Portfolio
Ujarzmić słońce: precyzyjne rozwiązania Endress+Hauser wspierające systemy elektrowni słonecznych CSP
Wiarygodne pomiary i inteligentne rozwiązania zwiększające efektywność, bezpieczeństwo zrównoważonej produkcji energii cieplnej wytwarzanej przez instalacje heliotermiczne
Wprowadzenie
Nowe ścieżki na drodze ku zrównoważonemu rozwojowi
W obliczu zmian w światowej energetyce i rosnącego zapotrzebowania na energię, systemy elektrowni słonecznych CSP stanowią obiecujące rozwiązanie na rzecz zrównoważonego rozwoju. Dzięki pozyskiwaniu i przetwarzaniu energii słonecznej na energię cieplną, instalacje CSP umożliwiają wytwarzanie czystej energii elektrycznej na dużą skalę.
Obecnie do najpopularniejszych technologii CSP należą kolektory paraboliczne, wieże słoneczne i liniowe odbłyśniki Fresnela (LFR), w których za pomocą zwierciadeł skupione światło słoneczne jest kierowane na odbiornik. Zgromadzone ciepło jest wykorzystywane do produkcji pary, która napędza turbiny parowe wytwarzające energię elektryczną. Dzięki zbiornikom służącym do magazynowania stopionej solą (nośnika ciepła) o wyższej i niższej temperaturze (TES), instalacja CSP może również służyć do wytwarzania energii elektrycznej po zapadnięciu zmroku.
Najważniejsze fakty
TES could triple in size by 2030
The global market for thermal energy storage (TES) could triple in size by 2030, growing from gigawatt-hours (GWh) of installed capacity in 2019 to over 800 GWh within a decade.
Źródło: IRENA
Informacje
Pomiary przepływu nośników ciepła
Przesył energii cieplnej w instalacjach CSP wymaga dokładnych pomiarów przepływu, co wiąże się ze szczególnymi wyzwaniami, zwłaszcza w przypadku nośników ciepła takich, jak olej termiczny czy stopiona sól o ekstremalnej temperaturze, w której zawodzą przepływomierze konwencjonalne. Instalacje wykorzystujące oleje termiczne osiągają zwykle temperaturę do 400°C (752 °F), natomiast w instalacjach stopionych soli temperatura może przekraczać 550°C (1022°F). Ponadto, oleje termiczne mają niską przewodność elektryczną i umiarkowaną lepkość, natomiast stopione sole, zwłaszcza mieszaniny takie jak azotan sodu czy azotan potasu, są silnie żrące, a jeśli nie będą utrzymywane w odpowiednio wysokiej temperaturze, poniżej 220°C (428 °F) są podatne na krzepnięcie, co stwarza ryzyko niedrożności i zniszczenia urządzeń.
Nasze specjalistyczne doświadczenie
Tak trudne warunki nakładają surowe wymagania na aparaturę pomiarową, ponieważ wysokie temperatury i ich cykliczne wahania mogą powodować degradację materiałów, wpływać na parametry czujników i wymagać specjalnej izolacji. Ponadto, w miarę upływu czasu właściwości obu nośników mogą ulegać zmianie, co dodatkowo utrudnia dokładny pomiar przepływu. Te problemy rozwiązuje zastosowanie przepływomierzy ultradźwiękowych, które zapewniają precyzyjny pomiar nawet w trudnych warunkach, a jednocześnie obniżają straty energii i poprawią efektywność wymiany ciepła.
- System może być wyposażony w kompletną izolację termiczną
- Montaż przyrządu może być wykonywany bez przerywania procesu i nie wymaga użycia dźwigu
- Przepływomierz Proline Prosonic P 500 HT pozwala na bezinwazyjny montaż na metalowych rurociągach o średnicy DN 50 - 600 (2" - 24"), co do minimum ogranicza ryzyko w warunkach wysokiej temperatury i korozyjnych własności medium
- Wczesne wykrywanie pogorszenia własności medium poprzez pomiar prędkości dźwięku zwiększa bezpieczeństwo i dyspozycyjność
- Diagnostyka w czasie rzeczywistym zwiększa wiarygodność pomiaru i wydłuża czas eksploatacji
- Brak strat ciśnienia dzięki zastosowaniu krótkich prostoliniowych odcinków dolotowych/wylotowych
Informacje
Pomiar temperatury wewnątrz zbiorników
Pomiar temperatury w zbiornikach stopionej soli ma kluczowe znaczenie dla bezpiecznej i efektywnej pracy instalacji CSP. Różne wielkości zbiorników, wysokie temperatury przekraczające 550°C (1022 °F) i korozyjne warunki wymagają zastosowania trwałych termopar o elastycznej konstrukcji. Czujniki są często umieszczane na różnych wysokościach w celu monitorowania stratyfikacji termicznej, a systemy ogrzewania i odpowiednia izolacja zapobiegają krzepnięciu i zapewniają niezawodną, długoterminową pracę.
Nasze specjalistyczne doświadczenie
Endress+Hauser oferuje kompletny układ pomiarowy do jednoczesnego monitorowania temperatury w trzech kluczowych miejscach: wewnętrznych ścian i dna zbiornika, oraz stopionej soli wewnątrz akumulatorów ciepła, co zapewnia maksymalne bezpieczeństwo i niezawodność w trakcie całego procesu konwersji energii.
- Termometr iTHERM MultiSens Flex TMS01 zapewnia dokładny pomiar profilu temperatury wzdłuż wewnętrznej powierzchni/ściany zbiornika, co pozwala chronić konstrukcję zbiornika, zapobiegać krzepnięciu soli i kontrolować wymianę ciepła. Ten termometr wielopunktowy służy również do pomiarów temperatury w miejscach trudno dostępnych przy dnie, co pozwala uniknąć uszkodzeń mechanicznych, np. pęknięć betonu
- Termometr iTHERM TMS31 z wiązką giętką MultiSens służy do precyzyjnych pomiarów temperatury stopionej soli na różnych poziomach w zbiorniku, co umożliwia określenie zawartości energii, poziomu naładowania i kontrolę procesu w systemie magazynowania soli
Informacje
Pomiar poziomu w instalacjach CSP
Pomiar poziomu w systemach wykorzystujących stopioną sól jest trudny technicznie ze względu na ekstremalne temperatury, korozyjne własności i ryzyko krzepnięcia. Jednak dzięki solidnej konstrukcji i zaawansowanym technologiom możliwy jest rzetelny monitoring zbiorników i systemów kolektorów gorącej soli. Utrzymywanie odpowiednich poziomów ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa eksploatacji i zdolności magazynowania energii w instalacjach CSP, w których skupione światło słoneczne powoduje szybkie nagrzewanie się stopionej soli. Pomiar poziomu na wlocie i wylocie zbiorników buforowych w czasie rzeczywistym zapobiega przegrzewaniu lub przepaleniu odbiorników ciepła, a dokładny monitoring akumulatorów ciepła i zbiorników oleju termicznego zapewnia stabilność całego procesu.
Nasze specjalistyczne doświadczenie
Radar bezkontaktowy Endress+Hauser umożliwia dokładny i wiarygodny pomiar poziomu stopionej soli lub oleju termicznego w zbiornikach, co zapewnia bezpieczeństwo procesu, optymalizację zdolności magazynowania energii oraz efektywną i niezawodną pracę całej instalacji.
- Sonda radarowa 80 Hz Micropilot FMR62B jest dostępna w wersji wysokotemperaturowej (do 450°C (842 °F ) i wyższej przy zastosowaniu separatora temperaturowego) i niewrażliwa na wahania ciśnienia i temperatury
- Technologia 80 GHz zapewnia mały kąt wiązki pomiarowej, co ogranicza do minimum zakłócenia od wewnętrznych elementów konstrukcyjnych zbiornika
- Rozwiązania te, opracowane zgodnie z normą IEC 61508, zapewniają najwyższy poziom bezpieczeństwa
Informacje
Pomiary temperatury w odbiornikach ciepła
Podstawowym elementem elektrowni CSP są instalacje wykorzystujące nośniki ciepła, w których ciepło jest przekazywane z kolektorów słonecznych do generatora pary (SGS). Ciągły monitoring temperatury ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia optymalnej wymiany ciepła i zapobiegania przegrzaniu, które może uszkodzić urządzenia i obniżyć efektywność. W elektrowniach z wieżami słonecznymi, skupione promieniowanie może spowodować podniesienie temperatury powierzchni odbiornika do około 1000°C (1832 °F), przy czym rzeczywiste granice zależą od zastosowanego nośnika ciepła. Niezależnie od technologii CSP, dokładny pomiar temperatury powierzchni odbiornika i nośnika ciepła, np. oleju termicznego lub stopionej soli w rurach odbiornika, ma kluczowe znaczenie dla efektywności systemu i bezpieczeństwa eksploatacji.
Nasze specjalistyczne doświadczenie
Endress+Hauser oferuje bardzo dokładne, niezawodne i sprawdzone w praktyce rozwiązania do pomiaru temperatury nośników ciepła w instalacjach CSP, co zapewnia stabilną wymianę ciepła, zapobiega przegrzewaniu i maksymalizuje dyspozycyjność oraz efektywność instalacji.
- Sonda kablowa iTHERM CableLine TSC310 umożliwia wiarygodny i precyzyjny, bezpośredni pomiar temperatury powierzchni odbiornika, dokładny monitoring w ekstremalnych temperaturach, optymalną absorpcję energii i bezpieczeństwo instalacji
- Termometr iTHERM ModuLine TM111 zapewnia wyjątkową wiarygodność pomiaru temperatury nośnika ciepła w rurach odbiornika ciepła, co zapewnia stabilność pracy, efektywną wymianę ciepła i ochronę przed przegrzewaniem w trudnych warunkach pracy instalacji CSP
Podsumowanie
Nasza oferta
Endress+Hauser wspiera transformację energetyczną z wykorzystaniem energii słonecznej na dużą skalę, oferując niezawodną aparaturę pomiarową i rozwiązania dostosowane do wyjątkowych wyzwań związanych z instalacjami CSP. Od systemu kolektorów po akumulatory energii cieplnej i systemy wytwarzania pary - nasza aparatura zapewnia bezpieczną, efektywną i stabilną pracę, przyczyniając się do pomyślnego wdrażania inicjatyw w zakresie wykorzystania energii słonecznej.
- Najlepiej dobrana aparatura kontrolno pomiarowa i specjalistyczna wiedza wspierająca zdecentralizowane systemy dostaw energii i wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych od jednego dostawcy
- Sprawdzone technologie i rozwiązania dla instalacji CSP, zapewniające bezpieczeństwo, niezawodność i efektywność
- Kompleksowa wiedza specjalistyczna i doświadczenie w zakresie dokładnych i niezawodnych pomiarów w ekstremalnych warunkach
- Zwiększenie parametrów eksploatacyjnych systemu przy jednoczesnym obniżeniu kosztów eksploatacji dzięki Heartbeat Technology, która umożliwia ciągłą autodiagnostykę i ostrzega użytkownika o konieczności interwencji
Przypisy końcowe
Powiązane artykuły
