Obsypane nagrodami innowacje przyczyniają się do rozwoju energii odnawialnej

Osiągnięcie w przyszłości zerowej emisji netto wymaga znaczących zmian w sposobie, w jaki świat wytwarza i zużywa energię. Każdy etap każdego procesu przemysłowego musi być przemyślany tak, aby robić więcej za mniej, a tym samym tworzyć bardziej zrównoważoną przyszłość – dla społeczności i dla biznesu.

Zrównoważony rozwój jest w centrum zorientowanych na klienta innowacji produktowych firmy Timken. Nasze podejście do badań i rozwoju oraz innowacji pozwala zaoszczędzić energię i poprawić wydajność w całym łańcuchu wartości, od procesów produkcyjnych i materiałów po wydajność i trwałość produktu. Liderzy technologiczni firmy Timken Doug Smith i Ryan Evans wyjaśniają, w jaki sposób nagrodzone osiągnięcia inżynieryjne firmy przyczyniają się do rozwoju energii odnawialnej.

Innowacje zorientowane na rynek

Od 1899 roku, firma Timken wprowadza innowacje w odpowiedzi na potrzeby klientów w sposób, który rozwiązuje najbardziej palące wyzwania inżynieryjne na świecie i buduje przyszłość przemysłu. Zaangażowanie firmy w badania i rozwój rozpoczęło się w latach 20. XX wieku, gdy inżynierowie pracowali w wewnętrznych laboratoriach prototypowych i testowych w ramach działalności produkcyjnej firmy. Dziś ponad 140 naukowców, badaczy i inżynierów firmy Timken korzysta ze światowej klasy laboratoriów do prowadzenia nagradzanych, skoncentrowanych na kliencie badań i rozwoju w zakresie wielu różnych dyscyplin, od nauki teoretycznej po praktyczne testy produktów.

Chodzi o tworzenie wartości dla świata. Dla firmy Timken dzieje się to na styku możliwości i zdolności.

„Motorem napędowym naszych rozwiązań technicznych są trendy rynkowe, które stawiają nowe wymagania w zakresie mechanicznego przenoszenia mocy i ruchu przemysłowego” – mówi Doug Smith, wiceprezes ds. technologii. „W energetyce odnawialnej tworzymy projekty na potrzeby zastosowań, które do niedawna jeszcze nie istniały. Każda kolejna wersja musi być bardziej wydajna i zrównoważona niż poprzednia. Wykorzystujemy to, co wiemy i czego się uczymy tak, aby rezultat był jak najkorzystniejszy z punktu widzenia klienta i środowiska”.

„Motorem napędowym naszych rozwiązań technicznych są trendy rynkowe, które stawiają nowe wymagania w zakresie mechanicznego przenoszenia mocy i ruchu przemysłowego”.

Doug Smith
wiceprezes ds. technologii

Wpływ jaki wywieramy dostrzegają inni. Spółka Timken została uznana za jedno z najbardziej innowacyjnych przedsiębiorstw na świecie w 2024 roku przez czasopismo Fast Company i jedną z najbardziej innowacyjnych firm w Ameryce w 2024 i 2023 roku w rankingu czasopisma Fortune. Obie nagrody priorytetowo traktują innowacje produktowe i procesowe, które wnoszą rzeczywisty wkład w społeczeństwo. Firmie Timken przyznano obie nagrody, ponieważ wykazała, w jaki sposób jej wiedza w zakresie badań i rozwoju podnosi efektywność i zrównoważony rozwój energii odnawialnej, największego w Timken pojedynczego sektora rynku końcowego.

Osiągnięcia produktowe i procesowe w zakresie energii wiatrowej

Na wieży turbiny wiatrowej znajduje się gondola wyposażona w podzespoły, wspomagające ciągły ruch obrotowy łopat na wietrze i wytwarzanie czystej energii elektrycznej. Jednym z najważniejszych z tych podzespołów jest łożysko wału głównego, które przenosi ogromny nacisk i obciążenie łopat obrotowych i wirnika.

Wraz ze wzrostem rozmiarów turbin zwiększył się również rozmiar łożysk. Stanowi to poważne wyzwanie z punktu widzenia projektowania wydajnych i trwałych łożysk, spośród których największe w historii mają średnicę nawet czterech metrów (13 stóp).

Inżynierowie firmy Timken opracowali rozwiązanie, w którym zastosowali dwa ultraduże łożyska, oddzielone dystansem wzdłuż wału głównego, aby można było skutecznie podzielić obciążenie. Poza poprawą wydajności operacyjnej turbiny, rozwiązanie to zostało zaprojektowane po to, aby mogło współpracować z turbiną przez cały okres jej użytkowania. Zmniejszenie prawdopodobieństwa konieczności wymiany łożysk zmniejsza też zapotrzebowanie na materiały i energię potrzebne do ich produkcji.

Według Ryana Evansa, dyrektora ds. badań i rozwoju w portfolio łożysk firmy, projekt produktu jest tylko jednym z elementów, które sprawiają, że energia wiatrowa jest bardziej zrównoważona. Firma Timken wprowadziła bardziej zrównoważony proces obróbki cieplnej łożysk o bardzo dużych otworach, w którym wykorzystywana jest energia elektryczna, a proces jest uruchamiany tylko podczas utwardzania bieżni łożyska. Pozwala to wyeliminować konieczność utrzymywania nagrzanych pieców w trakcie całej doby i odpowiednio obrabiać tylko krytyczne powierzchnie części. Ta innowacja procesowa zużywa znacznie mniej energii i radykalnie zmniejsza poziom emisji w porównaniu z obróbką cieplną wykorzystującą tradycyjne piece spalające węglowodory.

„Mamy ogromną wiedzę w zakresie metalurgii, materiałów i procesów produkcyjnych, ale pomimo tego zawsze rozwijamy i badamy działy tych dyscyplin, których dziś jeszcze nie rozumiemy” – mówi Evans. „To są te odkrycia, które pomagają nam w walce z globalnymi problemami, dotyczącymi na przykład ochrony środowiska, poprzez inteligentną i energooszczędną produkcję”.

Firma Timken opracowała również niestandardowy stop stali – o nazwie TMS-25 – który pozwala spełniać wymagania zarówno produkcji łożysk, jak i eksploatacji turbin wiatrowych. W miarę możliwości stop ten jest pozyskiwany ze stali pochodzącej z recyklingu, w celu uzyskania dodatkowych korzyści w zakresie zrównoważonego rozwoju.

Innowacje ruchu przemysłowego na potrzeby energii słonecznej

W obszarze energii słonecznej firma Timken stała się liderem w dziedzinie precyzyjnych rozwiązań sterowania ruchem w zaawansowanych systemach śledzenia, które przez cały dzień, każdego dnia, wskazują na słońce w celu przechwycenia energii i jej konwersji na energię elektryczną.

Będąca podmiotem zależnym Timken, firma Cone Drive unowocześnia wysoko precyzyjne napędy, stanowiące wyposażenie wielu największych na świecie i wykorzystywanych na skalę przemysłową elektrowni słonecznych w Stanach Zjednoczonych, Zjednoczonych Emiratach Arabskich, Republice Południowej Afryki i Chinach.

W ostatnim czasie eksperci tej firmy odpowiedzialni za napędy stworzyli zindywidualizowane rozwiązania dla drugiego co do wielkości fotowoltaicznego systemu śledzenia energii słonecznej w Australii. Inżynierowie marki Cone Drive podjęli współpracę z producentem wykorzystywanych w tym przedsięwzięciu trackerów solarnych nad projektem wielopunktowych napędów obrotowych, które potrafią wytrzymywać nadmierne wibracje powodowane przez silne wiatry.

Osiągnięcie to jest szczególnie ważne dla farmy słonecznej, która powstaje obecnie w niezwykle wietrznym regionie górskim w Nowej Południowej Walii. Te napędy obrotowe umiejętnie zarządzają wytwarzanymi przez wiatr naprężeniami ścinającymi, zginającymi i skrętnymi, zapobiegając uszkodzeniom konstrukcyjnym i przedwczesnej awarii sprzętu.

„Zrównoważony rozwój był przedmiotem badań i rozwoju firmy Timken, zanim stał się priorytetową kwestią społeczną, i nadal nim będzie” – twierdzi Evans. „Jesteśmy doświadczoną firmą z zaawansowanymi możliwościami technicznymi, a ta silna podstawa daje nam solidną bazę do tego, by stawiać czoła nowym wyzwaniom. Jesteśmy światowym liderem w dziedzinie technologii, a inwestując współcześnie w innowacje pomagamy naszym klientom i światu odnosić przyszłe sukcesy.

Od ujarzmiania mocy oceanów po elektryfikację pojazdów i statków powietrznych, firma Timken pełni rolę lidera w zakresie projektowania zrównoważonych rozwiązań łożyskowych i ruchu przemysłowego, które pomagają chronić światowe bogactwa naturalne.

Published: 2024/07/24