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Kunststoff-Gleitlager eignen sich für Nachführsysteme in der Solartechnik

01.07.2008
Nachführsysteme richten Photovoltaik-Anlagen optimal zur Sonne aus. Damit die Anlagen lange wartungsfrei laufen, hat man sich bei Conergy für Lagerbuchsen, Gelenkköpfe und Lineareinheiten von Igus entschieden.

Bei den Photovoltaik-Anlagen der Conergy AG sorgen die Solaroptimus-Nachführsysteme für den richtigen Winkel zur Sonne. Die zweiachsigen Antriebssysteme, die nach einem astronomischen Algorithmus gesteuert werden, erhöhen die Ausbeute an umweltfreundlicher Energie um rund 30%. Damit die Anlagen auch unter extremen Wetterbedingungen wartungsfrei über lange Zeiträume laufen, hat sich Conergy sowohl bei den Lagerbuchsen als auch bei Gelenkköpfen und Lineareinheiten für Komponenten von Igus entschieden.

Das Unternehmen, das zunehmend eigene Produkte entwickelt und fertigt, baut zurzeit in Frankfurt/Oder Europas modernste Fabrikationsstätte zur voll integrierten solaren Wafer-, Zell- und Modulproduktion, in die Conergy rund 250 Mio. Euro investiert. Im Endausbau werden dort rund 1000 Mitarbeiter beschäftigt sein.

Die Frage „Make or buy?“ wird dabei immer sehr genau analysiert. Nach Aussage des Unternehmens sieht man sich auf dem Markt um und bewertet, ob es ein System gibt, das den hohen Kundenanforderungen genügt. Ist das nicht der Fall, entwickelt Conergy ein eigenes Produkt.

Bei den Nachführsystemen für Photovoltaik-Anlagen entsprachen die vorhandenen Produkte offenbar nicht den hohen Ansprüchen, denn dort hat Conergy kürzlich eine Eigenentwicklung vorgestellt: den Solaroptimus.

Nachführung erhöht Ausbeute der Generatoren

Dieses System hat die Aufgabe, die Photovoltaik-Generatoren immer optimal zur Richtung der einfallenden Strahlung auszurichten – eine Investition, die sich für den Betreiber lohnt, denn mit zweiachsigen Nachführungen kann man die Energie-Ausbeute um mehr als 30% steigern.

In Deutschland und den Nachbarländern lässt sich die optimale Position der PV-Module mit Helligkeitssensoren erfassen – die Sensoren fahren dann bei Bewölkung immer den hellsten Punkt an. In Südeuropa hingegen, wo der Himmel oft wolkenlos und die Helligkeit sehr groß ist, sind Systeme effektiver, die die PV-Module anhand astronomischer Daten immer im rechten Winkel zur Sonneneinstrahlung halten.

An den Hauptachsen des Nachführungssystems sind Iglidur-Buchsen installiert: Sie sollen für reibungsarme Drehbewegungen auch unter ungünstigen Bedingungen sorgen.

Solaroptimus-Anlagen für strahlungsintensive Standorte

Dieses Steuerungsprinzip nutzt auch der Solaroptimus, der eigens für strahlungsintensive, südliche Regionen entwickelt wurde. Die Module werden dabei nach einem astronomischen Algorithmus in zwei horizontalen Achsen bewegt.

Bei der Entwicklung des Gestellsystems standen nach Aussage des Unternehmens Langlebigkeit und Wartungsfreiheit im Vordergrund, denn die Anlagen arbeiten oft in abgelegenen Gegenden ohne Personal vor Ort. Daher verzichteten die Entwickler bewusst auf komplexe Antriebssysteme, sondern verwendeten einfach aufgebaute, aber qualitativ hochwertige Komponenten. Das gilt für die Motoren ebenso wie für die Lagerstellen.

Der Photovoltaik-Anlagenprodu-zent hat verschiedenen Anbietern von Lagerungen seine Anforderungen erläutert und um Lösungsvorschläge gebeten. Dabei galt es zu berücksichtigen, dass die Aufstellorte der Solaranlagen häufig sehr trocken sind; entsprechend hoch ist das Aufkommen an Sand und feinem Staub. Hinzu kommt ein sehr breites Temperaturspektrum, in dem die Lager einwandfrei arbeiten müssen.

Festschmierstoff im Hochleistungs-Polymer ermöglicht langlebiges Lager

Die von Igus vorgeschlagenen Lösungen konnten am meisten überzeugen: Alle Lagerstellen des Solaroptimus sind mit Igus-Produkten ausgerüstet. An den Hauptachsen der rund 20 m langen Gestellsysteme sorgen Lager aus Iglidur-Kunststoff für reibungsarme und wartungsfreie Lagerung. Der eingebaute Festschmierstoff des Hochleistungs-Polymers soll zudem gewährleisten, dass keine Schmierstoffe zugegeben werden müssen, an denen sich Verschmutzungen ansetzen können. Das ist eine zentrale Voraussetzung für die Langlebigkeit des Lagers unter den gegebenen Einsatzbedingungen.

Die Unempfindlichkeit gegen-über Verschmutzungen ist eine weitere wichtige Eigenschaft der Iglidur- G-Lagerbuchsen. Für die Kinematik der Verstellsysteme hat Conergy sich für Dry-Lin-Linearlager von Igus entschieden.

Gleitlager sorgen für Entlastung der Motoren

Um die Antriebe zu entlasten, haben die Conergy-Entwickler an der Kinematik der Verstellsysteme Linearlager vorgesehen. Dort sorgen Dry-Lin-Lineargleitlager von Igus für eine genaue lineare Führung der Achsen. Das Lagergehäuse ist aus Zinkdruckguss und bewegt sich auf einem Schienenprofil; die Gleitpaarung von hartanodisiertem Aluminium (Schiene) und Iglidur-Gleitfolie (Gehäuse) soll die Voraussetzung für reibungsarmen Lauf ohne „Stick/slip-Effekte“ sorgen.

Die Montageplatte zur Aufnahme der beweglichen Komponenten wurde von Igus an die Wünsche der Conergy-Entwickler angepasst. Sand und Staub sollen diesem Linearlager nichts anhaben können: Sie werden im „Schneeschieber-Effekt“ weggeschoben, ohne dass die Gleiteigenschaften beeinträchtigt werden.

Bei den Koppelstangen, die die Solarmodulträger untereinander verbinden, hat sich Conergy für Igubal-Gelenkköpfe entschieden. Diese Verbindungselemente nehmen hohe Kräfte auf, haben sehr gute Dämpfungseigenschaften und wiegen im Vergleich zu herkömmlichen, metallischen Lagergehäusen nur ein Fünftel.

Was für den Einsatz in den Nachführsystemen aber noch wichtiger ist: Auch wenn die Umgebung mit Feinstäuben oder groben Verunreinigungen belastet ist, bleiben die Gelenkköpfe wartungsfrei. Es besteht keine Gefahr des Fressens oder Blockierens, und die eingearbeiteten Festschmierstoffe sorgen für geringe Reibung bei höchster Abriebfestigkeit. Inzwischen bewähren sich die ersten Solaroptimus-Anlagen im Praxisbetrieb – und alle Anzeichen deuten darauf hin, dass der errechnete Mehrertrag durch die astronomisch gestützte Nachführung erreicht wird.

Reinhold Schäfer | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/konstruktion/antriebsundsteuerungstechnik/articles/125827/

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