SKF e NREL melhoram fiabilidade do sistema motriz de turbinas eólicas

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A SKF estabeleceu uma parceria de 3 anos, com o Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) do Departamento de Energia dos EUA, para estudar o desempenho do sistema motriz de turbinas eólicas, sob uma variedade de condições, e obter informações sobre possíveis causas de falhas nos rolamentos das mesmas. O objetivo principal desta parceria é investigar os modos de falha tanto da caixa de engrenagens como dos rolamentos do veio principal, com o objetivo de desenvolver novos projetos, otimizados para uma maior fiabilidade.

O trabalho de investigação decorre numa turbina GE de 1,5 MW instalada no Centro Nacional de Tecnologia Eólica (NWTC) da NREL, no Colorado, EUA. A SKF irá contribuir com diversos componentes e sistemas para o projeto, incluindo o novo rolamento de rolos esféricos otimizado (SRB) 240/600 BC, chumaceira, vedações, hardware e software de monitorização da condição (IMx-8 e @ptitude Observer 10.2) e um sistema de lubrificação automatizado. Diversos sensores são instalados para a medição de condições atmosféricas, estáticas e dinâmicas dentro da caixa de engrenagens e do rolamento do veio principal, enquanto as correntes parasitas do rolamento serão monitorizadas através de uma ferramenta baseada na bobine Rogowski. Espera-se que as medições do sensor forneçam insights mais profundos sobre as causas de falha nos rolamentos da caixa de engrenagens, como humidade, sobrecarga mecânica, correntes parasitas e deslizamento do rolo. Em particular, as medições patenteadas da SKF para a velocidade dos rolos irão fornecer uma compreensão mais completa do comportamento cinemático real dos rolamentos na turbina, sem ter que fazer modificações significativas no mesmo. O NWTC fornece condições atmosféricas e de carga real na turbina, permitindo analisar o impacto de ventos fortes e cargas variáveis, bem como as falhas nos sistemas mecânicos. Os dados de longo prazo adquiridos através dos sistemas SKF instalados serão usados para estudar as causas de aparecimento de fissuras axiais no rolamento do veio de alta velocidade e condições que comprometem a fiabilidade do rolamento principal, sendo que ambos frequentemente levam a operações excessivas e custos de manutenção para a indústria eólica.

O projeto permite à SKF a oportunidade de obter outra validação para o desempenho do seu novo SRB otimizado para aplicações no setor de energia eólica. Este trabalho é apoiado pela ferramenta SKF para verificação de projeto, que ajuda a comprovar as capacidades do rolamento do veio principal em condições reais de operação. Uma versão otimizada do SRB standard da SKF, o novo rolamento do veio principal, apresenta uma geometria interna modificada que oferece uma vida útil prolongada, menores pressões de contacto, maior ângulo de contacto, melhor oscilação e contacto de deslizamento minimizado para reduzir o desgaste. A gaiola é revestida com fosfato de manganês para uma melhor proteção contra a corrosão e o desempenho de lubrificação interna do rolamento foi otimizado. As informações obtidas durante este período de estudo têm o potencial de melhorar os componentes da transmissão e do rolamento do veio principal, além de fornecer uma melhor compreensão de como uma turbina reage às mais severas condições atmosféricas e de rede. A visão partilhada e os objetivos da SKF e da NREL para abordar estas questões de fiabilidade do sistema motriz irão contribuir, significativamente, para os esforços do setor de energia eólica em reduzir os custos e, ao mesmo tempo, maximizar a produção e eficiência.