Une étude conjointe menée par SKF ET NREL vise à réduire les coûts de fonctionnement des éoliennes tout en optimisant leur rendement et leur fiabilité et en établissant de nouvelles règles de dimensionnements des transmissions.

SKF a entamé une collaboration de trois ans avec le laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) du département américain de l’énergie pour analyser les performances des transmissions des éoliennes dans différentes conditions de fonctionnement. L’objectif de cette étude est de mieux comprendre les modes de défaillance des roulements de multiplicateur et d’arbre principal afin de concevoir des éoliennes plus fiables. Les travaux de recherche sont réalisés sur une éolienne GE de 1,5 MW installée dans le site National Wind Technology Center (NWTC) du NREL au Colorado, aux États-Unis. SKF va fournir différents composants et systèmes, notamment le nouveau roulement à rotule sur rouleaux optimisé 240/600 BC, le palier, les joints, des solutions de maintenance conditionnelle, à savoir le système d’acquisition IMx-8 et le logiciel @ptitude Observer 10.2, ainsi qu’un système de lubrification automatique.

Plusieurs capteurs sont également installés au niveau des roulements du multiplicateur et de l’arbre principal pour mesurer les conditions atmosphériques, statiques et dynamiques. Les courants vagabonds, qui traversent les roulements, seront surveillés à l’aide d’une bobine de Rogowski. Les mesures fournies par ces capteurs apporteront des informations détaillées sur les causes de défaillance du ou des roulement(s) du multiplicateur, telles que l’humidité, la surcharge mécanique, les courants vagabonds et le glissement des rouleaux. De plus, les mesures de vitesse des rouleaux brevetés SKF permettront de comprendre de façon précise le comportement cinématique réel des roulements sans qu’il soit nécessaire de modifier leur conception.

Les informations communiquées par le NWTC sur les conditions atmosphériques et les facteurs de charge réels de l’éolienne, facilitent l’analyse de l’impact du vent, des charges et des défaillances du réseau sur les systèmes mécaniques de l’éolienne. Les données collectées à long terme via les systèmes SKF, serviront à analyser les causes de rupture axiale du roulement d’arbre à grande vitesse qui compromettent la fiabilité du roulement principal. Ces deux défaillances génèrent des coûts de maintenance importants pour l’industrie éolienne.

L’utilisation du produit SKF DVST, « Design Verification Support Tool », permettra de tester les capacités du roulement d’arbre principal dans des conditions de fonctionnement réelles. La conception du nouveau roulement d'arbre principal, à savoir un roulement à rotule sur rouleaux optimisé de SKF, a été repensée : modification de la géométrie interne pour une durée de service accrue, réduction des pressions de contact, augmentation de l’angle de contact, optimisation de l’osculation, et une réduction de l’usure en minimisant les surfaces de glissement. La cage a aussi été remaniée et présente un revêtement en phosphate de manganèse pour une meilleure protection anticorrosion et la lubrification interne du roulement a aussi été améliorée.

SKF NREL www.skf.fr

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