بيرينگ‌هاي مورد استفاده در توربين‌هاي بادي

بلبرینگ توربین

توربین بادی

توربين‌هاي بادي، يكي از منابع مطمئن در توليد انرژي پاك به شمار مي روند. طي سال هاي گذشته، گرايش به استفاده از اين توربين‌ها هم در خشكي و هم در دريا افزايش يافته است؛ اما استفاده از توربين‌هاي بادي در دريا رويكرد جديدتري است كه عملكرد آن بر استفاده از بادهاي رايج روي سطح دريا در نزديكي ساحل مبتني است. بيرينگ‌هاي مورد استفاده در توربين‌هاي بادي، شرايط كاري دشواري را تحمل مي‌كنند و علاوه بر آن، بايد قابليت اطمينان بالايي داشته باشند. مجموعه شرايط مذكور، موجب شده تا بيرينگ‌هاي مورد استفاده در توربين‌هاي بادي مورد توجه محققان و توليدكنندگان مطرح بيرينگ قرار گيرند و مطالعات بسياري در اين زمينه صورت گرفته ‌است. وبلاگ شبكه بلبرينگ ايران نيز بارها به اين موضوع پرداخته است. از جمله مي توانيد به پست زیر مراجعه نماييد.

بیرینگ توربین‌های بادی

عواملي از قبيل اعمال بارهاي سنگين، ضربه‌اي بودن بارها، ارتعاشات قابل توجه و … موجب شده تا بيرينگ‌هاي خاصي براي استفاده در توربين‌هاي بادي توليد گردند. معمولاً استفاده از رولربيرينگ‌هاي كروي در توربين‌هاي بادي با توان كمتر از ۵ مگاوات رايج است. البته اين بيرينگ‌ها در معرض آسيب در بخش عقبي مسير ساچمه‌رو رينگ خارجي قرار دارند، كه براي كسب اطلاعات بيشتر در اين مورد، مي توانيد پست زير را مطالعه نماييد.

توسعه رولربیرینگ های کروی مناسب توربین های بادی – بخش اول

به منظور رفع اين مشكل، شركت NTN اقدام به توسعه نسل جديدي از رولربيرينگ‌هاي كروي مناسب توربين‌هاي بادي نموده است كه مي توانيد شرح آن را در پست زير مطالعه نماييد.

توسعه رولربیرینگ های کروی مناسب توربین های بادی – بخش دوم

در توربين‌هاي بادي با توان ۶ مگاوات به بالا، استفاده از تركيب رولربيرينگ‌هاي مخروطي و رولربيرينگ‌هاي استوانه‌اي رايج‌تر است، كه يك نمونه از آن را در شكل زير مشاهده مي نماييد.

توربین بادی

تركيب رولربيرينگ‌هاي مخروطي و رولربيرينگ‌هاي استوانه‌اي

همان طور كه در شكل فوق نيز مشاهده مي‌گردد، در اين توربين‌ها اغلب از دو رولربيرينگ مخروطي (يا يك رولربيرينگ مخروطي دو رديفه) و يك رولربيرينگ استوانه‌اي يك يا چند رديفه استفاده مي‌گردد.

توربين‌هاي بادي مستقر در دريا، خود به دو گروه دسته تقسيم مي‌شوند؛ گروه اول كه در حال حاضر رايج‌تر مي‌باشند و نمونه آن ها در شكل زير نشان داده شده است، توربين‌هايي هستند كه اغلب در نواحي كم عمق و به صورت ثابت نصب مي گردند.

توربین بادی

توربين‌هاي ثابت نواحي كم عمق

دسته دوم، توربين‌هايي هستند كه به صورت شناور در قسمت‌هاي عميق‌تر درياها و اقيانوس‌ها نصب مي‌‌شوند. تكنولوژي ساخت اين توربين‌ها پيچيده‌تر است، ولي مزيت‌هاي خاص خود را دارند و استفاده از آن‌ها به خصوص در كشورهايي مانند ژاپن كه مناطق ساحلي آن ها نسبتاً عميق است، راهگشا مي باشد. شكل زير يك نمونه از اين توربين‌ها را نشان مي‌دهد كه به تازگي در فرانسه و در فاصله ۲۰ كيلومتري از ساحل نصب شده است.

توربین بادی شناور فرانسه

توربین‌های شناور

بيرينگ‌هاي اصلي توربين‌هاي بادي مستقر در خشكي بارهاي سنگيني را تحمل مي‌نمايند كه گاهي ميزان آن‌ها تا ۱ ميليون نيوتن نيز مي‌رسد و اين در حالي است كه ميزان بارهاي وارد بر بيرينگ‌هاي اصلي توربين‌هاي بادي مستقر در دريا از اين ميزان نيز بيشتر است. ولي شايد بتوان مهم‌ترين تفاوت شرايط كاري بيرينگ‌هاي مورد استفاده در توربين‌هاي بادي مستقر در دريا در مقايسه با نمونه‌هاي مستقر در خشكي را در عمر كاري مورد انتظار آن‌ها دانست. معمولاً انتظار مي رود كه بيرينگ‌هاي مورد استفاده در توربين‌هاي بادي مستقر در خشكي، حدوداً ۲۰ سال عمر كنند. ولي با توجه به هزينه‌هاي بالا و دشواري زياد تعميرات و تعويض قطعات در توربين‌هاي بادي مستقر در دريا، عمر كاري مورد انتظار از بيرينگ‌هاي آن‌ها‌ حدود ۲۵ سال مي باشد. بنابراين بايد در طراحي و ساخت اين بيرينگ‌ها، دقت مضاعف صورت گيرد. (البته توجه به اين نكته ضروري است كه اصولاً عمر بيرينگ‌ها بر اساس تعداد دور چرخش آن ها محاسبه مي‌گردد و نه ساعات كاري آن‌ها؛ ولي با دانستن سرعت متوسط چرخش بيرينگ، مي توان عمر را بر اساس ساعات كاري نيز بيان نمود).

رقابت بر سر طراحي و توليد بيرينگ‌هاي مناسب براي توربين‌هاي بادي در جريان است و شركت‌هاي NTN، NSK و SKF تا كنون اخبار اميدواركننده‌اي در اين خصوص منتشر نموده اند.

bearingnet_blog