Ұлыбританияның жаңартылатын энергия көздері · Дәлдік жетек технологиясы · Күн энергиясын бақылау инженериясы
Күн энергиясын бақылау жүйелеріне арналған беріліс қораптары:
Ұлыбританияның жаңартылатын энергия көздері революциясын қуаттандыратын дәлдікпен жетек шешімдері
Тірек-пен-пиньон технологиясы британдық коммуналдық және коммерциялық күн энергиясы қондырғыларындағы трекер өнімділігін, ұзақ мерзімділігін және пайдалану құнын қалай анықтайды — бұл саладағы он сегіз жылдық қолданбалы инженерияға негізделген көзқарас.
Біріккен Корольдіктің нөлдік деңгейге жету жолы жерде орнатылған күн фотоэлектрлік қуатының ерекше өсуіне себеп болды. Линкольншир, Оксфордшир, Норфолк, Сомерсет және Шотландия шекараларындағы егістіктерде қазір бір осьті және қос осьті күн трекерлері орналасқан, олар күн доғасын таң атқаннан кеш батқанға дейін бақылау үшін фотоэлектрлік панельдерді еңкейтіп, айналдырады - бұл әрбір модульден бекітілген еңкейтілген қондырғы қол жеткізе алатыннан әлдеқайда көп киловатт-сағат энергия өндіреді. Осы трекерлердің әрқайсысының ішінде механикалық жетек компоненті қозғалтқыштың айналуын панельдерді кіретін күн сәулесіне перпендикуляр ұстайтын дәл бұрыштық ығысуға тыныш түрлендіреді. Бұл компонент - беріліс қорабы. Ұлыбритания нарығында жұмыс істейтін сатып алу инженерлері, жоба әзірлеушілері және трекер OEM-дері үшін беріліс қораптарының артындағы инженерлік бөлшектерді түсіну академиялық жаттығу емес. Жиырма бес жылдық айырмашылық келісімшарты бойынша трекер өзінің жетек жүйесін шамамен тоғыз мың жұмыс циклі бойы жұмыс істейтін, дәл және аз күтімді қамтамасыз етуі керек. Сатып алу кезеңінде қабылданған сипаттамалар туралы шешімдер — модуль өлшемі, материалдың дәрежесі, бетінің өңделуі, еніне төзімділік — активтің жиырма екінші жылы энергия өнімділігі мақсатына бірінші жылдағыдай сенімді түрде жететінін анықтайды.
Беріліс қораптары тірек және тісше тәрізді орналасуда жұмыс істейді. Моторлы тісше тіректің тістерімен торланады, тісше айналған кезде ол тірек пен оған бекітілген момент түтігін немесе сақинаны басқарылатын бұрыштық диапазон арқылы жүргізеді. Бұл механизмнің қарапайымдылығы оның беріктігінде: Линкольншир қысында істен шығатын гидравликалық тығыздағыштар жоқ, ультракүлгін сәуле әсерінен тозатын резеңке белдіктер жоқ, сырғанайтын муфталар жоқ. Жүктеме тікелей тісті доңғалақтың тісшесінің жанасуы арқылы беріледі, ал дұрыс материалды таңдау және бетті қатайту арқылы сол жанасу беті трекер құрылымының қалған бөлігінен де ұзақ қызмет ете алады.
Күн энергиясын бақылайтын жетектегі тіректер мен тісшелердің принципі, материалдары және тіс геометриясы
Бір осьті трекерде — Ұлыбританияның коммуналдық жобаларындағы басым конфигурация — көлденең момент түтігі тұтас панель қатарын қамтиды, көбінесе елуден жүз метрге дейін созылады. Әдетте әрқайсысының ұзындығы мыңнан үш мың миллиметрге дейінгі беріліс қорабының сегменттері түтікке немесе арнайы жетек рельсіне болттармен немесе дәнекерленеді және бүкіл қатарды жабу үшін басынан аяғына дейін жалғанады. Щеткасыз тұрақты ток немесе серво қозғалтқыш тірекке тормен байланысатын спиральды немесе шпильді тістегершікті басқарады, бұл біліктің айналуын күн доғасын бақылайтын шығыстан батысқа қарай басқарылатын иінге айналдырады. Бұл орналасудың инженерлік талғампаздығы оның тікелей болуында: аралық сатылар, белдіктің сырғанауының болмауы, гидравликалық қысымның төмендеуі жоқ. Орналастыру дәлдігі толығымен дерлік беріліс торының геометриясына байланысты, ал егер қадам дәлдігі мен кері соққы спецификацияға сәйкес келсе, басқару жүйесі үнемі түзету іздеудің қажеті жоқ, өзінің энкодерінен таза, тұрақты кері байланыс алады.
Ашық ауадағы күн энергиясын пайдалануға арналған материалды таңдау орташа көміртекті және легирленген болаттарға негізделген. C45 болатының — тарихи британдық белгілеудегі EN8-ге баламасы — төмен жүктемелі, ішкі, коррозиялық санаттағы C3 орталарында жеткілікті қызмет етеді. Жоғары жүктеме рейтингтері және агрессивтірек орындар үшін 42CrMo4 (BS EN 10083-3) шаршау беріктігінің жоғары деңгейін қамтамасыз етеді және индукциялық беріктендіруге жақсы жауап береді, тісті қапталдың қаттылығын 56–62 HRC дейін жеткізеді, сонымен қатар тірек корпусын берік және соққыға төзімді етеді. BS EN ISO 12944 бойынша C4 немесе C5-M коррозиялық санатына жатқызылған жағалаулық қондырғылар үшін — Шығыс Англияның Солтүстік теңіз жағалауына, Хамбер сағасына немесе Уэльс пен Ланкаширдің Ирландия теңізі жағалауына жақын жерлерді қоса алғанда — 304 және 316 тот баспайтын болат маркалары ең берік ұзақ мерзімді шешімді ұсынады, мырышталған бетті қайта жабудың көп онжылдық күтім құнын жояды.
Тіс профилі әмбебап түрде эвольвентті форма болып табылады. Жиырма градус қысым бұрышы заманауи күн энергиясын бақылайтын беріліс қораптары үшін стандартты болып табылады, бұл тіс беріктігінің, жанасу қатынасының және далалық құрастырудағы шағын орталық қашықтық қателеріне сезімталдықтың жақсы тепе-теңдігін қамтамасыз етеді. Модуль өлшемдері ықшам ғимаратқа біріктірілген немесе зерттеу трекерлері үшін M3-тен бастап, жоғары ватт бифасциалды панельдерді тасымалдайтын үлкен жерге орнатылатын массивтер үшін M10 немесе M12-ге дейін өзгереді. CSP демонстрациялық жобаларында және дәлдіктегі PVT зерттеу қондырғыларында қолданылатын қос осьті трекерлер бұрыштық еркіндіктің екінші дәрежесін қосады және әдетте биіктік жетегін доға тәрізді немесе дөңгелек беріліс қорабының сегменттерін пайдаланады, мұнда екі осьтегі бағыттау қателері фокальды жазықтықта немесе инвертор кірісінде біріктірілетіндіктен, қадамға төзімділік талаптары одан да қатаң.
Техникалық өнімділік параметрлері
| Параметр | Техникалық сипаттама | Стандартты / Ескертулер |
|---|---|---|
| Модуль (үндеу) | M3 – M12 | ISO 54 / DIN 867 |
| Қысым бұрышы | 14,5° / 20° (стандартты) | Күн қозғалтқыштары үшін 20° қолайлы |
| Дыбыс дәлдігі | 300 мм үшін ±0,02 мм | DIN 6892, 5-7 сыныптар |
| Материалдық нұсқалар | C45 · 42CrMo4 · SS304 · SS316 | BS EN 10083-3 / BS EN 10088 |
| Беттік өңдеу | Ыстықтай батырылған гальвинг · EN қаптамасы · Қатты хром | BS EN ISO 1461 — C3-тен C5-M-ге дейін |
| Тіс бүйірінің қаттылығы | 56 – 62 HRC (индукциялық шыңдалған) | Циклдік қызмет көрсету кезінде тозу мерзімінің ұзаруы |
| Жұмыс температурасы | -30 °C-тан +80 °C-қа дейін | Ұлыбританияның климаттық диапазонын толығымен қамтиды |
| Осьтік жүктеме рейтингі | Әр сегментке 80 кН дейін | Жел/қар жүктемесіне төзімділік деңгейі |
| Сегменттің ұзындығы | 500 мм – 3000 мм | Арнайы ұзындықтар қолжетімді |
Неліктен бұл беріліс қораптары күн энергиясын бақылау орталарында жақсы жұмыс істейді
⚙
Индукциялық шыңдалған тіс қанаттары
Селективті индукциялық беріктену тіс қапталының қаттылығын 56–62 HRC дейін көтереді, сонымен қатар берік, иілгіш өзекті сақтайды. Ұлыбританиядағы күн энергиясын бақылайтын құрылғы жылына шамамен 365 рет шығыстан батысқа қарай толық айналым жасайды. Жиырма бес жылдық CfD мерзімі бойынша, бұл бір тіс қапталында тоғыз мыңнан астам жанасу циклін білдіреді - бұл беткі қаттылықтың кез келген әлсіздігін прогрессивті бұрыштық дрейф, өлшенетін энергия шығыны және сайып келгенде, жоспарланбаған жетек ауыстыруы ретінде көрсетеді.
🌡
Ұлыбритания жағдайлары үшін коррозияға төзімділік
Біріккен Корольдік коррозиялық C2-ден C5-M-ге дейінгі санаттарды қамтиды. Inland Midlands күн энергиясы парктері C3-ке түсуі мүмкін; Шығыс Англия жағалауына, Хамбер сағасына немесе Ирландия теңізі жағалауына жақын жерлер C4 немесе C5-M-ге жетеді. BS EN ISO 1461 стандартына сәйкес ыстықтай мырыштау C3-ті ыңғайлы өңдейтін кемінде 85 микрондық мырыш қабатын қамтамасыз етеді. C5-M жағалауындағы орындар үшін 316 маркалы тот баспайтын болаттан жасалған беріліс қораптары қайта жабуды күту циклін толығымен жояды - бұл әдетте он жылдық өтемақы шегінен тыс тот баспайтын болатқа пайда әкелетін шығындарды өтеу.
📈
DIN-дәрежелі дыбыс дәлдігі
DIN 6892 5 немесе 7 дәрежелі стандартына сәйкес жасалған, жиынтық қадам қателігі 300 мм-ге ±0,02 мм дейін сақталған беріліс қораптары заманауи трекерді басқару алгоритмдері тәуелді позициялық консистенцияны қамтамасыз етеді. Ұлыбританияда маусым айының ашық күнінде күн шуақты түсте осьтен жарты градусқа ауытқып кететін трекер номиналды өнімділігінің өлшенетін бөлігін жоғалтады. Оны толық қатарға және толық паркке көбейтіңіз, сонда қадам дәлдігінің нашарлығының қаржылық әсері тоқсандық энергия өнімділігі туралы есепте көрінеді.
🔧
Ең төменгі пайдалану және жөндеу талаптары
Ұлыбританиядағы ашық далалық күн электр станциялары әдетте жергілікті техникалық қызмет көрсету топтарымен жұмыс істейді. Тірек және шпилька тәрізді жетектің қарапайым геометриясы жыл сайын ашық беріліс қорабына тиісті майлағышты жағу және қосылыстың тұтастығын көзбен тексеру негізгі күнделікті техникалық қызмет көрсету әрекеті болып табылатынын білдіреді. Маймен толтырылған қорғаныс қақпақтары майлау аралықтарын одан әрі ұзартады. Модульдік сегменттің дизайны тозған немесе зақымдалған бөлікті толық тірек жұмысын бөлшектемей ауыстыруға болатынын білдіреді, бұл бөлшектердің құнын да, тоқтап қалу уақытын да шектейді.
🌍
Жел мен қар жүктемесінің рейтингі
Ұлыбританияның жоспарлау жағдайлары әдетте BS EN 1991-1-4 (Еврокод 1) жел жүктемесінің талаптарын қанағаттандыру үшін трекер құрылымдарын талап етеді. Қатты жел кезінде трекерді басқару жүйелері массивті жетектегі жел жүктемесін барынша арттыратын көлденең тұрақ бұрышына дейін басқарады. 80 кН осьтік жүктемеге есептелген беріліс қорабының секциялары Ұлыбританияның Ұлттық қосымшасынан негізгі жел жылдамдығы 30 м/с-тан асуы мүмкін солтүстік Англия мен Шотландиядағы ең желді жерлерде тұрақ позициясындағы жел жүктемелері үшін қажетті құрылымдық шекті қамтамасыз етеді.
🚀
Сегменттік қосылыстардағы қадамдық үздіксіз қосылыс
Сегменттер толық трекер қатары бойынша басынан аяғына дейін қосылуы керек — мүмкін жүз метрге созылып, жиырмадан қырыққа дейін тіреу бөліктері бар. Дюбель түйреуіштері бар өңделген қосылыс қосылыстары әрбір түйіспеде тіс қадамының үздіксіздігін сақтайды. Бұл аз өндірушілер кейде елемейтін бөлшек, нәтижесінде қозғалтқыш контроллері өтеуі керек әрбір түйіспеде жиынтық қадам қателігі пайда болады, бұл басқару жүйесінің тұйықталған циклді түзету алгоритмінде қажетсіз тозу циклдарын енгізеді.
Ұлыбританияның күн энергиясы секторындағы қолдану сценарийлері
☀ Коммуналдық деңгейдегі жерге бекіту
Линкольншир, Оксфордшир және Кенттегі ірі күн энергиясы парктері алпыс-жүз метрге дейінгі момент түтікшелері бар трекерлерде бір осьті беріліс қорабының жетектерін пайдаланады. Әрбір қатар жиырмадан қырыққа дейін тіреу сегменттерін тұтынуы мүмкін, ал осы қосылған сегменттердегі жиынтық қадам үздіксіздігі жүйенің қатар бойындағы кез келген нүктеде сақтай алатын тиімді бұрыштық ажыратымдылықты анықтайды — бұл жақсы белгіленген қондырғыны энергия өнімділігі кепілдігін төмендететін қондырғыдан ажырататын бөлшек.
🌿 Агроэлектрлік жүйелер
Өсіп келе жатқан ауылшаруашылық секторы – азық-түлік өндірісі мен күн энергиясын өндіруді бір жер учаскесінде біріктіреді – Йоркширде, Шығыс Мидлендсте және Англияның оңтүстік-батысында танымал бола бастады. Мал жайылатын немесе дақылдар өсірілетін биік трекер конструкциялары тот баспайтын болаттан жасалған беріліс қораптарының нұсқаларын қажет етеді, себебі тыңайтқыштардың ағып кетуі және малдан шыққан аммиак жергілікті коррозиялық атмосфераны тудыруы мүмкін, бұл жер деңгейінде мырышталған беттердің деградациясын макроскопиялық коррозиялық санатқа қарағанда әлдеқайда жылдам жеделдетеді.
🔭 CSP және зерттеу трекерлері
Университеттің зерттеу нысандары мен шоғырланған күн энергиясын демонстрациялау жобалары, соның ішінде Ұлыбританияның бірнеше инженерлік факультеттеріндегі параболалық науа коллекторлық сынақ алаңдары, екі осьті беріліс қорабының жетектерін пайдаланады, мұнда 0,1 градустан төмен позициялау дәлдігі талап етіледі. Бұл қондырғылар әдетте өндірушінің жіберу алдында координаталық өлшеу машинасының есебімен расталған, дөңгеленген тісті бүйірлері және сәйкес келетін тіс жұбы бар 5-ші дәрежелі беріліс қораптарын көрсетеді.
🏠 Құрылысқа арналған интеграцияланған трекерлер
Коммерциялық шатырлар мен оңтүстікке қараған қасбеттерде ықшам PVT бақылау жүйелері ерте енгізілуде. Бұл қолданбаларда қорғалған қоршауларда кішірек модульді беріліс қораптары - әдетте M3-тен M5-ке дейін - қолданылады, мұнда тірек және тісше орналасуының ықшам кеңістіктік ізі сызықтық жетектерден позициялық қайталану және конверт өлшемі бойынша асып түседі. Жүктеме циклдері жеңілірек, бірақ жұмыс ортасы шектеулі, бұл тегіс, тыныш жұмыс үшін тіс деңгейіндегі өлшемдік дәлдікті одан да маңызды етеді.
Клиенттің табысы: 50 МВт күн энергиясы паркін жаңарту, Линкольншир, Англия
Клиент
Линкольншир Уолдста орналасқан, он бес жылдық айырмашылық келісімшарты бойынша 50 МВт жерге орнатылған күн электр станциясын басқаратын жетекші Ұлыбритания тәуелсіз электр энергиясын өндіруші (IPP).
Сынақ
Бастапқы трекер сипаттамасында әрбір қатар үшін гидравликалық сызықтық жетектері қолданылған. Екі жұмыс маусымынан кейін, O&M тобы қараша мен наурыз аралығында Линкольншир тау бөктеріне тән мұздату-еріту циклінен туындаған жетек тығыздағышының елеулі ақауларын тіркеді. Жылдық жетек жүйесіне техникалық қызмет көрсету шығындары жобаның қаржылық моделінен қырық пайызға жоғары болды, ал трекердің қолжетімділігі 93.1% дейін төмендеді.
Шешім
Жоспарланған техникалық қызмет көрсету кезеңінде инженерлік топ M8 модулін, BS EN ISO 1461 стандартына сәйкес ыстықтай мырыштауы бар 42CrMo4 индукциялық шыңдалған беріліс қораптарын, щеткасыз тұрақты ток серво қозғалтқыштарымен және спиральды тісшелерімен жұптастырды. Тірек және тісше жүйесі барлық гидравликалық тығыздағыштарды алып тастады және жетек желісіндегі ауа райына ұшырайтын қозғалатын беттердің санын жетпіс пайыздан астамға азайтты. Ever Power инженерлік тобы тірек күшін есептеуден бастап буындарды жобалауға және майлау материалдарын таңдауға дейінгі сипаттама процесін қолдады.
Нәтиже
Жаңартудан кейінгі үш маусымда трекердің қолжетімділігі 93.1%-ден 98.6%-ге дейін өсті. Жетек жүйесіне жылдық техникалық қызмет көрсету шығындары елу сегіз пайызға төмендеді. Нысанның энергия өнімділігі туралы есебінде трекердің қолжетімділігінің жақсаруы және бұрыштық қателіктің азаюы арқасында жылдық генерацияның 4.7%-ге жақсарғаны көрсетілген — бұл 50 МВт нысан үшін жылына шамамен 280 000 фунт стерлингке тең қосымша CfD кірісіне тең, жаңарту капиталы жиырма екі ай ішінде толық өтеледі.
Ұлыбританияның күн энергиясы инженерлері мен әзірлеушілері не дейді
“
Норфолктегі 35 МВт жобамыз үшін Ever Power компаниясына келісімшарт жасамас бұрын, біз үш беріліс қорабының жеткізушісін салыстырдық. Олар ұсынған қадам дәлдігі туралы деректер (біздің метрология тобымызбен тәуелсіз тексерілген) екі баламаға қарағанда үнемі дәлірек болды. Үш маусым өтті және біз тіректер мен тісшелердің компоненттеріне ілесетін жетек жүйесінің нөлдік ақауларын тіркедік. Бұл тұрақтылық бірліктің бағасынан әлдеқайда төмен бағадан әлдеқайда құнды.
Джеймс Хартли, жетекші механик инженер
Жаңартылатын энергия көздерін дамыту ЖШС — Норфолк, Англия
“
Солтүстік Йоркширдегі біздің агроэлектрлік жобамыз ірі қара малды панельдердің астында ұстайды, сондықтан жер деңгейіндегі жетек компоненттеріне аммиак әсер ету қаупі шынайы инженерлік мәселе болды. Біз Ever Power компаниясынан 316 тот баспайтын болаттан жасалған беріліс қораптарын орнаттық және екі толық қыста тіс бүйірлері бетінің тозуын көрсетпеді. Техникалық сипаттама кезіндегі техникалық қолдау, әсіресе ауылшаруашылық ортасымен майлау материалдарының үйлесімділігіне қатысты қолдау, сөре жеткізушісінен күткенімізден әлдеқайда асып түсті.
Доктор Сара Кимберли, Инженерия директоры
AgriSolar Technologies — Солтүстік Йоркшир, Англия
“
Ұлыбритания мен кеңірек Еуропа нарығына күн энергиясын бақылайтын OEM жеткізушісі ретінде бізге қатаң төзімділіктерді сақтайтын және қолданыстағы BS EN стандарттарына сәйкестігін құжаттайтын сөре өндірушілері қажет. Ever Power төрт жыл бойы біздің сөре жеткізушіміз болып келеді. Олардың өңделген ұштық қосылымдары бар арнайы ұзындықтарды шығару және партияға тән тексеру есептерін ұсыну мүмкіндігі бізге құжаттама тізбегіне өзіміздің сапа жүйемізді және тұтынушыларымыз талап ететінді береді.
Маркус О'Брайен, Сатып алу жөніндегі директор
SolarDrive Systems Ltd — Бристоль, Англия
Ұлыбританияның күн энергиясы жобаларына арналған арнайы беріліс қораптарын жасау
Күн энергиясын бақылайтын екі жоба бірдей емес. Айналдыру моментінің түтік диаметрлері, құрылымдық бекіту интерфейстері, қоршаған ортаның коррозияға төзімділік санаттары және басқару жүйесінің сипаттамалары әр жобада әртүрлі болады, ал дайын каталог жақсы жобаланған бақылайтын жетектің нақты талаптарына сирек сәйкес келеді. Ever Power өндірістік зауытында CNC беріліс қорабының ілмектерін, тіректі фрезерлеу жабдықтарын, беттік индукциялық қатайту станцияларын және координаталық өлшеу машиналары бар арнайы тексеру ұяшығы бар - бұл өндіріс үшін қажетті процестердің үйлесімі. беріліс қораптары M3-тен M12-ге дейін 500 мм-ден 3000 мм-ге дейінгі сегмент ұзындығында, көлденең қима профильдерімен, бекіту тесіктерінің үлгілерімен, дәл өңделген ұштық қосылыстарымен және алаңның коррозиялық жіктелуіне сәйкес талап етілетін кез келген беттік өңдеу үйлесімімен.
BS EN құжаттама шеңберінде жұмыс істейтін Ұлыбритания әзірлеушілері мен трекер өндірушілері үшін әрбір партия материалдық сертификаттармен, өлшемдік тексеру есептерімен, беттік өңдеуді тексеру жазбаларымен және — көрсетілген жерде — үшінші тарап куәгерлерінің тексеру құжаттамасымен бірге жүреді. Біздің инженерлік тобымыз трекер жетегінің схемаларын қарап, стандартты баға ұсынысы қызметінің бөлігі ретінде тіректер күшін есептеуді, модульді таңдауды растауды, қосылыстардың дизайнын кеңес беруді және майлағыш материалдардың үйлесімділігін бағалауды жүргізеді. Бұл кеңес беру тереңдігі бөлшектерді жеткізуден әлдеқайда асып түседі және күн энергиясын трекер инженерлеріне ұзақ мерзімді активтер бойынша капиталдық компоненттер туралы шешім қабылдаған кезде қажет болатын қолданбалы білімнің ерекшелігін көрсетеді.
Стандартты беттік өңдеуі бар стандартты модуль конфигурациялары әдетте төрт-алты апталық өндірістік дайындық уақытын талап етеді. Арнайы конфигурациялар — стандартты емес қысым бұрыштары, арнайы қорытпа маркалары, күрделі ұштық өңдеу немесе қос осьті роликті жетектерге арналған доға тәрізді сегменттер — жоба негізінде бағаланады. Білікті жобалар үшін өндірістік міндеттеме алдында тексеру үшін өлшемдік үлгілер сұраныс бойынша тегін қолжетімді.
Жиі қойылатын сұрақтар
Ever Power — дәлме-дәл беріліс қорабының өндірушісі | Ұлыбританиядағы күн энергиясын бақылау жобаларына арналған арнайы шешімдер | Англия · Шотландия · Уэльс
gzl арқылы өңдеу
