ההשפעה של איזון על הארוכות והביצועים של אנרגיית הרוח

התפקיד הקריטי של איזון ברוח Turbine Reliability וביצועים

בעוד אנרגיית הרוח ממשיכה להתרחב כאבן הפינה של תיק המתחדש העולמי, טורבינות מודרניות גדלו גבוה יותר, להבים יותר, ומניעים יותר מתוחכם. A 10 MW offshore טורבינות עשוי למגדל מעל 150 מטרים עם רוטורים מעל 200 מטרים בקוטר. בקנה מידה אלה, אפילו חוסר איזון קטן ברכיבי רוטט יכולים להגביר את העומסים דינמיים חמורים, להפחית את הרכיב על ידי שנים ולהפחית את האנרגיה השנתית של תהליכי ההחלמה.

איזון מתייחס להתפלגות המסה סביב ציר רוטאלי.כאשר כל אלמנט של האסיפה מסתובבת - להבים, מרכז, פיר הראשי, תיבת הילוכים, גנרטור רוטטור - יש מרכז המסה שלה היישר עם ציר הסיבוב, המערכת פועלת בצורה חלקה.כל סטייה מציגה כוחות ספציפיים של איזון אשר מחזור תדר רוטט, משדרת רטטים באמצעות תא המטען היקר, מגדל, ובדיקה לאורך זמן, אלה מעכבים את העייפות, ואפקטים של חומרים קצרים, מעוררים של חומרים קצרים, מעוררים את ההשפעות של חומרים קצרים, ומשתנים, ומשתנים, ואפקטים של חומרים קצרים, ומשתנים, ומשתנים, ומשתנים, תוך כדי לחץ דם, תוך כדי לחץ דם, תוך כדי לחץ דם, תוך כדי לחץ דם, תוך כדי לחץ דם, ואפקטים של חומרים קצרים, תוך כדי לחץ דם, ואפקטים את ההשפעות של חומר, תוך כדי לחץ דם, תוך כדי לחץ דם, תוך כדי לחץ דם ארוך של חומרים קצרים, ואפקטים של חומרים קצרים של חומרים קצרים, תוך כדי לחץ דם, ואפקטים של תדירות מהירות, ואפקטים, תוך כדי לחץ דם, תוך כדי תדירות מהירות, תוך כדי לחץ דם, תוך כדי מהירויות של חומרים קצרים, תוך כדי מהירויות של חומר, תוך כדי זמן, ו

יסודות רוטר איזון ברוח טורבינס

איזון בטור טורבינות רוח מסווג בעיקר לשלוש קטגוריות: חוסר איזון סטטי, חסר איזון זוגי וחוסר איזון דינמי.כל סוג מייצר דפוסים שונים של רטט ודורש אסטרטגיות תיקון ספציפיות.

איזון סטטי

חוסר איזון סטטי מתרחש כאשר מרכז של להב יחיד או ההרכבה כולה רוטטור הוא כבוי לאורך כיוון רדיו יחיד, כאילו משקל היה מחובר צד אחד.מצב זה ניתן לזהות עם הרקטור במנוחה - הנקודה הכבדה תסובב לתחתית. במהלך סיבוב, חוסר איזון סטטי מייצר כוח חד-פעמי (1P) בכיוון זהה חוסר איזון הרוח, לעתים קרובות נובע חוסר איזון מסיבי או חוסר איזון מסה, או חוסר איזון סטטי.

זוג איזון

חוסר איזון זוגי הוא מצב דינמי שבו שני ההמונים שווים ממוקמים 180 מעלות בנפרד בשני מטוסים שונים, יצירת רגע סלע או סיבוב עם שום כוח סטטי נטו.מרכז המסה של הרוטור נשאר על הציר, אבל ההפצה של המוני גורמת לרוטב כדי לרוצף.זה מייצר רטט 1P שמשנה שלב אחד מנושא אחד למשנהו - לדוגמה, למעלה / למטה בחזית ובצד האחורי של ייצור משותף יכול להיות מורכב משגיאות משותפות או חוסר איזון.

דינמי

חוסר איזון דינמי הוא המקרה הכללי ביותר, שילוב של מרכיבים סטטיים וזוגיים כך שמרכז המסה הוא כבוי ואת האקסקסים העיקריים של אינרציה נוטה יחסית ציר הסיבוב. בפועל, כמעט כל חוסר איזון בעולם האמיתי הם דינמיים.תיקון חוסר איזון דינמי דורש מדידות לפחות שני מטוסים לאורך כל סיבוב, בדרך כלל במרכז ומיקום באמצע תלוי במרכיב נגישות עכשיו שימושים מתקדמים / יעילות להפרעות רוח.

השפעה על Key Wind Energy Components

תנאי איזון משפיעים על כל חלק רוטט בכונן.הסעיפים הבאים מפורטים כיצד חוסר איזון מקטין רכיבים ספציפיים ומה מנגנוני הכישלון נצפות בדרך כלל בתחום.

ברדס

Blades הם המרכיבים הרגישים והרגישים ביותר של טורבינת רוח.חוסר איזון המוני בין להבים (או בתוך להב יחיד) מייצר כוחות צנטריפוגה אשר עולים עם הכיכר של מהירות הסיבוב.עבור פער טיפוסי של 50 מטר רוטט ב 12 צלעות, חוסר איזון של 1 ק"ג בלבד להציב 30 מטר מן המרכז יוצר כוח צנטרי של כ -500 ונגבת טיפוסית של פחות, 000 כדי להפחית את כאבי הראש של כוח המשיכה המוח, גם את הלחץ המהיר יותר ויותר.

מחקרים שדה מראים כי רוטטור לא מאוזן יכול להגדיל את כאבי שורש רגעים עד 10-15%, תוך קיצור ישיר של חיי להב על ידי 3-5 שנים. מדידות להב קבוע ו CG (מרכז הכבידה) במהלך הייצור, בשילוב עם איזון אינרציה מבוסס האתר באמצעות משקולות מתכוונן, הם כעת שיטות סטנדרטיות עבור OEM גדולים.

הדובים העיקריים ושפט

הנושא העיקרי תומך רוטטור וחייב לעמוד עומסים רדיוניים גבוהים ואקסיליים מחוסר איזון. An חוסר איזון רוטטור לכפות עומס קורנל הסינוסאידים על הנושא כי מחזורים פעם אחת למהפכה. זה טעינה מחזורית מונעת היווצרות סרט סיכה יציבה, המוביל למיקרו-דלקת, חסום כראוי, וכשלונות הדובדבן מוקדם הם בין שלושת הגורמים המובילים של טורבינות בשעות הרוח, לעתים קרובות דורשות 100,000 $ כדי להפחית את החיים באופן משמעותי, 000, 000 000, 000 $ כדי להפחית באופן משמעותי, 000.

איזון משפיע גם על הפיר הראשי. שפט שוטה - חוסר יציבות רטט - הוא יותר סביר כאשר זוגות הרגע המסתובבים ללא איזון עם פירה לא מרתיעה. הסרת רכיב 1P באמצעות איזון דינמי מבטל את מקור הציטוט העיקרי, המאפשר את הדחף לפעול בצורה חלקה בטווח המהירות שלו.

Gearbox

תיבת הילוכים היא ככל הנראה הרכיב הכשל ביותר בטורבינה המודרנית.נתוני התעשייה מן ה-FLT:0) הנדסת כוח ופיתוח של Power הנדסה & DevelopmentFLT:1 מעיד על כך שכשלי תיבת הילוכים מהווים כ-20% מתחליפים מרכזיים ולעתים קרובות לגרום לתביעות ביטוח מעל 250,000 יורו.מאזן כוחות מ-Breakagate ישירות לתוך פיר המהירות של הילוכים, מה שגורם ליטוש ודימום ראשון על פני כדור הארץ.

חוסר איזון דינמי יוצר קרע של 1P שיכול להפריע תדרים טבעיים של הכונן, ייצור רטטים גבוהים קידוד כי resonate דרך דיור תיבת הילוכים.בזמן, אלה oscillations יכול לשחרר מזרזים, rackbox הילוך, ואפילו לגרום שברים של השמש.

גנרטור

במדריך ישיר או גנרטור ממוצב, חוסר איזון רוטטור גורם גנרטור להתמרץ יחסית למבצע, צמצום אחידות פער האוויר. אפילו עשיריות של וריאציות ממטר יכול לגרום למשיכה מגנטית לא מאוזנת (UMP), אשר עוד מגביר את הרטט ויוצרת לולאת משוב חיובית.זה מוביל להפסדים מוגברים, מהתחממות, והשפלה בכפליים (מפרקים) בגרם נזקי אורטרפסדנציה 3D5 שנים, מנקה (מתאים) מנקה) מנקה, מנקה, מנקה, מנקה, מנקה, מנקה, מנקה, מנקה, מגרה את כל נזקי כוח רצון מעל לכל גירוי גבוה יותר, מגרה מעל להפחתה של כל נזקי דם גבוה יותר, מנקה.

מערכת Yaw ו- Tower

איזון לא רק משפיע על חלקים רוטטים. הרטט המחזורי המועבר דרך האתאיל את מכשירי ה-ew נושאת ו- Yaw כונן, מאיץ ללבוש בשיניים טבעת ועמודי הבלמים.בנוסף, מצבי רטט המגדל - במיוחד מצבי מזג האוויר הראשונים והשניים - הם יחד חזק כדי לסובב 1P ו 3P (שלושה-perrevolution של שלוש להבים יקרים) במיוחד עבור קירור המגדל הזה, במיוחד, ולהפחית את העייפות גבוהה יותר.

מדד איזון וטכניקות תיקון

איזון יעיל דורש גישה שיטתית המשלבת תחזית אנליטית, מדידת שדה, ומיקום משקל מדויק.הטכניקות הבאות משמשות בשלבים שונים של חיי טורבינות.

ייצור Balancing

במהלך הייצור, כל להב הוא באופן סטטי ודינמי באופן אינדיבידואלי על השקיות בנויות תכלית. Blades שוקל ומרכז הכבידה שלהם נמדד.מספרים סידוריים בלנקוינג מוקלטים, והלהבים תואמים לקבוצות עם וריאציות מינימליות - בדרך כלל בתוך 0.5–1% מהמסה הממוצעת. Hub Assembliess מאוזנים גם כיחידה באמצעות חישובים המוניים, עם זאת, ייצור סובלנות בלבד לא יכול להבטיח תנאים מושלמים, כמו גם כן, כמו גם חוסר איזון זמן, כמו קרח, כמו גם, כמו גם, כמו גם.

‪Balncing‬

(ה) מבדיל בין היתר את חוסר האיזון בין ההליכים (הכולל: (FLT:0) ל-(FLT:103) ל- 2Single-plane Balances FLT 3 (סטטי) – החלת משקלי משפט על להב יחיד, תוך מעקב אחר עומסי טורבינות קטנות יותר עם נוקשות:5Fallowal 2, 2, 2, 000) מ-D) ו- 2, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 מ-מחדש, 000 מ-Fal) מ-הרבי, 000 מ-Fal) מ-הרבי, 000 מ-מחדש, 000 מ-הרבי, 000 מ-הופנה מהדף גבוה יותר מ- 2, 000 מ-הרבי, 000 מ-הרביות, 000 מ-הרבי, 000 מ- 10.

איזון שדה בדרך כלל מקטין את הרטט של התא על ידי 50-80%.מחקר מקרה אחד על טורבינות 2MW הראה כי איזון שדה 2-plane הוריד תיבת הילוכים רטט מ 4.5 מ"מ / עד 1.2 מ"מ /s ומחקו התחדשות ב 13.5 ריאל.הייצור הכוח של טורבינות גדל על ידי 2% כי נסיעות מערכת הגנה עקב רטט בוטלו.

מערכות Balancing

טכנולוגיה מתפתחת כוללת מערכות איזון פעילות שמפיצות המונים פנימיים או מיקרו-עדנים של להב כדי לפצות על חוסר איזון בזמן אמת.בעוד שלא נפוץ עדיין, המערכות הללו ננקטות בטורבינה offshore שבו התערבות ידנית היא יקרה.הם מבטיחים לשמור על איזון אופטימלי לאורך חיי הטורבינות למרות שחיקה, צואה או מצמרר חומר.

השפעה כלכלית של איזון נכון

היתרונות הפיננסיים של איזון קפדני להאריך הרבה מעבר עלויות התיקון מופחת.האמינות משופרת מתרגם לזמינות גבוהה יותר, ייצור אנרגיה צפוי יותר, ותקציבי תפעול ותחזוקה נמוכים (O&M) מחקר 2019 על ידי המעבדה הלאומית לורנס ברקלי מצא כי ירידה של 5% בכשלים במנועי נהיגה (התקבלה באמצעות איזון) עלולה להגדיל את ערך החווה עד 1.5-2.5% מעל מחזור חיים של 20 שנה עבור 100MW, 000 $ מייצג הכנסות נוספות.

יתר על כן, רכיבים מאוזנים מאפשרים לטורבינות לפעול ברמות כוח גבוהות יותר מבלי לעורר את תדלוק הרטט.מספר מפעילי החווה של רוח רבים מדווחים כי לאחר קמפיין איזון רוטטור מקיף, תפוקת החשמל הממוצעת עולה 0.5-1.5% בשל צמצום כוח המושרה על ידי מערכת הבקרה.בהתחשב בכך שטורבינה אחת של 3 מגה-וואטורה מייצרת כ-7,000-8,000 מ"מ לשנה, שיפור של 1% מוסיף 5,000 יורו ל-8,000 יורו בשנה בהסכמי חשמל טיפוסיים בהסכמים.

Balancing גם מפחית את צריכת חלקי חילוף.Gbox מחדש המרווחים ניתן להרחיב בין 7 ל 10 שנים אם רטט ההנעה נשמר מתחת 2 מ"מ /s. Main נושאת תחליפים עשוי להיות מופרע על ידי 3-5 שנים. כל שנה של חיים מורחבים להפחית את העלות של אנרגיה (LCOE) ומשפר את יכולת בנק של טורבינות עבור מימון.

מסקנה

איזון אינו תכונה אחת מושגת במפעל - זהו מצב דינמי שיש לשמור על כל החיים התפעוליים של טורבינות רוח.מאזן הוא נהג עיקרי של רטט, עייפות, וכישלון מוקדם בלהבים, ארגזי הילוכים, גנרטורים, ורכיבים מבניים. טכניקות איזון שדה מודרני, בשילוב עם בקרת איכות ייצור קפדנית, יכול להפחית באופן דרמטי את הסיכונים האלה.

ככל שגדלי טורבינות ממשיכים לגדול וככל שהתעשייה דוחפת למכונות של 15+MW, העונשים על איזון גרוע הופכים אפילו חמורים יותר.עתיד אנרגיית הרוח יסתמך יותר ויותר על חיישנים מתקדמים, ניתוח חיזוי, ואולי מערכות בקרה אקטיבית ששומרות על סטרוטורים באופן מושלם ברגע.עבור עכשיו, מפעילי הצמח וצוותי השירות צריכים לאמץ תוכניות איזון שיטתיות המבוססות על התאמות טרנדיות ומתוכנן.