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Kollmorgens Niedertemperatur-Servotechnologie vereinfacht die Reinigung von Heliostaten für die Solarenergie

Seit der Wende zum 21. Jahrhundert hat China die Solartechnologie stark vorangetrieben und ist heute weltweit führend sowohl bei der Photovoltaik als auch bei der thermischen Solarenergie.

Thermische Systeme beruhen auf einer großen Anordnung von Heliostaten – Spiegel, die sich im Laufe des Tages automatisch bewegen, um das Sonnenlicht auf einen zentralen Punkt zu reflektieren, wo die intensive Hitze eine stromerzeugende Turbine antreibt. Bei Heliostat-Konzentrator-Photovoltaik- oder HCPV-Systemen werden Heliostate verwendet, um das Sonnenlicht auf Solarzellen zu bündeln, die die Lichtenergie direkt in Strom umwandeln.

Die Entwicklung dieser Technologien –zusammen mit Chinas schnell wachsenden Kapazitäten zu ihrer Herstellung – hat viele neue Möglichkeiten für die nachhaltige Energieerzeugung auf internationalen Märkten eröffnet. Gleichzeitig schafft die Nachfrage nach effizienter Energieerzeugung einen neuen Marktbedarf zur Optimierung der Heliostatleistung.

Herausforderungen

Heliostate müssen regelmäßig gereinigt werden, damit das System seine maximale Effizienz entfalten kann. Jedoch ist dies keine leichte Aufgabe. Erstens müssen die Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden, einschließlich des Betriebs in großen Höhen und oft bei Temperaturen von bis zu –30 °C. Darüber hinaus setzt sich der Staub in der Luft, der entweder sauer oder alkalisch sein kann, an den Heliostaten fest und verursacht eine schwächere Lichtintensität auf den Spiegelebenen, verringert die Reflektivität des Sonnenlichts und reduziert die Effizienz der Stromerzeugung.

Heliostaten müssen regelmäßig gereinigt werden, um diesen Staub zu entfernen – eine Aufgabe, die dadurch erschwert wird, dass der Winkel der Bürstenwalzen dynamisch angepasst werden muss, da die Spiegelflächen ständig dem Winkel des verfügbaren Sonnenlichts folgen. Die variablen Eigenschaften des Staubs, die Position des Heliostaten und die Umgebungstemperatur tragen alle zur Komplexität der Reinigungsaufgabe bei.

Kollmorgens Niedertemperatur-Servotechnologie-Lösung

Ein handelsüblicher Heliostat-Reiniger besteht aus einem Elektroauto, einem Portalkranarm und einer schrägen Bürstenwalze. Die schwierigen geografischen Verhältnisse, in denen diese Fahrzeuge eingesetzt werden, erfordern jedoch oft ein manuelles Eingreifen des Fahrers, und es kommt häufig zu Systemausfällen, wenn herkömmliche Asynchronmotoren den rauen Bedingungen nicht standhalten können.

Um diese schwierigen Probleme zu lösen, war ein neues Reinigungsfahrzeug erforderlich. Dieses neue Design verwendet Servotechnologie mit Kollmorgens AKM-Tieftemperatur-Servomotoren und AKD-Servoantrieben. Das Fahrzeug verfügt über eine Portalstruktur mit einem automatischen Antriebssystem, das mithilfe von GPS-Technologie positioniert wird. Der AKD-Servoantrieb mit seiner hochpräzisen Bewegungssteuerung ermöglicht eine synchrone Bewegung des Portals, um den Neigungswinkel der Bürstenwalze präzise und automatisch einzustellen.

Für die Bewegung des Reinigungsfahrzeugs werden leistungsstarke AKM-Servomotoren eingesetzt. Ein Lenksystem, das die Räder über vier AKM-Motoren und AKD-Antriebe steuert, bietet eine hervorragende Bewegungskontrolle für flexibles und reaktionsschnelles Lenken in unvorhersehbarem Gelände. Die AKM-Tieftemperatur-Servomotoren ermöglichen außerdem einen zuverlässigen Betrieb auch in extrem kalten Umgebungen, bis zu –40 °C.

Ergebn.

Die Verbesserung der Leistung seiner Reinigungsfahrzeuge war die oberste Priorität für diesen Kunden. Die AKM-Tieftemperatur-Servomotoren von Kollmorgen liefern eine vorhersehbare, konstante Leistung in anspruchsvollen, extrem kalten Umgebungen in großer Höhe. AKD-Servoantriebe bieten eine branchenweit führende Aktualisierungsrate für Strom, Geschwindigkeit und Position, die die Leistung in Bruchteilen von Millisekunden optimiert und gleichzeitig die Effizienz des Geräts erheblich verbessert.

Ein zielgerichtetes Produktdesign und eine einfach zu bedienende Debugging-Software verkürzten die Projektentwicklungszeit erheblich und trugen dazu bei, das neue Reinigungsfahrzeug in einer sich rasch entwickelnden Branche schnell auf den Markt zu bringen.

In einer typischen Solarenergieanlage waren früher zehn Personen pro Tag mit der Reinigung der Heliostaten beschäftigt, wobei für jeden Spiegel zwei Minuten benötigt wurden. Heute sind diese Anforderungen auf nur zwei Personen pro Tag und nur zehn Sekunden pro Spiegel reduziert worden. Die Kollmorgen-Lösung hat die Anforderungen des Kunden an eine verbesserte Umweltleistung und -kontrolle perfekt gelöst und damit eine höhere Wettbewerbsfähigkeit und einen größeren Marktwert erzielt.

Wissenswertes über Kollmorgen

Kollmorgen besitzt mehr als 100 Jahre Erfahrung mit Antriebssystemen, die sich als die hochleistungsfähigsten und zuverlässigsten Motoren, Antriebe, linearen Aktuatoren, Getriebe, AGV-Steuerungslösungen und Automatisierungsplattformen in der Industriebranche bewährt haben. Wir liefern bahnbrechende Lösungen, die in puncto Leistung, Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit unübertroffen sind und Maschinenbauern einen unbestreitbaren Marktvorteil verschaffen.

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