На горизонте ветроэнергетики вырисовывается едва управляемый спрос на ремонт лопастей ротора. Решение: сервисная платформа Amobile компании WP Systems GmbH из Бранденбурга удвоила количество возможных работ по техническому обслуживанию в год по сравнению с предыдущими системами. Платформа оснащена ременными приводами ГРМ BRECO®, которые играют важную роль в снижении веса.

Мы наблюдаем положительную тенденцию: 100 тераватт электроэнергии, вырабатываемой береговыми ветряными электростанциями, делает этот экологически чистый источник энергии вторым по распространенности в 2018 году, опережая даже ядерную энергию и уголь. Однако необходимые системы не могут выдержать ожидаемый 20-летний срок службы без ремонта и обслуживания. Трудно поверить, но лопасти ротора из армированного стекловолокном пластика особенно подвержены эрозии, ударам молнии и разрывам, вызванным высокими колеблющимися нагрузками. В Германии лопасти ротора обычно проверяются каждые два года техническими специалистами по обслуживанию с использованием кабельных систем. «Однако ремонтные работы с кабелем не выдержали испытания временем, и надлежащие ремонтные работы с ламинатом просто невозможны, когда вы работаете с кабелем», — объясняет Оле Реннер, один из двух директоров WP Systems. компания, специализирующаяся на обслуживании лопастей ротора и демонтаже ветряных электростанций. Он добавляет: «Существует тенденция к использованию платформ мобильных услуг. Современное состояние сегодня представлено открытыми сервисными платформами, то есть открытыми рамными конструкциями, напоминающими передвижные строительные леса. Как только их рама стабилизируется на башне, они поднимаются на ротор с помощью лебедок. Эти простые сервисные платформы позволяют нашим техническим специалистам шлифовать лопасти ротора, ламинировать их полиэфирной смолой и герметизировать их покрытием ». Но проблема остается: нанесение ламината и смол возможно только при почти полном отсутствии дождя и температуре не ниже 12 ° C. Это делает ремонт ротора практически невозможным зимой и оставляет лишь несколько часов в день в переходные периоды. Также невозможно производить ремонтные работы при скорости ветра более 12 м / с. Оле Реннер объясняет: «До сих пор эти три фактора ограничивали возможное количество дней обслуживания в среднем от 60 до, самое большее, 100 дней на одно место. Это результат нашего статистического анализа данных о погоде для нескольких ветропарков. Для промышленности этот сезонный бизнес с 30 000 заводами только в Германии является огромной проблемой ».

Концепция системы terra 1.1

Хольгер Мюллер, эксперт с многолетним опытом работы в области ветроэнергетики и директор WP Systems, объясняет идею платформы мобильных сервисов terra 1.1 следующим образом:

«Наш подход заключался в разработке полной системы, которая позволит проводить круглогодичный ремонт лопастей несущего винта. Для этого требуется не одно, а несколько нововведений:

• Чтобы обеспечить сухую среду, сервисная платформа должна образовывать водонепроницаемое ограждение вокруг места ремонта. Причем механизм должен быть приспособлен к различным контурам и поперечным сечениям.

• Необходимо найти решение для нанесения смол при низких температурах.

• Платформа обслуживания должна транспортироваться с помощью обычных прицепов со сдвоенной осью. Это означает, что вес прицепа и платформы ограничен 3,5 тоннами ».

Помня об этой сложной цели, в 2015 году междисциплинарная команда инженеров-машиностроителей и экспертов в области материалов и легких конструкций, а также специалистов по моделированию основала WP Systems.

Конструктивное решение для сервисной платформы Terra 1.1

Всего за несколько лет новая команда выполнила все требования системы terra 1.1, в том числе чрезвычайно строгие для сертификации, которая включает работу в ночное время. Новая сервисная платформа terra 1.1 — это действительно мобильная мастерская. Он состоит из легкой алюминиевой конструкции, которую можно превратить в ветрозащитную рабочую камеру с помощью брезента и дверей, и оснащен всем необходимым, включая электроэнергию, свет, инструменты и ремонтные материалы. Чтобы гибко закрыть зазор между лопастью ротора и полом или потолком, в Ruhland были разработаны регулируемые крышки, адаптированные к аэродинамическим контурам лопастей ротора. Их можно расположить на расстоянии всего нескольких сантиметров от любой лопасти ротора. Резиновый лист с присосками закрывает оставшийся зазор между крышками и лопастями ротора, чтобы сделать его водонепроницаемым. Это дает возможность производить ремонт даже во время дождя. Чтобы смолу можно было наносить в дни с температурой ниже 12 ° C, разработчики WP Systems используют инфракрасные излучатели для обогрева зоны ремонта. Всего за несколько минут этот метод обеспечивает температуру выше 30 ° C даже при низких температурах окружающей среды. Кроме того, полиэфирная смола и отвердитель хранятся в отапливаемом транспортном ящике, чтобы гарантировать, что температурная цепь никогда не прерывается. Благодаря этому типу подготовки теперь возможны ремонтные работы любой продолжительности при температурах от 0 ° C и даже, кратковременно, при температурах до -10 ° C. Чтобы смолу можно было наносить в дни с температурой ниже 12 ° C, разработчики WP Systems используют инфракрасные излучатели для обогрева зоны ремонта. Всего за несколько минут этот метод обеспечивает температуру выше 30 ° C даже при низких температурах окружающей среды. Кроме того, полиэфирная смола и отвердитель хранятся в отапливаемом транспортном ящике, чтобы гарантировать, что температурная цепь никогда не прерывается. Благодаря этому типу подготовки теперь возможны ремонтные работы любой продолжительности при температурах от 0 ° C и даже, кратковременно, при температурах до -10 ° C. Чтобы смолу можно было наносить в дни с температурой ниже 12 ° C, разработчики WP Systems используют инфракрасные излучатели для обогрева зоны ремонта. Всего за несколько минут этот метод обеспечивает температуру выше 30 ° C даже при низких температурах окружающей среды. Кроме того, полиэфирная смола и отвердитель хранятся в отапливаемом транспортном ящике, чтобы гарантировать, что температурная цепь никогда не прерывается. Благодаря этому типу подготовки теперь возможны ремонтные работы любой продолжительности при температурах от 0 ° C и даже, кратковременно, при температурах до -10 ° C. полиэфирная смола и отвердитель хранятся в отапливаемом транспортном ящике, чтобы гарантировать, что температурная цепь никогда не прерывается. Благодаря этому типу подготовки теперь возможны ремонтные работы любой продолжительности при температурах от 0 ° C и даже, кратковременно, при температурах до -10 ° C. полиэфирная смола и отвердитель хранятся в отапливаемом транспортном ящике, чтобы гарантировать, что температурная цепь никогда не прерывается. Благодаря этому типу подготовки теперь возможны ремонтные работы любой продолжительности при температурах от 0 ° C и даже, кратковременно, при температурах до -10 ° C.

Тандемно-осевой прицеп с системой сервисной платформы terra 1.1 компании WP Systems в Швеции. Допустимый общий вес 3,5 тонны не должен превышаться, несмотря на обширные системные технологии, такие как органы управления, источник питания, кабельные лебедки и т.

Ременные приводы ГРМ для поддержки и вращения рабочей камеры

Перемещение камеры вдоль лопасти ротора в основном требует трех различных движений: регулировка высоты с помощью тросовых лебедок, движение и поддержка башни с помощью опорной конструкции и вращение камеры вокруг ее вертикальной оси, чтобы она могла повторять контуры ротора. лопасть ротора как можно ближе. Камера подвешена на роликах к двум секциям С-образной дуги для обеспечения возможности вращения. Сами арочные секции прикручиваются к раме полого профиля из алюминия. Полые секции на его длинной стороне опираются на опорную раму длиной 15,5 метров.

Самая большая проблема: снижение веса

Особой задачей разработки было удержание веса ниже допустимого общего веса прицепа с тандемной осью, составляющего 3,5 тонны.
Оле Реннер описывает конфликт целей: «Несмотря на то, что мы с самого начала последовательно использовали возможности, предлагаемые облегченной конструкцией, нам пришлось придумать что-то новое для привода рамы полого профиля на телескопической раме 15 м, поэтому чтобы мы могли поддерживать целевой вес. Реечные и шестеренные приводы из стали просто слишком тяжелые. Систематическое сравнение типов приводов вскоре показало нам потенциал облегченных ременных приводов ГРМ.

Андре Шмидт, инженер по продажам в Лейпциге партнера Mulco Вильгельма Херма. Müller GmbH & Co. KG (WHM) описывает начало проекта: «План WP Systems был прост, но гениален: ремень ГРМ крепится к концу опорной рамы, а приводной ремень ГРМ омега на опорной раме перемещает рабочую камеру в желаемое положение. Однако за нашими первыми замыслами последовало грубое пробуждение. Расчетное растягивающее усилие было настолько высоким, что оно явно превышало допустимые силы для опорной рамы, особенно в верхнем положении сервисной платформы рядом с валом ротора, что создавало риск коробления. О более высоких размерах стальных профилей не могло быть и речи по причинам веса. Затем мы предложили WP Systems расположить два механизма отклонения ремня привода omega так близко к ременным шкивам, чтобы они создавали надежную направляющую для ремня ГРМ вокруг шкива. Это делает ненужным высокое растягивающее усилие для этого приложения». Оле Реннер говорит: «Эта модификация была для нас очень важной и чрезвычайно полезной. Нам удалось сохранить размеры опорной рамы и, наконец, достичь целевого веса».

Телескопическая рама длиной 15,5 м состоит из нескольких сегментов, что позволяет перевозить ее на прицепе. Хорошо, что ремень ГРМ такой же длины легко наматывать и разматывать… и устанавливать в кратчайшие сроки с помощью защелкивающейся системы.

Стабильность и защита от атмосферных воздействий: BRECOprotect ®

Андре Шмидт объясняет, как был выбран наиболее подходящий ремень ГРМ: «Стандартные ремни ГРМ имеют выступы намотки на поверхности корня зуба. Стальные натяжные элементы в этой области не защищены, и если окружающая среда влажная, может возникнуть коррозия. BRECO предлагает натяжные элементы из нержавеющей стали, но они не такие жесткие, как стальные. Это означает, что версия из нержавеющей стали сделала бы привод шире и тяжелее. Для этого случая ремень BRECOprotect открытой длины с полностью защищенным стальным натяжным элементом был идеальным решением, потому что, среди прочего, полиуретан этого ремня особенно устойчив к влажной среде ». (Подробное описание BRECOprotect можно найти в текущем выпуске mulco innovativ на страницах 2 и 3.) WP Systems использовала тот же метод привода для поворота корпуса. В этом случае ремень ГРМ зажимается с внутренней стороны изогнутого С-образного сечения и крепится к его концам, между ними находится еще один омега-привод. Андре Шмидт объясняет дополнительный потенциал этого приводного решения: «Как ясно показывает этот пример, омега-зубчатый ременной привод на участке круга идеально подходит для реализации поворотных, опорных и поворотных приводов практически любого диаметра. Привод не требует смазки и устойчив к коррозии ».

Оле Реннер резюмирует последние три года сотрудничества с партнером Mulco, WHM, и их практический опыт на сегодняшний день: «Мы очень довольны приводом, в частности, чрезвычайно высокими растягивающими усилиями, которые ремни ГРМ BRECO могут передавать, несмотря на их небольшой вес. Это поразительно. Г-н Шмидт и BRECO Antriebstechnik также неожиданно быстро ответили на наши многочисленные подробные вопросы на этапе разработки и нашли ответы на все из них. Теперь мы можем предложить ветроэнергетике решение мобильной системы для ремонта лопастей ротора, которое можно использовать в среднем 200 дней. Это позволяет удвоить объем выполняемых ремонтных работ при сохранении тех же затрат на персонал, что позволяет легко удвоить оборот. Ремни ГРМ BRECO способствовали этому успеху ».

Отлично подходит для влажных и влажных сред и особенно легкий: алюминиевые профили и ремень ГРМ BRECOprotect®. Ремень расположен снаружи над телескопической рамой. Привод омега перемещает раму с полыми секциями вперед и назад на роликах на секциях телескопической рамы. Высокое передаточное отношение сервопривода позволяет использовать небольшой легкий двигатель со встроенным тормозом.

Маленькая хитрость — отличный эффект: положительное направление ремня ГРМ вокруг ременного шкива.