Impianti fotovoltaici a inseguimento

Vento, sabbia e sole: boccole in plastica per la tecnologia solare

Conergy usa boccole prodotte da igus® nel suo nuovo sistema di inseguimento fotovoltaico

Il sole preso dalla giusta angolazione: è quello che garantisce il sistema SolarOptimus negli impianti fotovoltaici di Conergy AG. Il sistema di controllo a due assi, regolato da un algoritmo astronomico, aumenta la produzione di energia del 30% circa. Per evitare la manutenzione per lunghi periodi, anche in condizioni ambientali estreme, Conergy ha deciso di utilizzare componenti igus®: si tratta sia di boccole che di parti usate alle estremità.

Nel mondo dell'energia eolica e delle tecnologie solari, la Germania è ai primi posti per la costruzione di macchine e impianti. Questa posizione è ottenuta grazie all'impegno di aziende dinamiche come la Conergy: questa compagnia, operante in origine nel settore dei sistemi di integrazione solare, dal 1996 ad Amburgo, offre oggi un'ampia gamma di prodotti per la generazione di energia e calore. Presente in Borsa e nell'indice TechDAX a partire dal marzo 2005, Conergy ha aumentato il suo fatturato del 1830%. Conergy è perciò una delle compagnie tecnologiche a più alto tasso di crescita in Germania.

Il successo di questa azienda è da attribuire da un lato alla capacità di offerta in tutto il mondo di sistemi completi per la generazione di energie alternative (eolica, solare, a biomasse), inclusi progettazione, manutenzione e finanziamento. Dall'altro lato, la grande crescita sperimentata è dovuta allo sviluppo e produzione diretti da parte della compagnia dei suoi prodotti. E' in costruzione a Francoforte uno degli impianti di produzione di wafer solari, celle e moduli più moderni in Europa. Uno stabilimento in cui Conergy ha investito circa 250 milioni di euro. Dopo la fine dei lavori impiegherà circa 1000 persone.

Spagna: con i sistemi SolarOptimus, gli impianti solari installati in zone soleggiate possono vedere le loro rese aumentate del 30%.

Una scelta concreta: "produzione o mercato"

La domanda "Produzione o mercato?" è analizzata con precisione da Bernd Krabbe, direttore della divisione Ingegnerizzazione del "Global Technology Team (GTT) Electronics" nella sede centrale di Amburgo: "Cerchiamo sul mercato se esiste un sistema in grado di soddisfare i requisiti della massima qualità. Se non esiste, lo sviluppiamo noi stessi. " Non sono presenti sul mercato sistemi di tracciamento solare in grado di rispondere alle nostre esigenze, ed è per questo che abbiamo sviluppato il nostro prodotto: il "SolarOptimus"

Il tracciamento aumenta le rese

Il compito del sistema è di posizione i generatori fotovoltaici sempre nella direzione della radiazione solare incidente - un investimento che dà buoni frutti, perché permette di aumentare la produzione di energia fino al 30%, con un sistema di tracciamento a due assi. In Germania e nei Paesi vicini, la posizione ideale del modulo è stabilita tramite sensori di luminosità: in caso di tempo nuvoloso, i sensori si muovono sempre verso il punto più luminoso. Potrebbe sembrare che un algoritmo astronomico non possa funzionare in Germania, ma non è così. I sistemi che mantengono i pannelli solari ad un'angolazione ideale rispetto alla radiazione solare usando dati astronomici funzionano meglio nell'Europa del sud, in effetti, dove il cielo è spesso sereno e ben illuminato.

Le boccole in plastica iglidur® sono installate sugli assi principali del sistema di tracciamento: esse permettono movimenti di rotazione a basso attrito anche in condizioni sfavorevoli.

Lunga durata di servizio anche in condizioni difficili

Questo sistema di controllo è utile anche per SolarOptimus, che è stato sviluppato specificamente per le regioni del sud ad alta intensità di radiazioni. Il product manager Philipp Vanicek: "I pannelli si muovono su due assi su comando di un algoritmo astronomico. " Nello sviluppo del sistema di sostegno abbiamo tenuto in considerazione la necessità di lunga durata e di assenza di manutenzione, perché gli impianti sono spesso localizzati in zone remote, senza personale di assistenza. Proprio per questo, gli ideatori hanno evitato sistemi di movimentazione complessi, ed hanno usato componenti semplici ma di alta qualità. Questo vale sia per i motori che per le boccole. Bernd Krabbe, un altro direttore dello sviluppo di SolarOptimus: "Abbiamo spiegato le nostre esigenze a diversi produttori di boccole, aspettando le loro proposte. " Dovevano essere tenute in considerazione in particolare le condizioni ambientali, con impianti spesso localizzati in posti molto secchi, e allo stesso tempo la corrosione dovuta a sabbia e polveri più fini. In aggiunta c'erano le temperature estreme a cui le boccole dovevano lavorare senza cedimenti.

La funzione del cuscinetto "iglidur®"

In vista di questi criteri, le soluzioni proposte da igus® erano le più convincenti: tutte le posizioni in cui sono necessarie boccole nel SolarOptimus sono equipaggiate con prodotti igus®. I cuscinetti in plastica iglidur® posti sugli assi principali della struttura da circa 20 metri permettono bassi attriti e manutenzione ridotta. Il lubrificante solido integrato nel nostro polimero ad alte prestazioni non richiede l'uso di lubrificanti fluidi, che potrebbero attrarre lo sporco. Questo è un requisito molto importante per garantire una lunga durata di servizio della boccola, anche in condizioni difficili.

Conergy usa per le sue boccole iglidur® G, un vero e proprio tuttofare tra i vari materiali iglidur®: è infatti utilizzabile per movimenti oscillatori e di rotazione a velocità basse o medie. La resistenza alla polvere è un'altra proprietà importante dei cuscinetti iglidur® G.

Per movimentare il sistema di regolazione, Conergy ha deciso di basarsi sulle guide lineari drylin® di igus®.

Cuscinetti piani per dare sollievo ai motori

Per ridurre le sollecitazioni sui motori, i progettisti di Conergy hanno pensato alle guide lineari per movimentare il sistema di regolazione. Anche in questo caso vengono usati i polimeri ad alte performance di igus®: le guide lineari drylin® permettono uno scorrimento preciso degli assi. La guida del cuscinetto drylin® W, costruita in zinco pressofuso, si muove su un binario molto stabile; l'appaiamento di alluminio anodizzato (binario) e pattino in materiale iglidur® crea le precondizioni per avere movimentazioni a basso attrito senza effetti "stick/slip". Il supporto delle componenti in movimento è stato adattato da igus® su richiesta dei progettisti Conergy. Sabbia e polvere non interferiscono con queste guide lineari: esse sono semplicemente spostate dall caratteristico "effetto spalaneve", senza influenzare le proprietà del carrello.

Effetto snodo: connessione del pannello solare e della struttura di sostegno

Per le barre che connettono la struttura del pannello, Conergy ha optato per le teste a snodo igubal®. Questi connettori reggono alti carichi, hanno eccellenti proprietà ammortizzanti e allo stesso tempo pesano solo un quinto dei tradizionali cuscinetti metallici. Ma ancora più importante per questa applicazione è il fatto che le teste a snodo non necessitano di manutenzione, anche in ambienti in cui sono presenti polvere o agenti abrasivi. Non ci sono rischi di sfregamento o inceppamento, e i lubrificanti solidi integrati garantiscono bassi attriti con resistenza all'abrasione altissima per questi cuscinetti.

Vista laterale di una guida lineare drylin® W nel sistema di tracciamento SolarOptimus. L'elemento di supporto degli elementi mobili è stato progettato specificamente per Conergy.

Prove con "sabbia test" dal sud della Spagna

Il sistema di azionamento della parte responsabile dell'orientamento Nord-Sud applica una forza di 6,800N, mentre il sistema per il tracciamento Est-Ovest ne applica una di 10,000N. La velocità massima di 4mm al secondo è bassa, e la guida completa al massimo una rotazione al giorno. Nonostante questo è necessaria una grande resistenza all'usura, perché le condizioni ambientali mettono sotto stress tutte le componenti. Per questo igus® ha condotto una lunga serie di test sulle sue boccole con Conergy utilizzando sabbia molto abrasiva proveniente dalla Spagna, dove nel frattempo sono stati installati i primi sistemi SolarOptimus. Il (piacevole) risultato: le boccole igus® non hanno avuto bisogno di essere sostituite nel corso della intera durata di servizio ipotizzata per SolarOptimus, anche in condizioni più dure di quelle reali. Questi risultati sono stati ottenuti non solo nei confronti della sabbia e della polvere, ma anche in termini di resistenza ai raggi UV della plastica, agli sbalzi di temperatura e all'umidità.

Successi anche nella pratica

Nel frattempo i primi SolarOptimus installati si sono dimostrati affidabili per molti mesi di utilizzo nel sud della Spagna - e tutte le misurazioni mostrano che il sistema di tracciamento migliora significativamente le rese. Viene così generata energia rinnovabile, distribuita a partire dagli 800 sistemi semoventi. Inoltre Conergy ha pianificato l'installazione di molti altri sistemi di tracciamento. Bernd Krabbe: "Abbiamo già venduto sistemi SolarOptimus per un totale di 13MW".

Snodi sferici igubal® adattati su indicazione del cliente, per la connessione del pannello solare con la struttura di sostegno.

igus® accompagna questo piano di sviluppo non solo come fornitore, ma anche in fase di progetto con adattamenti specifici sulle esigenze del cliente. I costi di produzione sono così diminuiti grazie al grande numero di unità. Dato lo sviluppo consistente di Conergy negli ultimi anni, è indubbio il fatto che le quantità di boccole prodotte sono destinate ad aumentare.

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