Livstidshantering av vindturbiner

Vindkraft fortsätter att vara en av de viktigaste resurserna för förnybar energi. Nya anläggningar byggs i mycket hög takt för att minska koldioxidutsläppen och elektrifiera framtiden. Under de senaste 30 åren har en enorm flotta med turbiner producerats. För närvarande (2022) är den sammanlagda kapaciteten i Europa 255 GW. Detta överträffar den europeiska kärnkraftskapaciteten (151 GW), solkraften (159 GW) och är lika stor som vattenkraftskapaciteten (255 GW).

Denna stora vindkraftverksflotta har byggts under de senaste 30 åren. Vissa äldre vindkraftverk har bytts ut, andra har förbättrats eller är fortfarande i drift. Men det är uppenbart att denna maskinpark kräver avsevärt med underhåll och inspektioner.

I takt med att vindturbiner åldras ökar risken för haverier och driftstopp genom att de ständiga belastningsvariationerna, samt rådande åldrings- och degraderingsmekanismer initierar defekter och skador som över tid växer i antal och storlek. 

Den vanliga livstiden för ett vindkraftverk är 20 år, så vad händer när underhållskostnaderna börjar öka och innovation gör att effektivare vindkraftverk lanseras? Det är här som repowering och förlängning av livstiden kommer in i bilden.

Båda går hand i hand till en viss punkt. Vid repowering kan hela turbinen eller delar av den bytas ut (exempelvis med effektivare blad), men detta begränsas av hur miljötillståndet ser ut. Större och högre turbinmodeller på samma plats där tillståndet gäller kan leda till motstånd från allmänheten gällande risker för ökat buller, mer skugga och visuell påverkan. Dessutom missgynnar ersättningar vindkraftsektorns CO₂-avtryck. Så när repowering inte är möjligt kommer förlängning av livstiden in i bilden.

Genom testning, inspektion, övervakning och underhåll utformas en riktad metod för att förlänga livstiden för vindkraftverket och dess delar. De viktigaste delarna är växellåda, generator, nav, vingar och struktur (torn, bottenplatta, fundament osv.).

Vilka skador kan förväntas?

• Växellåda – utmattning och slitage
• Generator – problem med kullager, magnetkil, kontaminering
• Nav – bultdefekter
• Vinge – brott, sprickor/korrosion på kanter, kärvning, fel på pitchsystem, blixtskada
• Torn/bottenplatta/struktur – utmattning och sprickor

Identifiera skador

För att bedöma tillståndet på de kritiska delarna tillämpar Kiwa olika oförstörande provningstekniker (NDT).

• Bultar/förankringar: UT, LR-UT, PA-UT
• Lager/kuggar: MPI, skräp/mikroskopi
• Bottenplattor och andra strukturella komponenter: MT, ET, mikroskopi
• Blad: sprickor med DRT eller PA-UT, termografi, LPS-testning, visuell

När skadorna har kvantifierats kan ett underhålls- och övervakningsprogram fastställas. Detta inkluderar normalt användning av töjningsgivare, vibrationssensorer, regelbunden inspektion och oförstörande provning.

Tillsammans med våra tekniker samarbetar vi med din underhållspersonal för att få ut mesta möjliga av din turbin under den överenskomna perioden.

Vad erbjuder Kiwa?

Vindkraftverk har en typisk livstid på 20 år och påverkas av utmattning och andra skadefaktorer. Vi hjälper till att identifiera och hantera problem med livscykelhantering i rätt tid. Kiwa har ett expertteam med djupgående kunskaper inom materialhantering och förlängning av livstid, och de har under flera årtionden byggt upp gedigen erfarenhet från flera energisystem och branscher.

Vi har experter inom de olika discipliner som krävs för utvärdering och livstidsbedömning. Vi integrerar våra olika områden med målet att ge ägaren ett komplett beslutsunderlag inför kommande steg; fortsatt drift, renovering eller ombyggnad.