Повышение жизнеспособности ветровой энергии

Технологии ветроэнергетики значительно улучшились за последнее десятилетие, поскольку ветряные турбины стали гигантскими инженерными достижениями, возвышаясь над ландшафтом или плавающими в море. По данным Глобального совета по ветроэнергетике (GWEC), сегодня одна турбина может приводить в действие тысячи домов, и требуется всего от трех до шести месяцев, чтобы окупить затраты на производство, эксплуатацию и переработку самой себя в течение ее 20-25-летнего срока службы.

В своем обзоре рынка за 2017 год GWEC заявила: «Ветроэнергетика быстро превращается в полностью коммерциализированную, несубсидируемую технологию, успешно конкурируя на рынке с сильно субсидируемыми компаниями, занимающимися ископаемым и ядерным топливом». В 2017 году Китай возглавлял мировые инвестиции в ветроэнергетику на сумму 107 миллиардов долларов США, за ним последовали США, Германия, Великобритания и Индия. По данным Американской ассоциации ветроэнергетики (AWEA), к 2020 году ветер должен обеспечивать 10% электроэнергии в США, и на сегодняшний день он уже обеспечивает энергией 26 миллионов домов в 41 штате.

Timken сыграл значительную роль в этом прогресс, работа с ветроэнергетикой клиентов и партнеров, чтобы обеспечить масштаб и производительность, необходимые для превращения ветра в жизнеспособный источник энергии. За последние 10 лет бизнес Timken в области ветроэнергетики вырос с 20 миллионов долларов США до 150 миллионов долларов США, поскольку отрасль признала лидерство компании и технические инновации.

Повышение стоимости жизненного цикла турбины

Поскольку техническое обслуживание ветряной турбины, которая стоит на высоте 500 футов над землей или плывет в 15 милях от моря, обходится очень дорого, заказчики сегодня высоко ценят надежные, не требующие обслуживания решения для силовых агрегатов турбин. Однако так было не всегда.

Аджай Дас, вице-президент по стратегии и развитию бизнеса Timken, отвечал за развитие ветроэнергетического бизнеса компании еще в 2007 году. По мере того, как размер турбины увеличивался, возрастала сложность конструкции, а существующие конструкции не соответствовали этой задаче. Турбины, рассчитанные на срок эксплуатации 20 лет, потребовали капитального ремонта редуктора в течение семи-десяти лет, что обошлось в более чем 300 000 долларов США, или 1,2 миллиона долларов США в течение срока службы турбины.

Аджай Дас, вице-президент по стратегии и развитию бизнеса Timken, стоял за тем, чтобы компания вышла на рынок ветроэнергетики в 2007 году.

«Именно тогда появился Тимкен», — говорит Дас. Когда турбины были меньше по размеру, нагрузки на подшипники были не такими высокими, и конструкторы турбин могли обойтись без неоптимальных подшипников. Timken обслуживала рынок очень избирательно, пока турбины не достигли многомегаваттной мощности. Затем стало ясно, что инвестиции в более технически совершенные подшипники могут значительно повысить ценность жизненного цикла турбины.

Вывод энергии ветра на новые высоты

Рост рынка за счет снижения затрат

Руководители Timken гордятся своей способностью решать технически сложные задачи, с которыми способен справиться не каждый. Энергия ветра не стала исключением.

«Вначале самым слабым звеном в цепи были подшипники», — говорит Дас. Чтобы устранить чрезмерный износ по ветру, инженеры Timken разработали конструкцию конического подшипника, которая позволила обоим рядам роликов в подшипнике одинаково распределять радиальную и осевую нагрузки. Износостойкие покрытия Timken обеспечила дополнительную страховку от микропиттинга и проблем со смазкой.

Благодаря инженерам Timken перспективы ветроэнергетики быстро улучшились. В 2017 году AWEA сообщила, что эксплуатационные расходы ветряных электростанций снизились на две трети за предыдущие семь лет. В районах, где качество ветра очень хорошее, турбины мощностью менее мегаватт теперь заменяются более крупными турбинами мощностью от трех до пяти мегаватт. «Внезапно тот же ветер в одном и том же месте производит намного больше энергии», — говорит Дас.

Timken продолжает инвестировать в ветроэнергетику, разрабатывая инновационные конструкции подшипников турбин, которые, как доказано, продлевают срок службы подшипников и значительно снижают износ. Сегодня Конический двойной внутренний (TDI) Timken Роликовый подшипник главного вала справляется с ветром, как никакой другой подшипник. В результате десятилетнего сотрудничества с заказчиками TDI был разработан как оптимальный подшипник для ветряных турбин с трехточечным креплением, продлевая срок службы и улучшая характеристики крупнейших турбин в мире.

Timken также привлекает неорганические инвестиции, Системы смазки Groeneveld предназначен для турбин, а также Муфты Lovejoy и Ограничители крутящего момента AeroTorque . Все эти продукты работают, чтобы эффективно передавать исходную мощность, потребляемую лопастями ветряных турбин, генератору за главным валом — и делать это надежно в некоторых из самых сложных условий на планете.

История решения сложных задач

По мере того, как ветряные турбины становятся больше и по мере того, как они перемещаются в море, технические проблемы множатся, и это работает в пользу Timken, — объясняет Дас.

«Timken обычно работает в приложениях, в которых вероятность и цена отказа очень высоки. Клиенты обращаются к нам в таких сложных ситуациях, потому что знают, что могут найти надежное решение ».

Дас продолжает выводить Timken на новые и развивающиеся рынки, которые создают те задачи, в которые инженеры Timken любят вникать. Робототехника — один из примеров. «Сегодня так много компаний пытаются разработать коботов», — говорит он (роботов, которые работают вместе с людьми). «Но силовая передача должна быть чрезвычайно точной, чрезвычайно легкой и чрезвычайно энергоэффективной. Timken участвует в этих приложениях . »

Timken также видит огромный рост в области применения солнечной энергии, а также в пищевая промышленность , где трансмиссии должны оставаться дезинфицированными. «Мы продолжаем искать проблемы в этих развивающихся и быстрорастущих отраслях, — говорит Дас, — и продолжаем органическое и неорганическое строительство в этих сегментах».

Как и в случае с ветром, сценарий начинается с этой сложной технической задачи. По мере преодоления этих проблем продолжается рост установленной базы конечного продукта. Затем Timken продает запасные части через своих дистрибьюторов послепродажного обслуживания, обеспечивая стабильный доход и прибыльность.

«Это наша типичная модель», — говорит Дас. «Мы изобретаем его заново в течение 120 лет. Он служит для постоянной диверсификации и омоложения нашей компании. Где бы в мире ни происходили технические инновации, вы всегда видите потребность в подходящей трансмиссии и технологии управления трением. Timken способен решать самые сложные задачи ».

Published: 2021/03/11