WindEnergy Hamburg（ハンブルク風力エネルギー国際総合展）2024に出展 (Hall B5, Booth 333) 信頼性と費用対効果の向上 シェフラー、「クローズドループ・エンジニアリング」の採用により風力タービンを最適化

2024年07月17日 | Schweinfurt / Yokohama

• シェフラーは「クローズドループ・エンジニアリング」の採用で風力タービンの更なる開発を推進
• タービンやギアボックスメーカー各社との緊密な連携で、風力タービンの効率性と性能を最適化
• デンマークに世界で最もパワフルな試験施設を建設し、風力タービン用ベアリングの試験能力を拡大

風力タービンは、再生可能エネルギーの普及において必要不可欠な役割を担っています。シェフラーは、「クローズドループ・エンジニアリング」を活用することで、風力発電技術業界のマーケットリーダーとして、また戦略的開発パートナーとして、陸上・海上風力発電装置向けベアリングソリューションの提供に留まらない重要な役割を果たします。シェフラーはタービンやギアボックスメーカーと緊密に連携し、最先端のシミュレーションシステムや、実際の使用環境を忠実に再現するテストベンチ試験、そして実地測定調査などを通じて風力タービンの開発を支援しています。

「クローズドループ・エンジニアリングを採用したアプローチにより、シェフラーは風力タービンの更なる開発において重要な役割を果たし、タービンの費用対効果や効率性の向上に貢献します」と、シェフラーの風力事業地域ビジネスユニット担当バイスプレジデントのベルント・エンドレスは説明しています。「クローズドループという言葉が示唆するように、シミュレーションや試験、測定などで得た知見は、製品開発プロセスにフィードバックされます」

シェフラーは、2024年9月24日から27日かけて開催される「ハンブルク風力エネルギー国際総合展（WindEnergy Hamburg trade show）」に出展し、「Driving Wind Energy Together. Innovative. Reliable. Cost-effective （風力エネルギーを共に推進する。革新性、信頼性、費用対効果）」をモットーに掲げ、「クローズドループ・エンジニアリング」アプローチのほか、風力エネルギー業界向けの各種ソリューションとサービスをご紹介する予定です (Hall B5, Booth 333)。

先進のシミュレーションプログラムが実現するシステムの最適化
風力タービンの信頼性や費用対効果を最大限向上させるには、最適なベアリング設計が必須です。シェフラーのクローズドループ・エンジニアリングは、最先端の計算およびシミュレーションプログラムを出発点としています。これらの特殊な「マルチボディシミュレーション」プログラムにより、転がり軸受のほか、その周辺構造、更にはドライブトレイン全体を網羅した非常にリアルな動的モデルを構築することができます。シミュレーションにはマシンラーニング（機械学習）とクラウドコンピューティングを採用し、風力タービン用ベアリングの機械的構造と動的挙動の双方を最適化します。標準的な転がり軸受はもちろんのこと、シェフラーが風力タービンギアボックス向けに開発し、現在量産中の新しい流体動圧滑り軸受の計算やシミュレーションも行うことが可能です。

ベアリングシステム向けのパワフルな試験施設
クローズドループ・アプローチでシミュレーションに続く次のステップとして、シェフラーは風力タービン用ベアリングに包括的な試験を実施し、その信頼性を確保しています。シェフラーは2011年に大型ベアリングテストベンチ「Astraios」の使用を開始し、それ以降、風力タービンドライブトレインに影響する重要な負荷やモーメントなどに関する知見の収集を続けています。この試験施設を利用することにより、シェフラーは、新規開発品を実際の使用条件に準じた環境で迅速に試験・評価することが可能となります。

シェフラーは現在、ベアリング試験施設能力の大幅な増強を図っています。その一環として、LORC （リンド洋上再生可能エネルギーセンター）とR&D Test Systemsとの提携で、風力タービン用メインベアリング向けの世界で最もパワフルな試験施設を、デンマークのリンドに建設中です。当試験施設では、最初の試験プログラムが2025年末までに実施される計画です。シェフラーは当試験施設の仕様決定に重要な役割を果たしており、完成時にはタービンOEM各社との連携でメインシャフトベアリングの試験を行う予定です。

実測データをシミュレーションにフィードバック
シェフラーの「クローズドループ・エンジニアリング」アプローチで、シミュレーションと試験に続く3つ目のステップとなるのが「フィールドモニタリング」です。例えば、専門技術者による試作段階のタービンの実地測定もその一つです。実測の結果は、シミュレーションで定義した基本設計パラメータの妥当性評価に使用したり、更なる最適化に利用したりします。実測の主な対象となるのはドライブトレインで、特にタービンにかかるすべての負荷が集中するメインシャフトベアリングは、重要なモニタリングの対象となります。このように設計の初期段階で実測を行うことで、システム全体のロバスト性の強化を図るだけでなく、システム不良やそれに付随するコストを最小限に抑えることができます。

クローズドループ・アプローチの採用により、シェフラーはお客さまとの連携でベアリングの最適化に取り組むことができます。このように、シェフラーは、発電量あたりのコスト（LCOE）の低減と再生可能エネルギーの普及に貢献しています。

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