Meer dan 5000 motorreductoren voor een thermische zonne-installatie

De basis van de Gemasolar plant bestaat uit een centrale toren met bovenin een sectie met zonlichtreceptoren, een vloeistofcirculatiesysteem met opslagtanks en warmtewisselaarvoorzieningen voor de energieopwekking via een aangrenzende turbine, en een batterij spiegels die de zonnestralen op de ontvanger richten. Deze spiegels zijn ontworpen om te kunnen roteren en kantelen teneinde er voor te zorgen dat zoveel mogelijk zonlicht van zonsopgang tot zonsondergang op de receptoren op de toren valt, gedurende de tijd dat de zon overdag in de zichtlijn staat.

NORD Drivesystems leverde 5.300 NORDBLOC.1 motorreductoren voor de Gemasolar heliostaten. In elk van de 2.650 vlakke spiegel units zorgen steeds twee van deze motorreductoren ervoor dat met zeer nauwkeurige bewegingen van twee assen de zon permanent gevolgd wordt.

De warmte vasthouden

Het Gemasolar terrein strekt zich uit over een oppervlakte van 185 hectare om het grote oppervlak aan heliostaten te kunnen herbergen. Geëxploiteerd door Torresol, een joint venture tussen de Spaanse engineeringreus Sener Ingenier y Sistemas en Masdar, Abu Dhabi's staatsbedrijf op het gebied van toekomstige energievoorziening, is Gemasolar de eerste CSP (concentrated solar power) plant met centrale-toren-technologie op commerciële schaal en met een warmteopslagsysteem dat is gebaseerd gesmolten zouten. Vloeibare nitraatzouten worden uit een opslagtank gepompt, stromen door de receptorsectie en absorberen de warmte van de sterk gebundelde zonnestraling in dat torensegment. De temperatuur van de vloeistof die dit segment is gepasseerd is dan meestal hoger dan 500ºC.

Nadat ze de ontvanger verlaten, stromen de gesmolten zouten door een warmtewisselaar, waar ze weer afkoelen, terwijl de gevormde waterdamp een stoomturbine aandrijft die weer een generator voedt. De hiermee opgewekte energie wordt geleverd aan het elektriciteitsnet. Het interessantst hierbij is dat de gesmoltenzoutcyclus bij Gemasolar een innovatieve opslagoptie inhoudt. Wanneer er namelijk meer warmte-energie beschikbaar is dan de turbine in staat is om te zetten, wordt deze extra energie opgeslagen door een deel van de stroom gesmolten zouten om te leiden, voordat de vloeistof de warmtewisselaar bereikt. Bewaard in een speciale tank, kan het warme medium in een later stadium gebruikt worden als er onvoldoende of helemaal geen zonnestraling beschikbaar is voor de basiswerking van de installatie. Met deze oplossing is het systeem in staat om tot 15 uur energie te genereren uit opgeslagen warmte gedurende lange perioden van bewolking of zelfs duisternis. De resulterende 6.500 uren aan productieve werking per jaar maakt deze plant veel efficiënter dan de conventionelere duurzame energievoorzieningen die volledig afhankelijk zijn van veranderende weersomstandigheden.

Permanent op de zon gericht

Het zonlichtconcentratie wordt gerealiseerd met 2.650 vlakke spiegels, die alle voortdurend gericht zijn op dezelfde receptorsectie op de centrale toren van de installatie. Door de omvang, het gewicht en de vorm van deze spiegel units, is elk van hen afhankelijk van een krachtige en robuuste aandrijfoplossing die moet zorgen voor het betrouwbaar volgen van de zon. Duidelijk moge zijn dat het hier gaat om een applicatie die aan zeer hoge omgevingstemperaturen wordt blootgesteld en dat daardoor alle apparatuur die hier gebruikt wordt, ontworpen moet zijn om dergelijke condities te weerstaan. Bovendien heeft elke heliostaat een plat oppervlak van ongeveer 120 m² en dat maakt ze uitgesproken gevoelig voor sterke tot stormachtige winden die van tijd tot tijd kunnen waaien. Desalniettemin wordt een goede werking van de heliostaten en de elektriciteitscentrale als geheel gegarandeerd onder alle weersomstandigheden, behalve de meest extreme. De motorreductoren die de rijen spiegels aandrijven spelen hierbij een cruciale rol.

Torresol's heliostaten zijn uitgerust met een NORDBLOC.1 serie motorreductoren, grootte 5. In vergelijking met oplossingen met vorige generaties met uit één stuk opgebouwde behuizingen, zijn deze systemen bestand tegen veel grotere krachten dan voorheen. De montageopties zijn hierbij bijzonder gebruiksvriendelijk, waarbij zowel kostenefficiënte, directe montage van de motor mogelijk is, dan wel bevestiging met zeer korte, ruimtebesparende lichtgewicht IEC adapters. Ventilatie is gegarandeerd in alle montageposities. De aluminium behuizingen van de reductoren bieden vanuit de verpakking direct robuuste, natuurlijke corrosiebescherming zonder de noodzaak van een coating. Gebaseerd op EEM geoptimaliseerde ontwerpen, zijn deze modellen niet alleen robuuster, maar ook aanzienlijk lichter dan hun voorgangers. Bij reductoren tot maat 6, maakt het UNICASE ontwerp de montage van grotere lagers mogelijk, waardoor de units hogere radiale krachten aan kunnen, of een bepaalde last langer kunnen weerstaan. Voor nog veeleisender omstandigheden dan alleen hoge temperaturen en schadelijke omgevingscondities, zijn ATEX versies van alle typen leverbaar.

Gemasolar1.jpeg: De Gemasolar zonne-energie installatie in Andalusië strekt zich uit over een oppervlakte van 185 hectare.

Gemasolar2.jpeg: Om de enorme de enorme rijen spiegels van de Gemasolar locatie uit te kunnen rusten, hebben de productiefaciliteiten van SENER in hoog tempo duizenden aandrijfunits moeten maken.

Gemasolar3.jpeg: Twee robuuste motorreductoren voor elke heliostaat maken zeer nauwkeurige bewegingen van twee assen mogelijk.