ووشي يودا - استراتيجيات عملية لمصممي النظام، وشركات الهندسة والمشتريات والبناء، ومشغلي مزارع الرياح الذين يرغبون في الجمع بين تيارات طاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية باستخدام حلول المبادل الحراري لطاقة الرياح القوية.
لماذا نجمع بين طاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية - وأين؟مبادل حراري لطاقة الرياحيناسب
تجمع الأنظمة الهجينة بين القوة الزمنية للطاقة الحرارية الأرضية (حرارة الحمل الأساسي الثابتة) والطاقة المتغيرة للرياح.مبادل حراري لطاقة الرياحيربط بين الاثنين: فهو يستعيد الطاقة الحرارية من أنظمة فرعية لتوربينات الرياح (زيت علبة التروس، وخزانات المحول) والطرق أو الأزواج التي تسخن في حلقة حرارية أرضية أو شبكة تدفئة مركزية مشتركة.
أهداف التصميم للتكامل الهجين
الحفاظ على تشغيل التوربينات بشكل موثوق والسلامة الحرارية مع تمكين الاسترداد الحراري المفيد من خلالمبادل حراري لطاقة الرياح.
تقليل الخسائر الطفيلية لنظام الرياح (تجنب تدهور أداء التوربينات).
تعزيز التقاط الحرارة خلال فترات فائض طاقة الرياح وتوجيه الحرارة بكفاءة إلى تبادل أو تخزين الطاقة الحرارية الأرضية.
الحفاظ على النظام معياريًا وقابلًا للصيانة ومتوافقًا مع درجات حرارة الحلقة الحرارية الأرضية القياسية.
الاستراتيجية 1 - اختر الخيار الصحيحمبادل حراري لطاقة الرياحالطوبولوجيا
هناك ثلاثة توبولوجيات شائعة يجب أخذها في الاعتبار:
الاقتران المباشر— يتدفق سائل تبريد مرحلة التوربين (أو زيت علبة التروس) عبر أنبوب مخصصمبادل حراري لطاقة الرياحالذي ينقل الحرارة مباشرة إلى حلقة سائل نقل الحرارة الجوفية المغلقة.
المخزن المؤقت المتقطع- تنتقل الحرارة إلى المخزن الحراري (الماء/PCM) عبرمبادل حراري لطاقة الرياح، ثم يتم ربط المخزن المؤقت بحلقة الطاقة الحرارية الأرضية وفقًا لجدول زمني يتم التحكم فيه.
سلسلة غير مباشرة- إعداد متعدد المراحل حيثمبادل حراري لطاقة الرياحأولاً، يتم تسخين وسط مسبقًا ثم يتم تبادله مع دائرة حرارية أرضية ذات درجة حرارة أعلى (مفيدة عندما تتجاوز درجات الحرارة الحرارية الأرضية الحرارة المستردة).
اختر بناءً على توافق درجة الحرارة، وتعقيد التحكم، وما إذا كان الهدف هو استخدام الحرارة في الموقع أو تخزين الحرارة المتكامل مع الشبكة.
الاستراتيجية 2 - منطق التحكم والصمامات الذكية
إن التحكم بالذكاء أمرٌ أساسي. خذ بعين الاعتبار:
منطق الأولوية: عندما تكون حرارة الرياح متاحة ويوجد طلب عليها، قم بتوجيهها إلى الحمل؛ وإلا فقم بشحن التخزين الحراري.
الهستيريسيس القائم على درجة الحرارة: يتم الإشارة إليه عبر أجهزة الاستشعار فيمبادل حراري لطاقة الرياحالمخرج، ومدخل الحلقة الحرارية الأرضية، وخزان العازل.
موازنة التدفق: مضخات ذات سرعة متغيرة على جانبيمبادل حراري لطاقة الرياحالحفاظ على الضغط ودلتا-تي ضمن النطاقات الآمنة.
أوضاع الأمان: تجاوز تلقائي للوضعمبادل حراري لطاقة الرياحلحماية مكونات التوربين أثناء فقدان التحكم أو الاتصال.
الاستراتيجية 3 - المطابقة الحرارية والمواد
يتطلب نقل الحرارة الفعال توافق السعات الحرارية. نصائح التصميم:
قم بمطابقة درجات حرارة عودة زيت علبة التروس/المحول المتوقعة مع درجة حرارة المدخل المقبولة لحاملات الحرارة الحرارية الأرضية — استخدممبادل حراري لطاقة الرياحمع قيمة الاتحاد العربي المناسبة.
اختر مواد مقاومة للتآكل للتفاعلات الحرارية الأرضية - تعد التصميمات المصنوعة من الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو ألواح القضبان المطلية شائعة فيمبادل حراري لطاقة الرياحوحدات.
تصميم لسهولة الصيانة: سهولة الوصول إلى الوصلات الملحومة ولوحات الخدمة والأجهزة يقلل من وقت التوقف عن العمل.
الاستراتيجية 4 - التخزين الحراري والتخزين المؤقت
أمبادل حراري لطاقة الرياحيكون أكثر فعالية عند إقرانه بالتخزين:
استخدم خزانات المياه الطبقية أو مواد تغيير الطور لالتقاط الحرارة الزائدة خلال فترات الرياح الشديدة والطلب المنخفض.
التحكم في الشحن منمبادل حراري لطاقة الرياحبحيث تظل درجات حرارة التخزين ضمن نطاق قبول الحلقة الحرارية الأرضية.
قم بوضع خزانات عازلة بالقرب من مجموعات التوربينات لتقليل فقدان الحرارة في الأنابيب واستهلاك طاقة المضخة.
الاستراتيجية 5 - الأنابيب والهيدروليكا والتركيب
إن الأنظمة الهيدروليكية الأقصر وانخفاض درجات الحرارة الأصغر هي الأفضل:
ضعمبادل حراري لطاقة الرياحقريبة من المصدر (صندوق التروس أو خزانة المحول) مع السماح بالوصول الآمن للصيانة.
عزل الأنابيب من التوربين إلى التخزين ومن التخزين إلى حلقة الطاقة الحرارية الأرضية لتجنب الخسائر.
قم بتضمين صمامات العزل والاحتواء المزدوج عندما تكون السوائل الحرارية الأرضية عدوانية أو تتطلب القواعد التنظيمية الفصل.
الاستراتيجية 6 - المراقبة والتشخيص والصيانة التنبؤية
تحافظ البيانات التشغيلية على كفاءة الأنظمة الهجينة:
أداةمبادل حراري لطاقة الرياحمع أجهزة استشعار درجة الحرارة والضغط والضغط التفاضلي والتدفق.
استخدم التحليلات للكشف عن التلوث (ارتفاع دلتا-P) أو انخفاض انتقال الحرارة (انخفاض دلتا-T عند التدفقات المتطابقة).
تتيح التنبيهات التنبؤية إجراء عمليات تبديل أو تنظيف مخططة دون توقف غير متوقع للتوربين.
الاستراتيجية 7 - السلامة والمعايير والمخاوف البيئية
يجب أن يتم تصميم السلامة في:
الالتزام بالرموز المحلية الخاصة بمعدات ضغط المبادل الحراري والأنابيب المدفونة بين مواقع التوربينات والآبار الحرارية الأرضية.
تنفيذ الكشف عن التسرب واحتوائه حولمبادل حراري لطاقة الرياحعندما تكون الهيدروكربونات (النفط) مصدرًا أساسيًا للحرارة المهدرة.
خذ في الاعتبار الدوائر الثانوية أو سوائل نقل الحرارة التي تقلل من خطر التجمد والتآكل عند الارتباط بحلقات الطاقة الحرارية الأرضية القريبة من السطح.
مثال على حالة عملية (مفاهيمية)
تخيل موقعًا به 30 توربينًا حيث يكون لكل توربين مساحة مخصصةمبادل حراري لطاقة الرياحخلال ذروة الرياح، تُغذي المبادلات الحرارية خزانًا عازلًا مركزيًا. يعمل الحقل الحراري الأرضي كمصدر/مصرف طويل الأمد، مما يُخفف الطلب الموسمي. تُتحكم سمارت بالحرارة المباشرة لتدفئة الموقع شتاءً ولإعادة شحن حلقة الطاقة الحرارية الأرضية في المواسم الانتقالية.
الفوائد التشغيلية: تقليل استخدام الوقود للتدفئة الاحتياطية، والاستخدام الأفضل للحرارة المهدرة في موقع الرياح، وإطالة عمر مكونات التوربين من خلال تحسين الإدارة الحرارية.
لماذا تختار مكونات ووشي يودا
تشمل مجموعة منتجات شركة ووشي يودا مبادلات حرارية من الألمنيوم ذات قضبان صفائحية، ومبردات زيت علب التروس، ومبردات مياه لخزانات المحولات، وهي مكونات قابلة للتطبيق مباشرةً في دمج طاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية الهجينة. تتمتع الشركة بحضور قوي في سوق طاقة الرياح، ولديها خطوط إنتاج مثبتة في مجال إدارة الطاقة الحرارية للتوربينات.
قائمة التحقق قبل النشر
تأكيد التوافق الحراري بين مصدر الحرارة المهدرة للتوربين ودرجة حرارة الحلقة الحرارية الأرضية.
إجراء دراسة حجم هيدروليكية وUA للقطعة المختارةمبادل حراري لطاقة الرياح.
منطق التحكم في التصميم، ووسائل الأمان، واستراتيجية التخزين.
خطة للوصول إلى الصيانة والمراقبة وقطع الغيار للجميعمبادل حراري لطاقة الرياحوحدات.
قم بإجراء تجربة تجريبية صغيرة على مجموعة توربينات واحدة قبل الطرح الكامل.