Guindastes menores para construir turbinas maiores

O Davis Wind Lift System (DWLS) promete vantagens financeiras e operacionais em relação aos métodos concorrentes de instalação de turbinas eólicas. Imagem: DWLS

A DWLS promete montagem e manutenção mais seguras e eficientes de turbinas eólicas maiores usando um guindaste de 300 toneladas em vez de um guindaste mais típico de 1.000 toneladas.

A chave do seu conceito é ser mais seguro e custar mais caro do que os métodos convencionais. À medida que as turbinas ficam mais altas e os componentes ficam mais pesados, os grandes guindastes sobre esteiras e caminhões treliçados existentes estão sendo levados ao seu limite.

O novo sistema DWLS, no entanto, necessita apenas de um guindaste com capacidade de 300 toneladas norte-americanas (272 toneladas) para erguer turbinas com alturas de torre de 165 metros ou mais. É mais seguro, pode atingir alturas de torre muito maiores, leva menos tempo por torre e economiza dinheiro tanto no custo por torre quanto no custo de capital do equipamento, disse a empresa.

Outros benefícios reivindicados para o sistema DWLS patenteado incluem custos mais baixos de transporte e logística, uma vez que pode ser transportado em 30 por cento menos camiões com muito menos cargas autorizadas. Os custos de engenharia civil também são menores, pois não necessita da tradicional plataforma de guindaste.

As projeções mostram que o DW165 será capaz de instalar 85 turbinas no tempo necessário para um guindaste sobre esteiras de 1.000 toneladas construir 75. Imagem: DWLS

Economia potencial

Cálculos fornecidos pela DWLS mostram que usar seu sistema em vez de um guindaste sobre esteiras com capacidade de 1.000 toneladas economiza US$ 200.000 ou mais por torre, apenas no trabalho logístico e civil. Isto equivale a 20% desses custos, ou 7% do custo total do projeto.

DWLS é uma ideia do veterano da indústria de guindastes, construção e petróleo offshore com mais de 40 anos, Danny Davis. Como empresário e inventor, Davis trabalhou para grandes fabricantes de guindastes e equipamentos de construção, incluindo Manitowoc, Favelle Favco, Volvo e Caterpillar. Ele detém várias patentes.

Trabalhando ao lado de Davis, ajudando a tornar isso realidade, está Jim Hopkins, gerente geral da DWLS e especialista de longa data na indústria de construção, mineração e guindastes, com décadas de experiência adquirida na Caterpillar, Volvo, Terex, Bucyrus e outros.

Um protótipo do sistema DW165 estava em construção no momento em que este artigo foi escrito, no final de outubro, e dentro do cronograma para testes de campo começarem em meados de 2024. Ele usará um guindaste treliçado sobre esteiras com capacidade de 272 toneladas, operando a partir de um mastro trepante de 130 metros para erguer turbinas de 4,5 MW. Nesta mesma configuração poderá subir e descer ainda mais alto, até 165 metros, devido à lança do guindaste com 36 metros de comprimento. A altura do gancho na lança em relação ao solo será de 182 metros.

Milhões de dólares foram investidos no projeto, engenheiros estão trabalhando nos detalhes finais, componentes com longo prazo de entrega foram encomendados e aço está sendo fabricado, disse Davis. “Isso é uma virada de jogo”, ele prometeu.

Fabricantes de turbinas eólicas, promotores e empresas de construção estão a ser visados, mas a DWLS também está a lançar isto como uma forma de entrar no negócio de montagem de turbinas para empresas mais pequenas que não possuem gruas com capacidade para 1.000 toneladas.

Como funciona?

O Davis Wind Lift System usa um guindaste sobre esteiras com lança treliçada com capacidade de 300 toneladas americanas (272 toneladas), neste caso um Manitowoc 2250, montado em um sistema de elevação de torre para instalar turbinas eólicas com torres de 165 metros e superiores. Imagem: DWLS

Um grande transportador autopropelido de esteira com esteiras de 1,83 metros de largura forma a base do sistema DWLS. Oferece alto esforço de tração e flutuação para movimentação entre turbinas. No local da turbina a unidade é posicionada sobre esteiras de aço e montada com quatro niveladores, um em cada extremidade das estruturas da esteira, para posicioná-la em prumo com a torre eólica. A pressão do solo em operação é de 10,5 psi, mas pode chegar a 8 psi, disse Hopkins.

O mastro treliçado triangular tem um design semelhante ao da perna de um navio jack up usado na indústria offshore de petróleo e gás. Ele usa acionamentos planetários, freios e pinhões idênticos e é projetado e aprovado de acordo com os mesmos exigentes requisitos regulatórios e de segurança que a aplicação de levantamento offshore.

A plataforma de escalada é conectada ao mastro por meio de cremalheira e pinhões de corte duplo e é presa e guiada por patins deslizantes. A construção do mastro é fixada em cada junta e fixada com flanges e parafusos semelhantes à construção do mastro de guindaste. A taxa de subida é de 4 metros por minuto e pode ser derrubada mais rapidamente.

O sistema é fixado à torre eólica em cada flange da torre usando lingas de fibra sintética de alta resistência à tração. Bainhas não abrasivas envolvem as eslingas para evitar danos à superfície pintada da torre da turbina. As forças de tensão são mantidas abaixo de qualquer nível que possa distorcer ou danificar o flange.

Além das eslingas, quatro tratores tratores com guinchos são amarrados aos cantos da estrutura de escalada para neutralizar as forças do vento.

A posição do guindaste é ajustada hidraulicamente em uma base deslizante na estrutura trepante de 40 metros de comprimento. Os movimentos são gerenciados por meio de um PLC com contrapesos móveis no lado oposto da torre para manter o equilíbrio.

Posição ideal

O guindaste no protótipo DW165 é um Manitowoc 2250 com capacidade de 300 toneladas americanas (272 toneladas) com seu material rodante de esteira removido. A lança é reforçada para incluir um guincho de elevação principal de alta capacidade montado no topo da seção de topo. É usada uma lança pesada personalizada fixada em um deslocamento de 20 graus.

O raio de giro para todos os içamentos principais é inferior a 15 metros, explica Jim Hopkins, permitindo que os içamentos sejam escalonados a partir da área de carga próxima à base da torre. Isso os mantém no ponto ideal do gráfico de elevação do guindaste. Os ângulos da lança são mantidos entre 80 e 84 graus para todos os içamentos principais. Para alterar o raio de operação, o guindaste é movido em sua base deslizante em direção ou para longe da torre, em vez de entrar ou sair.

Diferentes configurações do DWLS estarão disponíveis, incluindo versões para montagem em embarcações autoelevatórias ou plataformas oceânicas para instalação de turbinas offshore.

Estão sendo procurados os primeiros adotantes para adotar o novo sistema DWLS e são necessários locais para testar e avaliar o projeto patenteado. “Ele oferece fortes vantagens financeiras e operacionais em comparação ao uso de grandes guindastes sobre esteiras”, disse Davis.

A DWLS coloca a montagem de turbinas eólicas ao alcance de empresas que não possuem ou fabricam guindastes treliçados de 750, 1.000 toneladas ou maiores. Imagem: DWLS