Rüzgar Türbininde İnovasyon |
Dişli Kutusuz Rüzgar Türbini

SIEMENS’in yeni nesil rüzgar türbinleri portföyünde karmaşık yapısıyla bilinen dişli kutulu rüzgar türbinleri olmayacak. SIEMENS, daha az parçası olan, “Tak-Çalıştır” mantığıyla kurulumu daha kolay ve verimli rüzgar türbinleriyle karşımıza çıkacak. Detaylar haberimizde...

A- A+

29.01.2015 tarihli yazı 43475 kez okunmuştur.

Gizemli Kelime; Enerji

Enerji yoktan var edilemez, yalnızca bir biçimden diğer bir biçime dönüştürülür. İşte önemli kısım ise buradan sonra başlar. Dönüştürülen enerjiyi ne kadar verimle istenilen enerjiye dönüştürebiliriz. Enerji ihtiyacının 9 milyar insan için gerekli olduğunu düşünürsek “binde birlik” bir artışın bile neleri kazandırabileceğini görebiliriz. Dünya enerjisinin %20’sini sağlayan SIEMENS, rüzgar türbinlerinde yaptığı inovasyon ile tamamen yeni bir konsept ile karşımıza çıkıyor.

Şekil 1: SIEMENS “yenilikçi teknolojiler ile verimliliği ve karlılığı artırmak” ilkesiyle çalışmalarını sürdürüyor.

Geleneksel Rüzgar Türbinleri

Fosil yakıtlarındaki belirsizlik ve doğaya verdiği zararları düşünmeye başlayan insanoğlu, yenilenebilir ve doğa dostu enerjilere doğru kayıyor. Yenilenebilir enerji kaynaklarından biriside “Rüzgar Enerjisi. Geleneksel rüzgar enerjisi jeneratörleri kısa adı olarak Rüzgar Türbinleri genel dış yapı olarak;

► Kule,
► Jeneratör ve frenler,
► Hız dönüştürücüleri ki buna dişli kutuları da denir,
► İçinde bulunan Güç-Elektronik Üniteleri
► Pervanelerden oluşur.

Rüzgar enerjisi, kanatları döndürerek mekanik enerjiye geçiş yapar. Kanatların dönmesiyle jeneratöre aktarılan enerji, elektrik enerjisi olarak bizlere kadar gelir.

Şekil 2: Mersin’in Mut ilçesinin Dağpazarı köyündeki SIEMENS’in Rüzgar Türbinleri

Rüzgar Türbininde İnovasyon

Rüzgar türbinlerinden elde edilen bu enerjiyi daha verimli kılma adına SIEMENS tamamen gelişmiş bir teknoloji ile dişli kutusuz rüzgar türbinleri üretiyor. Ayrıca Tak-Çalıştır mantığı ile kolay parça değişimine imkan tanıması ve rüzgar türbinlerinin ilerleyen zamanlarda çatlamasına neden olan yapışma yerleri yerine tamamen tek bir parça olarak ürettiği kanatlarla, verimi artırma adına rüzgar türbinlerinde bir inovasyon yaptığını görüyoruz.

Şekil 3: Dişli kutusuz, Tak-Çalıştır mantığıyla kolay parça değişimi sağlayan, çatlamayı önleyen IntegralBlade® teknolojisi ile geliştirilen SIEMENS rüzgar türbinleri

SIEMENS 3.2 MW Dişli Kutusuz Rüzgar Türbini

Daha Az Parça ile Maksimum Performans

Rüzgar elektrik santralleri geleneksel elektrik santralleri gibi enerji üretmeye başladıkça dünya çapındaki enerji üretim şirketleri de rüzgar elektrik santralleri için daha fazla verimlilik ve maliyeti azaltmak için çalışmalara başladı.
Siemens’in enerji çözümü olarak benimsediği “yenilikçi teknolojiler ile verimliliği ve karlılığı artırmak” ilkesiyle Siemens’in SWT-3.2-101 rüzgar türbini, tamamen yeni bir jeneratör konseptinin tutarlı uygulaması ile yenilik sunuyor.

SWT-3.2-101 rüzgar türbini, geleneksel dişli kutulu türbin parçalarının ve hareketli parça sayısının yarısından azı ile bakımı kolay ve son derece güvenli bir türbindir. Kompakt tasarım, pazar dahilindeki birçok standart taşıtlarla uygun maliyetli taşıma için olanak sağlıyor.

Şekil 4: Yeni Nesil rüzgar türbinin yanında batan güneşin güzel görüntüsü

En Karmaşık Bileşenin Ortadan Kalkması ve Artan Verim

Siemens rüzgar türbinlerinin dişli kutuları geçmişte ne kadar güvenli olursa olsun, bir rüzgar türbininin en karmaşık bileşeni her zaman dişli kutusu olmuştur. Dişli kutusunu ortadan kaldırmak karmaşıklığı azaltır ve güvenilirliği arttırır. Siemens, arttırılmış verimlilik için daimi mıknatıslı jeneratör tercih etmiştir. Elektrikle tepkimeli ve dişli kutulu bir makinenin aksine, daimi mıknatısla tepkimeli bir makine tepkime için enerji harcamaz. Ayrıca, SWT-3.2-101 türbini stator dışında dönen bir dış rotora da sahiptir. Böylelikle rotorun daha dar tolerans aralıklarında çalışmasına izin verir, bu da makine dairesinin kompakt boyutlarda tutulmasını sağlar.

Şekil 5: Dişli kutusunun ortadan kaldırıldığı onun yerine enerji kaybı yapmayan daimi mıknatıslı jeneratör

Basitleştirilmiş Tasarım ile Tak ve Çalıştır

Kompakt tasarıma rağmen, Siemens aslında servis teknisyenlerine işletim için daha fazla alan vermiştir. Parça sayısının önemli ölçüde azaltılması, ana bileşenlerin kolayca erişilebildiği makine dairesi içinde nispeten geniş bir alan yaratmıştır. Bileşenlerin “tak ve çalıştır” özelliği, diğer bileşenleri etkilemeden çoğu bileşenin değiştirilmesini sağlar. Üste monteli pasif soğutma sistemi, enerji verimliliğini artırır. Siemens SWT-3.2-101, jeneratörü dengeli olarak soğutan çift soğutma sistemine sahiptir.

Tahmini soğutma ömrü arttırılarak güvenilirlik ve performans artışı sağlanmıştır. Rüzgar türbinindeki 5 ana parçadan (kanat, rotor göbeği, makine dairesi, kule ve kontrolörden) makine dairesi hariç hepsi Siemens’in mevcut portföyünden alınmıştır. Denenmiş parçaları kullanarak Siemens, yenilikçi bir ürünün tanıtımıyla ilişkili geleneksel değişkenlerin çoğunu ortadan kaldırmaya çalışmıştır.

Şekil 6: Tak-Çalıştır mantığıyla kolayca parça değişiminin sağlandığı ve o an monte edilmeye hazırlanan bir rüzgar türbini

Kolay Montaj, Kolay Ulaşım

Makine dairesi 6,8 metre uzunluğunda ve 4,2 metre çapındadır. 73 ton ağırlığındaki SWT-3.2-101 türbini, hemen her bölgede bulunan kamyonlar ile taşınabilecek kadar hafiftir. Yeni rüzgar türbininin boyutları, karayoluyla taşıma için daha fazla esneklik sağlar. Makine tasarlanırken ana köprüler ile tünellerin açıklık özellikleri dikkatlice gözden geçirilmiştir. Sonuç olarak 3.2 MW rüzgar türbini, en zahmetli ulaşım yollarında bile seyahat edebilmektedir. Yeni makine dairesi boyutunun bir belirgin avantajı da, kritik parçaların masraflı ve riskli bir şekilde yerinde monte edilmesini en aza indirmek için makine dairesi tek parça olarak taşınmasıdır.

Şekil 7: Geleceğimiz için yenilenebilir enerji santralleri gerekiyor. Verimi artırılmış, kusursuz performansıyla SIEMENS rüzgar türbinleri

SIEMENS D3 Platformu | Kusursuz Performans

NetConverter® ile Yüksek Şebeke Performansı

Şebekeye daha fazla rüzgar enerjisi beslendikçe şebeke stabilitesi gereksinimleri artmaktadır. Siemens, şebeke uyumluluğu alanında standartları belirlemektedir. Güç dönüştürme işlemi, Siemens tarafından geliştirilen NetConverter® sistemi tarafından gerçekleştirilmektedir. Üretilen enerjinin tam dönüşümünü sağlayan sistem, jeneratör ve türbin dinamiklerini şebekeden verimli bir şekilde ayırmaktadır.

NetConverter® sistemi, türbinin gerilim ve frekans kontrolüne, arıza halinde sistemin şebekede kalması ve desteklenmesine ve çıkış değerinin ayarlanmasına verdiği tepkide maksimum esneklik sunmaktadır. Bunun bir sonucu olarak Siemens rüzgar türbinleri, büyük piyasalarda mevcut olan çok çeşitli şebeke kodları ile uyumlu hale getirilebilir ve derhal şebekeye bağlanabilir.

Şekil 8: NetConverter® sistemi ile SIEMENS rüzgar türbinleri güç dönüştürme işlemini jeneratör ve türbin dinamiklerini şebekeden verimli bir şekilde ayırarak yapmaktadır

Siemens IntegralBlade®

3,2 MW türbin rotorları, patentli IntegralBlade® teknolojisi kullanılarak üretilmektedir. Rotor kanatları, tek bir üretim adımında fiberglas destekli epoksi reçineden yekpare olarak üretilmiştir. Bunun sonucu olarak kanatlarda, herhangi bir yapışma ek yeri bulunmamaktadır. Aksi takdirde, söz konusu yapışma ek yerleri zaman içinde potansiyel olarak zayıflayarak, rüzgar türbinin çatlamasına veya su girişi veya yıldırım nedeniyle zarar görmesine yol açabilir.

Şekil 9: 3,2 MW türbin rotorları, patentli IntegralBlade® teknolojisi kullanılarak üretilmektedir. Rotor kanatları, tek bir üretim adımında fiberglas destekli epoksi reçineden yekpare olarak üretilmiştir. Bunun sonucu olarak kanatlarda, herhangi bir yapışma ek yeri bulunmamaktadır.

Yıldırımlara Karşı Verimli Koruma

3,2 MW rüzgar türbini, etkili yıldırım korumaya sahiptir. Türbinin genel yapısı, IEC 61400-24 Yıldırım Koruma Düzey 1 uluslararası standardına dayalıdır.

Şekil 10: 3,2 MW rüzgar türbini, etkili bir yıldırım koruma sistemine sahiptir. Resim de görüldüğü gibi olumsuz koşullarda dahi etkili bir şekilde çalışabilmektedir

Kuleler

Siemens, tüm sahalar için ideal kule tipini sunmaktadır. Çok iyi bilinen ve kalitesi kanıtlanmış, boru şeklindeki çelik kule, hızlı kuruluma imkan veren bir standart haline dönüşmüştür. 115 metreden uzun kule yükseklikleri için tasarlanan çelik kaplamalı yeni kule, 142,5 metreye varan hub yüksekliklerini desteklemektedir. Ayrıca kule komponentleri, standart taşımacılık gereksinimlerini karşılamaktadır; bu sayede kule, dağ ve ağaçlık alan gibi erişimi zor yerlere dahi kurulabilir.

Şekil 11: Siemens, tüm sahalar için ideal kule tipini sunmaktadır. Çok iyi bilinen ve kalitesi kanıtlanmış, boru şeklindeki çelik kule, hızlı kuruluma imkan veren bir standart haline dönüşmüştür