Esbjerg, Danimarca, è una località importante per l’industria eolica europea.

Vento di Danimarca

Il porto danese di Esbjerg era già noto per i collegamenti verso l’Inghilterra e come snodo per l’esportazione di prodotti tipici come il bacon e il burro. Quando l’estrazione petrolifera e la pesca nel Mare del Nord erano attività importanti. Oggi l’industria eolica ha preso il sopravvento, trasformando il porto in un centro per le attività legate all’energia sostenibile.

Testo Alexander Farnsworth
Foto Getty Images & Alexander Farnsworth

Erogazione di elettricità, gas e acqua Cuscinetti orientabili a rulli

Oltre a essere uno dei maggiori porti della Danimarca, Esbjerg, sulla costa ovest dello Jutland, è l’indiscussa capitale europea dell’eolico.

Pale di turbine da 15 tonnellate, gondole da 400 tonnellate grandi come un’abitazione e sezioni di torri di acciaio sono alloggiate lungo il porto a testimoniare la crescente vocazione per l’energia sostenibile. Prodotte localmente, queste parti di turbine sono destinate all’esportazione in tutto il mondo e all’impiego nei nuovi parchi eolici nel Mare del Nord. A questo si deve la presenza nel porto di navi ausiliarie, rimorchiatori e gru galleggianti da 1.500 tonnellate.

Sulle strade locali le rotatorie presentano una fascia sormontabile per il passaggio dei mezzi pesanti che trasportano pale lunghe 80 metri dalle vicine fabbriche al porto.

Il nuovo cuscinetto SKF è in funzione da febbraio 2016.

Il nuovo cuscinetto SKF è in funzione da febbraio 2016.

“La drastica transizione energetica non è palpabile in nessun altro luogo come qui a Esbjerg”, dichiara Lars Buhrkall, responsabile operativo dei parchi eolici terrestri di Vattenfall a Esbjerg. “Il governo danese punta ad aumentare in alcuni anni la percentuale di energia da fonti rinnovabili dall’attuale 42 al 50 percento. È un grande business”.
     

Vattenfall

Vattenfall è uno dei principali produttori europei di energia elettrica e termica.

La consociata, Vattenfall AB, è di proprietà dello stato svedese e ha sede a Solna, in Svezia.

I suoi principali mercati sono Danimarca, Finlandia, Paesi Bassi, Germania, Regno Unito e Svezia.

Le vendite del gruppo, che dà lavoro a circa 20.000 dipendenti, nel 2017 sono ammontate a circa 13,3 miliardi di euro.

www.vattenfall.com

Vattenfall è un nome noto in tutta la Scandinavia. L’azienda, di proprietà dello stato svedese, nasce con la costruzione di dighe sui grandi fiumi svedesi per produrre energia idroelettrica. Oggi è uno dei principali produttori e fornitori europei di energia elettrica e termica, con 20.000 dipendenti e vendite che nel 2017 sono ammontate a circa 13,3 miliardi di euro. Gestisce oltre 1.300 turbine eoliche, con una capacità complessiva di 2.200 MW, in Germania, Paesi Bassi, Regno Unito, Danimarca, Svezia e Finlandia. L’impegno a operare affinché il mondo si affranchi dai combustibili fossili è uno dei suoi obiettivi dichiarati.

“Questo è un settore di crescente importanza anche per SKF”, commenta Peter Scheibner, country manager, energie rinnovabili, di SKF Denmark. “I produttori di turbine eoliche e le aziende di servizi come Vattenfall vogliono tutti la stessa cosa: che gli impianti funzionino il più a lungo possibile senza problemi, anche per 25 anni e oltre”.

Peter Scheibner, SKF (sinistra) e Lars Buhrkall, Vattenfall, nel centro di monitoraggio a Esbjerg.

Peter Scheibner, SKF (sinistra) e Lars Buhrkall, Vattenfall, nel centro di monitoraggio a Esbjerg.

Nuovo standard di eccellenza

Il cuscinetto orientabile a rulli SKF 240/710 BC, sviluppato per le applicazioni onshore e offshore di turbine eoliche, rappresenta un nuovo standard di eccellenza sia in termini di prestazioni che di precisione di fabbricazione. Tra i vantaggi offerti ci sono capacità di operare a basse velocità, elevata capacità assiale e geometria interna migliorata. L’ottone della gabbia, inoltre, è stato sostituito da una ben più dura ghisa. Queste importanti modifiche di progetto hanno dimostrato di ridurre l’usura e i problemi di lubrificazione riscontrati in passato

SKF è da sempre un importante fornitore di cuscinetti, lubrificanti e sistemi per gli impianti eolici terrestri, quelli più facilmente visibili dai bordi stradali. Ma il settore che registra il maggior fermento, come testimonia ciò che si vede a Esbjerg, è quello offshore, dove SKF segna una presenza crescente.

“Le dimensioni e i carichi sempre maggiori di turbine, moltiplicatori e generatori impongono requisiti impegnativi ai sistemi di cuscinetti, campo nel quale siamo molto esperti”, sottolinea Scheibner. “Per questo collaboriamo fattivamente con Vattenfall su importanti progetti offshore”.

Scheibner sostiene che i cuscinetti orientabili a rulli di tipo standard per gli alberi principali delle turbine hanno una comprovata efficacia, con durate fino a 20 anni, se si rispettano i dovuti intervalli di manutenzione. Tuttavia presentano dei limiti.

In collaborazione con i costruttori di turbine eoliche, SKF ha dunque analizzato attentamente le caratteristiche tecniche delle applicazioni offshore per sviluppare appositamente una nuova gamma di cuscinetti orientabili a rulli. Da febbraio 2016 uno di questi opera su una turbina NM 80 nella centrale eolica onshore di Tjæreborg Enge, in Danimarca, 10 chilometri a sud di Esbjerg. Le due aziende ne monitorano il funzionamento dai rispettivi centri di monitoraggio a Esbjerg, che è il cuore delle operazioni di manutenzione. Basta il semplice click di un mouse e le condizioni di funzionamento del parco eolico vengono visualizzate nel dettaglio su una serie di monitor. È un compito complesso, considerato che la diagnosi precoce è fondamentale per programmare gli interventi sui componenti principali e che le gru galleggianti sono costose.

Ispezione visiva in loco con boroscopio.

Ispezione visiva in loco con boroscopio.

A Esbjerg, Vattenfall impiega i sistemi online SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) e CMS (Condition Monitoring Systems) per monitorare i parametri delle turbine onshore e offshore, quali effettiva produzione, direzione e velocità del vento, lubrificazione dei moltiplicatori, temperatura e pressione dell’olio e temperatura e pressione dell’acqua di raffreddamento dei generatori. I dati consentono di individuare le mutate condizioni di funzionamento dei componenti e prevedere tempestivamente i cedimenti.

La soluzione ha comportato la riprogettazione e l’ottimizzazione della geometria interna dei cuscinetti. È stato sviluppato un nuovo processo che modifica in modo iterativo la geometria interna simulando le performance di migliaia di probabili geometrie interne fino a trovare l’esecuzione ottimale per reggere i carichi dell’applicazione. È stata riprogettata anche la gabbia, sia in termini di geometria che di materiali, poiché l’ottone è stato sostituito dalla ghisa. “La ghisa è più rigida e dura dell’ottone”, commenta Scheibner.

Per ridurre attrito e usura sono state anche eliminate numerose parti interne metalliche a contatto per strisciamento. Grazie alle ridotte pressioni per contatto, inoltre, la durata prevista dei cuscinetti è stata estesa di circa il 60 percento. Anche il peso è stato ridotto in media del 4 percento e sono state migliorate le caratteristiche di lubrificazione.

Il risultato ottenuto è un insieme di studi avanzati di modellazione e simulazione e validazioni sul campo.
    

Contatto vendite

evolution@skf.com

È una situazione di mutuo vantaggio, dove SKF contribuisce con le proprie risorse.
Lars Buhrkall, responsabile operativo dei parchi eolici terrestri di Vattenfall a Esbjerg.

Come spesso accade, SKF ha rafforzato le proprie risorse nella risoluzione dei problemi come investimento nelle relazioni con Vattenfall. L’obiettivo era ottenere il 100 percento di disponibilità per l’intera durata della turbina, calcolata in 25 anni.

Dice Scheibner: “Per ottenere miglioramenti nel lungo termine devi partecipare nel breve termine alle prove sui cuscinetti. Questo tipo di collaborazione con Vattenfall è vitale per noi per eseguire i test , ma lo è anche per loro. Auspichiamo che i nuovi cuscinetti orientabili a rulli diventino i cuscinetti principali nelle applicazioni di turbine eoliche”.

Lars Buhrkall aggiunge: “È una situazione di mutuo vantaggio, dove SKF contribuisce con le proprie risorse e noi ci avviciniamo il più possibile a un funzionamento senza problemi”.

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