未来能源解决方案测试

在克莱门森大学 ( Clemson University),一座旧造船厂已被改造成世界上最大的风能测试中心,而德国公司Renk test System (RTS)提供了包含世界上最强大风力涡轮机测试台 (可模拟各类风力) 的设施。

随着风能在世界各地的迅猛发展,美国政府计划将其产能从35千兆瓦增加到超过300千兆瓦,这相当于270座中型核电站的规模。南卡罗来纳州克莱门森大学的新测试中心,对实现这一目标发挥着重要作用。该中心将借助各类风力(包括飓风),首次测试高达15兆瓦(MW)的风力涡轮机原型。事实上,当今风力涡轮机的平均发电量仅3-7兆瓦,这说明测试设备具有强大的发电能力。

德国奥格斯堡RTS 项目经理Jens schneider 表示:「你不需要等待世纪风暴。测试台能在几个月的时间里模拟最恶劣的天气状况,制造商在使用新系统之前就能检测到系统的不足之处,从而节省数亿美元。测试系统既省时又省钱,这就是为什么人们最近对我们的系统非常感兴趣的原因。」

几年前克莱门森项目启动时,RTS获委托建造两个测试平台。作为RENK AG 的子公司,RTS从上世纪六十年代起就为齿轮、传动部件和整车开发和制造局端测试设施。

克莱门森项目是RENK 历史上最大的一笔合同,而RENK 公司更已为穆尔斯维尔和奥格斯堡办事处增添人手,以满足业务要求。它设计了两个试验台:一个15兆瓦平台(具备使用液压缸的全动力负载应用,以及向涡轮旋转轴施力和施加力矩的11,000马力发动机),以及一个较小的测试台,用于测试功率为75兆瓦的物体。

15兆瓦测试台长30米(985英尺), 宽13米(42.5英尺),高14米(46英尺)。风能兴起于上世纪八十年代,起初人们只能测试零部件,但自从有了这些庞大的测试台,人们就能把平均重达三四百吨的整个风力涡轮机舱,安装到测试台上,人工模拟六轴自由度的动力负载。RTS向美国运送了包括 Superbolt 超级螺栓、联轴器螺栓在内的部件,总重达800吨。

Jens schneider 表示:「在未来30年里,这是将用于测试新风力涡轮机的先进技术。而这就是为什么我们要求螺栓具有极高安全性,以应付当前及未来更强大的风力涡轮机。」

874个 Superbolt 超级螺栓和联轴器螺栓(尺寸从M42到M125不等)能紧固这两个试验台的关键螺栓连接。较大号的预紧器把测试台的单体装置连接到6,000吨重的混凝土基座上,并确保测试床与主体结构分离,避免受到振动而影响测试结果。其余部分则安装到测试床的齿轮上,控制测试物的速度,还有一些则安装到负载单位的轴上,用来模拟风效。

Jens schneider 解释:「这些零件必须能应付极端的动力负载(重现了最恶劣的海上条件),而大螺栓能使一切固定到位。传统螺栓需要使用重型液压扳手拧紧和拆卸,但Superbolt 产品具有同等或更高的预紧力水平,却允许我们通过更灵活的常规手工工具来操作。

Jens schneider 称:「90%的测试台组件在奥格斯堡制造,但这里没有预先建造和测试整体设施的空间。我们只有一次将事情做对的机会,而使用 Superbolt 超级螺栓,让我们仅在六个月内便安装好两个测试台。

2013年于克莱门森开始首次风力涡轮机测试之际,风能刚成为美国新能源发电的主要来源,但仅占美国发电量的35%,且目前美国海岸并没有建立海上风力发电场。有了克莱门森大学测试设施等先进技术,这种情形将可能比预期更快地改变。

概要:风能
全球风力发电产能：336千兆瓦(涵盖目前高达2亿户家庭的需求)。
平均风轮直径:97米/318英尺
平均轮毂高度:113米/370英尺
风力涡轮机:SeaTitan10兆瓦(风轮直径:190米)
风力发电场:中国甘肃风力发电场(产能:600兆瓦)。
风力发电大国：丹麦(风力发电占33%)。

Superbolt 的业务分析