L’industrie mondiale de l’énergie éolienne entre de plus en plus rapidement dans l’ère des éoliennes à grande échelle. Derrière les progrès continus en matière de capacité unitaire se cache un test extrême pour le système de transmission. En tant que centre de puissance des éoliennes, le groupe motopropulseur doit supporter des charges supérieures à mille tonnes résultant de l'augmentation du diamètre du rotor tout en assurant une transmission de puissance efficace dans l'espace confiné de la nacelle. Ses performances déterminent directement la fiabilité et l’efficacité de la production d’électricité de l’ensemble de la turbine. Parmi tous les composants de la chaîne d'entraînement, le roulement principal constitue sans conteste le « noyau porteur » : non seulement il doit résister simultanément à de multiples charges, notamment des moments radiaux, axiaux et de renversement, mais il doit également fonctionner de manière continue et stable tout au long de son cycle de vie de conception. Il s’agit sans doute de l’élément le plus crucial pour surmonter les obstacles techniques liés au développement des éoliennes.

Éolienne Siemens Gamesa SG DD-276MW

Le défi de l’époque pour l’industrie de l’énergie éolienne : les roulements principaux traditionnels peinent à répondre aux demandes à plus grande échelle

Actuellement, la technologie de transmission des éoliennes pour les unités dépassant 8 MW utilise encore principalement des roulements à rouleaux coniques à une rangée (TRB) ou des roulements à rouleaux coniques à deux rangées (DTRB) comme roulements principaux. Cependant, à mesure que ces turbines accumulent des heures de fonctionnement plus longues, les défauts inhérents aux deux conceptions deviennent de plus en plus apparents, entraînant de fréquents problèmes de qualité.

La structure de TRB+TRB

La structure du DTRB

Le roulement d'orientation à rouleaux cylindriques à trois rangées HKW (3CRB), servant de roulement principal dans des conditions de fonctionnement identiques, a démontré une durée de vie supérieure à 20 ans sans présenter de problèmes de qualité comparables à ceux des roulements TRB/DTRB. Cela démontre suffisamment que les roulements d'orientation à rouleaux cylindriques à trois rangées sont mieux adaptés pour répondre aux principales exigences en matière de roulements des éoliennes de grands mégawatts. Dans ce contexte, la société allemande HKW s'appuie sur son héritage centenaire dans la fabrication de roulements et sur quatre décennies d'expertise en technologie de l'énergie éolienne pour se concentrer sur la conception de solutions de chaînes d'entraînement de roulements principaux à trois rangées. La société propose des solutions révolutionnaires pour la mise à l'échelle des éoliennes, offrant une valeur bien supérieure à celle des fournisseurs traditionnels de paliers uniques.

Innovation technologique : nouvelles chaînes d'entraînement compactes avec une conception sans broche, lancées par HKW

L'innovation principale de la nouvelle chaîne de transmission compacte de HKW incarne le positionnement profond des concepteurs de solutions de HKW : remplacer la combinaison traditionnelle « double roulement + broche » par un roulement principal cylindrique à trois rangées, réalisant une simplification et une optimisation à partir de la base structurelle de la chaîne de transmission elle-même, plutôt que de simplement mettre à niveau des composants individuels.

Structure de transmission traditionnelle

HKW Structure de chaîne d'entraînement compacte à roulement principal cylindrique à trois rangées

La conception « débroche » est le résultat de la compréhension approfondie par HKW des besoins complets des systèmes de transmission d'éoliennes. Il réduit le poids de l'ensemble de la chaîne de transmission de plus de 50 %, s'adapte aux contraintes d'espace de la nacelle grâce à une structure compacte et relève les défis de charge grâce à la capacité de charge élevée des roulements principaux cylindriques à trois rangées. Cette conception démontre une fois de plus les compétences de conception de solutions de HKW, qui vont bien au-delà de celles d'un seul fournisseur de roulements, et remplissent parfaitement les trois objectifs principaux des grandes éoliennes : rendement élevé, réduction de poids et gain de place.

Percée en termes de dimensions : roulements principaux 3CRB VS TRB/DTRB, avantages complets

Le roulement principal cylindrique à trois rangées surpasse le TRB et le DTRB dans six aspects clés : capacité de charge, rigidité, installation, efficacité, fiabilité et coût.

Vérification fiable : double validation du laboratoire au parc éolien

S'appuyant sur quatre décennies d'expérience dans la R&D et la fabrication de roulements d'éoliennes, HKW a continuellement amélioré ses capacités techniques en matière de science des matériaux et de processus de traitement thermique. Cela a abouti au développement d’un roulement principal cylindrique à trois rangées hautes performances. Sa fiabilité a été minutieusement validée par des tests rigoureux en laboratoire et une vérification de projets réels :

Tests en laboratoire : dans les laboratoires allemands, la déformation, la limite de charge et la durée de vie des roulements principaux cylindriques à trois rangées répondent à toutes les normes les plus élevées de l'industrie, capables de satisfaire les exigences opérationnelles à long terme des unités dépassant 5 MW.

Application sur le terrain : la pratique des projets européens démontre que les roulements principaux cylindriques à trois rangées surpassent les roulements principaux TRB et DTRB en termes de capacité de charge. Même sous de fortes charges de choc en mer et dans des environnements à forte corrosion par brouillard salin, ils maintiennent des performances stables sans aucun historique de défaillance de lots.

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Donner du pouvoir aux industries : accélérer l’itération des technologies éoliennes et le développement vert

Depuis sa création en 1921 et sa spécialisation dans les roulements d’éoliennes depuis 1985, HKW a accumulé une expertise technologique tout au long du développement de l’industrie. Elle est désormais devenue l'une des trois plus grandes marques européennes de roulements principaux cylindriques à trois rangées pour éoliennes, fournissant des solutions personnalisées et des services de maintenance sur tout le cycle de vie aux clients mondiaux.

En réalisant des progrès en termes d'espace, de fiabilité et de coût, la transmission compacte révolutionnaire de HKW, basée sur un roulement principal cylindrique à trois rangées, pousse les éoliennes vers des puissances nominales plus élevées et une intégration accrue. Grâce à sa grande fiabilité et son faible coût, la chaîne d'entraînement compacte innovante de HKW permet non seulement aux équipementiers d'améliorer la compétitivité de leurs produits face à la tendance vers des éoliennes plus grandes, mais elle convertit également les investissements des propriétaires de parcs éoliens en retours stables. Globalement, il propulse la croissance extensive de l’énergie éolienne terrestre et offshore en créant de la valeur aux deux extrémités de la chaîne industrielle, garantissant que les développements technologiques dans le domaine de l’énergie verte correspondent en permanence aux intérêts concrets des acteurs de l’industrie.