L’industria globale dell’energia eolica sta accelerando verso l’era delle turbine su larga scala. Dietro i continui progressi nella capacità delle singole unità si nasconde un test estremo per il sistema di trasmissione. Essendo il fulcro energetico delle turbine eoliche, il treno di trasmissione deve sopportare carichi superiori a mille tonnellate derivanti dall'aumento dei diametri del rotore, ottenendo allo stesso tempo un'efficiente trasmissione di potenza all'interno dello spazio ristretto della gondola. Le sue prestazioni determinano direttamente l'affidabilità e l'efficienza della generazione di energia dell'intera turbina. Tra tutti i componenti della catena di trasmissione, il cuscinetto principale costituisce l’indiscusso “nucleo portante”: non solo deve sopportare contemporaneamente più carichi, inclusi momenti radiali, assiali e ribaltanti, ma deve anche funzionare in modo continuo e stabile durante tutto il suo ciclo di vita progettuale. Si tratta senza dubbio dell’elemento più critico per superare i colli di bottiglia tecnici legati all’espansione delle turbine eoliche.

Turbina eolica Siemens Gamesa SG DD-276MW

La sfida dell’epoca per l’industria dell’energia eolica: i tradizionali Cuscinetti principali lottano per soddisfare le richieste di energia eolica su larga scala

Attualmente, la tecnologia di trasmissione delle turbine eoliche per unità superiori a 8 MW utilizza ancora prevalentemente cuscinetti a rulli conici a fila singola (TRB) o cuscinetti a rulli conici a doppia fila (DTRB) come cuscinetti principali. Tuttavia, poiché queste turbine accumulano ore di funzionamento più lunghe, i difetti intrinseci di entrambi i progetti diventano sempre più evidenti, portando a frequenti problemi di qualità.

La struttura di TRB+TRB

La struttura del DTRB

Il cuscinetto volvente a tre corone di rulli cilindrici HKW (3CRB), che funge da cuscinetto principale in condizioni operative identiche, ha dimostrato una durata operativa superiore a 20 anni senza presentare problemi di qualità paragonabili a quelli dei cuscinetti TRB/DTRB. Ciò dimostra sufficientemente che le ralle di orientamento a tre corone di rulli cilindrici sono più adatte a soddisfare i principali requisiti dei cuscinetti delle turbine eoliche di grandi megawatt. In questo contesto, la HKW tedesca sfrutta la sua tradizione secolare nella produzione di cuscinetti e quattro decenni di esperienza nella tecnologia dell’energia eolica per concentrarsi sulla progettazione di soluzioni per catene di trasmissione con cuscinetti principali a tre file. L'azienda fornisce soluzioni innovative per la scalabilità delle turbine eoliche, offrendo un valore di gran lunga superiore a quello dei tradizionali fornitori a cuscinetto singolo.

Innovazione tecnologica: nuove catene di trasmissione compatte con design senza mandrino, introdotte da HKW

L’innovazione principale della nuova catena di trasmissione compatta di HKW incarna il profondo posizionamento dei progettisti di soluzioni di HKW: sostituire la tradizionale combinazione “doppio cuscinetto + mandrino” con un cuscinetto principale cilindrico a tre file, ottenendo semplificazione e ottimizzazione dalle fondamenta strutturali della catena di trasmissione stessa, piuttosto che limitarsi ad aggiornare i singoli componenti.

Struttura tradizionale della trasmissione

HKW Struttura della catena di trasmissione compatta con cuscinetto principale cilindrico a tre file

Il processo di "de-spindling" la progettazione è il risultato della profonda comprensione da parte di HKW delle esigenze globali dei sistemi di trasmissione delle turbine eoliche. Riduce il peso dell'intera catena di trasmissione di oltre il 50%, soddisfa i vincoli di spazio della gondola con una struttura compatta e gestisce le sfide di carico con l'elevata capacità di carico dei cuscinetti principali cilindrici a tre file. Questo progetto dimostra ulteriormente le capacità di progettazione di soluzioni di HKW, che vanno ben oltre quelle di un singolo fornitore di cuscinetti, e soddisfa perfettamente i tre obiettivi principali delle grandi turbine eoliche: alta efficienza, riduzione del peso e risparmio di spazio.

Una svolta nelle dimensioni: 3CRB Cuscinetti principali VS TRB/DTRB, vantaggi completi

Il cuscinetto principale cilindrico a tre file supera TRB e DTRB in sei aspetti chiave: capacità di carico, rigidità, installazione, efficienza, affidabilità e costi.

Verifica affidabile: doppia convalida dal laboratorio al parco eolico

Sfruttando quattro decenni di esperienza nella ricerca, sviluppo e produzione di cuscinetti per turbine eoliche, HKW ha continuamente migliorato le proprie capacità tecniche nella scienza dei materiali e nei processi di trattamento termico. Ciò è culminato nello sviluppo di un cuscinetto principale cilindrico a tre corone ad alte prestazioni. La sua affidabilità è stata accuratamente convalidata attraverso rigorosi test di laboratorio e verifiche del progetto nel mondo reale:

Test di laboratorio: nei laboratori nazionali tedeschi, la deformazione, il limite di carico e la durata di servizio dei cuscinetti principali cilindrici a tre file soddisfano tutti gli standard più elevati del settore, in grado di soddisfare i requisiti operativi a lungo termine di unità superiori a 5 MW.

Applicazione sul campo: la pratica del progetto europeo dimostra che i cuscinetti principali cilindrici a tre file superano i cuscinetti principali TRB e DTRB in termini di capacità di carico. Anche in condizioni di forti carichi d'urto offshore e ambienti con elevata corrosione da nebbia salina, mantengono prestazioni stabili senza record di guasti ai lotti.

HKW 3CRB

Dare potere alle industrie: accelerare l’iterazione della tecnologia eolica e lo sviluppo verde

Dalla sua fondazione nel 1921 e dalla sua specializzazione nei cuscinetti per turbine eoliche dal 1985, HKW ha accumulato competenze tecnologiche durante lo sviluppo del settore. Ora è diventato uno dei tre principali marchi europei di cuscinetti principali cilindrici a tre file per turbine eoliche, fornendo soluzioni personalizzate e servizi di manutenzione per l’intero ciclo di vita a clienti globali.

Ottenendo progressi in termini di spazio, affidabilità e costi, la rivoluzionaria trasmissione compatta di HKW, basata su un cuscinetto principale cilindrico a tre file, spinge le turbine eoliche verso potenze più elevate e una maggiore integrazione. Grazie alla sua elevata affidabilità e al basso costo, l'innovativa catena di trasmissione compatta di HKW non solo consente agli OEM di migliorare la competitività del prodotto a fronte della tendenza verso turbine eoliche più grandi, ma converte anche i proprietari di parchi eolici in una maggiore efficienza. investimenti in rendimenti costanti. Nel complesso, promuove la vasta crescita dell’energia eolica onshore e offshore creando valore a entrambe le estremità della catena industriale, garantendo che gli sviluppi tecnologici nell’energia verde corrispondano continuamente agli interessi concreti degli operatori del settore.