تطبيق صناعة الطاقة الشمسية
في مجال الخلايا الكهروضوئية الشمسية ، تنقسم تطبيقات الصمامات إلى الجزأين التاليين.أولا، والتحكم في مياه التبريد ، والمياه المتداولة ، والوسائط الأخرى في نظام توليد الطاقة الشمسية لضمان التشغيل العادي للنظام ؛ و أنظام تنظيف الألواح الكهروضوئية. ثان، محطة طاقة شمسية.
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 ذلك 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 وتدفق السوائل وتتحمل درجات الحرارة والضغوط ومعدلات التدفق القصوى التي قد تتفاقم بسبب درجات الحرارة الخارجية المنخفضة. تتضخم المواد وتنحني وتشوه ، مما يتطلب صيانة وتقليل إنتاج المصنع.
من منظور الأداء والموثوقية ، سيكون الإجهاد الحراري الميكانيكي 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 الرموز التعبيرية
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 الحرارية الشمسية الحوض الصغير
محطة الطاقة الحرارية الشمسية الحوض عبارة عن سلسلة وترتيب متوازي لعدة مجمعات تركيز مكافئة على شكل حوض لتسخين الزيت الحراري. ينقل الزيت الحراري ذو درجة الحرارة العالية الحرارة إلى البخار من خلال مبادل حراري ، وبالتالي يدفع التوربينات البخارية لتوليد الكهرباء.
نظرا لنضج وموثوقية تقنية الطاقة الشمسية المركزة ، فإن حوالي 90٪ من محطات الطاقة الشمسية الشمسية في العالم هي حاليا محطات طاقة صغيرة.
وسيط العمل لمحطة توليد الكهرباء الحوض الصغير 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 الطاقة المستمر في الأيام الممطرة أو في الليل ، تم تجهيز محطات الطاقة الحوض بشكل عام بأنظمة تخزين حرارة الملح المنصهر. يتكون نظام التخزين الحراري بشكل أساسي من الخزانات الساخنة والخزانات الباردة وسوائل عمل الملح المصهور وغيرها من المعدات. عندما يكون الطقس جيدا خلال النهار ، يقوم الزيت الحراري عالي الحرارة الذي يتم تسخينه بالطاقة 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 أن تحقق توليد طاقة مستمر على مدار 24 ساعة.
1.2 محطة طاقة شمسية حرارية من نوع البرج
يكمن الاختلاف الأكبر بين محطات الطاقة الحرارية الشمسية من نوع البرج ومحطات الطاقة من نوع الحوض الصغير في الهياكل المختلفة للجزر الشمسية.
تتكون محطة طاقة البرج من الآلاف من مرايا الطائرة العاكسة للشمس التي تركز ضوء الشمس على برج امتصاص الحرارة وتسخن سائل العمل. يظهر المبدأ في الشكل 2. يتبادل سائل العمل الساخن الحرارة مع البخار لزيادة طاقة البخار.
تستخدم محطات الطاقة الحرارية الشمسية البرجية عموما الملح المصهور كسائل عمل ، ويمكن أن تصل درجة حرارة التشغيل القصوى إلى 565 درجة مئوية. بالمقارنة مع محطات الطاقة الحرارية الشمسية من خلال الحوض الصغير ، تتمتع محطات الطاقة الشمسية الأبرجية بدرجات حرارة بخار أعلى وكفاءة توليد طاقة أعلى في دورة رانكين.
نظرا لانخفاض النضج التقني لمحطات توليد الطاقة البرج, يوجد حاليا عدد قليل نسبيا من محطات توليد الطاقة الأبراج التي تم بناؤها 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 الحرارية الشمسية من نوع البرج محل اتجاه الحوض الصغير.
بالإضافة إلى ذلك ، من أجل تحقيق توليد الطاقة المستمر ، 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 بأنواع تقنية مختلفة واضحة نسبيا. ستكون معلمات تشغيل محطات الطاقة الشمسية المركزة بسعات الوحدات المختلفة مختلفة.
لمحطات الطاقة البرج, نظرا للارتفاع العالي لبرج تجميع الحرارة, ضغط العمل للوسط داخل الجزيرة الشمسية هو عموما أعلى 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 وفقا لطول خط أنابيب زيت نقل الحرارة. على سبيل المثال ، بالنسبة لمحطة طاقة من خلال 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 تجميع الحرارة في محطة توليد الكهرباء ، فإن الوسط الدائري عبارة عن زيت نقل حرارة بخصائص قابلة للاشتعال ، وبالتالي فإن متطلبات التسرب للصمام عالية نسبيا. يعد ختم العبوة بشكل عام عبارة عن هيكل مزدوج الختم من المنفاخ وتعبئة الجرافيت.
بالنسبة لصمامات الملح المنصهر ، نظرا لارتفاع درجة حرارة العمل للملح المصهور وخاصية الأكسدة القوية للملح المصهور في درجات حرارة عالية ، فإنه سيتسبب في تآكل قوي للمعادن وغير المعادن. بالإضافة إلى ذلك ، سوف يتجمد الملح المنصهر الثنائي تحت 220 درجة مئوية. بمجرد عدم تصريف الملح تماما في الصمام ، لن يتمكن من الفتح والإغلاق.
صمامات الملح المنصهر لها متطلبات خاصة معينة مقارنة بالصمامات العادية:
(1) يمكن ضمان التشغيل الطبيعي 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 للجوانات والعبوات غير المعدنية للصمام 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 تحمل متطلبات درجات الحرارة الساخنة والباردة المتناوبة.
(5) من أجل منع تجميد صمام الملح المصهور ، تم تجهيز صمام الملح المصهور بشكل عام بمتطلبات التسخين الكهربائي.
2.4 اختيار الصمام
نظرا لحقيقة أن الملح المصهور يحتوي على نقطة تجمد عالية ، يجب مراعاة تأثير تصلب الملح المصهور على الصمام 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 المصهور إلى نوعين:
1. صمام منفاخ الكرة، والتي تستهدف 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 الحرارة لظروف العمل الفعلية وسلامة تسرب الملح المصهور في الموقع ، تستخدم صمامات الملح المصهور عموما طرق توصيل طرفية ملحومة ، وليس من المناسب استخدام هياكل الحافة لتجنب التسرب في الحافة بسبب التغيرات في درجات الحرارة.
