世界の風力発電産業は大型タービンの時代へと加速しています。単一ユニットの生産能力における継続的な進歩の背後には、ドライブ トレイン システムに対する極限のテストが存在します。風力タービンの動力ハブとして、ドライブトレインは、限られたナセル空間内で効率的な動力伝達を実現しながら、ローター直径の増大により 1,000 トンを超える負荷に耐える必要があります。その性能はタービン全体の信頼性と発電効率に直接影響します。ドライブチェーンのすべてのコンポーネントの中で、メインベアリングは紛れもない「耐荷重コア」です。ラジアルモーメント、アキシアルモーメント、および転倒モーメントを含む複数の荷重に同時に耐える必要があるだけでなく、設計ライフサイクル全体にわたって継続的かつ安定して動作する必要があります。これはおそらく、風力タービンのスケールアップにおける技術的なボトルネックを克服する上で最も重要な要素です。

シーメンス ガメサ SG DD-276MW 風力タービン

風力発電業界の時代の課題: 従来の主軸受は大規模化の需要を満たすのに苦戦

現在、8 MW を超えるユニットの風力タービン ドライブ トレイン技術では、主軸受として単列円すいころ軸受 (TRB) または複列円すいころ軸受 (DTRB) が依然として主に使用されています。しかし、これらのタービンの運転時間が長くなると、両方の設計に固有の欠陥がますます明らかになり、品質上の問題が頻繁に発生します。

TRB+TRBの構造

DTRBの構造

HKW 3 列円筒ころ回転軸受 (3CRB) は、同一の動作条件下で主軸受として機能し、TRB/DTRB 軸受に匹敵する品質問題を示すことなく 20 年を超える耐用年数を実証しました。これは、3 列円筒ころ回転軸受が大メガワット風力タービンの主な軸受要件を満たすのに適していることを十分に示しています。このような状況を背景に、ドイツの HKW は、ベアリング製造における 1 世紀にわたる伝統と 40 年にわたる風力発電技術の専門知識を活用して、3 列メイン ベアリング ドライブ チェーン ソリューションの設計に注力しています。同社は風力タービンのスケーリングに画期的なソリューションを提供し、従来のシングルベアリングのサプライヤーをはるかに超える価値を提供します。

技術革新: HKW が先駆けた、スピンドルフリー設計の新しいコンパクトドライブチェーン

HKW の新しいコンパクトなトランスミッション チェーンの中核となるイノベーションは、HKW のソリューション設計者の深い位置付けを体現しています。つまり、従来の「デュアル ベアリング + スピンドル」の組み合わせを 3 列の円筒形メイン ベアリングに置き換え、単に個々のコンポーネントをアップグレードするのではなく、トランスミッション チェーン自体の構造基盤から簡素化と最適化を実現します。

伝統的なドライブトレイン構造

HKW 3列円筒主軸受コンパクトドライブチェーン構造

「スピンドリング除去」設計は、HKW が風力タービン伝送システムに対する包括的なニーズを徹底的に理解した結果です。トランスミッション チェーン全体の重量を 50% 以上削減し、コンパクトな構造でナセル スペースの制約に対応し、3 列円筒形メイン ベアリングの高い耐荷重能力で負荷の課題に対処します。この設計は、HKW のソリューション設計スキルをさらに実証しており、単一のベアリング プロバイダーのスキルをはるかに超えており、大型風力タービンの 3 つの主な目的である高効率、軽量化、省スペースを完全に満たしています。

寸法のブレークスルー: 3CRB メインベアリング VS TRB/DTRB、総合的な利点

3 列円筒形主軸受は、耐荷重、剛性、取り付け、効率、信頼性、コストという 6 つの重要な側面で TRB および DTRB よりも優れています。

信頼性の高い検証: 実験室から風力発電所までの二重検証

R&D を搭載した風力タービンと製造における 40 年にわたる経験を活用し、HKW は材料科学と熱処理プロセスにおける技術能力を継続的に進化させてきました。その結果、高性能三列円筒主軸受が開発されました。その信頼性は、厳格な実験室テストと実際のプロジェクト検証を通じて徹底的に検証されています。

実験室試験: ドイツ国内の実験室では、3 列円筒主軸受の変形、荷重制限、耐用年数が業界最高基準をすべて満たしており、5MW を超えるユニットの長期運用要件を満たすことができます。

現場での応用: ヨーロッパのプロジェクトの実践では、3 列円筒形主軸受が耐荷重能力において TRB および DTRB 主軸受よりも優れていることが実証されています。海上の厳しい衝撃荷重や塩霧腐食環境下でも、バッチ故障記録がなく安定した性能を維持します。

HKW 3CRB

産業に力を与える: 風力発電技術の反復とグリーン開発の加速

HKW は 1921 年の創業以来、1985 年から風力タービンのベアリングに特化して以来、業界の発展を通じて技術的専門知識を蓄積してきました。現在、同社は風力タービン用の 3 列円筒形主軸受においてヨーロッパのトップ 3 ブランドの 1 つとなり、カスタマイズされたソリューションとライフサイクル全体のメンテナンス サービスを世界中の顧客に提供しています。

スペース、信頼性、コストの進歩を達成することにより、HKW の革新的なコンパクトなドライブトレイン (3 列の円筒形主軸受をベースとしています) は、風力タービンの出力定格と統合性の向上を推進します。高い信頼性と低コストを備えた HKW の革新的なコンパクト ドライブ チェーンは、OEM が風力タービンの大型化傾向に直面して製品競争力を向上できるだけでなく、風力発電所所有者の投資を安定した利益に変えることもできます。全体として、産業チェーンの両端で価値を実現することで陸上および洋上風力発電の大規模な成長を推進し、グリーン エネルギーの技術開発が業界関係者の具体的な利益と継続的に一致することを保証します。