Těsnění z NBR, CR a VMQ pro generátory, transformátory a fotovoltaické invertory

Přechod energetického sektoru k rozmanité a odolné síti závisí na složitém ekosystému zařízení pro výrobu a přeměnu energie – od obrovských vodních elektráren po distribuované solární panely na střechách. Každé zařízení klade před těsnění, která chrání jeho kritické systémy, jedinečné environmentální a provozní výzvy. Na rozdíl od těžké techniky je zde důraz často kladen na dlouhodobé environmentální těsnění, dielektrické vlastnosti a odolnost vůči tepelným cyklům po desetiletí provozu.

Generátory (větrné a vodní):

· Generátory větrných elektráren: Nacházejí se v gondolách vysoko nad zemí a jsou vystaveny extrémním teplotním výkyvům, kondenzaci a vibracím. Těsnění se používají v mazacích systémech převodovky a hlavního ložiska, stejně jako v připojeních chladicího systému. Standardním materiálem pro mazací systémy na olej je NBR. Pro těsnění obalů gondol, která musí odolávat UV záření, ozónu a teplotním cyklům, jsou díky své odolnosti proti povětrnostním vlivům lepší volbou ethylen-propylenový kaučuk (EPDM) nebo chloroprenový kaučuk (CR), i když se pro svůj široký teplotní rozsah používá také VMQ (silikon).

· Hydroelektrické generátory: Často se nacházejí ve vlhkém a chladném prostředí. V olejových systémech tlačného a vodícího ložiska se používají těsnění z NBR. Pro těsnění vystavená postřiku vodou nebo vysoké vlhkosti v strojovně poskytuje CR lepší odolnost proti degradaci způsobené vlhkostí než NBR.

Transformátory:

Jsou to tišní strážci elektrické sítě. Požadavky na těsnění se liší podle jednotlivých komponent:

· Těsnění hlavní nádrže: Tradičně z korku s gumou, moderní konstrukce často využívají formovaná těsnění na bázi EPDM díky jejich vynikající dlouhodobé odolnosti proti deformaci pod tlakem a odolnosti vůči oleji pro transformátory a povětrnostním vlivům.

· Průchodky, konzervátor a těsnění ventilů: Kaučuk NBR se běžně používá díky své kompatibilitě s minerálním olejem pro transformátory. U průchodek vystavených povětrnostním vlivům může být pro zvýšenou odolnost proti ozonu specifikován O-kroužek z kaučuku CR.

· Klesací distribuční transformátory: Tyto transformátory jsou všudypřítomné v obydlích a vyžadují spolehlivá a málo údržbou náročná těsnění. Standardní O-kroužky z kaučuku NBR se typicky používají u olejem plněných jednotek, zatímco u suchých transformátorů se pro těsnění pouzdra mohou používat těsnění z kaučuku VMQ.

Fotovoltaické (PV) invertory:

Srdcem každé solární elektrárny jsou invertory, které převádějí stejnosměrný proud (DC) z panelů na střídavý proud (AC) pro napájení sítě. Výzvy týkající se těsnění jsou zaměřeny na elektroniku:

· Ochrana před prostředím: Pouzdra invertorů musí splňovat stupeň ochrany proti vniknutí (Ingress Protection – IP), obvykle IP65. To vyžaduje těsnění, která zabraňují vniknutí prachu i vodních proudů.

· Správa tepla: Invertory vyvíjejí významné množství tepla. Těsnicí materiály nesmí degradovat ani ztrácet těsnicí sílu při dlouhodobém působení tepla od chladičů a komponentů, které mohou způsobit zvýšení teploty vnitřního vzduchu na 60–70 °C °C.

· Životnost: Sluneční elektrárny představují investice s horizontem 20 a více let.

  VMQ (silikon) je dominantním materiálem pro těsnění fotovoltaických invertorů. V tomto případě se osvědčil proto, že:

1. Jeho provozní teplotní rozsah (−60 °°C až +225 °°C) snadno zvládá jak vnitřní teplo, tak vnější podmínky pouště nebo arktidy.

2. Má vynikající odolnost proti deformaci pod tlakem (compression set), což znamená, že těsnění udržuje těsnicí sílu po desítky let bez nutnosti opětovného dotahování.

3. Je přirozeně nehořlavý a nabízí dobré dielektrické vlastnosti.

Geografické faktory výrazně ovlivňují konečný výběr materiálu:

· USA: Různorodé klimatické podmínky – od aljašského chladu po arizonské horko – vyžadují materiály, které spolehlivě fungují v extrémních podmínkách. Pro venkovní komponenty transformátorů se často používají UV-stabilizované materiály EPDM nebo CR, zatímco pro solární invertory na jihozápadě USA je běžným řešením vysoce kvalitní VMQ.

· Indie: Vysoké okolní teploty, monzunní deště a znečištění. Transformátory a generátory vyžadují těsnění s výraznou odolností proti ozónu a tepelnému stárnutí. Široce se používají těsnění z CR a speciálně formulovaného NBR.

· Filipíny: Tropické mořské podnebí s vysokou vlhkostí, solnou mlhou a tajfuny. Zásadní je odolnost proti korozi. Těsnění z CR jsou preferována pro venkovní elektrická zařízení a nerezová ocelová montážní sada je často kombinována s elastomerními těsněními, aby se zabránilo galvanické korozi.

Strategie těsnění pro energetická zařízení je proto přístup založený na životním cyklu, který klade důraz na materiály zajišťující desítky let spolehlivého provozu s minimálním zásahem údržby a chrání zařízení za několik milionů dolarů před nenápadnými účinky prostředí.