Każdy, kto miał do czynienia z produkcją ogniw fotowoltaicznych i baterii litowych, wie jedno: to nie koszt sprzętu nie pozwala zasnąć w nocy-ale awaria dostaw gazu.
Wyciągacz kryształów działa bez przerwy przez setki godzin. Stracisz azot na zaledwie kilka minut, a grafitowa gorąca strefa wewnątrz pieca będzie prawie tostowa. Zamienna gorąca strefa kosztuje kilkaset tysięcy RMB, a ponadto przewidujesz dwa do trzech dni przestoju w związku z wymianą. Dlatego żadna fabryka fotowoltaiki o rzeczywistej skali nie zmniejsza budżetu na gaz.
Dlaczego kriogeniczna ASU, a nie inna metoda wytwarzania azotu?
To pytanie zadaje sobie każdy kierownik ds. zakupów w przypadku nowych projektów. PSA wygląda tanio. Membrana wygląda jeszcze taniej. Ale nie można po prostu patrzeć na cenę sprzętu.
Zapotrzebowanie na azot w zatoce do wyciągania kryształów ma charakter-wysokiego poziomu i nieprzerwanie. Przy piętnastu do dwudziestu piecach pracujących jednocześnie godzinne zużycie z łatwością przekracza 15 000 metrów sześciennych. Aby osiągnąć ten wolumen za pomocą PSA, potrzeba wielu jednostek działających równolegle. Zajmują powierzchnię podłogi, a złoża sit molekularnych należy wymieniać co dwa do trzech lat-, co oznacza zamknięcie wszystkich urządzeń, gdy to nastąpi.
Następnie pojawia się trudniejszy problem: wahania czystości. Za przyzwoity uważa się azot PSA o zawartości tlenu w okolicach 10 ppm. Ale ściągacze kryształów potrzebują poniżej 1 ppm. Ta przerwa wynosząca 9 ppm przekłada się na szybkości utleniania gorącego grafitu, które różnią się wielokrotnościami, a nie procentami. Widzieliśmy, jak rośliny stosowały PSA, aby zaoszczędzić na kosztach początkowych, ale żywotność strefy gorącej spadła z dwóch lat do zaledwie ponad jednego. Pieniądze, które „zaoszczędzili” na sprzęcie, zostały zakopane w materiałach eksploatacyjnych.
Kriogeniczne ASU kosztują więcej z góry. Żadnego argumentu. Ale oddziela powietrze poprzez fizyczną rektyfikację-upłynnianie, a następnie destylację. Czystość osiąga 99,999% i pozostaje na tym poziomie. Zawartość tlenu poniżej 0,5 ppm to normalne działanie, a nie jakiś teoretyczny limit.
Wyciąganie kryształów wiąże się z innym wymogiem dotyczącym-temperatury azotu
Ten szczegół rzadko pojawia się w specyfikacji technicznej, ale wie o tym każdy, kto spędził trochę czasu na podłodze. Świeżo odparowany ciekły azot wydziela się w temperaturze minus 180 stopni Celsjusza. Wrzuć to prosto do pieca, a pole termiczne oszaleje. Wlewka krzemu zacznie wyrzucać dyslokacje. Zatem azot ze stacji ASU musi najpierw przejść przez parownik, ogrzać się z powrotem do około dwudziestu stopni, zanim w ogóle trafi do hali produkcyjnej.
Brzmi prosto. W praktyce oznacza to całą pętlę automatycznej kontroli temperatury i regulacji ciśnienia. Temperatura otoczenia waha się między zimą a latem, a wraz z nią zmienia się temperatura na wylocie z parownika. Ktoś musi tego pilnować. Nowoczesne pakiety ASU mają wbudowaną automatyzację, ale podczas uruchamiania? Nadal potrzebujesz doświadczonej ręki, która by to zrobiła.
Sprawy związane z komórkami to inna historia
Produkcja ogniw fotowoltaicznych opiera się obecnie na TOPCon i HJT typu N-. Procesy te przeżuwają specjalne gazy-podtlenek azotu, silan i tak dalej. Skąd pochodzą te gazy? Surowcem jest azot-o wysokiej czystości. Jeśli nie ma czystości azotu, zanieczyszczenia przedostają się do syntetyzowanych gazów specjalnych, co bezpośrednio odbija się na wydajności ogniw.
Rola kriogenicznych ASU w tym łańcuchu dostaw jest interesująca, jeśli spojrzysz na nią z dystansem. To nie jest produkt końcowy. Jest to jednak warunek wstępny każdego dalszego-procesu o wysokiej czystości.
Jeśli chodzi o materiały katodowe do baterii litowych, głównym wydarzeniem staje się produkt uboczny ASU
Trójskładnikowe materiały o wysokiej-niklu wymagają atmosfery-bogatej w tlen podczas spiekania. Kriogeniczny ASU wytwarzając azot, generuje również ogromny strumień tlenu o czystości 99,6% lub wyższej. Tlen ten jest dostarczany bezpośrednio do pieców. Jeden system obsługuje oba gazy. To o wiele lepsze rozwiązanie niż kupowanie ciekłego tlenu na wagę ciężarówki. Transport ciężarówkami LOX nie jest tani, a podczas letnich upałów-straty spowodowane gotowaniem oznaczają, że objętość faktycznie trafiająca do zbiornika rzadko odpowiada fakturze.
Jedna pułapka przy wyborze sprzętu: skupianie się na wydajności znamionowej
Moc znamionowa podana w arkuszu specyfikacji ASU odzwierciedla warunki projektowe. Jednak zapotrzebowanie na gaz na nowej linii produkcyjnej energii nie jest linią płaską. Zużycie pomiędzy fazą topnienia-a fazą stabilizacji w wyciągaczu kryształów może wahać się o ponad trzydzieści procent. To, czy sprzęt może pracować stabilnie przy częściowym obciążeniu, ma większe znaczenie niż nominalna pojemność.
Tu pojawia się kwestia techniczna zwana-kontrolą przeciwprzepięciową. Sprężarki drgają przy niskim przepływie i mogą dryfować w obszar wzrostu. Jeśli zrobisz to źle, uszkodzisz maszynę. Przyzwoite, nowoczesne jednostki są wyposażone w automatyczne zawory recyrkulacji i regulację łopatek wlotowych, które reagują na rzeczywiste użytkowanie. Jednak dostrojenie tych parametrów podczas konfiguracji jest pewną sztuką. Zmień ustawienia źle, a i tak wzrośnie.
Kolejnym elementem zamówienia, który ma tendencję do ograniczania, jest system rezerwowy ciekłego azotu.
W przypadku niektórych projektów, próbujących zmieścić się w początkowym budżecie, zakłada się, że samo ASU ma wystarczającą redundancję, aby można było pominąć zbiornik do przechowywania cieczy i odparowywacze. Następnie następuje przerwa w sieci lub wyłącza się sprężarka, a bez wspomagania płynnego, które mogłoby się załączyć, cała linia gaśnie. Wyciąganie kryształów PV i spiekanie komórek nie tolerują nieplanowanych przestojów. Strata spowodowana jedną awarią znacznie przewyższa koszt takiego systemu zapasowego.
A rachunek za energię wymaga-przejrzystego spojrzenia
Ponad siedemdziesiąt procent kosztów operacyjnych kriogenicznej ASU to energia elektryczna. Wydajność sprzętu sprowadza się do zużycia energii na jednostkę wyprodukowanego azotu. Obecne główne konstrukcje ASU mogą dostarczyć metr sześcienny azotu za mniej niż 0,35 kWh. Starszy sprzęt może nadal przekraczać 0,4 kWh. Oblicz statystyki dla średniej-instalacji fotowoltaicznej pracującej przez osiem tysięcy godzin rocznie, a różnica w wydajności wyniesie kilkaset tysięcy RMB rocznie.
Istnieje jeszcze jedna dźwignia kosztów: wycena-czasu-korzystania z energii. Uruchamiaj ASU intensywnie w nocy, gdy stawki są tanie, gromadząc ciekły azot w magazynie. Zadzwoń ponownie w godzinach szczytu w ciągu dnia i odparuj ze zbiornika. Strategia ta może pozwolić na zmniejszenie całkowitego kosztu gazu o kolejne dziesięć procent. Uwaga: zbiornik do przechowywania cieczy musi być odpowiednio dobrany, w przeciwnym razie nie będzie gdzie go umieścić.
Technologia kriogeniczna ASU nie jest nowością w nowym sektorze energetycznym. Ale pozostaje to jedna z niewielu rzeczy w roślinie, która absolutnie nie może działać na boki. Stabilny gaz oznacza stabilną linię. Stabilna linia oznacza, że plon pozostaje tam, gdzie powinien.
Shenger Gas od lat zajmuje się produkcją przemysłowych urządzeń gazowych, po drodze nie brakuje projektów fotowoltaicznych i litowych. Zrozumieliśmy następującą rzecz: klienci potrzebują nie tylko skrzynki wytwarzającej gaz. Potrzebują, aby cała instalacja gazowa działała bezproblemowo. Wszystko, począwszy od wstępnego modelowania przepływu i wyboru sprzętu, aż po uruchomienie i reakcję na części zamienne- – to właśnie decyduje o tym, czy projekt przebiegnie sprawnie, czy też okaże się bólem głowy.
