Pagina 17 van: Aandrijftechniek – nummer 6 – 2022
17
30 MW testbank voor
toekomstige aandrijflijnen
van windturbines
>
Knops. Met een lengte van zestig meter zal de installatie het
dynamische gedrag van de hoofdlagers, de tandwielkast en de
generator op systeemniveau onder reële omstandigheden testen
met functionele belasting-, dynamische- en robuustheidstests.
De getallen van deze testbank mogen er zijn; een maximaal
koppel van 45 MNm, een maximaal buigmoment van 64 MNm,
een maximale axiale kracht van 7.500 kN en een geïnstalleerd
vermogen van 30 MW.
De testinstallatie wordt geïnstalleerd in het Belgische hoofdves-
tiging van ZF Wind Power in Lommel (B). Hier is ZF’s kernkennis
op het gebied van innovatie en validatie van tandwielkasten
voor windturbines ondergebracht.
De 30 MW testbank wordt ontwikkeld door de Deense specialist
in windturbinetestsystemen R&D Test Systems. De testbank,
die diverse windbelastingen kan simuleren die een gondel-
aandrijving tijdens haar levensduur kan ondervinden, zal de
betrouwbaarheid van de aandrijvingen helpen verbeteren en
de doorlooptijd verkorten.
Toekomstige windturbines naar 20 MW
“De windbelastingen en windrichtingen kunnen sterk variëren,
en elke verandering zorgt voor belasting van de motorgondel,”
zegt Ralf Nieschler, Key Account Manager, R&D Test Systems.
“Deze nieuwe testinstallatie moet veel krachtiger zijn dan de
aandrijflijnen die hij test. En daarbij het bewijs leveren dat de
volgende generatie offshore-turbines van bijvoorbeeld 20MW
in staat is om gedurende de vastgestelde levensduur betrouw-
baar te functioneren in de extreme offshore-omstandigheden”,
voegt hij eraan toe. Met de twee motoren van 30 MW wordt
de testinstallatie de krachtigste testbank voor aandrijflijnen
en tandwielkasten ter wereld en met zijn lengte van 60 meter
ook de grootste.
Highly Accelerated Life Testing
R&D Test Systems heeft veel ervaring met highly accelerated
lifetime testing (HALT). Hierbij worden prototypes van wind-
turbines in een paar maanden blootgesteld aan het equivalent
van 20 jaar weersomstandigheden om de fysieke beperkingen
van een ontwerp te ontdekken en de betrouwbaarheid van het
product vast te stellen. “De kracht van windvlagen kan een beetje
lijken op een kudde olifanten die het blad rond duwt. Dit draaien
en buigen van de aandrijflijn in alle mogelijke richtingen in de
testopstelling leidt ertoe dat we het effect van 20 jaar wind in
slechts enkele maanden simuleren,” voegt Nieschler eraan toe.
Back-to-back principe
De testinstallatie maakt gebruik van het ‘back-to-back’-concept
van het bedrijf, waarbij twee gondelcomponenten – bijvoor-
beeld twee aandrijflijnen of twee tandwielkasten – tegelijkertijd
worden getest, wat een aanzienlijke tijdsbesparing oplevert. De
30 MW-motoren, die draaien met een hoog koppel, worden aan
elk uiteinde van de te testen gondelcomponenten geplaatst.
Een speciaal ontworpen ‘load unit’ bevindt zich tussen de gon-
delonderdelen en levert de windbelasting die nodig is om de
wisselende omstandigheden in de praktijk te simuleren. Samen
kunnen de motoren en de ‘load unit’ niet alleen de zwaarste
windbelastingen simuleren, maar ook het effect nabootsen van
wind uit verschillende richtingen.
Civieltechnische expertise voor de fundering
De testinstallatie wordt ontwikkeld in het hoofdkantoor van
R&D Test Systems in Denemarken. Naast elektrische, systeem-,
software- en mechanische engineers zal voor het project een
beroep worden gedaan op civieltechnische expertise voor de
fundering van gewapend beton die sterk genoeg moet zijn om
de extreme vermoeidheids- en ultieme windbelasting tijdens
16-17-18_zftestbank.indd 17 19-10-2022 16:47