Rastreando uma Estrela Para Energizar um Planeta

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Rolamentos SKF para Painéis Solares

 

O crescimento sem precedentes do mercado global de energia solar resultou no duplo desafio de oferecer um desempenho cada vez mais alto e, ao mesmo tempo, reduzir os custos de geração.

 

A SKF desenvolveu soluções específicas do setor projetadas para proporcionar um custo total de propriedade mais baixo, fornecendo um custo nivelado de eletricidade por meio de maior desempenho, menores requisitos de manutenção e maior vida útil deste rolamento específico.

A demanda de energia elétrica solar cresceu em média 40% ao ano nas últimas duas décadas, em um cenário de rápida queda de custos e preços. Consequentemente, os fabricantes e operadores de equipamentos solares estão sendo desafiados pelos requisitos de instalação de sistemas grandes que oferecem desempenho de geração consistente durante uma vida útil de 20 anos ou mais, idealmente com custos mínimos de operação, manutenção e tempo de inatividade. Além disso, a indústria precisa continuar reduzindo os custos da tecnologia solar para que a energia solar se torne totalmente competitiva contra os combustíveis fósseis. Isso significa que o setor precisa encontrar maneiras de maximizar a produção de energia a um custo mínimo.

Tecnologias solares

O uso de soluções de rastreamento solar confiáveis ​​e precisas suporta tais ambições de redução de custos. Seja envolvendo energia fotovoltaica (PV), concentrando energia fotovoltaica (CPV) ou concentrando energia solar (CSP) (fig. 1), a SKF oferece uma ampla gama de soluções livres de manutenção relacionadas ao rastreamento solar. Eles englobam produtos inovadores, como os atuadores lineares solares da SKF (parte do portfólio da SKF BeyondZero) e o centro solar da SKF, desenvolvido especificamente para o mercado de energia solar (fig. 2). Ambos os produtos são projetados, montados, testados e validados pela SKF. Além disso, a SKF oferece soluções de mancais livres de manutenção com a possibilidade de integrá-las com caixas que são totalmente vedadas durante a vida útil do produto.

Essas soluções específicas também são apoiadas por mais de 100 anos de conhecimento em engenharia de aplicação, apoiados pelo serviço de consultoria de engenharia do grupo. Rolamentos e produtos de mecatrônica fazem parte de uma extensa plataforma de soluções de engenharia que também incluem lubrificação e vedações. Além disso, a SKF é um fabricante de volume de classe mundial que pode oferecer um serviço global para o mercado internacional de energia solar.

 Soluções da SKF

Por que o rastreamento solar
Os sistemas de rastreamento são recursos importantes na geração eficiente de energia solar, pois ajudam a aumentar a potência dos painéis fotovoltaicos – um rastreador de eixo duplo pode aumentá-lo em até 40% – e capturar totalmente a radiação solar para sistemas CPV e CSP (Energia Solar Concentrada ou Fotovoltaicos Concentrados) .

Para maximizar a geração de energia, esses sistemas precisam ter características de alto desempenho, como robustez e posicionamento preciso, além de fornecer uma solução confiável capaz de operar em condições extremas ao ar livre. Um sistema de rastreamento solar tem que rastrear o sol com uma certa precisão, dependendo da tecnologia. A tecnologia fotovoltaica rastreia o sol em ± 1 grau, enquanto a tecnologia CPV rastreia o sol em ± 0,1 graus. Por isso, é importante ter sistemas de acionamento sem muita folga ou “folga”. Caso contrário, quando o vento soprar, o sistema balançará para a frente e para trás, perdendo eficiência ou não gerando energia alguma.

Demanda em sistemas de CPV

(Energia Solar Concentrada ou Fotovoltaicos Concentrados) 

A SKF oferece globalmente todos os acionamentos e componentes necessários para aplicações de rastreamento solar com o benefício adicional de que eles são praticamente livres de manutenção.
Atuadores eletromecânicos, como o Atuador Linear Solar e o Cubo Solar, são usados ​​em sistemas de rastreamento para mover o painel solar na direção leste-oeste (movimento chamado “azimute”) ou direção norte-sul (movimento denominado “elevação”) , ou ambos.

Soluções de rastreamento

As soluções abrangem uma função de azimute graças ao SKF Solar Hub, uma função de elevação com os atuadores lineares solares da SKF na série CASD, além de rolamentos adequados do extremamente amplo sortimento da SKF. Tais soluções são adequadas para a maioria dos tipos de geração solar – painéis fotovoltaicos, painéis fotovoltaicos concentradores e sistemas de energia solar concentrada, como calhas parabólicas, helióstatos ou pratos solares.

 

Solar Hub – CRSD 290 – principais características. 1 Arranjo do mancal de rigidez máxima 2 Interface de montagem simétrica do motor 3 Montado para folga mínima 4 Vedação otimizada 5 Seleção de graxa ótima 6 Rolamento de contato angular de duas carreiras para maior rigidez 7 Lubrificado, vedado montado e testado por toda a vida 8 Motor integrado (CA ou CC) – opcional

No projeto da SKF, a vedação foi otimizada em comparação com as soluções padrão de mercado existentes, para proporcionar perda mínima de graxa durante a operação, para reduzir quaisquer impactos ambientais e reduzir a necessidade de re-lubrificação. Graças ao conhecimento da SKF sobre graxas e lubrificação, uma graxa ideal foi selecionada para essa aplicação de movimento lento, permitindo assim uma melhoria no desempenho. Como a redução nos requisitos de manutenção tem sido um critério fundamental de projeto, o CRSD 290 é virtualmente livre de manutenção, não exigindo manutenção por mais de 20 anos, em contraste com os padrões de mercado existentes que exigem re-lubrificação anual. Finalmente, o design completo é protegido em um invólucro vedado para um ótimo desempenho, mesmo em condições extremas e é classificado como PI 65.

O Hub Solar tem a opção de ter um motor integrado e eletrônica para fornecer uma solução solar totalmente integrada. O CRSD 290 Solar Hub pode ser integrado a um motor de tensão CA ou CC que pode ser montado no lado direito ou esquerdo do Cubo Solar.

Rastreamento da Energia Solar: Mais Mobilidade através de Rolamentos
Rastreamento da Energia Solar: Mais Mobilidade através de Rolamentos

Atuadores Lineares Solares

A linha de atuadores lineares da SKF, CASD-20 e CASD-60, foi desenvolvida para atender aos mesmos padrões de alto desempenho que o Hub Solar em termos de geração de energia combinada com vida longa, confiabilidade, facilidade de instalação e não há necessidade de manutenção. O atuador linear compreende um parafuso com uma caixa de engrenagens integrada, motor, mancais, lubrificante, dois interruptores de limite, sensores de salão e uma placa de circuito, todos protegidos em um alojamento vedado. Neste caso, o desempenho é alcançado através do uso de tubos de proteção selados para maior confiabilidade e melhor proteção de acionamento, mesmo nas condições mais adversas.

Recursos do Atuador Linear Solar da SKF

Maiores razões de carga estática para dinâmica permitem a geração de energia solar mesmo durante condições de vento forte. Para o CASD-20, as respectivas cargas dinâmicas e estáticas são 5 kN e 20 kN. Para o CASD-60, esses valores são 12 kN e 60 kN. Dependendo da carga estática, ambos os atuadores têm um curso de até 1.500 mm e a velocidade de operação é de até 2 mm / s para o CASD-20 e 2,5 mm / s para o CASD-60.

Os atuadores lineares CASD proporcionam melhorias de eficiência, como consumo reduzido de corrente, maior precisão de posicionamento e folga limitada. Sendo unidades completas, os atuadores não são apenas fáceis de instalar em qualquer aplicação solar, mas também reduzem significativamente o tempo de projeto e desenvolvimento enquanto proporcionam economia na operação.

Benefícios do Rastreamento Solar

Para sistemas fotovoltaicos, o rastreamento solar aumenta a eficiência ou a potência em até 40% usando um sistema de rastreamento de dois eixos que incorpora os SKF Solar Hubs. Para CPV e CSP, a tecnologia precisa de sistemas de rastreamento solar para funcionar adequadamente, portanto, o rastreamento solar é essencial para a concentração de tecnologias.

Para minimizar os custos, é importante que a tecnologia use um sistema de rastreamento solar que reduza o custo total de propriedade através de uma instalação mais fácil e rápida, minimizando os intervalos de manutenção se não os eliminar completamente e por meio de um produto confiável que não requer substituição ou reparo em campo. .

Os produtores e operadores de equipamentos solares podem ganhar com o trabalho com a SKF. Trabalhando em parceria, os fabricantes obtêm o benefício da ampla experiência em design de engenharia e eficiência de fabricação da SKF. Isso pode levar a uma melhor qualidade e satisfação do cliente, evitando o dispendioso trabalho de garantia. Os operadores experimentam menores custos de vida útil do sistema solar por meio de sistemas mais confiáveis ​​que podem gerar mais energia por um longo período.

Por Markus Behn, gerente global de desenvolvimento de negócios, segmento de energia solar, SKF Gmbh, Langenhagen, Alemanha, [email protected]

https://www.bearing-news.com/tracking-a-star-to-power-a-planet/

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