Повышение жизнеспособности ветровой энергии

экспертиза

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

Питание крупнейшей в мире морской ветряной турбины

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 ».