Mancais de deslizamento de polímero sem lubrificação para sistemas de rastreamento fotovoltaico

"A ideia básica de nossa empresa era realizar o rastreamento solar com tecnologia inteligente de forma econômica e eficaz," explica Thomas Vogel, diretor administrativo e porta-voz da TecnoSun Solar Systems AG em Neumarkt/Oberpfalz. Fundada em abril de 2010, a empresa emprega cerca de 12 pessoas e fabrica sistemas fotovoltaicos (PV).

A localização da empresa é favorável: as condições em uma cidade que se concentra em energias renováveis oferecem boas condições estruturais para a jovem empresa. Como a descentralização dos mercados de eletricidade continua sendo um tópico importante para o futuro, são principalmente as autoridades locais e os municípios, mas também os investidores privados, que estão se concentrando na energia renovável.

Embora o sistema básico consistisse originalmente em um trilho de guia de dois eixos, agora ele é complementado por um trilho de guia de eixo único. Além disso, há um sistema aerodinâmico para telhados planos. Essa é uma solução montada permanentemente que pode ser instalada em telhados planos sem danificar o revestimento do telhado. "E na Intersolar, estamos apresentando um sistema para barreiras acústicas que já está atraindo muito interesse antecipadamente," diz Thomas Vogel. "Ele estará em produção em série, no máximo, até a metade do ano."

Problema

A TecnoSun Solar Systems AG estava procurando mancais de deslizamento para sistemas de rastreamento vertical. Os requisitos para os rolamentos eram bastante altos: eles precisavam ter baixo atrito e se caracterizar pelo alto desempenho. Além disso, os rolamentos precisavam ser resistentes às intempéries durante décadas, pois os sistemas são expostos ao calor, ao frio, à chuva e à neve. A manutenção e o serviço de reparo devem ser rápidos e descomplicados.

Solução

Com os mancais de deslizamento iglidur ®, o especialista em energia fotovoltaica encontrou uma solução econômica que atende aos seus requisitos. Graças aos lubrificantes sólidos incorporados, os mancais de deslizamento têm baixo atrito e tornam os pontos de apoio livres de manutenção. Isso torna supérfluos os lubrificantes adicionais. Os mancais de deslizamento não são sensíveis a condições climáticas extremas e nem mesmo a sujeira é um obstáculo à sua funcionalidade.

Os sistemas de rastreamento para sistemas fotovoltaicos (rastreadores) são sistemas que independem da orientação da área de base. Eles seguem o curso do sol durante o dia e, assim, criam um ângulo ideal entre o sol e o módulo solar, otimizando a utilização dos módulos.

Foi comprovado que o rendimento adicional do uso de um sistema de rastreamento é de até 40%. Uma saída significativamente maior e um rendimento de energia consistente são obtidos ao longo do dia. "Até agora, os sistemas de rastreamento têm sido frequentemente criticados por suas desvantagens," diz Thomas Vogel. "Em geral, eles são considerados muito caros e desfiguram a paisagem devido ao seu tamanho, pois geralmente têm vários metros de altura. Adotamos uma abordagem diferente e queríamos manter a altura da instalação baixa, o que também reduziu bastante os custos em comparação com outros sistemas."

As vantagens dos sistemas de rastreamento desse fornecedor são, portanto, rapidamente resumidas: elas incluem a baixa altura de instalação de cerca de 1,5 m e a eficiência de material associada. Como resultado, os sistemas fotovoltaicos podem ser bem integrados à paisagem e oferecem uma pequena área exposta ao vento. Depois, há o conceito de acionamento. Até 120 trackers são operados com apenas um motor. Isso corresponde a uma área de módulo de cerca de 400 m2. Isso reduziu significativamente os custos do sistema.

Normalmente, um sistema sobre esteiras é ancorado ao solo com elementos de concreto que precisam ser removidos laboriosamente em algum momento. "Nossa ancoragem consiste em parafusos de aterramento, sobre os quais o sistema mecânico relativamente simples, uma construção de metal puro, é construído," diz Thomas Vogel. O atrito no sistema é totalmente insignificante. Isso é garantido por mancais de deslizamento de polímero sem lubrificação da igus® GmbH, Colônia. Não há quase nenhuma aplicação em que a tecnologia de mancais sem lubrificação não demonstre sua versatilidade.

Três mancais sem lubrificação são usados entre o tambor e o anel de tração, a placa de base. "Nesse ponto, estávamos procurando uma solução de alta qualidade e alto desempenho que, por um lado, tivesse que funcionar completamente a seco e, por outro, não fosse suscetível a danos devido às condições ambientais," diz Thomas Vogel, olhando para trás. A vida útil do sistema de várias décadas faz parte do perfil de requisitos. E se o pior acontecer, deve ser possível substituir os rolamentos de forma rápida e fácil durante os trabalhos de manutenção e reparo.

O material completo iglidur® P atende a esse perfil de requisitos. Devido à sua estabilidade térmica e à baixa absorção total de umidade, esse rolamento é um dos mais estáveis dimensionalmente em condições ambientais variáveis. Geralmente é recomendado para movimentos rotativos com cargas médias a altas. Ele também é econômico, o que, por sua vez, tem um efeito notável no aspecto econômico.

"No período que antecedeu o desenvolvimento do sistema, realizamos uma série de testes práticos extensivos com uma grande variedade de rolamentos para podermos fazer afirmações confiáveis sobre o comportamento sob carga. Vários fornecedores apresentaram seus produtos," diz Thomas Vogel. "Os resultados dos testes sempre foram claramente favoráveis aos mancais de deslizamento de polímero sem lubrificação. Além disso, há a boa relação preço-desempenho e o suporte abrangente. Nosso representante de vendas, Bernhard Hofstetter, está em constante diálogo conosco e nos mantém informados sobre novos e futuros desenvolvimentos, de modo que estamos sempre atualizados com a mais recente tecnologia da feira."

O perfil de requisitos para os mancais de deslizamento é extremamente alto. Eles devem ser resistentes às intempéries por décadas, suportar sujeira e umidade e ser fáceis de instalar. O peso devido às cargas de neve também desempenha um papel importante. Eles também estão sujeitos a cargas pesadas em algumas áreas, pois movimentos rotacionais relativamente fortes atuam sobre a estrutura mecânica básica. Além disso, cargas de tração de vários 100 kg podem ocorrer nos pontos de canto onde o cabo é puxado.

Antes de decidir qual material é mais adequado para esse perfil de exigência, o fornecedor de polímeros também realizou vários cálculos de carga e recomendou o material iglidur® P de acordo com o procedimento de exclusão.

Antes de decidir qual material é mais adequado para esse perfil de requisitos, o fornecedor de polímeros também realizou vários cálculos de carga e recomendou o material iglidur® P após o procedimento de exclusão.

Em contraste com as aplicações em engenharia mecânica, os rolamentos não prensados giram em torno de superfícies totalmente galvanizadas. Devido às tolerâncias de instalação necessárias, há, portanto, um risco residual de que o rolamento possa se prender tanto externa quanto internamente. Também nesse caso, os testes preliminares mostraram que o mancal de polímero não tem problemas com isso. Os rolamentos funcionam nos sistemas de rastreamento desde o primeiro dia, sem nenhum tempo de inatividade desnecessário.

"Nosso material padrão, o iglidur® G, que já foi comprovado em inúmeras aplicações em todo o mundo, também foi discutido," relata Bernhard Hofstetter, consultor técnico de vendas responsável no escritório da igus® Bavaria North-East. "Inicialmente, realizamos as primeiras amostras. Mas devido à menor absorção total de umidade e expansão térmica, a decisão foi finalmente tomada em favor do material iglidur® P."

O material iglidur® Q2 também comprova sua resistência ao desgaste em um sistema de dois eixos localizado nas montanhas suíças a uma altitude de 1.800 metros. Dimensionalmente estável sob altas cargas, ele é predestinado para aplicações giratórias de alta tensão sob condições extremas.

"Nessa altitude, as temperaturas variam muito ao longo do ano, sem mencionar a queda de neve no inverno," explica Thomas Vogel. "Para tornar nosso sistema de rastreamento ainda mais robusto e de fácil manutenção, usamos o rolamento resistente ao desgaste. Sob essas difíceis condições climáticas, a carga é naturalmente mais pesada. E nossas experiências iniciais são muito boas. O rolamento de polímero também atende aos nossos requisitos básicos de soluções econômicas sem comprometer a qualidade!"