Tuulesta voimaa

VEM tuulivoimageneraattoreiden markkinakärjessä

VEM Sachsenwerk on noussut yhdeksi johtavista valmistajista voimakkaasti kasvavalla tuulivoimala-alalla. Erityisesti suurimmat teholuokat sekä kaksoissyöttöisissä liukurengasgeneraattoreissa että moderneissa synkronigeneraattoreissa ovat osoittaneet kilpailukykynsä.

Generaattoreiden konstruktio viimeistellään asiakkaan spesifikaation ja luokituslaitosten säädösten mukaisesti hyödyntäen tietoa, jota sekä VEM Sachsenwerk että VEM motors saavat toimimalla yhteistyöprojekteissa eri tutkimuslaitosten kanssa. Viimeisimpiä tutkimuskohteita on ollut esimerkiksi tuulivoimaturbiinien mekaaninen kestävyys ääriolosuhteissa. Tutkimusten tulokset antoivat uutta tietoa, jonka avulla generaattorin konstruktio voidaan rakentaa alusta alkaen tiettyihin olosuhteisiin. Optimoitu konstruktio lisää generaattorin käytettävyyttä ja vähentää vikaantumisesta johtuvia seisokkeja. 

Perinteinen sähkökäyttöjen asiantuntemus yhdistettynä aktiiviseen R&D-toimintaan antaa VEMille hyvät eväät palvella asiakasta vaativien käyttökokonaisuuksien ratkaisutoimittajana oli sitten kyse generaattoreista tai apukäytöistä. Toimintaperiaatteesta riippumatta tuulivoimageneraattoreiden ominaisuuksia ovat elektromagneettisen optimoinnin avulla aikaansaatu hyvä teho/kokosuhde ja kompakti muotokerroin. Muita teknisiä etuja:

• VPI-teknologia takaa muotovyyhtikäämitykselle pysyvästi korkean eristelujuuden
• Roottorin käämitys sopii kaksoissyöttöiselle generaattorille keskijännitteillä ja erityiskonstruktioille suuriin jännitepiikkeihin
• Sekä pääliukurenkaat että maadoituksen liukurenkaat valmistetaan aina ruostumattomasta teräksestä, jota voidaan käyttää ongelmitta maalla ja merellä. Redundantti maadoitusjärjestelmä ja erikoislaakerieristys varmistavat taajuusmuuttajan luotettavan toiminnan.

Generaattori optimoidaan laskennallisesti, jolloin: 

• saavutetaan optimaalinen teho myös osakuormituksella sekä hiljainen käyntiääni
• voidaan huomioida paikalliset olosuhteet (heikot verkot, loisteho)
• GL:n ym. sertifiointilaitosten vaatimusten mukaisuus mm. kuormitettavuudessa ja laakerien kestossa
• rungon mitoitus 3D-CAD-työkaluilla

Käytettävyyttä ilman katkoksia

5,4 MV offshore-tuulivoimageneraattori 

VEMillä on laaja kokemus sovelluksista, joissa käytettävyys on tärkeässä asemassa esimerkiksi laivakäytöissä tai prosessiteollisuudessa. Jo kehitysvaiheessa kiinnitetään erityishuomioita huoltoystävälliseen konstruktioon. Käyttäjä saa moottoreiden ja generaattoreiden mukana laitekohtaiset käyttö- ja huolto-ohjeet, joissa huomioidaan tuulivoimageneraattorin todelliset tarpeet. Käyttäjille ja järjestelmien valmistajille järjestetään kohdistettuja huoltoseminaareja. Tämä kaikki, jotta saavutetaan taloudellisesti tuottoisa, paras mahdollinen käyttöaste ja pienennetään seisonta-aika minimiin.

Käyttöastetta nostaa mm. ohjain, joka estää generaattorin virheellisen kohdistuksen asennusvaiheessa, muistuttaa huollosta ja voiteluväleistä ja antaa tietoa liukurengasjärjestelmän tilasta.

Tehtaan testipisteet antavat edellytykset tarvittavan laadun ja toiminnallisuuden varmistamiseen. Korkeatasoinen laitteisto ja ammattitaitoinen henkilöstö varmistavat, että testaukset suoritetaan säädösten mukaisesti ja luotettavasti. VEM-group:n tehtaat toimivat DIN EN ISO 9001 –laatustandardin mukaan. Laaja kokemus eri laitosten testausvaatimuksista on avuksi laitteen valmistamisessa eri puolille maailmaa.

VEM-laitteet tuulivoimalaitoksiin 

• asynkronioikosulkukoneet
• kaksoissyötetyt asynkronikoneet
• synkronigeneraattorit (magnetoitava tai kestomagneettikenttä) 
• synkronikoneet ilman vaihdetta tai vaihteellisena versiona

Tekniset perustiedot

• Teho 1 – 6 MW
• Jännite 690 V – 12 kV
• Taajuus 50/60 Hz , myös taajuusmuuttajaohjauksella
• Jäähdytys: ilma-vesi, ilma-ilma 

Apukäyttösovelluksia tuulivoimaloihin

VEM B21R 112 MX6: jarrumoottori ja tarkkuusvaihde

Keskiö asemoidaan neljän vaihdemoottorin avulla

VEM toimittaa tuulivoimaloihin myös energiatehokkaita ja pitkäikäisiä pienjännitemoottoreita erilaisiin apukäyttöihin.  Muunneltavina ne sopivat käyttöön kuin käyttöön myös uusiin sovelluksiin esimerkiksi tuulienergian hyödyntämisessä. Tuulen hyödyntämisessä käyttöihin kuuluu usein vääntömomentin ja nopeuden tarkasti ylläpitävä moottori-vaihderatkaisu. VEM motors on toimittanut useita vuosia käyttöjä, joissa on jarrullinen 3-vaiheasynkronimoottori ja tarkkuusvaihde. Neljän vaihteen kokonaisuutta käytetään tuuliturbiinin asemointiohjaukseen.

Sähköisen asemointikäytön tehtävänä keskiön kääntäminen tuulen suhteen ihanteelliseen asentoon ja asennon pitäminen paikallaan. Hitaasti pyörivä, tarkka järjestelmä huomaa pienimmätkin muutokset tuulen suunnassa. Jarrua varten määritellään seisonta- ja käynnistysmomentit. Kaksoisjousijarru toimii pidätysjarruna.