目前在瑞典,城市廢水汙泥作為肥料散佈在陸地上;但由於擔心重金屬和其他汙染物的汙染,汙泥需要乾燥處理。瑞典如果透過一項新提出的法律,目前處理汙泥的方法需要減少三分之二。
執行長Joakim Byström在他們的一個太陽能場IMAGE@CEO
執行長Joakim Byström在他們的一個太陽能場IMAGE@CEO
但是乾燥廢水汙泥需要的熱量從哪裡來?
一種新的太陽能熱應用
這種潛在的太陽能熱的新行業用途引起了Isak Svensson的興趣,Isak Svensson是瑞典太陽能熱公司Absolicon聘請的新土木工程畢業生,在獲得環境工程碩士學位後,從事與水相關的工業太陽能熱應用。
Svensson對使用聚光太陽能在140°C溫度下,供應熱空氣以乾燥汙泥進行初始成本效益分析。
他表示:“這對我們來說是一個新的應用,我們在收集器中使用水,可以產生蒸汽。但如果你願意,也可以使用熱交換器來獲取熱空氣。這取決於應用領域,在汙泥乾燥中也將使用熱空氣。在我為Absolicon提交的論文專案中(並已在2021年度SolarPACES會議上介紹了這個應用程式),用於特定的處理廠,並根據多種因素進行了經濟分析,例如為二氧化碳溫室氣體排放定價等。”
該專案財團包括不同廢水處理應用的製造商Huber Waste Water Solutions,是瑞典創新機構45,000美元資金的獲得者,用於評估汙泥幹化的可再生選擇 - 並透過申請歐盟撥款來增加瑞典對Horizon Europe的參與,以建造一個真實規模的演示器來證明這一概念。
太陽能集熱器具有平坦的正面,便於清潔IMAGE@Absolicon
太陽能廢水處理的下一個演示階段
“目前這個專案還處於早期階段, 我們的下一步是進行更詳細的可行性研究。”他說,我們正在與Huber Waste Water Solutions合作。他們有這種帶式乾燥機,我們認為它可以與太陽能集熱器整合的技術規格。因此,我們將與他們進行可行性研究,然後在Horizon Europe申請另一筆贈款,以建造一個真正規模的演示器,一旦我們得到可行性研究的結果。
在他的碩士論文中,Svensson比較了確保全年執行的三種選擇:100%沼氣,50/50沼氣和太陽能,以及100%太陽能 - 中間汙泥儲存。在對三種替代方案進行了數學計算後,他確定太陽能 - 沼氣混合體將使廢水乾燥能夠全天候以最經濟的方式執行。
“在丹麥,儲熱系統已經取得了很大的發展,他們實際上在地下建造了一個非常大的坑,並在其中儲存了熱水。”斯文森解釋說,“他們可以使這種蓄熱規模巨大,以至於可以進行跨季節性的蓄熱,並在冬季也使用;也要把熱量儲存在夜間,或儲存不同的季節。”
下一步是進行更詳細的可行性研究,以評估技術整合並最佳化經濟性。然後,開發太陽能汙泥幹化演示器以在瑞典展示概念驗證;再開發這種交鑰匙設定,生產線合作伙伴可以在世界不同地區銷售。
Absolicon運營著瑞典最大的太陽能熱裝置,使用聚光太陽能向當地的區域供熱網路供熱。
他們還為整個歐洲的行業客戶提供太陽能裝置,如啤酒廠和化學品生產商。根據設施和可用安裝區域,太陽能場可以安裝在地面上,也可以安裝在高架或屋頂上,就像希臘高露潔棕欖的安裝一樣。他們用於現場安裝的完整交鑰匙系統包括集熱器、泵和控制系統。
重量輕,使工業應用可安裝在地面或屋頂IMAGE@Absolicon
向光伏學習
太陽能光伏快速增長的一個原因是,該技術適合大規模生產和多樣化的市場。單個太陽能電池板體積小,可擴充套件。房主可以只為屋頂安裝幾個面板,開發商可以安裝多批面板來建造公用事業規模的太陽能發電場。線上估算工具已市售給終端使用者。
同樣,Absolicon網站包括一個線上估算工具,因此各個工業供熱客戶可以獲得拋棄當前熱源和切換到太陽能熱能的個性化節省估算。
Absolicon的現場模擬器允許潛在客戶輸入其潛在安裝的位置和大小,並考慮本地DNI以產生估計的成本和輸出;並將結果實時顯示、摘要,傳送到使用者的電子郵件,以便使用者可以安靜地研究計算。
“在我們的例子中,我們知道,乾燥廢水汙泥每蒸發一公斤水需要約0.8千瓦時的熱能。”Svensson說,“因此,如果你知道你有多少汙泥,就很容易計算出你需要多少能量來蒸發它。然後,根據你想要的乾燥程度,很容易看出你需要多大的太陽場。”
每六分鐘一次太陽能集熱器
Absolicon似乎是第一家試圖使太陽能的發熱形式,像PV一樣可大規模生產和易於訂購的太陽能集熱器製造商。
與機器人公司ABB的合作使收集器的生產從幾個小時加速到六分鐘IMAGE@Absolicon
該公司最近與機器人公司ABB合作,為其拋物線槽式太陽能集熱器開發了一條自動化裝配線,將製造時間從每天三臺加速到每六分鐘一臺。目標是在每個國家/地區擁有生產線合作伙伴,可以為這些型別的應用生產收集器。
Absolicon估計,透過使用ABB的機器人技術,每六分鐘生產一個太陽能集熱器,他們可以使他們的太陽能槽式集熱器與工業熱量的化石能源相比具有成本競爭力。因此,Absolicon將處於有利地位,成為大規模生產太陽能集熱器的全球供應商,用於這種和許多其他工業熱應用。
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