铁姆肯公司如何化挑战为机遇,助力风力发电更有效

成长

铁姆肯公司如何化挑战为机遇,助力风力发电更有效

在过去十年,风能技术与日俱进,风机高耸入云或漂于海上,成为一大工程壮举。根据全球风能理事会 (GWEC) 的数据,目前一台风机可为数千户家庭提供电力,且只需三到六个月即可收回生产和运营成本,并可循环使用长达 20 至 25 年。

在其 2017 年行情速递中,GWEC 宣称:“风力发电正在迅速转变为一种完全商业化、无补贴的技术,并在市场上与如今得到大量补贴的化石燃料和核燃料技术的较量中获得成功。”2017 年,中国在全球 1070 亿美元的风能投资中高居榜首,美国、德国、英国和印度紧随其后。根据美国风能协会 (AWEA) 的报告,到 2020 年,风能将为美国提供 10% 的电力,且目前已为 41 个州的 2600 万户家庭供电。

铁姆肯公司在这一进程中发挥了重要作用,我们与风能客户和合作伙伴携手合作,提升生产规模和产品性能,将风能转化为可利用能源。在过去 10 年中,由于铁姆肯公司的领导能力和技术创新得到了业界认可,公司的风能业务从 2000 万美元增长到 1.5 亿美元。

铁姆肯公司进入风能领域的时机至关重要

由于离地 500 英尺或离岸 15 英里的风机的维护成本非常高昂,现今客户高度重视可靠且无需维护的风机动力传动系统解决方案。然而,以前并非总能如愿。

铁姆肯公司的战略与业务发展副总裁 Ajay Das 早在 2007 年就负责发展公司的风能业务。随着风机尺寸的增大,设计的复杂性也随之增加,现有设计已经无法满足需求。要想让风机使用 20 年,需要在 7 到 10 年内对齿轮箱进行大修,维修成本可能高达每次 30 万美元,甚至在整个风机寿命期超过 120 万美元。

Ajay Das,铁姆肯公司的战略与业务发展副总裁,在 2007 年担当公司进军风能业务领域的领军人物。

“铁姆肯公司恰逢此时进入风能领域。”Das 表示。当风机尺寸较小时,轴承上的载荷不会很高,因此轴承设计方案没有优化也问题不大。对于风能市场,铁姆肯公司起初非常谨慎,直到风机逐步升级达到多兆瓦级容量,铁姆肯公司意识到,投资技术更先进的轴承可以显著提升风机的生命周期价值。

Das 说道:“投资风能是一项涉及数百万美元的决定”,并且当时风能行业的未来尚不确定。不过,他又说道:“我们认为这是一个不容错过的机会。”

2010 年,铁姆肯公司在中国开设了一家新工厂,为一家中国风能公司供应超大孔径轴承。Das 还负责监管美国、中国无锡、印度钦奈和罗马尼亚普洛耶什蒂的工厂改造与扩建工作。

想象一下,三架波音 747 围绕一个轮毂旋转

铁姆肯公司为全球最大的风机开发解决方案。

通过降低成本发展风能市场

在铁姆肯公司120 年的历史中,管理层一直对公司解决技术难题的能力感到自豪,而这些难题并非任何企业都能解决。风能也不例外。

Das 表示:“起初,各个环节中最薄弱的一环是轴承。”为了解决下风向轴承过度磨损的问题,铁姆肯公司工程师开发了一种圆锥轴承设计,使轴承内的两排滚子能够均匀地分担径向和推力载荷。Timken轴承的耐磨涂层则能进一步预防微点蚀和润滑问题。

在铁姆肯公司工程师的帮助下,风能前景迅速改善。AWEA 在 2017 年报告称,风力发电厂的运营成本在过去七年中下降了三分之二。在风能优质地区,三到五兆瓦的较大风机现在正在取代亚兆瓦级风机。“突然之间,同一地方同样的风量能生产更多电力。”Das 说道。

全球持续关注可再生能源,而其中风能领域则充满了技术挑战,这两点正好也是铁姆肯公司在业务发展进程中所关注的。Das 表示,尽管铁姆肯公司风能产品的安装基数不断增长,但售后市场机会才刚开始利用起来。他又说道:“到 2020 年,售后市场需求将比 2017 年翻一番。我们通过分销合作伙伴取得了不俗业绩,售后市场零件不仅出售给我们的原始设备,还出售给竞争对手的设备用于升级。”

铁姆肯公司持续投资风能,开发出可延长轴承寿命并显著减少磨损的创新型风机轴承设计。如今,Timken双内圈圆锥滚子轴承 (TDI) 在风能主轴位置的应用面临着前所未有的挑战。TDI 是 10 年工程设计及客户合作的结果,旨在成为三点安装型风机的最佳轴承,延长全球最大风机的生命周期,并提高其性能。

铁姆肯公司还投资并购各种传动产品,包括风机专用 Groeneveld 润滑系统、Lovejoy 联轴器以及 AeroTorque 扭矩限制器。所有这些产品通过协作,可有效地将风机叶片利用的原始动力转移到主轴后面的发电机上,且能在一些全球最具挑战性的条件下可靠地运作。

进入新市场的模式 —— 历经一个多世纪的验证

Das 解释道,由于风机尺寸增大并且在海上使用,技术挑战成倍增加,但这对铁姆肯公司有利。他说:“铁姆肯公司通常涉足故障的发生概率和成本均很高的应用。在此类高风险情况下,客户会来找我们,因为他们知道自己将会获得可靠的解决方案。”

秉持着这样的战略,Das 会继续带领铁姆肯公司进入新兴市场,这将为铁姆肯公司的工程师带来各种他们乐于接受的技术挑战。机器人便是其中一个例子。他表示:“现在很多公司都在尝试开发协作机器人(与人类一起工作的机器人),但是动力传动系统必须非常精确、轻巧和节能。铁姆肯公司正在考虑涉足这些应用。”

铁姆肯公司还看到太阳能应用以及食品和饮料加工行业的显著发展,这些行业的动力传动系统必须保持超净消毒。Das 说道:“我们会继续在此类新兴和高增长行业中寻找挑战,在这些细分领域进行有机和无机建设。”

就风能来说,战略是先解决高风险技术挑战。随着挑战被攻克,相关产品的安装基数将会随之增长。然后,铁姆肯公司通过其售后市场分销商销售替换零件,带来源源不断的收入,塑造可持续的盈利能力。

“这是我们的典型模式,我们已经对它进行了 120 年的塑造。它有助于我们的公司持续地发展多元化事业,保持生机活力。无论技术创新出现在全球的哪个地方,您总能看到对合适的动力传动系统和摩擦管理技术的需求。铁姆肯公司能够以独特方式处理最具挑战性的应用。”Das 表示。