Mọi thứ bạn cần biết về động cơ dòng trục năm 2024

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), đến cuối năm 2022, công suất lắp đặt của ngành năng lượng mặt trời toàn cầu đã vượt quá 1,183 GW và năm ngoái, công suất lắp đặt mới của ngành quang điện toàn cầu đạt 235.8 GW.

Để khai thác tốt hơn các nguồn năng lượng mặt trời, một loạt các công nghệ mới đã được phát triển. Hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời là một trong những công nghệ này và mục đích của chúng là tối ưu hóa việc sử dụng ánh sáng mặt trời, do đó cải thiện hiệu suất chuyển đổi quang điện. Trong các hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời, động cơ dòng trục là một thiết bị truyền động thường được sử dụng. Vai trò chính của nó là truyền động tấm pin mặt trời để theo dõi chuyển động của mặt trời, để đảm bảo rằng mặt trời có thể được chiếu xạ đến tấm pin mặt trời theo cách hiệu quả nhất và chủ động "đuổi" mặt trời để có được sản lượng điện tối đa.

Hướng dẫn này cung cấp cho các nhà bán lẻ cái nhìn tổng quan về thị trường động cơ dòng trục cũng như phác thảo tiềm năng trong tương lai của chúng.

Mục lục
Động cơ dòng trục cho hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời
Phân loại động cơ dòng trục
Quy mô thị trường và triển vọng
Những vấn đề đang tồn tại
Tình trạng nghiên cứu
Một số gợi ý cho người mua
Điểm mấu chốt

Động cơ dòng trục cho hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời

Động cơ quay chung có thể là loại rotor bên trong hoặc loại rotor bên ngoài. Tuy nhiên, bất kể loại nào, từ thông đều theo hướng bán kính. Ngược lại, động cơ có từ thông song song với trục quay là động cơ dòng trục.

Trong hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời, động cơ dòng trục thường được sử dụng để điều khiển thiết bị theo dõi, cho phép tấm pin mặt trời tự điều chỉnh góc của nó theo thời gian thực theo vị trí của mặt trời. Theo cách này, bất kể vị trí của mặt trời, tấm pin mặt trời luôn có thể duy trì góc tốt nhất với mặt trời, do đó tối đa hóa khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời và cải thiện hiệu quả chuyển đổi quang điện.

Phân loại động cơ dòng trục

Động cơ trục trong hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời có thể được chia thành nhiều loại. Bảng này cung cấp sự phân tích về phân loại các loại chính trên thị trường:

Theo loại động cơ	Động cơ dòng trục AC	Trong giai đoạn đầu phát triển thiết bị năng lượng mặt trời, động cơ cảm ứng AC đã được áp dụng cho các hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời trên quy mô lớn. Điện áp truyền động của động cơ AC là 220V. Điện áp này có thể lấy năng lượng trực tiếp từ lưới điện mà không cần thêm pin. Ngoài ra, động cơ AC, đặc biệt là trong giai đoạn khởi động, có thể cung cấp mô-men xoắn lớn, giúp khắc phục ma sát ban đầu mà hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời có thể gặp phải khi khởi động, đảm bảo động cơ có thể khởi động trơn tru và điều chỉnh góc của tấm pin.
	Động cơ DC nam châm vĩnh cửu	Động cơ DC nam châm vĩnh cửu giá rẻ và hiệu quả ngày càng được sử dụng rộng rãi trong động cơ theo dõi năng lượng mặt trời. Chúng không chỉ có khả năng cung cấp mô-men xoắn cao ở áp suất thấp mà còn tạo ra nhiễu điện từ thấp hơn và tiết kiệm năng lượng hơn, cung cấp các giải pháp năng lượng bền vững cho việc sử dụng năng lượng. Tuy nhiên, tuổi thọ chổi than của động cơ PMDC có thể từ 1000 giờ đến 3000 giờ, dẫn đến động cơ PMDC thông thường chỉ có thời gian hoạt động 3000-5000 giờ, hạn chế tuổi thọ của động cơ.
Theo chế độ lái xe	động cơ bước	Động cơ bước được điều khiển bằng tín hiệu xung. Góc bước của vòng quay động cơ bước được tạo ra bởi điều khiển tỷ lệ trên cơ sở cấu trúc động cơ. Nếu điều khiển phân chia của mạch điều khiển không thay đổi, thì góc bước của vòng quay bước về mặt lý thuyết là một góc cố định. Do đó, độ chính xác của động cơ bước cao và vị trí và tốc độ của hệ thống theo dõi có thể được điều khiển chính xác. Ngoài ra, tiếng ồn thấp làm cho nó phù hợp với môi trường yên tĩnh. Cuối cùng, tuổi thọ của động cơ bước dài, vì cấu trúc của nó đơn giản và thuận tiện để bảo trì.
	Động cơ không đồng bộ	Còn được gọi là động cơ cảm ứng, đây là động cơ AC tạo ra mô-men xoắn điện từ từ tương tác giữa từ trường quay khe hở không khí và dòng điện cảm ứng của cuộn dây rôto, để thực hiện chuyển đổi năng lượng cơ điện thành năng lượng cơ học. Được truyền động trực tiếp bằng nguồn điện AC, chi phí vận hành thấp, nhưng do đặc điểm của trường điện từ cảm ứng, độ chính xác điều khiển của động cơ không đồng bộ tương đối thấp.
Theo mức độ bảo vệ	Động cơ IP65/ IP66	Mức độ bảo vệ của các động cơ này thường được thể hiện bằng mã IP (Bảo vệ chống xâm nhập), là mã nhận dạng mức độ bịt kín của vỏ động cơ. Động cơ IP65 cung cấp mức độ bảo vệ cao chống lại sự tiếp xúc trực tiếp của các vật thể rắn và một mức độ bảo vệ nhất định chống lại các tia nước. IP66 cung cấp mức độ bảo vệ cao chống lại sự tiếp xúc trực tiếp của các vật thể rắn và một mức độ bảo vệ nhất định chống lại sự phun nước mạnh.	Bảng cấp độ bảo vệ IP của động cơ (tương ứng với IPXX)

Quy mô thị trường và triển vọng

Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời của Trung Quốc đã phát triển nhanh chóng. Theo phân tích về ngành công nghiệp hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời của Trung Quốc do nghiên cứu thị trường trực tuyến công bố, từ năm 2015 đến năm 2018, quy mô thị trường của ngành công nghiệp hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời của Trung Quốc đã tăng từ 18.62 tỷ nhân dân tệ lên 40.41 tỷ nhân dân tệ, tăng gần 117%. Tuy nhiên, triển vọng thị trường đối với động cơ dòng trục trong hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời vẫn chịu ảnh hưởng của một số yếu tố.

Sau đây là một số yếu tố chính có khả năng ảnh hưởng đến triển vọng của động cơ dòng trục trong thị trường hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời:

• Sự tăng trưởng trong ngành hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời: Ngành công nghiệp năng lượng mặt trời dự kiến ​​sẽ tiếp tục tăng trưởng khi nhu cầu toàn cầu về năng lượng tái tạo và các giải pháp năng lượng xanh tăng lên. Theo thống kê, quy mô thị trường theo dõi năng lượng mặt trời ước tính đạt 36.62 tỷ đô la vào năm 2024 và dự kiến ​​sẽ đạt 100.51 tỷ đô la vào năm 2029, tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 22.38% trong giai đoạn dự báo (2024-2029). Điều này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến nhu cầu về các thành phần theo dõi năng lượng mặt trời, bao gồm cả động cơ dòng trục.
• Giá năng lượng: Sự biến động về giá năng lượng, đặc biệt là giá nhiên liệu hóa thạch tăng cao, có thể làm tăng sức hấp dẫn của việc sản xuất điện mặt trời, từ đó cải thiện triển vọng thị trường cho động cơ dòng trục.
• Chính sách hỗ trợ và trợ cấp: Các khoản trợ cấp của chính phủ và hỗ trợ chính sách cho năng lượng tái tạo có khả năng thúc đẩy việc lắp đặt các hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời, do đó làm tăng nhu cầu về động cơ dòng trục. Ví dụ, để thúc đẩy hơn nữa ngành công nghiệp năng lượng mặt trời, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã đóng góp 15 triệu đô la Mỹ để giúp các gia đình, doanh nghiệp và cộng đồng phát triển các dự án năng lượng mặt trời. Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ cũng đã công bố cam kết Đối tác Năng lượng Xanh của mình nhằm tăng gấp đôi việc sử dụng năng lượng tái tạo, bao gồm cả năng lượng mặt trời, trong vòng một thập kỷ.
• Quy định về môi trường và mục tiêu giảm phát thải carbon: Trọng tâm toàn cầu về việc giảm phát thải khí nhà kính có thể sẽ dẫn đến nhiều khoản đầu tư hơn vào các công nghệ năng lượng sạch như năng lượng mặt trời, góp phần vào sự phát triển của thị trường động cơ dòng trục.

Những vấn đề đang tồn tại

1. Chi phí ban đầu cao: Việc lắp đặt động cơ dòng trục đòi hỏi đầu tư ban đầu cao và sau đó là chi phí bảo trì cao. Tuy nhiên, nó đảm bảo hiệu suất tốt hơn cũng như giảm chi phí của toàn bộ hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời, cải thiện khả năng cạnh tranh trên thị trường.
2. Hiệu suất năng lượng thấp: So với các loại động cơ khác, động cơ dòng trục có thể có tỷ lệ hiệu suất năng lượng thấp hơn trong một số điều kiện nhất định. Ví dụ, trong trường hợp tải thấp, khởi động thường xuyên, điện áp lưới không ổn định và động cơ lão hóa, động cơ dòng trục có thể bị mất một lượng năng lượng nhất định trong quá trình chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học.
3. Vấn đề tiếng ồn: Động cơ dòng trục có thể tạo ra một lượng tiếng ồn nhất định trong quá trình vận hành, điều này có thể trở thành vấn đề đối với các môi trường ứng dụng nhạy cảm với tiếng ồn (như khu dân cư, khu bảo tồn thiên nhiên, v.v.).

Tình trạng nghiên cứu

Ứng dụng động cơ dòng trục trong hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời là một lĩnh vực nghiên cứu liên ngành bao gồm nhiều ngành như kỹ thuật điện, lý thuyết điều khiển và công nghệ năng lượng mặt trời. Tính đến năm 2023, tình hình nghiên cứu động cơ dòng trục trong hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời có thể được tóm tắt như sau:

Tối ưu hóa hiệu quả năng lượng

Các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm các cách để cải thiện hiệu quả năng lượng của động cơ dòng trục trong các hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời. Điều này bao gồm tối ưu hóa thiết kế động cơ, chẳng hạn như sử dụng vật liệu nam châm vĩnh cửu hiệu quả, cải thiện hệ thống làm mát để giảm thất thoát nhiệt và áp dụng các chiến lược truyền động và điều khiển hiệu quả hơn

Hệ thống điều khiển

Các chiến lược điều khiển rất quan trọng để đảm bảo động cơ dòng trục hoạt động ở hiệu suất tối đa khi theo dõi mặt trời. Các nhà nghiên cứu đã phát triển nhiều thuật toán điều khiển tiên tiến, chẳng hạn như điều khiển mờ, điều khiển PID, điều khiển thích ứng, v.v., để cải thiện tốc độ phản hồi và độ chính xác của động cơ.

Giám sát và bảo trì thông minh

Với sự phát triển của Internet vạn vật và công nghệ dữ liệu lớn, các nhà nghiên cứu đang khám phá cách động cơ dòng trục có thể được tích hợp với các hệ thống thông minh khác để cho phép giám sát thời gian thực và bảo trì dự đoán, do đó giảm thời gian chết và chi phí bảo trì.

Một số gợi ý cho người mua

Các yêu cầu thực hiện

Xác định các yêu cầu về hiệu suất của hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời dành cho động cơ dòng trục, bao gồm công suất, tốc độ, mô-men xoắn và hiệu suất.

Khả năng thích ứng môi trường

Hãy cân nhắc các điều kiện môi trường mà động cơ sẽ hoạt động, chẳng hạn như nhiệt độ, độ ẩm, bụi và ăn mòn, và chọn động cơ có thể thích ứng với các môi trường này.

Hiệu quả chi phí

Đánh giá giá động cơ do các nhà cung cấp khác nhau đưa ra và tiến hành phân tích hiệu quả về chi phí để đảm bảo lựa chọn được sản phẩm có hiệu quả về chi phí.

Kiểm soát & giao diện

Hãy cân nhắc đến sự phức tạp của việc điều khiển động cơ và khả năng tương thích của giao diện, sau đó chọn loại động cơ dễ tích hợp vào hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời của bạn.

Chứng nhận và tiêu chuẩn

Kiểm tra xem động cơ có tuân thủ các tiêu chuẩn và chứng nhận liên quan của ngành hay không, chẳng hạn như chứng nhận CE, chứng nhận UL, v.v., để đảm bảo chất lượng và độ an toàn của động cơ.

Điểm mấu chốt

Động cơ dòng trục là một thành phần có giá trị của hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời, vì chúng giúp cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống năng lượng mặt trời. Không có gì ngạc nhiên khi thị trường cho các động cơ này sẽ tăng lên và điều này mang đến cơ hội cho người mua tận dụng sự tăng trưởng này. Để biết thêm thông tin cập nhật về các xu hướng năng lượng mặt trời chính, hãy nhớ theo dõi Blog Chovm.com.