خبرها

در یک توربین بادی متوسط، حدود 8000 قطعه با هماهنگی کار می کنند تا انرژی جنبشی باد را به آنچه ما به دنبال آن هستیم، یعنی انرژی الکتریکی پاک تبدیل کنند. این قطعات همچنین شامل چند ده یاتاقان هستند که این تبدیل را روان، کارآمد و قابل اعتماد می کنند. سه رگه یک توربین بادی - شفت اصلی، گیربکس و ژنراتور - برای توزیع یکنواخت بارها به یاتاقان‌ها متکی هستند و اصطکاک و سایش ضروری برای چرخش یکپارچه پره‌های توربین و تضمین تولید بهینه انرژی را به حداقل می‌رسانند. بنابراین می‌توان فرض کرد که بازار بلبرینگ‌های انرژی بادی به موازات با افزایش ظرفیت انرژی باد در سراسر جهان از نردبان بالا می‌رود.

بهینه سازی خروجی: از تیغه تا گیربکس

بلبرینگ ها اجزای مکانیکی هستند که برای کاهش اصطکاک بین قطعات متحرک با اجازه دادن به دو سطح به جای لغزش بر روی یکدیگر غلت می زنند. در یک توربین بادی، یاتاقان‌ها چرخش صاف پره‌ها، سیستم‌های انحرافی و گیربکس‌ها را تسهیل می‌کنند. گیربکس ها که شافت اصلی کم سرعت را به شفت ژنراتور با سرعت بالا تبدیل می کنند، رایج ترین کاربرد برای یاتاقان ها هستند که حدود 56 درصد از کل بازار بلبرینگ های انرژی باد را تشکیل می دهند. شفت اصلی که پره های توربین را به گیربکس متصل می کند یکی دیگر از کاربردهای قابل توجه است و به دنبال آن ژنراتورهای الکتریکی که انرژی مکانیکی را به الکتریسیته تبدیل می کنند. برنامه های کاربردی دیگر، مانند Yaw و Pitch، بخش کوچکی از بازار را تشکیل می دهند.

با توجه به شرایط سخت کاری، مانند سرعت های مختلف باد، نوسانات دما و بارهای زیاد، صنعت منابع زیادی را سرمایه گذاری می کند تا مطمئن شود که تنها یاتاقان های بسیار قابل اعتماد جایگاه خود را در توربین های بادی پیدا می کنند. در سپتامبر 2024، مرکز انرژی‌های تجدیدپذیر فراساحلی لیندو (LORC) اعلام کرد که پایه تاسیسات آزمایشی باربری اصلی جدید آنها (در بندر اودنسه، دانمارک) گذاشته شده است و گفته می‌شود این تاسیسات تا سال 2025 به بهره‌برداری می‌رسد. کل سرمایه‌گذاری مورد نیاز برای تاسیسات حدود 43 میلیون دلار که نزدیک به 10 میلیون دلار آن توسط برنامه GreenLab دولت دانمارک اعطا می شود. این تسهیلات به سازندگان اجازه می‌دهد تا یاتاقان‌های محور اصلی مورد استفاده در توربین‌های بادی ۲۵ مگاواتی را به‌صورت مجزا و نه به‌عنوان بخشی از یک پیشرانه کامل آزمایش کنند.

چه نوع بلبرینگ هایی استفاده می شود؟

یاتاقان های غلتکی و یاتاقان های چرخشی یاطاقان های اصلی مورد استفاده در توربین بادی هستند. رولربرینگ نوعی بلبرینگ است که برای کاهش اصطکاک به جای توپ از انواع غلتک ها (مانند استوانه ای، مخروطی و کروی) استفاده می کند. بلبرینگ‌های کروی و یاتاقان‌های استوانه‌ای همراه با یاتاقان‌های مخروطی در قطعاتی مانند گیربکس، شفت‌های اصلی و ژنراتورها استفاده می‌شوند، زیرا می‌توانند بارهای رانش بیشتری را نسبت به سایر انواع یاتاقان‌ها تحمل کنند. یاتاقان چرخشی ترکیبی از یک حلقه بیرونی و داخلی است که هر یک از آنها دارای مکانیزم چرخ دنده هستند. کاربردهای انحراف و پره در توربین بادی از یاتاقان های چرخشی استفاده می کنند. با توجه به نوع مواد، بلبرینگ های فلزی حدود 85 درصد از بازار را به خود اختصاص داده اند (بیشتر فولاد به دلیل استحکام ارائه شده و مقاومت بالا در برابر خوردگی سطح)، و غیر فلزی و هیبریدی 15 درصد باقی مانده را تشکیل می دهند.

ظرفیت در حال رشد انرژی باد: موهبت برای یاتاقان ها

دولت‌ها در سرتاسر جهان برای دستیابی به اهداف بلندپروازانه اقلیمی تلاش می‌کنند. به عنوان مثال، چین متعهد شده است که ظرفیت انرژی های تجدیدپذیر خود را تا سال 2030 به 1200 گیگاوات افزایش دهد که تقریباً دو برابر ظرفیت موجود است، بر اساس چهاردهمین برنامه 5 ساله چین در مورد انرژی های تجدیدپذیر. بر اساس گزارش کمیسیون اروپا، اتحادیه اروپا نیز در نظر دارد تا سال 2050 ظرفیت انرژی بادی خود را به 430 گیگاوات افزایش دهد. جالب توجه است که ظرفیت جدید نصب شده توسط صنعت جهانی انرژی بادی به رکورد 117 گیگاوات (GW) در سال 2023 رسید که 50 درصد افزایش نسبت به سال 2022 نشان می دهد.

جدا از اهداف پایداری، ثابت شده است که انرژی باد ارزان‌تر از تولید انرژی مبتنی بر سوخت‌های فسیلی معمولی است. به عنوان مثال، هزینه بدون یارانه انرژی با استفاده از زغال سنگ در ایالات متحده 68-166 دلار است، در حالی که هزینه انرژی بادی خشکی فقط 24-75 دلار است. از نظر فناوری، اندازه توربین‌های بادی در حال افزایش است. به عنوان مثال، بر اساس گزارش دفتر بهره وری انرژی و انرژی های تجدیدپذیر، برای مثال، ارتفاع هاب حدود 29 درصد و قطر روتور حدود 40 درصد در ایالات متحده بین سال های 2013 تا 2023 افزایش یافته است. صنعت این مسیر را طی کرد، زیرا قطر روتور بزرگتر به توربین اجازه می دهد تا منطقه بیشتری را جارو کند، باد بیشتری را جذب کند و بازده خروجی بهتری تولید کند. در نتیجه، همراه با سایر پیشرفت‌های تکنولوژیکی، میانگین ظرفیت توربین‌های بادی تازه نصب شده در ایالات متحده 3.4 مگاوات گزارش شده است که نسبت به سال‌های 1998-1999 375 درصد افزایش یافته است. علاوه بر این، هزینه انرژی بادی خشکی بین سال‌های 2010 تا 2022 به طور متوسط 68 درصد و در دریا تا 59 درصد کاهش یافته است.

این ترکیبی از اهداف آب و هوایی و مقرون به صرفه بودن منجر به افزایش سرمایه‌گذاری و گسترش ظرفیت جهانی برای انرژی بادی می‌شود و ثابت می‌کند که محرک اصلی رشد است زیرا مستقیماً تقاضا برای اجزای توربین بادی از جمله یاتاقان‌ها را افزایش می‌دهد.

حال و آینده:

بازار جهانی بلبرینگ های انرژی بادی در سال های اخیر شاهد رشد مداوم بوده است. در نتیجه، اندازه بازار در سال 2023 به 1.85 میلیارد دلار رسید و پیش بینی می شود که در سال 2024 به 1.98 میلیارد دلار برسد. دومین منطقه بزرگ اروپا است که توسط کشورهایی مانند آلمان، اسپانیا و بریتانیا هدایت می شود. آمریکای شمالی با رهبری ایالات متحده در رتبه سوم قرار دارد، در حالی که بقیه جهان در سهم بازار باقی مانده است.

با توجه به افزایش سرمایه‌گذاری جهانی در انرژی‌های تجدیدپذیر، سیاست‌ها و مشوق‌های دولت و تقاضا برای تولید انرژی مقرون‌به‌صرفه، انتظار می‌رود بازار جهانی بلبرینگ‌های انرژی بادی به صعود خود با CAGR 7.1 درصد ادامه دهد و احتمالاً به 3 دلار خواهد رسید. میلیارد دلار تا سال 2030، نقش مهمی در گذار جهانی به سمت انرژی پاک و مقرون به صرفه ایفا می کند.