EN
Demax Güneş Isıl Sistemlerinin Endüstriyel İşlem Isısı Sağlaması
Güneş ısıtma çıkışının önemli endüstriyel sıcaklık aralıklarına (80–400 °C) uygun hâle getirilmesi
McKinsey, endüstriyel ısıtma için en yüksek talebin (yüzde 50’den fazla) 400 derece Celsius’un altında ısıtma gereksinimlerinde gerçekleştiğini açıklar. Bu nedenle Demax, teknolojisini 400 °C aralığına odaklar. ABD’deki çoğu endüstriyel süreç bu aralıkta çalışır. Bu esneklik, ısıtma gereksinimleri 100 ila 250 derece arasında olan gıda işleme tesislerinden, genellikle 300 ila 400 derece civarında çalışan kimya üreticilerine kadar farklı sektörleri kapsar. Modüler tasarımı sayesinde herhangi bir belirli süreç gereksinimine tam olarak uyum sağlandığından enerji kaybı yaşanmaz. Ayrıca, ekipmanların sterilizasyonu, ürünlerin kurutulması ve damıtma süreçlerinin yürütülmesi için tamamen temiz ısıtma sağlar.
Temel teknoloji: Parabolik oluklar ve vakumlu tüplerin modüler güneş termal dizilerinde entegrasyonu.
Demax sistemi, iki tür güneş teknolojisini entegre eder. İlk olarak, doğrudan güneş ışınlarını ısı alıcı borulara odaklayan parabolik oluklar kullanır; bu borular 150 ila 400 °C arası çıkış sıcaklıkları sağlar ve doğrudan güneş ışığı altında en iyi performansı gösterir. Ardından sistem, dağılmış ışıkta bile ısıyı etkili bir şekilde yakalayabilen vakumlu, boşaltılmış tüpler kullanır; bu tüpler düşük sıcaklık uygulamaları için oldukça uygundur. Hibrit mimariler olarak uygulandığında yapılan araştırmalar, tek teknolojili sistemlere kıyasla verimliliğin %24’e varan oranlarda artırılabileceğini göstermektedir. Her modül yaklaşık 500 metrekarelik bir alana sahiptir ve yaklaşık 0,5 megawatt termal enerji üretir. Bu modüler tasarım, firmaların üretim ihtiyaçları arttıkça veya tesisleri yenilendikçe üniteleri aşama aşama devreye almasını sağlar.
Neden Düşük Yoğunluklu CSP Endüstriyel Güneş Termal Uygulamaları İçin Daha Uygun Durumdadır
Yüksek yoğunluklu CSP’ye kıyasla avantajlar: <250 °C çalışma koşullarında daha yüksek verimlilik, daha düşük işletme ve bakım maliyetleri, kısmi yük koşullarında üstün performans
İşletme sıcaklıkları yaklaşık 250 °C civarında olduğunda düşük konsantrasyonlu CSP, gıda işleme ve tekstil boyama uygulamaları gibi buhar uygulamalarında termal verimliliği yaklaşık %15 ila %25 oranında artırabilmesi nedeniyle yüksek konsantrasyonlu CSP’ye göre üstün durumdadır. Bunun nedeni, düşük konsantrasyonlu CSP’nin daha az karmaşık optik ve takip sistemleri kullanmasıdır; bu da günlük işletme karmaşıklığını azaltır ve sonuç olarak işletme bakım maliyetlerinde %30’luk bir azalma, bakım nedeniyle oluşan duruş sürelerinde önemli ölçüde azalma ve güneş radyasyonu koşullarının gün içinde değişmesine rağmen tutarlı bir termal enerji çıkışı sağlar. 2023 yılında yapılan bir termoakışkan kararlılık çalışması, fabrikaların gündüzleri termal olarak hızlı çalışabileceğini ve bulutlu günlerde de termal esneklik gösterebileceğini ortaya koymuştur.
Demax'ın tasarım felsefesi, elektriksel dönüşüm sırasında kayıpları en aza indiren güvenilirlik, termal entegrasyon, modüler ölçeklenebilirlik ve doğrudan termal iletim yöntemine odaklanır.
Demax mühendislik ekibi, tasarımlarında üç belirli alana odaklanmaktadır. Birincisi, yalnızca termal olan teslim yöntemleridir. Kaydedilen verilere göre, yakalanan güneş enerjisinin yaklaşık %97'si doğrudan termal yakalama ile kullanılmaktadır; bu, diğer yöntemlere kıyasla oldukça etkileyicidir. İkincisi, güneş termal dizilerinin modüler tasarımı, sistemin kolayca genişletilmesine olanak tanır ve bu da sistem tasarımında kapsamlı değişikliklere gerek duyulmamasını sağlar. Küçük ölçekli tesisler 500 kWth ile başlar; ancak bu tesisler birden fazla megawatt seviyesine kadar genişletilebilir. Ayrıca sistem bileşenleri gün boyu, günlerce sürekli olarak çalıştırılabilir. Gerçek dünya testleri, bileşenlerin aşırı işletme koşullarında bile yıllık %1'den az bir performans düşüşü yaşadığını göstermiştir. Bu tasarım seçimlerinin bir araya gelmesi, üreticilerin sistemlerinin en önemli yönlerini sağlamasını mümkün kılmaktadır: geleneksel sistemlerin yarattığı karmaşadan uzak, tutarlı ve güvenilir termal enerji üretimi.
Güneş Isıl Sistemlerinin Endüstriyel Süreçlerle Entegrasyonu
Örnek: İspanya'da gıda işlemede 125°C buhar sağlamak için kullanılan 1,8 MWth'lik Güneş Isıl sistem (2023)
2023 yılında İspanya'da, 1,8 MWth kapasiteli bir Demax güneş ısıtma sistemiyle donatılan bir gıda işleme tesisi, ülkenin bu alandaki ilk örneği oldu ve bu sistem, buharın sterilizasyonu ve temizliği için gerekli olan 125 °C’lik buharı üretmeyi başardı. Bu sistem, şirketin mevcut kazan sistemlerinden biriyle entegre edilmiştir ve yaklaşık %28 oranında doğal gaz tüketimi azaltması sağlayan büyük bir 2300 m2’lik vakumlu tüplü güneş kolektörü dizisine sahiptir. Bu düzenleme, yıllık yaklaşık 420 metrik ton CO2 emisyonunun azalmasına yol açmaktadır. Ayrıca İspanya’nın yüksek güneş ışınımı ve rekabetçi endüstriyel enerji fiyatları sayesinde şirket, sistemi tam kapasiteyle işletmeye finansman açısından uygun bulmuştur; çünkü kurulumun ekonomik geri dönüş süresi beş yıldan daha kısa olmuştur. Bu durum, termal enerji taleplerinin büyük kısmının gündüz saatlerinde gerçekleştiği ve güneş ısıtma enerjisinin kullanılabilir olduğu dönemle çakıştığı şirketler için özellikle avantajlıdır.
Aralıklı çalışmayı aşmak: 6–10 saatlik kesintisiz ısı tedariki sağlayan PCM tabanlı termal depolama
Faz değişim malzemeleri (PCM) termal depolaması, güneş enerjisinin sanayide kullanımı için ortaya çıkan aralıklı çalışma sorununu çözmeye yardımcı olur. Bunun bir örneği, tuz hidratı PCM kapsüllerini kullanan İspanyol bir fabrikadır. Bu PCM’ler fazla ısıyı yaklaşık 118 °C’de emer ve daha sonra bu depolanan ısıyı buhar olarak serbest bırakır; böylece fabrika, yedek olarak fosil yakıt kullanmadan gece boyu çalışabilmektedir. Bu fabrika ayrıca güneş enerjisinden yıllık %92’lik bir kullanım oranına ulaşmıştır; bu oran, herhangi bir depolama sistemi kullanmayan diğer güneş termal tesislerin tipik %60–70’lik kullanım oranlarından önemli ölçüde yüksektir. PCM teknolojisi, sürekli ısı tedarikine ihtiyaç duyan gıda, ilaç ve kimya endüstrisi sektörlerinde faaliyet gösteren üreticiler için gerçekten oyun değiştirici bir teknoloji olmuştur.
SSS
Demax güneş termal sistemleri hangi sıcaklık aralığını hedefler?
Demax güneş termal sistemleri, endüstriyel ısıtma gereksinimlerini en düşük 400 °C’ye kadar karşılamak üzere tasarlanmıştır.
Neden 250°C altındaki endüstriyel uygulamalarda düşük konsantrasyonlu CSP tercih edilir?
250 derece Celsius üzerinde işletme/bakım maliyetleri ile potansiyel ısı çıkışı dalgalanmaları sorun teşkil eder. 250 derece Celsius altında düşük konsantrasyonlu CSP sistemleri işletim ve bakım açısından daha ucuzdur ve güneş ışığından gelen giriş ısısında düşüşler ile dalgalanmaların bir sorun oluşturmadığı durumlarda sabit ısı çıkışı taleplerini karşılamada daha etkilidir.
Demax’ın güneş termal sistemlerindeki temel teknolojiler nelerdir?
Demax, parabolik oluklar ve vakumlu tüpleri birleştiren modüler güneş termal dizilere sahiptir. Bu teknolojik entegrasyon, yalnızca tek bir teknolojiyle çalışan sistemlere kıyasla %24 oranında verim artışı sağlar.
Demax sistemi mevcut endüstriyel süreçlere nasıl entegre edilir?
Demax sistemi ile mevcut endüstriyel süreçler aynı kalır; yalnızca kazan sistemlerinde değişiklik yapılır. Bu değişiklik, süreçlerin daha az doğal gaz tüketmesini ve daha düşük karbon emisyonu oluşturmasını sağlar.