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세계의 풍력 터빈용 기어박스 시장
Wind Turbine Gearbox
상품코드 : 1551677
리서치사 : Global Industry Analysts, Inc.
발행일 : 2024년 09월
페이지 정보 : 영문 267 Pages
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한글목차

풍력 터빈용 기어박스 세계 시장은 2030년까지 278억 달러에 달할 것으로 예상

2023년 178억 달러로 추정되는 풍력 터빈용 기어박스 세계 시장은 2023년부터 2030년까지 연평균 6.6% 성장하여 2030년에는 278억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 이 보고서에서 분석한 부문 중 하나인 교체용 기어박스는 CAGR 7.1%를 기록하여 분석 기간이 끝날 때까지 176억 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 신규 기어박스 부문의 성장률은 분석 기간 동안 CAGR 5.8%로 추정됩니다.

미국 시장 48억 달러로 추정, 중국은 CAGR 10.6%로 성장 전망

미국의 풍력 터빈용 기어박스 시장은 2023년 48억 달러로 추정됩니다. 세계 2위의 경제 대국인 중국은 2030년까지 61억 달러 규모에 도달할 것으로 예상되며, 2023-2030년의 분석 기간 동안 10.6%의 연평균 복합 성장률(CAGR)을 나타낼 것으로 예상됩니다. 다른 주목할 만한 지역 시장으로는 일본과 캐나다가 있으며, 분석 기간 동안 각각 2.8%와 6.6%의 연평균 복합 성장률(CAGR)을 나타낼 것으로 예상됩니다. 유럽에서는 독일이 연평균 4.1%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다.

세계 풍력터빈용 기어박스 시장 - 주요 동향 및 촉진요인 요약

풍력 터빈의 기어박스는 어떻게 작동하며 왜 필수적인가?

풍력 터빈의 기어박스는 에너지 변환 과정에서 매우 중요한 역할을 하며, 바람의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 가정과 산업에 전력을 공급하는 역할을 합니다. 풍력 터빈의 기어박스는 터빈 블레이드에 연결된 저속 샤프트와 발전기를 구동하는 고속 샤프트의 중간 역할을 합니다. 일반적으로 풍력 터빈 블레이드의 회전 속도는 분당 10-60회전이며, 이는 효율적으로 전기를 생산하기에는 너무 느리다. 기어박스는 이 회전 속도를 발전기가 효율적으로 전기를 생산하는 데 필요한 수천 회전까지 증가시킵니다. 이 속도 증폭은 크기가 다른 일련의 기어를 통해 달성되며, 다양한 바람 조건에서 에너지를 효율적으로 전달할 가능성이 있습니다. 이러한 기어 박스의 정확성과 내구성은 매우 중요하며 강풍, 온도 변동 및 기계적 진동과 같은 극한의 환경 스트레스를 장기간 견뎌야 합니다.

풍력 터빈용 기어박스의 기술적 과제와 혁신은 무엇인가?

풍력 터빈 기어박스의 개발 및 유지보수는 주로 가혹한 조건에서 높은 신뢰성과 긴 수명이 필요하기 때문에 엔지니어링에 큰 도전이 되고 있습니다. 기어박스의 고장은 비용이 많이 드는 다운타임과 고가의 수리 비용으로 이어지기 때문에 이러한 부품의 내구성과 효율성을 높이는 것은 제조업체에게 중요한 분야입니다. 고강도, 저중량 합금 및 고급 윤활유 사용과 같은 재료 과학의 혁신은 기어박스의 내마모성과 작동 수명을 향상시켰습니다. 또한, 컴퓨터 지원 설계(CAD) 및 시뮬레이션 도구의 발전으로 엔지니어는 특정 풍황 조건에 맞게 기어박스 설계를 모델링하고 최적화할 수 있게 되어 기계적 고장의 위험을 줄일 수 있게 되었습니다. 또 다른 중요한 혁신은 저속으로 구동하기 위해 극 수가 많은 발전기를 사용하여 기어박스의 필요성을 완전히 제거한 직접 드라이브 시스템의 개발입니다. 그러나 이러한 시스템은 비용과 무게가 높기 때문에 대부분의 풍력 터빈 설계, 특히 대규모 해상 설비에서는 여전히 기어박스가 선호되는 선택입니다.

풍력 터빈 기어박스의 유지 보수와 수명은 어떻게 관리하고 있는가?

기어박스 고장과 관련된 높은 비용을 고려할 때, 유지보수는 풍력 터빈 기어박스 관리의 중요한 측면입니다. 기어박스의 수명을 보장하고 예기치 않은 고장의 위험을 최소화하기 위해 정기적인 모니터링과 사전 예방적 유지보수 전략이 채택되고 있습니다. 상태 모니터링 시스템(CMS)은 온도, 진동, 오일 품질과 같은 다양한 매개 변수를 실시간으로 추적하는 센서를 사용하여 점점 더 발전하고 있습니다. 이 데이터는 예지보전을 가능하게 하여 잠재적인 문제가 심각한 손상이나 다운타임으로 이어지기 전에 문제를 식별하고 해결할 수 있도록 합니다. 사후 유지보수에서 예측 유지보수로의 전환은 풍력 터빈의 운영 비용을 절감하고 수명을 연장하는 데 기여하고 있으며, 이는 업계의 주요 트렌드가 되고 있습니다. 또한 고급 윤활유 및 여과 시스템을 사용하면 마찰을 줄이고 오염 물질의 축적을 방지하여 최적의 기어 박스 성능을 유지하는 데 도움이 됩니다. 이러한 유지보수는 특히 접근이 제한되고 수리 비용이 크게 증가하는 해상 풍력 발전소에서 매우 중요합니다.

풍력 터빈용 기어박스 시장의 성장을 가속하는 요인은 무엇인가?

풍력 터빈용 기어박스 시장의 성장은 재생 가능 에너지로의 전환에 있어 중요한 요소인 풍력에너지의 전 세계 확대 등 여러 요인에 의해 주도되고 있습니다. 각국이 이산화탄소 배출량을 줄이기 위해 노력하면서 풍력 터빈, 특히 고부하 및 변동이 심한 풍황에 대응하기 위해 고급 기어박스 기술이 필요한 더 크고 강력한 풍력 터빈에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 열악한 해양 환경으로 인해 더욱 견고하고 내구성이 뛰어난 기어박스가 필요한 해상 풍력 발전소에 대한 투자가 증가하고 있는 것도 시장 성장의 주요 요인입니다. 재료 및 제조 공정의 기술 발전으로 보다 효율적이고 신뢰할 수 있는 기어박스를 생산할 수 있게 되어 기어박스의 채택을 촉진하고 있습니다. 또한, 풍력 발전의 균등화 에너지 비용(LCOE) 절감에 대한 관심이 높아지면서 터빈 효율을 높이고 유지보수 비용을 절감할 수 있는 기어박스 개발이 활발히 이루어지고 있습니다. 또한, 재생 가능 에너지 개발을 지원하는 정부의 인센티브와 정책은 풍력 터빈의 도입을 촉진하고 고급 기어박스 솔루션에 대한 수요를 더욱 증가시키고 있습니다.

조사 대상 기업 예시(36개사)

목차

제1장 조사 방법

제2장 주요 요약

제3장 시장 분석

제4장 경쟁

LSH
영문 목차

영문목차

Global Wind Turbine Gearbox Market to Reach US$27.8 Billion by 2030

The global market for Wind Turbine Gearbox estimated at US$17.8 Billion in the year 2023, is expected to reach US$27.8 Billion by 2030, growing at a CAGR of 6.6% over the analysis period 2023-2030. Replacement Gearbox, one of the segments analyzed in the report, is expected to record a 7.1% CAGR and reach US$17.6 Billion by the end of the analysis period. Growth in the New Gearbox segment is estimated at 5.8% CAGR over the analysis period.

The U.S. Market is Estimated at US$4.8 Billion While China is Forecast to Grow at 10.6% CAGR

The Wind Turbine Gearbox market in the U.S. is estimated at US$4.8 Billion in the year 2023. China, the world's second largest economy, is forecast to reach a projected market size of US$6.1 Billion by the year 2030 trailing a CAGR of 10.6% over the analysis period 2023-2030. Among the other noteworthy geographic markets are Japan and Canada, each forecast to grow at a CAGR of 2.8% and 6.6% respectively over the analysis period. Within Europe, Germany is forecast to grow at approximately 4.1% CAGR.

Global Wind Turbine Gearbox Market - Key Trends and Drivers Summarized

How Do Wind Turbine Gearboxes Operate and Why Are They Essential?

Wind turbine gearboxes are pivotal in the energy conversion process, transferring the kinetic energy generated by wind into electrical energy that powers homes and industries. A wind turbine’s gearbox serves as the intermediary between the low-speed shaft, which is connected to the turbine blades, and the high-speed shaft that drives the generator. Typically, wind turbine blades rotate at speeds of 10-60 RPM, far too slow to generate electricity efficiently. The gearbox increases this rotational speed to the thousands of RPMs needed for the generator to produce electricity effectively. This speed amplification is achieved through a series of gears that vary in size, allowing for the efficient transfer of energy under different wind conditions. The precision and durability of these gearboxes are critical; they must withstand extreme environmental stresses such as high winds, temperature fluctuations, and mechanical vibrations over extended periods, often in remote and hard-to-access locations.

What Are the Technological Challenges and Innovations in Wind Turbine Gearboxes?

The development and maintenance of wind turbine gearboxes present significant engineering challenges, primarily due to the need for high reliability and longevity under demanding conditions. Gearbox failures can result in costly downtime and expensive repairs, so enhancing the durability and efficiency of these components is a key area of focus for manufacturers. Innovations in materials science, such as the use of high-strength, low-weight alloys and advanced lubricants, have improved the wear resistance and operational life of gearboxes. Additionally, advancements in computer-aided design (CAD) and simulation tools have enabled engineers to model and optimize gearbox designs for specific wind conditions, reducing the risk of mechanical failure. Another significant innovation is the development of direct-drive systems that eliminate the need for a gearbox altogether by using a generator with a higher number of poles to operate at lower speeds. However, due to the high cost and weight of these systems, gearboxes remain the preferred choice for most wind turbine designs, particularly in large-scale offshore installations.

How Is the Maintenance and Longevity of Wind Turbine Gearboxes Managed?

Maintenance is a critical aspect of wind turbine gearbox management, given the high costs associated with gearbox failures. Regular monitoring and proactive maintenance strategies are employed to ensure the longevity of gearboxes and minimize the risk of unexpected breakdowns. Condition monitoring systems (CMS) have become increasingly sophisticated, using sensors to track various parameters such as temperature, vibration, and oil quality in real time. This data allows for predictive maintenance, where potential issues are identified and addressed before they lead to significant damage or downtime. The shift towards predictive rather than reactive maintenance has been a major trend in the industry, helping to reduce operational costs and extend the lifespan of wind turbines. Additionally, the use of advanced lubricants and filtration systems helps maintain optimal gearbox performance by reducing friction and preventing the buildup of contaminants. These maintenance practices are crucial, particularly for offshore wind farms where accessibility is limited and repair costs are substantially higher.

What Factors Are Driving the Growth of the Wind Turbine Gearbox Market?

The growth in the wind turbine gearbox market is driven by several factors, including the global expansion of wind energy as a key component of the transition to renewable energy sources. As countries commit to reducing carbon emissions, there is an increasing demand for wind turbines, particularly larger and more powerful models that require advanced gearbox technologies to handle higher loads and variable wind conditions. The rising investment in offshore wind farms, which necessitate more robust and durable gearboxes due to the harsh marine environment, is also a significant market driver. Technological advancements in materials and manufacturing processes are enabling the production of more efficient and reliable gearboxes, which in turn is boosting their adoption. Moreover, the growing emphasis on reducing the levelized cost of energy (LCOE) for wind power is pushing manufacturers to develop gearboxes that enhance turbine efficiency and reduce maintenance costs. Additionally, government incentives and policies favoring renewable energy development are encouraging the deployment of wind turbines, further propelling the demand for advanced gearbox solutions.

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TABLE OF CONTENTS

I. METHODOLOGY

II. EXECUTIVE SUMMARY

III. MARKET ANALYSIS

IV. COMPETITION

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