ZF Wind Power och R&D testsystem utvecklar 30 megawatt stor testbänk för vindturbiner

Testbänk för ZF Wind Powers framtida "Test & Prototype Center". Testbänken för drivlinan och transmissionen på 30 megawatt kommer att vara den kraftfullaste i världen. Två transmissioner eller drivlinor testas parallellt. Simulering av variabla gondollaster utförs genom applicering av vindlaster på växellådor eller kompletta drivlinor. Bild: ZF Wind Powers

I sin hittills största order kommer danska vindkrafttestspecialisten R&D Test Systems att utveckla 30 megawatt stark drivlina och testbänk för ZF Wind Powers framtida "Test & Prototype Center" i Lommel, Belgien som kommer att inrymma världens mest kraftfulla valideringstestbänk för vindturbiner.

Testriggen, som kan simulera mångfalden av vindlaster som en motorgondol kan utsättas för under sin livstid, kommer att bidra till att förbättra produktens tillförlitlighet och förkorta tiden till marknaden.

Den som vill se testriggen själv kudne göra det i Hamburg och närmare sagt i monterhall B1.EG monter 410, där R&D Test Systems att ställa ut sitt testsortiment på mässan "WindEurope Hamburg 2022" fram till 30 september 2022.

Extrema havsförhållanden

- Vindlasterna och riktningarna kan variera mycket, och varje förändring skapar belastning på gondolens drivlina, säger Ralf Nieschler, Key Account Manager, R&D Test Systems

- Den här nya testriggen måste vara mycket kraftfullare än drivlinan den testar, vilket ger bevis på att nästa generation offshore-turbiner på till exempel 20 megawatt kan fungera pålitligt under extrema havsförhållanden under den definierade livslängden, tillägger Ralf Nieschler.

Testriggen kommer med sina två 30 megawatt-motorer att bli världens mest kraftfulla drivlina och testbänk, men även den längsta med sina 60 meter.

- Kraften från vindbyar kan vara lite som en flock elefanter som trycker runt bladet. Denna vridning och böjning av drivlinan i alla möjliga riktningar i testriggen kommer att simulera effekten av 20 års vindförhållanden på bara några månader”, tillägger Nieschler.

Högt vridmoment

Nacelle-komponenter testade parallellt

Testriggen använder företagets "back-to-back"-koncept, där två gondolkomponenter – till exempel två drivlinor eller två växellådor – testas samtidigt, vilket leder till betydande tidsbesparingar.

30 megawatt-motorerna utför vridning med högt vridmoment och är placerade på vardera änden av gondolkomponenterna som testas. Dessutom är en specialdesignad lastenhet placerad mellan gondolkomponenterna och ger de vindlaster som behövs för att simulera de varierande verkliga förhållandena.

Otaliga tester

Tillsammans kan motorerna och lastenheten simulera inte bara de hårdaste vindbelastningarna utan också effekten av vind som kommer från olika håll.

Trots en vikt på 5700 ton och med ett drivvridmoment på 45 miljoner Nm – motsvarande lasten på 30 personbilar som dinglar från änden av ett 100 meter turbinblad – och under ett böjmoment på upp till 64 miljoner Nm, klarar testriggen testerna. Det gäller även komponenter av olika dimensioner.

Testriggen kommer att utvecklas vid R&D Test Systems huvudkontor i Danmark. Förutom el-, system-, mjukvaru- och maskiningenjörer kommer projektet att dra nytta av civilingenjörsexpertis för den armerade betongfundamenten som måste vara tillräckligt stark för att klara den extrema utmattningen och de ultimata vindbelastningarna under tester samt själva drivlinan som kan väga flera hundra ton.

Testteamet arbetar redan

Ett team på 35 heltidsanställda ingenjörer har redan påbörjat arbetet med testriggen tillsammans med internationella specialistleverantörer.

Testriggen kommer att transporteras som individuella moduler till Belgien. Projektet använder sig av R&D Test Systems interna mjukvaruutvecklingsteam som kommer att skapa verktyg för analys av testdata. En del av projektet är också en kran med en lyftkapacitet på 300 ton för montering av testdrivlinor i riggen.

- Att belönas med ett projekt av denna storlek med syfte att utveckla världens mest kraftfulla testrigg för drivlina för vindkraftverk är ett erkännande av R&D Test Systems beprövade utvecklingsexpertis inom specialiserade, storskaliga och kraftfulla testriggar inom vindkraftsindustrin, säger Peter Ulrikkeholm, vd för R&D Test Systems.

Källa: ZF Wind Powers