Ticari Hazırlık için Heliostat Teknolojisi ve İş Gücünü Geliştirmek İçin 6 Projeye 3 Milyon Dolar

Kaydolun CleanTechnica’dan günlük haber güncellemeleri e-postada. Veya Bizi Google Haberler’de takip edin!

Başarılı Projeler, Yoğunlaştırılmış Güneş-Termal Enerjinin Maliyetini Düşürmeye ve Yeni Nesil Yüksek Eğitimli İşçileri Desteklemeye Yardımcı Olacak

Heliostatlar, güneşi takip ederek ışınlarını yansıtan ve yönlendiren büyük aynalardır ve verimli, uygun maliyetli yoğunlaştırılmış güneş-termal güç (CSP) santralleri için kritik öneme sahiptirler. Yüzlerce veya binlerce heliostat birlikte çalıştığında, CSP santrallerinin kamu hizmeti ölçeğinde elektrik üretmek veya daha sonra kullanmak üzere depolamak için kullandığı yüksek sıcaklıkları üretmek için yeterli güneş ışığını yoğunlaştırırlar.

Heliostatların büyük ölçekli CSP tesislerinde oynadığı kritik rolü fark eden ABD Enerji Bakanlığı’nın (DOE) Heliostat Konsorsiyumu (HelioCon), heliostat kontrollerini, dağıtımını ve iş gücü eğitimini yenilemek için altı projeye toplam 3 milyon dolar bağışta bulundu. Üniversiteler ve endüstri tarafından yönetilen proje ekipleri, konsorsiyuma eş liderlik eden DOE Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) ve Sandia Ulusal Laboratuvarları ile yakın bir şekilde çalışacak.

CSP tesisleri için federal elektrik maliyeti hedeflerine ulaşmak için (dağıtılabilir CSP yapılandırmaları için kilovatsaat (kWh) başına 5 sent veya termal üretim için kilovatsaat başına 2 sent) araştırmacıların heliostatlar için önemli tekno-ekonomik iyileştirmeler gerçekleştirmeleri gerekiyor.

“Bir heliostat alanı, CSP tesislerinin doğrudan maliyetinin %30-50’sini ve işletme ve bakım maliyetlerinin büyük bir bölümünü temsil ediyor,” diyor NREL’de HelioCon yönetici direktörü ve kıdemli araştırmacı Guangdong Zhu. “Heliostatların maliyetini düşürmek genellikle ön üretim ve kurulum maliyetlerini düşürmek veya sahadaki performanslarını ve güvenilirliklerini artırmak anlamına gelir.”

HelioCon’un seçilmiş projelerinden birkaçı (aşağıda özetlenmiştir) bakım ve kontrol iyileştirmeleri yoluyla heliostat maliyetlerini azaltma potansiyeline sahiptir. Ayrıca birkaçı heliostat iş gücünü bu ve gelecekteki yenilikleri endüstriye getirmeye hazırlamak için yeni eğitim programları oluşturmayı amaçlamaktadır.

HelioCon’a eş liderlik eden ve Sandia Ulusal Laboratuvarları’nda CSP programını yöneten Margaret Gordon, “Bu projelerin birçoğunun eğitimle ilgili olduğunu görmek bizi heyecanlandırıyor” dedi. “İyi eğitimli ve bilgili bir heliostat iş gücü oluşturmak için destek geliştirmek, maliyetleri düşürürken aynı zamanda yerel topluluklara ekonomik faydalar sağlayabilir.”

Altı Proje Heliostat Performansını Geliştirmek ve CSP İş Gücünü Geliştirmek İçin Finansman Aldı

Finanse edilen altı projenin açıklamaları şöyle:

Güneş Alanı Kontrol Yazılımı

Katılımcı Kuruluşlar:

• MarkAyres Mühendislik (lider)
• Tietronix Yazılımı
• Tonopah Güneş Enerjisi.

Heliostat güneş alanları için mevcut kontrol sistemleri, merkezi alıcı güneş enerjisi santralleri geliştiren paydaşlar arasında standardizasyon ve yeniden kullanım eksikliğine sahiptir. Tesis geliştiricileri sistemleri sıfırdan oluşturur ve çeşitli heliostat, alan ve alıcı yapılandırmaları nedeniyle ortak işlevleri, özellikleri ve yazılım kütüphanelerini paylaşmak için büyük bir çaba yoktur. Bu, güneş alanı kontrol sistemleri için maliyetleri ve geliştirme zaman çizelgelerini artırır. Bu proje, maliyetleri düşürmek ve günümüz teknolojisine göre performansı artırmak için farklı heliostat veya güneş alanı yapılandırmalarına uyarlanabilen çeşitli gerekli işlevler için birden fazla modüle sahip gelişmiş bir heliostat alan kontrol sistemi geliştirerek bu sorunu çözmeyi amaçlamaktadır.

Gölgeli ve Gölgesiz Saçılım Ölçümü ile Tahmin Edilen Heliostatlardaki Kirlenme

Katılımcı Kuruluşlar:

• DKA Tasarım (lider)
• Güneş.

Ayna kirlenmesi, yoğunlaştırılmış güneş enerjisi ve termal alıcılara iletilen enerjiyi azaltır ve aynaları aşındırabilen veya hatta heliostatları kırabilen kaynak yoğun temizlik gerektirir. Bu proje, mevcut ve merkezi heliostat kontrol sistemi sensörlerinden gelen görüntüleme verilerini kullanarak, kirlenme ve bozulma nedeniyle ticari ölçekli bir güneş alanında ayna speküler yansımasındaki azalmayı ölçmek için merkezi, düşük emek gerektiren bir yöntem geliştirecektir. Başarılı olursa, yeni teknik düzenli, manuel saha içi ayna ölçümlerini ortadan kaldıracaktır. Ek olarak, ekip kontrol sistemi doğruluğunu desteklemek ve temizlik programlarını optimize etmek için ayna kirlenmesi veri yoğunluğunu, sıklığını ve doğruluğunu artırabilir.

Daha Parlak Bir Gelecek: Kentsel Terkedilmiş Alanlarda Küçük Ölçekli Yoğunlaştırılmış Güneş Enerjisi İçin Eğitim ve Tanıtım

Katılımcı Kuruluşlar:

• Rice Üniversitesi (lider)
• Harris İlçesi
• Topluluk Kafesi
• Kinder Kentsel Araştırma Enstitüsü.

Bu proje, topluluk entegrasyonuna vurgu yaparak, güneş termal (CST) teknolojilerine yoğunlaşmada eğitim öğretim fırsatlarındaki boşlukların temel nedenini ortaya çıkaracak ve ele alacaktır. Dört yıllık kurumlar, CST’ye değinen dağınık lisans ve lisansüstü düzeyde dersler sunarken, birçoğu yalnızca kısa bir genel bakış sunar veya güneş odaklı ünitelerde veya derslerde CST yerine fotovoltaikleri vurgular. CST konularının dahil edildiği yerlerde, sunumlar oldukça ve yalnızca teknik olma eğilimindedir ve bu da CST uygulamasını genişletmek için çok önemli olan hem uygulamaların hem de yer seçiminin ekonomik ve sosyolojik unsurlarını aşırı basitleştirir. Bu amaçla, bu proje iki ve dört yıllık kurumların gelecekteki CST araştırmacıları, yenilikçileri ve uygulayıcılarından oluşan sürdürülebilir bir topluluk oluşturmak için kullanabilecekleri genelleştirilebilir içgörüler ve kamuya açık bir araç takımı geliştirecektir.

PROMETHEUS: Gelecekteki Güneş Alanları için Heliostatların Tahmini ve Optimize Edilmiş Kontrolü

Katılımcı Kuruluşlar:

• Wisconsin-Madison Üniversitesi (Lider)
• Queensland Teknoloji Üniversitesi
• Milano Politeknik Üniversitesi.

PROMETHEUS projesi, güneş alanında gerçek zamanlı heliostat kontrolünü ve hedeflemeyi iyileştirmek için yenilikçi bir araç geliştirmeyi amaçlamaktadır. Araç, akı yoğunluğunun alıcı ömrü üzerindeki etkisini, heliostatların gerçek durumunu (yani kirlenme dağılımı, kırık aynalar, sürücüler) ve geçici çalışma sırasında gereken sürücü güç tüketimini hesaba katarak hedefleme stratejilerini optimize edecektir. Sonuç olarak, araç alıcılardaki ısı akışının daha iyi kontrol edilmesine, bozulmalarının ve arıza risklerinin azaltılmasına yol açacaktır.

Gelişmiş Heliostat Performansı ve Maliyet Azaltma için Hassas Açı Ölçüm Sistemi

Katılımcı Kuruluşlar:

• Nevada Üniversitesi, Las Vegas (lider)
• BriteSource Teknolojileri.

Bu proje, Çalışma Yüzey Açısı Ölçüm Sistemi (OSAMS) adı verilen son teknoloji bir ölçüm cihazının geliştirilmesi yoluyla heliostat alanlarının yıllık performansını iyileştirmeyi amaçlamaktadır. OSAMS, heliostat yansıtıcı ışınlarının doğruluğunu etkileyen çeşitli parametrelerin hassas bir şekilde ölçülmesini sağlayarak heliostat tasarımının, prototiplemenin ve saha performans değerlendirmesinin doğruluğunu ve verimliliğini artırmak üzere tasarlanmıştır. Sensörlerden heliostat izleme algoritmalarına ölçümleri senkronize ederek, OSAMS sistem genelindeki göreceli yüzey normal farklarına ilişkin içgörüler sağlar. Bu şekilde, yerçekimi, termal dinamikler ve rüzgar sapması etkileri de dahil olmak üzere tipik çalışma koşulları altında yansıtıcı açılardaki değişikliklerin tespitini kolaylaştırabilir.

Heliostat Tasarımı ve İşletimi Konusunda Üniversite Düzeyinde Eğitimin Geliştirilmesi

Katılımcı Kuruluşlar:

• Northeastern Üniversitesi (lider).

Bu proje, heliostat ve CSP teknolojisinde eğitim, araştırma ve öğrenci tanıtım fırsatları geliştirmeyi amaçlamaktadır. Hedeflenen sınıf içi eğitim ve lisans düzeyinde araştırma projeleri kullanarak, proje ekibi heliostat eğitimini ders müfredatlarına ve güneş enerjisini yoğunlaştırma ödevlerine dahil edecek ve nihayetinde bunu Northeastern Üniversitesi mühendislik müfredatının bir parçası haline getirecektir.

Daha fazla bilgi edinin HelioConABD Enerji Bakanlığı Güneş Enerjisi Teknolojileri Ofisi tarafından finanse edilmektedir.

Erik F. Ringle tarafından. İzniyle NRL.