Сколько крутящего момента требуется для поворотного привода солнечного трекера?

Выбор правильного поворотного привода для солнечного трекера имеет решающее значение для надежности и безопасности фотоэлектрической (PV) системы слежения. Одним из наиболее важных параметров является выходной крутящий момент. Но сколько именно крутящего момента нужно солнечному трекеру?

Ответ зависит от различных факторов, включая размер фотоэлектрического массива, общий движущийся вес, центр тяжести, ветровые нагрузки, монтажную конструкцию и конфигурацию слежения. Выбор поворотного привода, основанный только на весе солнечных панелей, обычно недостаточен.

1. Почему крутящий момент важен для солнечных трекеров?

Поворотный привод преобразует вращательную мощность двигателя в контролируемое движение солнечного трекера. Во время нормальной работы блоку поворотного привода требуется достаточный крутящий момент для преодоления:

Вес движущейся конструкции

Трение в подшипниках и механических компонентах

Ветровые нагрузки, действующие на фотоэлектрические модули

Дисбаланс, вызванный смещением центра тяжести

Пусковые и тормозные нагрузки

Динамические нагрузки во время движения трекера

Для наружных систем солнечного слежения ветровая нагрузка часто является одним из наиболее значительных факторов, влияющих на требуемый крутящий момент.

В упрощенных механических расчетах крутящий момент является функцией силы и эффективного плеча рычага. Следовательно, чем дальше приложенная нагрузка от оси вращения, тем больше требуемый крутящий момент.

2. Базовый расчет крутящего момента для солнечных трекеров

Упрощенная формула расчета: T = F × r

Где:

T = Требуемый крутящий момент

F = Приложенная сила

r = Эффективное расстояние до оси вращения

Однако для солнечных трекеров фактический расчет более сложен, поскольку нагрузка варьируется в зависимости от угла наклона трекера и направления ветра.

Например, когда ветер действует на большой фотоэлектрический массив, аэродинамические силы создают момент (крутящий момент) на оси вращения трекера. Этот момент должен быть учтен при выборе блока поворотного привода.

Следовательно, фактические инженерные расчеты должны учитывать:

Требуемый крутящий момент ≥ Статический момент нагрузки + Ветровой момент + Момент трения + Запас по динамической нагрузке

Следовательно, предоставление данных о ветре для места проекта имеет жизненно важное значение для правильного выбора модели.

3. Ветровая нагрузка может быть более значительной, чем вес модуля

Распространенная ошибка — расчет крутящего момента только на основе веса фотоэлектрических модулей. Например, трекер может поддерживать сотни килограммов компонентов и стальных конструкций. Однако, когда сильный ветер действует на большой массив, результирующий аэродинамический крутящий момент может значительно превышать гравитационный крутящий момент.

Поэтому при выборе поворотного привода для солнечного трекера важно указывать как рабочую скорость ветра, так и скорость ветра при выживании (безопасности).

4. Расположение центра тяжести (ЦТ) имеет решающее значение

Центр тяжести (ЦТ) узла трекера является еще одним критическим фактором.

Если ЦТ находится близко к оси вращения, гравитационный крутящий момент может быть относительно низким.

Если существует значительное смещение между ЦТ и осью вращения, требуемый крутящий момент увеличивается.

Следовательно, два солнечных трекера с одинаковым общим весом могут требовать совершенно разные номинальные значения крутящего момента поворотного привода.

5. Одноосные против двухосных трекеров

5.1 Одноосные солнечные трекеры

Одноосные трекеры обычно вращают фотоэлектрический массив вокруг одной основной оси.

При выборе поворотного привода следует учитывать следующие факторы:

* Общий вес массива

* Размеры массива

* Расположение центра тяжести

* Скорость ветра

* Ориентация оси вращения

* Требуемый угол слежения

* Конструкция механической опоры

5.2 Двухосные солнечные трекеры

Двухосные трекеры обычно имеют две независимые оси вращения:

Ось азимута

Ось возвышения

Эти две оси могут подвергаться совершенно разным условиям нагрузки.

Например, когда фотоэлектрический массив наклонен, привод возвышения может испытывать значительный гравитационный крутящий момент, в то время как привод азимута может подвергаться существенному ветровому моменту, в зависимости от положения массива.

Следовательно, требования к крутящему моменту для двух поворотных приводов должны рассчитываться отдельно.

6. Не выбирайте поворотные приводы только по крутящему моменту

Хотя крутящий момент, безусловно, важен, это не единственный параметр, который следует учитывать.

Ключевые соображения:

Удерживающий крутящий момент

Поворотный привод должен обладать достаточной удерживающей способностью для поддержания положения фотоэлектрического (PV) массива при воздействии внешних нагрузок.

Опрокидывающий момент / Несущая способность

Поворотный привод должен быть способен выдерживать опрокидывающие моменты, создаваемые фотоэлектрическим массивом и ветровыми нагрузками.

Люфт

Низкий люфт имеет решающее значение для приложений, требующих точного солнечного слежения.

Самотормозящая способность

Червячные поворотные приводы обеспечивают высокие передаточные числа и — в зависимости от конструкции и условий эксплуатации — обеспечивают эффективное сопротивление обратному ходу (т.е. функцию самоторможения).

Класс защиты от проникновения (IP)

Наружные солнечные трекеры подвергаются воздействию дождя, пыли, влажности и перепадов температур. При правильной общей конструкции узла поворотный привод с классом защиты IP66 является идеальным выбором для суровых наружных условий.

Рабочая температура

Двигатели, редукторы, уплотнения, смазочные материалы и другие компоненты должны соответствовать температурному диапазону в месте проекта.

7. Какая информация необходима для выбора поворотного привода?

Для первоначального выбора поворотного привода солнечного трекера рекомендуется следующая информация: