Защо алуминиевите сплави са подходящи за полета с концентрирана слънчева енергия
Слънчевите-мащабни полета в пустинните региони съчетават три тежки условия: интензивна ултравиолетова радиация, абразивен вятър-прах и дневни температурни колебания, които могат да надхвърлят 50 градуса. Алуминият се справя и с трите по-добре от стоманата с покритие, тъй като образува стабилен оксиден слой, не ръждясва, когато покритието се надраска, и може да бъде анодизиран до твърда, не-отразяваща повърхност, която се почиства лесно.
Отразяващият анодизиран лист 1100-H14 достига стойности на слънчево отразяване от около 95%, когато повърхността се поддържа чиста, а ниската му топлинна маса означава, че огледалото запазва оптичната си фигура, когато температурата на околната среда се повишава. Хелиостатните полета от няколкостотин хиляди огледални фасети разчитат на тази комбинация от твърдост, плоскост и стабилност на околната среда.
Рефлекторни субстрати и анодиране
| функция | Типична сплав и температура | Ключово изискване |
|---|---|---|
| Хелиостат огледален субстрат | 1100-H14 | Коефициент на отразяване на слънцето до около 95%, гладкостта се поддържа при 60 градуса на околната среда |
| Подложка и рамка за огледало | 5052-H32 | Устойчивост на корозия при издухване на пясък, устойчивост на умора при поривни натоварвания |
| Параболичен рефлекторен панел | 1100 или 1050, анодизиран | Еднакво повърхностно покритие за огледално отражение |
Ветро{0}}устойчивите конструкции са валидирани за пориви до около 150 км/ч без постоянна деформация. Само-почистващо се или противо-замърсяващо покритие намалява значително натрупването на прах и намалява честотата на пране, което има значение, когато водата е най-оскъдният ресурс на място.
Торкови тръби и проследяващи структури
Едноосните тракери завъртат дълги редове от панели, а торсионната тръба е структурният гръбнак на редицата. Екструдираната 6005-T5 правоъгълна или осмоъгълна тръба предлага високо съотношение на якост-към тегло, добра устойчивост на усукване и постоянен профил, който се захваща директно към корпусите на лагерите. Точност на проследяване от около 0,1 градуса е постижима с твърда тръба и правилно съчетано устройство.
Екструдиране, а не заварено производство, така че няма термично-засегната зона в зоната на най-висок-напрежение
Модулните болтови съединители позволяват сглобяване на място без заваряване, което е основно предимство при отдалечени обекти
Задвижващите механизми и лагерите са предназначени за пясъчна абразия и продължително UV излагане
Fail{0}}safe спирачки държат масива в прибрано положение по време на пясъчни бури, защитавайки както задвижването, така и панелите
Няколко програми за проследяване сега използват екструзии, съдържащи висок дял рециклиран алуминий, което намалява вградения въглерод на полето, без да променя механичните характеристики.
Фотоволтаични монтажни шини и скоби
Анодизираните релси 6063-T6 са стандартният монтажен профил за наземно монтирани фотоволтаични масиви. Анодният слой е електрически изолиращ и предотвратява галванична корозия, където алуминият се среща с рамката на силиконовия панел и неръждаемите крепежни елементи, при условие че металите са правилно изолирани. Други точки на дизайна:
Заземяващите скоби и свързващите джъмпери създават непрекъснат заземителен път, така че масивът да толерира риска от удар от мълния
Регулируемите-наклон основни плочи позволяват да се правят сезонни промени на наклона с проста ръчна настройка
Олекотените релсови секции намаляват разходите за основа и пилоти; -монтираните върху земята конструкции обикновено спестяват около 30% от разходите за фундамент в сравнение със стоманените алтернативи
Предварително-щанцованите релси съкращават времето за монтаж, важен фактор, когато трудът на място е доминиращият разход
Термосъхранение, заграждения и изолация
Системите за съхранение на разтопена-сол и фазова-промяна поставят алуминия в изискваща термична роля. Топлината се съхранява в алуминиева-силиконова капсулирана среда в изолирани резервоари, докато вакуумно{4}}изолираните преносни тръби ограничават топлинните загуби между приемника и блока за съхранение. Компенсаторите са задължителни, тъй като алуминиевата конструкция се движи приблизително два пъти повече от стоманената за една и съща температурна промяна, а в пустинните места обикновено се наблюдава колебание от 50 градуса между нощта и-следобед.
Отразяващите алуминиеви корпуси около оборудването за преобразуване на енергия намаляват драстично натоварванията при охлаждане, като отхвърлят директното слънчево усилване, а корпусите на инвертора с въздушно{0}}охлаждане намаляват вътрешната работна температура с около 20 градуса в сравнение със запечатаните корпуси.
Основи, замърсяване и поддръжка в пустинни почви
Солените пустинни почви са агресивни към заровени стоманени пилоти. Хибридните алуминиеви-бетонни основи или алуминиевите компоненти, изолирани от почвата чрез защитна обвивка, избягват повредата,-причинена от корозия, която скъсява експлоатационния живот на много инсталации. Покритията против -замърсяване отблъскват праха чрез електростатично действие, като поддържат високо отразяване между циклите на пране.
Инспекцията все по-често се извършва с дрон и алуминиевите конструкции са много подходящи за нея: чистата, равномерна повърхност и предвидимата геометрия правят термичните и визуалните изображения по-лесни за тълкуване. Експлоатационният живот на външната алуминиева конструкция в тази среда обикновено се проектира въз основа на качеството на анодизирането, изолирането на различни метали и честотата на почистване.
Често задавани въпроси
В: Защо алуминият се използва за огледала с концентрирана слънчева енергия?
Анодизираният лист 1100-H14 може да достигне около 95% слънчева отразяваща способност, запазва оптичната си фигура при висока температура на околната среда и е устойчив на абразия от пясък и UV разграждане без боядисано покритие, което може да образува мехури.
В: Коя сплав се използва за торсионните тръби на соларния тракер?
Екструдираният 6005-T5 е обичайният избор, тъй като процесът на екструдиране осигурява твърдостта на усукване, необходима за точност на проследяване, без въвеждане на заваръчен шев в критичната секция.
В: Как алуминиевите релси избягват галванична корозия с панели и крепежни елементи?
Анодизираната повърхност действа като изолационна бариера, а неръждаемите крепежни елементи са изолирани с шайби или ръкави. Свързващите джъмпери осигуряват пътя за заземяване, който изолацията премахва.
Въпрос: Каква скорост на вятъра трябва да издържат пустинните слънчеви структури?
Проектите обикновено се валидират за пориви около 150 км/ч без постоянна деформация, с-безопасни спирачки, прибиращи масива, когато наближава пясъчна буря.
Въпрос: Как се управлява ежедневното термично движение?
Компенсаторите и шлицовите връзки поемат движението, създадено от температурни колебания, които могат да достигнат 50 градуса, а по-високият коефициент на разширение на алуминия в сравнение със стоманата се отчита на етапа на проектиране.
Въпрос: Приемлив ли е рециклиран алуминий за слънчеви конструкции?
да Рециклираният материал за екструдиране отговаря на същите механични спецификации като първичния метал и използването му намалява въглеродния въглерод в инсталацията, без да се засяга работата на място.
