Hydrostatická ložiska pro větrnou energetiku
Loading...
Date
Authors
Procházka, Michal
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato bakalářská práce se zabývá zhodnocením možnosti uložení hlavního hřídele rotoru větrné turbíny pomocí hydrostatických ložisek. Větrné turbíny se vyskytují v mnoha provedeních a v rámci práce poté byly určeny provozní parametry a užívaná ložiska u horizontálních turbín o různých instalovaných výkonech. V současné době jsou opravy, ale i servisování ložisek, značně nákladné a ovlivňují chod celé elektrárny. Hydrostatická ložiska proto nabízejí řadu výhod, díky kterým by se dala snížit poruchovost uložení větrných elektráren. Provozní parametry turbín o různých výkonech byly poté využity k výpočtu zvolených hydrostatických ložisek. Z výsledků vyplývá, že uložení pomocí těchto ložisek je možné u turbín s různými výkony, ale výhodnější hodnoty vycházejí pro turbíny s vyššími výkony (například turbína o výkonu 8 MW). Energie spotřebovaná agregátem, potřebným pro pohon hydrostatických ložisek, tvoří 0,03 % celkové produkce elektrárny, oproti 0,39 % u turbíny s menším výkonem 55 kW. Výpočet byl v rámci prvotních návrhů energetické náročnosti zjednodušen a v dalších krocích by byla možná optimalizace geometrie ložisek nebo rozšíření pásma provozních parametrů větrných turbín.
This bachelor thesis deals with the bearing of the main rotor shaft of a wind turbine using hydrostatic bearings. Wind turbines come in many designs and the thesis then determine the operating parameters and bearings used in horizontal axis turbines of different installed power outputs. Currently, repairs, as well as servicing of bearings, are very costly and affect the operation of the entire power plant. Hydrostatic bearings offer advantages that could reduce the failure rate of wind turbine bearings. The operating parameters of turbines of different outputs were used to calculate the selected hydrostatic bearings. The results shows that the use of this type of bearings is possible for turbines with different power outputs, but higher efficiency is estimated for larger turbines (for example 8 MW turbine). The energy consumption of bearing, required to drive the hydrostatic bearings, reaches 0,03 % of the total output, compared to 0,39 % for the smaller 55 kW turbine. The calculation has been simplified in the initial energy performance estimation and further steps could include bearing geometry optimization or extending the operating parameter range of the wind turbines.
This bachelor thesis deals with the bearing of the main rotor shaft of a wind turbine using hydrostatic bearings. Wind turbines come in many designs and the thesis then determine the operating parameters and bearings used in horizontal axis turbines of different installed power outputs. Currently, repairs, as well as servicing of bearings, are very costly and affect the operation of the entire power plant. Hydrostatic bearings offer advantages that could reduce the failure rate of wind turbine bearings. The operating parameters of turbines of different outputs were used to calculate the selected hydrostatic bearings. The results shows that the use of this type of bearings is possible for turbines with different power outputs, but higher efficiency is estimated for larger turbines (for example 8 MW turbine). The energy consumption of bearing, required to drive the hydrostatic bearings, reaches 0,03 % of the total output, compared to 0,39 % for the smaller 55 kW turbine. The calculation has been simplified in the initial energy performance estimation and further steps could include bearing geometry optimization or extending the operating parameter range of the wind turbines.
Description
Citation
PROCHÁZKA, M. Hydrostatická ložiska pro větrnou energetiku [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Základy strojního inženýrství
Comittee
doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. David Nečas, Ph.D. (místopředseda)
Ing. David Škaroupka, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Čípek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Milan Omasta, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-06-16
Defence
Student prezentoval výsledky své bakalářské práce a zodpověděl otázky oponenta:
Vycházejme ze schématu na obr. 4-1. Pokud bude potřeba na levou část hřídele připojit větrnou turbínu, jaký tvar kapsy (kapes) a buňky (buněk) byste na axiální ložisko navrhl tak, aby byla zajištěna funkce ložiska a realizace připojení? - zodpovězeno
dr.Čípek - Kde je hlavní motivace navrhu těchto ložisek namísto valivých, které jsou standardně používána? - zodpovězeno
doc.Svoboda - Jsou už nějaké studie použití hydrostatických ložisek ve větrných elektrárnách? - zodpovězeno
doc.Nečas - Z čeho vycházel výběr větrných elektráren? - zodpovězeno
dr.Škaroubka - Chybí chybí úvaha o použití hydrostatických ložisek co se týče orientace? - zodpovězeno
dr.Omasta - Co vás vedlo k volně plných ložisek axiálních i radiálních? S jakými rozměry pracujete? Vyrobí vám takové ložisko někdo? - zodpovězeno
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení