакуумдық түтікшелерді біріктіреді. Бұл технологиялық интеграция бір ғана технологияны ғана қолданатын жүйелерге қарағанда әсерлілікті 24 пайызға арттырады.
Demax жүйесі қалай бар болған өнеркәсіптік процестерге интеграцияланады?
Demax жүйесін қолдану арқылы бар болған өнеркәсіптік процестер өзгеріссіз қалады, өйткені өзгерістер тек будың құбырларына енгізіледі. Бұл өзгеріс процестердің табиғи газды азырақ пайдалануына және көміртегі шығарындыларын азырақ шығаруына мүмкіндік береді.