{"id":882,"date":"2026-06-25T01:55:43","date_gmt":"2026-06-25T01:55:43","guid":{"rendered":"https:\/\/oldhamcoupling.net\/oldham-couplings-in-solar-tracking-systems-handling-thermal-expansion-in-outdoor-drives\/"},"modified":"2026-06-25T01:55:43","modified_gmt":"2026-06-25T01:55:43","slug":"oldham-couplings-in-solar-tracking-systems-handling-thermal-expansion-in-outdoor-drives","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/oldhamcoupling.net\/pt\/oldham-couplings-in-solar-tracking-systems-handling-thermal-expansion-in-outdoor-drives\/","title":{"rendered":"Acoplamentos Oldham em sistemas de rastreamento solar: gerenciamento da expans\u00e3o t\u00e9rmica em acionamentos externos"},"content":{"rendered":"

Os sistemas de rastreamento solar est\u00e3o entre os ambientes mec\u00e2nicos termicamente mais din\u00e2micos que um acoplamento pode enfrentar. O motor, a caixa de engrenagens e o eixo de acionamento de um rastreador come\u00e7am o dia \u00e0 temperatura ambiente \u2014 que em instala\u00e7\u00f5es solares no deserto pode estar abaixo de zero nas manh\u00e3s de inverno \u2014 e atingem a temperatura de opera\u00e7\u00e3o ao meio-dia, quando a irradia\u00e7\u00e3o solar direta na estrutura do rastreador, combinada com as altas temperaturas ambientes, pode elevar a temperatura do a\u00e7o estrutural para 60 a 80 \u00b0C acima da temperatura de refer\u00eancia da manh\u00e3. Esse ciclo t\u00e9rmico se repete diariamente durante os 25 a 30 anos de vida \u00fatil da instala\u00e7\u00e3o solar, acumulando milhares de ciclos de expans\u00e3o e contra\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica em cada elemento estrutural e componente de acionamento.<\/p>\n

O acoplamento que conecta o motor de acionamento e o atuador do rastreador ao tubo de torque ou ao acionamento de giro deve absorver o deslocamento lateral do eixo resultante da expans\u00e3o t\u00e9rmica di\u00e1ria, sem transmitir for\u00e7as radiais destrutivas aos rolamentos do motor ou da caixa de engrenagens \u2014 e deve fazer isso de forma confi\u00e1vel por d\u00e9cadas, em um ambiente externo com exposi\u00e7\u00e3o a raios UV, poeira, temperaturas extremas e acesso m\u00ednimo para manuten\u00e7\u00e3o. Acoplamento de Oldham<\/strong> Este sistema enfrenta esse desafio gra\u00e7as \u00e0 sua capacidade de absor\u00e7\u00e3o de deslocamento lateral, ao seu disco de pol\u00edmero de funcionamento a seco e \u00e0 sua disponibilidade em materiais resistentes \u00e0 corros\u00e3o, adequados para instala\u00e7\u00e3o ao ar livre.<\/p>\n

\n \"Acoplamento
A ciclagem t\u00e9rmica di\u00e1ria em estruturas de rastreadores solares cria um deslocamento lateral do eixo entre o motor e as interfaces de acionamento do tubo de torque \u2014 o acoplamento Oldham absorve esse deslocamento sem suportar cargas durante d\u00e9cadas de opera\u00e7\u00e3o ao ar livre.<\/figcaption><\/figure>\n

Como a expans\u00e3o t\u00e9rmica causa desalinhamento do eixo em acionamentos Tracker<\/h2>\n

Um rastreador horizontal de eixo \u00fanico (HSAT) t\u00edpico consiste em um tubo de torque de a\u00e7o apoiado em mancais em intervalos regulares ao longo de seu comprimento, acionado por um atuador linear ou um mecanismo de giro no suporte central. O motor e a caixa de engrenagens s\u00e3o montados em uma estrutura de suporte fixa adjacente ao ponto de acionamento, com um acoplamento conectando o eixo de sa\u00edda da caixa de engrenagens \u00e0 interface de acionamento do tubo de torque.<\/p>\n

\u00c0 medida que a estrutura do rastreador aquece durante o dia, o tubo de torque de a\u00e7o e a estrutura de suporte do motor expandem-se termicamente. Como as duas estruturas t\u00eam geometrias diferentes, orienta\u00e7\u00f5es diferentes em rela\u00e7\u00e3o ao sol e massas t\u00e9rmicas diferentes, elas n\u00e3o se expandem exatamente na mesma taxa ou na mesma dire\u00e7\u00e3o. O resultado \u00e9 um ciclo di\u00e1rio de desalinhamento lateral entre o eixo de sa\u00edda da caixa de engrenagens e o eixo de acionamento do tubo de torque \u2014 um desalinhamento que pode variar de 0,2 a 0,8 mm no pico da diferen\u00e7a de temperatura, dependendo da geometria de instala\u00e7\u00e3o e da dist\u00e2ncia entre o suporte do motor e o rolamento do tubo de torque.<\/p>\n

Nessa posi\u00e7\u00e3o, um acoplamento r\u00edgido transmite o desalinhamento t\u00e9rmico como uma carga de flex\u00e3o tanto no rolamento do eixo de sa\u00edda da caixa de engrenagens quanto no rolamento do tubo de torque. Ao longo de milhares de ciclos t\u00e9rmicos di\u00e1rios \u2014 aproximadamente 3.650 ciclos por d\u00e9cada \u2014 essa carga c\u00edclica se torna uma carga de fadiga que reduz progressivamente a vida \u00fatil do rolamento. Em uma instala\u00e7\u00e3o solar projetada para 25 anos de opera\u00e7\u00e3o com acesso m\u00ednimo para manuten\u00e7\u00e3o, a falha prematura do rolamento devido \u00e0s cargas induzidas pelo acoplamento \u00e9 um modo de falha inaceit\u00e1vel.<\/p>\n

Aplica\u00e7\u00f5es de acionamento de rastreador de eixo \u00fanico<\/h2>\n

Os rastreadores horizontais de eixo \u00fanico utilizam um sistema de acionamento centralizado \u2014 um motor e uma caixa de engrenagens por fileira de pain\u00e9is, conectados ao tubo de torque no centro da fileira \u2014 ou um sistema de acionamento distribu\u00eddo com acionamentos individuais em cada painel. Em ambas as configura\u00e7\u00f5es, o acoplamento na interface caixa de engrenagens-tubo de torque deve acomodar o desalinhamento t\u00e9rmico descrito acima.<\/p>\n

O acoplamento Oldham \u00e9 utilizado nesta posi\u00e7\u00e3o especificamente por sua capacidade de acomodar o desalinhamento lateral com carga nula nos mancais. Um acoplamento flex\u00edvel que imp\u00f5e for\u00e7as de retorno el\u00e1stico \u2014 como os de foles ou vigas \u2014 transmitiria o desalinhamento t\u00e9rmico c\u00edclico como uma carga radial c\u00edclica no mancal da caixa de engrenagens: exatamente a carga de fadiga que deve ser evitada em uma instala\u00e7\u00e3o com manuten\u00e7\u00e3o minimizada ao longo de 25 anos. O acoplamento Oldham absorve o desalinhamento atrav\u00e9s de seu disco deslizante com for\u00e7a de rea\u00e7\u00e3o nula, protegendo os mancais da caixa de engrenagens e do tubo de torque das cargas de fadiga induzidas pelo acoplamento durante toda a vida \u00fatil da instala\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Os sistemas de acionamento por rastreadores n\u00e3o exigem folga zero da mesma forma que os sistemas servo de precis\u00e3o \u2014 a precis\u00e3o de posicionamento do painel necess\u00e1ria para a m\u00e1xima capta\u00e7\u00e3o de energia geralmente est\u00e1 na faixa de \u00b10,1 a \u00b10,5 graus, o que \u00e9 alcan\u00e7\u00e1vel com um acoplamento que possui folga moderada. No entanto, em projetos de rastreadores com controle de posi\u00e7\u00e3o em malha fechada baseado em encoder, a conex\u00e3o do acoplamento do encoder exige folga zero para uma opera\u00e7\u00e3o est\u00e1vel do circuito de controle.<\/p>\n

Aplica\u00e7\u00f5es de rastreamento de eixo duplo<\/h2>\n

Os rastreadores de dois eixos (rastreamento tanto de azimute quanto de eleva\u00e7\u00e3o) s\u00e3o usados \u200b\u200bem aplica\u00e7\u00f5es de energia solar fotovoltaica concentrada (CPV) e energia solar concentrada (CSP), onde os requisitos de precis\u00e3o de rastreamento s\u00e3o mais rigorosos \u2014 tipicamente dentro de \u00b10,05 graus para manter o foco em um pequeno receptor. Esses sistemas usam acionamentos servocontrolados com feedback de encoder, e os requisitos de acoplamento combinam a precis\u00e3o de uma aplica\u00e7\u00e3o servo com os desafios do ambiente externo de um rastreador solar.<\/p>\n

Em rastreadores CPV e CSP, os acoplamentos Oldham aparecem tanto na conex\u00e3o do encoder (folga zero, isolamento el\u00e9trico, carga zero nos rolamentos do encoder) quanto na conex\u00e3o do acionamento principal (absor\u00e7\u00e3o do deslocamento lateral devido \u00e0 expans\u00e3o t\u00e9rmica, carga zero nos rolamentos da caixa de engrenagens de precis\u00e3o). Cubos de a\u00e7o inoxid\u00e1vel e discos de PEEK s\u00e3o normalmente especificados para essas aplica\u00e7\u00f5es de precis\u00e3o em ambientes externos \u2014 o a\u00e7o inoxid\u00e1vel oferece resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o em ambientes costeiros ou des\u00e9rticos \u00famidos, e o PEEK proporciona a estabilidade t\u00e9rmica necess\u00e1ria para opera\u00e7\u00e3o cont\u00ednua em ambientes externos com altas temperaturas.<\/p>\n

\n \"Acoplamento
Os rastreadores de eixo duplo para aplica\u00e7\u00f5es CPV combinam os requisitos de precis\u00e3o de servo com os desafios do ambiente externo das instala\u00e7\u00f5es solares \u2014 os cubos de a\u00e7o inoxid\u00e1vel e os discos de PEEK resolvem ambos os problemas simultaneamente.<\/figcaption><\/figure>\n

Sele\u00e7\u00e3o de materiais para aplica\u00e7\u00f5es solares externas<\/h2>\n

O ambiente externo de uma instala\u00e7\u00e3o solar imp\u00f5e requisitos de materiais que v\u00e3o al\u00e9m dos encontrados em aplica\u00e7\u00f5es industriais t\u00edpicas:<\/p>\n

Exposi\u00e7\u00e3o aos raios UV:<\/strong> O acetal padr\u00e3o (POM) \u00e9 suscet\u00edvel \u00e0 degrada\u00e7\u00e3o por raios UV em exposi\u00e7\u00f5es prolongadas ao ar livre. A radia\u00e7\u00e3o UV quebra a cadeia polim\u00e9rica, causando esbranqui\u00e7amento da superf\u00edcie, fragiliza\u00e7\u00e3o e aumento da resist\u00eancia. Em aplica\u00e7\u00f5es de rastreadores solares externos com exposi\u00e7\u00e3o direta \u00e0 luz solar, deve-se especificar um acetal com estabilizador UV ou um material alternativo para os discos. O PEEK com fibra de carbono \u00e9 inerentemente preto e absorve raios UV sem sofrer degrada\u00e7\u00e3o, tornando-o um material adequado para discos externos. Se for poss\u00edvel proteger o acoplamento da luz solar direta com uma simples cobertura ou prote\u00e7\u00e3o, os discos de acetal padr\u00e3o podem ser usados \u200b\u200bcom seguran\u00e7a.<\/p>\n

Ciclos de condensa\u00e7\u00e3o e umidade:<\/strong> A varia\u00e7\u00e3o di\u00e1ria de temperatura, das manh\u00e3s frias \u00e0s tardes quentes, cria condensa\u00e7\u00e3o nas superf\u00edcies met\u00e1licas frias durante a fase de resfriamento. Em ambientes costeiros ou des\u00e9rticos \u00famidos, a condensa\u00e7\u00e3o carregada de sal \u00e9 particularmente corrosiva para cubos de alum\u00ednio. O alum\u00ednio 6061 padr\u00e3o, sem tratamento superficial especial, desenvolver\u00e1 corros\u00e3o nesses ambientes ao longo de uma vida \u00fatil de 25 anos. O alum\u00ednio anodizado oferece melhor resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o; o alum\u00ednio anodizado duro \u00e9 ainda mais dur\u00e1vel. Para ambientes costeiros ou com n\u00e9voa salina, os cubos de a\u00e7o inoxid\u00e1vel 316L s\u00e3o a especifica\u00e7\u00e3o conservadora que elimina completamente os problemas de corros\u00e3o.<\/p>\n

Temperaturas extremas:<\/strong> As instala\u00e7\u00f5es solares em regi\u00f5es des\u00e9rticas sofrem varia\u00e7\u00f5es de temperatura que v\u00e3o de menos de -20 \u00b0C nas noites de inverno a mais de +60 \u00b0C nas tardes de ver\u00e3o, com as temperaturas dos componentes de acoplamento atingindo valores ainda mais altos devido ao aquecimento solar direto. A fragilidade do acetal em baixas temperaturas \u2014 que se torna significativamente mais quebradi\u00e7o abaixo de 0 \u00b0C \u2014 significa que a substitui\u00e7\u00e3o de um disco ou uma a\u00e7\u00e3o de manuten\u00e7\u00e3o de emerg\u00eancia em condi\u00e7\u00f5es de frio acarreta o risco de fratura fr\u00e1gil se o disco for manuseado de forma descuidada. A fragilidade muito menor do PEEK em baixas temperaturas o torna uma especifica\u00e7\u00e3o mais robusta para instala\u00e7\u00f5es em climas com noites frias.<\/p>\n

Desafios de acessibilidade para manuten\u00e7\u00e3o<\/h2>\n

As instala\u00e7\u00f5es de rastreadores solares normalmente cobrem grandes \u00e1reas \u2014 uma usina solar de grande escala pode ter milhares de acionamentos de rastreadores espalhados por centenas de hectares. O custo de manuten\u00e7\u00e3o de cada acoplamento individualmente \u00e9, portanto, uma considera\u00e7\u00e3o operacional significativa, e minimizar a frequ\u00eancia de manuten\u00e7\u00e3o \u00e9 um objetivo primordial do projeto.<\/p>\n

A arquitetura de disco substitu\u00edvel do acoplamento Oldham \u00e9 ideal para essa restri\u00e7\u00e3o. Quando a substitui\u00e7\u00e3o do disco se torna necess\u00e1ria \u2014 geralmente ap\u00f3s alguns anos em uma aplica\u00e7\u00e3o de rastreador solar corretamente especificada \u2014 a substitui\u00e7\u00e3o leva cinco minutos por acoplamento, sem necessidade de realinhamento do eixo ou desmontagem da estrutura de montagem. Um t\u00e9cnico de manuten\u00e7\u00e3o com um pequeno kit de discos de reposi\u00e7\u00e3o e uma chave dinamom\u00e9trica pode realizar a manuten\u00e7\u00e3o de v\u00e1rios acoplamentos por dia. Compare isso com os acoplamentos de fole, que exigem substitui\u00e7\u00e3o e realinhamento completos, o que leva muito mais tempo e pode exigir dois t\u00e9cnicos.<\/p>\n

Para instala\u00e7\u00f5es de grande escala, a empresa operadora deve estabelecer um programa de substitui\u00e7\u00e3o de discos com base na vida \u00fatil esperada para as condi\u00e7\u00f5es espec\u00edficas da instala\u00e7\u00e3o \u2014 clima, ciclo operacional e material do disco \u2014 e manter um estoque pr\u00e9vio de discos de reposi\u00e7\u00e3o suficiente para toda a instala\u00e7\u00e3o. O custo de manter discos sobressalentes em estoque \u00e9 m\u00ednimo em compara\u00e7\u00e3o com o custo de um deslocamento n\u00e3o planejado para manuten\u00e7\u00e3o em uma linha de rastreadores remota.<\/p>\n

Especifica\u00e7\u00f5es recomendadas para aplica\u00e7\u00f5es de rastreadores solares<\/h2>\n
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Tipo de rastreador \/ Localiza\u00e7\u00e3o<\/th>\nMaterial do Hub<\/th>\nMaterial do disco<\/th>\nMotivo principal<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
HSAT, s\u00edtio \u00e1rido interior<\/td>\nAlum\u00ednio anodizado<\/td>\nacetal ou PEEK estabilizado contra raios UV<\/td>\nBaixa umidade, prioridade para prote\u00e7\u00e3o UV<\/td>\n<\/tr>\n
HSAT, local costeiro ou \u00famido<\/td>\na\u00e7o inoxid\u00e1vel 316L<\/td>\nESPIAR<\/td>\nResist\u00eancia \u00e0 n\u00e9voa salina e \u00e0 condensa\u00e7\u00e3o<\/td>\n<\/tr>\n
HSAT, clima frio (abaixo de -20\u00b0C)<\/td>\na\u00e7o inoxid\u00e1vel 316L<\/td>\nESPIAR<\/td>\nResist\u00eancia a baixas temperaturas, sem fragilidade a frio.<\/td>\n<\/tr>\n
Rastreador CPV\/CSP de eixo duplo<\/td>\na\u00e7o inoxid\u00e1vel 316L<\/td>\nESPIAR<\/td>\nPrecis\u00e3o + ambiente externo + longa vida \u00fatil<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n<\/div>\n

Conclus\u00e3o<\/h2>\n

Os acionamentos de rastreadores solares combinam tr\u00eas requisitos que, individualmente, aparecem em outras aplica\u00e7\u00f5es, mas raramente juntos: absor\u00e7\u00e3o do desalinhamento lateral devido \u00e0 expans\u00e3o t\u00e9rmica em ciclos di\u00e1rios de temperatura que variam de 50 a 80 \u00b0C; longa vida \u00fatil em ambientes externos com exposi\u00e7\u00e3o extrema a raios UV, umidade e temperaturas extremas; e acesso m\u00ednimo para manuten\u00e7\u00e3o em grandes instala\u00e7\u00f5es distribu\u00eddas. O acoplamento Oldham atende a todos os tr\u00eas requisitos por meio de seu mecanismo de disco deslizante \u2014 que absorve o desalinhamento t\u00e9rmico sem suportar cargas ao longo de d\u00e9cadas de ciclos di\u00e1rios \u2014 e suas op\u00e7\u00f5es de materiais, que oferecem a resist\u00eancia a raios UV, temperatura e corros\u00e3o adequada para cada clima de instala\u00e7\u00e3o. Especificado corretamente com cubos de a\u00e7o inoxid\u00e1vel e discos de PEEK para ambientes exigentes, e com materiais estabilizados contra raios UV para exposi\u00e7\u00e3o direta \u00e0 luz solar, um acoplamento Oldham em um acionamento de rastreador solar funcionar\u00e1 de forma confi\u00e1vel durante toda a vida \u00fatil projetada da instala\u00e7\u00e3o, de 25 a 30 anos, com apenas a inspe\u00e7\u00e3o e substitui\u00e7\u00e3o peri\u00f3dicas dos discos como requisito de manuten\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Navegue pelos nossos Gama de acoplamentos Oldham para aplica\u00e7\u00f5es externas e solares.<\/a> com op\u00e7\u00f5es de cubo em a\u00e7o inoxid\u00e1vel e disco em PEEK, ou Entre em contato com nossa equipe.<\/a> Para obter orienta\u00e7\u00f5es sobre a sele\u00e7\u00e3o de materiais espec\u00edficos para o clima de instala\u00e7\u00e3o e o projeto do rastreador.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Solar tracking systems are among the most thermally dynamic mechanical environments that a coupling will ever encounter. A tracker drive motor, gearbox, and drive shaft begin each day at ambient temperature \u2014 which in desert solar installations can be below freezing on winter mornings \u2014 and reach operating temperature by midday, when direct solar irradiance […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_et_pb_use_builder":"","_et_pb_old_content":"","_et_gb_content_width":"","footnotes":""},"categories":[722],"tags":[939,938,934,937,941,935,942,940,936],"class_list":["post-882","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-blog","tag-cpv-tracker-coupling","tag-hsat-drive-coupling","tag-oldham-coupling-solar-tracking","tag-outdoor-coupling-uv-resistant","tag-peek-solar-coupling","tag-solar-tracker-drive-coupling","tag-solar-tracking-misalignment","tag-stainless-steel-outdoor-coupling","tag-thermal-expansion-coupling"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/oldhamcoupling.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/882","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/oldhamcoupling.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/oldhamcoupling.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/oldhamcoupling.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/oldhamcoupling.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=882"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/oldhamcoupling.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/882\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/oldhamcoupling.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=882"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/oldhamcoupling.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=882"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/oldhamcoupling.net\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=882"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}