8
th
International Tribology Conference
, 8. - 10. Oktober 2003., Belgrade, Serbia
276
TRIBOLOGIJA VETROGENERATORA
Aleksandar VENCL
,
Mašinski fakultet, Centar za tribologiju, 27 Marta 80, 11120 Beograd
Aleksandar RAC
,
Mašinski fakultet, Centar za tribologiju, 27 Marta 80, 11120 Beograd
Rezime:
Energija vetra se, kao obnovljiv i ekološki
č
ist izvor energije, sve više koristi u svetu. Cena proizvodnje
elektri
č
ne energije koriš
ć
enjem vetrogeneratora je još uvek visoka, ali sa tendencijom smanjenja.
Osnovni tribološki problemi se javljaju u transmisionom sistemu i to u zup
č
astom prenosniku. Oni su
uglavnom posledica neadekvatnog podmazivanja i/ili nedostatka redovnog održavanja. Ekstremni uslovi
rada vetrogeneratora zahtevaju maziva poboljšanih karakteristika, što se postiže uvo
đ
enjem novih testova
i primenom proaktivnog održavanja.
Klju
č
ne re
č
i:
Vetrogeneratori, Triboelementi, Maziva, Održavanje.
TRIBOLOGY OF WIND TURBINES
Aleksandar VENCL
,
University of Belgrade, Faculty of Mechanical Engineering, Tribology
Center, 27 Marta 80, 11120 Belgrade
Aleksandar RAC
,
University of Belgrade, Faculty of Mechanical Engineering, Tribology Center
27 Marta 80, 11120 Belgrade
Abstract:
Wind energy is renewable and ecologically clean energy source. It is more and more in use in the
world. The price of the electrical energy produced by the wind turbines is still high, but in the future it is
expected to become lower. The main tribological problems in wind turbines are in the transmission
system, in the gearbox. They are mainly consequence of inadequate lubrication and/or lack of routine
maintenance. Extreme wind turbines working conditions demands lubricants with improved
characteristics. This has been accomplished by introduction of the new tests and applying proactive
maintenance.
Key words:
Wind Turbines, Triboelements, Lubricants, Maintenance
.
1. UVOD
Energija vetra je obnovljiv izvor energije
č
ije je koriš
ć
enje, u svetu, u velikoj ekspanziji.
Interesovanje za energiju vetra je uvek bilo
povezano sa cenom fosilnih goriva. Kada je posle
drugog svetskog rata cena goriva pala, opalo je i
interesovanje, dok je 70-ih godina sa skokom cene
goriva i uvo
đ
enjem embarga od strane zamalja
OPEC i interesovanje poraslo. Energija vetra, pored
toga što je to obnovljiv izvor energije, je i ekološki
č
ista energija (nema emisije CO
2
- efekat staklene
bašte, niti SO
2
- kisele kiše). Cena proizvodnje
elektri
č
ne energije iz energije vetra koriš
ć
enjem
vetrogeneratora je još uvek visoka, ali sa tenden-
cijom smanjenja.
Osnovni tribološki problemi kod vetro-
generatora se javljaju u transmisionom sistemu i to
u zup
č
astom prenosniku. Mnogi zastoji u radu su
posledica otkaza na ležajevima unutar njega. Ovi
8
th
International Tribology Conference
, 8. - 10. Oktober 2003., Belgrade, Serbia
277
otkazi se javljaju kao direktna posledica neadek-
vatnog podmazivanja i/ili nedostatka redovnog
održavanja.
2. KORIŠ
Ć
ENJE ENERGIJE VETRA
Koriš
ć
enje energija vetra je u stalnom
usponu uz godišnji porast instalisane snage
vetrogeneratora od 25-35%. Samo u 2001-oj godini
je u SAD instalisano 2000 MW snage. Nema
č
ka sa
instalisanih 8745 MW je prva na svetu, SAD sa oko
4400 MW druga, Španija sa 3337 MW tre
ć
a, a
Danska sa 2417 MW
č
etvrta u svetu po instalisanoj
snazi vetrogeneratora (ukupno u svetu oko 25000
MW, od
č
ega u Evropi oko 18000 MW). Kada se
uzme u obzir da 1 MW snabdeva oko 1000
doma
ć
instava, to zna
č
i da bi ve
ć
sada 25 miliona
doma
ć
instava moglo da dobija elektri
č
nu energiju
od vetrogeneratora [1,2].
Prema nekim studijama razvoja koriš
ć
enja
energije vetra napravljenim 1998. godine, koje su se do
sada pokazale kao ta
č
ne, do 2020. godine se predvi
đ
a
porast instalisane snage u svetu na 1 280 000 MW, sa
raspodelom po regionima datim na slici 1 [3].
Slika 1. Predvi
đ
ena raspodela instalisane snage po
regionima
Vetrogeneratori ne rade tokom cele godine
(neodgovaraju
ć
a brzina vetra), pa se ukupna snaga
dobija množenjem instalisane snage sa brojem
radnih sati.
Elektri
č
na energija dobijena vetrogenerato-
rima je i dalje skuplja od elektri
č
ne energije dobijene
sagorevanjem uglja i prirodnog gasa (za nekih 30-
50%). Cena kilovatsata elektri
č
ne energije dobijene
vetrogeneratorima, u svetu se kre
ć
e u granicama od
2 do 3 dinara, sa tendencijom smanjenja (slika 2).
U tabeli 1. je prikazano pove
ć
anje dimen-
zija komercijalnih vetrogeneratora od 1980. do
2000. godine [6].
Slika 2. Cena energije vetra [4]
Jedan od na
č
ina smanjenja troškova je i
pove
ć
anje dimenzija rotora (propelera), odnosno
kapaciteta. Na slici 3. je prikazan odnos pove
ć
anja
kapaciteta u odnosu na pove
ć
anje pre
č
nika rotora
[5].
Slika 3. Odnos kapaciteta i pre
č
nika rotora
vetrogeneratora
Prema
koli
č
ini energije koju je mogu
ć
e
dobiti vetrogeneratori se dele na: male (do 2kW),
srednje (od 2-100 kW) i velike (preko 100 kW).
Tako
đ
e mogu biti: konstantne brzine konstantne
frekvencije, promenljive brzine konstantne frekven-
cije i promenljive brzine promenljive frekvencije, a
prema orijentaciji se dele na one sa horizontalnom
osom i one sa vertikalnom osom rotora [7]. U
upotrebi su naj
č
eš
ć
e horizontalni vetrogeneratori
izlazne snage od 0,75 MW do 2,5 MW [2].
