120x240


120x240


120x240


120x240


120x240





648x60
468x60

هدف اصلی سازندگان توربین های بادی کاهش هزینه برق تولید شده به وسیله این توربین‌ها است. با پیشرفت تکنولوژی، این امکان وجود دارد که سازندگان توربین های بادی از طریق افزایش قطر روتور توربین، کارایی آن را افزایش داده و انرژی بیشتری از آن دریافت کنند. یکی دیگر از روش های کاهش هزینه انرژی بادی، بهبود و افزایش قابلیت اطمینان و طول عمر توربین های بادی است.

به همین دلیل، امروزه مدل های جدید تعمیرات و نگهداری از قبیل برنامه‌های منظم برای تعمیر و تعویض قطعات فرسوده به شدت مورد توجه قرار گرفته است. اگر چه تمام برنامه های تعمیرات و نگهداری که برای نگهداشت توربین در شرایط عادی مورد استفاده می‌شود، بخش کوچکی از یک برنامه کلی به نام “افزایش طول عمر توربین” را تشکیل می‌دهند.

 

نگهداری و تعمیرات مبتنی بر قابلیت اطمینان

دو سال پیش، شرکت Gamesa، به عنوان بخشی از اهداف تعیین شده برای کاهش 30 درصدی هزینه انرژی تولید شده توسط توربین های بادی ، توجه خاصی را به بحث نگهداری و به خصوص نگهداری و تعمیرات مبتنی بر قابلیت اطمینان (RCM) معطوف ساخت. این روش، فرآیندی است که طی 50 سال در بیشتر صنایع از قبیل انرژی اتمی، هوا و فضا، صنایع ریلی و غیره مورد استفاده قرار گرفته است. این روش در برگیرنده مطالعات و آنالیز حالات بالقوه خرابی است. به عبارت دیگر روشی سیستماتیک برای شناسایی و پیشگیری از وقوع مشکل در محصول و  فرآیند آن است. روش RCM فرآیند نگهداری را بهینه‌سازی کرده و روشهای پیش‌بینی، پیشگیرانه و اصلاحی مناسب را تعریف می‌کند. این روش در نهایت مشخص می‌سازد که کدام قطعه از یک محصول بایستی با طراحی جدید آن جایگزین گردد.

بنابراین به جای تعویض یک قطعه معیوب توربین با قطعه مشابهی که احتمال دارد موجب بروز مجدد مشکل گردد، روش نگهداری و تعمیرات مبتنی بر قابلیت اطمینان (Reliability Centered Maintenance) یک فرآیند دینامیک و مبتنی بر تجربه عملکردی است و برنامه نگهداری و تعمیرات را بر مبنای ساعات کارکرد و نقطه کنونی از طول عمر توربین تعریف و مشخص می‌کند. این مهم باعث بهینه شدن فرآیند نگهداری و افزایش عمر مفید اصلی بر اساس تشخیص زمان مناسب تعویض یا به روزرسانی (Upgrade) سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری و افزایش قابلیت اطمینان می‌گردد.

آنچه که مسلم است، روش RCM فقط ارتقای قطعات توربین و سیستم‌های نرم‌افزاری آن نیست. اینگونه بهبودها قطعاً باعث افزایش مدت زمان بین دفعات خرابی توربین می‌گردد، اما مجموع زمان‌های خرابی مکرر توربین که اغلب ناشی از کسری قطعات، کم تجربگی پرسنل نگهداری و تعمیرات و کارایی عملکردی ضعیف می‌باشد نیز بر روی بهره‌وری و قابلیت تولید یک مزرعه بادی تأثیرگذار خواهد بود.

 

تقویت پشتیبانی

با در نظر گرفتن نکته‌ای که بدان اشاره گردید، یکی از عوامل اجرای موفقیت‌آمیز نگهداری و تعمیرات مبتنی بر قابلیت اطمینان (RCM)، بهبود و تقویت شبکه پشتیبانی و فراهم ساختن شرایط مناسب برای حضور به موقع تجهیزات در زمان مناسب می‌باشد. بهبود و پیشرفت در فرآیند پشتیبانی به این معنی است که تجهیزات و ابزار مورد نیاز پرسنل نگهداری و تعمیرات از قبیل کامپیوترهای قابل حمل جهت دسترسی سریع به مدارک مربوطه و بارکدخوان قابل حمل برای سفارش سریع قطعات در اختیار ایشان قرار بگیرد. همچنین بایستی از تجهیزات پیش‌بینی آب و هوا و صاعقه و اطلاع‌رسانی به موقع شرایط به مسئول عملیات نگهداری و تعمیرات جهت تعویض لوازم یدکی در زمان مناسب نیز بهره جست. در نتیجه می‌توان اطمینان حاصل نمود که کلیه عملیات تعمیرات توربین بادی در شرایط ایمن و در زمانی که سرعت باد کم است صورت می‌پذیرد.

 

دسترس پذیری بهینه

درک عمیق شرکت Gamesa و بهبود مستمر سیستم نگهداری و تعمیر آن که تلفیقی از طراحی صحیح و بهبود فرآیندهای این شرکت به منظور رسیدن به هدف دسترس پذیری 99 درصدی توربین های بادی آن است باعث افزایش بهره‌وری و کاهش چشمگیر هزینه‌های بهره‌برداری گردد. از ابتدای سال 2012 میلادی بیش از 25% از ناوگان این شرکت به روز رسانی شده و موجب شده است تا فقط ظرف یکسال دسترس پذیری توربین های بادی این شرکت به میزان 1% افزایش یابد.

شرکت Gamesa دریافته است که از طریق بهبود مستمر برنامه نگهداری و تعمیرات می‌توان 71% از زمان توقف توربین های بادی کاست. علاوه بر آن، نگهداری و تعمیرات مبتنی بر قابلیت اطمینان (RCM) ، تأثیرات منفی تعمیرات پیشگیرانه بر بهره‌وری و سودآوری مزارع بادی را تا 80% و هزینه‌های بهره‌برداری از آنها را تا 10% کاهش می‌دهد.

 

بهینه‌سازی قطعات اصلی

چالش اصلی صنعت انرژی بادی برای بهره‌برداری از باد به عنوان یک منبع انرژی که از لحاظ هزینه، توانایی رقابت با سایر منابع انرژی داشته باشد بهینه‌سازی و بهبود ناوگان و تجهیزات موجود است. در حال حاضر قریب به پنج سال است که بیش از 70 گیگاوات توربین بادی در سراسر جهان به کار مشغول هستند. بهینه‌سازی و ارتقای این توربین های بادی می‌تواند باعث افزایش سوددهی و بهره‌وری مزارع بادی طی طول عمر مفید این توربین ها گردد.

برنامه نگهداری و تعمیرات مبتنی بر قابلیت اطمینان که توسط شرکت Gamesa صورت می‌گیرد شامل بهبود  و اصلاح قطعات و تجهیزات اصلی توربین بادی مانند پره ها، گیربکس و ژنراتور و تعمیر قطعات تشکیل دهنده آنها یا جایگزین کردن برخی از آنها با تجهیزاتی است که اخیراً طبق آخرین تکنولوژی روز ساخته شده‌اند.

به عنوان مثال، بهبود شرایط گیربکس توربین بادی می‌تواند از طریق اصلاح هندسه (ژئومتری) دنده‌ها، تقویت چرخدنده‌ها، تعویض یاتاقانها با انواع مرغوب‌تر آنها و تعویض سیستم‌های کمکی مورد استفاده در گیربکس و بهبود شرایط کاری آنها صورت پذیرد. همین طراحی مجدد و بهبود شرایط می‌تواند طول عمر مفید گیربکس را با 20% هزینه مورد نیاز برای یک گیربکس نو افزایش و هزینه تعمیرات بعدی را کاهش دهد.

افزایش طول عمر مفید توربین بادی و رساندن آن به 30 سال با سرمایه گذاری بر روی اقدامات پیشگیرانه و اصلاحی ممکن خواهد بود. طول عمر 30 سال برای یک توربین بادی به منزله استحصال انرژی بیشتر نسبت به توربین‌هایی است که طول عمر 20 سال برای آنها پیش‌بینی شده است.

علاوه بر این، ارتقاء اجزای یک توربین بادی با استفاده از تکنولوژی روز باعث افزایش کارایی و بهبود راندمان آن و در نتیجه کاهش هزینه‌های بهره‌برداری می‌گردد. یک برنامه کارآمد برای افزایش طول عمر توربین بادی به پایین نگاه داشتن هزینه‌های بهره‌برداری در دراز مدت کمک خواهد کرد.

گواهی طراحی توربین های بادی که توسط شرکتهای ارایه دهنده این گواهینامه صادر می‌گردد حدود لازم برای ایمنی و توانایی توربین بادی در برابر انواع بارهای وارد بر آن در شرایط مختلف که طی عمر 20 ساله آن به توربین وارد می‌گردد را تضمین می‌کند. تجربه کافی در بهره‌برداری از توربین های بادی ، دانش لازم جهت تعریف مدلهای ریاضی برای شبیه‌سازی عملکرد اجزای اصلی توربین بادی (بدنه و برج) در بلند مدت را فراهم ساخته است.

 

اطلاعات واقعی و مفید

پایش وضعیت یا همان Condition Monitoring، سالهاست که در صنایع مختلف من جمله نیروگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از این روش برای توربین های بادی در ابتدا به دلیل وجود شک و شبهه در مزایای آن برای مصرف کننده نهایی، با اکراه صورت می‌گرفت. حتی امروزه نیز به عنوان یک گزینه انتخابی خوب و نه اجباری مطرح می‌گردد. اما در این بین بسیاری از سازندگان توربین های بادی از اطلاعات حاصل از پایش وضعیت (Condition Monitoring) برای بهبود و اصلاح طراحی اجزای اصلی توربین بادی از قبیل گیربکس و پره بهره می‌برند.

 

تأثیر شرایط نامساعد اقتصادی

در حدود  پنج سال پیش، فقط تعداد محدودی از آنهایی که در صنعت انرژی بادی مشغول به فعالیت بودند، به برنامه افزایش طول عمر توربین های بادی اعتقاد داشتند. چرا که در آن زمان تمایل بیشتری به تعویض توربین های بادی قدیمی و جایگزین کردن آنها با توربین های جدیدتر و توانمندتر وجود داشت. از آنجایی که قدرت توربین های بادی به سرعت در حال افزایش بود و هیچگونه مشکلی در تأمین اعتبار مورد نیاز برای توسعه صنعت انرژی بادی وجود نداشت، اکثر سازندگان توربین های بادی برنامه‌هایی برای جایگزین کردن توربین های قدیمی با توربین های بادی جدید داشتند.

اما اخیراً به دلیل شرایط نامساعد اقتصادی کمتر کسی مایل به سرمایه‌گذاری بر روی تعویض توربین‌های قدیمی است. در حال حاضر برای توربین های بادی با توان نامی بالاتر از 500 کیلووات، استفاده از سرمایه‌های فعلی و سرمایه‌گذاری با حداقل هزینه و تحت شرایط کاملاً ایمن بهترین گزینه موجود است.

اما یک سئوال اصلی در اینجا مطرح می‌شود که آیا اصولاً برنامه افزایش طول عمر توربین های بادی برای همه توربین های موجود قابل اجرا است؟ در پاسخ به این سئوال باید گفت که اکثر توربین های بادی موجود مشروط به زنده بودن شرکت سازنده اصلی آن قابلیت افزایش طول عمر را دارند. چرا که ارایه راه حل مناسب برای بهبود شرایط و افزایش طول عمر یک توربین تا 30 یا 35 سال برای یک شرکت ثالث بسیار دشوار خواهد بود.

از طرفی دیگر، شرکت اصلی سازنده توربین به منظور ارایه بهترین و کم هزینه‌ترین راه حل بایستی به منابع مناسبی از قبیل سوابق کارکرد توربین، منابع مورد نیاز برای تحقیق و توسعه، ظرفیت‌های قابل سرمایه‌گذاری و غیره دسترسی کافی داشته باشد. در این بین نبایستی از این مهم غافل شد که این شرکت بایستی تجربه کافی در زمینه بهره‌برداری از توربین بادی را نیز داشته باشد.

همچنین شرکت اصلی سازنده توربین بایستی بتواند لوازم یدکی مورد نیاز برای کارکرد 30 ساله توربین را با قیمت مناسب تأمین نماید. به این منظور، وجود یک زنجیره تأمین قابل اعتماد برای هر سازنده‌ای بسیار ضروری است.


Notify via Email Only if someone replies to My Comment



دعوت به همکاری

1- از کلیه علاقمند به همکاری در بخش آموزش دعوت بعمل می‌آید رزومه فعالیتهای آموزشی خود را به آدرس info [at] danyar.ir ارسال فرمایند.

2- از کلیه علاقمندان به انرژی های تجدیدپذیر دعوت به همکاری می‌گردد. چنانچه تمایل دارید در کار ترجمه اخبار و مطالب روز با دانیار همکاری نمایید با آدرس ایمیل info [at] danyar.ir مکاتبه فرمایید.

×