Konzentrierende solarthermische Kraftwerke

Solarthermische Anlagen machen die Wärme aus der Sonneneinstrahlung nutzbar. Die Sonnenstrahlen werden über Reflektoren auf einen Absorber fokussiert und zum Aufheizen eines Fluids genutzt, das über einen Wärmetauscher Wasserdampf erzeugt. Damit werden wie in konventionellen thermischen Kraftwerken Turbinen und Generatoren angetrieben. Zu solarthermischen Anlagen zählen Parabolrinnen-, Fresnel- und Solarturm-Kraftwerke. Eine Sonderform stellen Dish-Stirling-Kraftwerke dar, in denen die fokussierten Sonnenstrahlen direkt einen Stirling-Motor antreiben, der wiederum den Generator betreibt.

Sollen Sonnenstrahlen auch von weit entfernten Heliostaten exakt auf den Absorber eines Solarturms fokussiert werden, müssen die Nachführsysteme der Spiegel hochgenau und präzise bewegt werden können. Die Lagerungen müssen dazu mit geringstmöglicher Reibung und hoher Steifigkeit arbeiten.

Mehr Leistung durch präzise gelagerte Nachführungen

In Nachführsystemen kommen Wälzlager und Gleitlager zum Einsatz, zum Beispiel wartungsfreie Halbschalen mit einer Metall-Polymer-Verbundgleitschicht. In Parabolrinnen-Konstruktionen von annähernd 200 m Länge minimieren sie die Torsion der langen Achse, die die Reflektion der Sonnenstrahlen auf das Absorberrohr gefährdet.

Schaeffler stattet zum Beispiel Zweiachsgetriebe für 120 m² große Heliostaten mit hoch tragfähigen und steifen Schrägrollenlagern aus. Die hohen Lasten, die sich durch das Gewicht der Spiegel und der Windkräfte ergeben, können auf diese Weise zuverlässig aufgenommen werden. Die Anlage wird so präzise der Sonne nachgeführt.

 

Schaeffler hat mit den Axial-Schrägrollenlagern AXS eine sehr tragfähige Lagerreihe mit besonders kleinem Querschnitt entwickelt. Typische Anwendungen sind Spiegelverstellungen.

In zweiachsigen Antriebseinheiten ermöglichen die Wälzlagerungen die Bewegung von Azimut- und Elevationsachse. Axial-Schrägrollenlager AXS bestehen aus dünnen, spanlos gefertigten Lagerringen, zwischen denen gespritzte Kunststoffkäfige mit Zylinderrollen angeordnet sind.

Die Lager nehmen axiale sowie radiale Lasten und Kippmomente auf. Bei paarweisem Einbau werden selbst hohe Belastungen sicher übertragen. Axial-Schrägrollenlager eignen sich für O- und X-Anordnung.

In Solaranlagen kommen INA-Drehverbindungen für die exakte Nachführung von besonders großen Reflektoren und Kollektoren zum Einsatz, beispielsweise bei zweiachsigen Nachführsystemen mit zwei getrennten Antrieben. Bei getrennten Antrieben eignen sich Drehverbindungen beispielsweise für die Lagerung der Azimut-Achse.

INA-Drehverbindungen gelten weltweit als Spitzenprodukt der Wälzlagertechnik. Sie nehmen radiale, axiale und Kippmomentbelastungen mit einer Lagerstelle sicher auf. Deshalb können Lagerungen mit Radial- und Axiallager-Kombinationen trotz hoher Lasten oft auf nur eine Lagerstelle reduziert werden. Dadurch verringern sich Aufwand und Kosten für die Gestaltung der Anschlusskonstruktion und den Einbau der Lager teilweise erheblich.

Die Drehverbindungen sind beidseitig abgedichtet und mit einem hochwertigen Schmierfett geschmiert. Sie können über Schmiernippel nachgeschmiert werden. Die Lagerringe werden unverzahnt gefertigt, zur Realisierung einfacher Antriebslösungen auch in außen- beziehungsweise innenverzahnter Ausführung. Kundenspezifische Sonderlösungen sind möglich. INA-Drehverbindungen gibt es als Vierpunktlager in 1- und 2-reihiger Ausführung sowie als Kreuzrollenlager.

Spannlager und Gehäuseeinheiten aus Grauguss, Stahlblech und Kunststoff werden je nach Kraftwerkstyp und individueller Konstruktion zum Lagern der Elevationsachse in einachsigen Nachführsystemen eingesetzt. Die Lager gibt es in verschiedenen korrosionsgeschützten Ausführungen, beispielswiese mit Corrotect®-Beschichtung. INA-Spannlager und -Gehäuseeinheiten sind mit besonders korrosions- und alterungsbeständigem Lithiumseifenfett gefüllt. Sie sind auch mit Vier- und Sechskantbohrung verfügbar. Zur vereinfachten Montage sind Gehäuse auch in geteilter Ausführung erhältlich und mit verschiedensten Gleitlagern einsetzbar.

INA-Laufrollen werden auf Schienensystemen für die Verstellung der Azimutachse von Solarmodulen oder zum Schwenken von Parabolspiegeln eingesetzt. Sie kommen in Photovoltaik-, Stirling- und Solarturm-Kraftwerken zur Anwendung. Die Rollen sind als Nadellager, Kugellager, Zylinderrollenlager oder Gleitlager ausgeführt. Diese Lager nehmen hohe radiale Kräfte und axiale Kräfte in beiden Richtungen auf. Das INA-Laufrollenprogramm umfasst mehr als 3.000 Grundausführungen für alle gängigen Einsatzfälle.