Menggetarkan! Begitulah cara Bumi dapat sepenuhnya didukung oleh energi berkelanjutan
Engineering

Memusatkan perhatian pada potensi energi matahari untuk memenuhi permintaan panas proses industri


Kredit: Domain Publik Unsplash / CC0

Saat ini, pembakaran gas alam dan batubara memasok sebagian besar permintaan untuk panas proses industri (IPH), atau perpindahan panas ke suatu material dalam proses produksi. Dengan munculnya teknologi solar photovoltaic (PV) berbiaya rendah, minat tumbuh pada tenaga surya sebagai opsi IPH dan jalur dekarbonisasi untuk sektor industri.

Namun, margin tipis industri dan jadwal produksi yang ketat telah menimbulkan pertanyaan tentang keandalan energi surya di tempat untuk memenuhi suhu yang diperlukan dalam proses industri. Hal ini, bersama dengan faktor-faktor lain, telah mencegah penggunaan energi matahari untuk penggunaan di tempat, yang hanya mencapai 0,8% dari total konsumsi energi industri AS pada 2019.

Untuk lebih memahami potensi tenaga surya untuk panas proses industri di semua industri, analis NREL mengembangkan data resolusi lebih tinggi untuk mempelajari tiga teknologi utama tenaga surya untuk IPH — kolektor non-konsentrat, kolektor konsentrat, dan teknologi listrik yang terhubung dengan PV — dan kemampuannya untuk menyediakan panas proses industri di tempat pada kisaran suhu rendah hingga sedang di semua industri di semua wilayah AS, dengan mempertimbangkan penggunaan akhir yang relevan dan batasan teknologi.

Penemuan ini, yang diterbitkan dalam laporan teknis NREL dan diringkas dalam penampil interaktif, membantu membangun dasar untuk analisis lanjutan untuk akhirnya mencocokkan teknologi energi surya dengan permintaan IPH tertentu.

Mengembangkan Data Resolusi Tinggi

Penelitian yang ada tentang panas proses industri cenderung berfokus pada suhu tinggi, proses intensif energi. Selain itu, analisis matahari AS sejauh ini kekurangan data dengan resolusi lebih tinggi, termasuk data permintaan panas per jam.

Berdasarkan laporan sebelumnya yang mengembangkan perkiraan energi untuk industri tingkat kabupaten, peneliti NREL memilah data energi yang ada ke dalam suhu proses dan kategori penggunaan akhir seperti boiler konvensional atau gabungan panas dan daya. Kumpulan data yang dihasilkan mewakili perkiraan resolusi tertinggi penggunaan bahan bakar pembakaran untuk permintaan panas proses industri di Amerika Serikat.

Para analis juga mengembangkan satu set bentuk beban panas yang representatif menggunakan berbagai sumber data untuk menangkap perbedaan dalam permintaan panas proses per jam untuk jadwal operasi yang berbeda berdasarkan industri, ukuran fasilitas, dan musim. Detail tingkat proses tambahan, termasuk efisiensi peralatan rata-rata, juga disertakan dalam analisis.

Akhirnya, untuk mempertimbangkan ketersediaan sumber daya surya dan kendala penggunaan lahan yang mungkin melarang pengembangan sistem, para analis menggunakan Model Penasihat Sistem (SAM) NREL dan Model Potensi Energi Terbarukan (reV) untuk menghitung produksi energi pembangkit tenaga surya untuk semua negara di Amerika Serikat yang berdekatan.

Selangkah Lebih Dekat untuk Mencocokkan Sumber dan Permintaan

Berdasarkan potensi pembangkitan energi surya, karakteristik topografi, batasan penggunaan lahan, dan kinerja sistem, para analis menentukan bahwa ada banyak peluang untuk panas proses industri surya untuk mengurangi penggunaan bahan bakar pembakaran dan emisi di banyak industri dan di semua wilayah di United yang berdekatan. Serikat.

Namun, peluang ini dibatasi oleh kemampuan pembangkit energi surya untuk memenuhi permintaan IPH yang terjadi saat sinar matahari tidak tersedia, terutama untuk industri yang beroperasi sepanjang waktu. Para analis mencatat bahwa mencocokkan teknologi energi surya dengan permintaan IPH per jam adalah penghalang saat ini — lebih dari sekadar mencocokkan teknologi dengan suhu IPH, yang memiliki data yang ada.

Penelitian di masa mendatang dapat mengembangkan data permintaan IPH dengan resolusi lebih tinggi, memperluas data rata-rata industri ke informasi untuk masing-masing fasilitas, seperti jadwal pengoperasian, persyaratan suhu proses, dan beban pemanasan di tingkat peralatan dari waktu ke waktu.

Bersama dengan data tingkat fasilitas, penelitian masa depan dapat mengeksplorasi opsi dan ukuran penyimpanan energi panas untuk meminimalkan kehilangan panas. Para analis menyoroti penyimpanan sebagai opsi potensial untuk membantu menyeimbangkan permintaan dengan menyimpan energi saat tidak diperlukan dan mengirimkannya saat sinar matahari tidak tersedia.

Akhirnya, penelitian masa depan harus mempertimbangkan cara terbaik untuk mengintegrasikan teknologi panas proses industri surya ke dalam operasi industri, mungkin termasuk pengembangan alat pengambilan keputusan untuk fasilitas untuk membandingkan solusi dengan teknologi konvensional, melacak instalasi dan kinerjanya, dan terlibat dengan sub sektor manufaktur lainnya. .

“Sekarang aspek teknis dari peluang tenaga surya untuk panas proses industri di Amerika Serikat menjadi lebih jelas, kami mulai memeriksa aspek ekonomi dari teknologi ini relatif terhadap rekan pembakaran konvensional mereka,” kata Colin McMillan, analis NREL dan pimpinan penelitian solar-for-IPH. “Kami sekarang fokus pada kondisi yang diperlukan untuk kinerja ekonomi dan teknis dari sistem ini agar sesuai dengan teknologi pembakaran yang ada.”


Teknologi energi surya dapat memenuhi permintaan pemanasan proses industri


Informasi lebih lanjut:
Peluang Panas Proses Industri Tenaga Surya di Amerika Serikat. www.nrel.gov/docs/fy21osti/77760.pdf

Disediakan oleh Laboratorium Energi Terbarukan Nasional

Kutipan: Memusatkan perhatian pada potensi energi matahari untuk memenuhi permintaan panas proses industri (2021, 25 Januari) diakses 25 Januari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-01-zeroing-potential-solar-energy-industrial. html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HKG