Heliostaty a solární panely patří mezi nejvýznamnější zařízení používaná při získávání solární energie pro obnovitelné zdroje energie a snižování uhlíkové stopy. Ačkoli se obě technologie používají v solárních energetických systémech, slouží různým účelům a mají odlišné vlastnosti, které za určitých podmínek nabízejí různé výhody. Tento článek se bude zabývat důležitými aspekty sledování heliostatů pomocí průmyslových lineárních aktuátorů, jako jsou jejich výhody, ideální případy použití a důležité specifikace, které je třeba zvážit.
Porovnání heliostatů se solárními panely
Heliostaty Solární panely jsou technologie používané v systémech solární energie, ale slouží různým účelům a mají odlišné vlastnosti. Heliostat je zařízení, které využívá zrcadla ke sledování pohybu slunce a odráží sluneční světlo na specifický cíl, například na centrální přijímač. Heliostaty se běžně používají v systémech koncentrované solární energie (CSP), kde se koncentrované sluneční světlo využívá k výrobě elektřiny nebo tepla. Tyto systémy jsou obvykle rozsáhlé a vyžadují značné množství prostoru, přičemž nejlepšího výkonu dosahují v oblastech, jako jsou velké pouště. Pro využití heliostatů je zapotřebí méně infrastruktury ve srovnání s integrací solárních panelů ve stejně velké oblasti. Heliostaty také dosahují mnohem vyšší úrovně koncentrace než solární panely, což může vést k vyšším teplotám a produkci energie.
Solární panely přímo přeměňují sluneční světlo na elektřinu pomocí polovodičových materiálů a budou běžněji používanou volbou v rezidenčních, komerčních a užitkových aplikacích. Je to proto, že solární panely mají všestrannou použitelnost pro instalaci na střechy, pozemní systémy nebo integraci do stavebních materiálů kompaktnějším způsobem. Ve srovnání s heliostaty mají solární panely nižší koncentraci a zároveň jsou schopny efektivně vyrábět elektřinu. Volba mezi heliostaty a solárními panely závisí na konkrétní aplikaci, dostupném prostoru, cenových omezeních a požadovaném energetickém výkonu.
Jak se používají heliostaty
Neustálým nastavováním polohy svých zrcadel heliostaty zajišťují, aby maximální množství slunečního světla bylo po celý den směrováno do centrálního přijímače. To pomáhá maximalizovat účinnost sběru a využití sluneční energie z centrálního přijímače, který je zodpovědný za přeměnu odraženého slunečního světla na tepelnou energii nebo elektřinu nacházející se v:
- solární panel
- solární termální kolektor
- solární pec
- solární vařič
- solární věž
Solární pece
Solární pec, často používaná s heliostaty, je uzavřená topná struktura, která k výrobě tepla využívá koncentrovanou sluneční energii. Může se skládat z velkých parabolických zrcadel známých jako „koncentrátory“, ale může se také vyskytovat společně s řadou heliostatových zrcadel, která zaostřují sluneční světlo na centrální bod nebo přijímač. Za správných podmínek může koncentrované sluneční světlo dosáhnout velmi vysokých teplot přes 3 500 °C. To umožňuje použití solární pece pro různé aplikace, jako například:
- topné kapaliny
- tavení kovů
- generování páry/parních turbín
- výroba elektřiny
Solární vařiče
Solární vařiče se dodávají v různých provedeních, včetně krabicových vařičů, parabolických vařičů a panelových vařičů. Tyto konstrukce sdílejí podobnosti se solárními pecemi, ale v menším měřítku využívají sluneční světlo k:
- vařit vodu
- pasterizovat nápoje
- vařit jídlo
- ohřívání jiných potravin
Nabízejí udržitelnou a ekologickou alternativu k tradičním metodám vaření, které se spoléhají na fosilní paliva. Jako cenově dostupná a přenosná řešení se solární vařiče používají v oblastech s omezeným přístupem k elektřině nebo plynu, což je činí obzvláště výhodnými v rozvojových zemích.
Důležité specifikace aktuátorů v heliostatech
Rotace heliostatů může být zajištěna jednoosým nebo dvouosým systémem poháněným pohony nebo otočné pohony - převodovka, která dokáže bezpečně unést radiální a axiální zatížení a také přenášet točivý moment pro otáčení. Elektrické lineární aktuátory se běžně používají pro systémy pro sledování slunce v solárních panelech a heliostatech. V některých případech mohou solární sledovače využívat kombinaci aktuátorů a otočných pohonů, nicméně důležité specifikace, které je vždy třeba znát testováno a pro tyto pohonné systémy se uvažuje o jejich:
- Hodnocení síly
- Stupeň krytí (IP)
- Možnosti zpětné vazby
- Fyzické rozměry
Hodnocení síly
Výběr správné síly pro elektrické lineární pohony je klíčový pro zajištění plynulého provozu a dlouhé životnosti. Doporučujeme výpočet požadované síly vaší aplikace před zakoupením pohonu. Solární aplikace nemají vysoké požadavky na rychlost pohybu, ale často mohou těžit z vysoké jmenovité síly. Kromě inherentní mimořádné konstrukční odolnosti se vysoká jmenovitá síla obvykle nachází v průmyslové lineární aktuátory lepší záruky, že bude k dispozici dostatečný točivý moment k přesunutí heliostatů do správné polohy v případě silných poryvů větru.
Ochrana proti vniknutí
Mít dostatečný Ochrana proti vniknutí Krytí zajišťuje delší životnost produktu při vystavení vodě. Pro venkovní aplikace, například pro heliostaty, doporučujeme krytí IP alespoň IP66. Naše řada pohonů nabízí varianty s krytím IP od IP66 pro venkovní použití až po dynamické IP68M/statické IP69K pro plné ponoření. Jednotky s krytím IP66 jsou vhodné pro většinu venkovních použití, protože odolávají prachu a mírnému vniknutí kapalin. Produkty disponují certifikacemi pro UV záření a solnou mlhu, které naleznete v našich... Lineární aktuátor solárního sledovače PA-100 také prospívají celkové životnosti jednotky v pouštích nebo oblastech vystavených soli.
Možnosti zpětné vazby
Některé již existující systémy pro heliostaty mohou pro správnou funkci s jejich regulátory vyžadovat pohony se specifickým typem zpětné vazby. Koncové spínače a senzory zpětné vazby polohy mají zabránit nadměrnému natočení nebo poškození heliostatu během provozu. Je to proto, že určení polohy aktuátoru je užitečné pro aplikace, které vyžadují, aby se více aktuátorů pohybovalo stejnou rychlostí, ukládalo přednastavené polohy a/nebo shromažďovalo informace o poloze pro analýzu uživatelem. Při výběru aktuátoru je pro kompatibilitu s vaším systémem důležité zajistit, aby měl vhodnou zpětnou vazbu.
Fyzické rozměry
Před instalací je důležité zkontrolovat, zda daný prostor pojme délku, šířku a výšku aktuátoru. Rozměr zasunutého otvoru k otvoru (H2H) aktuátoru je prvním klíčovým měřením při určování jeho fyzikálních požadavků. Toto měření je vzdálenost od středu zadního montážního otvoru ke středu předního montážního otvoru. Je nezbytné se ujistit, že tento rozměr je zarovnán se středem zadního montážního otvoru ke středu předního montážního otvoru vaší aplikace. Naše průmyslové lineární aktuátory se dodávají v různých velikostech, od kompaktních Miniaturní průmyslový aktuátor PA-09 k našim největším Lineární aktuátor solárního sledovače PA-100 v závislosti na měřítku, které potřebujete pro své heliostaty.
Jednoosé VS Dvouosé
Jednoosý heliostatický sledovací systém pohybuje zrcadly pouze jedním směrem, obvykle od východu na západ, a sleduje tak dráhu slunce po celý den. Dvouosý heliostatický sledovací systém dokáže pohybovat zrcadly horizontálně (od východu na západ) a vertikálně (nahoru a dolů), což umožňuje zrcadlům sledovat polohu Slunce nejen po celý den, ale i po celý rok, a tím dosáhnout vyšší celkové účinnosti. Jednoosé sledovací systémy jsou jednodušší a levnější než dvouosé, nicméně dvouosé nabízejí vyšší účinnost po celý rok.
Volba mezi jednoosými a dvouosými trackery obecně závisí na faktorech, jako jsou specifické požadavky na solární systém, dostupný prostor, rozpočet a požadovaný energetický výkon. Jednoosé trackery jsou obvykle vhodné pro většinu aplikací a nabízejí dobrou rovnováhu mezi cenou a výkonem. Dvouosé trackery jsou obvykle lepší v situacích, kde je maximální energetický výkon klíčový, jako jsou koncentrované solární elektrárny nebo vysoce účinné fotovoltaické systémy. Rozhodnutí mezi jednoosými a dvouosými heliostatickými trackery by mělo být nakonec založeno na pečlivém vyhodnocení specifických požadavků vašeho projektu a analýze nákladů a přínosů.
SHRNUTÍ
Heliostaty může nabídnout několik výhod jako řešení čisté a obnovitelné energie pro snížení naší uhlíkové stopy. V kombinaci s průmyslovými lineárními aktuátory z heliostatů činí skvělou volbu pro maximalizaci využití solární energie ve velkých systémech díky své nákladové efektivitě, jednoduchosti a vysoké schopnosti generovat energii.
Jako jeden z předních dodavatelů elektrických lineárních pohonů nabízí společnost Progressive Automations špičkovou flexibilitu, kvalitu, podporu a zkušenosti v terénu, abychom splnili všechny vaše potřeby. Máte-li jakékoli další dotazy ohledně toho, co můžeme nabídnout, neváhejte se na nás obrátit! Jsme odborníci v tom, co děláme, a chceme zajistit, abyste pro svou aplikaci našli ta nejlepší řešení.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123
