ตลับลูกปืนเรียบโพลีเมอร์แบบไม่ต้องหล่อลื่นสำหรับระบบติดตามพลังงานแสงอาทิตย์

"แนวคิดพื้นฐานของบริษัทของเราคือการทำให้การติดตามแสงอาทิตย์เกิดขึ้นจริงด้วยเทคโนโลยีอัจฉริยะในวิธีที่ประหยัดและมีประสิทธิภาพ" โทมัส โวเกล กรรมการผู้จัดการและโฆษกบริษัท TecnoSun Solar Systems AG ในเมือง Neumarkt/Oberpfalz อธิบาย บริษัทนี้ก่อตั้งขึ้นเมื่อเดือนเมษายน 2010 มีพนักงานประมาณ 12 คนและผลิตระบบโฟโตวอลตาอิค (PV)

ที่ตั้งของบริษัทนั้นเอื้ออำนวย: สภาพแวดล้อมในเมืองที่เน้นด้านพลังงานหมุนเวียนนั้นให้กรอบการทำงานที่ดีสำหรับบริษัทน้องใหม่แห่งนี้ เนื่องจากการกระจายอำนาจของตลาดไฟฟ้ายังคงเป็นหัวข้อสำคัญสำหรับอนาคต จึงทำให้หน่วยงานท้องถิ่นและเทศบาลเป็นหลัก รวมถึงนักลงทุนรายย่อยต่างก็ให้ความสำคัญกับพลังงานหมุนเวียน

ในขณะที่ระบบพื้นฐานเดิมประกอบด้วยรางนำสองแกน แต่ปัจจุบันได้เสริมด้วยรางนำแกนเดียว นอกจากนี้ยังมีระบบอากาศพลศาสตร์สำหรับหลังคาเรียบ ซึ่งเป็นโซลูชันแบบติดตั้งถาวรที่สามารถติดตั้งบนหลังคาเรียบได้โดยไม่ทำให้วัสดุบุหลังคาเสียหาย "และที่ Intersolar เรากำลังนำเสนอระบบสำหรับแผงกั้นเสียงที่ดึงดูดความสนใจอย่างมากล่วงหน้า" Thomas Vogel กล่าว "ระบบนี้จะเริ่มผลิตเป็นชุดภายในกลางปีนี้เป็นอย่างช้า"

ปัญหา

TecnoSun Solar Systems AG กำลังมองหาตลับลูกปืนแบบเรียบสำหรับระบบติดตามแนวตั้ง ข้อกำหนดสำหรับตลับลูกปืนค่อนข้างสูง นั่นคือ ตลับลูกปืนจะต้องมีความเสียดทานต่ำและมีประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ ตลับลูกปืนจะต้องทนทานต่อสภาพอากาศเป็นเวลาหลายทศวรรษ เนื่องจากระบบต้องสัมผัสกับความร้อน ความเย็น ฝน และหิมะ งานบำรุงรักษาและให้บริการจะต้องรวดเร็วและไม่ซับซ้อน

สารละลาย

ด้วย ตลับลูกปืนธรรมดา iglidur ® ผู้เชี่ยวชาญด้านโฟโตวอลตาอิกส์ได้ค้นพบโซลูชันที่คุ้มต้นทุนซึ่งตอบสนองความต้องการได้ ด้วยสารหล่อลื่นแข็งที่รวมอยู่ ตลับลูกปืนธรรมดาจึงมีแรงเสียดทานต่ำและทำให้จุดรับน้ำหนักไม่ต้องบำรุงรักษา ซึ่งทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้สารหล่อลื่นเพิ่มเติม ตลับลูกปืนธรรมดาไม่ไวต่อสภาพอากาศที่รุนแรง และแม้แต่สิ่งสกปรกก็ไม่เป็นอุปสรรคต่อการใช้งาน

ระบบติดตามสำหรับระบบ PV (tracker) เป็นระบบที่เป็นอิสระจากทิศทางของพื้นที่ฐาน ระบบติดตามจะติดตามเส้นทางของดวงอาทิตย์ในระหว่างวัน จึงสร้างมุมที่เหมาะสมที่สุดระหว่างดวงอาทิตย์และแผงโซลาร์เซลล์ ทำให้แผงโซลาร์เซลล์สามารถใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

ผลผลิตเพิ่มเติมจากการใช้ระบบติดตามได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสูงถึง 40% ผลผลิตที่สูงขึ้นอย่างเห็นได้ชัดและผลผลิตพลังงานที่สม่ำเสมอตลอดทั้งวัน "จนถึงขณะนี้ ระบบติดตามมักถูกวิพากษ์วิจารณ์ถึงข้อเสีย" โทมัส โวเกลกล่าว "โดยทั่วไปถือว่าระบบนี้มีราคาแพงเกินไปและทำให้ภูมิทัศน์เสียโฉมเนื่องจากขนาดของระบบ เนื่องจากระบบนี้มักมีความสูงหลายเมตร เราจึงใช้แนวทางที่แตกต่างออกไปและต้องการให้ความสูงของการติดตั้งต่ำ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนได้มากเมื่อเทียบกับระบบอื่นๆ"

ข้อดีของระบบติดตามของผู้ให้บริการรายนี้จึงสรุปได้อย่างรวดเร็ว ได้แก่ ความสูงในการติดตั้งที่ต่ำเพียงประมาณ 1.5 ม. และประสิทธิภาพของวัสดุที่เกี่ยวข้อง ด้วยเหตุนี้ ระบบ PV จึงสามารถผสานเข้ากับภูมิทัศน์ได้ดีและมีพื้นที่เพียงเล็กน้อยที่เปิดรับลม จากนั้นยังมีแนวคิดการขับเคลื่อน โดยสามารถใช้งานเครื่องติดตามได้สูงสุด 120 เครื่องด้วยมอเตอร์เพียงตัวเดียว ซึ่งเทียบเท่ากับพื้นที่โมดูลประมาณ 400 ตร.ม. ซึ่งทำให้ต้นทุนระบบลดลงอย่างมาก

โดยปกติ ระบบรางจะยึดกับพื้นด้วยองค์ประกอบคอนกรีตซึ่งต้องถอดออกด้วยความยากลำบากในบางจุด "การยึดของเราประกอบด้วยสกรูยึดดิน ซึ่งระบบกลไกที่ค่อนข้างเรียบง่ายซึ่งมีโครงสร้างโลหะล้วนจะติดตั้งไว้บนนั้น" โทมัส โวเกลกล่าว แรงเสียดทานในระบบนั้นแทบไม่มีเลย ซึ่งรับประกันได้ด้วยตลับลูกปืนธรรมดาโพลีเมอร์ที่ไม่ต้องหล่อลื่นจาก igus ® GmbH เมืองโคโลญ แทบไม่มีการใช้งานใดเลยที่เทคโนโลยีตลับลูกปืนที่ไม่ต้องหล่อลื่นจะไม่พิสูจน์ถึงความอเนกประสงค์ของมัน

มีการใช้ตลับลูกปืนที่ไม่ได้รับการหล่อลื่นสามตัวระหว่างดรัมและแหวนยึดหรือแผ่นฐาน "ในตอนนี้ เรากำลังมองหาโซลูชันคุณภาพสูงและประสิทธิภาพสูงที่ในขณะเดียวกันก็ต้องทำงานแห้งสนิท และในขณะเดียวกันก็ต้องไม่เสียหายได้ง่ายเนื่องจากสภาพแวดล้อม" โทมัส โวเกลกล่าว อายุการใช้งานของระบบหลายทศวรรษเป็นส่วนหนึ่งของโปรไฟล์ความต้องการ และหากเกิดเหตุการณ์เลวร้ายที่สุด จะต้องสามารถเปลี่ยนตลับลูกปืนได้อย่างรวดเร็วและง่ายดายระหว่างงานบำรุงรักษาและให้บริการ

วัสดุอเนกประสงค์ iglidur ® P ตอบสนองความต้องการได้ เนื่องจากมีเสถียรภาพทางความร้อนและการดูดซับความชื้นโดยรวมที่ต่ำ ตลับลูกปืนชนิดนี้จึงมีเสถียรภาพด้านมิติสูงสุดในสภาวะแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง โดยทั่วไปแนะนำให้ใช้กับการเคลื่อนที่แบบหมุนที่มีภาระปานกลางถึงสูง นอกจากนี้ยังคุ้มต้นทุน ซึ่งส่งผลอย่างเห็นได้ชัดต่อด้านเศรษฐกิจ

"ก่อนการพัฒนาระบบ เราได้ทำการทดสอบภาคปฏิบัติอย่างละเอียดถี่ถ้วนกับตลับลูกปืนหลากหลายประเภท เพื่อให้สามารถสรุปผลการทดสอบได้อย่างน่าเชื่อถือเกี่ยวกับพฤติกรรมภายใต้ภาระงาน ซัพพลายเออร์หลายรายนำเสนอผลิตภัณฑ์ของตน" โทมัส โวเกลกล่าว "ผลการทดสอบแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าตลับลูกปืนเรียบโพลีเมอร์แบบไม่ต้องหล่อลื่นนั้นดีกว่า นอกจากนี้ ยังมีอัตราส่วนราคาต่อประสิทธิภาพที่ดีและการสนับสนุนที่ครอบคลุมอีกด้วย เบิร์นฮาร์ด ฮอฟสเตตเตอร์ ตัวแทนขายของเรา พูดคุยกับเราตลอดเวลา และคอยแจ้งข้อมูลเกี่ยวกับการพัฒนาใหม่ๆ และการพัฒนาในอนาคตให้เราทราบอยู่เสมอ เพื่อให้เราทราบข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับเทคโนโลยีในงานแสดงสินค้าอยู่เสมอ"

ข้อกำหนดสำหรับตลับลูกปืนแบบเรียบนั้นสูงมาก ตลับลูกปืนจะต้องทนทานต่อสภาพอากาศเป็นเวลาหลายทศวรรษ ทนต่อสิ่งสกปรกและความชื้น และติดตั้งง่าย น้ำหนักที่เกิดจากหิมะก็มีส่วนเช่นกัน นอกจากนี้ ตลับลูกปืนยังต้องรับน้ำหนักมากในบางพื้นที่ เนื่องจากการเคลื่อนไหวหมุนที่ค่อนข้างแรงจะส่งผลต่อโครงสร้างทางกลพื้นฐาน นอกจากนี้ แรงดึง 100 กก. อาจเกิดขึ้นที่จุดมุมที่สายดึง

ก่อนที่จะตัดสินใจว่าวัสดุใดเหมาะสมที่สุดสำหรับโปรไฟล์ความต้องการนี้ ซัพพลายเออร์โพลิเมอร์ยังดำเนินการคำนวณโหลดต่างๆ และแนะนำวัสดุ iglidur ® P ตามขั้นตอนการยกเว้นอีกด้วย

ก่อนที่จะตัดสินใจว่าวัสดุใดเหมาะสมที่สุดสำหรับโปรไฟล์ความต้องการนี้ ซัพพลายเออร์โพลิเมอร์ยังดำเนินการคำนวณโหลดต่างๆ และแนะนำวัสดุ iglidur ® P หลังจากขั้นตอนการแยกออก

เมื่อเทียบกับการใช้งานในวิศวกรรมเครื่องกล ตลับลูกปืนแบบไม่กดจะหมุนรอบพื้นผิวชุบสังกะสีทั้งหมด เนื่องจากต้องเผื่อระยะการติดตั้งไว้ จึงมีความเสี่ยงที่ตลับลูกปืนจะยึดติดทั้งภายนอกและภายใน การทดสอบเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าตลับลูกปืนธรรมดาโพลีเมอร์ไม่มีปัญหาในเรื่องนี้ ตลับลูกปืนทำงานในระบบติดตามตั้งแต่วันแรกโดยไม่ต้องหยุดทำงานโดยไม่จำเป็น

Bernhard Hofstetter ที่ปรึกษาฝ่ายขายด้านเทคนิคประจำสำนักงาน igus ® Bavaria North-East กล่าวว่า "วัสดุมาตรฐานของเรา iglidur ® G ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วในแอปพลิเคชันต่างๆ ทั่วโลก ก็ยังถูกนำมาหารือกันด้วย" "ในเบื้องต้น เราได้ทำการทดลองตัวอย่างชุดแรก แต่เนื่องจากการดูดซึมความชื้นโดยรวมและการขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำกว่า จึงตัดสินใจเลือกใช้วัสดุ iglidur ® P"

วัสดุ iglidur ® Q2 ยังพิสูจน์ความทนทานต่อการสึกหรอในระบบสองแกนที่ตั้งอยู่ในเทือกเขาสวิสที่ระดับความสูง 1,800 เมตร วัสดุนี้มีเสถียรภาพในมิติภายใต้ภาระหนัก จึงเหมาะสำหรับการใช้งานหมุนที่มีแรงดึงสูงภายใต้สภาวะที่รุนแรง

"ที่ระดับความสูงนี้ อุณหภูมิจะผันผวนอย่างมากตลอดทั้งปี ไม่ต้องพูดถึงหิมะที่ตกในช่วงฤดูหนาว" โทมัส โวเกลอธิบาย "เพื่อให้ระบบติดตามของเรามีความแข็งแกร่งและบำรุงรักษาง่ายยิ่งขึ้น เราจึงใช้ตลับลูกปืนที่ทนทานต่อการสึกหรอ ภายใต้สภาพอากาศที่ยากลำบากเช่นนี้ การรับน้ำหนักจะหนักที่สุดตามธรรมชาติ และประสบการณ์เบื้องต้นของเราก็ดีมาก ตลับลูกปืนโพลีเมอร์ยังตอบสนองความต้องการพื้นฐานของเราสำหรับโซลูชันที่ประหยัดโดยไม่กระทบต่อคุณภาพ!"