Enhver, der har været omkring fremstilling af PV- og lithiumbatterier, ved én ting: Det er ikke udstyrsomkostningerne, der holder dig vågen om natten-det er, når gasforsyningen går galt.
En krystaltrækker kører i hundredvis af timer i træk. Tab nitrogen i blot et par minutter, og den grafitvarme zone inde i ovnen er stort set toast. En erstatnings-hot zone kører flere hundrede tusinde RMB, plus du ser på to til tre dages nedetid for byttet. Det er derfor, enhver PV-fabrik med reel skala ikke skærer hjørner på gasbudgettet.
Hvorfor kryogen ASU og ikke en anden nitrogengenereringsmetode?
Det er spørgsmålet, som enhver indkøbschef stiller til nye projekter. PSA ser billig ud. Membran ser endnu billigere ud. Men man kan ikke bare stirre på udstyrsprisen.
Nitrogenbehovet i en krystaludtræksbugt har en vis karakter-høj volumen og nonstop. Med femten til tyve ovne kørende på én gang skubber timeforbruget nemt forbi 15.000 kubikmeter. For at nå den mængde med PSA, skal du have flere enheder, der kører parallelt. De æder gulvplads, og disse molekylsigter skal udskiftes hvert andet til tredje år,-hvilket betyder, at du skal lukke tingene ned, når du gør det.
Så er der det vanskeligere spørgsmål: renhedsudsving. PSA-nitrogen med iltindhold omkring 10 ppm anses for at være anstændigt. Men krystaltrækkere skal bruge under 1 ppm. Det 9 ppm gap oversættes til oxidationshastigheder på varm grafit, der adskiller sig med multipler, ikke procenter. Vi har set planter gå med PSA for at spare på forudgående omkostninger, kun for at se hot zone levetid falde fra to år til knap over et. De penge, de "sparede" på udstyr, endte med at blive begravet i forbrugsvarer.
Kryogen ASU koster mere på forhånd. Intet argument der. Men det adskiller luft gennem fysisk rektifikation-likvefaktion efterfulgt af destillation. Renheden når 99,999% og bliver der. Iltindhold under 0,5 ppm er normal drift, ikke en teoretisk grænse.
Krystaltrækning har et andet krav til nitrogen-temperatur
Denne detalje kommer sjældent ind i de tekniske specifikationer, men alle, der har brugt tid på gulvet, ved det. Frisk fordampet flydende nitrogen kommer ud ved minus 180-noget grader Celsius. Dump det direkte i ovnen, og det termiske felt går i stykker. Siliciumbarren vil begynde at kaste dislokationer. Så kvælstoffet fra ASU-stationen skal først passere gennem en fordamper og varmes op til omkring tyve grader, før det nogensinde kan se butiksgulvet.
Lyder ligetil. I praksis betyder det en hel sløjfe af automatiseret temperaturstyring og trykregulering. Omgivelsestemperaturen svinger mellem vinter og sommer, og fordamperens udgangstemperatur følger med. Nogen skal holde øje med det. Moderne ASU-pakker kommer med automatisering indbygget, men under idriftsættelse? Du vil stadig have en erfaren hånd, der ringer ind.
Cellesiden af tingene er en anden historie
Fremstilling af PV-celler handler nu om N-type TOPCon og HJT. Disse processer tygger gennem specialgasser-nitrogenoxid, silan, you name it. Hvor kommer de gasser fra? Høj-nitrogen er råstoffet. Hvis nitrogenrenheden ikke er der, føres urenheder igennem til de syntetiserede specialgasser, og celleeffektiviteten får et direkte hit.
Rollen af kryogen ASU i denne forsyningskæde er interessant, når du træder tilbage og ser på den. Det er ikke det endelige produkt. Men det er forudsætningen for hver proces med høj-renhed downstream.
Over i lithium batteri katode materialer bliver ASU's biprodukt hovedbegivenheden
Højt-nikkel ternære materialer har brug for en oxygenrig-atmosfære under sintring. En kryogen ASU, mens den laver nitrogen, genererer også en massiv strøm af ilt ved 99,6% renhed eller bedre. Den ilt strømmer direkte ind i ovnene. Et system håndterer begge gasser. Det er langt bedre end at købe flydende ilt i lastbilen. Lastbilkørsel med LOX er ikke billigt, og i sommervarmen betyder afkognings-tab, at den mængde, der rent faktisk kommer ind i din tank, sjældent svarer til fakturaen.
En faldgrube i valg af udstyr: fiksering på nominel kapacitet
Det nominelle output på et ASU-specifikationsark afspejler designforhold. Men efterspørgslen efter gas på en ny energiproduktionslinje er ikke en flad linje. Forbruget mellem nedsmeltnings-fasen og stabiliseringsfasen på en krystaltrækker kan svinge med over tredive procent. Hvorvidt udstyret kan køre stabilt ved delvis belastning, har større betydning end overskriftens kapacitetsnummer.
Dette viser et teknisk punkt kaldet anti-overspændingskontrol. Kompressorer rykker ved lavt flow og kan drive ind i overspændingsområdet. Forkert det, og du beskadiger maskinen. Anstændige moderne enheder kommer med automatiske genbrugsventiler og justering af indløbsstyreskovle, der reagerer på faktisk brug. Men tuning af disse parametre under opsætningen er lidt af en kunst. Få indstillingerne forkert, og det vil stige alligevel.
En anden linjepost, der har tendens til at blive skåret, er backup-systemet med flydende nitrogen.
Nogle projekter, der forsøger at holde det oprindelige budget, regner med, at ASU'en selv har nok redundans, så de kan springe væskelagertanken og fordamperne over. Så springer nettet, eller en kompressor tripper, og uden væskereserve at sparke ind, bliver hele linjen mørk. PV krystaltræk og cellesintring tager ikke så godt imod uplanlagte stop. Tabet fra et afbrydelse overskygger, hvad det backup-system ville have kostet.
Og strømregningen har brug for et klart-blik
Over halvfjerds procent af en kryogen ASU's driftsomkostninger er elektricitet. Udstyrets effektivitet kommer ned til strømforbruget pr. produceret nitrogenenhed. Nuværende mainstream ASU-design kan levere en kubikmeter nitrogen til under 0,35 kWh. Ældre udstyr kan stadig være nord for 0,4 kWh. Kør tallene for et mellem- solcelleanlæg, der opererer otte tusinde timer om året, og effektivitetsgabet stiger til flere hundrede tusinde RMB årligt.
Der er en anden omkostningsstang:-tid-forbrug af strømpriser. Kør ASU hårdt om natten, når priserne er billige, og kasserer flydende nitrogen til opbevaring. Ring tilbage under spidsbelastning i dagtimerne og fordamp fra tanken. Denne strategi kan barbere yderligere ti procent eller deromkring af de samlede gasomkostninger. Advarsel: væskeopbevaringstanken skal dimensioneres korrekt, ellers er der ingen steder at sætte den.
Kryogen ASU-teknologi er ikke ligefrem ny i den nye energisektor. Men det er fortsat en af de få ting i planten, der absolut ikke kan gå sidelæns. Stabil gas betyder en stabil ledning. En stabil linje betyder, at udbyttet bliver, hvor det skal være.
Shenger Gas har været i industrielt gasudstyr i årevis, uden mangel på PV- og lithiumprojekter undervejs. Det, vi er kommet til at forstå, er dette: kunder har ikke kun brug for en kasse, der laver gas. De har brug for hele deres plantegasforsyning for at køre uden dramatik. Alt fra den indledende flowmodellering og valg af udstyr, lige igennem til idriftsættelse og reservedelsrespons,-det er det, der afgør, om et projekt forløber glat eller bliver til en hovedpine.
