Aplicarea ceramicii avansate în sistemele solare termice
Generarea de energie solară termică este o tehnologie de energie curată care utilizează colectoare pentru a converti radiația solară în energie termică, care este apoi folosită pentru a genera electricitate printr-un ciclu termodinamic. Sistemele de energie solară existente la nivel mondial pot fi clasificate în trei categorii în funcție de temperatura de funcționare: sisteme cu jgheab parabolice, sisteme turn și sisteme cu antenă. Unele materiale ceramice avansate pot fi aplicate la receptorii sistemelor de energie termică solară turn.
1 、 Principiile de funcționare ale sistemelor parabolice de jgheab, vas și turnuri solare de energie solară
Sistem de energie solară termică prin jgheab parabolic
Acest sistem folosește oglinzi parabolice pentru a concentra lumina soarelui pe un tub de receptor, încălzind lichidul de lucru. Lichidul încălzit generează abur printr -un schimbător de căldură, care apoi conduce o turbină cu abur conectată la un generator, producând electricitate.
Sistem de vase
Cunoscut și ca un sistem parabolic pentru vase, folosește o oglindă parabolică în formă de vase pentru a concentra lumina soarelui pe un receptor în punctul focal. Structural, seamănă cu o antenă radar parabolică mare. Datorită focalizării punctuale a antenei parabolice, raportul de concentrație poate ajunge la câteva sute până la câteva mii, permițând temperaturi extrem de ridicate. Mai multe sisteme de vase pot fi conectate în paralel pentru a forma o mică centrală solară pentru a răspunde cerințelor de energie electrică.
Sistem turn
Cunoscut și sub denumirea de sistem de receptori centrali, folosește o serie de oglinzi mari (heliostaturi) instalate pe sol. Fiecare Heliostat urmărește soarele pe două axe, reflectând cu exactitate și concentrând lumina soarelui pe un receptor din vârful unui turn central. Energia solară concentrată încălzește fluidul de lucru din receptor, generând abur supraîncălzit, care apoi intră în subsistemul de putere pentru a finaliza procesul de conversie a energiei termice.
2 、 Materiale ceramice aplicabile în sistemele de energie solară
Sistemul de energie termică solară din turn este foarte apreciat pentru raportul său ridicat de concentrație (200-1000 kW/m²), temperatura ridicată a ciclului termodinamic, pierderea scăzută de căldură, structura simplă a sistemului și eficiența ridicată. Receptorul, fiind componenta centrală a sistemului de energie termică solară turn, trebuie să reziste la intensități de radiație de 200-300 de ori mai mari decât lumina naturală a soarelui, cu temperaturi de funcționare care depășesc 1000°C. Prin urmare, performanța sa este crucială pentru funcționarea stabilă și eficiența sistemului de generare a energiei electrice. Receptoarele tradiționale de metal au limitări de temperatură, ceea ce face ca materialele receptoare ceramice să se concentreze o nouă cercetare.
Datorită densității fluxului solar neuniform și instabil, se impune următoarele cerințe materialelor de receptori ceramici ：
（1）Rezistență la oxidare la temperaturi înalte
Materialul nu ar trebui să sufere daune oxidative în mediile de lucru cu temperaturi mari pe termen lung.
（2）Proprietăți mecanice de temperatură bună și rezistență la șoc termic
Pentru a preveni deteriorarea materialelor de la punctele termice.
(3)Rată mare de absorbție a radiației solare
Pentru a vă asigura că materialul poate absorbi pe deplin energia solară.
(4)Structură conectată tridimensională sau bidimensională
Asigurând o permeabilitate ridicată, rezistență scăzută la fluxul de aer și o distribuție uniformă și stabilă a fluxului de aer.
(5) Suprafață specifică mare
Oferind o suprafață mare de schimb de căldură pentru a asigura schimbul de căldură suficient cu aerul.
Următoarele materiale ceramice pot fi utilizate ca materiale receptor:
Acestea pot rezista la temperaturi peste 1000 ° C, au o rezistență mecanică ridicată și o stabilitate chimică și sunt rezistente la acizi și alcali, cu o bună conductivitate termică, rezistență la izolare, rezistivitate și rezistență la uzură. Cu toate acestea, dezavantajele lor includ conductivitate termică scăzută și rata de absorbție a radiației solare, necesitând o acoperire de suprafață pentru a crește absorbția radiației solare. În timpul utilizării la temperaturi ridicate, substratul și acoperirea pot crăpa, iar rezistența slabă a șocurilor limitează aplicarea practică.
（2） Ceramica cordierită
Acestea au coeficienți de dilatare termică scăzuti, rezistență bună la șocuri termice și suprafețe specifice mari. Cu toate acestea, datorită rezistenței scăzute, materiale precum mullita șizirconiusunt adesea adăugate pentru a îmbunătăți puterea. Caceramică de alumină, ceramica cordierită este potrivită numai pentru aplicații la temperaturi medii.
(3)Ceramica din carbură de siliciu
Acestea prezintă rezistență ridicată, suprafață specifică mare, rezistență la coroziune, rezistență la oxidare, izolație termică bună, rezistență la șocuri termice și rezistență la temperatură ridicată. În comparație cu ceramica de alumină și cordierită, ceramica din carbură de siliciu are o performanță mai bună la temperatură. Cercetările indică faptul că receptoarele cu carbură de siliciu sinterizată pot atinge temperaturi de ieșire a aerului de până la 1200°C fără deteriorare materială.
Ceramica avansată nu a fost încă implementată pe scară largă pe piața solară din cauza costurilor tehnice. Cu toate acestea, odată cu progresele tehnologice, actualizările produselor și eficiența îmbunătățită a producției, produsele ceramice care se potrivesc eficient și eficient cu sistemele de energie solară termică vor fi introduse pe scară largă pe piață.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. este un furnizor de renume și de încredere, specializat în fabricare și vânzări de piese ceramice tehnice. Oferim producție personalizată și prelucrare de înaltă precizie pentru o serie largă de materiale ceramice de înaltă performanță, inclusiv ceramică de alumină, ceramica din zirconiu, nitrură de siliciu, carbură de siliciu, nitrură de bor, nitrură de aluminiu și sticlă ceramică prelucrabilă. În prezent, piesele noastre ceramice pot fi găsite în multe industrii precum mecanică, chimică, medicală, semiconductoare, vehicule, electronice, metalurgie etc. Misiunea noastră este de a oferi piese ceramice de cea mai bună calitate pentru utilizatorii globali și este o mare plăcere să vedem ceramica noastră. piesele funcționează eficient în aplicațiile specifice ale clienților. Putem coopera atât la prototip, cât și la producția de masă, bine ați venit să ne contactați dacă aveți cerințe.
