Tesniace prvky z NBR, CR a VMQ pre generátory, transformátory a fotovoltické meniče

Prechod energetického sektora k rozmanitejšej a odolnejšej sieti závisí od komplexného ekosystému zariadení na výrobu a premenu energie – od obrovských vodných elektrární po rozptýlené slnečné elektrárne na strechách. Každé zariadenie predstavuje jedinečné environmentálne a prevádzkové výzvy pre tesnenia, ktoré chránia ich kritické systémy. Na rozdiel od ťažkých strojov je tu zameranie často na dlhodobé environmentálne tesnenie, dielektrické vlastnosti a odolnosť voči tepelným cyklom počas desiatok rokov prevádzky.

Generátory (vetrové a vodné):

· Generátory veterných turbín: Nachádzajú sa v gondolách vo veľkej výške nad zemou, kde sú vystavené extrémnym kolísniam teplôt, kondenzácii a vibráciám. Tesnenia sa používajú v mazacích systémoch pre prevodovku a hlavné ložisko, ako aj v spojoch chladiaceho systému. NBR je štandardný materiál pre mazacie systémy na báze oleja. Pre tesniace tesnenia obalu gondoly, ktoré musia odolať UV žiareniu, ozónu a cyklickým zmenám teploty, sú vzhľadom na ich odolnosť voči poveternostným vplyvom lepšími voľbami etylén-propylénový kaučuk (EPDM) alebo chloroprenový kaučuk (CR), hoci sa na tento účel používa aj VMQ (silikón) vďaka jeho širokému teplotnému rozsahu.

· Hydroelektrické generátory: Často sa nachádzajú v vlhkom a chladnom prostredí. V olejových systémoch tlačného a vodidlého ložiska sa používajú tesnenia z NBR. Pre tesnenia vystavené postrekovaniu vodou alebo vysokej vlhkosti v strojovni poskytuje CR lepšiu odolnosť voči degradácii spôsobenej vlhkosťou než NBR.

Transformátory:

Toto sú tichí strážcovia elektrickej siete. Požiadavky na tesnenie sa líšia podľa jednotlivých komponentov:

· Tesniace kružnice hlavnej nádrže: Tradične z korku a gumy, moderné konštrukcie často využívajú formované tesniace kružnice na báze EPDM vzhľadom na ich vynikajúcu dlhodobú odolnosť voči stlačeniu a odolnosť voči transformátorovému oleju aj poveternostným vplyvom.

· Izolačné vývody, konzervátor a tesnenia ventilov: NBR sa bežne používa pre jeho kompatibilitu s minerálnym transformátorovým olejom. Pre izolačné vývody vystavené vonkajším vplyvom sa môže špecifikovať O-krúžok z CR pre zvýšenú odolnosť voči ozónu.

· Znížovacie distribučné transformátory: Tieto jednotky sú všadeprítomné v obydlíach a vyžadujú spoľahlivé a málo údržbové tesnenia. Štandardné O-krúžky z NBR sú typické pre olejom plnené jednotky, zatiaľ čo suché transformátory môžu na tesnenie obalu využívať tesniace kružnice z VMQ.

Fotovoltaické (FV) meniče:

Srdce každej solárnej inštalácie – meniče premieňajú striedavý prúd (DC) z panelov na striedavý prúd (AC) pre elektrickú sieť. Výzvy pri tesnení sú zamerané na elektroniku:

· Ochrana pred prostredím: Obaly meničov vyžadujú stupeň ochrany proti vniknutiu (IP), zvyčajne IP65. To vyžaduje tesniace kružnice, ktoré zabezpečujú ochranu pred prachom a vodnými prúdmi.

· Tepelné riadenie: Invertory generujú významné množstvo tepla. Tesniace materiály nesmú degradovať ani strácať tesniacu silu pri dlhodobom pôsobení tepla od chladičov a komponentov, ktoré môžu zvýšiť teplotu vnútorného vzduchu na 60–70 °C.

· Životnosť: Slnečné elektrárne predstavujú investície s horizontom 20 a viac rokov.

  VMQ (kremíkový kaučuk) je prevládajúcim materiálom pre tesniace pásky invertorov fotovoltických systémov. V tomto prípade sa osvedčil z nasledujúcich dôvodov:

1. Jeho rozsah prevádzkovej teploty (–60 °°C až +225 °°C) ľahko zvláda vnútorné teplo aj vonkajšie podmienky púštnych alebo arktických oblastí.

2. Má vynikajúcu odolnosť voči deformácii po stlačení, čo znamená, že tesniaca páska udržiava tesniacu silu po desiatky rokov bez potreby opätovného dotiahnutia.

3. Je prirodzene nehorľavý a ponúka dobré izolačné vlastnosti.

Geografické faktory výrazne ovplyvňujú konečný výber materiálu:

· USA: Rozmanité klímy – od aljašského studeného po arizonské horúce podmienky – vyžadujú materiály, ktoré spoľahlivo fungujú v extrémnych podmienkach. Pre vonkajšie komponenty transformátorov sa bežne používajú UV-stabilizované materiály EPDM alebo CR, zatiaľ čo pre slnečné invertory v juhozápadnej časti USA sa bežne používa VMQ vysokej kvality.

· India: Vysoké vonkajšie teploty, monzúnové dažde a znečistenie. Transformátory a generátory vyžadujú tesnenia s výbornou odolnosťou voči ozónu a tepelnej degradácii. Široko sa používajú tesnenia z kaučuku CR a špeciálne zložené NBR.

· Filipíny: Tropické námorné podnebie s vysokou vlhkosťou, soľnou snežou a tajfúnmi. Najdôležitejšia je odolnosť voči korózii. Tesnenia z kaučuku CR sa uprednostňujú pre vonkajšie elektrické zariadenia a do často sa kombinujú s elastomérnymi tesneniami nehrdzavejúca oceľová montážna technika, aby sa zabránilo galvanickej korózii.

Stratégia tesnenia pre energetické aktíva je teda prístup založený na celom životnom cykle, pri ktorom sa uprednostňujú materiály zabezpečujúce desiatky rokov spoľahlivej prevádzky s minimálnym zásahom údržby a chránia vybavenie za niekoľko miliónov dolárov pred nepatrnými, no škodlivými účinkami prostredia.