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세계의 풍력 터빈 샤프트 시장
Wind Turbine Shaft
상품코드 : 1551670
리서치사 : Global Industry Analysts, Inc.
발행일 : 2024년 09월
페이지 정보 : 영문 265 Pages
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한글목차

풍력 터빈 샤프트 세계 시장은 2030년까지 81억 달러에 달할 것으로 예상됩니다

2023년 56억 달러로 추정되는 풍력 터빈 샤프트 세계 시장은 2023년부터 2030년까지 연평균 5.5% 성장하여 2030년에는 81억 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 이 보고서에서 분석한 부문 중 하나인 발전기 샤프트는 CAGR 5.9%를 기록하여 분석 기간 종료 시점에 52억 달러에 도달할 것으로 예상됩니다. 메인 샤프트 부문의 성장률은 분석 기간 동안 CAGR 4.7%로 추정됩니다.

미국 시장 15억 달러로 추정, 중국은 CAGR 8.9%로 성장 전망

미국의 풍력 터빈 샤프트 시장은 2023년 15억 달러로 추정됩니다. 세계 2위의 경제 대국인 중국은 2030년까지 17억 달러 규모에 도달할 것으로 예상되며, 2023-2030년의 분석 기간 동안 8.9%의 연평균 복합 성장률(CAGR)을 나타낼 것으로 예상됩니다. 다른 주목할 만한 지역 시장으로는 일본과 캐나다가 있으며, 분석 기간 동안 각각 2.2%와 5.6%의 연평균 복합 성장률(CAGR)을 나타낼 것으로 예상됩니다. 유럽에서는 독일이 연평균 3.4%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다.

세계 풍력 터빈 샤프트 시장 - 주요 동향 및 촉진요인 요약

풍력 터빈 샤프트는 에너지 변환 과정에서 어떤 기능을 수행합니까?

풍력 터빈 샤프트는 터빈 블레이드와 발전기 사이의 기계적 연결고리 역할을 하는 에너지 변환 과정의 기본 구성 요소입니다. 대부분의 풍력 터빈에는 저속 샤프트와 고속 샤프트의 두 가지 주요 샤프트가 있습니다. 저속 샤프트는 로터 블레이드에 직접 연결되어 블레이드와 동일한 속도(일반적으로 10 - 60RPM)로 회전합니다. 이 샤프트는 회전하는 블레이드에 의해 생성된 기계적 에너지를 기어박스로 전달하여 고속 샤프트에 전달합니다. 고속 샤프트는 보통 분당 1,000-1,500rpm의 훨씬 더 높은 속도로 회전하여 발전기를 구동하여 전기를 생산합니다. 풍력 터빈 샤프트의 효율성과 신뢰성은 터빈의 전반적인 성능에 매우 중요합니다. 정렬 불일치, 과도한 진동, 기계적 고장은 에너지 생산의 상당한 손실과 값비싼 다운타임을 초래할 수 있습니다.

풍력 터빈 샤프트 설계의 엔지니어링 과제와 혁신은 무엇인가?

풍력 터빈이 직면하는 다양하고 가혹한 환경 조건을 견딜 수 있는 풍력 터빈 샤프트를 설계하는 데는 몇 가지 공학적 과제가 있습니다. 이러한 샤프트는 높은 토크 하중, 변동하는 풍속, 부식 및 온도 변화와 같은 환경적 스트레스를 견뎌내야 합니다. 재료 과학의 혁신은 이러한 과제를 극복하는 데 매우 중요한 역할을 해왔습니다. 최신 풍력 터빈 샤프트는 내구성과 유연성을 겸비한 고강도 강철 합금으로 만들어져 과도한 마모 없이 터빈 작동으로 인한 기계적 스트레스에 대응할 수 있습니다. 또한, 정밀 단조 및 열처리 공정과 같은 첨단 제조 기술은 터빈 샤프트의 피로 저항과 전반적인 신뢰성을 향상시킵니다. 복합재료의 통합은 아직 도입 초기 단계에 있지만, 특히 유지보수를 최소화하는 것이 중요한 해양 응용 분야에서 풍력 터빈 샤프트의 경량화와 효율을 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 기대됩니다.

풍력 터빈 샤프트의 수명과 성능을 보장하기 위해 풍력 터빈 샤프트의 유지 보수는 어떻게 관리됩니까?

풍력 터빈 샤프트의 유지보수는 전체 터빈 시스템의 수명과 최적의 성능을 보장하기 위해 필수적입니다. 샤프트의 무결성을 손상시킬 수 있는 마모, 오정렬 및 기타 잠재적 문제의 징후를 조기에 감지하기 위해서는 정기적인 점검과 유지보수가 필요합니다. 센서가 장착된 상태 모니터링 시스템(CMS)은 토크, 진동, 회전 속도와 같은 파라미터를 추적하여 샤프트의 성능을 실시간으로 모니터링하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이러한 실시간 데이터는 예측 유지보수 전략을 가능하게 하고, 일정 간격이 아닌 샤프트의 실제 상태에 따라 유지보수를 계획하여 예기치 않은 고장의 위험을 줄이고 샤프트의 작동 수명을 연장할 수 있도록 합니다. 또한 특수 윤활유와 첨단 베어링 시스템을 사용하여 마찰과 마모를 최소화하고 샤프트의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 이러한 첨단 모니터링 및 유지보수 기술은 유지보수를 위한 접근이 어렵고 비용이 많이 드는 해상 풍력 터빈에서 특히 가치가 높으며, 다운타임을 최소화하고 지속적인 작동을 보장하는 데 도움이 됩니다.

풍력 터빈 샤프트 시장 확대의 원동력은?

풍력 터빈 샤프트 시장의 성장을 주도하는 몇 가지 요인이 있는데, 특히 재생 가능 에너지로의 전환과 전 세계 풍력 터빈 설치 증가를 들 수 있습니다. 풍력에너지가 세계 에너지 믹스에서 더욱 중요한 위치를 차지함에 따라 샤프트를 포함한 신뢰할 수 있고 효율적인 풍력 터빈 부품에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 풍력 터빈의 대형화 추세, 특히 해상 환경에서는 더 높은 하중과 더 가혹한 작동 조건에 대응할 수 있는 더 견고하고 내구성이 뛰어난 샤프트의 개발이 필요합니다. 재료 및 제조 공정의 기술 발전도 시장 성장에 기여하고 있습니다. 이러한 기술 혁신은 가볍고 강도가 높은 샤프트의 제조를 가능하게 하여 전체 터빈의 효율을 향상시킬 수 있기 때문입니다. 또한, 풍력 발전의 균등화 에너지 비용(LCOE) 절감에 대한 관심이 높아지면서 최소한의 유지보수로 안정적인 작동이 가능한 고성능 샤프트의 채택이 가속화되고 있습니다. 재생에너지 인프라 확대를 지원하는 정부 정책과 인센티브는 특히 풍력에너지가 빠르게 확산되고 있는 신흥 시장에서 고성능 풍력 터빈 샤프트에 대한 수요를 더욱 촉진하고 있습니다.

조사 대상 기업 예시(총 34건)

목차

제1장 조사 방법

제2장 주요 요약

제3장 시장 분석

제4장 경쟁

LSH
영문 목차

영문목차

Global Wind Turbine Shaft Market to Reach US$8.1 Billion by 2030

The global market for Wind Turbine Shaft estimated at US$5.6 Billion in the year 2023, is expected to reach US$8.1 Billion by 2030, growing at a CAGR of 5.5% over the analysis period 2023-2030. Generator Shaft, one of the segments analyzed in the report, is expected to record a 5.9% CAGR and reach US$5.2 Billion by the end of the analysis period. Growth in the Main Shaft segment is estimated at 4.7% CAGR over the analysis period.

The U.S. Market is Estimated at US$1.5 Billion While China is Forecast to Grow at 8.9% CAGR

The Wind Turbine Shaft market in the U.S. is estimated at US$1.5 Billion in the year 2023. China, the world's second largest economy, is forecast to reach a projected market size of US$1.7 Billion by the year 2030 trailing a CAGR of 8.9% over the analysis period 2023-2030. Among the other noteworthy geographic markets are Japan and Canada, each forecast to grow at a CAGR of 2.2% and 5.6% respectively over the analysis period. Within Europe, Germany is forecast to grow at approximately 3.4% CAGR.

Global Wind Turbine Shaft Market - Key Trends and Drivers Summarized

What Function Does the Wind Turbine Shaft Serve in the Energy Conversion Process?

The wind turbine shaft is a fundamental component in the energy conversion process, acting as the mechanical link between the turbine blades and the generator. There are two primary shafts in most wind turbine designs: the low-speed shaft and the high-speed shaft. The low-speed shaft is connected directly to the rotor blades, rotating at the same speed as the blades, typically between 10 and 60 RPM. This shaft carries the mechanical energy generated by the rotating blades to the gearbox, where it is then transferred to the high-speed shaft. The high-speed shaft, in turn, rotates at much higher speeds, usually in the range of 1,000 to 1,500 RPM, driving the generator to produce electricity. The efficiency and reliability of the wind turbine shaft are crucial for the overall performance of the turbine, as any misalignment, excessive vibration, or mechanical failure can lead to significant losses in energy production and costly downtime.

What Are the Engineering Challenges and Innovations in Wind Turbine Shaft Design?

Designing a wind turbine shaft that can withstand the varying and often harsh environmental conditions encountered by wind turbines presents several engineering challenges. These shafts must endure high torque loads, fluctuating wind speeds, and environmental stressors such as corrosion and temperature variations, all while maintaining precise alignment and minimizing vibrations. Innovations in material science have played a pivotal role in overcoming these challenges. Modern wind turbine shafts are often made from high-strength steel alloys that offer a combination of durability and flexibility, enabling them to handle the mechanical stresses of turbine operation without excessive wear. Additionally, advanced manufacturing techniques, such as precision forging and heat treatment processes, have improved the fatigue resistance and overall reliability of turbine shafts. The integration of composite materials, although still in the early stages of adoption, holds promise for further reducing the weight and increasing the efficiency of wind turbine shafts, especially in offshore applications where minimizing maintenance is critical.

How Is Maintenance of Wind Turbine Shafts Managed to Ensure Longevity and Performance?

Maintaining the wind turbine shaft is essential for ensuring the longevity and optimal performance of the entire turbine system. Regular inspection and maintenance are required to detect early signs of wear, misalignment, or other potential issues that could compromise the shaft's integrity. Condition monitoring systems (CMS) equipped with sensors are increasingly being used to monitor shaft performance in real-time, tracking parameters such as torque, vibration, and rotational speed. This real-time data allows for predictive maintenance strategies, where maintenance is scheduled based on the actual condition of the shaft rather than fixed intervals, reducing the risk of unexpected failures and extending the operational lifespan of the shaft. Moreover, the use of specialized lubricants and advanced bearing systems helps to minimize friction and wear, further enhancing the durability of the shaft. In offshore wind turbines, where access for maintenance is challenging and costly, these advanced monitoring and maintenance techniques are particularly valuable, helping to minimize downtime and ensure continuous operation.

What’s Fueling the Expansion of the Wind Turbine Shaft Market?

The growth in the wind turbine shaft market is driven by several factors, most notably the global shift towards renewable energy sources and the increasing installation of wind turbines worldwide. As wind energy becomes a more significant part of the global energy mix, there is a rising demand for reliable and efficient wind turbine components, including shafts. The trend towards larger wind turbines, particularly in offshore environments, necessitates the development of stronger and more durable shafts capable of handling higher loads and more extreme operating conditions. Technological advancements in materials and manufacturing processes are also contributing to market growth, as these innovations enable the production of shafts that are both lighter and stronger, improving overall turbine efficiency. Additionally, the increasing focus on reducing the levelized cost of energy (LCOE) for wind power is driving the adoption of high-performance shafts that can operate reliably with minimal maintenance. Government policies and incentives that support the expansion of renewable energy infrastructure are further propelling the demand for advanced wind turbine shafts, particularly in emerging markets where wind energy is rapidly gaining traction.

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TABLE OF CONTENTS

I. METHODOLOGY

II. EXECUTIVE SUMMARY

III. MARKET ANALYSIS

IV. COMPETITION

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