Calentamiento térmico solar
Ruta típica de transferencia indirecta de calor
- Luz solar
- Colector térmico solar
- Circuito de transferencia de calor
- Calor para proceso
Fabricante con certificación ISO
ISO 9001 · 14001 · 45001Energía solar fotovoltaica y calentamiento directo en corriente continua
Calentamiento eléctrico en corriente continua diseñado para cada proyecto, para integrar electricidad fotovoltaica con calor de proceso industrial.
Rutas solares al calor
Dos rutas diferentes desde la energía solar para el calor industrial
Calentamiento fotovoltaico-eléctrico
Electricidad solar suministrada a un sistema de calentamiento diseñado
- Luz solar
- Módulos fotovoltaicos
- Sistema de potencia y control
- Calentador eléctrico
- Calor para proceso
Los colectores térmicos solares capturan calor y lo entregan a través de un circuito de transferencia de calor—por ejemplo, agua o aceite térmico seleccionado según la temperatura de operación. Este es un arreglo indirecto típico; existen otras configuraciones térmicas solares posibles. Los módulos fotovoltaicos generan electricidad, que alimenta un calentador eléctrico a través de un sistema de potencia, control y protección diseñado específicamente para el proyecto.
Arquitectura del sistema
El calentador es solo una parte del diseño de calentamiento de corriente directa
Una solución completa de energía solar a calor incluye generación de energía, distribución eléctrica, equipo de calentamiento, carga del proceso y controles de planta. XGTHERMAL se enfoca en el sistema de calentador y en sus interfaces acordadas.
Generación fotovoltaica
Arquitectura de potencia de corriente directa
Alcance del sistema de potencia del proyecto
Eléctrico
Límites de suministro
Límites de suministro
Sistema de calentamiento de corriente directa
Carga térmica / Proceso
Sistema de control de planta
Ingeniería e interfaces del calentador XGTHERMAL
Los límites de suministro se acuerdan para cada proyecto. Módulos PV, sistema completo PV EPC, sistemas de MPPT/inversores en todo el sitio, BESS y sistema de gestión energética de planta no forman parte del alcance normal de XGTHERMAL a menos que se acuerde expresamente. La carga del proceso y el sistema de control de planta se muestran como interfaces, no como suministro implícito de equipos.
Realidad ingenieril
Corriente directa no significa simplemente conectar paneles solares a un calentador
La generación fotovoltaica varía con la irradiación y las condiciones de operación. El calentador debe operar dentro de un rango definido de tensión y corriente DC, con equipos de conmutación, aislamiento y protección dimensionados para corriente continua y coordinados con la alimentación aguas arriba.
La regulación de potencia del calentador, la retroalimentación de temperatura y los enclavamientos de seguridad del proceso deben funcionar conjuntamente en todo el rango operativo. La arquitectura eléctrica por sí sola no garantiza un control de temperatura estable.
La corriente directa no implica automáticamente que el sistema sea sin inversor, sin convertidor, sin MPPT o sin electrónica de potencia.La topología de alimentación aguas arriba se define para cada proyecto.
Áreas clave de ingeniería
Diseño de la interfaz entre la alimentación DC y el calor de proceso
Arquitectura eléctrica
- Rango operativo en corriente directa
- Conmutación e aislamiento
Diseño térmico
- Carga térmica y medio
- Flujo y temperaturas
Control y protección
- Retroalimentación de temperatura
- Protección contra sobretemperatura
Integración en planta
- Interfaz con DCS/PLC
- Filosofía operativa
Topologías del sistema
La arquitectura adecuada de energía solar a calor depende del proyecto
La arquitectura se selecciona teniendo en cuenta el sistema de energía disponible, la carga térmica y la estrategia operativa. Estas tres configuraciones ilustran relaciones eléctricas diferentes.
ACalentamiento DC integrado con energía fotovoltaica
Generación fotovoltaica
Arquitectura eléctrica de corriente directa (DC)
Calentador de corriente directa (DC)
Calor de proceso
Un suministro dedicado de paneles solares alimenta al calentador a través de una arquitectura eléctrica de corriente directa (DC) diseñada.
BCalentamiento con bus DC de planta
PV
Otras fuentes de corriente directa
Bus industrial de corriente directa
Calentador de corriente directa (DC)
Calor de proceso
Los paneles solares (PV) y/o otras fuentes de corriente directa alimentan un bus industrial común de corriente directa; el calentador es una carga conectada.
CCalentamiento híbrido eléctrico
PV
Alimentación eléctrica de planta
Alimentación eléctrica coordinada
Calentador
Calor de proceso
La energía fotovoltaica y la alimentación de planta convergen mediante una arquitectura coordinada de suministro eléctrico y control.
Configuraciones conceptuales únicamente, no tres configuraciones entregadas en el proyecto de calentamiento de aire industrial con energía solar. La compatibilidad de suministro, etapas de conversión, protección y estrategia operativa requieren ingeniería específica para cada proyecto.
Aplicaciones típicas
Casos en los que el uso de energía solar para calentamiento es razonable
Cuando puede ser un candidato fuerte desde el punto de vista de ingeniería
- Infraestructura de corriente directa adecuada
- Demanda significativa de calor de proceso
- Generación fotovoltaica disponible en sitio
- Carga térmica regulable
- Límites de suministro eléctrico definidos
Aplicaciones industriales representativas
- Calentamiento de aire de proceso
- Precalentamiento del gas
- Calentamiento de líquidos de proceso
- Calentamiento de tanques / recipientes
- Carga de almacenamiento térmico
- Aplicaciones seleccionadas en petróleo y gas
El calor para procesos solar eléctrico es una aplicación de Power-to-Heat (P2H). La adecuación final depende de las condiciones reales del sitio, eléctricas y de proceso, incluyendo la relación entre la potencia disponible de PV y la demanda de calentamiento.
Experiencia en proyectos
500 kW / DC1000V — Desde la arquitectura hasta el equipo entregado
Proyecto de calentamiento de aire industrial con energía fotovoltaica
- Carga térmica
- 500 kW
- Alimentación en corriente directa
- DC1000V
- Grupos de calentamiento
- 5 × 100 kW
XGTHERMAL entregó un sistema de calentamiento eléctrico de corriente directa alimentado por energía solar para el calentamiento industrial de aire, dividido en cinco grupos de 100 kW.
Siemens SIMATIC S7-200 SMART PLC; operación local / remota; interfaz DCS; Modbus RTU / RS485. La protección incluye protección contra sobrecalentamiento por grupo y apagado de emergencia.
Consulta de ingeniería
Datos técnicos requeridos
Datos de potencia PV / DC
- Rango de voltaje
- Potencia disponible
- Arquitectura de origen
- Límites de suministro eléctrico
Datos del proceso
- Medio
- Flujo
- Temperatura de entrada / objetivo
- Presión
Datos de instalación y control
- Condiciones ambientales
- Requisitos para áreas peligrosas, cuando sea aplicable
- Interfaces de control y comunicación
- Filosofía operativa
El diseño y las posibles rutas de cumplimiento se evalúan frente a la configuración final, a los límites del proyecto y a los requisitos del mercado de destino. La certificación está sujeta a revisión del proyecto; no se implica certificación ATEX, IECEx ni EAC.
Preguntas frecuentes
Preguntas sobre energía fotovoltaica y calentamiento de procesos en corriente continua directa
¿Qué es el calentamiento fotovoltaico-eléctrico (PV-EH)?
El calentamiento fotovoltaico-eléctrico (PV-EH) utiliza electricidad generada por módulos fotovoltaicos para alimentar calentadores eléctricos y producir calor útil de proceso industrial. La arquitectura eléctrica depende de la fuente, la carga, la estrategia de operación y las interfaces con la planta.
¿Qué es el calentamiento fotovoltaico directo eléctrico (PV-DEH)?
El calentamiento fotovoltaico directo eléctrico (PV-DEH) describe un camino de calentamiento fotovoltaico-eléctrico que utiliza electricidad de corriente continua (DC) dentro de la arquitectura de calentamiento. El término en sí no define el tipo de conversión, equipo de control o protección necesario.
¿Pueden funcionar los calentadores industriales con corriente continua (DC)?
Sí, cuando los elementos de calentamiento, los interruptores, aislamiento, protección, controles y las interfaces con la planta han sido diseñados para el suministro de corriente continua (DC) definido y la carga del proceso.
¿Puede conectarse energía solar PV directamente a un calentador industrial eléctrico?
Un calentador industrial no debe conectarse a paneles solares sin una arquitectura eléctrica y de control ingenierizada. Los rangos de voltaje y corriente, conmutación, aislamiento, protección, control de temperatura y seguridad del proceso requieren revisión.
¿El calentamiento directo a corriente continua elimina siempre el inversor?
No. Una arquitectura de calentamiento DC puede prescindir de un inversor en la alimentación del calentador, pero el proyecto completo puede requerir inversores, convertidores, MPPT u otros equipos de electrónica de potencia. La arquitectura de alimentación aguas arriba se define para cada proyecto.
¿Qué información se requiere para la evaluación ingenieril?
Indique el rango de tensión y potencia de corriente continua, la arquitectura de alimentación aguas arriba y los límites de suministro, el medio de proceso, el caudal, las temperaturas y la presión, las condiciones del sitio, las interfaces de control, la filosofía de operación y los requisitos aplicables al proyecto.
¿XGTHERMAL suministra el sistema completo de energía solar fotovoltaica?
XGTHERMAL normalmente diseña la interfaz eléctrica del lado del calentador, el diseño térmico, protección, control e integración en planta. Módulos de energía solar fotovoltaica, la instalación completa de energía solar (EPC), electrónica de potencia en planta, BESS o sistema de gestión energética (EMS) en planta están fuera del alcance normal de suministro, a menos que se acuerde específicamente.
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