
图1 iglidur轴套安装在追踪系统的主轴上,即使在非常恶劣的工况下,它们依然确保低摩擦旋转运动
来自Conergy公司光伏系统的SolarOptimus追踪系统确保太阳能收集板相对于太阳总是处于一个正确的角度。根据天文数据来控制双轴驱动系统,从而增加约30%清洁能源的产出。为了确保该系统在极其恶劣的环境中长期免维护运行,Conergy公司决定采用易格斯部件:工程塑料滑动轴承、关节轴承和直线系统。
在风能和太阳能领域,德国的机械工程和工厂建设公司在世界上名列前茅。作为该高速增长市场的参与者,Conergy公司同样处于这样的位置。该公司于1996年创建于德国汉堡,最初是太阳能系统集成商,现在能够提供广泛的可再生能量、制热和制冷业务。从2005年3月起该公司在TecDAX上市,从2001年至今Conergy公司销售额增加了至少18倍,成为德国成长最快的科技公司之一。
这些成功一方面源于Conergy公司在世界范围内提供完全的可再生(风、太阳和生物)能源生产解决方案,同时包括项目管理、服务和融资。另外一方面则是因为该公司不断研发和生产其自有产品。
务实的“自己生产或外购”决策
“自己生产,还是外购”,一直都是一个需要认真思考的问题。公司总部“全球技术团队”工程和服务部门负责人Bernd Krabbe介绍说:“我们在市场上搜索并评估,是否存在现有系统能够满足我们客户的高要求。如果没有,我们将自己研发相关产品。”在光伏系统追踪系统方面,现存系统不能满足不断增长的要求,所以Conergy最近推出了一款自己研发的产品——SolarOptimus系统。
追踪系统提高产能
SolarOptimus系统可确保太阳能收集板总是处于一个恰当的角度,这一投资最终使运营者受益,因为通过此双轴追踪系统可以将产能提高超过30%。在德国和其邻国,光伏组件最佳位置的确定通过亮度传感器。在多云的情况下,该传感器总是指引系统运动到有光的地方。这看起来似乎并不符合德国的情况,但其实情况并非如此。在南欧通常万里无云,系统使光伏组件同太阳光保持一个正确的角度会更加高效。

图2 Conergy公司采用易格斯公司的DryLin直线轴承,用于调整系统
即使在极端环境下仍然具有长使用寿命
上述特别为南部高辐射区域开发的控制概念,同样用在了SolarOptimus系统。产品经理Philipp Vanicek介绍:“该模块根据天文算法,在两个轴上进行运动。”由于该系统常常建设在比较偏远的地方,并无现场人员,所以在该框架体系研发的时候,研发人员关注的重点在于耐久性和免维护。基于此原因,研发人员不希望设计复杂的驱动系统,而倾向于使用那些简单,但具有高品质的部件,这涉及到马达和轴承。SolarOptimus研发的项目经理Bernd Krabbe继续介绍道:“我们把对于轴承系统的要求解释给多个轴承系统供应商,希望获得他们对于解决方案的建议。”通常安装太阳能系统的地方都非常干燥,环境中常有沙粒和非常细小的灰尘。另一个因素是,在很大温差的情况下,轴承也必须非常好的工作。
“iglidur”用于主轴
针对这些标准,易格斯提供的建议最具有说服力:SolarOptimus系统所有主轴均采用了易格斯的产品。框架系统的一个主轴长约20?m,由iglidur工程塑料制造的轴承确保了低摩擦和免维护。iglidur轴套安装在追踪系统的主轴上,即使在非常恶劣的工况下,它们依然确保低摩擦旋转运动,高性能工程塑料滑动轴承本身带有固体润滑脂,所以无需额外润滑,但是这样通常会带来污垢的堆积。在给定的使用条件下,在众多iglidur材料中,Conergy系统采用了“通用型”iglidur G材料,它适合于中低速的摆动和旋转。耐污垢是iglidur G型轴套另一个重要的特性。
滑动轴承取代直线电机
为了直线驱动,Conergy公司研发工程师将直线轴承用于调整系统。相同的,这里也采用了易格斯高性能工程塑料滑动轴承:DryLin直线滑动轴承确保轴精确地运行(图2)。DryLin直线系统轴承基座由坚固的铸造锌制成,滑动原件则包括阳极硬化铝(导轨)和iglidur滑动膜,其具有低摩擦系数,不会出现“粘连和过滑的现象”。易格斯运动组件装配在安装板上,满足了Conergy公司研发人员的要求。沙砾和灰尘不会对此直线轴承有任何影响:由于“雪犁效用”它们被很快推开,而滑动性能不会受到任何损坏。

图3 “igubal”关节轴承作为连接元件用于耦合杆,将太阳能模块和框架连接在一起
敏捷:太阳能模块和框架系统的链接
Conergy公司决定采用性能优异的igubal关节轴承用于耦合杆,其用来将太阳能模块支架连接在一起(图3)。这些连接元件吸收高应力,具有非常优良的吸震性,并且其重量仅为传统金属关节轴承的1/5。但追踪系统采用这些轴承的另一个更重要的原因是:即使环境中充满细小的灰尘或很厚的污垢,该关节轴承仍然保持免维护。不会出现卡死或阻塞的危险,且内含固体润滑脂确保低摩擦和最佳的耐磨性。
西班牙南部“测试沙”实验
模块南北方向的驱动力达到6800N,而东西方向主框架的驱动力则达到10000N。运行速度很低(最大4mm/s),最大驱动力每天出现一次。然而,最高的要求来自耐磨损,因为恶劣的环境影响所有部件。这就是为什么易格斯公司会为Conergy公司安排系列测试的原因。测试最终取得了一个非常好的结果:即使在恶劣于真实情况的工况下,在SolarOptimus系统整个设计使用寿命中,易格斯轴承也不需要更换。这不仅仅可防止沙砾和灰尘,还耐UV辐射、非常大的温差以及潮湿的环境。
在此期间,第一套SolarOptimus系统已在西班牙南部成功运行数月,所有数据表明该天文算法支撑的追踪系统将取得更好的使用效果。该项目全部完成后,在此区域将有800个可运动系统用于生产清洁太阳能,并入公用电网。另外,Conergy公司已着手计划另外多个包括更多追踪系统的项目。
作为合作伙伴,易格斯不仅仅是供应商,还为客户特定要求而优化产品,同时大批量生产,减少了生产成本。高速发展的Conergy公司不再担忧大批量需求的问题。