Seguidor fotovoltaico

Viento, arena y sol: los Cojinetes de deslizamiento de plástico para le técnica solar

Conergy utiliza componentes igus® en el nuevo seguidor fotovoltaico

Siempre con el correcto ángulo hacia el sol: es lo que garantiza el seguidor SolarOptimus en los equipos fotovoltaicos de la empresa Conergy AG. Los sistemas de accionamiento a dos ejes, controlados según un algoritmo astronómico, aumentan en un 30% la ganancia en energía ecológica. Para que el equipo funcione durante largos periodos aún sometido a intemperies extremas, Conergy optó por componentes igus® tanto al nivel de los casquillos que de las cabezas articuladas y de los sistemas lineales.

Cuando se trata de energía eólica o de técnica solar, la construcción de máquinas y de plantas alemanas se situa entre las mejores al nivel mundial. Este ranking se debe a elementos dinámicos del mercado como, en particular, la empresa Conergy AG: la empresa a penas fundada en 1996 en Hamburgo como integrador de sistema solar, ofrece hoy una amplia gama de productos renovables para la generación de electricidad, calor o refrigeración. Conergy AG, que desde marzo 2005 entró en bolsa y poco después entró en la lista del TechDax, aumentó su cifra de negocio desde 2001 nada menos que en un 1830%. Conergy es una de las empresas que más crece en el sector tecnológico en Alemania.

El éxito se debe por una parte al hecho que Conergy ofrece sistemas completos para la generación de energías renovables (viento, sol y biomasa) en el mundo entero y, por otra parte a su gestión, servicio y financiamiento. El impresionante crecimiento es también generado por el hecho que la empresa misma desarrolla y fabrica cada vez más productos. Es así que actualmente en Francfort/Oder se sitúa la zona de fabricación más moderna de Europa con producciones totalmente integradas de módulos, células y rodajas [de silicio de los chips] solares, en la cual Conergy invirtió unos 250 millones de Euro. Una vez terminada, la zona empleará unas 1,000 personas.

España: con los equipos SolarOptimus, los explotadores de centrales de energía solar pueden aumentar la ganancia de energía en un 30% en las regiones de mucho sol.

Decisiones pragmáticas tipo "Make or buy"

La pregunta "Make or buy?" (¿hacerlo o comprarlo?) es siempre muy bien analizada. Bernd Krabbe, Jefe del Departamento de Ingeniería y Servicio en el "Global Technology Team(GTT) Electronics" en la sede de la empresa en Hamburgo nos dice: "Miramos el mercado y evaluamos si existe un sistema que conviene a los altos requisitos de nuestros clientes. Si no lo hay, desarrollamos nuestro propio producto. "Obviamente, para los seguidores de los equipos fotovoltaicos los productos existentes no respondían a las altas exigencias ya que Conergy presentó hace poco uno de sus productos: el "SolarOptimus"

El seguidor incrementa la ganancia

La tarea de este sistema es siempre de orientar los generadores fotovoltaicos de manera óptima hacia la radiación incidente, una inversión interesante para los explotadores ya que con el seguidor a dos ejes se puede incrementar la ganancia de energía en un 30%. (En Alemania y en los países vecinos, la posición óptima de los módulos fotovoltaicos es captada por sensores de luminosidad. Por tiempo nublado los sensores se dirigen hacia el punto más luminoso.) [Esto suena como que en Alemania un algoritmo astronómico no pudiese funcionar, pero no es el caso] En cambio, en Corea del Sur donde a menudo no hay nubes y la luminosidad es grande, los sistemas efectivos son esos en los cuales los módulos fotovoltaicos siempre mantienen el ángulo perfecto hacia el sol mediante datos astronómicos.

Los Cojinetes iglidur® están montados en los ejes principales del seguidor: ellos permiten las rotaciones exentas de fricción incluso en condiciones difíciles.

Longevidad también en entornos inhospitalarios

Este principio de mando es el que utiliza también el SolarOptimus, el cual ha sido desarrollado para las regiones del sur con radiaciones intensivas. El Productmanager Philipp Vanieck nos explica: "Los módulos se mueven en dos ejes horizontales según un algoritmo astronómico. "Durante la fase de desarrollo de este sistema de soporte, la larga vida útil y la ausencia de mantenimiento eran las condiciones primordiales. Efectivamente, los equipos funcionan a menudo en regiones apartadas sin personal. Es por ello que los diseñadores renuncian concientemente a sistemas de accionamiento complejos y prefieren utilizar componentes sencillos pero de alta calidad. Es el caso para los motores y los sistemas de Cojinetes. Bernd Krabbe, que también es Jefe de Proyecto para el desarrollo del SolarOptimus nos dice: "Definimos nuestros requisitos y pedimos a varios proveedores de sistemas de Cojinetes de hacernos propuestas. "Era necesario tomar en cuenta que frecuentemente los equipos solares están ubicados en regiones muy secas y que el volumen de arena y de polvo fino es por consiguiente importante. A lo cual se agrega un amplio rango de temperaturas bajo las cuales los Cojinetes deben funcionar sin problemas.

"iglidur®" en los principales puestos

Tomando en cuenta estos criterios, las soluciones propuestas por igus® son las que más convencen: todos los puestos de Cojinetes están asegurados por productos igus®. En los ejes principales del sistema de soporte largo de unos 20 metros, los Cojinetes de plástico iglidur® funcionan sin fricción y sin mantenimiento alguno. El lubricante "incorporado" de los polímeros de alto rendimiento garantiza el hecho que no se debe agregar grasas sobre las cuales la suciedad se puede incrustar. Esta es la condición principal para la larga durabilidad de los Cojinetes en las condiciones de empleo impartidas.

Entre los numerosos materiales iglidur®, Conergy optó por el iglidur® G, "el que todo puede". Este material es apropiado para las rotaciones y las oscilaciones con velocidades entre bajas y medias. Su resistencia a la suciedad es otra de las propiedades importantes de los casquillos iglidur® G.

Para la cinemática del sistema de reglaje, Conergy seleccionó los Cojinetes lineales drylin® de igus.

Cojinetes de deslizamiento para descargar los motores

Para aliviar los motores, los diseñadores de Conergy previeron Cojinetes lineales en la cinemática de los sistemas de reglaje. Aquí también se utiliza los polímeros de alto rendimiento de igus®: los Cojinetes lineales drylin® aseguran un guiado lineal exacto de los ejes. Los Cojinetes de carcasa drylin® W hechos de cinc colado a presión, y por lo cual robustos, se desplazan sobre un raíl estable; la combinación de aluminio anodizado duro (raíl) y de la lámina de deslizamiento iglidur® (carcasa) reúne las condiciones ideales para un funcionamiento exento de fricciones y sin "efecto de stick-slip". La placa de montaje que contiene los componentes móviles fue ajustada por igus® según los requisitos de los diseñadores de Conergy. La arena y el polvo no pueden incomodar este Cojinete lineal: gracias al "efecto quita nieve", ambos son empujados sin perjudicar las propiedades de deslizamiento.

Articulación: conexión del módulo solar y del sistema de soporte.

Para las barras de acoplamiento que unen los apoyos de los módulos solares entre sí, Conergy optó por las cabezas articuladas igubal®. Estos elementos de junta absorben altas cargas y vibraciones y pesan sólo una quinta parte del peso de las articulaciones metálicas tradicionales. Pero aún más importante para su utilización en el seguidor, las cabezas articuladas permanecen libres de mantenimiento aún cuando el entorno está contaminado por polvos más o menos finos. El riesgo de bloqueo o de gripado es nulo y los lubricantes incluidos aseguran una fricción reducida y la mayor resistencia al desgaste.

Vista lateral de un Cojinete drylin® W en el seguidor del SolarOptimus. La placa de montaje que contiene los componentes móviles fue ajustada especialmente para Conergy.

Ensayo con "test de arena" en el sur de España

Los accionamientos de los cuadros del módulo responsables de la orientación norte-sur generan una carga de 6,800 N; el accionamiento del cuadro principal responsable de la orientación este-oeste genera una carga de 10,000 N. La velocidad máxima de 4 mm/s es baja y el sistema efectúa a lo máximo una rotación completa por día. Sin embargo, las exigencias son altas en cuestión de resistencia al desgaste cuando se agrega el fardo que constituyen las condiciones de empleo. Es por ello que igus® llevó a cabo una amplia serie de tests para Conergy, "importando" especialmente arena abrasiva del sur de España donde, entre tanto, el primer equipo SolarOptimus ha sido instalado. El (excelente) resultado muestra que aún bajo condiciones más difíciles que las condiciones reales de empleo, los Cojinetes igus® no deberían ser cambiados durante el periodo completo de funcionamiento calculado para el SolarOptimus. Y esto no incluye solamente el impacto de la arena y del polvo sino que también hace resaltar la resistencia del material a la radiación ultravioleta, al amplio margen de temperaturas y a la humedad.

Un funcionamiento que tiene éxito

Entretanto, los primeros equipos SolarOptimus hacen sus pruebas desde algunos meses en el sur de España, y todos los pronósticos indican que el ingreso adicional obtenido mediante el seguidor de tipo astonómico calculado será alcanzado. Una vez finalizado el proyecto, habrá en este lugar 800 sistemas móviles que generarán energía solar ecológica para alimentar la red. Además, Conergy ya tiene planeado varios proyectos más que incluyen cantidades importantes de seguidores. Bernd Krabbe agrega: "Ya hemos vendido sistemas SolarOptimus con una potencia general de 13 MW. “

Cabezas articuladas igubal® hechas a medida como elementos de junta para las barras de acoplamiento que unen los módulos solares a los cuadros.

igus® acompaña este desarrollo gratificante no sólo como proveedor, sino que también con el papel de optimizar los Cojinetes según los requisitos del cliente. Los costes de fabricación se reducen cuando las cantidades son importantes. Y en cuanto al aumento de las cantidades, visto el desarrollo dinámico de la empresa Conergy AG, no cabe ninguna duda.

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