Application de l’industrie de l’énergie solaire
Dans le domaine du solaire photovoltaïque, les applications des vannes se répartissent en deux parties.Premier, contrôler l’eau de refroidissement, l’eau en circulation et d’autres fluides dans le système de production d’énergie solaire pour assurer le fonctionnement normal du système ; et unSystème de nettoyage de panneaux photovoltaïques. Deuxième, centrale solaire.
Les panneaux photovoltaïques nous permettent de produire de l’électricité de manière durable en convertissant l’énergie solaire en électricité. Cependant, pour assurer un fonctionnement à haute énergie des systèmes photovoltaïques, le flux de liquide à travers le système doit être contrôlé avec précision pour maintenir la température et refroidir les panneaux et autres composants critiques.
Système de refroidissement photovoltaïque :
Dans les systèmes de refroidissement photovoltaïques, les vannes sont utilisées pour contrôler le débit du liquide de refroidissement ; Cela permet de maintenir la température des panneaux photovoltaïques dans une plage de sécurité, assurant ainsi un fonctionnement performant du système.
Réglage de la température :
La température des panneaux photovoltaïques a un impact significatif sur leurs performances, et des vannes peuvent être utilisées pour réguler le débit de liquide de refroidissement afin de maintenir une température constante, maximisant ainsi l’efficacité des panneaux.
Système de nettoyage :
Les panneaux photovoltaïques accumulent de la poussière et de la saleté pendant le fonctionnement, ce qui affecte leurs performances. La vanne est utilisée pour contrôler la pulvérisation de liquide de nettoyage afin de s’assurer que les panneaux photovoltaïques restent propres et maximisent l’efficacité de la production d’énergie.
Les vannes doivent fournir un transfert de chaleur et un débit de fluide constants et résister à des températures, des pressions et des débits extrêmes qui peuvent être exacerbés par les basses températures extérieures. Les matériaux gonflent, se plient et se déforment, ce qui nécessite un entretien et réduit la production de l’usine.
Du point de vue de la performance et de la fiabilité, les contraintes thermomécaniques seront la considération la plus importante
1. Crésistance à l’orrosion
Capable de s’adapter à une utilisation à long terme au soleil, à l’humidité et dans des environnements pluvieux sans être endommagé ; Le matériau en acier inoxydable est le premier choix.
2. HTolérance de température élevée
Les panneaux photovoltaïques génèrent des températures élevées pendant le processus de production d’électricité, de sorte qu’un système de refroidissement est nécessaire pour maintenir la température dans une plage appropriée. Les vannes doivent pouvoir fonctionner de manière stable dans des environnements à haute température pour garantir l’efficacité du système de refroidissement.
3. EÉconomie d’énergie
Les vannes électriques sont généralement alimentées par l’électricité, ce qui leur permet d’obtenir un contrôle à haute énergie et de réduire la consommation d’énergie. Par rapport aux vannes manuelles traditionnelles, les vannes électriques peuvent réguler le débit avec plus de précision, réduisant ainsi le gaspillage d’énergie.
4. RContrôle des émoticônes
Les vannes équipées de fonctions de télécommande peuvent rendre l’utilisation et la surveillance plus pratiques. L’état de la vanne peut être surveillé et contrôlé à tout moment et n’importe où grâce à un système à distance pour mieux gérer le fonctionnement de la centrale photovoltaïque.
1.1 Centrale solaire thermique en auge
La centrale solaire thermique en auge est une série et un arrangement parallèle de plusieurs capteurs concentrateurs paraboliques en forme d’auge pour chauffer l’huile thermique. L’huile thermique à haute température transfère la chaleur à la vapeur à travers un échangeur de chaleur, entraînant ainsi la turbine à vapeur pour produire de l’électricité.
En raison de la maturité et de la fiabilité de la technologie CSP en auge, environ 90 % des centrales solaires CSP dans le monde sont actuellement des centrales électriques en auge.
Le fluide de travail de la centrale électrique est généralement l’huile thermique. Étant donné que l’huile caloporteuse se décompose à haute température, sa température maximale de fonctionnement est généralement limitée à environ 395°C. Après avoir échangé la chaleur avec de la vapeur, la température de l’huile de transfert de chaleur descendra à environ 295°C.
Étant donné que l’huile thermique est inflammable et explosive, l’étanchéité externe de l’équipement est généralement stricte et il est strictement interdit à l’huile thermique de s’échapper dans l’environnement pour éviter les risques de combustion et d’explosion.
Afin d’obtenir une production d’énergie continue les jours de pluie ou la nuit, les centrales électriques en auge sont généralement équipées de systèmes de stockage de chaleur au sel fondu. Le système de stockage thermique se compose principalement de réservoirs chauds, de réservoirs froids, de fluides de travail de sel fondu et d’autres équipements. Lorsqu’il fait beau pendant la journée, l’huile thermique à haute température chauffée par l’énergie solaire chauffe le sel fondu à environ 385°C et le stocke dans un réservoir de sel chaud. La nuit ou lorsque le temps est nuageux, le sel fondu à haute température dans le réservoir de sel chaud est utilisé pour chauffer la vapeur afin de générer de l’électricité. Par conséquent, une centrale solaire thermique équipée d’un système de stockage de chaleur peut produire de l’énergie en continu 24 heures sur 24.
1.2 Centrale solaire thermique de type tour
La plus grande différence entre les centrales solaires thermiques de type tour et les centrales électriques de type auge réside dans les différentes structures des îlots solaires.
La centrale électrique de la tour se compose de milliers de miroirs plans réfléchissant le soleil qui concentrent la lumière du soleil sur la tour absorbant la chaleur et chauffent le fluide de travail. Le principe est illustré à la figure 2. Le fluide de travail chauffé échange de la chaleur avec la vapeur pour augmenter l’énergie de la vapeur.
Les centrales solaires thermiques à tour utilisent généralement du sel fondu comme fluide de travail, et leur température de fonctionnement maximale peut atteindre 565°C. Par rapport aux centrales solaires thermiques à auge, les centrales solaires à tour ont des températures de vapeur plus élevées et une efficacité de production d’énergie à cycle de Rankine plus élevée.
En raison de la faible maturité technique des centrales à tour, il existe actuellement relativement peu de centrales à tour construites avec succès dans le monde. Cependant, par rapport au type d’auge, le type de tour présente les avantages d’un faible investissement initial et d’un rendement élevé. À ce stade, les centrales solaires thermiques de type tour ont remplacé la tendance du creux.
De plus, afin d’obtenir une production d’énergie continue, les centrales électriques à tour sont généralement équipées d’un système de stockage de chaleur. La structure du système de stockage de chaleur est similaire à celle du type auge.
2.2 Conditions de fonctionnement de la vanne
Les conditions de fonctionnement des centrales CSP avec différents types techniques sont relativement claires. Les paramètres de fonctionnement des centrales CSP ayant des capacités unitaires différentes seront différents.
Pour les centrales électriques à tour, en raison de la hauteur élevée de la tour de collecte de chaleur, la pression de travail du fluide à l’intérieur de l’îlot solaire est généralement supérieure à la pression moyenne du système de stockage de chaleur. La pression de travail du système de stockage de chaleur est comprise entre 0,7 et 1,1 MPa.
La pression de service générale de l’huile caloporteuse dans une centrale électrique en auge est conçue en fonction de la longueur de la canalisation d’huile caloporteuse. Par exemple, pour une centrale électrique en auge de 100 MW, la soupape d’huile caloporteuse choisit généralement la classe 600 lb.
2.3 Exigences relatives aux soupapes
Étant donné que le fluide de travail à l’intérieur de la vanne d’une centrale solaire thermique est différent de celui des vannes ordinaires, la structure et les matériaux utilisés dans la vanne sont également différents de ceux des vannes conventionnelles.
Pour le système de collecte de chaleur de la centrale électrique, le fluide circulant est de l’huile caloporteuse avec des caractéristiques inflammables, de sorte que les exigences de fuite de la vanne sont relativement élevées. L’étanchéité de la garniture est généralement une structure à double étanchéité de soufflet et de garniture en graphite.
Pour les vannes à sel fondu, en raison de la température de fonctionnement élevée du sel fondu et de la forte propriété oxydante du sel fondu à haute température, cela provoquera une forte corrosion des métaux et des non-métaux. De plus, le sel fondu binaire se solidifie en dessous de 220°C. Une fois que le sel n’est pas complètement vidangé dans la vanne, elle ne pourra pas s’ouvrir et se fermer.
Les vannes à sel fondu ont certaines exigences particulières par rapport aux vannes ordinaires :
(1) Le fonctionnement normal de la vanne peut être assuré lorsque la vanne est fréquemment ouverte et fermée, et le sel ne doit pas s’accumuler dans le corps de la vanne pendant l’élimination du sel pour éviter que le sel fondu ne gèle et que la vanne ne soit pas étanche.
(2) Le matériau du corps de la vanne à sel fondu peut résister à la corrosion du sel fondu.
(3) Les joints et les garnitures non métalliques de la vanne peuvent résister à la corrosion du sel fondu à haute température.
(4) Le système de collecte de chaleur de la centrale solaire thermique est affecté par la lumière du soleil (lorsque les nuages couvrent le soleil), de sorte que l’équipement fonctionnera par intermittence, de sorte que la vanne peut résister aux exigences de l’alternance de températures chaudes et froides.
(5) Afin d’éviter que la soupape à sels fondus ne gèle, la soupape à sels fondus est généralement équipée d’exigences de chauffage électrique.
2.4 Sélection de la vanne
Compte tenu du fait que le sel fondu a un point de congélation élevé, l’impact de la solidification du sel fondu sur la vanne doit être pris en compte lors du choix de la vanne.
Par conséquent, les vannes qui sont sujettes à l’accumulation de liquide dans la cavité centrale (telles que les vannes à bille et les vannes à vanne) ne conviennent pas aux systèmes à sels fondus.
Sur la base de l’analyse de l’expérience d’utilisation réelle, la sélection générale de vannes à sels fondus est divisée en deux types :
1. Valve à soufflet Goble, qui s’adresse principalement aux vannes de plus petit diamètre.
2. Vanne papillon: Pour les canalisations de sel fondu de grand diamètre, les vannes papillon sont généralement choisies.
De plus, compte tenu de la variabilité de la température des conditions de travail réelles et de la sécurité des fuites de sels fondus sur site, les vannes à sels fondus utilisent généralement des méthodes de raccordement d’extrémité soudées, et il n’est pas approprié d’utiliser des structures de bride pour éviter les fuites au niveau de la bride dues aux changements de température.
