Portfólio
Explorando o sol: potencializando a energia solar concentrada com a precisão da Endress+Hauser
Medição confiável e soluções inteligentes para energia térmica solar eficiente, segura e sustentável
Introdução
Um novo caminho em direção à sustentabilidade
À medida que o cenário da energia global evolui e a demanda de energia aumenta, a energia solar concentrada (CSP) oferece um caminho promissor para um futuro mais sustentável. Ao capturar e converter a energia solar em energia térmica, a CSP possibilita a geração de eletricidade limpa em grande escala.
Atualmente, as tecnologias de CSP mais estabelecidas incluem sistemas de concentradores parabólicos, torres de energia solar e refletores lineares Fresnel (LFRs), sendo que todos utilizam espelhos para focalizar a luz do sol em um receptor. O calor coletado é usado para produzir vapor, que aciona turbinas a vapor (STGs) para gerar eletricidade. Com tanques de armazenamento a frio e quente para armazenamento de energia térmica (TES) usando meios de transferência de calor como sal fundido, a CSP pode também gerar eletricidade após o pôr-do-sol.
Principais fatos
TES could triple in size by 2030
The global market for thermal energy storage (TES) could triple in size by 2030, growing from gigawatt-hours (GWh) of installed capacity in 2019 to over 800 GWh within a decade.
Fonte: IRENA
Percepções
Medição de vazão/caudal de fluidos de transferência de calor
A medição de vazão/caudal precisa é essencial para a transferência de energia térmica em fábricas de CSP, um processo que vem com desafios únicos, particularmente ao lidar com fluidos de transferência de calor (HTF) como óleo térmico e sal fundido, que operam em temperaturas extremas e tornam os medidores de vazão/caudal convencionais não confiáveis. Os sistemas de óleo térmico geralmente atingem temperaturas de até 400°C (752°F), enquanto os sistemas de sal fundido podem exceder 550°C (1.022°F). Além disso, o óleo térmico tem baixa condutividade elétrica e viscosidade moderada, enquanto o sal fundido, especialmente misturas como nitrato de sódio e nitrato de potássio, é altamente corrosivo e propenso à solidificação abaixo de 220°C (428°F), apresentando riscos de obstruções e dano ao equipamento, se não adequadamente mantido em temperaturas elevadas.
Nossa expertise em campo
Essas condições desafiadoras impõem requisitos rigorosos na instrumentação, já que altas temperaturas e ciclos de temperatura podem degradar materiais, afetar o desempenho do sensor e exigir isolamento especial. Além disso, ambos os fluidos podem experimentar mudanças de propriedade ao longo do tempo, o que complica ainda mais a medição de vazão/caudal precisa. Os medidores de vazão/caudal ultrassônicos tratam desses problemas assegurando a medição precisa mesmo em condições severas, reduzindo as perdas de energia e melhorando a eficiência da transferência de calor.
- O sistema pode ser completamente isolado termicamente
- A instalação pode ser realizada sem interromper as operações em andamento e não exige o uso de um guindaste
- O Proline Prosonic P 500 HT permite a instalação não invasiva em tubos metálicos da DN 50 - 600 (2"- 24"), minimizando o risco em ambientes corrosivos e de alta temperatura
- A detecção precoce da deterioração do fluido através do monitoramento da velocidade de som melhora a segurança e a disponibilidade
- O diagnóstico em tempo real melhora a confiabilidade e o tempo de atividade
- Sem queda de pressão com curtos ciclos de entrada/saída
Percepções
Medição de temperatura em tanques
A medição da temperatura em tanques de sal fundido é essencial para a operação segura e eficiente da fábrica de CSP. Variações nos tamanhos do tanque, altas temperaturas acima de 550°C (1.022°F) e condições corrosivas exigem termopares duráveis com design flexível. Com frequência, os sensores são posicionados em diversas alturas para monitorar a estratificação, com rastreamento de calor e isolamento que impedem a solidificação e asseguram o desempenho confiável a longo prazo.
Nossa expertise em campo
A Endress+Hauser fornece um sistema abrangente para monitoramento simultâneo da temperatura em três pontos críticos: paredes internas do tanque, base do tanque e meio de sal fundido dentro de recipientes de armazenamento térmico, garantindo máxima segurança da operação e confiabilidade em todo o processo de conversão de energia.
- O iTHERM MultiSens Flex TMS01 assegura o perfilamento de temperatura preciso ao longo da superfície/parede interna do tanque para proteger a estrutura do tanque, evitar solidificação do sal e controlar a transferência de calor. O sensor de temperatura multiponto também proporciona monitoramento confiável da temperatura em espaços apertados da base para evitar danos mecânicos, como rachaduras no concreto
- O iTHERM MultiSens Bundle TMS31 oferece medições de temperatura precisas em sal fundido monitorando a temperatura em diferentes níveis no tanque, possibilitando a determinação do teor de energia, estado de carga e controle do processo do sistema de armazenamento de sal
Percepções
Medição de nível da CSP
A medição de nível em sistemas de sal fundido é tecnicamente desafiadora devido à temperatura extrema, à natureza corrosiva e ao risco de solidificação. No entanto, com design robusto e tecnologias avançadas, o monitoramento confiável é essencial em tanques de sal quente e sistemas de cabeçote. Manter os níveis corretos é fundamental para a segurança operacional e a capacidade de armazenamento de energia em fábricas de CSP, onde o sal fundido no receptor aquece rapidamente sob luz solar concentrada. A medição de nível em tempo real nos tanques de buffer de entrada e de saída impede que os receptores superaqueçam ou se queimem, enquanto o monitoramento preciso dos tanques de armazenamento térmico e dos recipientes de óleo HTF assegura a estabilidade geral do processo.
Nossa expertise em campo
Com o radar de onda livre, a Endress+Hauser oferece medições de nível precisas e confiáveis em tanques de sal fundido e recipientes de óleo HTF, possibilitando que você proteja a segurança operacional, otimize a capacidade de armazenamento de energia e assegure a eficiência e a confiabilidade em toda a fábrica.
- O sensor de radar Micropilot FMR62B 80GHz é equipado com uma opção de alta temperatura (até 450°C (842 °F), e maior com espaçador de isolamento térmico) e é imune a flutuações de pressão e temperatura
- A tecnologia de 80 GHz oferece um ângulo de feixe estreito, o que minimiza a interferência por obstruções internas
- Desenvolvida de acordo com a IEC 61508, essas soluções garantem o mais alto nível de segurança
Percepções
Medições de temperatura em receptores
Os sistemas de fluido de transferência de calor (HTF) formam a espinha dorsal de fábricas de CSP, transferindo o calor de coletores solares para o sistema de geração de vapor (SGS). O monitoramento contínuo da temperatura é essencial para assegurar uma troca de calor ideal e evitar o superaquecimento, o que pode danificar o equipamento e reduzir a eficiência. Em fábricas de energia da torre solar, a radiação concentrada pode aumentar as temperaturas da superfície do receptor para cerca de 1.000°C (1.832°F), com os limites reais dependendo do meio HTF. Independentemente da tecnologia de CSP, a medição precisa da temperatura na superfície do receptor e dentro do HTF, como o óleo térmico ou o sal fundido nos tubos receptores, é crucial para a eficiência do sistema e a segurança operacional.
Nossa expertise em campo
A Endress+Hauser oferece soluções de medição de temperatura altamente precisas, confiáveis e comprovadas para aplicação para HTF em fábricas de CSP, assegurando uma troca de calor estável, evitando o superaquecimento e maximizando a disponibilidade e a eficiência da fábrica.
- O iTHERM CableLine TSC310 proporciona medição de temperatura robusta e precisa diretamente na superfície do receptor, assegurando monitoramento preciso sob calor extremo para uma absorção de energia ideal e segurança do sistema
- O iTHERM ModuLine TM111 fornece medição de temperatura altamente confiável em HTF no tubo receptor de calor, possibilitando a operação estável, a troca de calor eficiente e a proteção contra superaquecimento em condições de CSP exigentes
Conclusão
Nossa oferta
A Endress+Hauser apoia a transição para a geração de energia solar de grande escala com equipamentos de medição e soluções confiáveis adaptados aos desafios únicos das fábricas de CSP. Desde o campo coletor até o armazenamento de energia térmica e geração de vapor, nossa instrumentação garante operação segura, eficiente e consistente, contribuindo para o sucesso a longo prazo das iniciativas de energia solar.
- Equipamentos de medição mais adequados e expertise que apoiam o fornecimento descentralizado de energia e a geração de energia renovável a partir de um único fornecedor
- Tecnologia e soluções comprovadas para CSP que garantem segurança, confiabilidade e eficiência
- Expertise abrangente para medição precisa e confiável em condições extremas
- Aumente o desempenho do sistema enquanto reduz os custos operacionais com Heartbeat Technology, que fornece autodiagnóstico contínuo e alerta o usuário quando a intervenção é necessária
Notas finais
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