Päikeseenergia jälgimissüsteemide ussülekanne — 25-aastane töökindluse spetsifikatsioon

Majanduslikud tegurid, mis muudavad ajami töökindluse vältimatuks

100 MW päikesepaneelide projekti ühelteljeline horisontaalne jälgimisseade parandab energiatootlikkust ligikaudu 23% võrra võrreldes samal laiuskraadil asuva fikseeritud kaldega paneelide massiiviga. Lõuna-Korea 100 MW võimsusega seadmes, mille võimsustegur on 15%, tähendab see ligikaudu 3,45 miljonit täiendavat kWh aastas. PPA hinnaga 0,09 USD/kWh on see ligikaudu 310 000 USD aastas lisatulu – see on üldse rahaline põhjendus jälgimisseadmete valimiseks fikseeritud kaldega paneelide asemel.

Kujutage nüüd ette käigukasti vahetust 8. aastal 1000 ajami asukohas. Väljakutse kohaletoimetamine, seadmete rent ja 1000 asendusajami vahetus hinnaga 280 USA dollarit igaüks maksavad varuosade ja tööjõu pealt ligikaudu 560 000 USA dollarit. Asendustoiminguga kaasneb ka mõjutatud jälgimisseadmete reade võrguühenduseta jätmine hinnanguliselt keskmiselt 7 päevaks kogu masinapargis, mis maksab umbes 60 000 USA dollarit kadude näol. Toimingu kogumaksumus – 620 000 USA dollarit – võrdub kahe täisaasta tootluse paranemise kasuga. Projekti sisemise tootlusmäära arvutuses eeldati, et 25 aasta jooksul ei toimu olulisi ajamite vahetusi. Üks 8. aastal toimunud toiming on juba tarbinud 8% kogu elutsükli tootluse eelisest.

Seepärast on spetsifikatsioon ussiülekanne Päikesejälgija ajamisse paigaldamine on investeerimis-, mitte ostuotsus. Mootori adapteri ja väljundvõlli liidese jaoks sobivaima hammasrattakomplekti valimine ei ole õige vastus. Õige vastus on hammasrattakomplekt, mis töötab spetsifikatsiooni piires ka 25. aastal – ja Korea Ever-Power projekteerib oma päikesejälgija ussikäigud just selle nõude ümber.

Kolm mehhanismi, mis tapavad päikeseenergia jälgimisseadmete ajamid varakult

Mehhanism 1 — ussivõlli korrosioon mere- ja tööstusatmosfääris

Ranniku atmosfäärikeskkonnas tsingitud süsinikterasest ussivõll läbib rikete jada, mis on avamere ja rannikuäärsete tööstusrajatiste puhul hästi dokumenteeritud, kuid mida päikeseenergia projektide spetsifikatsioonides sageli alahinnatakse. Mereõhus olevad kloriidioonid tungivad tsinkkattesse katte katkestuskohtades – kriimustused, keerme juurte pingepragunemine termilise tsükli tõttu ja elektrolüüsitud tsingikihi poorsus. Kui kloriid jõuab terasaluspinnale, algab ja progresseerub punktkorrosioon kiirusega 4–8 korda kiiremini, kui jääktsingi galvaaniline kaitse suudab summutada. Korea mõõdukas rannikukeskkonnas (3–5 km merest) võivad tsingitud süsinikterasest ussivõlli keerme juurtes 5–7 aasta jooksul tekkida läbiseinalised korrosiooniaugud. Esimene nähtav sümptom on tavaliselt mürarikas töö keerme ebatasase haardumise tõttu; funktsionaalne rike on tagasilöögi kiire suurenemine, millele järgneb iselukustuva konstruktsiooni täielik kadu, kui augud tekitavad pinnapinge kontsentratsioone, mis võimaldavad keermel tuulekoormuse all deformeeruda.

Mehhanism 2 — rasva termiline lagunemine päevase temperatuuri tsüklilise muutmise ajal

Päikeseenergial töötavate käigukasti korpused kõrbe- ja mandrikliimas läbivad igapäevaseid temperatuuritsükleid, millele mineraalmääre ei ole loodud vastu pidama. Suvel otsese päikesevalguse käes oleva suletud käigukasti sisetemperatuur saavutab keskpäevaks 75–85 °C – seda mitte ainult hammasratta hõõrdumise, vaid korpuse pinnal neeldunud päikesekiirguse tõttu. Nendel temperatuuridel eraldub mineraalmääre baasõli paksendajast mõõdetava kiirusega. Eraldatud õli liigub raskusjõu mõjul korpuse madalaimasse punkti. Õliigu kohal olevad hammasratta pinnad töötavad järk-järgult ainult kuiva paksendaja jäägiga määrdena. Selleks ajaks, kui ümbritseva õhu temperatuur sügisel langeb ja protsess pöördub, on hammaspindadele kuivkäiguperioodidest tingitud väsimuskahjustused kogunenud. 5–8 aasta jooksul kestvate igapäevaste termiliste tsüklite käigus tekitab see mehhanism pronksist ratta hammaspindadel järkjärgulist adhesioonikulumist. Lõppseisundis on ajam, mis on hambaprofiili lagunemise tõttu kaotanud 40–60% oma nimipöördemomendi mahust.

Mehhanism 3 — tagasilöögi kogunemine ja jälgimistäpsuse kadu

Ussülekande lõtk kujutab endast nurksurnud tsooni, kui telg muudab suunda. Uues jälgimisajamis, mis on reguleeritud ussratta sammuringil 0,05 mm lõtkule, on see surnud tsoon ligikaudu 0,05 ÷ 60 mm sammuraadius = 0,00083 radiaani = 2,9 kaareminutit. Kuna tinapronksist ratta hambad kuluvad 9000 igapäevase jälgimistsükli jooksul 25 aasta jooksul, suureneb lõtk hinnanguliselt 0,015–0,030 mm aastas, olenevalt kontaktpinge tasemest ja määrimistingimustest. 6.–8. tööaastaks ilma reguleerimiseta võib lõtk ulatuda 0,15–0,20 mm-ni, mis vastab 8,6–11,5 kaareminuti pikkusele jälgimissurnud tsoonile. Paneel, mis on tippkiirguse ajal rööpast 0,15 kraadi kõrvale kaldunud, kaotab ligikaudu 0,4% päevasest saagikusest. Selle hälbe korral 10 tegutsemisaasta jooksul võib kumulatiivne energiakadu ületada 1,51 TP3T eluea jooksul toodetud energiast – seda saab mõõta projekti energiatõhususe suhtarvus ja see võib potentsiaalselt käivitada toimivusgarantii arutelud projekti omanikuga.

Spetsifikatsioonivahemik — päikeseenergia jälgimise ussülekanne

Iselukustuvus äärmuslikel temperatuuridel – miks on eeldused ohtlikud

Ussülekande iselukustuv tingimus on täidetud, kui ussi etteulatuvuse nurk (λ) on väiksem kui efektiivne hõõrdenurk (ρ') võrgusilma juures. Efektiivne hõõrdenurk on defineeritud kui arctan(μ / cos(α)), kus μ on hõõrdetegur hamba kokkupuutel ja α on rõhunurk. Standardse 20-kraadise rõhunurgaga ussi puhul: ρ' = arctan(μ / 0,940).

Kriitiline punkt, mida enamik päikesejälgijate spetsifikatsioone ei arvesta, on see, et μ ei ole konstant – see muutub koos määrdeaine viskoossusega, mis omakorda muutub koos temperatuuriga. Sünteetiline PAO NLGI 2 määre võib temperatuuril 20 °C anda pronksvõrgu kokkupuutel μ = 0,07, mis annab ρ' = 4,3 kraadi. Samal määrdel on 80 °C korpuse temperatuuril madalam viskoossus, madalam kile tugevus ja μ võib langeda 0,045-ni, mis annab ρ' = 2,7 kraadi. Kui ussi juhtnurk on 3,5 kraadi (mis annab standardse sammuga silindri läbimõõdu valiku korral suhte 80:1), on iselukustuv tingimus täidetud temperatuuril 20 °C 0,8-kraadise ohutusvaruga – kuid ebaõnnestub temperatuuril 80 °C, kus hõõrdenurk langeb juhtnurgast allapoole. Ajam pöörleb tuulekoormuse all suviste tipptemperatuuride ajal tagasi, täpselt ajal, mil koht on kõrgeima päikesekiirguse all ja vajab kõige rohkem täpset jälgimist.

Meie päikeseenergia jälgimise ussiülekande spetsifikatsioonid sisaldavad alati iselukustuva marginaali arvutust, mis tehakse minimaalse eeldatava hõõrdeteguri juures – mis vastab maksimaalsele töötemperatuurile määratud sünteetilise määrdeainega. Kui marginaal on töötemperatuuri vahemiku mis tahes punktis alla 1,5 kraadi, siis me projekteerime juhtnurga ümber või soovitame marginaali taastamiseks suurema viskoossusega määrdeainet. See arvutus ja selle sisendid on esitatud kvalifitseerimispaketis dokumendina – mitte andmelehel oleva avaldusena, vaid jälgitava inseneridokumentatsioonina.

Tootmisüksus

Asukoha klassifitseerimise tabel – valige oma paigaldise jaoks sobiv ussivõlli materjal

Ussivõlli materjali valikul peaks lähtuma kohapealse atmosfääri korrodeerivast tugevusest, mitte antud mooduli madalaimast saadaolevast hinnast. See maatriks hõlmab nelja Korea ja Aasia päikeseenergiaprojektides kõige sagedamini esinevat kohapealset tüüpi:

Dupleks-ussi strateegia 25-aastase jälgimistäpsuse saavutamiseks

A dupleks-ussiülekanne Keermejälg – mida nimetatakse ka kahekäiguliseks ussiks – säilitab jälgimistäpsuse kogu projekti elutsükli jooksul, võimaldades lõtku taastada ilma hammasrattaid vahetamata. Mehhanism töötab järgmiselt: ussi keerme küljed on valmistatud vasakul ja paremal küljel veidi erineva tõusuväärtusega, mistõttu keerme hamba paksus suureneb pidevalt ussi ühest otsast teise. Ussi aksiaalne nihutamine kalibreeritud koguse võrra liigutab paksema keermeosa hambusse rattaga, sulgedes lõtkuvahe. Ussi ja ratta vaheline kontaktgeomeetria jääb selle nihke tõttu muutumatuks – kogu hamba kokkupuutepind, kandevõime ja iselukustuv varu jäävad kogu reguleerimise ajal samaks. Muutub ainult lõtku mõõde.

Tüüpilise päikesejälgija M6 ussiülekande puhul suhtega 80:1 on kahe külje vaheline eduseis ligikaudu 0,15 mm pöörde kohta. See annab aksiaalse ussiülekande reguleerimisvahemikuks ligikaudu 1,0 mm, mis vastab tagasilöögi reguleerimisele sammuringil nullist 0,15 mm-ni. Jälgija tavapärase töö korral koguneb tagasilöök ligikaudu 0,015–0,025 mm aastas. Alates 0,05 mm-st paigaldamise ajal saavutab ajam 0,10 mm reguleerimisläveni ligikaudu 2–4 aasta jooksul. Operatsiooni- ja hooldusmeeskond, kes teostab aksiaalse nihke reguleerimist selle intervalliga – 20-minutiline protseduur standardsete käsitööriistadega – taastab ajami lõtku 0,05 mm-ni. Protseduuri saab korrata 4–6 korda, enne kui rattahambad kuluvad vahetuspiirini, mis annab komponentide vahetamiseta kogukasutusajaks 10–25 aastat, olenevalt kontaktpinge tasemest ja määrimiskvaliteedist. 25-aastase elueaga rahastatava projekti puhul sobib see ussiülekande strateegia ärimudeliga.

Jälgimissüsteemi ühilduvuse viide

Kaubamärgid on loetletud ainult mõõtmete viitamiseks. Korea Ever-Power ei ole seotud ühegi loetletud jälgimisseadmete tootjaga ega ole nende poolt heaks kiidetud ega volitatud. Kõik kaubamärgid kuuluvad nende vastavatele omanikele.

Projekti viitejuhtumid

Standardkataloogi spetsifikatsioon vs 25-aastase päikeseenergia jälgimisseadme spetsifikatsioon

Rakenduste jaoks, mis vajavad täielikku pöördajami komplekti käesolevas juhendis kirjeldatud materjalide ja dokumentatsiooni spetsifikatsioonidega, on saadaval sobitatud ussiülekandepaarid, mis on eelmonteeritud suletud IP67 korpustes standardseks pöördemomendi toru paigaldamiseks. Kompaktne, suletud korpus ussiülekande reduktorid Kohaspetsiifilise materjalivalikuga – sisemaa, ranniku või ujuv – on saadaval komplektsete paigaldusvalmis üksustena. Täielikud projekti kvalifitseerimise dokumentatsioonipaketid koostatakse standardvarustuses EPC ja varahalduse ülevaatuseks.

Korduma kippuvad küsimused