تطبيق صناعة الطاقة الشمسية
في مجال الخلايا الكهروضوئية الشمسية ، تندرج تطبيقات الصمامات في الجزأين التاليين.أولا، التحكم في مياه التبريد ، والمياه المتداولة ، والوسائط الأخرى في نظام توليد الطاقة الشمسية لضمان التشغيل العادي للنظام ؛ ونظام تنظيف الألواح الكهروضوئية. ثان، محطة الطاقة الشمسية.
تسمح لنا الألواح الكهروضوئية بتوليد الكهرباء بطريقة مستدامة عن طريق تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء. ومع ذلك ، لضمان التشغيل عالي الطاقة للأنظمة الكهروضوئية ، يجب التحكم بدقة في تدفق السائل عبر النظام للحفاظ على درجة الحرارة وتبريد الألواح والمكونات الهامة الأخرى.
نظام التبريد الكهروضوئي:
في أنظمة التبريد الكهروضوئية ، تستخدم الصمامات للتحكم في تدفق سائل التبريد ؛ يساعد هذا في الحفاظ على درجة حرارة الألواح الكهروضوئية ضمن نطاق آمن ، مما يضمن التشغيل عالي الأداء للنظام.
تعديل درجة الحرارة:
درجة حرارة الألواح الكهروضوئية لها تأثير كبير على أدائها ، ويمكن استخدام الصمامات لتنظيم تدفق سائل التبريد للحفاظ على درجة حرارة ثابتة ، وبالتالي زيادة كفاءة الألواح.
نظام التنظيف:
سوف تتراكم الألواح الكهروضوئية الغبار والأوساخ أثناء التشغيل ، مما يؤثر على أدائها. يستخدم الصمام للتحكم في رش سائل التنظيف لضمان بقاء الألواح الكهروضوئية نظيفة وزيادة كفاءة توليد الطاقة.
يجب أن توفر الصمامات نقلا ثابتا للحرارة وتدفقا للسوائل وتتحمل درجات الحرارة القصوى والضغوط ومعدلات التدفق التي قد تتفاقم بسبب درجات الحرارة الخارجية المنخفضة. تنتفخ المواد وتنحني وتتشوه ، مما يتطلب الصيانة ويقلل من إنتاج المصنع.
من منظور الأداء والموثوقية ، سيكون الإجهاد الميكانيكي الحراري هو الاعتبار الأكثر أهمية
1. Cمقاومة التآكل
قادرة على التكيف مع الاستخدام طويل الأمد في ضوء الشمس والرطوبة والبيئات الممطرة دون التعرض للتلف ؛ مادة الفولاذ المقاوم للصدأ هي الخيار الأول.
2. Hتحمل درجة الحرارة IGH
تولد الألواح الكهروضوئية درجات حرارة عالية أثناء عملية توليد الطاقة ، لذلك يلزم وجود نظام تبريد للحفاظ على درجة الحرارة ضمن نطاق مناسب. يجب أن تكون الصمامات قادرة على العمل بثبات في بيئات درجات الحرارة العالية لضمان فعالية نظام التبريد.
3. Eتوفير nergy
عادة ما يتم تشغيل الصمامات الكهربائية بالكهرباء ، مما يسمح لها بتحقيق تحكم عالي في الطاقة وتقليل استهلاك الطاقة. بالمقارنة مع الصمامات اليدوية التقليدية ، يمكن للصمامات الكهربائية تنظيم التدفق بشكل أكثر دقة ، وبالتالي تقليل هدر الطاقة.
4. Rالتحكم في التعبيرات
يمكن للصمامات المجهزة بوظائف التحكم عن بعد أن تجعل التشغيل والمراقبة أكثر ملاءمة. يمكن مراقبة حالة الصمام والتحكم فيها في أي وقت وفي أي مكان من خلال نظام بعيد لإدارة تشغيل محطة الطاقة الكهروضوئية بشكل أفضل.
1.1 محطة الطاقة الشمسية الحرارية
محطة الطاقة الحرارية الشمسية عبارة عن سلسلة وترتيب متوازي لعدة مجمعات مركزة مكافئة على شكل حوض لتسخين الزيت الحراري. ينقل الزيت الحراري ذو درجة الحرارة العالية الحرارة إلى بخار من خلال مبادل حراري ، وبالتالي دفع التوربينات البخارية لتوليد الكهرباء.
نظرا لنضج وموثوقية تقنية الطاقة الشمسية المركزة ، فإن حوالي 90٪ من محطات الطاقة الشمسية المركزة في العالم حاليا هي محطات طاقة صغيرة.
وسيط العمل لمحطة توليد الكهرباء هو الزيت الحراري بشكل عام. نظرا لأن زيت نقل الحرارة سوف يتحلل في درجات حرارة عالية ، فإن درجة حرارة التشغيل القصوى تقتصر بشكل عام على حوالي 395 درجة مئوية. بعد تبادل الحرارة بالبخار ، ستنخفض درجة حرارة زيت نقل الحرارة إلى حوالي 295 درجة مئوية.
نظرا لأن الزيت الحراري قابل للاشتعال والانفجار ، فإن الختم الخارجي للمعدات صارم بشكل عام ، ويمنع منعا باتا تسرب الزيت الحراري إلى البيئة لتجنب خطر الاحتراق والانفجار.
من أجل تحقيق توليد مستمر للطاقة في الأيام الممطرة أو في الليل ، تم تجهيز محطات الطاقة العشوائية بشكل عام بأنظمة تخزين حرارة الملح المصهور. يتكون نظام التخزين الحراري بشكل أساسي من خزانات ساخنة وخزانات باردة وسائل عمل الملح المصهور وغيرها من المعدات. عندما يكون الطقس جيدا خلال النهار ، يقوم الزيت الحراري عالي الحرارة الذي يتم تسخينه بواسطة الطاقة الشمسية بتسخين الملح المصهور إلى حوالي 385 درجة مئوية وتخزينه في خزان ملح ساخن. في الليل أو عندما يكون الطقس غائما ، يتم استخدام الملح المصهور ذو درجة الحرارة العالية في خزان الملح الساخن لتسخين البخار لتوليد الكهرباء. لذلك ، يمكن لمحطة الطاقة الحرارية الشمسية المجهزة بنظام تخزين الحرارة تحقيق توليد طاقة مستمر على مدار 24 ساعة.
1.2 محطة الطاقة الشمسية الحرارية من نوع البرج
يكمن الاختلاف الأكبر بين محطات الطاقة الشمسية الحرارية من نوع البرج ومحطات الطاقة من النوع الصغير في الهياكل المختلفة للجزر الشمسية.
تتكون محطة الطاقة البرجية من آلاف المرايا الطائرة العاكسة للشمس التي تركز ضوء الشمس على برج امتصاص الحرارة وتسخن سائل العمل. يظهر المبدأ في الشكل 2. يتبادل سائل العمل الساخن الحرارة بالبخار لزيادة طاقة البخار.
تستخدم محطات الطاقة الشمسية الحرارية البرجية عموما الملح المصهور كسائل عمل ، ويمكن أن تصل درجة حرارة التشغيل القصوى إلى 565 درجة مئوية. بالمقارنة مع محطات الطاقة الشمسية الحرارية ، تتمتع محطات الطاقة الشمسية الأبراج بدرجات حرارة بخار أعلى وكفاءة أعلى لتوليد الطاقة في دورة رانكين.
نظرا للنضج التقني المنخفض لمحطات الطاقة البرجية ، يوجد حاليا عدد قليل نسبيا من محطات الطاقة البرجية التي تم إنشاؤها بنجاح في العالم. ومع ذلك, بالمقارنة مع نوع الحوض الصغير, نوع البرج لديه مزايا الاستثمار الأولي المنخفض والكفاءة العالية. في هذه المرحلة ، حلت محطات الطاقة الشمسية الحرارية من نوع البرج محل اتجاه القاع.
بالإضافة إلى ذلك ، من أجل تحقيق توليد مستمر للطاقة ، تم تجهيز محطات الطاقة البرجية بشكل عام بنظام تخزين الحرارة. هيكل نظام تخزين الحرارة مشابه لهيكل نوع الحوض الصغير.
2.2 ظروف عمل الصمام
ظروف تشغيل محطات الطاقة الشمسية المركزة ذات الأنواع التقنية المختلفة واضحة نسبيا. ستكون معلمات تشغيل محطات الطاقة الشمسية المركزة ذات سعات الوحدات المختلفة مختلفة.
بالنسبة لمحطات الطاقة البرجية ، نظرا للارتفاع العالي لبرج تجميع الحرارة ، يكون ضغط العمل للوسط داخل الجزيرة الشمسية أعلى بشكل عام من الضغط المتوسط لنظام تخزين الحرارة. يتراوح ضغط العمل لنظام تخزين الحرارة بين 0.7 و 1.1 ميجا باسكال.
تم تصميم ضغط العمل العام لزيت نقل الحرارة في محطة توليد الكهرباء الصغير وفقا لطول خط أنابيب زيت نقل الحرارة. على سبيل المثال ، بالنسبة لمحطة توليد الطاقة الصغير بقدرة 100 ميجاوات ، يختار صمام زيت نقل الحرارة عموما فئة 600 رطل.
2.3 متطلبات الصمام
نظرا لأن سائل العمل داخل صمام محطة الطاقة الحرارية الشمسية يختلف عن سائل الصمامات العادية ، فإن الهيكل والمواد المستخدمة في الصمام تختلف أيضا عن تلك الموجودة في الصمامات التقليدية.
بالنسبة لنظام جمع الحرارة لمحطة الطاقة الحوض الصغير ، فإن الوسط المتداول هو زيت نقل الحرارة ذو الخصائص القابلة للاشتعال ، وبالتالي فإن متطلبات التسرب للصمام عالية نسبيا. يكون ختم العبوة بشكل عام عبارة عن هيكل مزدوج الختم من المنفاخ وتعبئة الجرافيت.
بالنسبة لصمامات الملح المصهور ، نظرا لارتفاع درجة حرارة العمل للملح المصهور وخاصية الأكسدة القوية للملح المصهور في درجات حرارة عالية ، فإنه سيسبب تآكلا قويا للمعادن وغير المعادن. بالإضافة إلى ذلك ، سوف يتجمد الملح المنصهر الثنائي تحت 220 درجة مئوية. بمجرد عدم تصريف الملح بالكامل في الصمام ، لن يتمكن من الفتح والإغلاق.
صمامات الملح المصهورة لها متطلبات خاصة معينة مقارنة بالصمامات العادية:
(1) يمكن ضمان التشغيل العادي للصمام عند فتح الصمام وإغلاقه بشكل متكرر ، ويجب ألا يتراكم الملح في جسم الصمام أثناء إزالة الملح لمنع الملح المصهور من التجمد والتسبب في عدم قدرة الصمام على الإغلاق.
(2) يمكن لمادة جسم صمام الملح المصهور أن تقاوم تآكل الملح المصهور.
(3) يمكن للحشوات غير المعدنية وحزم الصمام أن تتحمل تآكل الملح المصهور بدرجة حرارة عالية.
(4) يتأثر نظام تجميع الحرارة لمحطة الطاقة الحرارية الشمسية بأشعة الشمس (عندما تغطي الغيوم الشمس) ، لذلك ستعمل المعدات بشكل متقطع ، بحيث يمكن للصمام أن يتحمل متطلبات درجات الحرارة الساخنة والباردة بالتناوب.
(5) من أجل منع صمام الملح المصهور من التجمد ، فإن صمام الملح المصهور مجهز بشكل عام بمتطلبات التسخين الكهربائي.
2.4 اختيار الصمام
نظرا لحقيقة أن الملح المصهور له نقطة تجمد عالية ، يجب أن يؤخذ تأثير تصلب الملح المصهور على الصمام في الاعتبار عند اختيار الصمام.
لذلك ، فإن الصمامات المعرضة لتراكم السوائل في التجويف الأوسط (مثل الصمامات الكروية وصمامات البوابة) ليست مناسبة لأنظمة الملح المصهور.
بناء على تحليل تجربة الاستخدام الفعلي ، ينقسم الاختيار العام لصمامات الملح المنصهر إلى نوعين:
1. صمام منفاخ Goble، والذي يستهدف بشكل أساسي الصمامات ذات الأقطار الأصغر.
2. صمام الفراشةبالنسبة لخطوط أنابيب الملح المصهور ذات القطر الكبير ، يتم اختيار صمامات الفراشة بشكل عام.:
بالإضافة إلى ذلك ، مع الأخذ في الاعتبار تقلب درجة حرارة ظروف العمل الفعلية وسلامة تسرب الملح المصهور في الموقع ، تستخدم صمامات الملح المصهور عموما طرق توصيل طرفية ملحومة ، وهي غير مناسبة لاستخدام هياكل الحافة لتجنب التسرب في الحافة بسبب التغيرات في درجات الحرارة.
