Kolektor słoneczny paraboliczny skupiający XCPC

Kolektor XCPC łączy w sobie dwie techniki - kolektor próżniowy i paraboliczne zwierciadło, które odbijąjąc promieniowanie z wysoką sprawnością skupia je w kolektorze próżniowym. Ta kombinacja pozwala na orientacje kolektora w kierunkach East - West, pracę ze sprawnością powyżej 50% i osiąganie temperatur powyżej 200*C. To wszystko bez mechanizmu śledzenia tak!!!

Efektywność jest definiowana jako procent energii słonecznej, która trafia do kolektora i jest przekształcana w użyteczne ciepło na jego wyjściu.

Kolektory płaskie oraz rurowe wykazuja dobrą sprawność przy niższych wartościach temperatury, ale straty ciepła oznaczają, że ich skutecznośc szybko spadnie w wyższych temperaturach (~80-100*C).

Przy konstruowaniu kolektora skupiającego dopasowano tak geometrycznie reflektor do rury próżniowej, aby uzyskać jak najwięcej odbitego od niego promieniowania.

Kolektor ma wyjątkowo duży kąt zbierania promieniowania - utrzymanie szczytowego wytwarzania energii nawet wtedy, gdy światło pada pod ostrym kątem. Współczynnik koncentracji 1.4 oznacza, że absorber otrzymuje dodatkowo 40% energii słonecznej pozwalając na osiąganie wysokich temperatur. Kolektor maksymalizuje zgromadzone ciepło poprzez strumienie ciepła przepływające w specjalnych turbulatorach.

Montaż kolektorów XCPC w strefie przemysłowej

 

 

Instalacja kolektrów XCPC na gruncie

 

Montaz kolektorów XCPC na dachu 

Wytwarzanie pary z kolektorów słonecznych skupiających XCPC

Solarny generator pary pracuje w temperaturze 150°C i wytwarza 137 kg pary/h o parametrach 122°C - 1,03 bar. Słoneczny generator pary o mocy 7,46 kW zastąpi parę wytwarzaną przez kocioł opalany paliwem kopalnym w ciągu dnia. Solarny generator pary instaluje się w centralnym przewodzie parowym obiektu równolegle do istniejącego kotła. Solarny generator pary utrzymuje ciśnienie w centralnym przewodzie parowym, dzięki czemu istniejący kocioł może pozostać bezczynny do momentu, gdy ciśnienie w centralnym przewodzie parowym spadnie, a proces będzie wymagał więcej pary. Kocioł z Solarnym Generatorem Pary znacznie zmniejszy zużycie paliwa i skróci czas pracy istniejących kotłów. System jest bardzo łatwy do zainstalowania w nowych lub istniejących obiektach. W przeciwieństwie do standardowych systemów solarnych, XCPC zbiera zarówno bezpośrednie, jak i pośrednie światło słoneczne, co pozwala na jego wykorzystanie na całym świecie. Brak ruchomych części i prosta konstrukcja systemu zapewniają minimalne koszty eksploatacji i utrzymania. Nasze niskoprofilowe systemy montowane na dachach lub w ziemi są wytrzymałe i lekkie. Dzięki opatentowanej technologii XCPC jest stosowany w tak różnych branżach, jak produkcja, przetwórstwo żywności (np. mięsnej, mleczarskiej, przetworzonej i napojów), ścieki komunalne oraz wydobycie ropy naftowej i gazu.

Solarny generator pary o mocy 7,46 kW to niezawodne i niedrogie rozwiązanie dla przemysłu browarniczego i gorzelniczego, które charakteryzuje się bardzo korzystnym zwrotem z inwestycji. Zmniejszy zużycie energii o około: Gaz ziemny = 146,54 kWh, LPG = 21 l/h Olej = 12 l/h, Energia elektryczna = 115 kWh

Korzyści systemu solarnego skupiającego XCPC

• 7,46kW dla 136kg pary/h 
• 122°C -1,03 bar - 105,5kW
• 69- Kolektory wysokotemperaturowe XCPC
• 184 m2 powierzchni kolektora
• Brak śledzenia obniża koszty O&M
• Układ optyczny bez możliwości obrazowania pozwala na wykorzystanie zarówno bezpośredniego, jak i pośredniego światła słonecznego

Oszczędności i redukcja emisji gazów cieplarnianych: System 105KW (69 XCPC) 

• Gaz ziemny = 413 993,82kWh/rok 78,9 ton CO2 i 0,099 ton Nox 
• Elektryczny = 322 000 kWh zaoszczędzonych rocznie 185 ton CO2 i 0,67 tony Nox 

NAJWYŻSZA REDUKCJA NA m2 ZE WSZYSTKICH TECHNOLOGII SOLARNYCH NA RYNKU!

Pasteryzacja i destylacja wody z kolektorów słonecznych skupiających XCPC

Pasteryzacja - ciepło słoneczne generowane przez kolektor XCPC w temperaturze 93°C zabije wszystkie patogeny znajdujące się w brudnej lub niebezpiecznej wodzie. Dzięki XCPC możliwe jest oczyszczanie wody deszczowej do użytku przez ludzi lub w rolnictwie. Woda przefiltrowana w celu usunięcia zanieczyszczeń stałych i poddana pasteryzacji może być bezpiecznie stosowana do celów spożywczych i spożycia przez ludzi.

Destylacja - w wyniku wrzenia i odparowania brudnej wody powstaje czysta para, która może być skroplona z powrotem do wody, zapewniając czystą i bezpieczną wodę dla szpitali i zakładów opieki zdrowotnej lub odparowania i usunięcia ścieków.

Woda jest problemem globalnym

• Woda deszczowa nie może być używana do produkcji żywności ze względu na patogeny zebrane z dachu.
• 1 na 10 osób na świecie nie ma dostępu do czystej wody.
• Każdego dnia 800 dzieci umiera z powodu chorób związanych z brudną wodą.
• Co minutę umiera noworodek z powodu braku czystej wody i nieczystego środowiska.
• 42% placówek opieki zdrowotnej i 31% szkół w Afryce nie ma dostępu do bezpiecznej wody. Artic Solar zmienia ten stan rzeczy dzięki systemom słonecznej termicznej pasteryzacji i destylacji.

Co nas wyróżnia?

• Nieśledząca konstrukcja
• Brak ruchomych części zmniejsza lub eliminuje koszty eksploatacji i konserwacji
• Sprawność 53% w temperaturach do 204°C
• Niewidoczny układ optyczny umożliwia pracę od wschodu do zachodu słońca bez względu na zachmurzenie
• Niskonakładowe rozwiązania dla czystej wody

Niekontrolowany pobór wody, użytkowanie gruntów lub wylesianie, zmiany klimatyczne i wzrost liczby ludności zmieniają globalny obieg wody. W Eco-Prius jesteśmy dumni z tego, że możemy to zmienić. Badania i testy dowiodły, że nasza zaawansowana technologia słoneczna osiąga temperatury wystarczająco wysokie, aby destylować lub pasteryzować wodę. W przypadku braku energii elektrycznej zaprojektowaliśmy system tak, aby działał w oparciu o energię słoneczną. Wykorzystując fotowoltaikę do dostarczania prądu stałego, zasilamy pompę cyrkulacyjną, a do przekazywania ciepła wykorzystujemy termosyfon układu kolektorów. Każdy kolektor XCPC wytwarza 1,5 kWh, co pozwala na pasteryzację do 18,92 l wody na godzinę. Każdy system składa się z 3 kolektorów, które oczyszczą około 450 l wody dziennie (w zależności od klimatu). Destylacja będzie wykorzystywać układy słoneczne do odparowywania brudnej wody, a następnie skraplania pary w celu uzyskania wody destylowanej. Jest to woda wystarczająco czysta i bezpieczna, aby można jej było używać w szpitalach i klinikach medycznych. Destylatory są nieco bardziej skomplikowane, dlatego preferujemy dostosowanie systemu do pożądanej wydajności dziennej oraz dobranie wielkości baterii słonecznych, parownika i skraplacza do danej lokalizacji.

Czysta woda z ultrafiltracji, pasteryzacji i destylacji jest:

• Bezpieczna do spożycia i picia.
• Bezpieczna do stosowania w produktach spożywczych.
• Bezpieczną wodą dla dzieci

WIĘKSZE MOŻLIWOŚCI SYSTEMU SOLARNEGO XCPC

Potencjalni użytkownicy słonecznej energii cieplnej mogą jej w pełni nie rozumieć lub nie doceniać jej wszechstronności i wartości. Zasada działania słonecznej energii cieplnej jest prosta: Kolektor słoneczny pochłania ciepło ze słońca, a ogrzany płyn przepływający przez rury w kolektorach jest rozprowadzany do odpowiedniego systemu. Podstawowa technologia istnieje od ponad 100 lat, a systemy mają udowodnioną trwałość ponad 25 lat - dłużej niż konwencjonalne systemy podgrzewania wody - przy ułamku kosztów cyklu życia. Kolektory słoneczne mogą być instalowane w dowolnym miejscu obiektu z odpowiednim dostępem do niezakłóconego światła słonecznego. Szacunki pokazują, że wykorzystanie pełnego potencjału Stanów Zjednoczonych w zakresie podgrzewania wody użytkowej i komercyjnej za pomocą energii słonecznej może:- Zaoszczędzić 578 miliardów stóp sześciennych gazu ziemnego rocznie - 2,5% krajowego zużycia.- Zaoszczędzić 35 miliardów kWh energii elektrycznej rocznie, nieco poniżej 1 procenta zużycia w USA.- Zapobiec emisji 52 milionów ton dwutlenku węgla rocznie, co odpowiada emisji z 13 elektrowni węglowych lub 9,9 miliona samochodów.

Podgrzewanie wody

Najbardziej rozpowszechnionym zastosowaniem energii słonecznej jest podgrzewanie wody. Typowy system słonecznego ogrzewania wody w budynkach mieszkalnych produkuje od 7 do 10 kWh dziennie lub 3400 kWh rocznie, w zależności od lokalnych warunków i rodzaju kolektora oraz projektu systemu. Średnio, dla każdego takiego systemu zainstalowanego zamiast elektrycznego podgrzewacza wody, 0,5 kW szczytowego zapotrzebowania jest usuwane z obciążenia sieci. Kiedy program podgrzewania wody za pomocą energii słonecznej, taki jak na Hawajach, obejmuje tysiące zainstalowanych podgrzewaczy wody, które zastępują energię elektryczną, redukcja zapotrzebowania jest mierzona w megawatach. Mały komercyjny system podgrzewania wody za pomocą energii słonecznej z kolektorami o powierzchni 46m2 zastąpi ciepłą wodę wytwarzaną przez mały kocioł opalany gazem ziemnym, generując 66 843kWh rocznie i równoważąc ponad 12,2 ton CO2. Większy komercyjny lub przemysłowy system ogrzewania procesowego lub 200-tonowy projekt chłodzenia słonecznego może wygenerować równowartość 1121MWh i zrównoważyć około 241 ton CO2. Komercyjne instalacje SIPH zapewnią energię niezbędną do:

• ogrzewania procesów przemysłowych
• odsalania
• przetwarzania żywności i napojów
• chłodzenia słonecznego i systemów chłodniczych
• ORC lub silników cieplnych Stirlinga do wytwarzania energii elektrycznej

Ogrzewanie

Podobnie jak w przypadku słonecznych systemów podgrzewania wody, systemy te zazwyczaj wykorzystują więcej kolektorów słonecznych, większe jednostki magazynujące i bardziej wyrafinowane projekty. W przeszłości tylko koncentrujące się lub śledzące technologie słoneczne działały w wystarczająco wysokich temperaturach, aby sprostać obciążeniom związanym z ogrzewaniem pomieszczeń. Kolektory płaskie i większość systemów z rurami próżniowymi nie są w stanie konsekwentnie pracować w tych temperaturach w przypadku wysokich temperatur wymaganych w systemach wymuszonego ogrzewania wodnego (83*C). XCPC jest jedyną technologią bez śledzenia, która może zapewnić temperatury ogrzewania pomieszczeń we wszystkich strefach klimatycznych.

Chłodzenie

W tym przypadku systemy ogrzewania słonecznego są połączone z absorpcyjnymi agregatami chłodniczymi i wykorzystują proces sorpcji termiczno-chemicznej lub amoniak do wytwarzania klimatyzacji bez użycia energii elektrycznej. Proces jest podobny do tego w lodówce, z wyjątkiem tego, że nie ma sprężarki. Cykl absorpcji jest napędzany płynem przenoszącym ciepło - podgrzaną wodą lub mieszaniną glikolu - z kolektora słonecznego. Woda schłodzona pomiędzy 2,2*C a 6,66*C przepływa przez miedziane rury, a wymuszone powietrze przepływające przez rury wytwarza klimatyzację. Opcje obejmują zastąpienie elektrycznych agregatów chłodniczych lub wtryskiwanie schłodzonej wody generowanej przez absorpcyjny agregat chłodniczy do budynku o dużym obciążeniu chłodniczym. W ciągu ostatnich 15 lat zademonstrowano kilka projektów chłodzenia wspomaganego energią słoneczną. Na przykład:

• system kolektorów płaskich w Madrycie napędzał agregat absorpcyjny z pojedynczym efektem woda/LiBr;
• system kolektorów z rurami próżniowymi w Walii zasilał mały agregat absorpcyjny LiBr/H20;
• połączony system kolektorów płaskich i rur próżniowych zasilał agregat absorpcyjny z pojedynczym efektem LiBr/H20 w Nowym Meksyku.
• 30-tonowy agregat chłodniczy Yazaki 1E został zainstalowany w elektrowni Sandhill w Austin w Teksasie w celu zapewnienia podstawowego ogrzewania wody, ogrzewania pomieszczeń i klimatyzacji
• Armia Stanów Zjednoczonych zainstalowała 40-tonowy agregat chłodniczy YORK z pojedynczym efektem z mikrokanałem śledzącym panel słoneczny,

Zademonstrowano również kilka wysokotemperaturowych systemów chłodzenia słonecznego zasilających agregaty chłodnicze z podwójnym efektem

• liniowy system kolektorów Fresnela w Sewilli napędzał agregat absorpcyjny LiBr/H20 z podwójnym efektem
• system koryta parabolicznego w Pensylwanii napędzał agregat absorpcyjny LiBr/H20 z podwójnym efektem

Również w 1998 roku absorpcyjny agregat chłodniczy LiBr/H20 z podwójnym efektem był zasilany przez pole nieśledzących zintegrowanych koncentratorów parabolicznych w Kalifornii. Były to nieskoncentrowane rury ewakuacyjne, które działały wyjątkowo dobrze, ale nie były nawet zdalnie ekonomiczne.

Zaawansowana wysokotemperaturowa technologia solarna XCPC

ECOPRIUS jest wyłącznym przedstawicielem rewolucyjnej wysokotemperaturowej technologii solarnej XCPC. Kolektor XCPC wykorzystuje najnowocześniejsze osiągnięcia w dziedzinie optyki nieobrazującej, aby zapewnić ogrzewanie i chłodzenie obiektów przemysłowych i obiektów po niższych kosztach niż jakiekolwiek inne odnawialne źródło energii. Jest to jedyna montowana na dachu technologia ogrzewania słonecznego z możliwością ekonomicznego osiągania temperatur do 200°C/392°F w bezpośrednim lub rozproszonym świetle słonecznym bez kosztownych i wymagających konserwacji systemów śledzenia. Technologia XCPC łączy niestandardowy próżniowy rurowy odbiornik słoneczny z zewnętrznym odbłyśnikiem nieobrazującym, który pozwala na pracę z ponad 50% wydajnością (ilość padającego światła słonecznego przekształcanego w energię użytkową) nawet w wysokich temperaturach. XCPC, U.S. Patent #9,383,120 B1, Solar ThermalConcentrator Apparatus, System and Method został niezależnie przetestowany i jest certyfikowany przez Solar Ratings andCertifications Corporation (SRCC) of the International CodeCouncil (ICC). Technologia ta została również przetestowana przez Gas Technology Institute i NASA Ames. XCPC, opracowany przez University of California Solar Lab, zapewni wysokie temperatury niezbędne do chłodzenia absorpcyjnego z podwójnym efektem, aby skutecznie zapewnić chłodzenie i klimatyzację, wysokotemperaturowe ogrzewanie pomieszczeń, ciepło przemysłowe oraz, w połączeniu z pompą ciepła, energię do destylacji wieloefektowej (MED), zmniejszając koszty energii czystej wody nawet o 49%. Ponadto, XCPC w połączeniu z postępem w dziedzinie silników cieplnych Organic Rankin Cycle (ORC) będzie generować energię elektryczną i moc. Dla tych z Was, którzy znają energię słoneczną tylko jako fotowoltaikę (PV), istnieje inna technologia słoneczna, która może znacznie zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych. Zastosowania technologii słonecznej obejmują: ogrzewanie basenów, podgrzewanie wody w kotłach, ogrzewanie wody użytkowej i pomieszczeń, klimatyzację i ciepło o wysokiej temperaturze dla szerokiej gamy procesów komercyjnych i przemysłowych, takich jak przemysłowe ciepło procesowe (IPH). Koszt instalacji XCPC jest konkurencyjny w stosunku do kosztów gazu ziemnego i ma najwyższą redukcję emisji gazów cieplarnianych ze wszystkich technologii słonecznych. W 2012 r. Johnson Controls, Inc. opublikował białą księgę zatytułowaną "Słoneczna energia cieplna: The Time Has Come cytat "ogrzewanie słoneczne, często przyćmione przez systemy fotowoltaiczne, jest najbardziej opłacalnym źródłem energii odnawialnej na miejscu. Stanowi to ogromną szansę dla organizacji publicznych i prywatnych, aby zaoszczędzić na paliwach kopalnych, obniżyć koszty i zmniejszyć emisję dwutlenku węgla". Co się zmieniło? W białej księdze omówiono potencjał techniczny podgrzewania wody za pomocą energii słonecznej w USA, wyceniony na około jeden kwadrylion BTU oszczędności energii rocznie, wart miliardy dolarów oszczędności kosztów energii i 50 milionów do 75 milionów ton emisji dwutlenku węgla. Liczby te mogą być jedynie teoretyczne, ale ilustrują ogromne możliwości technologii słonecznej w zakresie wypierania paliw kopalnych, przeciwdziałania zmianom klimatu i oszczędzania pieniędzy w instalacjach przemysłowych, budynkach komercyjnych. Niedawne badanie zatytułowane "Initial Investigation into the Potential of CSP Industrial Process Heat for the Southwest UnitedStates"  przeprowadzone przez Parthiv Kurup i Craig Turchi z National Renewable Energy Laboratory dotyczyło potencjału technicznego i zastosowań różnych technologii CSP w oparciu o wymagania dotyczące dostarczania energii słonecznej i temperatury obiektu. Ocena dla Kalifornii wskazuje na potencjał techniczny energii cieplnej wynoszący prawie 23 000 TWh/rok, znacznie więcej niż szacowane zapotrzebowanie na około 48 TWh/rok dla sektorów przemysłowych w Kalifornii, które wykorzystują głównie gaz ziemny do IPH. Raport potwierdza wkład i możliwości komercyjnych instalacji słonecznego ciepła procesowego (SIPH), które stają się rozwijającą się branżą i szansą na przywrócenie wkładu słonecznego ogrzewania termicznego. Raport stwierdza również, że "po znacznym zainteresowaniu w latach 70-tych, ale stosunkowo niewielu wdrożeniach, wykorzystanie technologii słonecznych do zastosowań termicznych odsalania i przemysłowego ciepła procesowego (IPH), ponownie cieszy się globalnym zainteresowaniem. W szczególności Unia Europejska (UE) jest liderem w zakresie wykorzystania, rozwoju i wdrażania technologii słonecznych.