wersja mobilna
Online: 448 Środa, 2017.10.18

Technika

Elektrownie słoneczne - czysta energia

czwartek, 18 czerwca 2015 11:51

Elektrownie słoneczne są bezpieczne, czyste i, co najważniejsze, przyjazne dla środowiska. Jednocześnie postęp techniczny w zamianie energii słonecznej na energię elektryczną i korzystne dotacje państwowe przyczyniają się do szybkiego wzrostu zainteresowania tą dziedziną przemysłu. Camille Bauer jest dostawcą inklinometrów stosowanych w elektrowniach słonecznych - solidność i precyzja w tym przypadku są szczególnie pożądane i wymagane.

Camille Bauer AG z Wohlen w Szwajcarii jest od dziesięcioleci renomowanym dostawcą przetworników kąta obrotu przeznaczonych do różnych zastosowań. Kilka lat temu firma rozszerzyła ofertę produkcyjną o inklinometry, oferując dzisiaj takie nowoczesne przetworniki, jak programowalne wersje Kinax HW730.

Inklinometry i przetworniki kąta obrotu stanowią połączenie między mechaniką a elektroniką. Zamieniają położenie kąta lub nachylenie na odpowiedni proporcjonalny sygnał analogowy 4-20 mA. Ze względu na niezawodność i wytrzymałość na trudne warunki środowiskowe mogą one być stosowane w takich aplikacjach jak elektrownie słoneczne.

JAK BUDUJE SIĘ ELEKTROWNIE SŁONECZNE?

Fot. 1. Inklinometr Kinax N 702

Jedną z popularnych technologii jest CSP (Concentrating Solar Power). Jej cechą jest zastosowanie systemu koncentracji energii słonecznej, co odróżnia ten rodzaj elektrowni od fotowoltaicznych. Podczas gdy te ostatnie przekształcają promienie słoneczne bezpośrednio w energię elektryczną, w elektrowniach CSP skupione promienie słoneczne podgrzewają substancję roboczą do temperatury sięgającej 400-1000°C. To ciepło następnie jest przekształcane w energię elektryczną za pomocą konwencjonalnych turbin parowych.

Dużą zaletą technologii CSP jest to, że ciepło można przechowywać dużo łatwiej, niż energię elektryczną z wiatraków lub paneli fotowoltaicznych. Dzięki temu tego typu elektrownie mogą dostarczać energię przez całą dobę - także w nocy, korzystając ze zmagazynowanego za dnia ciepła. Jednocześnie dzięki faktowi braku emisji CO2 praca elektrowni nie ma negatywnego wpływu na środowisko.

JAK ZAPEWNIĆ EFEKTYWNOŚĆ PRACY?

Wiedza jest kluczem do wysokiej wydajności, a co za tym idzie do ekonomicznego wykorzystania elektrowni słonecznej. Promienie słoneczne są skupiane poprzez precyzyjnie uformowane lustra, które muszą stale śledzić kąt nachylenia promieni słonecznych z dokładnością do dziesiętnych części stopnia, aby nie "marnować" padającego na nie promieniowania.

Do tego zadania wykorzystywane są specjalistyczne inklinometry szwajcarskiego specjalisty w tej dziedzinie - firmy Camille Bauer należącej do grupy Metrawatt. W kilku elektrowniach CSP, między innymi w Hiszpanii, inklinometry Camille Bauer wykorzystywane są przy produkcji czystej i wolnej od CO2 energii elektrycznej.

Camille Bauer oferuje inklinometr Kinax N702, który jest zainstalowany w mechanizmie obrotowym kolektorów i wraz z innymi elementami z największą precyzją podąża za promieniami słonecznymi. W sposób ciągły, za pomocą sygnału 4-20 mA, przekazuje informację o dokładnym nachyleniu kolektora do jednostki sterującej, co pozwola za pomocą siłowników hydraulicznych utrzymać paraboliczne lustro pod odpowiednim kątem w stosunku do promieni słonecznych. Centralna jednostka zarządzająca w sterowni elektrowni monitoruje napromieniowanie, prędkość wiatru i przepływ masy nośnika ciepła oraz jest w kontakcie z lokalnymi jednostkami. Dzięki tym wszystkim informacjom zarządza rozpoczęciem pracy i jej zakończeniem po zachodzie słońca.

Gdy niebo jest bezchmurne, system zarządzający zna kąt padania promieni słonecznych, korzystając z danych o położeniu geograficznym, dacie i czasie w danym momencie, a zatem jest w stanie odpowiednio pozycjonować lustra. Natomiast w przypadku zachmurzonego nieba, jak również rozproszonego promieniowania, nachylenie promieni słonecznych odbiega od teoretycznego kąta ich padania.

Dlatego system pozycjonowania ma tzw. dodatkowy czujnik słońca, w którym właśnie wykorzystywany jest inklinometr. Innym miejscem zastosowania inklinometru jest kolektor, który może pracować w pozycji "parkowania", która chroni kolektor przed zanieczyszczeniem w nocy oraz przez odpowiednie aerodynamiczne ustawienie kąta, chroni przed burzą oraz silnym wiatrem.

KLUCZ DO WIELOLETNIEJ BEZAWARYJNEJ PRACY

Elektrownie słoneczne są zaprojektowane przeciętnie na 25 lat użytkowania, a wszystkie elementy w dłuższej perspektywie czasu muszą być jak najmniej podatne na wszelkie zakłócenia w celu zapewnienia bezpiecznej komercyjnej eksploatacji. Na rynku dostępnych jest tylko kilka urządzeń nadających się do trudnych warunków pracy, jakie występują w tego typu aplikacjach. Zwłaszcza temperatura i wilgotność są głównymi wyzwaniami dla tych urządzeń. Po licznych testach producenci elektrowni słonecznych postanowili wykorzystać między innymi produkty firmy Camille Bauer.

Urządzenia pojemnościowe są jednymi z najlepszych systemów bezdotykowego skanowania sygnałów czujnika dla wyjścia analogowego. Kondensator pomiarowy składa się z dwóch elektrod (stojany), pomiędzy którymi zanurzony jest wirnik, który zmienia proporcjonalnie pojemność w stosunku do absolutnej pozycji kąta, etapem końcowym jest generowanie prądu również proporcjonalnego do pozycji kąta. System ma zintegrowany filtr EMC zapewniający jego niezawodność.

Pojemnościowy system pomiarowy stosowany w przyrządach został opatentowany i od wielu lat sprawdzony w praktyce, przykładowo w zakresie eksploatacji statków, biogazowni i elektrowni. Główne jego zalety to: niewrażliwości na znaczne wahania temperatury, wilgotność, brud, wstrząsy i wibracje. Grupy produktów z serii Kinax mają aprobatę GL, występują też wersje iskrobezpieczne EEx ia IIC T6, które mogą być stosowane w strefach zagrożonych wybuchem (strefa 1, 2).

mgr inż. Marek Winiecki
Astat

www.astat.com.pl

 

Firmy w artykule

zobacz wszystkie Nowe produkty

Pierwsze kamery z czujnikiem obrazu Sony Pregius CMOS o czasie naświetlania 1 µs

2017-10-18   | BAUMER Sp. z o.o.
Pierwsze kamery z czujnikiem obrazu Sony Pregius CMOS o czasie naświetlania 1 µs

Baumer poszerza ofertę cyfrowych kamer przemysłowych serii CX o nowe wersje z czujnikami obrazu CMOS Sony Pregius 2. generacji, jako pierwsze oferujące czas naświetlania już od 1 µs. Mogą one znaleźć zastosowanie w aplikacjach o dużej intensywności światła (np. spawanie laserem) oraz tam, gdzie ze względu na dużą szybkość przemieszczania obiektów ruch mógłby być rozmazany (np. maszyny do automatycznego rozmieszczania podzespołów).
czytaj więcej

Bezwentylatorowy komputer panelowy 12,1" dla kolejnictwa

2017-10-18   |
Bezwentylatorowy komputer panelowy 12,1

Firma MEN Micro dodała do oferty komputerów panelowych nowy model DC17 zaprojektowany do zastosowań w kolejnictwie. Jest on zgodny z wymogami normy EN 50155. Charakteryzuje się stopniem ochrony IP65 od frontu, szerokim zakresem dopuszczalnych temperatur pracy od -40 do +70°C (do +85°C przez maks. 10 minut), dużą odpornością na udary i wibracje oraz solidną konstrukcją mechaniczną z przemysłowymi złączami M12.
czytaj więcej

Nowy numer APA