L'erreur de 200,000 XNUMX $ que commettent sans cesse les exploitants d'éoliennes

Un mauvais alignement des réducteurs d'éoliennes peut entraîner des réparations coûteuses, dont les coûts dépassent 200,000 XNUMX $. Un alignement régulier à l'aide d'outils laser tels que RotAlign et OptAlign de Prüftechnik peut prévenir les pannes, réduire les temps d'arrêt et optimiser le rendement des éoliennes.

• Le désalignement de la boîte de vitesses, causé par les contraintes environnementales et l'usure opérationnelle, provoque des vibrations, de l'usure et des pertes d'énergie.
• Les outils d’alignement laser fournissent des solutions sûres, précises et efficaces pour maintenir la fiabilité des turbines.
• Des contrôles d’alignement réguliers garantissent des opérations plus fluides et réduisent les temps d’arrêt coûteux.

Le monde dépend de plus en plus de l'énergie propre produite par les éoliennes. Alors que les dirigeants mondiaux s'efforcent de répondre à la demande croissante d'énergie éolienne et de développer sans cesse les infrastructures, un facteur est souvent négligé dans la production d'énergie propre : l'importance de l'entretien des éoliennes existantes.

L'énergie éolienne est l'un des moyens les plus rentables de produire de l'énergie, avec un coût moyen actualisé de seulement 32 $ par mégawattheure (MWh) en 2022 pour les projets terrestres. La capacité d'une éolienne à atteindre son facteur de charge maximal et sa rentabilité dépend en grande partie de sa maintenance. Les éoliennes sont censées durer. 20 à 30 ans après leur installation, et pendant ce temps, la boîte de vitesses est le composant le plus coûteux à entretenir.

Les éoliennes ne peuvent fonctionner sans le multiplicateur de vitesse, qui convertit la faible vitesse de rotation de l'éolienne en vitesses beaucoup plus élevées requises par le générateur. Bien que les multiplicateurs de vitesse ne tombent pas en panne aussi fréquemment que d'autres composants, leur réparation est essentielle. les coûts peuvent atteindre plus de 200,000 XNUMX $ quand ils le font.

Outre le remplacement du réducteur lui-même, les frais de location de grue et de main-d'œuvre peuvent augmenter le prix de la réparation. Pour les éoliennes offshore, l'intervention de techniciens spécialisés se rendant sur le site de réparation doit également être prise en compte. Si l'on ajoute à cela les pertes de revenus liées aux temps d'arrêt pendant les réparations, le coût de l'énergie éolienne augmente considérablement lorsque les réducteurs d'éoliennes ne sont pas entretenus correctement.

Désalignement : une défaillance évitable de 200,000 XNUMX $ 

La cause principale de la plupart des pannes de boîte de vitesses se résume à un seul facteur : le désalignement.

Dans une éolienne, le réducteur joue un rôle essentiel en convertissant la faible vitesse de rotation des pales en vitesse de rotation élevée nécessaire à la production d'électricité par le générateur. Le réducteur agit comme un multiplicateur de vitesse grâce à une série d'engrenages.

Le réducteur doit être aligné avec l'arbre principal entraîné par le rotor de l'éolienne afin d'assurer un transfert de puissance fluide et de minimiser les contraintes sur ses composants. Il doit également être aligné avec l'arbre de l'alternateur. Un mauvais alignement peut entraîner des vibrations, une usure excessive, des pertes d'énergie, des coûts de maintenance plus élevés, voire un remplacement coûteux du réducteur.

De nombreux facteurs peuvent éventuellement entraîner un désalignement. De par leur nature même, les installations éoliennes sont soumises à des forces naturelles intenses qui peuvent entraîner un désalignement des pièces. Parmi les causes de désalignement, on peut citer :

• Facteurs environnementaux, tels que des fluctuations extrêmes de température, un couple irrégulier ou excessif causé par des fluctuations de la vitesse du vent et des coups de foudre.
• Les contraintes opérationnelles, comme les vibrations constantes dues aux charges du vent et au mouvement du rotor, qui provoquent une fatigue au fil du temps et une usure des composants.
• Erreurs de maintenance, comme ne pas effectuer d'alignement de précision après l'installation initiale, des boulons mal fixés, un assemblage incorrect et des réglages incorrects.

Si le désalignement n'est pas détecté et corrigé, il entraîne des problèmes tels que des vibrations excessives, l'usure des composants tels que les roulements et les accouplements, ainsi qu'une perte d'énergie due au frottement et à l'augmentation des températures.

Au fil du temps, cela peut entraîner des pannes catastrophiques, entraînant des coûts de réparation de plusieurs centaines de milliers de dollars. En raison de leur emplacement souvent isolé, de la taille imposante de leurs composants et de la perte de production d'énergie lors des temps d'arrêt, les réducteurs de turbine entraînent des coûts de réparation exorbitants et des pertes financières lorsqu'ils ne sont pas entretenus correctement.

Les défis de l'alignement des boîtes de vitesses

La conception et la taille des éoliennes rendent impossible l'utilisation des méthodes d'alignement traditionnelles. En raison de leur très grande taille et du couple considérable généré, le réducteur et ses composants sont protégés par un capot de protection, garantissant la sécurité des opérateurs pendant la rotation de l'éolienne. Ce capot ne peut être retiré que lorsque le rotor est fixé et la goupille de sécurité en place, ce qui empêche tout transfert de couple vers l'arbre d'entrée.

Cependant, pour que l'alignement soit possible, le couvercle doit être retiré des composants afin de permettre l'accès aux dispositifs d'alignement, tout en permettant la rotation continue de l'éolienne. Comment aligner les multiplicateurs d'éoliennes de manière sûre et précise avec des outils modernes ?

Alignement laser : la seule façon d'aligner les réducteurs des éoliennes

L'alignement laser est le seul moyen sûr et précis d'aligner les deux arbres d'accouplement d'une éolienne conformément aux spécifications du fabricant et de garantir la sécurité des travailleurs. Si les méthodes d'alignement laser présentent les mêmes défis en matière de sécurité, les caractéristiques uniques de la technologie d'alignement laser de Prüftechnik permettent d'aligner les deux arbres tout en préservant la sécurité des travailleurs.

Voici comment utiliser les dispositifs d’alignement RotAlign ou OptAlign pour l’alignement des boîtes de vitesses des éoliennes.

1. Tout d'abord, des mesures de sécurité sont prises pour assurer la sécurité des travailleurs pendant le processus d'alignement. Le rotor est immobilisé, le frein de service est serré et la goupille de sécurité est mise en place.
2. Ensuite, les ouvriers retirent le capot de sécurité pour exposer la tringlerie d'entraînement. Un laser et son capteur sont solidement fixés sur l'arbre couplé. Pendant que le capot est ouvert, le frein de service et la goupille de verrouillage sont desserrés. Les ouvriers sur site s'éloignent le plus possible de l'arbre.
3. Une fois les mesures de sécurité levées, le vent fait tourner les pales de l'arbre de l'éolienne, ce qui lance le processus d'alignement. Le mode de mesure SWEEP permet de déterminer la qualité de l'alignement avec un angle de rotation aussi faible que 60 degrés. Cependant, une éolienne peut continuer à tourner bien au-delà de 60 degrés, voire effectuer plusieurs rotations, avant de pouvoir s'arrêter à nouveau – ce que les outils d'alignement Prüftechnik sont conçus pour prendre en compte. Avec le mode SWEEP activé, l'angle de rotation plus élevé permet des mesures encore plus précises, et les rotations multiples ne constituent aucun obstacle à l'alignement.
4. RotAlign ou OptAlign calculent les résultats d'alignement en quelques secondes seulement. Le capteur unique, doté de deux surfaces de détection, peut calculer l'alignement depuis n'importe quelle position, quelle que soit la position à laquelle l'éolienne se trouve à nouveau à l'arrêt.
5. Une fois la turbine immobilisée, laser et capteur toujours en place, les mesures de sécurité sont rétablies : frein rotor serré et axe rotor verrouillé. Une fois les dispositifs de freinage activés, les opérateurs peuvent commencer le réalignement. La fonction Live Move de Prüftechnik permet de suivre en temps réel les résultats d'alignement sur les deux axes jusqu'à ce que les objectifs d'alignement soient atteints.

Soutenir la fiabilité des éoliennes, aujourd'hui et demain

L'énergie éolienne a connu un essor fulgurant au cours de la dernière décennie. En 2013, la production mondiale s'élevait à 635 térawattheures (TWh) et est passée à 2,325 XNUMX dix ans plus tard.

La croissance devrait se poursuivre avec l'augmentation de la dépendance mondiale aux énergies renouvelables. Non seulement le nombre d'installations d'éoliennes a augmenté, mais la taille des éoliennes a également augmenté.

La taille des éoliennes est directement liée à leur capacité à capter l'énergie du vent. Plus l'éolienne est grande, plus une installation peut produire d'électricité. 2013Aux États-Unis, aucune éolienne ne possédait de rotor de plus de 115 mètres de diamètre. Dix ans plus tard, 98 % des éoliennes nouvellement installées possédaient des rotors de plus grande taille, et le diamètre moyen des rotors était de 133.8 mètres. Si ces améliorations permettent aux éoliennes de produire davantage d'énergie, elles soumettent également leurs composants à des contraintes. eune force encore plus grande, ce qui a finalement un impact sur leur alignement.

Le désalignement des éoliennes est la cause principale de jusqu'à 30% de temps d'arrêt, mais un alignement régulier peut réduire considérablement ce nombre. Les recommandations des fabricants de turbines peuvent varier, mais il est conseillé de vérifier au minimum l'alignement de la turbine lors de sa mise en service. six mois après l'iniconstruction initiale, et une fois par an par la suite.

Les outils d'alignement laser Prüftechnik, comme OptAlign et RotAlign, permettent un alignement sûr et précis des réducteurs d'éoliennes. Prüftechnik est le leader mondial des équipements d'alignement optique laser. Ses outils d'alignement de pointe permettent aux équipes d'éviter des réparations coûteuses en garantissant un fonctionnement optimal des éoliennes et une efficacité maximale.