Prolungamento della vita utile dei sistemi di tracking solare mediante equalizzazione della pressione

Dunkermotoren, un produttore globale con sedi in Germania, Stati Uniti e Cina, fornisce soluzioni per tracking solare già operative in tutto il mondo. Queste apparecchiature abbinano un motore a corrente continua oppure un motore a corrente continua senza spazzole (BLDC) con trasmissione ed elettronica integrata in modo da eseguire il puntamento del sole nei sistemi di generazione di energia solare fotovoltaici, fotovoltaici concentrati e concentrati. Tali sistemi sono installati in luoghi in cui sono presenti condizioni climatiche estreme, come prolungato soleggiamento diretto, escursioni termiche molto ampie, forti venti, polvere, grandine e pioggia battente. Pertanto, per poter assicurare prestazioni affidabili per tutta la vita utile prevista per il sistema, l'elettronica e i motori devono essere protetti da tali condizioni ambientali.

Dunkermotoren aveva sviluppato un involucro a tenuta con O-ring e guarnizioni dei connettori progettato per proteggere i componenti del motore dall'ingresso di liquidi e agenti contaminanti. Tuttavia, una volta installati in opera, i motori manifestavano problemi di corrosione. Tali problemi, a loro volta, facevano aumentare i resi e le richieste di garanzia dei clienti. Nello sviluppo del suo nuovo sistema STM™, l'azienda si è pertanto concentrata sul miglioramento della durevolezza dei motori in modo da poter rispettare la vita utile prevista, aumentando così la soddisfazione della clientela.

L'esposizione alla luce solare diretta durante il giorno e le basse temperature notturne determinano notevoli escursioni termiche all'esterno della custodia. Inoltre, un temporale improvviso in una calda giornata di sole può comportare un brusco calo della temperatura. In un involucro progettato per essere perfettamente a tenuta, tali variazioni possono causare notevoli differenziali di pressione interni che, a loro volta, possono generare condizioni di vuoto con conseguenti sollecitazioni esercitate sulle guarnizioni dell'involucro. Nel corso del tempo, tale fatica può causare rotture — favorendo perdite di tenuta e l’ingresso di liquidi e particolati contaminanti. Tuttavia, predisponendo un'apertura in modo da permettere all’involucro di scaricare la pressione (in altre parole, di traspirare) si crea un accesso controllato. Pertanto, tale apertura richiederebbe un certo livello di protezione. Per il nuovo design, il team di engineering di Dunkermotoren ha dunque deciso di sperimentare varie opzioni di sfiato, in modo da prevenire possibili cedimenti delle guarnizioni dovuti a differenziali di pressione.

Sulla base dei feedback dei clienti, il team di engineering ha deciso di valutare i dispositivi di protezione e sfiato GORE Protective Vents. I responsabili delle applicazioni di Gore hanno collaborato con i tecnici di Dunkermotoren per valutare diversi dispositivi di protezione e sfiato GORE Protective Vents mediante test sia in camera climatica che sul campo. Sulla base dei risultati di tali test e della necessità di integrare il dispositivo di sfiato nel design di un prodotto preesistente, Gore ha proposto un sistema di protezione e sfiato GORE Metal Vent. Tale sfiato equalizza la pressione all'interno del motore mantenendo un flusso d'aria sufficiente a permettere all'aria e al vapore acqueo di entrare e uscire liberamente dall'involucro. Nel contempo, lo sfiato funge da barriera in grado di assicurare un alto grado di protezione (IP*) contro l'ingresso di liquidi, sporcizia, polvere, sali e altri agenti contaminanti. La robusta struttura avvitabile dei sistemi di protezione e sfiato GORE Metal Vents prolunga la vita utile del sistema ed è semplice da integrare in prodotti sia nuovi che preesistenti.

Per dirla con Will Vinson, Presidente di Dunkermotoren USA, Inc., una divisione di AMETEK Precision Motion Control, l'obbiettivo era quello di sviluppare un prodotto più durevole che consentisse di superare le aspettative relative alla vita utile. “Con il nostro nuovo prodotto STM™, volevamo fornire un sistema di tracking che eguagliasse la durata di vita prevista dell'impianto di generazione di energia solare — che è di oltre 20 anni. I dispositivi di protezione e sfiato GORE Protective Vents hanno prolungato l’aspettativa di vita dei nostri motori, soddisfacendo i requisiti della protezione IP67 contro l'esposizione ad ambienti aggressivi. I tecnici di Gore hanno compreso le nostre esigenze e hanno lavorato a stretto contatto con il nostro team per sviluppare prodotti in linea con le aspettative dei clienti.”