風力発電の経済性は、1メガワット時あたりのコストに帰着しますが、過去20年間、風力発電を拡大する唯一の確実な方法は、より大型の風力発電機を導入することでした。 定格出力1メガワット増えるごとに、エンジニアリングは容易になるどころか、かえって困難になる。数年ごとに実質的に新しい風力発電機を開発し、認証を取得し、公道を通じて設置現場へ搬入し、設計チームが去った後も長期間にわたり稼働状態を維持しなければならない――その一方で、価格は下落し続けている。 各プラットフォーム・プログラムの開始時には業務量が急増し、プログラムの合間には激減するため、それに応じた人員配置は不可能です。業務を複数のベンダーに分散させると、人員数は固定化されるだけでなく、さらに深刻な問題が生じます。引き継ぎのたびに設計意図が失われ、ブレード、タワー、コンバーター、発電所が接合するインターフェースについて、誰も責任を持てなくなってしまうのです。
このクライアントである世界的な風力タービンOEM企業は、単なる供給能力ではなく、スコープを完全に掌握し、タービンの世代を超えて設計知識を引き継ぐことができるパートナーを必要としていた。
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規模の拡大は設計に悪影響を及ぼす。ローターを一定の先端速度で拡大すると、掃引面積と出力は直径の二乗に比例して増加するが、質量とモーメントは直径の三乗に比例して増加する。 空力応力は一定に保たれるが、重力による応力はサイズに比例して直線的に増加する。各世代は単なるスケールアップ版ではなく、材料、荷重制御、あるいは異なる構造コンセプトを通じて、重量の増加分を相殺しなければならない。
認証が設計を制限する。型式認証では、設計根拠、IEC 61400-1に準拠して実行された荷重シミュレーション、構成部品、および製造工程が一体として評価され、DNVなどの独立した認証機関によって審査される。構成部品を1つ変更するだけで、審査が再開されることになる。
モジュール化はインターフェースを増加させる。設計図上で1つのモジュールが変更されると、その影響は、荷重ケース、制御ソフトウェア、治具、サービス文書、そしてそのモジュールを使用するすべての構成の部品表にまで波及する。厳格なインターフェース管理と正確なマスターデータがなければ、バリエーション数は爆発的に増加し、プラットフォームの経済性は逆転してしまう。
現場では何も発見することはできません。系統運用者が発電機を受け入れる前に、IEC 61400-21-1 に基づいて電力品質および故障時運転性能が測定されるため、電気的挙動は試験台上で実証できなければなりません。また、輸送および吊り上げ装置は、最初の吊り上げ作業の前に検証されなければなりません。
難しかったのは、世代を重ねるごとにこれら4つの要素をすべて同時に維持しつつ、前の世代から得た教訓を無駄にしないことでした。
LTTSが開発したものは
引き継ぎのない、20年近くにわたるパートナーシップ。LTTSは、接続ポイントの両側――つまり、機械側と、その機械が設置されているプラント側――の両方において責任を果たしてきました。
クライアントのプログラム内に組み込まれている
発電所。詳細設計の単一請負業者 — 設計作業そのものであり、それに付随するレビュー支援ではない。
発電所。200 MW発電所向けのプラント付帯設備(BOP)および超高圧(EHV)プール変電所の設計:系統連系および負荷流動解析、避雷・基礎接地、プラント自動化、SCADAおよびサイバーセキュリティ、ならびにプラント監視ソフトウェア――設計から導入に至るまでの全範囲を自社で担当。
シミュレーションとデータ。統合コンテンツ管理、有限要素解析(FEA)、および風力発電機(WTG)データのデジタル化により、シミュレーション、設計、構成が、個別のサイロ化された状態ではなく、単一の管理されたループ内で実行される。
組み込み、制御、デジタル。組み込みおよび制御システムに特化した研究開発チームを擁し、クライアントのデジタルプログラムの実装を支援します。
試験。LTTSがCAPEX投資家として提携したコンバータ試験施設において、マネージドサービスとして提供されるグローバルな試験サービス。
その背景にあるポートフォリオ運用能力
ブレード、タワー、ナセルにわたる設計の所有権;支持構造、タワー内部構造、基礎;電力伝送および電力変換;さらに、輸送用治具、デジタルファクトリー、PLM上の受注生産(ETO)、およびサービス、陳腐化、マスターデータ。
専門性:風力発電分野で800人年以上の実績;10件以上の特許(うち6件は風力発電設備および治具関連);V&V、HIL/SIL、EMI/EMC試験能力;1.5 MWから15 MWまでの風力発電機を対象としたライフサイクルサービス。
成果
達成されたこと
ベンダーから単一ソースの設計パートナーへ
なぜ信頼性があるのか――技術的な要因
詳細設計を単一ソースに集中させることは、リスクを集中させることになる。世界有数の風力発電機器メーカーは、実績が証明されている場合にのみ、この手法を採用している。
達成されたこと
機械とプラント
なぜ信頼性があるのか――技術的な要因
ほとんどのパートナーは、どちらか一方を担当しています。ここでは、1つのチームが接続ポイントの両側を担当しています。
達成されたこと
シミュレーション、設計、構成を1つのループで実現
なぜ信頼性があるのか――技術的な要因
正確なマスターデータこそが、モジュール式プラットフォームの経済性を維持し、老朽化した車両群を稼働可能な状態に保つ鍵となる。
達成されたこと
5件の特許を出願した
なぜ信頼性があるのか――技術的な要因
特許とは、独自の設計成果を指すものであり、供給能力のことではない。
達成されたこと
コンバータ試験施設におけるCAPEXパートナー
なぜ信頼性があるのか――技術的な要因
テストインフラの費用を共同負担するサプライヤーは、契約期間を超えてコミットしている。関与の規模
達成されたこと
400名以上の専任エンジニア
なぜ信頼性があるのか――技術的な要因
入札のために急ごしらえされたものではなく、クライアント自身のプログラムの中で育まれたものです。
成功事例