211service.com
Vėjo turbinos meta savo pavaras
Vėjo turbinų gamintojai atsisako pramonėje standartinių pavarų dėžių ir generatorių, siekdami padidinti patikimumą ir sumažinti vėjo energijos kainą.
Maitinimo žiedas: Šioje trijų megavatų vėjo turbinoje naudojami nuolatiniai magnetai, o konstrukcija yra žymiai lengvesnė už įprastą turbiną su pavara.
Siemens pradėjo pardavinėti trijų megavatų turbiną, naudojančią vadinamąją tiesioginės pavaros sistemą, kuri įprastą greitaeigį generatorių pakeičia mažo greičio generatoriumi, todėl nebereikia pavarų dėžės. Ir praėjusį mėnesį, „General Electric“. paskelbė apie 340 milijonų eurų investiciją į gamybines patalpas, skirtas statyti nuosavas keturių megavatų tiesioginės pavaros turbinas jūros vėjo jėgainėms.
Dauguma stebėtojų teigia, kad pramonės perėjimas prie tiesioginės pavaros yra atsakas į plačiai nuskambėjusius pavarų dėžės gedimus. Tačiau Henrikas Stiesdalas, „Siemens“ vėjo jėgainių bloko vyriausiasis technologijų pareigūnas, sako, kad pavarų dėžės problemos yra per didelės. Jis sako, kad „Siemens“ naudoja tiesioginę pavarą kaip priemonę gaminti daugiau energijos mažesnėmis sąnaudomis. Stiesdal sako, kad turbinos gali būti konkurencingesnės naudojant tiesioginę pavarą.
Siemens planai priklauso nuo naujo dizaino, kuris sumažina sistemos generatoriaus svorį. Įprastose vėjo turbinose pavarų dėžė kelis šimtus kartų padidina vėjo varomo rotoriaus greitį, o tai radikaliai sumažina reikiamo generatoriaus dydį. Tiesioginės pavaros generatoriai veikia tokiu pačiu greičiu kaip ir turbinos mentės, todėl turi būti daug didesni – daugiau nei keturių metrų skersmens Siemens trijų megavatų turbinai. Tačiau „Siemens“ tvirtina, kad visa turbinos projektorius sveria tik 73 metrines tonas – 12 tonų mažiau nei mažiau galingų, pavara varomų 2,3 megavatų turbinų.
Didžioji dalis svorio sumažinimo atsiranda dėl nuolatinių magnetų naudojimo generatoriaus rotoriuje – šį triuką taip pat naudoja GE. Įprastuose turbininiuose generatoriuose naudojami elektromagnetai – varinės ritės, maitinamos elektra iš paties generatoriaus. Henkas Polinderis, nuolatinių magnetų generatorių ekspertas iš Holland’s Delfto technologijos universitetas , sakoma, kad 15 milimetrų storio nuolatinių magnetų segmentas gali sukurti tokį patį magnetinį lauką kaip ir 10–15 centimetrų varinių ritinių dalis.
Stiesdal sako, kad „Siemens“ dar labiau sumažino svorį pakeisdama savo generatoriaus konstrukciją. Vietoj plieninio rotoriaus, padengto nuolatiniais magnetais, besisukančiomis stacionariame spurgos formos statoriuje (konstrukciją GE naudoja keturių megavatų tiesioginės pavaros turbinoje), Siemens rotorius yra plieninis cilindras su nuolatiniais magnetais viduje, ir šis rotorius sukasi. aplink koloną panašų statorių.
Gruodžio mėn. „Siemens“ pastatė savo mašinos prototipą Brande mieste Danijoje, o šiais metais planuoja įrengti dar 10, visų pirma Danijoje, o 2011 m. pradės masinę gamybą. , demonstruojamas bandymų aikštelėje Norvegijoje; jos keturių megavatų mašinos komercializacija numatoma 2012 m.
Artėja didesnė konkurencija. Rizikos kapitalo įmonė „New Enterprise Associates“ remia „Boulder“ CO pagrindu sukurtą startuolį Boulder vėjo jėgainė , kuri kuria 1,5 megavato tiesioginės pavaros turbiną. Gruodį įmonę įkūrė Sandy Butterfieldas, kuris buvo JAV nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos (NREL) vėjo technologijų centro vyriausiasis inžinierius, kur jis vadovavo pagrindiniam pavarų dėžės projektavimo proceso tyrimui.
Vis dar kyla ginčų, ar pavarų dėžės gedimai yra visos pramonės problema. NREL savo tyrimą pradėjo 2007 m., kai įvyko keletas nesėkmių: JAV įsikūrusi įmonė, Clipper vėjo jėgainė , susidūrė su rimtomis pavarų dėžės problemomis per kelis mėnesius po to, kai buvo sumontuota pirmoji iš 2,5 megavatų turbinų vėjo jėgainių parke Lakavanoje, NY, o 30 Vestas Wind Systems turbinų, sudarančių JK jūroje esantį Kentish Flats vėjo elektrinių parką, pavarų dėžės turėjo būti pakeistos. tik dveji veiklos metai. NREL padarė išvadą, kad dauguma vėjo turbinų pavarų dėžių suges dar prieš 20 metų projektinį eksploatavimo laiką.
Stiesdal sako, kad paties Siemens tyrimai rodo, kad pavarų dėžės apskritai yra gana patikimos. 2008 m. atlikta Siemens mašinų, įdiegtų 1983–1989 metais JAV, analizė parodė, kad didžioji dauguma vis dar veikė su originaliomis pavarų dėžėmis. Tačiau jis tikisi didesnio patikimumo iš tiesioginės pavaros sistemos, kurioje yra maždaug perpus mažiau dalių nei įprastoje turbinoje.
Tačiau tiesioginės pavaros sistemos kelia vieną galimą problemą. Nuolatinis susirūpinimas dėl retųjų žemių metalų, naudojamų nuolatiniams magnetams gaminti, tiekimo ateityje. Tai rimta problema, sako Stiesdal.