GMAO und Wartung von thermodynamischen Solarkraftwerken

Sonntag 09 januar 2022

In Gebieten mit hoher Sonneneinstrahlung sind thermodynamische Solarkraftwerke sehr beliebt. Mit Hilfe eines Spiegelsystems fangen diese Kraftwerke die Sonnenstrahlen ein, um eine Wärmeträgerflüssigkeit zu erwärmen, die dann Turbinen zur Stromerzeugung antreibt.

Wenn Ihnen dieses Prinzip etwas sagt, dann gehören Sie vielleicht zu den Fachleuten, die die unendliche Ressource der Sonne nutzen, um Energie zu liefern und gleichzeitig unseren Planeten zu schützen. Die Technik der Sonnenbestrahlung ist seit der Antike bekannt und findet sich in Archimedes Mythos von den "glühenden Spiegeln" wieder. Die thermodynamische Solarenergie wurde 1866 von Auguste Mouchout zum Betrieb einer solarbetriebenen Dampfmaschine eingesetzt. 1968 wurde in Italien unter der Leitung von Professor Giovanni Francia das erste Kraftwerk errichtet. Um im Vergleich zu anderen Energiequellen wettbewerbsfähig zu bleiben, werden wir uns mit der Bedeutung einer guten Wartung Ihrer Anlagen und insbesondere mit der Verwendung eines CMMS-Tools befassen. Aber was ist das für ein Werkzeug und wie kann es sich an Ihren Markt anpassen

Die Branche der thermodynamischen Solarkraftwerke

Ein thermodynamisches Solarkraftwerk ist eine besondere Art von solarthermischem Kraftwerk. Es wird auch als konzentriertes Solarenergiesystem (CSP) bezeichnet. Bei der CSP wird das von der Sonne reflektierte Licht mithilfe von Spiegeln auf einen Punkt konzentriert, um Hochtemperaturwärme zu erzeugen und eine Wärmeträgerflüssigkeit zu erhitzen. Dieses wird in Dampf umgewandelt und treibt eine Dampfturbine an, die ihrerseits einen Generator antreibt.

Die Dampfturbine treibt wiederum einen Generator an.

Die Dampfturbine treibt ihrerseits einen Generator an.

Die Hochtemperaturwärme kann auch gespeichert werden, um auch noch nach Sonnenuntergang genutzt zu werden. Diese thermische Energie kann dann zur Fernwärmeversorgung beitragen. Sie kann auch zur Beheizung von Industrieprozessen verwendet werden, was diese Technologie besonders geeignet macht, um die Last auszugleichen und das Netz rund um die Uhr in Betrieb zu halten. Von 2013 bis 2020 hat sich die Produktion von konzentrierter Solarenergie mehr als verdoppelt und weltweit mehr als 14,5 TWh erreicht. Obwohl diese Energie nur 0,05% der weltweiten Stromerzeugung ausmacht, hat sie eine große Zukunft. Die Technologie wird vor allem in China eingesetzt, das die Hälfte des Marktes ausmacht. Aber auch in den USA und in Indien werden CSP-Kraftwerke immer wichtiger. Obwohl die Energiequelle ähnlich ist, sollte sie nicht mit der Erzeugung von elektrischem Strom aus Solarmodulen verwechselt werden, die wir kürzlich ebenfalls untersucht haben: CMMS und Wartung von Solarmodulen.

Um ihr Potenzial zu maximieren, verwenden diese Kraftwerke verschiedene Technologien, um die Wärme der Sonne einzufangen und in elektrische Energie umzuwandeln. Auf dem Markt sind vor allem Kollektoren wie Solar Tower, Parabolic Troughs, Dish Stirling und Fresnel-Kollektoren zu finden. Diese technologische Vielfalt ermöglicht eine größere Anpassung an den Standort Ihres Kraftwerks und damit eine Maximierung Ihrer Produktionsrate. Dank der thermischen Pufferspeicherung sind die Produktionskosten dieser Kraftwerke wesentlich niedriger als bei der Photovoltaik und ihrem Batteriesystem.

Die noch nicht voll genutzten thermodynamischen Solarkraftwerke können das ganze Jahr über täglich Strom für Tausende von Haushalten liefern, benötigen aber manchmal Tausende von Hektar Land. Es gibt noch viel zu tun, um den Platzbedarf dieser Lösung zu reduzieren und die Umwelt und ihre Lebensräume zu schützen. Eine Studie des US-amerikanischen Solarforschungslabors Sandia hat jedoch neue, innovative Verfahren im Bereich der thermodynamischen Solarenergie aufgezeigt. Die wichtigste Neuerung besteht darin, die Sonnenwärme in Partikeln und nicht in Flüssigkeiten zu speichern. Diese neue Technologie markiert eine dritte Generation von CSP und eröffnet viele neue Möglichkeiten für die Fachleute in diesem Bereich.

Die Wartung von thermodynamischen Solarkraftwerken

In der thermodynamischen Solarindustrie ist die Wartung ihrer Anlagen entscheidend für den ordnungsgemäßen Zustand ihres Kraftwerks. Das System, das ohne Unterbrechung arbeitet, ist sehr stark beansprucht, so dass Wartungsarbeiten auch bei niedrigeren Temperaturen erforderlich sind. Parabol- oder Hé-Liostaten-Spiegel, die sich je nach Sonnenstand verschieben, müssen regelmäßig gereinigt werden, um Staub und andere Verschmutzungen zu entfernen. Dadurch wird die Biegeeffizienz und damit der Ertrag maximiert. Die Anwendung von Korrosionsschutzmitteln kann auch notwendig sein, um Korrosion vorzubeugen.

Die hohen Temperaturen, die durch die Konzentration des Sonnenlichts erzeugt werden, stellen eine große Herausforderung für Anlagen dar, die vor Hitze geschützt werden müssen. Rohrleitungen für Wasser oder andere wärmeübertragende Flüssigkeiten sowie elektrische Anlagen sind ebenfalls von einer regelmäßigen Wartung betroffen. Eine optimale Isolierung ist besonders empfehlenswert, um die Dampfturbine und den Generator vor Überhitzung zu schützen.

Hochtemperaturen wirken sich auch auf die Schmierung der Lager aus, um die Reibung während des Betriebs gering zu halten. Lager, die direktem Sonnenlicht ausgesetzt sind, benötigen synthetische oder andere Hochtemperatur-Schmierstoffe, die einen hohen Grad an thermischer Stabilität aufweisen. Darüber hinaus dürfen nur geeignete Spezialbeschichtungen auf rotierenden Hochtemperaturteilen wie Niederdruckturbinenschaufeln, Turbinen, die mit überhitztem Dampf betrieben werden, verwendet werden.

Das Sonnenfeld muss frei von Gläsern oder anderen Objekten gehalten werden, die das Sonnenlicht daran hindern könnten, die Häuftautomaten während ihres Betriebs zu erreichen. Bei Wartungsarbeiten in diesem Bereich muss das Risiko von hohen Temperaturen berücksichtigt werden. Die Arbeiten müssen daher von Fachleuten unter Einhaltung sehr strenger Sicherheitsstandards durchgeführt werden.

Bei einer guten Wartung Ihrer Anlagen werden Sie sehen, dass die Produktionsrate Ihres thermodynamischen Solarkraftwerks steigt. Damit Ihre Mitarbeiter und externen Techniker sicher und organisiert arbeiten können, ist es sinnvoll, ein CMMS-System zu verwenden. Aber worum geht es dabei? Wie kann Ihnen dieses Tool bei der täglichen Arbeit helfen?

Die Bedeutung des CMMS für die thermodynamische Solarenergie

Ein CMMS-Tool (Computer Aided Maintenance Management) stellt Ihren Mitarbeitern und Ihnen selbst alle Informationen über Ihre Anlagen zur Verfügung. Sie können Ihre Maschinen, deren Arbeitsprozesse und deren Effizienz rund um die Uhr überwachen. Durch die Integration der vorausschauenden Analyse kann dieses Tool frühzeitig erkennen, welche Geräte ausfallen könnten. Ihre Wartungstechniker können dann mithilfe des CMMS Korrekturmaßnahmen planen, die vor dem Ausfall einer Anlage durchgeführt werden müssen.

Die Behebung potenzieller Fehler im Vorfeld erspart Ihnen kostspielige Probleme wie den Austausch von Bauteilen oder die komplette Stilllegung Ihres Kraftwerks. Neben der Planung von Arbeitsaufträgen zu den oben genannten Terminen ermöglicht es das CMMS-Tool, den Überblick über alle Aktivitäten zu behalten, die an Ihren Anlagen durchgeführt wurden (Material, Laufzeit). Auch die Kosten können einbezogen werden, so dass Sie am Ende des Jahres einen Überblick über die Kosten für die Wartung erhalten.

Das CMMS liefert Berichte über Ihre Produktionsrate pro Anlage oder darüber, wie Sie Ihre Rentabilitätsrate erhöhen können. Dies ermöglicht es Ihren Technikern in allen Bereichen, einen einzigen Informationskanal zu haben, was Zeit spart und die Organisation von Aufträgen vereinfacht. Die Berichte aus diesem Tool können auch einer internen oder externen F&E-Einheit helfen, den Bereich der thermodynamischen Solarenergie weiterzuentwickeln.

Das CMMS kann auch als Sprungbrett dienen, um die Nutzung der Solarthermie bei den regionalen Behörden und der lokalen Bevölkerung, die von der Installation dieser Art von Kraftwerken direkt betroffen sind, zu demokratisieren. Der Beitrag zum Umweltschutz, die Produktionseffizienz und das CMMS sollten Ihnen bei Ihrer Entscheidung helfen.

Schlussfolgerung

Um eine drastische Reduzierung der CO₂-Emissionen zu erreichen und gleichzeitig die Energie zu erzeugen, die wir in unserer heutigen Gesellschaft benötigen, ist die Nutzung erneuerbarer Energien von entscheidender Bedeutung. Wenn Sie eine thermodynamische Solaranlage besitzen, gehören Sie zu den Akteuren, die gegen die Klimaerwärmung kämpfen. Mit Hilfe der Wartung Ihrer Anlagen und der Verwendung eines CMMS-Tools können Sie Ihr Unternehmen weiterentwickeln und gleichzeitig zur Forschung im Bereich der Solarenergie beitragen.

Die thermodynamische Solarenergie ist ein Trend, der sich auch in Zukunft fortsetzen wird, und durch Ihr Handeln können Sie einen Unterschied machen. Ihr Kraftwerk wird mehr produzieren, Ihre Investition wird sich auszahlen und Sie werden in der Lage sein, sowohl die Verbraucher als auch die Umweltanforderungen zu erfüllen.

Um zu erfahren, warum CMMS ein wichtiger Verbündeter für erneuerbare Energien ist, empfehlen wir Ihnen, die folgenden Artikel zu lesen:

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