Längere Lebensdauer von Solar-Nachführsystemen durch Druckausgleich

Dunkermotoren, ein weltweit tätiges Unternehmen mit Niederlassungen in Deutschland, den USA und China, bietet Nachführlösungen für Solaranlagen auf der ganzen Welt an. Mit einem Gleichstrom- bzw. bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC), einem Getriebe sowie integrierter Elektronik sorgen diese Geräte dafür, dass Photovoltaik-, konzentrierende Photovoltaik- und Solarthermiesysteme dem Sonnenstand folgen können. Diese Anlagen stehen oft an Orten, an denen extreme Wetterbedingungen herrschen, wie etwa stundenlange direkte Sonneneinstrahlung, große Temperaturschwankungen, starker Wind, Staub, Hagel oder Platzregen. Elektronikkomponenten und Motoren müssen vor diesen Witterungseinflüssen geschützt werden, um so die zuverlässige Leistung des Systems während seiner vorgesehenen Lebensdauer zu gewährleisten.

Dunkermotoren hatte ein abgedichtetes Gehäuse entwickelt, das die Motorkomponenten vor dem Eindringen von Flüssigkeiten und Verschmutzungen schützen sollte. Nach der Installation im Feld zeigten die Motoren allerdings Korrosionserscheinungen. Aufgrund dieser Probleme kam es verstärkt zu Rückläufern und Gewährleistungsfällen. Bei der Entwicklung des neuen STM™ Systems wurde besonderer Wert auf die Verbesserung der Haltbarkeit des Motors gelegt. So sollte die gewünschte Lebensdauer erreicht und die Kundenzufriedenheit gesteigert werden.

Direkte Sonneneinstrahlung während des Tages sowie die niedrigen Temperaturen in der Nacht führen zu erheblichen Temperaturschwankungen. Darüber hinaus kann ein plötzlicher Wolkenbruch an einem heißen Sonnentag einen raschen Temperaturabfall bewirken. Im Inneren eines komplett abgedichteten Gehäuses verursachen diese Veränderungen große Druckunterschiede. Ein so erzeugter Unterdruck belastet die Gehäusedichtungen. Im Laufe der Zeit kann es auf diese Weise zu Ermüdungserscheinungen und in der Folge zu Undichtigkeiten kommen, durch die Flüssigkeiten und Schmutzpartikel eindringen können. Wenn das Gehäuse nun jedoch mit einer Öffnung versehen wird, über die der Druck entweichen kann (man könnte dies auch als „Atmen“ bezeichnen), erhält man eine bewusste Undichtigkeit. Eine solche Öffnung muss entsprechend geschützt werden. Während der Entwicklung des neuen Systems hat sich das Ingenieursteam von Dunkermotoren dafür entschieden, verschiedene Belüftungsmöglichkeiten zu testen. Es sollte ermittelt werden, mit welcher Lösung sich das potentielle Dichtungsversagen aufgrund von Druckunterschieden am besten vermeiden lässt.

Nach Feedback ihrer Kunden entschied sich das Ingenieursteam dafür, die GORE® Protective Vents einer näheren Prüfung zu unterziehen. In Zusammenarbeit mit den Anwendungsingenieuren von Gore führten die Ingenieure von Dunkermotoren Tests an mehreren GORE® Protective Vents durch. Die Tests wurden sowohl in Klimakammern als auch im Feld durchgeführt. Auf Grundlage der Testergebnisse und der Anforderung, dass das Druckausgleichselement in ein vorhandenes Produktdesign integriert werden musste, empfahl Gore das GORE® Metal Vent. Dieses Druckausgleichselement ermöglicht einen ausreichenden Luftdurchsatz und gleicht so den Druck im Motor aus. Luft und Feuchtigkeit können frei aus dem Gehäuse entweichen. Gleichzeitig dient das Druckausgleichselement als Barriere. Dank einer hohen Schutzart (IP*) werden Flüssigkeiten, Schmutz, Staub, Salz und andere Verunreinigungen am Eindringen gehindert. Das robuste Design des GORE®Metal Vents verlängert die Lebensdauer des Systems und erleichtert die Integration in neue oder bereits vorhandene Produktdesigns.

Laut Will Vinson, dem Vorsitzenden von Dunkermotoren USA, Inc., einem Geschäftszweig der AMETEK Precision Motion Control, sollte ein haltbareres Produkt entwickelt und so neue Maßstäbe in Sachen Lebensdauer gesetzt werden. „Mit unserem neuen STM™ wollten wir ein Nachführsystem anbieten, dass die ganze Lebensdauer der Solaranlage überdauern sollte. Das sind oft mehr als 20 Jahre! Die GORE® Protective Vents haben die Lebensdauer unserer Motoren deutlich verlängert. Sie sind dank IP67 selbst gegen die widrigsten Witterungsbedingungen geschützt. Die Ingenieure von Gore haben unsere Anforderungen wirklich verinnerlicht. Die Zusammenarbeit lief problemlos. Es war, als ob sie ein Teil unseres Teams wären. Sie haben dazu beigetragen, dass unsere Produkte auch weiterhin die Leistung erbringen, die unsere Kunden von uns erwarten.“