Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) überstieg die installierte Kapazität der globalen Solarindustrie bis Ende 2022 1,183 GW, und im vergangenen Jahr erreichte die neu installierte Kapazität der globalen Photovoltaik 235.8 GW.
Um die Solarenergieressourcen besser zu nutzen, wurden eine Reihe neuer Technologien entwickelt. Solar-Tracking-Systeme sind eine dieser Technologien. Ihr Zweck besteht darin, die Nutzung des Sonnenlichts zu optimieren und dadurch die Effizienz der photoelektrischen Umwandlung zu verbessern. In Solar-Tracking-Systemen ist der Axialflussmotor ein häufig verwendetes Antriebsgerät. Seine Hauptaufgabe besteht darin, das Solarpanel so anzutreiben, dass es der Bewegung der Sonne folgt, um sicherzustellen, dass die Sonne auf die effizienteste Weise auf das Solarpanel eingestrahlt werden kann, und um die Sonne aktiv zu „jagen“, um die maximale Stromerzeugung zu erzielen.
Dieser Leitfaden bietet Einzelhändlern einen Überblick über den Markt für Axialflussmotoren und skizziert deren zukünftiges Potenzial.
Inhaltsverzeichnis
Axialflussmotoren für Solar-Tracking-Systeme
Klassifizierung von Axialflussmotoren
Marktgröße und -aussichten
Bestehende Probleme
Forschungsstand
Einige Vorschläge für Käufer
Unter dem Strich
Axialflussmotoren für Solar-Tracking-Systeme
Ein allgemeiner Rotationsmotor kann entweder vom Innenrotortyp oder vom Außenrotortyp sein. Unabhängig von der Art erfolgt der magnetische Fluss jedoch in Richtung des Radius. Im Gegensatz dazu ist ein Motor mit einem Magnetfluss parallel zur Drehachse ein Axialflussmotor.
In Solar-Tracking-Systemen werden häufig Axialflussmotoren zum Antrieb des Tracking-Geräts verwendet, wodurch das Solarpanel seinen eigenen Winkel in Echtzeit entsprechend dem Sonnenstand anpassen kann. Auf diese Weise kann das Solarpanel unabhängig vom Sonnenstand immer den besten Winkel zur Sonne beibehalten, wodurch die Absorption des Sonnenlichts maximiert und die Effizienz der photoelektrischen Umwandlung verbessert wird.
Klassifizierung von Axialflussmotoren
Axialmotoren in Solar-Tracking-Systemen können in verschiedene Typen unterteilt werden. Diese Tabelle enthält eine Aufschlüsselung der Klassifizierung der wichtigsten Typen auf dem Markt:
| Nach Motortyp | AC-Axialflussmotoren | In der frühen Phase der Entwicklung von Solaranlagen wurden Wechselstrom-Induktionsmotoren in großem Umfang in Solar-Tracking-Systemen eingesetzt. Die Antriebsspannung des Wechselstrommotors beträgt 220 V. Diese Spannung kann Energie direkt aus dem Netz beziehen, ohne dass zusätzliche Batterien erforderlich sind. Außerdem kann der Wechselstrommotor, insbesondere in der Startphase, ein großes Drehmoment bereitstellen, das dabei hilft, die anfängliche Reibung zu überwinden, die das Solar-Tracking-System beim Starten möglicherweise antrifft, und so dafür sorgt, dass der Motor reibungslos starten und den Winkel anpassen kann Panel. |  |
| Permanentmagnet-Gleichstrommotoren | Günstige und effiziente Permanentmagnet-Gleichstrommotoren werden immer häufiger in Solar-Tracking-Motoren eingesetzt. Sie sind nicht nur in der Lage, ein hohes Drehmoment bei niedrigen Drücken zu liefern, sondern erzeugen auch geringere elektromagnetische Störungen und sind energieeffizienter, wodurch nachhaltige Energielösungen für die Energienutzung bereitgestellt werden. Allerdings kann die Lebensdauer der Kohlebürsten von PMDC-Motoren zwischen 1000 und 3000 Stunden liegen, was dazu führt, dass herkömmliche PMDC-Motoren nur eine Betriebszeit von 3000–5000 Stunden haben, was die Lebensdauer des Motors begrenzt. |  | |
| Nach Fahrmodus | Schrittmotoren | Schrittmotoren werden durch ein Impulssignal gesteuert. Der Schrittwinkel der Schrittmotordrehung wird durch die Proportionalsteuerung auf Basis der Motorstruktur erzeugt. Bei unveränderter Unterteilungssteuerung des Regelkreises ist der Schrittwinkel der Schrittdrehung theoretisch ein fester Winkel. Daher ist die Genauigkeit des Schrittmotors hoch und die Position und Geschwindigkeit des Trackingsystems können genau gesteuert werden. Darüber hinaus eignet es sich aufgrund der geringen Geräuschentwicklung für ruhige Umgebungen. Schließlich ist die Lebensdauer des Schrittmotors lang, da seine Struktur einfach und bequem zu warten ist. |  |
| Asynchronmotoren | Auch als Induktionsmotor bekannt, handelt es sich dabei um einen Wechselstrommotor, der aus der Wechselwirkung zwischen dem rotierenden Magnetfeld des Luftspalts und dem Induktionsstrom der Rotorwicklung ein elektromagnetisches Drehmoment erzeugt, um so die Umwandlung elektromechanischer Energie in mechanische Energie zu realisieren. Durch den direkten Antrieb mit Wechselstrom sind die Betriebskosten gering, aber aufgrund der Eigenschaften des induktiven elektromagnetischen Feldes ist die Regelgenauigkeit von Asynchronmotoren relativ gering. |  | |
| Nach dem Schutzniveau | IP65/IP66-Motoren | Der Schutzgrad dieser Motoren wird üblicherweise durch den IP-Code (Ingress Protection) ausgedrückt, der den Grad der Abdichtung des Motorgehäuses angibt. Der IP65-Motor bietet einen hohen Schutz gegen den direkten Kontakt fester Gegenstände und einen gewissen Schutz gegen Strahlwasser. Die Schutzart IP66 bietet einen hohen Schutz gegen direkten Kontakt mit festen Gegenständen und einen gewissen Schutz gegen starkes Spritzwasser. |  Tabelle der Motor-IP-Schutzgrade (entsprechend IPXX) |
Marktgröße und -aussichten
In den letzten Jahren hat sich Chinas Industrie für Solar-Tracking-Systeme rasant entwickelt. Laut der von Market Research Online veröffentlichten Analyse der chinesischen Solar-Tracking-System-Industrie wuchs die Marktgröße der chinesischen Solar-Tracking-System-Industrie von 2015 bis 2018 von 18.62 Milliarden Yuan auf 40.41 Milliarden Yuan, was einem Anstieg von fast 117 % entspricht. Dennoch werden die Marktaussichten für Axialmotoren in Solar-Tracking-Systemen weiterhin von mehreren Faktoren beeinflusst.
Im Folgenden sind einige der Schlüsselfaktoren aufgeführt, die wahrscheinlich die Aussichten von Axialflussmotoren auf dem Markt für Solar-Tracking-Systeme beeinflussen:
- Wachstum in der Solar-Tracking-System-Branche: Es wird erwartet, dass die Solarindustrie weiter wachsen wird, da die weltweite Nachfrage nach erneuerbaren Energien und grünen Energielösungen steigt. Laut Statistik wird die Marktgröße für Solartracker im Jahr 36.62 auf 2024 Milliarden US-Dollar geschätzt und soll bis 100.51 2029 Milliarden US-Dollar erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 22.38 % im Prognosezeitraum (2024) entspricht -2029). Dies wird sich direkt auf die Nachfrage nach Solar-Tracking-Komponenten, einschließlich Axialflussmotoren, auswirken.
- Energiepreise: Die Volatilität der Energiepreise, insbesondere steigende Preise für fossile Brennstoffe, kann die Attraktivität der Solarstromerzeugung erhöhen, was wiederum die Marktaussichten für Axialflussmotoren verbessert.
- Politische Unterstützung und Subventionen: Staatliche Subventionen und politische Unterstützung für erneuerbare Energien dürften die Installation von Solar-Tracking-Systemen fördern und dadurch die Nachfrage nach Axialflussmotoren erhöhen. Um beispielsweise die Solarindustrie weiter zu fördern, hat das US-Energieministerium 15 Millionen US-Dollar bereitgestellt, um Familien, Unternehmen und Gemeinden bei der Entwicklung von Solarprojekten zu unterstützen. Die US-Umweltschutzbehörde kündigte außerdem ihre Verpflichtung im Rahmen der Green Energy Partnership an, die Nutzung erneuerbarer Energien, einschließlich Solarenergie, innerhalb eines Jahrzehnts zu verdoppeln.
- Umweltvorschriften und Ziele zur Reduzierung der CO2-Emissionen: Der weltweite Fokus auf die Reduzierung von Treibhausgasemissionen wird wahrscheinlich zu mehr Investitionen in saubere Energietechnologien wie Solarenergie führen, was zur Marktentwicklung von Axialflussmotoren beitragen wird.
Bestehende Probleme
- Hohe Anschaffungskosten: Der Einbau von Axialflussmotoren erfordert eine hohe Anfangsinvestition und geht mit hohen Wartungskosten einher. Es sorgt jedoch für eine bessere Leistung und senkt die Kosten des gesamten Solar-Tracking-Systems, wodurch seine Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt verbessert wird.
- Geringe Energieeffizienz: Im Vergleich zu anderen Motortypen können Axialflussmotoren unter bestimmten Bedingungen ein geringeres Energieeffizienzverhältnis aufweisen. Bei geringer Last, häufigen Starts, Instabilität der Netzspannung und Alterung des Motors kann es bei Axialflussmotoren beispielsweise zu einem gewissen Energieverlust bei der Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie kommen.
- Lärmprobleme: Axialmotoren können im Betrieb eine gewisse Geräuschentwicklung erzeugen, was in geräuschsensiblen Einsatzumgebungen (z. B. Wohngebieten, Naturschutzgebieten etc.) ein Problem darstellen kann.
Forschungsstand
Der Einsatz von Axialflussmotoren in Solar-Tracking-Systemen ist ein interdisziplinäres Forschungsgebiet, das viele Disziplinen wie Elektrotechnik, Regelungstheorie und Solarenergietechnik einbezieht. Mit Stand 2023 lässt sich der Forschungsstand zu Axialflussmotoren in Solar-Tracking-Systemen wie folgt zusammenfassen:
Optimierung der Energieeffizienz
Forscher haben nach Möglichkeiten gesucht, die Energieeffizienz von Axialströmungsmotoren in Solar-Tracking-Systemen zu verbessern. Dazu gehört die Optimierung des Motordesigns, beispielsweise durch die Verwendung effizienter Permanentmagnetmaterialien, die Verbesserung von Kühlsystemen zur Reduzierung von Wärmeverlusten und die Einführung effizienterer Antriebs- und Steuerungsstrategien
Kontrollsysteme
Steuerungsstrategien sind von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass Axialflussmotoren bei der Nachführung der Sonne mit maximaler Effizienz arbeiten. Forscher haben eine Vielzahl fortschrittlicher Steuerungsalgorithmen entwickelt, wie z. B. Fuzzy-Steuerung, PID-Steuerung, adaptive Steuerung usw., um die Reaktionsgeschwindigkeit und Genauigkeit des Motors zu verbessern.
Intelligente Überwachung und Wartung
Mit der Entwicklung des Internets der Dinge und Big-Data-Technologien untersuchen Forscher, wie Axialflussmotoren in andere intelligente Systeme integriert werden können, um Echtzeitüberwachung und vorausschauende Wartung zu ermöglichen und so Ausfallzeiten und Wartungskosten zu reduzieren.
Einige Vorschläge für Käufer
Leistungsanforderungen
Bestimmen Sie die Leistungsanforderungen Ihres Solar-Tracking-Systems für Axialflussmotoren, einschließlich Leistung, Geschwindigkeit, Drehmoment und Effizienz.
Anpassungsfähigkeit an die Umwelt
Berücksichtigen Sie die Umgebungsbedingungen, unter denen der Motor eingesetzt wird, wie z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, Staub und Korrosion, und wählen Sie einen Motor, der sich an diese Umgebungen anpassen kann.
Kosteneffizienz
Bewerten Sie die von verschiedenen Lieferanten angebotenen Motorpreise und führen Sie eine Kostenwirksamkeitsanalyse durch, um sicherzustellen, dass kostengünstige Produkte ausgewählt werden.
Steuerung und Schnittstelle
Berücksichtigen Sie die Komplexität der Motorsteuerung und Schnittstellenkompatibilität und wählen Sie einen Motor, der sich leicht in Ihr Solar-Tracking-System integrieren lässt.
Zertifizierung und Standards
Überprüfen Sie, ob der Motor den relevanten Industriestandards und Zertifizierungen entspricht, wie z. B. der CE-Zertifizierung, der UL-Zertifizierung usw., um die Qualität und Sicherheit des Motors sicherzustellen.
Unter dem Strich
Axialmotoren sind ein wertvoller Bestandteil von Solar-Tracking-Systemen, da sie dazu beitragen, die Gesamteffizienz von Solarsystemen zu verbessern. Es ist daher keine Überraschung, dass der Markt für diese Motoren wachsen wird, und dies bietet Käufern die Möglichkeit, von diesem Wachstum zu profitieren. Weitere Updates zu wichtigen Solartrends erhalten Sie hier Chovm.com-Blog.
