ของเหลวถ่ายเทความร้อนที่ใช้ในตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร?

ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำด้านตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ ฉันมักพบคำถามจากลูกค้าเกี่ยวกับของเหลวถ่ายเทความร้อนที่ใช้ในระบบเหล่านี้ ของเหลวถ่ายเทความร้อนมีบทบาทสำคัญในเทคโนโลยีตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ เนื่องจากมีหน้าที่ดูดซับและขนส่งความร้อนที่รวบรวมจากแสงแดดไปยังจุดที่ต้องการ ไม่ว่าจะเป็นการทำน้ำร้อน การทำความร้อนในพื้นที่ หรือการใช้งานอื่นๆ ในบล็อกโพสต์นี้ ผมจะเจาะลึกเกี่ยวกับของเหลวถ่ายเทความร้อนประเภทต่างๆ ที่ใช้ในตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ คุณสมบัติ ข้อดี และข้อจำกัด

ประเภทของของเหลวถ่ายเทความร้อน

น้ำ

น้ำเป็นของเหลวถ่ายเทความร้อนที่นิยมใช้กันมากที่สุดในตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ โดยเฉพาะในเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์- หาซื้อได้ง่าย ราคาไม่แพง และมีคุณสมบัติการถ่ายเทความร้อนที่ดีเยี่ยม น้ำมีความจุความร้อนจำเพาะสูง ซึ่งหมายความว่าสามารถดูดซับพลังงานความร้อนจำนวนมากต่อมวลหน่วยโดยไม่ทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้เป็นสื่อที่มีประสิทธิภาพในการรวบรวมและจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์

ข้อดีหลักประการหนึ่งของการใช้น้ำเป็นของเหลวถ่ายเทความร้อนคือความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไม่เป็นพิษ ไม่ติดไฟ และไม่ก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านสุขภาพหรือความปลอดภัยที่มีนัยสำคัญ นอกจากนี้ น้ำยังมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเมื่อใช้ในระบบที่ออกแบบและบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม อย่างไรก็ตาม น้ำก็มีข้อจำกัดบางประการเช่นกัน โดยจะแข็งตัวที่ 0°C (32°F) ซึ่งอาจทำให้ระบบสะสมพลังงานแสงอาทิตย์เสียหายได้หากอุณหภูมิลดลงต่ำกว่าจุดนี้ เพื่อป้องกันการแช่แข็ง สามารถเติมสารป้องกันการแข็งตัว เช่น โพรพิลีนไกลคอล ลงในน้ำได้

ส่วนผสมไกลคอล-น้ำ

ส่วนผสมของไกลคอล-น้ำมักใช้ในระบบสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคที่มีปัญหาอุณหภูมิเยือกแข็ง โพรพิลีนไกลคอลเป็นไกลคอลที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์ เนื่องจากมีความเป็นพิษต่ำและมีคุณสมบัติป้องกันการแช่แข็งที่ดีเยี่ยม ส่วนผสมของโพรพิลีนไกลคอลกับน้ำสามารถลดจุดเยือกแข็งของของเหลวได้ ช่วยให้ระบบเก็บพลังงานแสงอาทิตย์สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยในสภาพอากาศหนาวเย็น

สัดส่วนของไกลคอลในส่วนผสมขึ้นอยู่กับอุณหภูมิต่ำสุดที่คาดไว้ในพื้นที่ ตัวอย่างเช่น ส่วนผสมโพรพิลีนไกลคอล-น้ำ 30% สามารถป้องกันการแข็งตัวได้ถึงประมาณ -15°C (5°F) ในขณะที่ส่วนผสม 50% สามารถป้องกันอุณหภูมิต่ำถึง -37°C (-35°F) ส่วนผสมของไกลคอล-น้ำยังมีคุณสมบัติการถ่ายเทความร้อนที่ดี แม้ว่าจะต่ำกว่าน้ำบริสุทธิ์เล็กน้อยก็ตาม อย่างไรก็ตาม, การเติมไกลคอลสามารถเพิ่มความหนืดของของไหล, ซึ่งอาจต้องใช้ปั๊มที่ใหญ่กว่าหรือกำลังการสูบที่สูงกว่าเพื่อหมุนเวียนของไหลผ่านระบบ

น้ำมันความร้อน

น้ำมันความร้อนเป็นของเหลวถ่ายเทความร้อนอีกประเภทหนึ่งที่ใช้ในตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่อุณหภูมิสูง เช่นตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์ระบบสำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรม น้ำมันเทอร์มอลมีจุดเดือดสูงและสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือดของน้ำ โดยทั่วไปจะสูงถึง 300 - 400°C (572 - 752°F) ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความร้อนที่อุณหภูมิสูง เช่น การผลิตไอน้ำหรือการทำความร้อนทางอุตสาหกรรม

น้ำมันเทอร์มอลมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีและสามารถรักษาคุณสมบัติไว้ได้ในช่วงอุณหภูมิที่หลากหลาย อีกทั้งยังไม่กัดกร่อนและมีความหนืดต่ำ ซึ่งช่วยให้ถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพและหมุนเวียนผ่านระบบได้ง่าย อย่างไรก็ตาม น้ำมันเทอร์มอลมีราคาแพงกว่าน้ำหรือน้ำไกลคอลผสม และต้องมีขั้นตอนการจัดการและกำจัดเป็นพิเศษ เนื่องจากการติดไฟได้และอาจส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

เกลือหลอมเหลว

เกลือหลอมเหลวถูกนำมาใช้ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่บางแห่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวมศูนย์ (CSP) โดยทั่วไปเกลือเหล่านี้ประกอบด้วยส่วนผสมของโซเดียมไนเตรตและโพแทสเซียมไนเตรต ซึ่งมีความจุความร้อนสูงและสามารถกักเก็บพลังงานความร้อนได้จำนวนมาก เกลือหลอมเหลวสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงมาก ถึง 565°C (1,049°F) ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้ในระบบ CSP ที่ต้องการความร้อนที่อุณหภูมิสูงเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

ข้อดีหลักประการหนึ่งของเกลือหลอมเหลวคือความสามารถในการเก็บพลังงานความร้อนเป็นระยะเวลานาน สิ่งนี้ทำให้โรงงาน CSP สามารถผลิตไฟฟ้าต่อไปได้แม้ในขณะที่ดวงอาทิตย์ไม่ส่องแสง ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เชื่อถือได้และส่งไปจำหน่ายได้ อย่างไรก็ตาม เกลือหลอมเหลวยังมีความท้าทายบางประการ พวกมันแข็งตัวที่อุณหภูมิค่อนข้างสูง (ประมาณ 220 - 240°C หรือ 428 - 464°F) ซึ่งต้องมีการออกแบบและการทำงานของระบบอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันการแข็งตัวและการอุดตัน นอกจากนี้เกลือหลอมเหลวยังมีฤทธิ์กัดกร่อนและต้องใช้วัสดุพิเศษสำหรับถังเก็บและท่อ

ปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกน้ำมันถ่ายเทความร้อน

เมื่อเลือกของเหลวถ่ายเทความร้อนสำหรับระบบสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการ:

ช่วงอุณหภูมิ

ช่วงอุณหภูมิการทำงานของระบบสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ถือเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดประการหนึ่ง ของเหลวที่แตกต่างกันมีขีดจำกัดอุณหภูมิที่แตกต่างกัน และของเหลวจะต้องสามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพภายในช่วงอุณหภูมิที่คาดหวัง ตัวอย่างเช่น น้ำเหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำถึงปานกลาง ในขณะที่น้ำมันเทอร์มอลหรือเกลือหลอมเหลวจำเป็นสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

การป้องกันการแช่แข็ง

ในภูมิภาคที่มีสภาพอากาศหนาวเย็น การป้องกันการแข็งตัวถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันความเสียหายต่อระบบสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ ควรใช้ไกลคอล - ส่วนผสมของน้ำหรือของเหลวป้องกันการแข็งตัวอื่นๆ เพื่อให้แน่ใจว่าของเหลวจะไม่แข็งตัวในช่วงสภาพอากาศหนาวเย็น

คุณสมบัติการถ่ายเทความร้อน

คุณสมบัติการถ่ายเทความร้อนของของไหล เช่น ความจุความร้อนจำเพาะ และการนำความร้อน ส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ ของเหลวที่มีความจุความร้อนจำเพาะสูงสามารถดูดซับพลังงานความร้อนได้มากขึ้น ในขณะที่ของเหลวที่มีค่าการนำความร้อนสูงสามารถถ่ายเทความร้อนได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

ความเข้ากันได้กับวัสดุของระบบ

ของเหลวถ่ายเทความร้อนต้องเข้ากันได้กับวัสดุที่ใช้ในระบบสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ รวมถึงท่อ วาล์ว และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ของเหลวบางชนิดอาจมีฤทธิ์กัดกร่อนหรือทำปฏิกิริยากับวัสดุบางชนิด ซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของระบบและอายุการใช้งานลดลง

ข้อพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย

ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยก็มีความสำคัญเช่นกัน แนะนำให้ใช้ของเหลวที่ไม่เป็นพิษและไม่ติดไฟเพื่อลดความเสี่ยงของมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและอันตรายต่อสุขภาพ นอกจากนี้ การกำจัดของเหลวถ่ายเทความร้อนที่ใช้แล้วควรเป็นไปตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม

แนวทางของบริษัทของเราในด้านของเหลวถ่ายเทความร้อน

ในฐานะซัพพลายเออร์ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ เราเข้าใจถึงความสำคัญของการเลือกของเหลวถ่ายเทความร้อนที่เหมาะสมสำหรับแต่ละการใช้งาน เราทำงานอย่างใกล้ชิดกับลูกค้าของเราเพื่อประเมินความต้องการเฉพาะของพวกเขาและแนะนำของเหลวที่เหมาะสมที่สุดโดยพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ เช่น ข้อกำหนดด้านอุณหภูมิ สภาพอากาศ และการออกแบบระบบ

เรานำเสนอระบบเก็บพลังงานแสงอาทิตย์หลากหลายรูปแบบที่ออกแบบมาเพื่อทำงานกับของเหลวถ่ายเทความร้อนประเภทต่างๆ ของเราระบบทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบท่อความร้อนเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการใช้งานในที่พักอาศัยและเชิงพาณิชย์ และสามารถกำหนดค่าให้ใช้น้ำหรือส่วนผสมของน้ำไกลคอลได้ ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง เราสามารถจัดหาตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่เข้ากันได้กับน้ำมันความร้อนหรือของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงอื่นๆ

ติดต่อเราเพื่อสอบถามความต้องการเครื่องสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณ

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ของเราและของเหลวถ่ายเทความร้อนที่เราใช้ หรือหากคุณมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับการเลือกของเหลวที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานของคุณ โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะช่วยเหลือคุณในการเลือกโซลูชันที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณ ไม่ว่าคุณจะเป็นเจ้าของบ้านที่ต้องการติดตั้งเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์หรือลูกค้าอุตสาหกรรมที่ต้องการระบบระบายความร้อนด้วยแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ เรามีผลิตภัณฑ์และความเชี่ยวชาญที่ตรงตามความต้องการของคุณ มาทำงานร่วมกันเพื่อควบคุมพลังแห่งดวงอาทิตย์และสร้างอนาคตที่ยั่งยืนยิ่งขึ้น

อ้างอิง

• ดัฟฟี่ เจ.เอ. และเบ็คแมน วอชิงตัน (2013) วิศวกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ของกระบวนการทางความร้อน ไวลีย์.
• Ziegler, F. และ Beckman, WA (2012) การออกแบบและติดตั้งระบบทำความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบผสมผสาน อัชรา.
• กลุ่มธนาคารโลก. (2014) การมุ่งเน้นพลังงานแสงอาทิตย์: เทคโนโลยีและสถานะตลาด