Der Sonne entgegen

Technik

Getriebe – Die Bewegung von Photovoltaikelementen gemäß dem Lauf der Sonne erfordert robuste und präzise Antriebe. Ideal geeignet dazu sind so genannte Drehwerksgetriebe.

21. März 2011

Eine wichtige Aufgabe bei der effizienten Nutzung der Solarenergie ist es, die Photovoltaikelemente der Solarkraftwerke regelmäßig dem Lauf der Sonne nachzuführen. So lassen sich durch das Mitdrehen der Photovoltaik-Zellen mit dem Sonnenstand während des Tages bis zu 30 Prozent mehr Energie gewinnen als mit unbewegten Solarzellen.

Gefragt sind für diese Bewegung sowohl effiziente als auch langlebige und wartungsfreundliche Antriebssysteme. Der nötige Einsatz der Antriebe im Freien erfordert zudem jedoch speziell konzipierte Systeme aufgrund der rauen Umgebungsbedingungen.

Besonders gut geeignet für die Azimutverstellung der Solarpanels sind Schneckengetriebe mit integrierter Lagerung, sogenannte Drehwerksgetriebe, die der Antriebstechnikspezialist CFW aus Coswig in der Nähe von Meißen speziell für den Einsatz als Nachführeinheit von Trackern in der Photovoltaik entwickelt hat. Entscheidend für eine solche Anwendung sind hohe Tragkräfte sowie die große Verwindungssteifigkeit des Getriebes aufgrund der großen Windangriffsfläche der Photovoltaik-Paneele.

Die Spezialisten aus Sachsen legen deshalb die im Drehwerksgetriebe integrierte Lagerung auf den jeweiligen Anwendungsfall aus, um die Möglichkeiten des Drehwerksgetriebes als konstruktives Element ausnutzen und auf weitere Lagerungen verzichten zu können. Dabei wird das Getriebe sowohl für die reine Gewichtslast des Tracker-Aufbaus als auch für die Windlasten ausgelegt.

Integrierte Antriebslösung

Der robuste Aufbau der Drehwerksgetriebe sowie die verwendeten Materialien und Schmierstoffe in Kombination mit einem auf die Anwendung abgestimmten elektrischen Antrieb ermöglichen hohe Genauigkeiten und große Antriebsmomente. In Verbindung mit dem integrierten Servoantrieb von GFC entstehen auf diese Weise autonome Nachführsysteme, die einzeln oder im Verbund über einen Feldbus angesteuert und betrieben werden können.

Die hohe Schutzklasse des Drehwerksgetriebes reicht dabei bis in den integrierten Servoantrieb, der in der Schutzart IP67 ausgeführt werden kann. Für andere Antriebsmodule können geeignete Schutzeinhausungen vorgesehen werden. Je nach Lastfall, Genauigkeitsanforderung und Betriebsart kommen dabei unterschiedliche Antriebsmodule und Vorschaltgetriebe zum Einsatz. Die Möglichkeiten reichen vom Schritt- über den Asynchron- bis zum Servomotor.

Maßgeschneiderte Entwicklung

Die hohe Genauigkeit und die robuste Ausführung prädestiniert die Getriebe außerdem auch für Einsätze in solarthermischen Kraftwerken, bei denen das Sonnenlicht mit Spiegeln auf einen zentralen Brennpunkt fokussiert wird, wo die Wärmestrahlung Dampf erzeugt, der einen konventionellen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Um eine hohe Ausbeute zu erreichen, müssen dabei mehrere Hundert bis mehrere Tausend Spiegel extrem präzise positioniert werden, unabhängig von äußeren Einflüssen wie Wind oder der Einwirkung der Witterung auf die verwendeten Materialien.

Speziell für die Positionierung von Spiegeln entwickelte GFC deshalb weitere Baugrößen und Versionen mit eigens für diese Anwendungen definierten Flanschen, Durchführungen und Adaptionen für weitere Komponenten, die auch die Endmontage der Kraftwerke erheblich vereinfachen.

Neben solchen Anwendungen zur Nutzung der Solarenergie eignen sich die Kombinationen aus Getriebe, Lager und Antrieb als konstruktive Einheit auch für Einsatzfelder in anderen Branchen, wie zum Beispiel im Fahrzeugbau, in der Medizintechnik oder in der Logistik.

Erschienen in Ausgabe: 02/2011