Cuscinetti studiati per il settore eolico da Schaeffler a WindEnergyERT

Schaeffler presenta alla WindEnergy di Amburgo, dal 27 al 30 settembre 2022 (Padiglione B5, stand 333), soluzioni innovative nei cuscinetti per rotori e riduttori studiate per estendere la durata dei parchi eolici e migliorarne l’impronta di carbonio, abbassando di conseguenza il costo della generazione di elettricità.

L’aumento della densità di potenza nei componenti delle turbine eoliche, unitamente alla richiesta di peso e costi ridotti, richiede nuovi concetti di cuscinetti. I cuscinetti a strisciamento idrodinamici per riduttori epicicloidali di Schaeffler, grazie alla loro sezione trasversale ridotta, offrono peso e costi inferiori adattandosi allo spazio di installazione ridotto dall’impiego di un maggior numero di ingranaggi planetari con diametri più piccoli (Multi-Planet Concepts), che non consente l’uso di cuscinetti volventi. Per la prima volta alla WindEnergy di Amburgo, l’azienda presenta i suoi nuovi cuscinetti idrodinamici per riduttori epicicloidali e la relativa tecnologia. Per garantire il corretto funzionamento dei cuscinetti sono infatti necessari un’elevata comprensione dei sistemi e nuovi metodi di simulazione e calcolo, nonché gli strumenti appropriati.

L’ottimizzazione delle prestazioni ha inoltre portato ad adottare cuscinetti regolati nel rotore con due cuscinetti rulli conici in disposizione a O. La maggiore distanza tra i supporti di questa disposizione di cuscinetti riduce i carichi dei cuscinetti interni, per cui il cuscinetto stesso può essere reso più piccolo e leggero. Per garantire che i cuscinetti regolati continuino a funzionare anno dopo anno, gli ingegneri Schaeffler ricorrono a varie opzioni del kit di costruzione dei cuscinetti a rulli conici. La selezione avviene nell’ambito di una simulazione del sistema multilivello, che tiene conto dell’effetto delle forze e della deformazione sui cuscinetti in funzione. I dettagli dei cuscinetti vengono controllati e, in una simulazione, viene determinato il precarico corretto, essenziale per i cuscinetti regolati. Per garantire ciò, sia durante il processo di installazione che durante il funzionamento, Schaeffler offre il sistema di misurazione del precarico Premesy.

Per contenere invece i costi di funzionamento e di sostituzione nelle turbine eoliche, Schaeffler propone i suoi cuscinetti orientabili a rulli asimmetrici in due metà. In tutto il mondo, gran parte dei sistemi di trasmissione installati sui rotori sono dotati di cuscinetti orientabili a rulli. Se questi cuscinetti si guastano prematuramente, l’alto costo di sostituzione, ad esempio per le gru, di solito rende la sostituzione molto costosa. Per questi casi, la robusta e innovativa soluzione sviluppata da Schaeffler basata su cuscinetti orientabili a rulli asimmetrici in due metà può ridurre il costo di sostituzione dei cuscinetti di un buon 50%. Poiché l’intero processo di sostituzione avviene nella navicella, non è necessario smontare la stella del rotore o l’azionamento. Tutti i componenti necessari vengono sollevati nella navicella utilizzando la gru di bordo e assemblati in loco. Pertanto, Schaeffler consente agli operatori di continuare a far funzionare le turbine eoliche esistenti in modo conveniente.

Tra le tecnologie di produzione di energia più rispettose del clima, l’energia eolica è seconda solo all’energia idroelettrica. Tuttavia, Schaeffler tiene in considerazione anche le emissioni nella catena upstream, come nella produzione e nella lavorazione dell’acciaio per fabbricare i vari componenti di una turbina eolica. Al fine di ridurre significativamente l’impronta di carbonio dei cuscinetti volventi, l’azienda implementa potenziali risparmi di CO2 lungo l’intera catena del valore, dall’approvvigionamento dell’acciaio, attraverso il processo di produzione, alla logistica e all’imballaggio.

Infine, dal 2021 Schaeffler ha aggiunto una sezione dedicata all’idrogeno nella propria offerta di servizi che, insieme al settore dell’energia eolica, lavora su nuove soluzioni integrate che supportano il raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità di Schaeffler. Tra gli altri sviluppi, nello stabilimento di Schweinfurt è prevista l’entrata in funzione di un elettrolizzatore per la produzione di idrogeno verde. Gli stack, i componenti chiave di questi elettrolizzatori, fanno parte del portafoglio prodotti Schaeffler. La serie ‘K Hydron PowerStack’ di Schaeffler avrà una gamma di applicazioni da 1 a 1.000 kilowatt e sarà progettata e prodotta negli stabilimenti Schaeffler in Europa, secondo i più elevati standard di qualità. Gli elettrolizzatori possono anche essere installati localmente come sistemi modulari. Ciò consente, ad esempio, di collegarli a singole turbine eoliche.