為了確保上述最大化太陽能發電,行業開發了可靠和精確的太陽跟蹤,確保始終能夠最大化發電。無論是光伏(PV)、聚光光伏(CPV)還是聚光太陽能(CSP)(如上圖所示),SKF都提供了一系列與太陽能跟蹤相關的免維護解決方案,其中包括創新產品,如SKF太陽能線性致動器(SKF BeyondZero產品組合的一部分)和專門為太陽能市場開發的SKF太陽能輪轂(如下圖所示),這兩種產品均由SKF設計、組裝、測試和驗證,此外,SKF提供免維護軸承解決方案,可將其與在產品使用壽命內完全密封的外殼集成。


一、為什么選擇太陽跟蹤?
跟蹤系統是高效太陽能發電的重要保證,它們有助于提高光伏板的功率輸出,雙軸跟蹤器可將其提高40%,并為CPV和CSP系統充分捕獲太陽輻射(如下圖所示)。為了最大化發電,這些系統需要具有高性能特性,以及提供能夠在惡劣的室外條件下運行的可靠解決方案,太陽跟蹤系統必須以一定的精度跟蹤太陽,光伏技術在±1度范圍內跟蹤太陽,而CPV技術在±0.1度范圍內追蹤太陽,因此,驅動系統必須沒有太大的間隙或“反沖”,否則,當風吹過時,系統會來回搖晃,要么失去效率,要么根本發不出電。


SKF在全球范圍內提供太陽能跟蹤應用所需的所有驅動器【如太陽能線性致動器和太陽能輪轂,用于跟蹤系統,以沿東西方向(稱為“方位角”運動)或南北方向(稱為“仰角”運動)移動太陽能電池板,或兩者兼而有之】和組件,并具有幾乎免維護的額外優勢。
二、跟蹤解決方案
解決方案包括“方位角”調整功能、CASD系列SKF太陽能線性致動器“仰角”調整功能,以及SKF極其廣泛的產品組合中的適當軸承,此類解決方案適用于大多數類型的太陽能發電,光伏板、聚光光伏板和聚光太陽能發電系統,如拋物線槽、定日鏡或太陽能盤等。


太陽能軸承(如上圖所示)是SKF的最新產品,旨在幫助提高太陽能跟蹤系統的效率,這類軸承專為定制的太陽能需求而設計,在整個系統的整個生命周期內,從日出到日落都能準確跟蹤太陽。與當今的維護密集型解決方案相比,該技術提供了顯著的改進,SKF太陽能輪轂的設計使用壽命為20年,無需停機更換零件,也無需重新潤滑。卓越的材料選擇、優化的材料處理、改進的潤滑和最佳的密封,確保了該產品適合惡劣的環境,擁有更長的使用壽命。SKF太陽能軸承降低了運營成本,利用其最小化的反沖,提高了發電效率,降低了電力平準化成本(即LCOE)。
三、太陽能樞紐建設


太陽能軸承 CRSD 290(如上圖所示)專為太陽跟蹤應用而設計,覆蓋范圍廣泛的面板尺寸,從約20至70平方米,根據跟蹤器設計和風力條件,可高達90平方米,CRSD 290是一種旋轉驅動裝置,由預緊的主軸承、齒輪組和殼體組成,裝配過程中的預緊提供了最小的齒隙跟蹤,蝸輪組設計為具有自鎖功能,使其能夠在無外部制動器的情況下保持靜態扭矩,此外,為齒輪組選擇的材料與適當的熱處理相結合,可提供高扭矩承載能力和有限的磨損,延長產品壽命。
與現有的市場標準解決方案相比,新產品密封得到了優化,以在運行期間潤滑脂損失小,減少環境影響,并減少重新潤滑的需要,由于SKF對潤滑脂和潤滑的了解,為這種緩慢移動的應用選擇了最佳潤滑脂,從而提高了性能。CRSD 290軸承實際上是免維護的,與要求每年重新潤滑的現有市場標準相比,20年內無需維護,最后,整個設計在密封外殼中得到保護,即使在極端條件下也能獲得最佳性能,其防護等級為IP 65。
太陽能軸承可選擇集成電機和電子設備,以提供完全集成的太陽能解決方案,CRSD 290太陽能輪轂可與交流或直流電壓電機集成,可安裝在太陽能輪轂的右側或左側。
四、太陽能線性致動器


SKF的一系列線性執行器CASD-20和CASD-60(如上圖所示)已經開發出來,以滿足與太陽能輪轂相同的高性能標準,即發電量增加、使用壽命長、可靠性高、易于安裝且無需維護。線性致動器包括一個帶有集成齒輪箱的螺釘、電機、軸承、潤滑劑、兩個限位開關、霍爾傳感器和一個電路板,所有這些都在密封外殼中受到保護(如下圖所示),在這種情況下,即使在最惡劣的環境中,也可以通過使用密封保護管提高可靠性和更好的驅動器保護來實現性能。


更高的靜態與動態負載比允許即使在強風條件下,太陽能也能正常發電,對于CASD-20,動載荷和靜載荷分別為5 kN和20 kN,對于CASD-60,這些值分別為12 kN和60 kN,根據靜載荷,兩個致動器的行程均高達1500 mm,CASD-20的運行速度高達2 mm/s,CASD-60的運行速度為2.5 mm/s。
CASD線性執行器可提高效率,降低電流消耗、提高定位精度和限制反沖,作為一個完整的單元,致動器不僅易于安裝在任何太陽能應用中,而且還大大縮短了設計和開發時間,同時節省了運行成本。
五、太陽能追蹤的好處


對于光伏系統,通過使用包含SKF太陽能輪轂的雙軸跟蹤系統,太陽能跟蹤可將效率或功率輸出提高40%,對于CPV和CSP,該技術需要太陽能跟蹤系統才能正常運行,因此太陽能跟蹤對于聚光技術至關重要。
為了最大限度地降低成本,該技術使用太陽能跟蹤系統非常重要,該系統可以通過更簡單、更快的安裝、最小化維護間隔(如果不完全消除維護間隔的話),以及通過不需要現場更換或維修的可靠產品,降低總擁有成本。
太陽能設備生產商和運營商都可以從與SKF的合作中獲益,通過合作,制造商可以從SKF廣泛的工程設計專業知識和制造效率中獲益,可以提高質量和客戶滿意度,同時避免昂貴的保修工作,通過更可靠的系統,運營商可以在更長的時間內產生更多的電力,從而降低太陽能系統的壽命成本。

