Ống thép liền mạch hiệu suất cao: Các thành phần quan trọng trong các hệ thống năng lượng mặt trời hiện đại

Ngành năng lượng tái tạo, đặc biệt là ngành công nghiệp năng lượng mặt trời, tiếp tục phát triển nhanh chóng. Trong số các thành phần quan trọng cho phép tăng trưởng này là các ống thép liền mạch chất lượng cao, cung cấp chức năng thiết yếu trong suốt các hệ thống năng lượng mặt trời. Bài viết này xem xét các lợi thế, ứng dụng và thông số kỹ thuật cụ thể của các ống thép liền mạch trong lắp đặt năng lượng mặt trời.

Ưu điểm kỹ thuật của đường ống liền mạch trong các ứng dụng năng lượng mặt trời

Các ống thép liền mạch khác nhau về cơ bản với các đối tác hàn của họ (ERW, LSAW) bằng cách không có đường may dọc, cung cấp một số lợi ích hiệu suất quan trọng trong các hệ thống năng lượng mặt trời:

• Ngăn chặn áp suất vượt trội : Cấu trúc đồng nhất cho phép phân bố ứng suất đồng đều, quan trọng trong hệ thống nhiệt mặt trời nhiệt độ cao

• Tính toàn vẹn cơ học tăng cường : Không có các đường nối hàn giúp loại bỏ các điểm thất bại tiềm năng dưới chu kỳ nhiệt

• Độ dày thành nhất quán : Quan trọng đối với các tính toán truyền nhiệt chính xác trong các ứng dụng năng lượng mặt trời tập trung (CSP)

• Cải thiện khả năng chống ăn mòn : Không có vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt có thể trở thành vị trí bắt đầu ăn mòn

Các ứng dụng chính trong cơ sở hạ tầng năng lượng mặt trời

Hệ thống chất lỏng truyền nhiệt (HTF) trong các nhà máy CSP

Các nhà máy năng lượng mặt trời tập trung sử dụng các đường ống liền mạch được sản xuất cho các thông số kỹ thuật của ASTM A106 Lớp B hoặc ASTM A53 cho các hệ thống lưu thông chất lỏng truyền nhiệt của chúng. Các ống này thường hoạt động ở nhiệt độ vượt quá 400 ° C trong khi chứa chất lỏng nhiệt chuyên dụng dưới áp suất.

Các yêu cầu kỹ thuật bao gồm:

• Điện trở nhiệt độ: -29 ° C đến +550 ° C

• Xếp hạng áp lực: lên đến 100 bar (1450 psi)

• Dung sai kích thước: PER ISO 4200 hoặc API 5L

• Chứng nhận vật liệu: EN 10204 3.1 hoặc 3.2

Hệ thống lưu trữ năng lượng nhiệt

Các bể chứa muối nóng chảy, ngày càng phổ biến trong các nhà máy nhiệt mặt trời, sử dụng đường ống liền mạch chuyên dụng để vận chuyển chất lỏng. Các hệ thống này yêu cầu các đường ống có khả năng chịu được sự dao động nhiệt độ khắc nghiệt và môi trường ăn mòn cao. Thông số kỹ thuật thường tham chiếu ASME B31.1 Mã đường ống nguồn và có thể yêu cầu tuân thủ NACE MR0175 để lựa chọn vật liệu.

Các cấu trúc hỗ trợ bảng điều khiển năng lượng mặt trời

Các đường ống liền mạch cường độ cao được sản xuất cho các thông số kỹ thuật EN 10210 hoặc ASTM A500 cung cấp hỗ trợ cấu trúc cho các mảng bảng quang điện. Các ứng dụng này đòi hỏi sự ổn định kích thước tuyệt vời và dung sai chính xác để đảm bảo sự liên kết thích hợp của các bề mặt thu gom mặt trời.

Thông số kỹ thuật và tiêu chuẩn vật chất

Đường ống thép liền mạch cho các ứng dụng năng lượng mặt trời phải phù hợp với các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của ngành:

• Ứng dụng thép carbon : ASTM A106, ASTM A53, API 5L, ISO 3183

• Ứng dụng thép không gỉ : ASTM A312, ASTM A789, ASTM A790

• Thép hợp kim cho dịch vụ nhiệt độ cao : ASTM A335 (P11, P22, P91)

• Hệ thống chất lượng : ISO 9001, API Q1

Phương pháp điều trị bề mặt nâng cao và lớp phủ

Lắp đặt năng lượng mặt trời hiện đại thường chỉ định các phương pháp điều trị bề mặt bổ sung cho các đường ống liền mạch để tăng cường hiệu suất và tuổi thọ dịch vụ:

• Lớp phủ hấp thụ chọn lọc để tăng cường hiệu suất nhiệt

• Phương pháp điều trị chống phản chiếu cho ống nhận

• Sơn và lớp phủ nhiệt độ cao (lên đến 750 ° C)

• Các phương pháp điều trị bề mặt nội bộ chuyên biệt để giảm phạm vi phạm lỗi và quy mô

Những phát triển trong tương lai trong công nghệ ống liền mạch cho các ứng dụng năng lượng mặt trời

Khi ngành năng lượng mặt trời mở rộng, một số xu hướng mới nổi đang ảnh hưởng đến các thông số kỹ thuật của đường ống liền mạch:

• Khả năng nhiệt độ cao hơn cho các hệ thống CSP thế hệ tiếp theo hoạt động trên 600 ° C

• Hợp kim tiên tiến với khả năng chống leo được cải thiện cho tuổi thọ dài

• Hệ thống giám sát tích hợp sử dụng công nghệ sợi quang được nhúng trong tường ống

• Giảm các thiết kế độ dày tường với tỷ lệ tăng cường sức mạnh trên trọng lượng

Phần kết luận

Các ống thép liền mạch đại diện cho một công nghệ cho phép quan trọng cho ngành năng lượng mặt trời. Sự kết hợp độc đáo của chúng giữa tính toàn vẹn cơ học, khả năng ngăn chặn áp suất và hiệu suất nhiệt làm cho chúng không thể thiếu trong việc lắp đặt năng lượng mặt trời hiện đại. Khi công nghệ năng lượng mặt trời tiến tới nhiệt độ hoạt động cao hơn và hiệu quả cao hơn, vai trò của các đường ống liền mạch hiệu suất cao sẽ tiếp tục mở rộng, hỗ trợ quá trình chuyển đổi toàn cầu sang năng lượng tái tạo.

Hiểu các yêu cầu và ứng dụng kỹ thuật cụ thể của các đường ống liền mạch trong hệ mặt trời cho phép các nhà thiết kế và kỹ sư tối ưu hóa hiệu suất, độ tin cậy và tuổi thọ dịch vụ trong các cài đặt năng lượng tái tạo ngày càng quan trọng này.