Ο τομέας των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, ιδιαίτερα η ηλιακή βιομηχανία, συνεχίζει να προχωράει γρήγορα. Μεταξύ των κρίσιμων στοιχείων που επιτρέπουν αυτή την ανάπτυξη είναι υψηλής ποιότητας απρόσκοπτους σωλήνες χάλυβα, οι οποίοι παρέχουν βασική λειτουργικότητα σε όλα τα συστήματα ηλιακής ενέργειας. Αυτό το άρθρο εξετάζει τα συγκεκριμένα πλεονεκτήματα, τις εφαρμογές και τις τεχνικές προδιαγραφές των αγωγών χωρίς χαλύβδινους σωλήνες σε ηλιακές εγκαταστάσεις.
Τεχνικά πλεονεκτήματα των απρόσκοπτων σωλήνων σε ηλιακές εφαρμογές
Οι απρόσκοπτοι χαλύβδινοι σωλήνες διαφέρουν θεμελιωδώς από τους συγκολλημένους ομολόγους τους (ERW, LSAW), χωρίς να έχουν διαμήκη ραφή, η οποία παρέχει αρκετά κρίσιμα οφέλη απόδοσης στα συστήματα ηλιακής ενέργειας:
Περιορισμοί ανώτερης πίεσης : Η ομοιογενής δομή επιτρέπει την ομοιόμορφη κατανομή τάσης, κρίσιμη σε ηλιακά θερμικά συστήματα υψηλής θερμοκρασίας
Ενισχυμένη μηχανική ακεραιότητα : Η απουσία ραφών συγκόλλησης εξαλείφει τα πιθανά σημεία αποτυχίας υπό θερμική ποδηλασία
Συνεπής Πάχος τοιχώματος : Κρίσιμη για ακριβείς υπολογισμούς θερμικής μεταφοράς σε εφαρμογές συμπυκνωμένης ηλιακής ενέργειας (CSP)
Βελτιωμένη αντίσταση στη διάβρωση : Δεν υπάρχουν ζώνες που επηρεάζονται από θερμότητα που μπορούν να γίνουν τοποθεσίες έναρξης διάβρωσης
Βασικές εφαρμογές στην υποδομή ηλιακής ενέργειας
Συστήματα υγρού μεταφοράς θερμότητας (HTF) σε φυτά CSP
Οι συμπυκνωμένες ηλιακές μονάδες ενέργειας χρησιμοποιούν απρόσκοπτους σωλήνες που κατασκευάζονται σε προδιαγραφές ASTM A106 Β ή ASTM A53 βαθμού Β για τα συστήματα κυκλοφορίας των υγρών μεταφοράς θερμότητας. Αυτοί οι σωλήνες συνήθως λειτουργούν σε θερμοκρασίες που υπερβαίνουν τους 400 ° C ενώ περιέχουν εξειδικευμένα θερμικά υγρά υπό πίεση.
Οι τεχνικές απαιτήσεις περιλαμβάνουν:
Αντίσταση θερμοκρασίας: -29 ° C έως +550 ° C
Αξιολογήσεις πίεσης: έως 100 bar (1450 psi)
Ανοχές διαστάσεων: ανά ISO 4200 ή API 5L
Πιστοποίηση υλικού: EN 10204 3.1 ή 3.2
Συστήματα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας
Οι δεξαμενές αποθήκευσης λιωμένου άλατος, όλο και πιο συνηθισμένες σε ηλιακά θερμικά φυτά, χρησιμοποιούν εξειδικευμένες σωληνώσεις απρόσκοπτων σωληνώσεων για μεταφορά υγρών. Αυτά τα συστήματα απαιτούν σωλήνες που είναι ικανοί να αντέχουν ακραίες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και εξαιρετικά διαβρωτικά περιβάλλοντα. Οι προδιαγραφές συχνά αναφέρονται ASME B31.1 Κωδικός σωληνώσεων ισχύος και ενδέχεται να απαιτούν συμμόρφωση με το NACE MR0175 για την επιλογή υλικών.
Δομές υποστήριξης ηλιακού πίνακα
Οι σωλήνες υψηλής αντοχής που κατασκευάζονται σε προδιαγραφές EN 10210 ή ASTM A500 παρέχουν δομική υποστήριξη για φωτοβολταϊκές συστοιχίες πάνελ. Αυτές οι εφαρμογές απαιτούν εξαιρετική σταθερότητα διαστάσεων και ακριβείς ανοχές για να εξασφαλιστεί η σωστή ευθυγράμμιση των επιφανειών της ηλιακής συλλογής.
Προδιαγραφές και πρότυπα υλικών
Οι αγωγοί χωρίς χάλυβα για ηλιακές εφαρμογές πρέπει να συμμορφώνονται με αυστηρά πρότυπα της βιομηχανίας:
Εφαρμογές ανθρακούχου χάλυβα : ASTM A106, ASTM A53, API 5L, ISO 3183
Οι σύγχρονες ηλιακές εγκαταστάσεις συχνά καθορίζουν πρόσθετες επιφανειακές θεραπείες για απρόσκοπτους σωλήνες για την ενίσχυση της διάρκειας ζωής και της ζωής:
Επιλεκτικές επικαλύψεις απορροφητή για βελτιωμένη θερμική απόδοση
Αντι-ανακλαστικές θεραπείες για σωλήνες δέκτη
Ανθεκτικά σε υψηλή θερμοκρασία χρώματα και επικαλύψεις (έως 750 ° C)
Εξειδικευμένες επεξεργασίες εσωτερικών επιφανειών για τη μείωση της ρύπανσης και της κλιμάκωσης
Μελλοντικές εξελίξεις στην τεχνολογία απρόσκοπτων σωλήνων για ηλιακές εφαρμογές
Καθώς ο τομέας της ηλιακής ενέργειας επεκτείνεται, αρκετές αναδυόμενες τάσεις επηρεάζουν τις απρόσκοπτες προδιαγραφές σωλήνων:
Υψηλότερη δυνατότητα θερμοκρασίας για συστήματα CSP επόμενης γενιάς που λειτουργούν πάνω από 600 ° C
Προχωρημένα κράματα με βελτιωμένη αντίσταση ερπυσμού για εκτεταμένη διάρκεια ζωής
Συστήματα ολοκληρωμένης παρακολούθησης χρησιμοποιώντας τεχνολογία οπτικών ινών που ενσωματώνονται σε τοίχους σωλήνων
Μειωμένα σχέδια πάχους τοιχώματος με ενισχυμένες αναλογίες αντοχής προς βάρος
Σύναψη
Οι απρόσκοπτες χαλύβδινες σωλήνες αντιπροσωπεύουν μια κρίσιμη τεχνολογία ενεργοποίησης για τη βιομηχανία ηλιακής ενέργειας. Ο μοναδικός συνδυασμός της μηχανικής ακεραιότητας, της ικανότητας συγκράτησης της πίεσης και της θερμικής απόδοσης τους καθιστά απαραίτητες στις σύγχρονες ηλιακές εγκαταστάσεις. Καθώς η ηλιακή τεχνολογία προχωράει προς υψηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας και μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα, ο ρόλος των σωλήνων απρόσκοπτης απόδοσης υψηλής απόδοσης θα συνεχίσει να επεκτείνεται, υποστηρίζοντας την παγκόσμια μετάβαση σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Η κατανόηση των ειδικών τεχνικών απαιτήσεων και εφαρμογών των απρόσκοπτων σωλήνων στα ηλιακά συστήματα επιτρέπει στους σχεδιαστές και τους μηχανικούς να βελτιστοποιούν την απόδοση, την αξιοπιστία και τη διάρκεια ζωής σε αυτές τις όλο και πιο σημαντικές εγκαταστάσεις ανανεώσιμης ενέργειας.
