Cajas de engranajes planetarios, con su alta densidad de par, posicionamiento preciso, durabilidad en exteriores, bajo juego, operación sin mantenimiento y alta eficiencia de transmisión, coinciden perfectamente con los requisitos principales de la industria fotovoltaica: operación en exteriores en todas las condiciones climáticas, seguimiento solar de alta precisión, accionamiento suave de cargas pesadas, bajo costo de mantenimiento y eficiencia energética. En comparación con los reductores de rueda de cicloides y los reductores de engranajes convencionales, las cajas de engranajes planetarios ofrecen ventajas significativas en adaptabilidad, confiabilidad y rentabilidad.

La aplicación más crítica de las cajas de engranajes planetarios en el campo fotovoltaico es en los sistemas de seguimiento solar, que incluyen seguidores de un eje horizontal, un eje inclinado y de doble eje. Estos sistemas giran los módulos fotovoltaicos para seguir el sol, aumentando la generación de energía en un 20%–30%. Desplegados en exteriores en desiertos, montañas o áreas costeras, los seguidores deben soportar temperaturas extremas, viento, arena, lluvia y nieve, al mismo tiempo que garantizan un seguimiento solar de alta precisión, operación continua con baja tasa de fallos y rotación suave de cargas pesadas. Las cajas de engranajes planetarios cumplen perfectamente con todos estos requisitos exigentes.

Alta precisión y bajo juego

Garantiza un seguimiento solar preciso y maximiza la generación de energía

El requisito principal de un sistema de seguimiento solar es el seguimiento preciso de los ángulos de azimut y elevación solar. Incluso pequeños errores de posicionamiento reducen la eficiencia de captación de luz de los módulos fotovoltaicos, impactando directamente en la producción de energía. Las cajas de engranajes planetarios de precisión para seguidores logran un juego tan bajo como 1–3 minutos de arco, con algunos modelos de alta precisión alcanzando niveles inferiores a un minuto de arco.

Sin zona muerta de transmisión ni retraso, las cajas de engranajes planetarios forman un sistema de bucle cerrado altamente preciso cuando se combinan con motores servo/paso a paso y codificadores, permitiendo una precisión de seguimiento solar dentro de ±0.1°. El bajo juego también garantiza una transmisión sensible, permitiendo que el sistema se ajuste rápidamente a la cobertura de nubes o cambios en la posición solar. En comparación con los reductores de rueda de cicloides (juego >10 minutos de arco), las cajas de engranajes planetarios ofrecen una precisión de posicionamiento varias veces mayor, mejorando directamente la eficiencia del seguidor y el rendimiento energético fotovoltaico.

Alta densidad de par y fuerte resistencia a impactos

Maneja paneles de carga pesada y fuerzas del viento en exteriores

Los seguidores fotovoltaicos deben soportar docenas o cientos de módulos fotovoltaicos (cada uno ~20 kg, con cargas totales de marco que alcanzan varias toneladas) y resistir cargas alternas del viento (ráfagas, tifones que causan cargas de desplazamiento radial y axial). La caja de engranajes debe proporcionar un par de carga pesada continuo mientras resiste cargas de impacto a corto plazo.

Las cajas de engranajes planetarios ofrecen una densidad de par mucho mayor que los reductores convencionales. Su tamaño compacto permite una salida de par súper alta (relación de una etapa 3–10, múltiples etapas >100) con un diseño coaxial capaz de accionar directamente el eje del seguidor, sin necesidad de amplificación de par adicional. Los componentes principales, incluidos los portadores planetarios, engranajes y ejes de salida, están hechos de acero aleado de alta resistencia, cementado y endurecido, proporcionando una alta rigidez estructural. Esto absorbe eficazmente los impactos inducidos por el viento y los pares alternos, evitando deformaciones o fallos en los dientes del engranaje y evitando atascos o pérdidas de rotación comunes en los reductores convencionales.

Durabilidad en exteriores y operación sin mantenimiento

Garantiza un bajo O&M en plantas fotovoltaicas remotas

Las plantas fotovoltaicas a menudo se ubican en desiertos remotos, estepas, regiones costeras o montañas, donde el personal de mantenimiento es escaso, los costos operativos son altos y el equipo debe funcionar las 24 horas del día con un mínimo de fallos. Las condiciones en exteriores incluyen arena, polvo, temperaturas extremas (-40°C a 60°C), lluvia, nieve, humedad y salitre (costeras), exigiendo un excelente sellado, resistencia a la intemperie y operación sin mantenimiento.

Las cajas de engranajes planetarios específicas para fotovoltaica cuentan con diseños completamente sellados: sellos de aceite de doble labio, anillos de protección contra polvo y sellos laberínticos evitan la entrada de arena, agua y polvo y previenen fugas de lubricante. Internamente, están llenas de grasa de larga duración adecuada para -40°C a 120°C, resistente a la solidificación a bajas temperaturas, descomposición a altas temperaturas y desgaste, lo que permite una operación sin mantenimiento durante toda la vida útil. La carcasa está hecha de aleación de aluminio fundido a presión con recubrimiento superficial o anodizado, proporcionando resistencia a la corrosión y a los rayos UV, ideal para entornos con salitre y desérticos, garantizando una operación confiable en exteriores a largo plazo.

Alta eficiencia de transmisión

Reduce el consumo de energía y aumenta la producción neta de energía

Los motores de los seguidores solares consumen parte de la energía de una planta fotovoltaica, por lo que la alta eficiencia es crucial para maximizar la producción neta de energía. Cajas de engranajes planetarios logran una eficiencia de una etapa del 97%–99%, con configuraciones de múltiples etapas superando el 90%, mucho más que los reductores de rueda de cicloides (70%–85%) o los reductores de engranajes convencionales (85%–90%).

La alta eficiencia de transmisión reduce la pérdida de potencia del motor, disminuyendo el autoconsumo de energía del seguidor, minimizando el calor y el estrés del motor y evitando fallos a largo plazo bajo cargas altas. Durante un ciclo de vida de 25 años de la planta, la eficiencia de las cajas de engranajes planetarios puede ahorrar una cantidad significativa de electricidad, mejorando directamente el rendimiento energético neto fotovoltaico y reduciendo los costos operativos.

Operación suave a baja velocidad

Previene vibraciones del seguidor y protege los módulos fotovoltaicos

Los módulos fotovoltaicos son componentes frágiles de vidrio. Las vibraciones o atascos del seguidor pueden causar grietas o microfracturas, lo que conlleva altos costos de reparación. Las cajas de engranajes planetarios cuentan con engranajes rectificados con precisión y modificados de perfil, y engranajes planetarios con diseño de distribución de carga, garantizando fuerzas distribuidas uniformemente.

Incluso a velocidades de seguimiento ultra bajas (0.1 r/min), la transmisión permanece suave, sin vibraciones ni impactos, permitiendo que el seguidor siga al sol de manera suave y continua. Este movimiento suave protege los módulos fotovoltaicos, salvaguardando los activos principales de la planta.