Rüzgâr türbinlerinde yapısal problemler ve çözümleri hakkında genel bir değerlendirme

Prof. Dr. İhsan Engin-, Bal, Hanze Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Hollanda, Senso Mühendislik (Türkiye, Yunanistan, Hollanda) Kurucu Ortağı

İnş. Yük. Müh. Sukan Külekçi, İntaç İnşaat Mühendislik

Giriş

Geçtiğimiz yıllarda önemli ve hızlı yatırımların yapıldığı rüzgâr enerjisi sektöründe halen devam eden yatırımlarla birlikte mevcut kapasitenin etkin kullanımı daha da önem kazanmaya başlamıştır. Ülkemizde gittikçe yaşlanan türbin yapı envanterinde yılların getirdiği yorulma, inşaat kaynaklı hataların kendini daha da belli etmesi gibi sebeplerle kimi türbin yapılarında zamanla yapısal problemler ortaya çıkmakta, işletmeyi engellemekte ve hatta bazen iş güvenliği problemleri doğurmaktadır. Çalıştıkça gelir getiren sistemler olan türbinlerde ciddi yapısal problemler büyük gelir kayıplarına ve işletme planlarının aksamasına sebep olabilmektedir.

Bu makalede, sürekli olarak dinamik yükler altındaki bir türbin yapısının yapısal sistemi hakkında genel bilgiler verilmekte, hem ülkemiz hem de yurtdışında sıkça rastlanan temel problemleri ile kule-temel birleşim problemleri için de teşhis ve çözüm önerileri genel hatları ile verilmektedir. Makalede ayrıca Türkiye’de başarı ile uygulanan bir temel-kule birleşim güçlendirmesi projesine de değinilmiştir.

1. Türbin yapılarında yapısal taşıyıcı sistem

Rüzgâr türbinleri esasen basit taşıyıcı sistemlere sahip yapılardır. Bu yapılarda taşıyıcı sistemi ve bunun dinamik özelliklerini belirleyen birkaç önemli bileşen vardır:

• Temel
• Kule yapısı
• Nasel seviyesinde toplanmış kütle

Yapısal problemler içermeyen ideal bir türbinde, dönme rijitliği üst yapıya nazaran oldukça yüksek (neredeyse mertebe farkı yaratacak kadar yüksek) olan betonarme bir temel inşa edilir (bkz. Şekil 1). Bu temelin içerisine, üzerinde türbin gövdesinin yükseleceği bir başlangıç yapısı (insert) yerleştirilir. Bu aşama, tüm inşaatın en önemli aşamalarından biridir çünkü temel ve kuledeki iki farklı malzeme, iki farklı rijitlik ve en nihayetinde iki farklı dinamik davranışı birbirine bağlayacak olan yapısal eleman bu kısımdadır. Buna karşın kule yapısı ise nispeten basit, narin ve inşaatı da oldukça kontrollü olan bir yapıdır. Yapısal problem anlamında kulenin kendisi, tüm sistem içerisinde en az yapısal problem çıkartan bileşen olarak bilinmektedir.

Rüzgâr türbinleri taşıyıcı sistemi boyunca kütle ve rijitliğin dağılımı değişkendir.

Makaleyi okumaya devam etmek için lütfen tıklayın: https://view.publitas.com/p222-1755/red-dergisi-sayi-6-mart-nisan/page/28-29