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Referenz Engineering: Deutsches Know-how für Photovoltaik-Produktion in Südkorea

MTA entwickelt komplettes Kühlsystem für Netzgeräte und Kathoden zum Aufdampfen des Siliziums in zusätzlicher Produktionslinie für Solarmodule

Kühlwasser-Rückkühlung für Vakuumpumpen, Netzgeräte und Kathoden

Der Bereich der Solarenergie ist die am schnellsten wachsende Branche im gesamten Bereich der erneuerbaren Energien. Ein führender Hersteller für Solarmodule hat seine Produktion in Südkorea um eine weitere Produktionslinie ausgebaut.

Die meisten Prozesse zur Herstellung von Solarzellen arbeiten unter Vakuum; unter anderem das Kristallziehen zur Herstellung von sogenannten Wafern und das Laminieren zum Schutz der fertigen Solarmodule vor Witterungseinflüssen.

Neben den Vakuumpumpen erzeugen die Netzgeräte und Kathoden zum Aufdampfen des Siliziums auf den Folienuntergrund der Photovoltaikmodule die größte abzuführende Wärmeenergie. Für die zusätzliche Produktionslinie ist eine Kühlleistung von 5.000 Kilowatt erforderlich.

Technische Anforderungen

Die besondere Herausforderung bestand in der Entwicklung eines Kühlsystems, welches die Kühlwasser-Rückkühlung mit bauseitigen Kaltwassersätzen und Kühltürmen auf dem jeweils erforderlichen Temperaturniveau jederzeit sicherstellt.

Für den Netzgerätekreislauf wird Kühlwasser mit einem Volumenstrom von 289 m³/h bei Wassertemperaturen von 30 °C im Eintritt und 27 °C im Austritt benötigt. Die Kühlung des Kathodensystems erfordert Kühlwasser mit einer Temperatur von 30 °C. Hier müssen 218 Kubikmeter durch den Prozess auf 38 °C aufgeheiztes Wasser pro Stunde heruntergekühlt werden.

Komponenten Kühlkreisläufe

Die Hydraulik-Gruppe ist entsprechend in zwei Kühlkreise unterteilt. Im Netzgeräte-Kreislauf arbeiten drei 22 kW Pumpen mit einer Förderhöhe von jeweils 4,6 bar auf einen 3.000 Liter Speichertank. Ein Plattenwärmetauscher mit 1.000 kW übernimmt die Systemtrennung.

Der Kühlkreis für die Kathoden besteht aus vier Pumpen mit jeweils 22 kW, einem 5.000 Liter Kältespeicher und einem PWT mit 2.000 kW Übertragungsleistung.

Alle Pumpen sind per Frequenzumrichter geregelt und vom Kühlmedium berührte Teile bestehen entweder aus Edelstahl oder nicht rostendem Material.

Schaltschrank zur Steuerung und Überwachung der Gesamtanlage

Im Schaltschrank untergebracht, dient als Automatisierungssystem eine Simatic-S7, die speziell für diese Anwendung programmiert wurde und in drei Sprachen zu bedienen ist (u.a. Koreanisch).

Die Bedienung der Anlage erfolgt über das in der Schaltschranktür eingebaute Bediendisplay. Das gesamte Anlagenbild wird inklusive aller Temperaturen, Drücke, Betriebs- und Störmeldungen auf dem Display dargestellt. Per Ethernet-Anbindung ist die Überwachung und Steuerung über das Internet möglich.

Demontierbarer Grundaufbau für Transport

Die Anlage ist eine kompakte Einheit, aufgebaut auf einem Grundrahmen aus verzinkten Stahlträgern mit eingearbeiteten Staplertaschen für leichten Transport und Aufstellung.

Der Grundaufbau besteht aus vier Teilen, die zum Transport zu demontieren sind. Die einzelnen Baugruppen sind den Transportgrößen eines 40 Fuß - Containers angepasst, um einen kostengünstigen Transport zum Einsatzort zu ermöglichen.

Die komplett montierte Grundeinheit ist ca. 8 Meter lang, 4,8 Meter breit und ca. 5 Meter hoch.

Beim Ausbau erneuerbarer Energien kann also die Nachfrage zumindest im Bereich der Photovoltaik ruhig noch etwas steigen.