풍력 터빈이 전기를 생산하는 능력은 근본적으로 바람을 "포획하는" 블레이드에 달려 있습니다. 그러나 바람 조건은 일관되지 않으며-강도와 가용성이 다양하므로-발전 효율을 극대화하려면 블레이드 각도를 실시간으로 조정해야 합니다.- 이 조정은 피치 제어 시스템에 의해 수행됩니다.
피치 시스템의 힘은 어디에서 나오나요? 유압유. 이 유체는 누출이나 흐름 중단 없이 고정식 나셀에서 회전 허브로 운반되어야 하며, 이 운반을 처리하는 구성 요소는 마모되지 않고 수만 번의 회전을 견뎌야 합니다. 이것이 회전노조의 역할이다.
나셀과 허브 사이에 설치된 로터리 유니온은 유압유가 한쪽 끝으로 들어가고 다른 쪽 끝으로 빠져나가는 동시에 유체 회로를 손상시키지 않고 지속적인 360도 회전을 가능하게 합니다. 본질적으로 이는 터빈 내에서 "동적 파이프" 역할을 합니다. 한쪽 끝은 나셀과 함께 고정되어 있고 다른 쪽 끝은 허브와 함께 회전하며 씰을 사용하여 유체를 안전하게 유지합니다.
피치 시스템의 논리는 간단합니다. 주 제어 시스템은 풍속과 방향을 기반으로 최적의 블레이드 각도를 계산한 다음 로터리 유니언을 통해 허브의 유압 실린더에 명령을 전송하여 블레이드를 필요한 각도로 밀어냅니다. 각도가 정확하면 풍력 에너지 변환 효율이 높고, 각도가 잘못되면 출력이 저하됩니다. 결과적으로, 로터리 유니언의 오작동은 효율성 감소에서부터 블레이드에 대한 제어 상실에 이르기까지 다양하며 잠재적으로 전체 터빈의 비상 정지를 초래할 수 있습니다.
해상 풍력 발전은 더욱 엄격한 요구 사항을 부과합니다.회전식 조합. 해양 환경은 표준 씰이 오랫동안 견딜 수 없는 파도와 바람{1}}조건으로 인한 지속적인 진동으로 인해 더욱 복잡해지는 높은 염도, 높은 습도 및 강한 부식성 요소를 특징으로 합니다. 풍력 터빈용 최신 유압 로터리 유니온은 탄화규소 밀봉 링 및 불소고무 밀봉과 같은 다단계 밀봉 구조 및 재료를 사용하는 경우가 많습니다. 최대 35MPa의 작동 압력을 처리할 수 있고 -20도에서 200도까지의 온도를 견딜 수 있으며 최대 20년의 설계 수명을 제공합니다. 목표는 일단 설치되면 장치에 최소한의 유지 관리가 필요하도록 하는 것입니다.
시장 데이터에 따르면 풍력 터빈용 유압 로터리 유니온의 전 세계 매출은 2024년에 8억 7,700만 달러에 달했으며 시장은 계속해서 성장하고 있습니다. 이 제품은 단일-채널, 듀얼-채널 및 다중-채널 구성으로 제공됩니다. 대규모-규모 장치는 일반적으로 유압유, 윤활유 및 전기 신호를 동시에 전송할 수 있는 다중-채널 버전을 활용합니다.
또 다른 주목할만한 추세는 신호 전송을 위해 물리적 접촉에 의존하고 신호 안정성을 손상시킬 수 있는 마모 및 잔해 생성이 쉬운 기존 회전식 조인트에서-비접촉 전송 기술로 전환하는 것입니다-. 예를 들어, 광섬유-회전 조인트는 기계적 마찰과 잔해 발생을 제거하여 유지 관리 비용이 유난히 높은 해양 현장과 같은 환경에서 뚜렷한 이점을 제공합니다.
풍력 터빈은 20년 동안 작동하도록 설계되었으므로 회전 조인트도 그만큼 오래 지속되어야 합니다. 흔히 간과되기는 하지만 필수 불가결한 요소입니다. 블레이드가 없으면 블레이드의 피치를 조정할 수 없으므로 풍력에 관계없이 터빈이 전기를 생산할 수 없게 됩니다.