太阳能技术可满足工业过程供热需求

2020-07-21 08:54 来源: 腾讯网 

  太阳能技术可以满足工艺供暖需求,减少碳排放,提高美国工业部门的供暖效率,从而节省高达 15%至 50% 的能源。

  然而,由于工业部门的复杂性和工业能源数据的缺乏,有许多经济和技术问题阻碍了大规模部署。

  国家可再生能源实验室(NREL)的科学家完成了对太阳能工业加工热(SIPH)技术和潜在应用国家一级技术及潜在应用的第一次详细审查,而迄今为止的研究侧重于全球一级广阔的未来潜力。

  NREL的研究人员科林·麦克米伦、帕蒂夫·库鲁普、塞尔塔克·阿卡尔和罗伯特·马戈利斯,以及西北大学的研究伙伴嘉莉·舍内贝格尔和埃里克·马萨内特,在发表在《能源》杂志上的《太阳能工业过程热:美国技术、分析方法和潜在应用的回顾》一文中发表了这一发现。

  "在思考太阳能技术在能源系统中的潜在未来作用时,工业是研究最少的行业,"马戈利斯说。"本文总结了有关工业过程热太阳能的文献,从而为思考太阳能如何在这一关键领域发挥更大的作用提供了坚实的基础。

  工业过程加热是制造处理或改造原材料的基本步骤,占美国制造业能源利用的70%左右。几十年来,它主要由化石燃料燃烧产生,占2014年报告制造工艺热能的90%,而1992年为92%。大约一半的工艺热需求发生在中低温范围内。

  目前,对热量要求较低的食品、饮料、金属和纺织行业安装的 SIPH 系统数量最高,尤其是在美国太阳能资源丰富的地区。

  然而,研究表明,目前可用的SIPV技术,特别是太阳能热和光伏电加热,可以满足热应用所需的各种温度。有机会将这些技术集成到清洁、烹饪和巴氏杀菌操作中。

  "工业过程热的很多能源用途可能非常适合太阳能技术。这项研究为了解太阳能技术处理热需求的当前景观提供了基础,"麦克米伦说。"它还确定了分析美国大规模采用这些技术的技术和经济潜力的重要研究问题。

  将太阳能技术融入工业部门还可以提高工艺加热效率,节省供热生产成本。太阳能可以回收设备和产品的废热损失。这种废热回收系统的平均回收期通常不到两年。尽管如此,根据这项研究,许多工厂选择不追求这些技术。

  分析师发现,采用 SIPH 的最常见障碍包括资本能源投资预算有限、预算周期限制以及能效项目缺乏专门的工程人员。

  为了继续了解技术和经济问题,分析师建议今后研究将能源效率措施整合到 SIPH 模型中,并开发负载配置文件,以匹配与太阳能资源的工艺要求。下一个优先事项将是研究美国工业部门的生产成本和SISH潜力,这会影响设施层面的决策。