着眼未来的研究合作

着眼未来
的研究合作

随着风力发电的蓬勃发展,风力发电机在美国几乎随处可见。如今,业界面临的一大挑战是尽可能延长风力发电机的使用寿命。

作者:Trish Riley
照片:Shutterstock & NREL

状态监控 行业 供电,供气及供水 润滑剂 密封件 球面滚子轴承

在最近一次访问印度期间,SKF工程师Dayananda Raju有机会驾车穿越班加罗尔郊外,前往14世纪汉比古城遗址。在途中,他留意到山脊上有一排排高耸的白色风力发电机,回想起就在10年前,这种景象在印度南部还是难得一见。自那时起,印度及全球其他地区的风电产能大幅增长。

位于宾夕法尼亚州兰斯代尔的SKF美国公司可再生能源应用工程经理Raju指出:“可再生能源是SKF的两大业务支柱之一。”

SKF已与位于科罗拉多州的美国国家可再生能源实验室(NREL)达成一项合作计划,研究风力发电机组件在不同工况下的实际表现,Raju领衔这一研究计划。SKF致力于研究轴承损伤和失效,以对包括轴承本身在内的轴承配置进行优化。

NREL高级工程师 Jonathan Keller。

NREL高级工程师Jonathan Keller。

分析公司IHS Markit在2018年9月发布的研究报告中预测,未来10年间,美国的风电产能将在目前近10万兆瓦的基础上增长50%。位于科罗拉多州博尔德的NREL国家风能技术中心(NWTC)高级工程师Jonathan Keller说道:“在过去7年间,美国的风力发电装机容量大幅增长,这一势头令人满意。”

然而,设备老化造成运营成本上涨,为可再生能源的蓬勃发展蒙上了一层阴影。

如果你是风电厂的所有者和实际出资运营者,那么可靠性将十分诱人。
NREL高级工程师JONATHAN KELLER

Keller说道:“未来两三年之后,风电运营和维护的市场规模将超过购置风力发电机的市场规模。随着投产的发电机数量增多,运营和维护的花费便会增长。让这些设备以较低成本运行30年或更长时间是至关重要的。如果你是风电厂的所有者和实际出资运营者,那么可靠性将十分诱人。”

尽管新型风力发电机的效率往往优于老旧设备,然而最明智的做法是通过延长设备寿命,从初始投资中获得最大效益。这样一来,风电业主对昂贵新设备的采购、开发和合规工作便可推后。

NREL新的动力传动系统配备一个优化的SKF球面滚子轴承。

NREL新的动力传动系统配备一个优化的SKF球面滚子轴承。

Keller说道:“其中的一个设计标准是确保齿轮箱和主轴承的使用寿命超过20年,风电场所有者的财务模型基于此标准。因此我们携手合作,查明何种因素导致实际使用寿命未能达到设计寿命。”

NWTC坐落在落基山脉山麓,此处有来自高山和平原的阵阵强风,使之成为探索风力发电可行性的有利位置。这里夏季气温可达40摄氏度,冬季则会降至零下30摄氏度,最大风速可达每小时160公里。Keller指出:“对测试场地来说,最关注的指标不一定是最大风速,而是我们在较短的时间里能够获得多种风速条件。”

2017年12月,NREL的风力发电机安装了新的动力传动系统。

2017年12月,NREL的风力发电机安装了新的动力传动系统。

SKF为该项目供应了一个优化的球面滚子轴承、定制的轴承座和密封件、状态监测硬件和软件,以及自动润滑系统。2017年12月,NREL的风力发电机安装了新的动力传动系统,该测试设备的第二个风季测试运行期(2018年10月至2019年4月)已结束,为项目最后一年的深入分析提供数据。

2017年12月,NREL的风力发电机安装了新的动力传动系统。

 

时间和成本上的节省将有助于提供解决方案。Keller说:“我们拥有相似但不同的工具组,这大有裨益,因为我们能比较它们的性能差异。”

这项合作研究计划将创造多赢局面:NREL将能降低能源价格,SKF将有望验证用于风力发电机应用场合的定制球面滚子轴承的性能。

销售联系方式

evolution@skf.com

Raju说道:“通过这种方式,使SKF产品与客户以及SKF自身的总体目标相适应。我们深度参与业界合作,共同为终端用户提供可靠能源。”

Keller于2011年加入NREL,之前在美国陆军担任工程师达10年之久。他说:“要是我当年认为可再生能源不重要,我就不会离开美国陆军。如果我能为找到解决方案出一份力,对我来说,这便是值得投入精力的事业。”

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