Smørefrie polymerglidelejer til fotovoltaiske sporingssystemer

"Den grundlæggende idé med vores virksomhed var at realisere solsporing med smart teknologi på en overkommelig og effektiv måde," forklarer Thomas Vogel, administrerende direktør og talsmand for TecnoSun Solar Systems AG i Neumarkt/Oberpfalz. Virksomheden, der blev grundlagt i april 2010, har omkring 12 ansatte og fremstiller solcellesystemer.

Virksomhedens beliggenhed er gunstig: Forholdene i en by, der fokuserer på vedvarende energi, giver gode rammebetingelser for den unge virksomhed. Da decentralisering af elmarkederne fortsat er et vigtigt emne i fremtiden, er det primært lokale myndigheder og kommuner, men også private investorer, der fokuserer på vedvarende energi.

Mens det grundlæggende system oprindeligt bestod af en to-akset føringsbane, er det nu suppleret med en en-akset føringsbane. Derudover er der et aerodynamisk system til flade tage. Det er en permanent monteret løsning, som kan installeres på flade tage uden at beskadige tagbeklædningen. "Og på Intersolar præsenterer vi et system til støjskærme, som der allerede på forhånd er stor interesse for," siger Thomas Vogel. "Det vil være i serieproduktion senest i midten af året."

Problemstilling

TecnoSun Solar Systems AG var på udkig efter glidelejer til vertikale sporingssystemer. Kravene til lejerne var ret høje: De skulle have lav friktion og være kendetegnet ved høj ydeevne. Desuden skulle lejerne være vejrbestandige i årtier, da systemerne udsættes for varme, kulde, regn og sne. Vedligeholdelses- og servicearbejde skal være hurtigt og ukompliceret.

Løsning

Med iglidur ® glidelejer har solcelleeksperten fundet en omkostningseffektiv løsning, der opfylder deres krav. Takket være de indbyggede faste smøremidler har glidelejerne lav friktion og gør lejepunkterne vedligeholdelsesfrie. Det gør yderligere smøremidler overflødige. Glidelejerne er ufølsomme over for ekstreme vejrforhold, og selv snavs er ingen hindring for deres funktion.

Efterløbssystemer til solcelleanlæg (trackere) er systemer, der er uafhængige af grundarealets orientering. De følger solens gang i løbet af dagen og skaber dermed en optimal vinkel mellem solen og solcellemodulet, hvilket optimerer udnyttelsen af modulerne.

Det ekstra udbytte ved brug af et sporingssystem har vist sig at være op til 40 %. Der opnås et betydeligt højere output og et ensartet strømudbytte hele dagen. "Indtil nu er trackersystemer ofte blevet kritiseret for deres ulemper," siger Thomas Vogel. "De anses generelt for at være for dyre og skæmmer landskabet på grund af deres størrelse, da de normalt er flere meter høje. Vi valgte en anden tilgang og ønskede at holde installationshøjden lav, hvilket også reducerede omkostningerne betydeligt i forhold til andre systemer."

Fordelene ved denne leverandørs sporingssystemer er derfor hurtigt opsummeret: De omfatter den lave installationshøjde på omkring 1,5 m og den tilhørende materialeeffektivitet. Det betyder, at solcelleanlæggene kan integreres godt i landskabet og har et lille vindudsat areal. Og så er der drivkonceptet. Op til 120 trackere drives med kun én motor. Det svarer til et modulareal på omkring 400 m2. Det har reduceret systemomkostningerne betydeligt.

Normalt forankres et skinnesystem i jorden med betonelementer, som skal fjernes møjsommeligt på et tidspunkt. "Vores forankring består af jordskruer, som det relativt enkle mekaniske system, en ren metalkonstruktion, er bygget på," siger Thomas Vogel. Friktionen i systemet er helt ubetydelig. Det sikres af smørefrie polymerglidelejer fra igus® GmbH, Köln. Der er næsten ingen anvendelse, hvor den smørefri lejeteknologi ikke beviser sin alsidighed.

Der bruges tre usmurte lejer mellem tromlen og trækringen, bundpladen. "På dette tidspunkt ledte vi efter en højkvalitetsløsning med høj ydeevne, som på den ene side skulle køre helt tørt og på den anden side ikke måtte være modtagelig for skader på grund af de omgivende forhold," siger Thomas Vogel og ser tilbage. Systemets levetid på flere årtier er en del af kravprofilen. Og hvis uheldet er ude, skal det være muligt at udskifte lejerne hurtigt og nemt i forbindelse med vedligeholdelses- og servicearbejde.

Allround-materialet iglidur® P opfylder kravprofilen. På grund af sin termiske stabilitet og lave samlede fugtabsorption er dette leje et af de mest dimensionsstabile under skiftende omgivelsesforhold. Det anbefales generelt til roterende bevægelser med medium til høj belastning. Det er også omkostningseffektivt, hvilket igen har en mærkbar effekt på den økonomiske side.

"Som optakt til systemudviklingen gennemførte vi en række omfattende praktiske tests med en lang række lejer for at kunne sige noget pålideligt om opførslen under belastning. Forskellige leverandører præsenterede deres produkter," siger Thomas Vogel. "Testresultaterne talte altid klart til fordel for de smørefrie polymerglidelejer. Dertil kommer det gode forhold mellem pris og ydelse og den omfattende support. Vores salgsrepræsentant, Bernhard Hofstetter, er i konstant dialog med os og holder os informeret om nye og yderligere udviklinger, så vi altid er opdateret med den nyeste messeteknologi."

Kravprofilen til glidelejerne er ekstremt høj. De skal være vejrbestandige i årtier, kunne modstå snavs og fugt og være nemme at installere. Vægt på grund af snebelastning spiller også en rolle. De udsættes også for store belastninger i nogle områder, da relativt stærke rotationsbevægelser påvirker den grundlæggende mekaniske struktur. Desuden kan der forekomme trækbelastninger på flere 100 kg i de hjørnepunkter, hvor kablet trækkes.

Inden det blev besluttet, hvilket materiale der er bedst egnet til denne kravprofil, udførte polymerleverandøren også forskellige belastningsberegninger og anbefalede materialet iglidur® P i henhold til udelukkelsesproceduren.

Inden det blev besluttet, hvilket materiale der er bedst egnet til denne kravprofil, udførte polymerleverandøren også forskellige belastningsberegninger og anbefalede materialet iglidur® P efter udelukkelsesproceduren.

I modsætning til anvendelser inden for maskinteknik roterer de ikke-indpressede lejer omkring fuldt galvaniserede overflader. På grund af de nødvendige installationstolerancer er der derfor en restrisiko for, at lejet kan sætte sig fast både udvendigt og indvendigt. Også her har foreløbige tests vist, at polymerglidelejet ikke har nogen problemer med dette. Lejerne kører i sporingssystemerne fra første dag uden unødig nedetid.

"Vores standardmateriale iglidur® G, som har bevist sit værd i utallige applikationer verden over, var også til diskussion," fortæller Bernhard Hofstetter, ansvarlig teknisk salgskonsulent på igus® Bavaria North-East-kontoret. "I første omgang udførte vi de første prøver. Men på grund af den lavere samlede fugtabsorption og varmeudvidelse blev beslutningen til sidst truffet til fordel for iglidur® P-materialet."

Materialet iglidur® Q2 beviser også sin slidstyrke i et to-akset system i de schweiziske bjerge i 1.800 meters højde. Det er dimensionsstabilt under høje belastninger og er prædestineret til stærkt belastede drejeopgaver under ekstreme forhold.

"I denne højde svinger temperaturerne ekstremt i løbet af året, for ikke at tale om snefaldet om vinteren," forklarer Thomas Vogel. "For at gøre vores sporingssystem endnu mere robust og let at vedligeholde bruger vi det slidstærke leje. Under disse vanskelige klimatiske forhold er belastningen naturligvis størst. Og vores første erfaringer er meget gode. Polymerlejet opfylder også vores grundlæggende krav til økonomiske løsninger uden at gå på kompromis med kvaliteten!"