turkiye ruzgar enerjisi

8/8/2019 turkiye ruzgar enerjisi

1/31

Rzgar Trbinleri in Kanat

Tasarm (ve retimi)

Enerji Verimlilii Uygulamalar ve Yeni FrsatlarProje Pazar Sunumlar

17 Haziran 2009, OSTM 1/31

Can Serkan brahimoluYavuz Gle


2/31

Rzgar Enerjisinin nemi

YenilenebilirTemiz



Yaygn ve Bol


3/31

Trkiyede Rzgar Enerjisi

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

2004 2005 2006 2007 2008 2010

Year

InstalledC

apacity(MW)



18 trbin, 14.9 MW toplam kapasite

2007 ylnda kuruldu

lk almalar 80li yllarn balarnda balad.lk rzgar iftlii 1998 ylnda emede kuruldu (0.6 MW).

2010 ylna kadar 1070 MWlk kapasitenin tamamlanarak toplam 1546MWa ulalmas hedefleniyor.

Trkiyenin mevcut ve planlanm rzgar enerjisikapasitesi


4/31

Trkiyede rzgarhzlar dk (4-6 m/s);

Uzun kanat boyu Yksek kule:Ykseldike ortalamarzgar hz artar

Bkml kanat:

Trkiyede Rzgar Enerjisi



Hzl rzgarlarda yorulmayazaltarak daha uzun kanattasarmlarna izin verir


5/31

Kanat ve Kule Boyu

retim metodlar ve tasarmlardakigelimelerle kanat ve kule boyudolaysyla enerji retimi- zamanla

artmtr.



Arazi artlarna da bal olarak, toplamkapasite artrotor ve kule boyu iledoru orantldan daha iyidir.

3

2

1VAP =


6/31

Kanat Hakknda

Yaps

Tasarm retimi



Olas yiletirmeler

Yeni Fikirler


7/31

Kanat Yaps D paneller-aerodinamik ekli oluturur ve

bkme yknn bir ksmn tar

Boylamasna kiri ve plakalardan oluani yap-kesme ykn ve bkme yknn

bir ksmn tar, panellerin burkulmasnengellerTipik bir kanat kesiti



Ara elemanlar, bur gibi-ykleri panel vekirilerden elik gvdeye aktarr

Yldrm korumas-kanada den yldrmutan kke tar

Aerodinamik fren-sabit yunuslamaltrbinlerin baz tiplerinde koruma sistemininbir parasdr


8/31

Fiberle glendirilmi plastikler(FGP)dpaneller, i kiriler ve aerodinamik fren aftiin en ok tercih edilen malzeme grubudur

FGPyi d etkilere (anma, UV nlar venem) kar korumak iin jelkot kullanlr

Kanat Yaps



Soyutwind tarafndan retilen ahapomurga

AhapFGP ile benzer yapsal zellikler gsteren birmalzemedir ve panel/kiri retiminde kullanlabilir

Paneller ve kiriler iin cam veya karbon fibertercihedilebilir, aerodinamik fren aft iin karbonkullanlr

Glendirme iin karbon fiberkullanlan blmlerin

temas ettii elik ksmlarda korozyonayol aacadikkate alnmal bu ksmlarda paslanmaz elikkullanlmaldr.


9/31

Kanat retiminde en sk kullanlan reine polyesterdir. Tasarmgerekliliklerine gre polyester yerine epoksi veya vinilester de kullanlabilir

Dolgu malzeme olarak genellikle termoplastik kpk veya ahapmalzemeler kullanr

Kanat Yaps




10/31

Kanat Tasarm

Tipik bir kanat kesiti

Rzgar trbininin kanat yzeyi aerodinamikzellikler deerlendirilerek tasarlanr

Daha sonra bu aerodinamik yapy salamve direngenbir ekilde oluturmak gerekir



bo bir yapdr, bu yapy direngen halegetirmek iin bu kabuklara plakalaryaptrlr

Yapsal olarak bu plakalar kiri gibi

davranacaktr, dolaysyla kanadnmukavemet analizitemel kiri teorisikullanlarak yaplabilir


11/31

Kanat Tasarm



Rzgar endstrisinin ilk yllarndatrbin kanatlarn tasarlamak iin zerinde bilgi sahibiolunan havaclk kesitlerikullanld.

Ancak ksa zamanda rzgar kanatlarnn daha deiken ve trblansl koullardaaltve yorulma yklerinedaha ok maruz kald anlald.

Yapsal gereklilikleri yerine getirirken kkten uca kadar deiik performanszelliklerigsteren, rzgar trbinleri iin yaplmmodern kanat tasarmlarortaya kt. Trbinlerdenelde edilen enerji %10-%35 kadar artt.


12/31

Kanadn gbee yakn ksmlarkanadnkalan ksmlarndan kaynaklanan kuvvet vestreslere dayanl olarak tasarlanmal

Kanat Tasarm



O halde gbee yakn ksmlarda kanat profilikaln ve geni olmal

ngilterede, kanatlarndan biri gbek balantlarndankurtularak frlam, hasarl bir trbin


13/31

Kanat Tasarm Rzgar trbinlerinin en byk dman yldrm

arpmalardr

Korunmasz bir kanatta scaklk 30,000o Cyekadar kabilir, sonucunda ierdeki hava iddetlegenleerek kanatta hasara yol aar



Kanadn yldrmdan korunmas arpmasnengelleyerek deil, yldrm ekerek veistenilen dorultuda ynlendirereksalanr

Yldrm iletecek reseptrler iyi iletken,

sya dayanklve gerektiinde kolaycadeitirilebilecekekilde tasarlanmaldr


14/31

El yatrmas- Vakum torbalama Epoksi reine kullanm iin uygundur

Polyester ve vinilester uygulamalarnda, vakumfazla miktarda stirenin reineden kmasnasebep olarak polimerlemeyi engelleyebilir

Pre-preg

Reine ile slatlm hazr kumalar yine vakumyaplarak kr edilebilir

Kanat retimi



Vakum destekli reine infzyon metodu

Byk kompozit paralarn retiminde yksekkaliteli bir zmdr

Filaman sargs (aerodinamik fren ve kiriler)


15/31

En yaygn uygulama vakum destekli reineinfzyon metodudur.

Preprege gre avantaj istenilen malzemekombinasyonunseilebilmesidir. Ayrca elyafndepolanmasprepreginkinden daha kolay veucuzdur.

Rzgar kanadnn retimi srasnda kalba cam elyaf serimi.

Kanat retimi



Bu metod reine miktar ve sertleme hzkonusunda da reticiye daha ok kontrol verir.

Reine olarak polyesterkullanlarak pahal stmagerelerinden kurtulunabilir.


16/31

Kalp yzeyi bir ayrcile kaplanr.

Kanat retimi



Belli bir dizilite kuru kumalarkalba yatrlr.

Kuman zerine soyma kuma, ayrcfilm, reine datc filmlerkonur.

Plastik bir vakum naylonu (filmi) ve ift tarafl yapkan bantlar kullanlarak, istiflenmi kumalarepeevre d ortamdan izole edilir.

Vakum yardmile reinenin istiflenmi kuru kumalara tamamen nfuz etmesi salanrvemalzeme pimeye braklr.


17/31

Kanat retimi kalpla balar. Kanat kalitesi iin kalbntasarm zelliklerine uygunluuok nemlidir.

Kanatta ve kalbnkabuunda ayn malzemeyikullanmak , genleme katsaylar e olaca iin,reticiye daha iyi bir kontrol verir.

Kalbn kompozitten retilmesi kalbn hafif vetanabilirolmasn da salayacaktr. Kompozitmalzeme elik iskeletyapyla desteklenebilir.

Kanat retimi

ALKEG Enerji (zmir, Trkiye)



Kalp yzeyinin kalitesi lazer kullanlarak kontrol ediliyor

Kalp retiminde reine olarak polyesterkullanlmas pahal ve kark stma odassistemleri ve donanmlar kurulmasmasrafndan kurtaracaktr.

Kalbn hassasiyeti ncelikli olarak mastarn

kalitesinebal olduu iin CNCkullanmakhzl ve kesin olacaktr.


18/31

Rzgar enerjisi endstrisi dnyann en hzl gelien

pazarlarndanbiri. 2007 ylnda 43,000 kanat retildive 2015ylnakadar bunun katnakaca ngrlyor.

Mevcut tesislerde bu retim miktarna ulamak mmkndeil, yeni fabrikalar kurmak da ok verimli bir zm olarak

gzkmyor.

retimi otomatikhale getirmek kaliteyi arttrmak, retimsresini ksaltmak ve finansal verimlilik asndan nemligzkyor.

Kanat retimi

LM Glasfibern birinci nesil laser gdml, otomatik camyatrma cihaz, kanat kalitesini arttrd


17 Haziran 2009, OSTM18/31

Rzgar trbini reticisi Gamesa Corp. (Madrid, spanya)tarafndan tantlan tam otomatik kanat retim makinas

st ve alt kabuu birbirine yaptrmak iin kullanlan otomatikdonanm, insan hatasnn nne geip balant kalitesini arttryor


19/31

retilen Kanadn Testi

Tasarmlanan kanadn kk lekli birmodelidinamik alma artlar taklitedilerek rzgar tnelinde test edilir.



Kanat tasarmlarnn aerodinamik zellikleri veperformanslar saha testiile dorulanr.


20/31


Tasarmlanan her kanadn mukavemetinin dorulanabilmesiiin statik ve dinamik testininyaplmas gerekir. Bu testlerdegerek llerinde kanat kullanlr.

Test kanad gerilme gstergeleriile donatlr ve verilerbilgisayara kaydedilir.



1.5MWlk trbinin yerindestatik kanat testi

26 mlik kanadn statik testi

Bklme paternindeki dorusal olmayandeiimlerkanat yapsnda bir hasarolduu anlamna gelebilir.


21/31


Dinamik testhem yanlamasna hem dekelebekleme ynnde (flapwise) uygulanr. Normalolarak, ykler bir defada sadece tek eksendeuygulanr.

Dinamik test hzlandrlm bir testtir. Kanada,gerek ykle ayn hasar taklit edecek daha bykbir yk, ortalama 2.106 ile 5. 106evrim uygulanrve kzltesi kameralarla a da snan bl eler



takip edilir.

Ayrca kanadn doal frekansnn trbininfrekansndan farkl olmasgerektii iin kanadnen kk doal frekanslar da llr, bylecefrekanlsarn farkl olduundan emin olunur.


22/31


Kanatlara ar yklere(en az maksimumtasarm yk kadar) dayanlarntestetmek iin statik test uygulanr.

Uzun zamandr hizmet veren bir kanadnmukavemetini gstermesi asndan bu testdinamik testten sonrayaplr.

Statik test ine her iki eksende a lr ve



kanat simetrik olmad iin her 2 yndeuygulanmas nerilir.

Kanattan gerilme bilgilerialnr ve tasarmlimitleri ile karlatrlr. Gerilmelerdekidorusalln bozulmashasar belirtisi

olabilir.


23/31

Kanat Tasarmndaki yiletirmeler

Gbee doru kanadn kendi arlntayabilmesi iin kanat profili kalnlarvegbekte balant yaplabilmesi iin dairesel birekil alr. Bu faktrler kanadn performansnazaltr.



Vorteks oluturucularyzeyden uzayan,karlkl belli alarda yerletirilmi kkkanatklardan oluur.

Bu kanatklar yksek rzgar hzlarnda hava

akmnn yzeyden daha ge ayrlmasnsalayarak kopmay (stall) geciktirir.


24/31

Kanat ucu tasarm kanadn performansn vegrltsnok etkiler

Aerodinamik adan bakldnda geni kanatucuen iyi olaslk olarak karmza kar. Ancakbu tasarm grltldr ve ykleri arttrr,sonucunda kanad glendirmek iin daha okmalzemekullanmak gerekir




Grlty azaltmann bir yolu dn hznazaltmaktr, ancak bu ekilde enerji retimidecektir

O halde kanat ucunun grlt ve performans

olarak eniyiletirilmesi gerekir.


25/31

n-bkmlkanatlar, LM irketinin patentiniald bir tasarm

Kanatlar bkml retilerek, takldktan sonrarzgar ynnde hareket etmeleri ve ar ykemaruz kalmamassalanyor




-

rzgar kaynakl bklmeye izin verilen mesafeartyor bylece yapy direngen hale getirmekiin malzeme harcanmyor

Daha hafif kanatlar, daha uzun kanatretiminiolas hale getiriyor, bu da daha ok elektrik retimianlamna geliyor


26/31

Geri-bkml kanatlar AmerikanSandia National Labratories ile Knight&Carver irketinin ortak bir almas.

Kanatlar geriye bkml retilerektrblansl, hzl rzgarlarda




eletirilerek yorulma azaltlyor

Bu sayede dk rzgarlblgelerdedaha byk aptatrbinler retilebilir.


27/31

Trbin kanatlarnn firar kenarlarelastikbir malzemeden retilerek firarkenarnn ekli kontrol edilebilir.

Bylece kanatlarn zerindeki dinamik

Rzgar Trbini zerine Yeni Fikirler



mr arttrlabilir.

Esnek firar kenarl kanat profili- Utaki pitot borusundan ald

lmlerle kontrol edilen bir prototip


28/31


29/31


Rzgar iftliklerinin etrafna pasif objeleryerletirilerek trbinlerin etrafndaki hava akmdeitirilebilir.



Yaplan testler sonucu bu uygulamaylagenel kazancn %30, dk hzlardakikazancn ise %150olduu iddia ediliyor.

Leviathan Energy-Wind Energizer


30/31

in ve Danimarka 1MWa kadar kk-ortarzgar trbinleri iin bambu bitkisindenkanatretim almalarna balad.

Bambu ucuz, hafif ve dayanlbirmalzeme. in ve Hindistanda yaygn birbitki ve hzl byyor.




Hesaplamalara gre kompozit kanatlarnaksine bambu kanatlar retimi iin harcananenerjiyi 2 gn iinde karlayabiliyor.

Bambu orman

R E ji i i G l i


31/31

Rzgar Enerjisinin Gelecei

2020 ylitibariyle retilen enerjinin%20si yenilenebilir enerjikaynaklarndan salanacak.

Gnmzde rzgar enerjisininretimde pay %3.7.

2020itibariyle bu orann %12-14,2030itibariyle %25olmashedefleniyor.



80lerde 40 cent olan kWhmaliyeti, bugnlerde verimlisahalarda 4-5 centekadar dt.10 sene iindebunun 2 centseviyesine dmesi bekleniyor.

2008 yl Avrupada rzgar enerjisi retim haritas

Documents

turkiye ruzgar enerjisi