सौर ट्रैकिंग प्रणालियों के लिए स्लीविंग ड्राइव प्लैनेटरी गियरबॉक्स — 30 वर्षों तक सूर्य का अनुसरण करना

सोलर ट्रैकर्स को स्लीविंग ड्राइव की आवश्यकता क्यों होती है — और ड्राइव ही ट्रैकर क्यों है

एक निश्चित झुकाव वाला सौर पैनल उत्तरी गोलार्ध में दक्षिण दिशा की ओर एक स्थिर कोण पर लगा होता है। यह केवल दोपहर के समय ही अधिकतम विकिरण ग्रहण करता है - दिन के बाकी समय में, सूर्य के प्रकाश और पैनल की सतह के बीच आपतन कोण अनुकूल नहीं होता, जिससे सूर्य की ओर निरंतर रहने वाले पैनल की तुलना में ऊर्जा ग्रहण करने की क्षमता 25 से 40% तक कम हो जाती है।

एक सोलर ट्रैकिंग सिस्टम दिन भर इष्टतम कोण बनाए रखने के लिए पैनलों की सरणी को घुमाता रहता है। स्लीविंग ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स यह ट्रैकर का मात्र एक घटक नहीं है — अधिकांश आधुनिक डिज़ाइनों में, यह स्वयं ट्रैकर होता है। स्लीविंग ड्राइव एक साथ संरचनात्मक बेयरिंग (पैनल का भार वहन करने वाला), घूर्णन तंत्र (एरे को घुमाने वाला) और स्थिति लॉक (एरे को हवा के विरुद्ध स्थिर रखने वाला) के रूप में कार्य करता है। सौर उद्योग में कोई अन्य घटक एक ही इकाई में तीन संरचनात्मक और यांत्रिक कार्य नहीं करता है।

अधिकांश औद्योगिक स्लीविंग ड्राइव में स्पर या हेलिकल प्लेनेटरी गियर ट्रेन का उपयोग होता है जो बैक-ड्राइव करने योग्य होते हैं — आउटपुट पर लोड होने से गियर पीछे की ओर घूम सकते हैं और मोटर को चला सकते हैं। मोटर बंद होने पर स्थिति को बनाए रखने के लिए ब्रेक की आवश्यकता होती है। सोलर ट्रैकर स्लीविंग ड्राइव एक अलग संरचना का उपयोग करते हैं: एक वर्म गियर इनपुट स्टेज और एक प्लेनेटरी आउटपुट स्टेज का संयोजन। वर्म गियर स्व-लॉकिंग प्रदान करता है — वर्म थ्रेड का घर्षण कोण लीड कोण से अधिक होता है, जिससे आउटपुट लोड (पैनलों पर हवा) के लिए इनपुट को बैक-ड्राइव करना यांत्रिक रूप से असंभव हो जाता है।

इस स्व-लॉकिंग विशेषता से तीन घटक समाप्त हो जाते हैं: होल्डिंग ब्रेक, मोटर का निरंतर चालू रहना और स्थिति सेंसर फीडबैक लूप। ट्रैकिंग गतिविधियों के बीच, मोटर बंद हो जाती है और पैनल वर्म गियर की यांत्रिक संरचना द्वारा स्थिर रहते हैं - जिससे शून्य बिजली की खपत होती है। 15,000 ट्रैकर्स वाले 100 मेगावाट के सौर फार्म के लिए, ब्रेक और होल्डिंग मोटर की ऊर्जा की खपत में कमी से परजीवी भार में उल्लेखनीय कमी आती है।

मात्रा और गुणवत्ता — सौर ऊर्जा से चलने वाले वाहनों के लिए बड़े पैमाने पर उत्पादन में एकरूपता क्यों आवश्यक है

एक 100 मेगावाट के सौर ऊर्जा संयंत्र परियोजना में 10,000 से 20,000 स्लीविंग ड्राइव का ऑर्डर दिया जाता है - एक ही बैच में, एक ही साइट पर डिलीवरी की जाती है और 6 से 12 महीनों के भीतर स्थापित किया जाता है। यदि इनमें से 11 ड्राइव पहले 5 वर्षों के भीतर खराब हो जाते हैं, तो इसका मतलब है 100 से 200 ड्राइव को फील्ड में बदलना होगा - प्रत्येक ड्राइव के लिए एक सर्विस ट्रक, एक तकनीशियन, एक क्रेन या लिफ्टिंग उपकरण और 2 से 4 घंटे का श्रम आवश्यक होगा। प्रति सर्विस विजिट 500 से 800 अमेरिकी डॉलर और रिप्लेसमेंट ड्राइव की लागत को मिलाकर, 11 ड्राइव की समय से पहले खराबी की दर से अनियोजित रखरखाव में 75,000 से 200,000 अमेरिकी डॉलर का खर्च आता है।

यही कारण है कि सोलर फार्म डेवलपर्स और ईपीसी ठेकेदार उच्चतम प्रदर्शन विनिर्देशों की तुलना में विनिर्माण स्थिरता को प्राथमिकता देते हैं। एक ड्राइव जो सैद्धांतिक अधिकतम टॉर्क के 90% पर 99.9% बैच एकरूपता प्राप्त करती है, वह उस ड्राइव से कहीं अधिक मूल्यवान है जो 2% बैच भिन्नता के साथ 100% टॉर्क प्राप्त करती है। कोरिया एवर-पावर विनिर्माण सुविधाएं बड़े पैमाने पर सौर परियोजनाओं की मांग के अनुसार बैच की मात्रा और परीक्षण क्षमता के लिए सुसज्जित हैं।

तीन विफलता मोड जो सोलर स्लीविंग ड्राइव विनिर्देश निर्धारित करते हैं

100 मेगावाट के सोलर फार्म को कितने स्लीविंग ड्राइव की आवश्यकता होती है?

एकल-अक्षीय ट्रैकर्स (उपयोगिता-स्तरीय प्रतिष्ठानों के 85 से 90%) के लिए: ट्रैकर के आकार और पैनल कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर 10,000 से 20,000 इकाइयाँ। 60 से 90 मॉड्यूल (प्रति ट्रैकर 30 से 50 kW) वाले एक विशिष्ट एकल-अक्षीय ट्रैकर को 100 MW के लिए लगभग 2,000 से 3,300 ट्रैकर्स की आवश्यकता होती है - प्रत्येक में एक स्लीविंग ड्राइव होती है। दोहरे-अक्षीय ट्रैकर्स के लिए: प्रत्येक में 2 ड्राइव वाले लगभग 4,000 से 8,000 ट्रैकर्स = 8,000 से 16,000 ड्राइव। यह मात्रा सौर ट्रैकिंग को विश्व स्तर पर स्लीविंग ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स के लिए सबसे बड़ा एकल-अनुप्रयोग बाजार बनाती है - इकाई संख्या के हिसाब से पवन ऊर्जा, निर्माण और अन्य सभी अनुप्रयोगों को मिलाकर भी इससे कहीं अधिक।

सोलर ट्रैकर स्लीविंग ड्राइव का सामान्य सेवा जीवन कितना होता है?

डिजाइन का लक्ष्य 25 से 30 वर्ष है — जो सौर फार्म के वित्तीय मॉडल (आमतौर पर 25 वर्षीय बिजली खरीद समझौते) के अनुरूप है। व्यवहार में, गैर-संक्षारक, गैर-रेतीले वातावरण (अंतर्देशीय समशीतोष्ण क्षेत्र) में अच्छी तरह से निर्दिष्ट ड्राइव बिना प्रतिस्थापन के 25 से 30 वर्ष तक चलती हैं। अत्यधिक रेगिस्तानी परिस्थितियों (रेत के अंतर्ग्रहण) में ड्राइव को अपर्याप्त आईपी रेटिंग होने पर 15 से 20 वर्षों में प्रतिस्थापन की आवश्यकता हो सकती है। पर्याप्त संक्षारण सुरक्षा के बिना समुद्री/तटीय वातावरण में ड्राइव 12 से 18 वर्षों में बेयरिंग में गिरावट दिखा सकती हैं। परियोजना डिजाइन चरण में लिए गए विनिर्देश संबंधी निर्णय — आईपी रेटिंग, कोटिंग सिस्टम, ग्रीस का प्रकार — यह निर्धारित करते हैं कि ड्राइव 15 या 30 वर्ष तक सेवा प्रदान करेगी या नहीं।

सोलर ट्रैकर स्लीविंग ड्राइव में स्पर प्लेनेटरी गियर के बजाय वर्म गियर का उपयोग क्यों किया जाता है?

स्व-लॉकिंग। एक स्पर प्लेनेटरी गियर ट्रेन पीछे की ओर चलने योग्य होती है — हवा पैनलों को धकेल सकती है और गियर को पीछे की ओर घुमा सकती है। इसके लिए स्थिति को बनाए रखने के लिए एक ब्रेक, स्थिति में बदलाव का पता लगाने के लिए एक सेंसर और तूफान के दौरान मोटर की निरंतर ऊर्जा की आवश्यकता होती है। वर्म गियर चरण स्व-लॉकिंग होता है: वर्म थ्रेड में घर्षण पीछे की ओर घूमने से रोकता है। पैनल शून्य होल्डिंग ऊर्जा, शून्य ब्रेक और बिजली कटौती के दौरान स्थिति में बदलाव के शून्य जोखिम के साथ मोटर द्वारा निर्धारित स्थान पर बने रहते हैं। सोलर ट्रैकर्स के लिए — जो अपना 95% समय स्थिति को बनाए रखने में व्यतीत करते हैं, न कि चलने में — यह स्व-लॉकिंग क्षमता किसी भी गियर व्यवस्था द्वारा प्रदान किया जाने वाला सबसे मूल्यवान यांत्रिक गुण है।

सोलर ट्रैकर स्लीविंग ड्राइव कितनी हवा की गति को सहन कर सकता है?

अधिकांश यूटिलिटी-स्केल ट्रैकर्स 130 से 180 किमी/घंटा की हवा की गति (स्लीविंग ड्राइव आउटपुट पर 15,000 से 50,000 एनएम के विंड स्टॉल टॉर्क के अनुरूप) में काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। जब हवा की गति 50 से 70 किमी/घंटा से अधिक हो जाती है, तो ट्रैकर कंट्रोलर पैनलों को स्टॉव स्थिति (सपाट या पूर्व निर्धारित विंड-स्टॉल कोण पर) में ले जाने का आदेश देता है। इसके बाद, स्लीविंग ड्राइव सेल्फ-लॉकिंग वर्म गियर के माध्यम से तूफान के गुजरने तक इस स्थिति को निष्क्रिय रूप से बनाए रखता है। तूफान के दौरान ड्राइव को घूमने की आवश्यकता नहीं होती है - इसे केवल स्थिति को बनाए रखना होता है। इस होल्डिंग क्षमता की पुष्टि कारखाने में आउटपुट पर रेटेड विंड स्टॉल टॉर्क लगाकर और शून्य बैकवर्ड रोटेशन की पुष्टि करके की जाती है।

क्या कोरिया एवर-पावर बड़े पैमाने पर सौर ऊर्जा फार्म परियोजनाओं के लिए स्लीविंग ड्राइव की आपूर्ति करती है?

जी हां। कोरिया की एवर-पावर कंपनी यूटिलिटी-स्केल प्रोजेक्ट्स की आवश्यकतानुसार बैच वॉल्यूम (5,000 से 50,000 यूनिट प्रति ऑर्डर) में सिंगल-एक्सिस और डुअल-एक्सिस सोलर ट्रैकिंग सिस्टम के लिए स्लीविंग ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स बनाती है। ये गियरबॉक्स सेल्फ-लॉकिंग वर्म इनपुट स्टेज, इंटीग्रेटेड स्लीविंग बेयरिंग, IP65/IP67 सीलिंग और जंग से सुरक्षा के लिए स्टैंडर्ड पाउडर कोटिंग से लेकर हॉट-डिप गैल्वनाइजेशन और C4/C5 वातावरण के लिए डैक्रोमेट कोटिंग तक के विकल्पों के साथ उपलब्ध हैं। डिलीवरी से पहले प्रत्येक यूनिट का 100% टॉर्क टेस्ट किया जाता है। प्रोजेक्ट-विशिष्ट स्पेसिफिकेशन और वॉल्यूम कोटेशन के लिए ट्रैकर निर्माता, पैनल ऐरे का आकार, विंड स्टॉल की आवश्यकता और साइट का वातावरण बताएं।

कोरिया एवर-पावर सौर ट्रैकर स्लीविंग ड्राइव प्लेनेटरी गियरबॉक्स को बड़े पैमाने पर उपलब्ध कराती है, जिनमें सेल्फ-लॉकिंग वर्म स्टेज, इंटीग्रेटेड स्लीविंग बेयरिंग और रेगिस्तान/समुद्र/उष्णकटिबंधीय वातावरण के लिए उपयुक्त विशेषताएं शामिल हैं। विनिर्देश और बैच कोटेशन के लिए कृपया अपने ट्रैकर डिज़ाइन और प्रोजेक्ट की मात्रा बताएं।