مجمع الألواح المسطحة عالي الحرارة: حل مخصص للطاقة الحرارية لسيناريوهات الطلب على درجات الحرارة العالية

مجمع الألواح المسطحة عالي الحرارة: حل مخصص للطاقة الحرارية لسيناريوهات الطلب على درجات الحرارة العالية

في مجالات الإنتاج الصناعي والتدفئة واسعة النطاق، تُعدّ "درجة الحرارة العالية" شرطًا أساسيًا لضمان الكفاءة والفعالية. يتطلب استخدام التدفئة الصناعية إمدادًا مستقرًا بالطاقة الحرارية عالية الحرارة التي تتجاوز 80 درجة مئوية، بل وتصل إلى 120 درجة مئوية، لتلبية متطلبات عمليات الإنتاج، مثل تجهيز الأغذية وتعقيمها، وتسخين المواد الخام الكيميائية، وطباعة وصباغة المنسوجات. ولتغطية التدفئة المركزية لمساحات واسعة، مثل المجمعات السكنية الكبيرة والمجمعات الصناعية، تُعد مصادر الحرارة عالية الحرارة ضرورية أيضًا لتحقيق انتقال الحرارة لمسافات طويلة، مما يمنع انخفاض درجات الحرارة الداخلية في النهاية نتيجة فقدان الحرارة أثناء النقل. يُعدّ المجمع الحراري ذي اللوح المسطح فائق الحرارة جهازًا احترافيًا للطاقة الحرارية، مُصممًا خصيصًا لمثل هذه الحالات التي تتطلب درجات حرارة عالية جدًا. بفضل قدرته الأساسية على تجاوز حدود درجة حرارة المجمعات الحرارية التقليدية، أصبح جهازًا رئيسيًا لحل مشاكل الطلب على درجات الحرارة العالية، وتعزيز استبدال الطاقة النظيفة.

من منظور سيناريوهات استخدام الحرارة الصناعية، حطم ظهور المجمعات الشمسية المسطحة فائقة الحرارة حاجز صعوبة وصول معدات الطاقة النظيفة التقليدية إلى درجات حرارة عالية. ففي صناعة المعالجة العميقة للأغذية، تتطلب بعض عمليات التعقيم الحفاظ على طاقة حرارية مستقرة عند 95-105 درجة مئوية. وكثيرًا ما تفشل المجمعات الشمسية التقليدية في تلبية معايير العملية بسبب التقلبات الكبيرة في درجات الحرارة وعدم كفاية درجة الحرارة القصوى، مما يُجبر الشركات على الاعتماد على الغلايات التي تعمل بالغاز أو الفحم، مما لا يزيد من تكاليف استهلاك الطاقة فحسب، بل يُسبب أيضًا ضغطًا بيئيًا. ومع ذلك، بفضل تقنية طلاء تجميع الحرارة المبتكرة وتصميم قنوات التدفق، يُمكن للمجمع الشمسي المسطح فائق الحرارة تحقيق إمداد حراري مستقر بدرجة حرارة قصوى تبلغ 120 درجة مئوية. وهو يعتمد على طلاء امتصاص انتقائي نانوي، يتميز بمعدل امتصاص شمسي يزيد عن 95%، ويمكنه كبح الإشعاع الحراري العكسي بفعالية. وبفضل قنوات التدفق المعدنية المغلقة بالكامل ووسائط نقل الحرارة عالية الكفاءة، ينخفض ​​معدل فقدان الحرارة إلى أقل من 8%. حتى في البيئات الغائمة أو ذات درجات الحرارة المنخفضة، يمكنها الحفاظ على الناتج بدرجة حرارة عالية من خلال وحدة تخزين الحرارة، والتكيف بشكل كامل مع الروابط مع متطلبات دقة درجة الحرارة الصارمة مثل تعقيم الأغذية ومعالجة التعليب.

في الصناعات الكيميائية والتصنيعية، تُظهر المجمعات المسطحة ذات درجات الحرارة العالية أيضًا مزايا قوية. على سبيل المثال، في إنتاج منتجات المطاط، يتطلب التسخين المسبق للمواد الخام إمدادًا مستمرًا بالطاقة الحرارية ذات درجة الحرارة العالية عند 100-110 درجة مئوية. يمكن أن تستهلك طرق التدفئة الكهربائية التقليدية مئات الكيلووات/ساعة من الكهرباء في الساعة، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف التشغيل. في المقابل، يستخدم المجمع المسطح ذو درجة الحرارة العالية الطاقة الشمسية كمصدر رئيسي للطاقة، مكملة بكمية صغيرة من التدفئة الكهربائية المساعدة. يمكنها تلبية أكثر من 80% من الطلب على الطاقة الحرارية ذات درجات الحرارة العالية في يوم واحد. تم حسابه على أساس خط إنتاج يعمل بمعدل 10 ساعات يوميًا، ويمكنه توفير مئات الآلاف من اليوانات من تكاليف الكهرباء سنويًا. وفي الوقت نفسه، فإن مقاومته للضغط من الدرجة الصناعية وتصميمه المقاوم للتآكل يمكّنه من التكيف مع البيئة المعقدة في ورش العمل الكيميائية. قنوات التدفق مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، والذي يمكنه مقاومة التآكل الناتج عن الغازات الحمضية القاعدية وله عمر خدمة يزيد عن 15 عامًا، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف استبدال المعدات وصيانتها.

في سيناريوهات التدفئة المركزية، تُوفر المجمعات الحرارية المسطحة فائقة الحرارة حلاً فعالاً للتدفئة واسعة النطاق لمسافات طويلة. في مشاريع التدفئة المركزية التي تغطي مناطق سكنية متعددة بمساحة بناء إجمالية تزيد عن مليون متر مربع، قد تُفقد مصادر الحرارة التقليدية منخفضة الحرارة ما بين 5% و8% لكل كيلومتر أثناء النقل، مما يؤدي إلى انخفاض درجات الحرارة الداخلية للمستخدمين النهائيين. مع ذلك، يُمكن للمجمع الحراري المسطح فائق الحرارة إنتاج ماء ساخن بدرجة حرارة عالية تتراوح بين 90 و100 درجة مئوية. من خلال أنابيب نقل الحرارة العالية، يتم التحكم في فقدان الحرارة بنسبة 3%. حتى عند تجاوز مسافة النقل 5 كيلومترات، يُمكن الحفاظ على درجة حرارة الماء في النهاية فوق 50 درجة مئوية، مما يُلبي احتياجات التدفئة السكنية. على سبيل المثال، في مشروع تدفئة مركزية في منطقة صناعية شمال الصين، وبعد اعتماد نظام مُركّب من مُجمّعات مسطحة عالية الحرارة ومضخات حرارية أرضية، لم يقتصر الأمر على استبدال غلايات الفحم التقليدية، مما أدى إلى خفض انبعاثات الكربون بأكثر من 2000 طن سنويًا، بل انخفض أيضًا تكلفة إنشاء خط الأنابيب بفضل نقل الحرارة العالية. وُسّع نصف قطر التدفئة بنسبة 30% مقارنةً بالنظام التقليدي، وزادت مساحة التغطية بشكل ملحوظ.

بالإضافة إلى ذلك، تم تحسين المجمع الحراري ذي اللوحة المسطحة عالي الحرارة من حيث قابليته للتكيف وذكائه. فهو مصمم لتلبية ظروف التركيب في مختلف السيناريوهات الصناعية، ويوفر تصميمًا معياريًا يمكن دمجه بمرونة وفقًا لمساحة سطح المصنع وتخطيط الموقع. تتراوح مساحة تجميع الحرارة للوحدة الواحدة بين مترين مربعين و10 أمتار مربعة، مما يسمح بالنشر السريع دون الحاجة إلى تحويل واسع النطاق. وفي الوقت نفسه، فهو مزود بنظام تحكم ذكي في درجة الحرارة، يستخدم وحدة تحكم PLC لمراقبة درجة حرارة الماء ومعدل التدفق وكثافة الضوء بشكل فوري، ويضبط تلقائيًا بدء وإيقاف معدات التدفئة المساعدة لضمان إنتاج مستقر للطاقة الحرارية عالية الحرارة. سواء كان الأمر يتعلق بالتحكم الدقيق في درجة الحرارة في خطوط الإنتاج الصناعية أو النقل واسع النطاق في التدفئة المركزية، فإن المجمع المسطح عالي الحرارة للغاية، بخصائصه المتمثلة في "درجة الحرارة العالية المستقرة وكفاءة الطاقة والقدرة القوية على التكيف"، يوفر دعمًا للطاقة الحرارية النظيفة والموثوقة لسيناريوهات الطلب على درجات الحرارة العالية للغاية، مما يعزز تحول القطاعات الصناعية والتدفئة نحو التنمية الخضراء ومنخفضة الكربون.