Hoe zorg je ervoor dat windturbines blijven draaien? Ten eerste heb je uiteraard een regelmatige hoeveelheid wind nodig. Een minder bekende essentiële factor voor windenergie is langdurige smering.
Windturbines – met name offshore – zijn hardwerkende machines met een lange levensduur. Moderne turbines maken gebruik van een scala aan geavanceerde technologieën en zijn vervaardigd uit verschillende specialistische materialen. Deze materialen en de omstandigheden waarin ze werken, vereisen smering met specialistische oliën en vetten – met specifieke producten voor elk afzonderlijk bewegend deel van een turbine
De vraag vanuit de sector neemt snel toe. Tussen 2008 en 2019 groeide het aandeel van wind in de elektriciteitsopwekking in de EU van 3,9% naar bijna 12%, en in 2020 werden bijna 2.000 windturbines in de EU en het Verenigd Koninkrijk geïnstalleerd. Deze turbines kunnen wel 20 jaar of langer vrijwel ononderbroken in bedrijf zijn en geavanceerde smeermiddelen kunnen dure onderhoudsbeurten en slijtage van onderdelen verminderen, zodat de turbine langer meegaat.
ExxonMobil is een toonaangevende fabrikant van smeermiddelen voor windturbines en heeft veel specialistische producten voor de sector ontwikkeld. Energy Factor Europe ging met Gunnar Sienknecht, een ingenieur en specialist van ExxonMobil op dit gebied, in gesprek over de ontwikkeling van smeermiddelen voor turbines in de afgelopen jaren .
Energy Factor Europe: Hoe belangrijk is smering voor de werking en duurzaamheid van een windturbine?
Gunnar Sienknecht: Smering was altijd al essentieel voor de werking van windturbines en dit zal zeker zo blijven. Zonder smeermiddelen – oliën en vetten – kan de turbine niet draaien en elektriciteit opwekken.
Het is niet alleen het daadwerkelijke smeermiddel dat essentieel is om de bladen draaiende te houden;de bijbehorende service-elementen spelen een steeds belangrijkere rol. Diensten zoals verbeterde analyse van gebruikte olie, conditiebewaking en predictief onderhoud – om er maar een paar te noemen. Deze diensten helpen om optimaal te profiteren van onze hoogwaardige oliën en zorgen ervoor dat werkzaamheden veilig en productief blijven.
EFE: Hoeveel onderdelen van de turbine moeten worden gesmeerd en over welke onderdelen hebben we het?
Gunnar: Dit varieert. De belangrijkste zijn de hoofdtandwielkasten, de hoofdlagers, de lagers voor het draaien en kantelen, de generatorlagers, de tandwielen en de hydraulische systemen. De belangrijkste tandwielkast heeft smeerolie het meest nodig. Afhankelijk van de turbinegrootte kan dit tussen 200 en 1.400 liter smeermiddel zijn. Elk afzonderlijk toepassingspunt binnen een turbine kan zeer specifieke vereisten hebben.
EFE: Hoe lang gaat smering gewoonlijk mee?
Gunnar: De industriële norm of verwachting was doorgaans dat olie ongeveer vier tot zeven jaar meegaat, maar dit is snel veranderd. Zeven jaar is nu zo’n beetje de minimale levensduur die operators verwachten en wij streven ernaar dat onze olie aanzienlijk langer meegaat. Ons nieuwe product Mobil SHC Gear 320 WT heeft bijvoorbeeld een garantieperiode van 10 jaar. Dit betekent dat klanten kunnen verwachten dat het smeermiddel minimaal 10 jaar meegaat voordat het moet worden vervangen. En misschien gaat het nog langer mee.
We zien een enorme trend in de richting van levenslang geschikte oliën en we werken momenteel aan veelomvattende oplossingen om aan deze vereisten te voldoen. Het is de combinatie van de juiste olie en de bijbehorende diensten die operators helpen de turbines nog langer te laten draaien zonder dat de olie hoeft te worden ververst. Olieverversingen zijn tijdrovende, dure en mogelijk gevaarlijke activiteiten, vooral op zee en de behoefte aan voorspellend onderhoud door geautomatiseerde processen neemt dan ook toe. Operators willen een product dat gedurende een lange periode stabiel is, zonder plotselinge veranderingen in de olietoestand. Bovendien betekent minder olieverversingen minder olie-afval, een essentieel aspect waarmee operators ook rekening moeten houden.
EFE: Dus je vult de windturbine op de eerste dag met olie en je verwacht dat je deze 10 jaar lang niet hoeft bij te vullen?
Gunnar: Ja, maar dit is alleen mogelijk met zeer goede, geavanceerde smeermiddelen. Het is geen doorsneeproduct. In de begindagen van de windsector waren minerale oliën standaard, dus geen speciale windturbineoliën, en die hadden een onderhoudsinterval van misschien twee jaar. Toen zijn we overgestapt op oliën van hogere kwaliteit en synthetische oliënen daarmee werd de levensduur van de olie verlengd tot ongeveer vijf jaar. Nu gaan we naar 10 jaar en zoals ik al eerder zei: we streven naar nog langer. Houd ons in de gaten!
EFE: Hoe weet je wanneer je de olie moet verversen?
Gunnar: Afhankelijk van het onderhoudsinterval wordt de olie om de zes of 12 maanden gecontroleerd. Op basis van de resultaten kun je besluiten nog een halfjaar of een jaar door te gaan. Het belangrijkste is om te controleren of je tekenen van slijtage of chemische afwijkingen in je tandwielkast hebt. Die kunnen worden gedetecteerd aan de hand van het aantal deeltjes en door de chemische elementen te checken. Aan de hand van deze gegevens kun je uitzoeken of de olie geschikt is voor verder gebruik of niet. Analyse van gebruikte olie is essentieel voor het opsporen van afwijkingen.
Sensortechnologie, realtime-conditiebewaking en andere digitale oplossingen zijn in het veld getest – en zoals je je kunt voorstellen, hebben we ook aan deze tests deelgenomen. ‘Oil as a service (olie als een dienst)’ is de toekomst en we willen hier zeker aan deelnemen. We zijn al sinds dag één actief in de windsector en we streven ernaar onze positie als een van de marktleiders te behouden.
EFE: Hoe gemakkelijk is het om smeermiddelen te laten goedkeuren voor gebruik in windturbines?
Gunnar: De goedkeuringsnorm voor de industriële windproducten is hoog. Verschillende instituten hebben zeer gespecialiseerde tests ontwikkeld om predictieve problemen in je turbine op te lossen.
Verschillende oliën vereisen ook verschillende goedkeuringsniveaus. Je moet de fabrikant van elk onderdeel van de turbine – de fabrikant van de turbine zelf – overtuigen om goedkeuring te krijgen voor de toepassing in de turbine. Zelfs wanneer je de goedkeuring voor de tandwielkast al hebt ontvangen, hoeft je nog niet per se toestemming te hebben voor de turbine. Het kan een lang proces zijn!
EFE: Hoe ziet de smeermiddelenmarkt voor windturbines eruit?
Gunnar: Het is niet zo eenvoudig om een product te maken met zulke hoge eisen. Natuurlijk hebben we een sterke concurrentie, maar er zijn relatief weinig smeermiddelenfabrikanten die speciale oliën en vetten voor tandwielkasten leveren. Dat is een klein groepje in vergelijking met smering voor bijvoorbeeld hydraulische systemen. Deze toepassingen vereisen prestaties die kunnen worden gedekt door meer gangbare industriële smeermiddelen;er is geen speciale samenstelling voor de hydraulische remsystemen, zelfs niet in windturbines. En klanten vragen steeds vaker om diensten met een hogere technologische toegevoegde waarde die hen helpen de productiviteit en duurzaamheid van hun activa te verbeteren.
EFE: Hoe zal de vraag naar deze producten zich in de toekomst ontwikkelen?
Gunnar: De vraag naar hernieuwbare windenergie blijft toenemen, wat de introductie van nieuwe windturbines aandrijft. Er zijn ook veel repowering-processen die in overweging moeten worden genomen. Turbines die bijvoorbeeld 15 jaar geleden zijn geïnstalleerd, worden vervangen door nieuwere turbines, die mogelijk smeermiddelen van hogere kwaliteit vereisen. En natuurlijk zijn het grotere turbines. De eisen aan hoogwaardige smeermiddelen stijgen dus van jaar tot jaar.
Smeermiddelen moeten ook reageren op nieuwe technologieën in turbines. Wij onderhouden nauwe contacten en werken nauw samen met fabrikanten van turbineonderdelen en windturbinefabrikanten, evenals eigenaar-exploitanten van windparken. Een nieuw systeem voor het bedienen van elk blad (Individual Pitch Control) – wat betekent dat je de belastingsconditie van je turbine beter kunt optimaliseren – vereist bijvoorbeeld een zeer hoog prestatieniveau van vetten voor lagers van blad/helling tijdens bedrijf om slijtagemechanismen tegen te gaan. Deze aanvullende prestatiecriteria verschillen van de behoeften van een gebruikelijk blad- of bladhellingregelsysteem. Slechts een paar producten op de markt voldoen aan deze hoge eisen.
Bovendien richten klanten zich op betrouwbare producten met een verlengd onderhoudsinterval en een lagere ecologische voetafdruk. We hebben momenteel te maken met een fase van nieuwe formuleringsvereisten om aan deze toekomstige eisen te voldoen.
Windenergie is een industrie die een enorme transformatie doormaakt en wij streven ernaar een belangrijke speler te zijn in de loop van deze verandering.
