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Apr 22, 2023

Ein Blick auf den Solar-Tracker-Markt

Von Billy Ludt | 3. Mai 2023 Einachsige Solartracker sind die Struktur von

Von Billy Ludt | 3. Mai 2023

Einachsige Solartracker sind die Struktur der Wahl für die Solarentwicklung im Versorgungsmaßstab, da diese Systeme mehr Energie erzeugen, indem sie PV-Module den ganzen Tag über auf die Sonne richten. Firmennamen wie Array Technologies, Nextracker und PV Hardware stehen für große Solarprojekte, denn sie stellen die Tracker-Systeme her, die weltweit Gigawatt erneuerbare Energie produzieren.

Aktuatoren von Kinematics ermöglichen die Drehung vieler Solartracker unterschiedlicher Hersteller. Kinematik

Diese konkurrierenden Hersteller haben eine Komponente gemeinsam, die in vielen ihrer Tracker zum Einsatz kommt – die Hardware, die sie überhaupt erst bewegt.

„Kinematics ist möglicherweise das wichtigste Unternehmen, von dem noch nie jemand gehört hat, wenn es um Tracker geht“, sagte Adam Plesniak, CTO von Kinematics. „Oft hat man mit Trackern unterschiedliche Wertvorschläge, zum Beispiel hat Nevados einen ganz anderen Systemtyp als OMCO, Nextracker und Array, aber alle drehen sich buchstäblich um unser Getriebe.“

Kinematics fertigt und montiert Schwenkantriebe oder Aktuatoren, die in einachsigen Trackersystemen eingesetzt werden, viele davon für die Unternehmen, die einen Großteil des globalen Marktanteils für Solartracker halten. Es gibt mehr als 2 Millionen kinematische Aktuatoren im Einsatz, die für den Antrieb von 53 GW Leistung auf einachsigen Solartrackern verantwortlich sind.

„Wir befinden uns in der Anfangsphase einer Reise, in der wir uns noch ein bisschen mehr betätigen wollen“, sagte John Payne, CEO von Kinematics.

Eine treibende Kraft im Solarbereich

Für ein Unternehmen, das vor fast 30 Jahren mit der Montage von Aktuatoren für den industriellen Mobilmarkt begann, ist Kinematics parallel zur Solarindustrie gewachsen. Von seinem Hauptsitz in Phoenix, Arizona aus bedient Kinematics immer noch die industrielle Mobil- und Satelliten-Bodenstationsindustrie, aber 90 % des Geschäfts konzentrieren sich jetzt auf die Lieferung von Aktuatoren an Hersteller von Solartrackern.

„Wir haben den Vorteil, dass wir branchenübergreifend arbeiten und das Wissen beispielsweise aus der Präzisionswiederholbarkeit, die wir für Satelliten liefern müssen, nutzen können, um dies auf Solarenergie zu übertragen – und so die Möglichkeit zu haben, große Mengen für Solarenergie herzustellen.“ für Unternehmen wie Nextracker und PV Hardware und die Übertragung dieser Erkenntnisse auf andere Branchen“, sagte Payne.

Ein Aktuator ist ein in sich geschlossenes Getriebe, das aus einem oder mehreren Zahnrädern besteht, die Lasten auf einer Achse drehen. Bei Solaranwendungen wird ein Aktuator an einem Torsionsrohr – dem rotierenden Teil eines einachsigen Solartrackers – befestigt, um die Torsion zu erzeugen, die es bewegt.

John Payne, CEO von Kinematics, steht mit einer Reihe zusammengebauter Aktuatoren da. Kinematik

Ein Kinematics-Aktuator kann eine einachsige Trackerreihe drehen, die zwischen 90 und 100 Solarmodule beherbergt. Im Durchschnitt sind etwa 30 Kinematik-Aktuatoren erforderlich, um die Rotation für 1 MW Solarenergie anzutreiben.

Kinematics stellt kein einziges Treibermodell her, da kein Solartracker dem anderen gleicht. Nextracker produziert beispielsweise Solartracker mit unabhängigen Panelreihen, die einzelne Antriebe nutzen; und die Tracker von Array Technologies verwenden Antriebsleitungen, die die Panelreihen verbinden und Gruppen gemeinsam drehen. Deshalb arbeitet Kinematics mit Tracker-Herstellern zusammen, um einen Aktuator zu entwickeln, der den Drehmomentanforderungen und der Rotationsanordnung ihrer Systeme entspricht.

„Sie wissen wirklich zu schätzen, dass sie nicht nur ein Produkt von der Stange kaufen. Wir entwickeln für sie Innovationen und helfen den Tracker-Unternehmen, ihre Ziele zu erreichen“, sagte Jennifer Cangelosi, Vizepräsidentin für globalen Vertrieb und Geschäftsentwicklung bei Kinematik.

Kinematics hat auch Unternehmen, die fest geneigte Regale anbieten, bei der Umstellung auf Tracking-Systeme unterstützt.

„Mehrere Fixed-Tilt-Unternehmen kamen zu uns und sagten: ‚Unsere Kunden fragen nach Trackern. Können Sie uns helfen?‘“, sagte Cangelosi. „Wir haben ihnen den Weg supereinfach gemacht. Sie liefern den Stahl und die Paneele, und wir stellen den Kern und das Herzstück des Bewegungssteuerungssystems für diese Tracker bereit. Wir sind ein wirklich reibungsloser Weg, um von einem zu kommen.“ Wir werden die feststehende Seite des Unternehmens übernehmen und uns problemlos in ein Tracker-Unternehmen verwandeln.“

Kinematics entwickelt und fertigt Aktuatoren, die selbsthemmend sind. Das bedeutet, dass ein Solartracker den Winkel ändern kann, um der Sonne zuzugewandt zu sein, und so lange wie nötig einrasten kann, ohne dass das Risiko besteht, dass eine äußere Kraft wie Wind ein Gegendrehmoment ausübt und ihn aus der Position dreht.

Der Aktuator ist nur eine Komponente im Portfolio des Unternehmens an Motorsteuerungshardware für Solartracker. Kinematics stellt auch Encoder und Sensoren her, die das System überwachen und Daten für Bediener und Hersteller erzeugen, um die Leistung des Trackers zu optimieren.

„Es gibt diesen Trend hin zu dem, was wir als ‚digitale Solarenergie‘ bezeichnen“, sagte Payne. „Also mehr Nutzung von Konnektivität, Sensoren, Datenmanagement und Intelligenz, um tatsächlich umsetzbare Informationen zu entwickeln, die letztendlich die Gesamtlebenszykluskosten der Installation einer Solaranlage senken sollten.“

Um die Betriebs- und Wartungskosten weiter zu senken, strebt Kinematics die Entwicklung eines „wartungsfreien“ Aktuators an. Bei früheren Modellen erforderten Kinematics-Antriebe ein routinemäßiges Nachfüllen des Fetts. Das neueste Update der Aktuatorreihe des Unternehmens ist ein abgedichtetes Getriebe, bei dem das Schmiermittel in sich geschlossen ist und nicht nachgefüllt werden muss, während der Antrieb auch vor äußeren Einflüssen wie Staub geschützt ist. Kinematics nennt dies die ST-Serie

„[Solartracker] werden mindestens alle 10 Jahre überprüft, da es Elemente in den elektronischen Komponenten des Controllers – insbesondere in den Batterien – gibt, die alle 10 Jahre überprüft und in vielen Fällen ausgetauscht werden müssen“, sagte Plesniak. „Ein wartungsfreies Produkt zu haben bedeutet also in gewisser Hinsicht, dass es grundsätzlich alle 10 Jahre berührt werden kann. Der ST wurde gezielt so konstruiert, dass Sie ihn alle 10 Jahre in Augenschein nehmen können, stellen Sie sicher, dass wir das haben.“ Es gibt ein paar Dinge zu prüfen, aber letztendlich gibt es nichts zu warten.“

Produktionsausblick

Kinematics hat seinen Hauptsitz in Phoenix und fertigt Komponenten in seinem Werk in Jiangsu, China, und versendet sie zur Endmontage an sein anderes Werk in Nogales, Mexiko.

Das Unternehmen erhielt kürzlich die Genehmigung, seine Aktuatoren aus seinem mexikanischen Werk in die Vereinigten Staaten zu exportieren. Der Versand des Endprodukts aus Mexiko ermöglicht es dem Unternehmen, Zölle zu vermeiden, die bei einem Direktimport aus China anfallen würden.

Ein Fließbandteam montiert Aktuatoren im Kinematics-Werk in Nogales, Mexiko. Kinematik

„Es ist unsere einzigartige Technologie, die uns diese Zollverschiebung ermöglicht, sodass wir effektiv zollfreie Produkte von unserem Werk in Mexiko in die USA bringen können, was für unsere Kunden ein großer Vorteil ist“, sagte Payne.

Kinematics plant, seine Produktionslinien zu erweitern und möglicherweise eine Fabrik in den Vereinigten Staaten zu eröffnen, indem es Anreize aus dem Inflation Reduction Act nutzt.

„Wir warten, glaube ich, zusammen mit vielen anderen Unternehmen darauf, von der IRA mehr Klarheit zu bekommen“, sagte Payne. „Aber wir haben einen Entwurf für das entwickelt, was wir ‚Fabrik der Zukunft‘ nennen. Wenn es uns gelingt, … werden wir in der Lage sein, Antriebe in einem Bruchteil der Zeit zu produzieren, in der wir sie derzeit produzieren.“ Anlage in Jiangsu.“

Diese Verbesserungen könnten durch Fabrikautomatisierung und Robotik erreicht werden. Kinematics plant, diese Aktualisierungen irgendwann auch an seinen bestehenden Anlagen vorzunehmen.

Bis dahin wird Kinematics seine Aktuatoren weiterhin in China und Mexiko produzieren, um einen Großteil des Marktes für Solartracker am Laufen zu halten und auf weitere 2 Millionen Einheiten zu drängen.

„Wir bauen diese Beziehungen zu Kunden auf, sie halten lange und wir arbeiten einfach im Stillen hinter den Kulissen“, sagte Payne. „Wir müssen in einigen der, ehrlich gesagt, erstaunlichen Dinge, die wir tun, etwas offener sein, denn wir sind weltweit führend in diesem Bereich. Ich glaube nicht, dass wir jemals so etwas schaffen werden.“ Wir sind ein Team, das enorm viel Eigenwerbung und Selbstverherrlichung betreibt. Wir sind einfach nicht so eingestellt.“