Heliostaten en zonnepanelen behoren tot de meest opvallende apparaten die worden ingezet om zonne-energie te oogsten voor hernieuwbare energie en het verkleinen van de CO2-voetafdruk. Hoewel beide technologieën in zonne-energiesystemen worden gebruikt, dienen ze verschillende doelen en hebben ze elk unieke eigenschappen die onder bepaalde omstandigheden andere voordelen bieden. In dit artikel behandelen we de belangrijkste aspecten van het volgen van heliostaten met industriële lineaire actuators, zoals hun voordelen, ideale toepassingen en belangrijke specificaties om rekening mee te houden.
Heliostaten vergelijken met zonnepanelen
Heliostaten en zonnepanelen zijn beide technologieën die in zonne-energiesystemen worden gebruikt, maar ze dienen verschillende doelen en hebben elk hun eigen kenmerken. Een heliostaat is een apparaat dat spiegels gebruikt om de beweging van de zon te volgen en zonlicht op een specifiek doel te reflecteren, zoals een centrale ontvanger. Heliostaten worden vaak gebruikt in systemen voor geconcentreerde zonne-energie (CSP), waar geconcentreerd zonlicht wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken of warmte te produceren. Deze systemen zijn doorgaans grootschalig en vergen veel ruimte; ze presteren het best in gebieden als grote woestijnen. Voor het inzetten van heliostaten is minder infrastructuur nodig dan voor het integreren van zonnepanelen op een even groot oppervlak. Heliostaten bereiken ook veel hogere concentratieniveaus dan zonnepanelen, wat kan leiden tot hogere temperaturen en meer energieproductie.
Zonnepanelen zetten zonlicht rechtstreeks om in elektriciteit met behulp van halfgeleidermaterialen en zijn daardoor de meest gebruikte optie in residentiële, commerciële en grootschalige toepassingen. Dit komt doordat zonnepanelen veelzijdig zijn: ze kunnen op daken worden geplaatst, als grondgebonden systemen worden gemonteerd of compacter in bouwmaterialen worden geïntegreerd. In vergelijking met heliostaten hebben zonnepanelen een lagere concentratie, terwijl ze toch efficiënt elektriciteit kunnen opwekken. De keuze tussen heliostaten en zonnepanelen hangt af van de specifieke toepassing, beschikbare ruimte, kostenbeperkingen en gewenste energieopbrengst.
Hoe heliostaten worden gebruikt
Door voortdurend de positie van hun spiegels aan te passen, zorgen heliostaten ervoor dat de maximale hoeveelheid zonlicht de hele dag door op een centrale ontvanger wordt gericht. Dit helpt de efficiëntie te maximaliseren van het verzamelen en benutten van zonne-energie via de centrale ontvanger, die verantwoordelijk is voor het omzetten van het gereflecteerde zonlicht in warmte-energie of elektriciteit, terug te vinden in een:
- zonnepaneel
- zonthermische collector
- zonneoven
- zonnekoker
- zonnetoren
Zonneovens
Vaak gebruikt in combinatie met heliostaten, is een zonneoven een gesloten verwarmingsconstructie die geconcentreerde zonne-energie gebruikt om warmte te genereren. Hij kan bestaan uit grote parabolische spiegels, bekend als ‘concentratoren’, maar kan ook worden toegepast samen met een reeks heliostaatspiegels die het zonlicht op een centraal punt of een centrale ontvanger focussen. Onder de juiste omstandigheden kan het geconcentreerde zonlicht zeer hoge temperaturen bereiken van meer dan 3.500 °C. Hierdoor kan de zonneoven worden gebruikt voor uiteenlopende toepassingen, zoals:
- vloeistoffen verwarmen
- metalen smelten
- stoom opwekken/stoomturbines
- elektriciteit produceren
Zonnekokers
Zonnekokers bestaan in diverse uitvoeringen, waaronder boxkokers, parabolische kokers en panelkokers. Deze ontwerpen vertonen overeenkomsten met zonneovens, maar dan op kleinere schaal, waarbij zonlicht wordt gebruikt om:
- water te koken
- dranken te pasteuriseren
- eten te bereiden
- andere etenswaren te verwarmen
Ze bieden een duurzame en milieuvriendelijke alternatieve kookmethode in plaats van traditionele methoden die op fossiele brandstoffen zijn gebaseerd. Als betaalbare en draagbare oplossingen worden zonnekokers gebruikt in gebieden waar toegang tot elektriciteit of gas beperkt is, wat ze bijzonder waardevol maakt in ontwikkelingslanden.
Belangrijke actuatorspecificaties voor heliostaten
De rotatie van heliostaten kan afkomstig zijn van een enkelassig of dubbelassig systeem dat wordt aangedreven door actuators of draaikrans-aandrijvingen — een tandwielkast die radiale en axiale belastingen veilig kan opnemen en koppel kan overbrengen voor rotatie. Elektrische lineaire actuators worden vaak gebruikt voor zonnevolgsystemen in zonnepanelen en heliostaten. In sommige gevallen kunnen zonvolgers een combinatie van actuators en draaikrans-aandrijvingen gebruiken; de belangrijke specificaties die voor deze aandrijfsystemen altijd moeten worden getest en overwogen, zijn hun:
- Krachtclassificatie
- Ingress Protection (IP‑klassificatie)
- Terugkoppelingsopties
- Fysieke afmetingen
Krachtclassificatie
Het kiezen van de juiste krachtoptie voor elektrische lineaire actuators is cruciaal voor een soepele werking en een lange levensduur. We raden aan om de vereiste kracht van uw toepassing te berekenen voordat u een actuator aanschaft. Toepassingen op zonne-energie hebben geen hoge vereisten aan de verplaatsingssnelheid, maar profiteren vaak van een hoge krachtclassificatie. Naast de extra structurele duurzaamheid die dit inherent biedt, garandeert een hoge krachtclassificatie — typisch te vinden in industriële lineaire actuators — beter dat er voldoende koppel beschikbaar is om uw heliostaten op positie te brengen bij zware windstoten.
IP‑bescherming
Een voldoende IP‑klassificatie zorgt voor een langere productlevensduur bij blootstelling aan water. We raden voor buitentoepassingen, zoals heliostaten, een IP‑klassificatie van minimaal IP66 aan. Ons assortiment actuators biedt opties met IP‑klassificaties van IP66 voor buitengebruik tot IP68M dynamisch/IP69K statisch voor volledige onderdompeling. Eenheden met de classificatie IP66 zijn geschikt voor de meeste buitenomgevingen, omdat ze bestand zijn tegen stof en matige vloeistofindringing. Certificeringen voor UV‑straling en zoutsproei, zoals bij onze PA-100 solar tracker lineaire actuator, verlengen eveneens de levensduur van de unit in woestijnen of in gebieden met blootstelling aan zout.
Terugkoppelingsopties
Bepaalde bestaande systemen voor heliostaten kunnen actuators met een specifiek type terugkoppeling vereisen om correct met hun regelaars te werken. Eindschakelaars en positie-terugkoppelsensoren zijn bedoeld om overmatige rotatie of schade aan de heliostaat tijdens bedrijf te helpen voorkomen. Dit komt doordat het bepalen van de positie van een actuator nuttig is voor toepassingen die vereisen dat meerdere actuators met dezelfde snelheid bewegen, voorgedefinieerde posities opslaan en/of positionele informatie verzamelen voor gebruikersanalyse. Bij het selecteren van een actuator is het belangrijk te verzekeren dat deze over passende terugkoppeling beschikt voor compatibiliteit met uw systeem.
Fysieke afmetingen
Controleer vóór installatie of de beschikbare ruimte de lengte, breedte en hoogte van een actuator kan herbergen. De H2H‑afmeting van een actuator in ingetrokken toestand is de eerste cruciale maat bij het bepalen van de fysieke eisen. Deze maat is de afstand van het midden van het achterste montagegat tot het midden van het voorste montagegat. Het is essentieel dat deze afmeting overeenkomt met de hart‑op‑hartafstand tussen het achterste en voorste montagegat van uw toepassing. Onze industriële lineaire actuators zijn verkrijgbaar in diverse afmetingen, van de compacte PA-09 Mini Industrial Actuator tot onze grootste PA-100 solar tracker lineaire actuator, afhankelijk van de schaal die u voor uw heliostaten nodig heeft.
Enkelassig vs. dubbelassig
Een enkelassige heliostaat-tracker beweegt de spiegels slechts in één richting, doorgaans van oost naar west, en volgt zo het pad van de zon gedurende de dag. Een dubbelassige heliostaat-tracker kan de spiegels horizontaal (oost naar west) en verticaal (omhoog en omlaag) bewegen, zodat de spiegels de positie van de zon niet alleen gedurende de dag, maar ook het hele jaar kunnen volgen voor een hogere algehele efficiëntie. Enkelassige trackers zijn eenvoudiger en minder kostbaar dan dubbelassige trackers; dubbelassige trackers bieden echter een hogere efficiëntie gedurende het jaar.
De keuze tussen enkelassige en dubbelassige trackers hangt doorgaans af van factoren zoals de specifieke eisen van het zonne-energiesysteem, beschikbare ruimte, budget en gewenste energieopbrengst. Enkelassige trackers zijn meestal geschikt voor de meeste toepassingen en bieden een goede balans tussen kosten en prestaties. Dubbelassige trackers presteren doorgaans beter wanneer een maximale energieopbrengst cruciaal is, zoals in installaties voor geconcentreerde zonne-energie of zeer efficiënte fotovoltaïsche systemen. Uiteindelijk moet de beslissing tussen enkelassige en dubbelassige heliostaat-trackers worden gebaseerd op een zorgvuldige evaluatie van uw specifieke projectvereisten en een kosten-batenanalyse.
SAMENVATTING
Heliostaten kunnen meerdere voordelen bieden als schone en hernieuwbare energieoplossing om onze CO2‑voetafdruk te verkleinen. In combinatie met industriële lineaire actuators maken de kosteneffectiviteit, eenvoud en hoge energieopwekkingscapaciteit van heliostaten ze tot uitstekende opties om te overwegen voor het maximaliseren van het gebruik van zonne-energie in grootschalige systemen.
Als een van de toonaangevende leveranciers van elektrische lineaire actuators biedt Progressive Automations toonaangevende flexibiliteit, kwaliteit, ondersteuning en praktijkervaring om aan al uw behoeften te voldoen. Als u nog vragen heeft over wat wij kunnen bieden, neem dan gerust contact met ons op! We zijn experts in ons vak en willen ervoor zorgen dat u de beste oplossingen voor uw toepassing vindt.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123
