Hur tillhandahåller Demax:s solvärmesystem värme för industriella processer?

Hur Demax solvärmesystem tillhandahåller industriell processvärme

Anpassning av solvärmeutbytet till viktiga industriella temperaturintervall (80–400 °C)

McKinsey förklarar att den högsta efterfrågan på industriell uppvärmning (över 50 %) uppstår vid uppvärmningskrav under 400 grader Celsius. Demax fokuserar därför sin teknik på temperaturintervallet upp till 400 °C. Det är just inom detta intervall som de flesta industriella processer i USA drivs. Denna flexibilitet omfattar olika branscher, från livsmedelsförarbetningsanläggningar med uppvärmningskrav mellan 100 och 250 grader till kemiska tillverkare som vanligtvis opererar vid cirka 300–400 grader. Deras modulära design innebär att ingen energi går förlorad, eftersom de möter kraven för varje enskild process. Dessutom tillhandahåller de helt ren uppvärmning för sterilisering av utrustning, torkning av produkter och drift av destillationsprocesser.

Kärnteknologi: Integration av paraboliska skålar och evakuerade rör i modulära solvärme-arrayer.

Demax-systemet integrerar två typer av solteknik. Först paraboliska skålar som koncentrerar solens direkta strålar på värmeavtagarrör med temperaturer mellan 150 och 400 grader Celsius, vilka fungerar bäst under direkt solljus. Sedan använder systemet vakuumtäta, evakuerade rör som är utmärkta på att fånga värme även vid diffust ljus, vilket gör dem utmärkta för tillämpningar vid lägre temperaturer. När de implementeras som hybriddesign har forskning visat att verkningsgraden ökar med upp till 24 % jämfört med system som använder endast en teknik. Varje modul är cirka 500 kvadratmeter stor och genererar cirka 0,5 megawatt termisk energi. Denna modulära design gör det möjligt for företag att distribuera enheterna i etapper när deras produktionskrav ökar eller när deras anläggningar uppdateras.

Varför lågkoncentrerad CSP är bättre lämpad för industriella solvärmetillämpningar

Fördelar jämfört med högkoncentrerad CSP: Mer effektiv drift <250 °C, lägre drift- och underhållskostnader, bättre prestanda vid delbelastning

När det gäller drifttemperaturer på cirka 250 °C är lågkoncentrerad CSP överlägsen högkoncentrerad CSP, eftersom den kan ge förbättrad termisk verkningsgrad i åpplikationer med ånga – till exempel inom livsmedelsbearbetning och textilfärgning – med cirka 15–25 %. Anledningen är att lågkoncentrerad CSP använder mindre komplicerad optik och spårsystem, vilket även innebär lägre daglig driftskomplexitet. Detta leder i sin tur till en minskning av driftunderhållskostnaderna med 30 %, en betydande minskning av underhållsstillestånd och en konsekvent termisk energiutmatning trots förändrade solinstrålningssförhållanden under dagen. En studie om termofluiddens stabilitet som genomfördes 2023 visade att fabriker kan drivas termiskt snabbt under klara dagar och samtidigt vara termiskt flexibla även under molniga dagar.

Demaxs designfilosofi fokuserar på tillförlitlighet, termisk integration, modulär skalbarhet och direkt termisk leveransmetod som minimerar förluster under elektrisk omvandling.

Ingenjörsteamet på Demax fokuserar på tre specifika områden i sina konstruktioner. För det första leveransmetoder som endast är termiska. De har registrerat att cirka 97 % av den infångade solenergin utnyttjas för direkt termisk infångning, vilket är imponerande i jämförelse med andra metoder. För det andra gör den modulära designen av deras soltermiska anordningar det lätt att utöka systemet, vilket eliminerar behovet av omfattande ändringar i systemkonstruktionen. Installationer i liten skala börjar vid 500 kWth, men kan utökas till flera megawatt. Dessutom kan systemkomponenterna drivas kontinuerligt dag efter dag. Verkliga prov har visat att deras komponenter upplever mindre än 1 % försämring per år, även vid extrema driftförhållanden. Denna kombination av designval gör det möjligt for tillverkarna att uppnå de viktigaste aspekterna av sina system: konsekvent och pålitlig termisk energigenerering utan de bekymmer som vanliga system medför.

Integrering av solvärmesystem med industriella processer

Exempel: Solvärmesystem på 1,8 MWth som tillhandahåller ånga på 125 °C för livsmedelsprocessning i Spanien (2023)

År 2023 var en livsmedelsförverkningsanläggning i Spanien, utrustad med ett 1,8 MWth stort Demax-soltermiskt system, den första av sitt slag i landet som kunde producera ånga vid de 125 °C som krävs för sterilisering och rengöring av ångan. Detta system är integrerat med ett av företagets befintliga pannsystem och omfattar en stor solvakuumrörsanläggning på 2300 m², vilket möjliggjorde en minskning av naturgasförbrukningen med cirka 28 %. Denna lösning resulterar i en årlig minskning av koldioxidutsläppen med cirka 420 metriska ton. Dessutom var det, tack vare Spaniens höga solinstrålning och konkurrenskraftiga industriella elpriser, ekonomiskt lönsamt för företaget att driva systemet i full kapacitet, eftersom installationen var ekonomiskt självåterbetalande inom mindre än fem år. Detta är särskilt fördelaktigt för företag vars största del av termiska energibehov uppstår under dagtid och sammanfaller med tillgängligheten av soltermisk energi.

Övervinna intermittensen: Värmelagring baserad på fasväxlingsmaterial (PCM) som möjliggör en reglerbar värmeleverans i 6–10 timmar

Värmelagring med fasväxlingsmaterial (PCM) hjälper till att lösa problemet med intermittensen i solenergi för industriellt bruk. Ett exempel på detta är den spanska fabriken som använder kapslar med saltvattenbaserade PCM. Dessa PCM absorberar överskottsvarme vid cirka 118 grader Celsius och frigör den lagrade värmen som ånga vid ett senare tillfälle, vilket gör att fabriken kan drivas på natten utan fossila bränslen för reservfunktion. Denna fabrik har även uppnått en årlig solenergiutnyttjning på cirka 92 %, vilket är betydligt högre än den typiska andelen 60–70 % hos andra anläggningar som använder solvärme utan någon lagringskapacitet. PCM-tekniken har varit en verklig spelomvälvare för tillverkare inom livsmedels-, läkemedels- och kemibranschen, där en konstant värmetillförsel är avgörande för verksamheten.

Vanliga frågor

Vilken temperaturspann riktar Demax:s solvärmesystem in sig på?

Demax:s solvärmesystem riktar in sig på industriella uppvärmningskrav så höga som 400 grader Celsius.

Varför föredras solenergi med låg koncentration (CSP) för industriella tillämpningar under 250 °C?

Över 250 grader Celsius uppstår problem med drift- och underhållskostnader samt potentiella svängningar i värmeproduktionen. Under 250 grader Celsius är solenergisystem med låg koncentration billigare att driva och underhålla, och de är mer effektiva för att möta kraven på en stabil värmeproduktion, eftersom låga värden och svängningar i inskjuten värme från solljuset inte utgör ett problem.

Vilka är kärnteknologierna i Demax solvärmesystem?

Demax har modulära solvärmeanordningar som kombinerar paraboliska skålar och evakuerade rör. Denna teknologiska integration ger en effektivitetsökning med 24 procent jämfört med system som endast använder en enskild teknik.

Hur integreras Demax-systemet i befintliga industriprocesser?

Med Demax-systemet förblir befintliga industriella processer oförändrade, eftersom ändringar görs endast i pannsystemen. Denna förändring gör att processerna kan använda mindre naturgas och släppa ut lägre mängder koldioxid.