EN
Тегерек тақтачалы күн коллекторлорунун чыгышын өнөрпоссундагы жылу талаптарына ылайыкташтыруу
Тегерек тақтачалы күн коллекторлорун колдонгон төмөн жана орто температурадагы өнөрпоссундагы процесстер
Тегерек тегерек күн энергиясынын жыйноочулары 60–90°C диапазонундагы жылуулукту талап кылган өнөрпоссундук процесстерге туура келет. Тамак-аш жана сусулуктарды илгери-аракеттештирүү (60–80°C), мата бояп чыгаруу (70–90°C) жана заттардын жана куралдардын стерилизациясы (70–85°C) — бул диапазондогу жылуулукту талап кылган процесстердин бир нечеси. Бул баардык колдонулуштар стандарттык тегерек тегерек системалардын жылуулук чыгыш чегине туура келет, анткени температура 85°C ден жогору көтөрүлгөндө эффективдүүлүк тез жана маанилүү даражада төмөндөйт. Мисалы, сүттү пастеризациялоо — бул 72–75°C температурада башкарылат, бул көрсөткүч тегерек тегерек жыйноочулардын иштөө диапазонуна туура келет. IEA SHC Task 49 докладында 90°C дан төмөн процесс жылуулугун колдонгон өнөрпоссундук ишканалар глобалдык өнөрпоссундук энергиясынын 65% ин туташтырат. Бул глобалдык деңгээлде энергиянын чыгымын күн энергиясын тармактык негизде интеграциялоо аркылуу карбонсуздаштырууга ишенимдүү мүмкүнчүлүк бар экенин көрсөтөт.
Жылыткычтардын пивоварняларды жана токууларды бояш үчүн иштетилүүсү боюнча жакынкы мезгилдеги ишке ашырылган иш-чараларга арналган изилдөө.
Төмөнкү учурларда көрсөтүлгөн сыяктуу, чыныгы дүйнөдөгү ишке ашыруулар бул системалардын техникалык жана экономикалык жарактуулугун тастыктаат.
Германиядагы пивоварня жазык пластинкалык коллекторлорду колдонуп, жуу сууларын 75°C га жылытып, табигый газдын чыгымын 40% га азайтты.
Ошондой эле, токуу өндүрүшүнүн ишканасы стадиялык коллекторлордун массивдерин жана катмарлуу жылуулук сактоо системасын колдонуп, бояш ыдыстары үчүн (85°C) күн энергиясынын үлүшүн 68% га жеткирди.
Убактылуу күн нуру бар, жарым токтогон шарттарда эки системада да ылдамдыктын төмөндөшүн азайткан жана системалардын жылуулук ишмердүүлүгүн чыныгы түрдө 12–18% жогорулаткан жакшыртылган селективдүү сиңирүүчү курчоолор аркылуу туруктуу чыгыш көрсөтүлдү. Бул Флат-Плейт (Тегерек тегерек) технологиясы күн энергиясынын жылуулугу менен өзара жакын көлөмдөгү жылуулук талаптары болгондо өнөрөсөлдүк жылуулук жүктөрүн туруктуу түрдө берип турганын көрсөтөт.
Өнөрөсөлдүк мааниде тегерек тегерек күн коллекторлорунун иштөө температураларынын чектери.
Неге 85°C жогору температурада эффективдүүлүк төмөндөй баштайт: Жылуулуктун жоготулушунун динамикасы жана IEA SHC Task 69 иштирип чыгарган тажрыйбалык маалыматтар
Күн энергиясын жыйнагычтардын эффективдүүлүгү радиация жана конвекция аркылуу чыгып кеткен жоғорку чыгымдардын натыйжасында 85°C жогору болгондо көп төмөндөйт. Абсорбердин температурасы нечче жогору болсо, радиациянын (Стефан-Больцман законона ылайык) жана абсорбер менен шынылоо ортосундагы конвекциянын тездиги ошончолук жогору болот. IEA SHC Task 69 (2023) бирдей күн нурлануусу шартында 95°C температурада эффективдүүлүктүн 75°C га салыштырмалуу 22% төмөндөгөнүн өлчөгөн, бул 85°C температурасын алдыңкы изоляциясыз классикалык тегерек-пластиналык жыйнагычтардын практикалык чегине тастыктаат. Демек, бул температурадан жогору болгондо жылуулук чыгымдары күн жылуулугунун кирешесинен көп болуп, башка технологияларсыз 100°C дан жогору температурада буу өндүрүшү мүмкүн эмес.
Колдонууга жарамдуу диапазонду кеңейтүүнүн инновациялары: селективдүү абсорберлер жана гибриддүү вакуумдук изоляциялык дизайндар
Селективдүү абсорберлердин жабыктырылышы колдонулуу диапазонуну маанилүү түрдө кеңейтет, анткени бул жабыктырылыш күн нурунун сиңирилишин (95% чейин) максималдуу деңгээлде камсыз кылат жана бир убакта инфракызыл саачылыкты азайтат (5–10%). Селективдүү абсорберлердин гибрид-вакуумдуу изоляцияланган панелдер менен бириктирилиши абсорбердин астындагы конвекциялык жоогулуулук жолдорун жок кылат, ошондуктан заманбап тегиз-плиталуу коллекторлор 110°C чейин полездуу эффективдүүлүктү сактай алат. Бул коллекторлордун башка колдонулуштарга, мисалы, жогорку сапаттагы стерилизация жана орто басымдык буу өндүрүшүнө колдонулушуна мүмкүндүк берет. Башталгычтагы талаа сыноолору жана сыноолор 90°C жогору температурада иштеген бул системалардын стандарттык тегиз-плиталуу системаларга караганда жакында 18% га көп энергия өндүрө тургандыгын тастыкташты.
Үзгүлтүсүз өнөрөттүк колдонуу үчүн системаны бириктирүүнүн эске алынышы кереги
Жылуулуктун өткөрүлүш суюктугунун тандалышы: коррозияга, тузоого каршылыкка жана техникалык кызмат көрсөтүүгө тийиштүүлүгү боюнча басымдык суу же гликоль аралашмасы
Жылуулук тасмалдоочу суюктуктардын тандалышы системанын узак мөөрүн, коопсуздугун жана эффективдүүлүгүнө маанилүү таасир этет. Басымды таштаган суу гликольдун карышмаларына караганда жылуулук өткөрүшчүлүгүнө 15% жогору (Эл аралык энергия агенттиги, 2023-жыл), бул коллектордун чыгымын көтөрөт жана насос иштегенде чыгындыларды төмөндөтөт. Бирок, тоңгузгуч орто чөйрөлөрдө гликольдун негизинде турган суюктуктар (адатта тамак-аш үчүн жарамдуулугу үчүн пропилен гликоль) маанилүү кемчиликтерге ээ:
- 120°C дан жогору температуралардын таасири менен жылуулуктун деградациясы кислоталуу калдыктарды пайда кылат, алар коррозиянын чапталышын көтөрөт
- Суюктуктарды жыл сайын текшерүү жана алмаштыруу үчүн кошумча ~18 миң доллар/МВт·с чыгындыларды талап кылат
- Вязкостун 35% га көтөрүлүшү насостун эффективдүүлүгүн төмөндөтөт жана паразиттик жүктөмдү көтөрөт
Суу негиздүү суюктуктарды колдонгон системаларда суу токтотуу же донголуга чыдамдуу тезис төрлөрүнөн туруп турган катаал тоңдоо каршы чаралары колдонулушу мүмкүн. Суюктуктун узак мөөнөттүү бузулушу проблема эмес. Пропилен гликольдүү суюктуктар регламенттелген ортода, мисалы, азыктарды өндүрүүдө, алардын кемчиликтерине карабастан, милдеттүү түрдө колдонулат.
Түрлүү технологиялык жүктөмдөр үчүн (мисалы, пастеризация же ювкалау) тегиз пластинкалык күн энергиясынын жыйноочуларын иерархиялык түрдө орнотуу (температуралык зоналоо стратегиясы)
Технологиялык процесстердин температурасына жараша термалдык тармактарды бөлүү айланадагы кеңири өзгөрүүчү суроого жооп берүү үчүн күн энергиясын эффективдүүрөк колдонууга мүмкүндүк берет. Төмөн температурадагы ювкалау тармактарын (40–65°C) жана жогорку температурадагы пастеризация тармактарын (70–85°C) орундуу ажыратуу күн энергиясынын жыйноочуларын оптималдуу өлчөмдөштүрүүгө жана жылуулуктун маршрутизациясын приоритеттүү түрдө ишке ашырууга мүмкүндүк берет. Бул ыкма төмөнкүлөрдү камтыйт:
- Жүктөмдүн белгилүү температурасына ылайыкташтырылган параллель жыйноочу массивдер
- Убакытка байланыштуу, маанилүү процесске күн жылуулугун биринчи орунга коюучу приоритеттик клапандар
— Температура боюнча идаратталган бөлүүчүлөр, төмөн дәрэжелүү технологиялык процесстерди перегревден коргойт
Бул ыкманы колдонгон пивоварнялар күн нурунун чоңдугунда котелдун жүктөмүнүн 60% тасмасын жана төлөм мөөнөтүнүн 22% кыскартуусун белгилеген. Бул жазык пластинкалык күн энергиясынан пайдалануучу системалардын конструкциясын өзгөртпөй-ац, процесстердин термалдык ступенялануусу аркылуу баа тутумун оптималдаштырууга болорун көрсөтөт.
ККБ
Индустриялык шарттарда күн энергиясынан пайдалануучу жазык пластинкалык коллекторлордун температуралык чектери кандай?
Көпчүлүк тамак-аш жана ичимдик өнөрсүүсү, текстиль боёштуруу жана буу менен стерилизациялоо жабдуулары 60–90°C диапазонундагы жылуулукту колдонот, ал эми жазык пластинкалык күн коллекторлору ошол диапазонго жакшы ылайыкташкан.
Жазык пластинкалык коллекторлордун эффективдүүлүгү 85°C жогору температурада негизинен эмне себептүү резко төмөндөйт?
Абсорбердин температурасы көтөрүлгөндө радиациялык жана конвекциялык жылуулук чыгымдары көбөйөт, андын натыйжасында эффективдүүлүк төмөндөйт.
Жазык пластинкалык коллекторлорду жогорку температура үчүн колдонууга кандай ыкмалар менен ылайыкташтырышкан?
Бүгүнкү күндөгү колдонулуштарда избирательдүү сиңирүүчү жабык жана гибриддүү вакуумдуу изоляциялык панелдер тегерек пластинкалык коллекторлордун 110°C чейин иштөөсүн камсыз кылат, бул алардын кеңири колдонулушун камсыз кылат.
Жылуулуктун өтүшү үчүн гликоль колдонууда туруп калган негизги техникалык кызмат көрсөтүү маселелери кандай?
Жылуулуктун өтүшү үчүн колдонулган суюктуктардын токтогучтугу жогору болуп, алар тиешелүүлүгү төмөн иштейт, жогорку температурада коррозияга учурайт (120°C жогору температурада сапаты төмөндөйт) жана алардын текшерүүсү, алмаштырылышы жана байланыштуу чыгымдары көбүрөөк талап кылынат.
Өнөржаттык күн энергиясы системасында температура зоналарын колдонуунун артыкчылыктары кандай?
Температура зоналарын же термо-тейлесистемаларды технологиялык процесстин деңгээли боюнча бөлүп колдонуу күн энергиясын ар түрлүү температура деңгээлинде эң тиешелүүлүк менен колдонууга мүмкүндүк берет, бул системанын жалпы тиешелүүлүгүн жана баасын жакшыртат.