Bezsmarowne polimerowe łożyska ślizgowe do fotowoltaicznych systemów nadążnych

"Podstawową ideą naszej firmy było wdrożenie inteligentnej technologii śledzenia promieni słonecznych w przystępny i skuteczny sposób," wyjaśnia Thomas Vogel, dyrektor zarządzający i rzecznik prasowy firmy TecnoSun Solar Systems AG w Neumarkt/Oberpfalz. Założona w kwietniu 2010 roku firma zatrudnia około 12 osób i produkuje systemy fotowoltaiczne (PV).

Lokalizacja firmy jest korzystna: warunki w mieście, które koncentruje się na odnawialnych źródłach energii, oferują dobre warunki ramowe dla młodej firmy. Ponieważ decentralizacja rynków energii elektrycznej pozostaje ważnym tematem na przyszłość, to przede wszystkim władze lokalne i gminy, ale także prywatni inwestorzy, koncentrują się na energii odnawialnej.

Podczas gdy podstawowy system pierwotnie składał się z dwuosiowej prowadnicy, obecnie jest on uzupełniony o jednoosiową prowadnicę. Ponadto dostępny jest system aerodynamiczny dla dachów płaskich. Jest to rozwiązanie montowane na stałe, które można instalować na płaskich dachach bez uszkadzania pokrycia dachowego. "Na targach Intersolar prezentujemy system do ekranów akustycznych, który już teraz cieszy się dużym zainteresowaniem," - mówi Thomas Vogel. "Będzie on produkowany seryjnie najpóźniej w połowie roku."

Problem

Firma TecnoSun Solar Systems AG poszukiwała łożysk ślizgowych do pionowych systemów nadążnych. Wymagania dotyczące łożysk były dość wysokie: musiały one charakteryzować się niskim tarciem i wysoką wydajnością. Ponadto łożyska musiały być odporne na warunki atmosferyczne przez dziesięciolecia, ponieważ systemy są narażone na działanie ciepła, zimna, deszczu i śniegu. Prace konserwacyjne i serwisowe muszą być szybkie i nieskomplikowane.

Rozwiązanie

Dzięki łożyskom ślizgowym iglidur ® ekspert w dziedzinie fotowoltaiki znalazł ekonomiczne rozwiązanie, które spełnia jego wymagania. Dzięki wbudowanym smarom stałym łożyska ślizgowe mają niskie tarcie i sprawiają, że punkty łożyskowania nie wymagają konserwacji. Dzięki temu dodatkowe smary są zbędne. Łożyska ślizgowe są niewrażliwe na ekstremalne warunki pogodowe i nawet brud nie stanowi przeszkody dla ich funkcjonalności.

Systemy śledzenia dla systemów fotowoltaicznych (trackery) to systemy, które są niezależne od orientacji obszaru bazowego. Podążają one za słońcem w ciągu dnia i w ten sposób tworzą optymalny kąt między słońcem a modułem słonecznym, optymalizując wykorzystanie modułów.

Udowodniono, że dodatkowa wydajność wynikająca z zastosowania systemu śledzenia wynosi do 40%. Znacznie wyższa wydajność i stały uzysk energii są osiągane przez cały dzień. "Do tej pory systemy trackerów były często krytykowane za swoje wady," mówi Thomas Vogel. "Powszechnie uważa się, że są one zbyt drogie i szpecą krajobraz ze względu na swoje rozmiary, ponieważ zwykle mają kilka metrów wysokości. Przyjęliśmy inne podejście i chcieliśmy utrzymać niską wysokość instalacji, co również znacznie obniżyło koszty w porównaniu z innymi systemami."

Zalety systemów śledzenia tego dostawcy można zatem szybko podsumować: obejmują one niską wysokość instalacji wynoszącą około 1,5 m i związaną z tym wydajność materiałową. W rezultacie systemy fotowoltaiczne mogą być dobrze zintegrowane z krajobrazem i oferują niewielką powierzchnię wystawioną na działanie wiatru. Jest też koncepcja napędu. Do 120 trackerów jest obsługiwanych za pomocą tylko jednego silnika. Odpowiada to powierzchni modułu wynoszącej około 400 m2. Pozwoliło to znacznie obniżyć koszty systemu.

Zwykle system gąsienicowy jest zakotwiczony w podłożu za pomocą betonowych elementów, które w pewnym momencie trzeba mozolnie usunąć. "Nasze kotwienie składa się ze śrub gruntowych, na których zbudowany jest stosunkowo prosty system mechaniczny, czysto metalowa konstrukcja," mówi Thomas Vogel. Tarcie w systemie jest całkowicie pomijalne. Zapewniają to bezsmarowe polimerowe łożyska ślizgowe firmy igus® GmbH z Kolonii. Nie ma prawie żadnego zastosowania, w którym technologia łożysk bezsmarowych nie udowodniłaby swojej wszechstronności.

Trzy niesmarowane łożyska są stosowane między bębnem a pierścieniem trakcyjnym, płytą podstawy. "W tym momencie szukaliśmy wysokiej jakości, wysokowydajnego rozwiązania, które z jednej strony musiało pracować całkowicie na sucho, a z drugiej nie mogło być podatne na uszkodzenia ze względu na warunki otoczenia," - mówi Thomas Vogel, spoglądając wstecz. Żywotność systemu wynosząca kilkadziesiąt lat jest częścią profilu wymagań. A jeśli dojdzie do najgorszego, musi istnieć możliwość szybkiej i łatwej wymiany łożysk podczas prac konserwacyjnych i serwisowych.

Wszechstronny materiał iglidur® P spełnia ten profil wymagań. Ze względu na stabilność termiczną i niską całkowitą absorpcję wilgoci, łożysko to jest jednym z najbardziej stabilnych wymiarowo w zmieniających się warunkach otoczenia. Generalnie jest zalecane do ruchów obrotowych ze średnimi i wysokimi obciążeniami. Jest również ekonomiczne, co z kolei ma zauważalny wpływ na stronę ekonomiczną.

"W okresie poprzedzającym opracowanie systemu przeprowadziliśmy serię szeroko zakrojonych testów praktycznych z szeroką gamą łożysk, aby móc przedstawić wiarygodne oświadczenia dotyczące zachowania pod obciążeniem. Różni dostawcy prezentowali swoje produkty," mówi Thomas Vogel. "Wyniki testów zawsze wyraźnie przemawiały na korzyść bezsmarowych polimerowych łożysk ślizgowych. Do tego dochodzi dobry stosunek ceny do wydajności i kompleksowe wsparcie. Nasz przedstawiciel handlowy, Bernhard Hofstetter, jest z nami w stałym kontakcie i na bieżąco informuje nas o nowościach i dalszym rozwoju, dzięki czemu zawsze jesteśmy na bieżąco z najnowszą technologią targową."

Profil wymagań dla łożysk ślizgowych jest niezwykle wysoki. Muszą być odporne na warunki atmosferyczne przez dziesięciolecia, odporne na brud i wilgoć oraz łatwe w montażu. Ważną rolę odgrywa również ciężar spowodowany obciążeniem śniegiem. Są one również poddawane dużym obciążeniom w niektórych obszarach, ponieważ stosunkowo silne ruchy obrotowe oddziałują na podstawową strukturę mechaniczną. Ponadto w punktach narożnych, w których kabel jest ciągnięty, mogą wystąpić obciążenia rozciągające wynoszące kilka 100 kg.

Przed podjęciem decyzji, który materiał najlepiej nadaje się do tego profilu wymagań, dostawca polimerów przeprowadził również różne obliczenia obciążenia i zalecił materiał iglidur® P zgodnie z procedurą wykluczenia.

Przed podjęciem decyzji, który materiał najlepiej nadaje się do tego profilu wymagań, dostawca polimerów przeprowadził również różne obliczenia obciążenia i po procedurze wykluczenia zalecił materiał iglidur® P.

W przeciwieństwie do zastosowań w inżynierii mechanicznej, łożyska niewciskane obracają się wokół całkowicie ocynkowanych powierzchni. Ze względu na niezbędne tolerancje montażowe istnieje zatem szczątkowe ryzyko, że łożysko może zatrzeć się zarówno zewnętrznie, jak i wewnętrznie. Również w tym przypadku wstępne testy wykazały, że polimerowe łożyska ślizgowe nie mają z tym problemów. Łożyska pracują w systemach śledzenia od pierwszego dnia bez zbędnych przestojów.

"Nasz standardowy materiał iglidur® G, który sprawdził się w niezliczonych zastosowaniach na całym świecie, był również przedmiotem dyskusji," informuje Bernhard Hofstetter, konsultant techniczny ds. sprzedaży odpowiedzialny w biurze igus® Bawaria Północny Wschód. "Początkowo wykonaliśmy pierwsze próbki. Jednak ze względu na niższą całkowitą absorpcję wilgoci i rozszerzalność cieplną, ostatecznie zdecydowano się na materiał iglidur® P."

Materiał iglidur® Q2 udowadnia również swoją odporność na zużycie w dwuosiowym systemie zlokalizowanym w szwajcarskich górach na wysokości 1800 metrów. Stabilny wymiarowo pod dużymi obciążeniami, jest predestynowany do bardzo obciążonych zastosowań obrotowych w ekstremalnych warunkach.

"Na tej wysokości temperatury wahają się ekstremalnie przez cały rok, nie wspominając o opadach śniegu w zimie," wyjaśnia Thomas Vogel. "Aby nasz system śledzenia był jeszcze bardziej wytrzymały i łatwy w utrzymaniu, używamy łożyska odpornego na zużycie. W tych trudnych warunkach klimatycznych obciążenie jest naturalnie największe. Nasze pierwsze doświadczenia są bardzo dobre. Łożysko polimerowe spełnia również nasze podstawowe wymagania dotyczące ekonomicznych rozwiązań bez uszczerbku dla jakości!"