Како Демакс соларните термални системи обезбедуваат топлина за индустријални процеси?

Како Демакс соларните термални системи обезбедуваат индустријална процесна топлина

Согласување на соларниот термален излез со важните индустријални температурни опсези (80–400°C)

МакКинзи објаснува дека најголемата побарувачка за индустриско загревање (повеќе од 50%) се јавува при загревање до 400 степени Целзиус. Затоа, Демакс фокусира својата технологија за опсегот од 400°C. Во овој опсег работат повеќето индустриски процеси во САД. Оваа флексибилност опфаќа различни индустрии — од фабрики за преработка на храна, кои имаат потреба од загревање од 100 до 250 степени, до производители на хемиски производи, кои обично работат на температури од 300 до 400 степени. Нивниот модуларен дизајн значи дека нема губење на енергија, бидејќи тие точно ги исполнуваат барањата на секој посебен процес. Понатаму, тие обезбедуваат сосема чисто загревање за стерилизација на опремата, сушење на производите и изведување на дестилација.

Основна технологија: Интеграција на параболични жлебови и евакуирани цевки во модуларни соларно-топлински низи.

Системот Демакс интегрира два типа соларни технологии. Прво, параболични жлебови кои концентрираат директните сончеви зраци врз цевки-примачи на топлина со излезни температури од 150 до 400 степени Целзиус, што работат најдобро под директна сончева светлина. Потоа, системот користи вакуумски запечатени евакуирани цевки кои се одлични во прибирањето на топлина, дури и кога светлината е расеана, што ги прави одлични за примена при пониски температури. Кога се имплементираат како хибридни архитектури, истражувањата покажуваат дека ефикасноста се зголемува до 24% во споредба со системите засновани на една технологија. Секој модул има површина од околу 500 квадратни метри и произведува околу 0,5 мегават топлинска енергија. Овој модуларен дизајн овозможува на компаниите постепено да воведуваат единици со растот на нивните производствени потреби или со надградбата на нивните фабрики.

Зошто нискоконцентрираната CSP технологија е подобро прилагодена за индустриска соларна топлинска употреба

Предности во споредба со висококонцентрираната CSP: Повеќе ефикасна работа <250 °C, пониски трошоци за одржување и експлоатација (O&M), превосходна перформанса при делумно оптоварени услови

Кога станува збор за работни температури од околу 250 °C, CSP со ниска концентрација е подобар од CSP со висока концентрација, бидејќи овозможува подобра термичка ефикасност во парни примени, вклучувајќи производство на храна и бојадисување на текстил, за околу 15 до 25%. Причината за тоа е што CSP со ниска концентрација користи помалку сложени оптички системи и системи за следење, што исто така значи помала денесна оперативна комплексност, што пак резултира со намалување на трошоците за одржување за 30%, значително намалување на простојот поради одржување и постојан термички енергетски излез, иако условите на сончевата радијација се менуваат во текот на денот. Термофлуидна студија за стабилност спроведена во 2023 година покажала дека фабриките можат да работат термички брзо во текот на денот, а исто така можат да бидат термички флексибилни и во облачни денови.

Филозофијата на дизајнот на Demax се фокусира на поузданиоста, топлинската интеграција, модуларната скалирањост и директниот метод на топлинска достава кој губитокот при електричната конверзија го минимизира.

Инженерскиот тим на Demax се фокусира на три специфични области во нивните дизајни. Прво, методи за достава кои се исклучиво топлински. Тие забележале дека приближно 97% од заробената соларна енергија се користи за директно топлинско заробување, што е impresивно во споредба со другите методи. Второ, модуларниот дизајн на нивните соларни топлински низи овозможува лесно проширување на системот, што елиминира потребата од значителни промени во дизајнот на системот. Инсталациите на мала скала започнуваат од 500 kWth, но можат да се прошират до повеќе мегавати. Додека тоа, компонентите на системот можат да работат континуирано ден по ден. Тестирањето во реални услови покажало дека нивните компоненти имаат деградација помала од 1% годишно, дури и во екстремни работни услови. Ова комбинација на избори во дизајнот овозможува на производителите да ги имаат најважните аспекти на нивните системи: постојана и доверлива генерација на топлинска енергија без заморот што го нудат конвенционалните системи.

Интегрирање на соларни топлински системи со индустријални процеси

Пример: Соларен топлински систем од 1,8 MWth кој обезбедува пара на 125°C за преработка на храна во Шпанија (2023)

Во 2023 година, фабрика за преработка на храна во Шпанија, опремена со 1,8 MWth Демакс соларен термален систем, беше првата од својот вид во земјата која можеше да произведува пара на 125°C, потребна за стерилизација и чистење на парата. Овој систем е интегриран со еден од постојните котли на компанијата и има голема 2300 м² соларна цевкаста низа со вакуум која можеше да овозможи намалување на потрошувачката на природен гас за околу 28%. Ова поставување резултира со годишно намалување на емисиите на CO₂ за околу 420 метрички тони. Поврзано со тоа, поради високата соларна осветленост во Шпанија и конкурентните индустријални цени на енергијата, за компанијата беше финансиски изводливо да го експлоатира системот на пун капацитет, бидејќи инсталацијата се отплати сама во помалку од 5 години. Ова е особено предност за компании кај кои повеќето од нивните термални енергетски барања се јавуваат дневно и се совпаѓаат со достапноста на соларната термална енергија.

Преодолување на прескокливоста: Топлинска залиха заснована на PCM која овозможува распоредлива топлинска снабдување во текот на 6–10 часа

Топлинската залиха заснована на фазни променливи материјали (PCM) помага да се реши проблемот со прескокливоста на соларната енергија за индустријална употреба. Пример за ова е шпанската фабрика која користи капсули со PCM-ови хидрати на соли. Овие PCM-ови апсорбираат вишок топлина при околу 118 степени Целзиус и ја ослободуваат зачуваната топлина како пара подоцна, што овозможува фабриката да работи навечер без користење на фосилни горива за резервно снабдување. Оваа фабрика исто така постигнала годишна употреба на соларна енергија од околу 92%, значително повисока од типичните 60–70% кај другите објекти кои користат соларна топлина без никаква залиха. Технологијата со PCM беше вистински пресврт за производители од храна, фармацевтски и хемиски индустрии, каде што постојаната снабдување со топлина е критична за операциите.

ЧПЗ

Во кој температурен опсег се насочени соларните термални системи на Demax?

Соларните термални системи на Demax се насочени кон индустријални потреби за загревање до 400 степени Целзиус.

Зошто нискоконцентрираната CSP е предизбрана за индустријални примени под 250°C?

Над 250 степени Целзиус, оперативните и одржувачките трошоци, како и потенцијалните флуктуации во топлинскиот отстап, се проблеми. Под 250 степени Целзиус, системите за нискоконцентрирана CSP се поевтини за експлоатација и одржување, а исто така се и поефикасни во задоволувањето на постојаните барања за топлински отстап, бидејќи ниските вредности и флуктуациите во влезниот топлински отстап од сончевата светлина не претставуваат проблем.

Кои се клучните технологии во соларните термални системи на Demax?

Demax има модуларни соларни термални низи што комбинираат параболични жлебови и евакуирани цевки. Оваа технологиска интеграција резултира со зголемување на ефикасноста за 24 проценти, во споредба со системите кои работат само со една технологија.

Како се интегрира системот на Demax во постојните индустријални процеси?

Со системот Демакс, постојните индустријални процеси остануваат исти, бидејќи модификациите се вршат само на котловските системи. Оваа промена овозможува на процесите да користат помалку природен гас и да емитираат помалку јаглерод.