Reparaciones costosas Los operadores de parques eólicos incluyen en sus presupuestos una o quizás dos reparaciones importantes del aerogenerador durante su ciclo de vida. El problema es que muchos están necesitando una reconstrucción total en sus primeros 7 a 10 años de vida. Esto implica un mayor gasto en OyM durante el ciclo de vida útil del aerogenerador. Hacer frente a una reparación importante cada siete años, supone un gran impacto económico para los operadores. Asumiendo una vida útil del aerogenerador de 30 años, y que el eje y la multiplicadora se tuvieran que renovar por completo cada siete años, esto supondría cuatro renovaciones durante el todo el ciclo de vida útil. Si una reparación de ejes y multiplicadora cuesta 300.000 $ (costes de grúa incluidos), eso significa un gasto total de 1,2 M$ durante el ciclo de vida. Si estas sustituciones se redujesen a la mitad, los operadores podrían ahorrarse hasta 600.000 $ por aerogenerador. Problemas del diseño actual Los rodamientos de rodillos esféricos de dos hileras (SRB) dominan el mercado de aerogeneradores modulares en dos configuraciones diferentes: con montaje de tres y cuatro puntos. En el diseño de tres puntos, el peso del eje recae sobre los brazos de par de la multiplicadora y un único SRB frente a la multiplicadora. Aunque este diseño presenta algunas ventajas, como un menor peso de la góndola y una reducción de los costes iniciales del aerogenerador, también implica claras desventajas a causa de los rodamientos de ejes SRB de doble hilera y la transmisión de la Costly repairs The wind farm operator will budget for one or maybe two major overhauls of the turbine over its lifecycle. The challenge is that many machines are requiring a major rebuild within the first 7 to 10 years, meaning higher O&M spending over the lifecycle of the turbine. Coping with a major rebuild every seven years represents a huge financial impact for operators. On the basis that the average life of a turbine is 30 years and the mainshaft and gearbox has to be completely rebuilt every seven years, four rebuilds will be required over the lifecycle of the turbine. If a mainshaft and gearbox repair is US$300,000 (crane costs included), this represents a total spend of US$1.2 million. If these replacements can be cut in half, operators stand to save as much as US$600,000 per turbine. Current design challenges Two-row spherical roller bearings (SRBs) dominate the modular turbine market in two different configurations: three- and four-point mounts. In the three-point design, the weight of the mainshaft is supported by the gearbox torque arms and a single SRB in front of the gearbox. While this design offers advantages including less nacelle weight and lower initial turbine costs, there are also distinct disadvantages with the tworow SRB mainshaft bearing and load transmission into the gearbox. One issue is that the bearing must support a radial reaction and wind thrust loading on only the downwind row of rollers. Another problem is that, due to increasing internal clearance as the bearing wears, axial deflection and moment loads are transferred to the gearbox planetary carrier bearings. This additional load can affect planetary gear meshes and thus, planetary gears and bearing loads. In a four-point design, the mainshaft is supported by the gearbox torque arms and two main bearings in front of the gearbox. These main bearings are often SRBs, but other arrangements including tapered and cylindrical roller bearings are also common. This arrangement allows for a longer nacelle package and increased turbine mass; higher system stiffness; lower drive train deflection and misalignment. Main bearing performance is generally superior in four-point design turbines as opposed to three-point designs, but some models still experience problems, particularly where an SRB is used in the rear position. PROLONGAR LA VIDA ÚTIL DE LOS RODAMIENTOS DE LOS EJES PRINCIPALES DE LOS AEROGENERADORES Con el crecimiento de la industria eólica y el aumento de potencia de los aerogeneradores, el aumento de las cargas y las tensiones están afectando a la vida útil de los rodamientos de engranajes y ejes. Los daños y los modos de fallo se producen antes de lo esperado, y para muchos operadores de parques eólicos el coste de las reparaciones inesperadas se está acumulando. Como resultado, la industria está demandando una mayor vida útil para los rodamientos de multiplicadora y ejes principales, y los fabricantes están empezando a introducir soluciones en el mercado. EXTENDING BEARING LIFE INWIND TURBINE MAINSHAFTS With the growth of the wind industry and increased turbine output, higher loads and increased stresses are impacting mainshaft and gearbox bearing life. Damage and failure modes are occurring sooner than expected and for many wind farm operators, the cost of unexpected repairs is adding up. As a result, the industry is asking for a longer life frommainshaft and gearbox bearings and manufacturers are stepping up to bring solutions to the market. Eólica | Wind Power FuturEnergy | Noviembre November 2017 www.futurenergyweb.es 29
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