Cuscinetti a strisciamento in polimero esenti da lubrificazione per sistemi di inseguimento fotovoltaico

"L'idea di base della nostra azienda era quella di realizzare l'inseguimento solare con tecnologia intelligente in modo conveniente ed efficace", spiega Thomas Vogel, amministratore delegato e portavoce aziendale di TecnoSun Solar Systems AG a Neumarkt/Oberpfalz. Fondata nell'aprile 2010, l'azienda impiega circa 12 persone e produce sistemi fotovoltaici (FV).

La posizione dell'azienda è favorevole: le condizioni in una città che si concentra sulle energie rinnovabili offrono buone condizioni quadro per la giovane azienda. Poiché la decentralizzazione dei mercati dell'elettricità rimane un argomento importante per il futuro, sono principalmente le autorità locali e i comuni, ma anche gli investitori privati, a concentrarsi sulle energie rinnovabili.

Mentre il sistema di base originariamente consisteva in una guida a due assi, ora è integrato da una guida a un asse. Inoltre, esiste un sistema aerodinamico per tetti piani. Si tratta di una soluzione montata in modo permanente che può essere installata su tetti piani senza danneggiare il rivestimento del tetto. "E all'Intersolar presentiamo un sistema per barriere antirumore che sta già suscitando molto interesse in anticipo", afferma Thomas Vogel. "Entrerà in produzione in serie al più tardi entro la metà dell'anno".

Problema

TecnoSun Solar Systems AG era alla ricerca di cuscinetti lisci per sistemi di inseguimento verticale. I requisiti per i cuscinetti erano piuttosto elevati: dovevano avere un basso attrito e prestazioni elevate. Inoltre, i cuscinetti dovevano essere resistenti alle intemperie per decenni, poiché i sistemi sono esposti a calore, freddo, pioggia e neve. I lavori di manutenzione e assistenza devono essere rapidi e semplici.

Soluzione

Con i cuscinetti a strisciamento iglidur®, l'esperto di fotovoltaico ha trovato una soluzione conveniente che soddisfa i suoi requisiti. Grazie ai lubrificanti solidi incorporati, i cuscinetti a strisciamento hanno un attrito ridotto e rendono i punti di appoggio esenti da manutenzione. Ciò rende superflui i lubrificanti aggiuntivi. I cuscinetti a strisciamento sono insensibili alle condizioni meteorologiche estreme e persino lo sporco non costituisce un ostacolo alla loro funzionalità.

I sistemi di inseguimento per impianti fotovoltaici (tracker) sono sistemi indipendenti dall'orientamento della superficie di base. Seguono il corso del sole durante il giorno e creano così un angolo ottimale tra il sole e il modulo solare, ottimizzando l'utilizzo dei

moduli. È stato dimostrato che la resa aggiuntiva dall'uso di un sistema di inseguimento è fino al 40%. Si ottiene una potenza notevolmente più elevata e una resa energetica costante per tutto il giorno. "Finora, i sistemi di inseguimento sono stati spesso criticati per i loro svantaggi", afferma Thomas Vogel. "Sono generalmente considerati troppo costosi e deturpano il paesaggio a causa delle loro dimensioni, poiché sono solitamente alti diversi metri. Abbiamo adottato un approccio diverso e abbiamo voluto mantenere bassa l'altezza di installazione, il che ha anche ridotto notevolmente i costi rispetto ad altri sistemi".

I vantaggi dei sistemi di inseguimento di questo fornitore sono quindi rapidamente riassunti: tra questi rientrano la bassa altezza di installazione di circa 1,5 m e l'efficienza dei materiali associata. Di conseguenza, gli impianti fotovoltaici possono essere ben integrati nel paesaggio e offrono una piccola superficie esposta al vento. Poi c'è il concetto di azionamento. Fino a 120 tracker vengono azionati con un solo motore. Ciò corrisponde a una superficie del modulo di circa 400 m2. Ciò ha ridotto significativamente i costi del sistema.

Normalmente, un sistema cingolato è ancorato al terreno con elementi in calcestruzzo che a un certo punto devono essere faticosamente rimossi. "Il nostro ancoraggio è costituito da viti di terra, su cui è costruito il sistema meccanico relativamente semplice, una costruzione in metallo puro", afferma Thomas Vogel. L'attrito nel sistema è completamente trascurabile. Ciò è garantito dai cuscinetti a strisciamento in polimero esenti da lubrificazione di igus® SE & Co. KG, Colonia. Non esiste quasi nessuna applicazione in cui la tecnologia dei cuscinetti esenti da lubrificazione non

dimostri la sua versatilità. Tra il tamburo e l'anello di trazione, la piastra di base, vengono utilizzati tre cuscinetti non lubrificati. "A questo punto, stavamo cercando una soluzione di alta qualità e ad alte prestazioni che, da un lato, dovesse funzionare completamente a secco e, dall'altro, non dovesse essere soggetta a danni dovuti alle condizioni ambientali", afferma Thomas Vogel, guardando indietro. La durata utile del sistema di diversi decenni fa parte del profilo dei requisiti. E se il peggio dovesse arrivare, deve essere possibile sostituire i cuscinetti in modo rapido e semplice durante i lavori di manutenzione e assistenza.

Il materiale versatile iglidur® P soddisfa il profilo dei requisiti. Grazie alla sua stabilità termica e al basso assorbimento totale di umidità, questo cuscinetto è uno dei più stabili dimensionalmente in condizioni ambientali variabili. È generalmente consigliato per movimenti rotatori con carichi da medi ad alti. È anche conveniente, il che a sua volta ha un effetto notevole sul lato economico.

"In vista dello sviluppo del sistema, abbiamo eseguito una serie di test pratici approfonditi con un'ampia varietà di cuscinetti per poter fare affermazioni affidabili sul comportamento sotto carico. Diversi fornitori hanno presentato i loro prodotti", afferma Thomas Vogel. "I risultati dei test hanno sempre parlato chiaramente a favore dei cuscinetti a strisciamento in polimero senza lubrificazione. A ciò si aggiungono il buon rapporto qualità-prezzo e l'assistenza completa. Il nostro rappresentante commerciale, Bernhard Hofstetter, è in costante dialogo con noi e ci tiene informati su nuovi e ulteriori sviluppi in modo che siamo sempre aggiornati con le ultime tecnologie fieristiche".

Il profilo dei requisiti per i cuscinetti a strisciamento è estremamente elevato. Devono essere resistenti alle intemperie per decenni, resistere allo sporco e all'umidità ed essere facili da installare. Anche il peso dovuto ai carichi di neve gioca un ruolo. Sono inoltre sottoposti a carichi pesanti in alcune aree, poiché sulla struttura meccanica di base agiscono movimenti rotatori relativamente forti. Inoltre, nei punti angolari in cui tira il cavo possono verificarsi carichi di trazione di diverse centinaia di kg.

Prima di decidere quale materiale fosse più adatto a questo profilo di requisiti, il fornitore del polimero ha eseguito anche vari calcoli di carico e ha raccomandato il materiale iglidur® P secondo la procedura di esclusione.

Prima di decidere quale materiale fosse più adatto a questo profilo di requisiti, il fornitore di polimeri ha anche eseguito vari calcoli di carico e ha raccomandato il materiale iglidur® P dopo la procedura di esclusione.

Contrariamente alle applicazioni nell'ingegneria meccanica, i cuscinetti non pressati ruotano attorno a superfici completamente zincate. A causa delle necessarie tolleranze di installazione, esiste quindi un rischio residuo che il cuscinetto possa bloccarsi sia esternamente che internamente. Anche in questo caso, i test preliminari hanno dimostrato che il cuscinetto a strisciamento in polimero non ha problemi in questo senso. I cuscinetti funzionano nei sistemi di tracciamento sin dal primo giorno senza inutili tempi di fermo.

"Anche il nostro materiale standard iglidur® G, che ha dimostrato la sua efficacia in innumerevoli applicazioni in tutto il mondo, è stato messo in discussione", racconta Bernhard Hofstetter, consulente tecnico di vendita responsabile presso la filiale igus® Bavaria Nord-Est. "Inizialmente abbiamo eseguito i primi campioni. Ma a causa del minore assorbimento totale di umidità e dell'espansione termica, la decisione è stata infine presa a favore del materiale iglidur® P".

Il materiale iglidur® Q2 dimostra la sua resistenza all'usura anche in un sistema a due assi situato sulle montagne svizzere a un'altitudine di 1.800 metri. Dimensionalmente stabile sotto carichi elevati, è predestinato per applicazioni di rotazione altamente sollecitate in condizioni estreme.

"A questa altitudine, le temperature fluttuano estremamente durante tutto l'anno, per non parlare delle nevicate invernali", spiega Thomas Vogel. "Per rendere il nostro sistema di tracciamento ancora più robusto e facile da manutenere, utilizziamo il cuscinetto resistente all'usura. In queste difficili condizioni climatiche, il carico è naturalmente il più pesante. E le nostre esperienze iniziali sono molto buone. Il cuscinetto in polimero soddisfa anche i nostri requisiti di base per soluzioni economiche senza compromettere la qualità!"