Alumiini uusiutuvan energian mahdollistajana puhtaissa energiajärjestelmissä

Alumiini puhtaan energian järjestelmien selkärankana

Puhtaan energian laitteisto on suunniteltu yhden suunnittelualan ympärille: siirrä enemmän energiaa pienemmällä massalla. Alumiini vastaa, että kaupan tiheys on 2,70 g/cm3, noin kolmannes teräksen tiheydestä ja kierrätysreitti, joka kuluttaa noin 5 % primäärisulatukseen tarvittavasta energiasta. Asennusrakenteiden, koneen komponenttien, sähkökiskojen ja lämpölevyjen osalta nämä kaksi ominaisuutta - ominaislujuus ja alhainen hiilipitoisuus - määräävät materiaalikutsun useammin kuin mikään muu tekijä.

Energialaitteistoissa käytetyt laatuluokat ovat jo hyvin standardoituja. Puristetut kehykset ja kotelot valmistetaan EN AW-6063-T6 tai EN AW-6061-T6 standardin EN 755-2 tai ASTM B221 mukaisesti; kiskot ja kotelot käyttävät EN AW-1350 tai 1050A levyä ja nauhaa ASTM B209:n mukaisesti; Lämmönsiirrinlevyissä ja jäähdytyskanavissa käytetään 3003:ta tai 5052:ta. Suunnittelijat tarvitsevat harvoin uutta metalliseosta – he tarvitsevat dokumentoitua lämpöä, tasaisuutta, hitsattavuutta ja asennuspaikkaan sopivaa korroosiojärjestelmää.

Tiheys: 2,70 g/cm3 6xxx-ekstruusioille, verrattuna 7,85 g/cm3 hiiliteräkselle.

Sähkönjohtavuus: noin 61 % IACS 1350 kiskoille, 53 % IACS 6063 profiilille.

Kierrätettävyys: uudelleensulatettu alumiini säilyttää seosperheensä, joten suljetut silmukat ovat käytännöllisiä.

Korroosiontorjunta: luonnollinen oksidikalvo sekä anodisointi EN ISO 7599 mukaan tai jauhemaalaus.

Aurinkoasennus ja seurantalaitteet: 30 vuoden korroosion kesto ja seurantatarkkuus

Kiinteät-kallistus- ja yksiakseliset{1}}seurantarakenteet rannikolla tai korkean kosteuden{2}}pitoisuuksissa on määritelty 25–30 vuoden käyttöikään. Tämä tavoite on realistinen EN AW-6063-T6- tai 6005A-T6-ekstruusioilla, jotka on anodisoitu EN ISO 7599 -standardin mukaisesti pinnoitusluokissa AA15 tai AA20 ISO 9223:n C4- tai C5-luokituslaitoksissa tai jauhemaalattu 60-80 mikrometrin kuivakalvolle C5-ympäristössä. Ruostumattomasta teräksestä valmistettuja A2- tai A4-kiinnittimiä standardin ISO 3506 mukaan käytetään jokaisessa liitoksessa eristysaluslevyillä aina, kun alumiini kohtaa erilaisen metallin, katkaisemaan galvaaniset parit.

Ajo- ja ohjaustarkkuus on yhtä tärkeä kuin runko. Nykyaikaiset yhden-akselin seurantalaitteet pitävät moduulin normaalina plus tai miinus 0,1 asteen sisällä lasketusta auringon asennosta suljetun-silmukan takaisinkytkennän kautta, joten seurantavahvistus ei menetä mekaanisen vastaiskun tai perustuksen painumisen vuoksi. Bifacial-ryhmissä takapuolen säteilyteho lisää lisäosuutta, joka on yleensä noin 5 % maan albedon ollessa 0,2–0,3, edellyttäen, että ryhmän korkeus ja riviväli on asetettu oikein ja vääntömomenttiputki ei varjosta takapuolta.

Hallitseva rakennetarkastus säilyy tuulikuormana. Rakenteet tarkistetaan kohteen perustuulen nopeuden ja maastoluokan mukaan, ja jäljittimet ajetaan varastointiasentoon suunnitellun tuulikynnyksen alapuolelle siten, että pienin projisoitu alue on myrskyä kohti. Moduuli-tason mekaaninen kuormitustestaus noudattaa IEC 61215-2:n 2400 Pa:n sekvenssiä, joka asettaa käyttöliittymän käyttökelpoisen lattian, vaikka projekti lisää omia lumi- ja nousuvaatimuksiaan.

Tuulivoimalat: Nacelles, Blade{0}}Juuripalat ja kierrätetty sisältö

Nacelle-kotelot, generaattorien rungot ja jäähdytyskanavat on määritelty yhä enemmän alumiinista, jossa etusijalla on tornin yläpuolella oleva massa ja lämmönpoisto raa'an jäykkyyden sijaan. Terä-juuriterät ja napakomponentit kohtaavat kovemman käyttöjakson: 5 MW:n luokan roottori pyörii noin 10–12 kierrosta minuutissa, mikä lisää satoja miljoonia kuormitusjaksoja 20–25 vuoden käyttöiän aikana. Nämä liitännät ovat väsymiskelpoisia-suunniteltuina syklien lukumäärän perusteella pikemminkin kuin pelkästään staattisen lujuuden perusteella, ja materiaali valitaan niin lovin sitkeyden kuin myötölujuuden mukaan.

Kierrätetty sisältö on nyt oma hankintamittari. Useat turbiinialustat kohdistavat yli 80 % kierrätettyyn alumiiniin koneen valukappaleissa, sisäkehyksissä ja kaapelihyllyissä, ja suljetun-silmukan ohjelmat palauttavat työstölastuja ja käyttöiän -päätyisiä komponentteja toissijaisiin sulatoihin. Koska alumiini voidaan sulattaa uudelleen ilman seosperheen laatua, tämä silmukka on rakenteellisesti yksinkertaisempi kuin lämpökovettuvien teräkomposiittien kierrätys, joka on hajotettava kemiallisesti tai termisesti.

Grid-vaaka-akut: virtakiskot, lämpölevyt ja palo-mitoitettu kotelot

Akkuenergian varastosäiliössä alumiini tekee kolme tehtävää kerralla. 1350:n tai 6101B:n virtakiskot johtavat 61 % IACS:llä; lämmönhallintalevyt 3003 tai 6063 pitävät kennon lämpötilat 15-35 celsiusasteen ikkunan sisällä, mikä suojaa syklin käyttöikää; ja modulaarinen teline mahdollistaa paikan skaalatauksen yhdestä megawattitunnista sataan käyttämällä samoja ekstruusioprofiileja.

Paloturvallisuus on pikemminkin spesifikaatio kuin markkinointilinja. Kotelot ja sisäiset esteet on arvioitu UL 9540- ja UL 9540A -testimenetelmillä, joissa tarkastellaan solun-lämpötilan etenemistä sen sijaan, että luotaisiin yhteen kotelon paloluokkaan. Alumiinin korkea lämmönjohtavuus auttaa levittämään lämpöä pois viallisesta kennosta, kun taas paisuvat ja mineraalitäytetyt välikerrokset käsittelevät itse lämpötilapiikin.

Geoterminen ja vesisähkö: minne alumiini sopii ja minne ei

Geotermiset suolavedet ovat kemiallisesti aggressiivisia: rikkivety, kloridit ja liuenneet kiinteät aineet hyökkäävät useimpien metallien kanssa, joten porausreikien kotelon nauhat on määritelty korroosionkestävästä-seoksista tai pinnoitetusta teräksestä alumiinin sijaan. Alumiinin realistinen rooli on pintapuolen - levylämmönvaihtimissa 3003 tai 5052, joissa suolaveden kemia pysyy lähellä neutraalia ja kloridipitoisuuksia kontrolloidaan, putkien eristysvaipat, turbiinihallien verhoukset ja kävelytiejärjestelmät, joissa pieni massa lyhentää asennusaikaa.

Vesivoimaloiden kunnostus on luonnollisempi istuvuus. Alumiinipronssiset käyntiportin komponentit kestävät kavitaatiota ja pitkää upotusta, generaattorin roottori- ja herätekokoonpanot vähentävät pyörivää massaa, ja roskatelineen ja näytön päivitykset hyötyvät alumiiniprofiilien alhaisesta painosta, kun ne asennetaan tyhjennetyn yksikön sisään. Kalaystävälliset imuverhot on määritelty alumiinirungoissa, jotka mahdollistavat ohuemman tankovälin ylikuormittamatta tukirakennetta tai nostovälineitä.

FAQ: Alumiini puhtaan energian projekteissa

K: Mitä alumiinilaatua käytetään aurinkokiinnityskisoissa?
EN AW-6063-T6 ja 6005A-T6 suulakepuristukset EN 755-2:n tai ASTM B221:n mukaan ovat vakiovalinnat, anodisoitu EN ISO 7599 -standardin AA15 tai AA20 mukaisesti rannikkokohteille.

K: Miksi akun virtakiskoissa käytetään alumiinia kuparin sijasta?
Alumiini tuottaa noin 61 % kuparin johtavuudesta noin kolmanneksella tiheydestä, joten suurempi poikkileikkaus{1}} kuljettaa samaa virtaa noin puolella massasta ja halvemmalla.

K: Kuinka kauan alumiininen seurantarakenne kestää meri-ilmastossa?
AA20-anodisoinnilla tai 60-80 mikrometrin jauhemaalauksella ISO 9223 C5-M -altistusta varten 25-30 vuoden käyttöikä on saavutettavissa, kun kiinnikkeet ja eristyslevyt on määritetty oikein.

K: Voidaanko alumiinia käyttää porausreiän geotermiseen koteloon?
Ei. Rikkivety ja kloridipitoiset suolavedet ylittävät alumiinin korroosiovaipan, joten kotelossa on käytetty korroosionkestäviä seoksia tai pinnoitettua terästä, kun taas alumiini toimii pinnanvaihtimien ja verhouksena.

K: Mikä kierrätetty sisältö on realistista tuuliturbiinin komponenteissa?
Useat alustat tavoittelevat yli 80 % kierrätettyä alumiinia konepajavaluissa ja sisäosissa, ja sitä tukee suljetun -silmukan koneistuslastujen palautus toissijaisiin sulatoihin.

K: Onko anodisointi tai jauhemaalaus parempi ulkoenergiarakenteille?
EN ISO 7599 -standardin anodisointi sopii merikäyttöön ja hankaus{1}}valottuviin kehyksiin, kun taas jauhemaalaus mahdollistaa värinhallinnan ja alentaa yleisen ulkoilun kustannuksia. molemmat vaativat oikean metalliseoksen valinnan juovien välttämiseksi.