Connect with us

Türbin Komponantleri

Rüzgâr türbinleri rulman hasarlarında temel neden analizi

Yayın tarihi:

-

Rüzgâr türbinlerinde ve diğer tahrik sistemlerinde meydana gelen Beyaz Yapısal Pullanma olarak bilinen rulman hasarı belirtileri genellikle, rulman beklenen hizmet ömrünün bitmesinden oldukça önce çok erken fark edilir hale gelir. Bunun nedenleri uzun süredir bilinmiyordu; ancak şimdi, rulman uzmanı NSK tarafından yeni bulgular elde edilmiş ve bu sonuçlar, rüzgâr türbini uzun ömürlülüğü için önemli faydalar sağlayan yeni bir rulman malzemesinin geliştirilmesini sağlamıştır.

Rüzgâr türbinleri için tahrik bileşenleri, dayanıklılık ve direnç açısından zorlu gereksinimleri karşılamak zorundadır ve bu gereksinimler giderek daha zorlayıcı hale gelmektedir. Kara türbinleri geleneksel olarak, 20 yıla tekabül eden 175.000 saatlik bir servis ömrüne dayanacak şekilde tasarlanmış rulmanlar gerektirir. Bununla birlikte, yüksek yatırım seviyeleri ve zor konum erişiminin yaygın olduğu açık deniz rüzgâr çiftlikleri için hızla genişleyen pazarda, 25 yıllık bir ömür gereklidir.

Daha uzun kullanım ömrü, daha yüksek dinamik yükler

Bir rüzgâr türbininin aktarma organlarına etki eden aşırı dinamik yükler ile bu gereksinim gerçek bir meydan okuma sunar. Kara rüzgâr türbinlerinde, ana rulmanlar yaklaşık 1 MN’lik bir yüke maruz kalır. Ancak, denizdeki çok yüksek rüzgâr hızları nedeniyle, daha güçlü statik ve dinamik yükler rotor üzerine ve sonuç olarak tüm aktarma organlarına etki eder.

Aynı zamanda hem kara hem de açık deniz uygulamalarda sistemlerin büyüklüğü ve performansı sürekli artmaktadır. NSK şu anda 9,5 MW türbinler için rulmanlar üretmekte olup, yakında tam ölçekli üretime geçecek. Üstelik, şirket şimdi daha yüksek nominal güç çıkışlı açık deniz rüzgâr türbinleri için rulmanlar geliştirmektedir.

Durum izleme

Daha yüksek performans ve açık deniz türbinlerinin artan pazar payı, uzun rulman ömrü için artan taleplerin arkasındaki temel faktörlerdir. Sonuç olarak, rüzgâr enerjisi teknolojisi, tahrik sistemindeki titreşimleri sürekli olarak ölçen ve analiz eden çevrimiçi durum izleme sistemleri için ideal bir uygulama alanıdır.

Rulman hasarı oluşursa, hatalı bileşenler (iç veya dış bilezik, makaralar veya kafes) ölçüm profili analiz edilerek erken tespit edilebilir.

NSK tarafından geliştirilen bir durum izleme sistemi (CMS) yakın zamanda Japonya’daki bir açık deniz rüzgâr çiftliğinde kurulmuştur. CMS’nin rolü, kestirimci bakım stratejilerini kolaylaştırmak için anomalileri yeterince erken tespit etmektir. NSK bu tip çözümler için büyük bir pazar potansiyeli görmektedir.

Yoğun malzeme geliştirme

Durum izleme, kritik uygulama alanlarında her ne kadar ikincil bir önlem olarak kullanışlı olsa da, rüzgâr türbinleri için rulman geliştirirken birincil mühendislik hedefi her zaman yüksek seviyeli güvenilirlik sağlamak olacaktır. Bu açıdan, üreticiler şimdiden ciddi ilerleme sağlamıştır. Örneğin, ilerlemenin önemli bir katkısı, NSK´nın tescilli Super Tough (STF) özel çeliği gibi yeni malzeme ve ısıl işlem süreçlerinin geliştirilmesi olmuştur. Bu malzemeden yapılan rulmanlar, geleneksel çelik kullanılarak üretilenlerin iki katı kadar dayanmaktadır. İlgili yük oranı artışı DNV GL tarafından Aralık 2017’de teyit edilmiş ve onaylanmıştır.

STF’nin uzun dayanım özellikleri, belirli bir kimyasal bileşim ve özel bir ısıl işlem prosesi kullanılarak sağlanmıştır. Rulman çeliklerindeki metalik olmayan içeriklerin neden olduğu rulman yuvarlanma yollarındaki yorulmadan kaynaklanan çatlaklar gibi tipik hasar belirtileri, STF kullanılarak üretilen rulmanlarda neredeyse tamamen ortadan kaldırılır.

Beyaz yapısal pullanma nedenlerinin araştırılması

Endüstriyi hâlâ etkileyen hasar tiplerinden biri de, Beyaz Yapısal Pullanma (WSF) veya Beyaz Dağlama Çatlakları (WEC) olarak bilinen sorundur.

Her iki arıza modu durumunda, rulmanın yuvarlanma yolunun altındaki belirli alanlar yerel kırılganlaşmayı gösterir. Kırılgan yapı, yüke dayanamaz ve böylece çatlak çekirdeği olur. Sonunda, bu çatlaklar yuvarlanma yoluna kadar büyür ve sonunda rulman hata verir. Bu tür hasarların nispeten erken, sistem hizmete girdikten kısa bir süre sonra görünmesi tipiktir.

Pikral dağlama yapıldıktan sonra, bu yapılar beyaz bir görünüm sergiler ve beyaz yapılar olarak adlandırılırlar.

NSK’nın araştırma ve geliştirme departmanındaki yoğun testler hasarı tekrarlamayı ve kökeniyle ilgili bir hipotez vermeyi başarmıştır. Çeşitli yuvarlanma teması yorulma testleri, beyaz yapıların hidrojen penetrasyonundan kaynaklandığını göstermiştir. Bu hidrojen penetrasyonu büyük olasılıkla yuvarlanma elemanları ve yuvarlanma yolları arasındaki eksenel veya çevresel kayma, elektrik ve belirli yağlama türleri de dahil olmak üzere çeşitli faktörler ve bunların kombinasyonlarından etkilenir.

Hidrojen daha sonra kanal yoluna nüfuz eder ve çatlak oluşumlarına yol açan tipik olarak beyaz dağlama yapılarını oluşturur ve bu da pullanma ile sonuçlanır. Bu çatlaklar birkaç milimetre uzunluğunda olabilir ve iç kısımdan yüzeye yayılabilir. Görünür yüzey hasarına işaret etmeyen kullanılmış rulmanların tahribatlı muayeneleri, beyaz dağlama alanlarının burada bile mevcut olabileceğini göstermiştir.

Hasar daha ayrıntılı olarak incelendiğinde, hidrojen etkisi altında, orijinal olarak martensitik mikroyapının çok ince taneli, kırılgan bir ferrite dönüştüğü gözlemlenebilir. Bu mekanizma, Hidrojenle Geliştirilmiş Lokalize Plastiklik (HELP) teorisi ile açıklanabilir. Karakteristik özelliklerinden biri, plastikliğin sadece lokal olarak ortaya çıkması ve rulmanın küresel yorulmasının hafif olmasıdır, bundan dolayı hasar, yuvarlanma yolunun altında (metalik olmayan partikül kalıntılarından dolayı) ya da yuvarlanma yolunda (aşırı kirlenme nedeniyle) oluşan klasik yorulma hasarlarından biri değildir.

Yeni ve kullanılmış rulmanların karşılaştırılması

Peki, hidrojen nereden geliyor? Yeni ve kullanılmış rulmanları karşılaştırarak NSK´nın merkezi araştırma ekibi, hidrojenin sadece rulmanlar çalışırken oluştuğunu belirledi.

Hidrojenin, yağlayıcıların hidrokarbon zincirlerinden ve bunların katkı maddelerinden gelmesi olasıdır (en azından bu ilk varsayımdır). Bu teori, beyaz yapıların tipik hasar semptomları laboratuvarda belirli tipte yağ ve gres ile yeniden meydana geldikten sonra doğrulanmıştır. 1990’lı yıllarda otomotiv endüstrisi tarafından benzer hasarların bildirilmiş olması da bu teoriyi destekledi. Burada, kayış gergilerin ve alternatörlerin rulmanları erken arızalanmış ama gresin ve kayış malzemesinin değiştirilmesi problemi çözmüştür. Ancak, bu hata modunda elektriğin (akım akışı) etkisi henüz belirlenmemiştir.

Yeni alaşımlar, özel ısıl işlem

NSK, yuvarlanma teması yorulma testleri sırasında daha iyi sonuçlar veren yeni alaşımlar geliştirdi. Hidrojen şarjı ile yapılan testlerde, optimize edilmiş kimyasal kompozisyon, geleneksel rulman çeliklerine kıyasla beyaz yapısal pullanma (WSF) direncinde beş kat artışa yol açtı.

Optimize edilmiş ısıl işlemle de önemli bir gelişme sağlanmıştır. Burada, yuvarlanma yollarının altındaki artık gerilim, kesiti sertleştirme yerine karbonitridizasyon ile artırılabilir. Bu önlem beyaz yapıların oluşumunu engellemese de, bu yapılardan çok daha az çatlak gelişir ve yüzeye daha yavaş yayılırlar.

AWS-TF, yeni bir rulman malzemesi

Bu bulgulara dayanarak NSK, optimize edilmiş ısıl işlem ile optimize edilmiş kimyasal bileşimi birleştiren ve rulmanlar için yeni bir malzeme olan AWS-TF (AWS – Beyaz Karşıtı Yapı) geliştirdi.

Testler, AWS-TF’den yapılan rulmanların Beyaz Dağlama Çatlağı (WEC) riskini tamamen ortadan kaldırmadığını, hasarın ortaya çıkmasındaki gecikmenin ise geleneksel rulman çeliklerine göre yedi kat daha uzun olduğunu göstermiştir. Kritik kurulum alanlarındaki ilk saha testleri şu anda devam etmektedir ve bu test sonuçlarını doğrulamaktadır.

Elektronik Ekipman

Rüzgar kaynağı değerlendirmesi için uzaktan algı cihazlarının kullanımı

Yayın tarihi:

-

Teknolojiye giriş

Günümüzün enerji eldesi değerlendirmeleri, çoğunlukla ölçüm kulelerinden gelen verilere dayanmaktadır.

Bunula birlikte, ölçüm kulesi kurulumunda bazı dezavantajlar vardır: inşaat gereksinimi, projenin geliştirilmesinde gecikmelere yol açabilmektedir. İlave olarak, kulelere genellikle, uzaktan algılama cihazlarının (RSD) kurulumuna göre daha çok efor gerektirmektedir. Endüstrideki son iyileştirmelerle birlikte, RSD’lerin rüzgar kaynağı değerlendirmesi bakımından kullanımı, makul bir seçenek haline gelmiştir.

Endüstrideki değişimlere ilave olarak, daha çok enerji üretimini garantilemek için daha büyük ve uzun rotorlara duyulan iştah, rüzgarın çeşitli yüksekliklerdeki yönünü ve hızını karakterize etmek için artan bir ihtiyaç ortaya koymuştur. Kule verilerinden elde edilen dikey dış değerler, kaynak değerlendirme işleminde büyük bir belirsizlik ortaya çıkarmaktayken, RSD’ler bu belirsizliği azaltmada kuvvetli araçlardır. Rüzgar kaynağı

Rüzgar enerjisinde en popüler iki teknoloji, sodar; ses radarıyla tespit ve uzaklık tayini, ve lidar; ışık radarıyla tespit ve uzaklık tayinidir. Ses ve ışık radarlarının her ikisi de  Doppler efekti kullanırlar: Sistem lazeri havaya iletir, aerosoller tarafından parçalara ayrılan ışığı alır ve aldığı sinyalleri kullanarak atmosferik özellikleri analiz eder. Hareket halindeki nesnelerden gelen sinyallerde hızlarına göre Doppler değişimi vardır, bu da hareket eden aerosollerin hızlarının hesaplanmasına olanak tanır. Sonuç olarak, rüzgarın yönü ve hızı ölçülebilir.

Doppler ses ve ışık radarlarının, ışışk ve ses atımlarını iletirken aerosollerden gelen parçalanmış ışığı taramasıyla parçacıkların mesafesi ve yönü anlık eş zamanlı olarak tayin edilebilir.

UL Hizmetleri

UL, RSD, ağırlıkla ışık radarı teknolojilerini kullanarak ölçüm hizmetleri sağlar. Işık radarıyla yapılan rüzgar ölçümleri, kule kurulumu için normalde gereken uzun onay idari onay süreçlerinin önüne geçebilir ve aktarma merkezi yükseklikleri, birkaç ölçüm konumu gerektiren büyük projeler ya da hiçbir ölçüm kulesinin kurulamadığı konumlar gibi konularda ilave değerli bilgiler sağlamasıyla, toplam proje maliyetlerini azaltabilir.

Rüzgar santralinin geliştirlmesi süresince ışık radarı cihazıyla yürütülen ölçüm stratejisi, UL uzmanları tarafından tanımlanabilir ve gerçekleştirilebilir.

  • Yatay dış değerleme belirsizliğini en aza indirmek için ölçüm konumunun/konumlarının seçimi
  • Kulenin yerinde kurulumu öncesinde ışık radarıyla doğrulama (gerekirse)
  • Ölçüm cihazının yerinde kurulumu ve hizmete alınması
  • Veri ulaşılabilirliğinin ve tutarlılığını en uygun hale getirmek için günlük indirme, haftalık kontrol, aylık raporlama dahil ölçüm kampanyası takibi.

Bu tip ölçüm stratejisi, kule yüksekliğinin ve kesin ölçüm değerlerinin gibi rüzgar değer spektrumlarının her ikisi için de değerlidir.  

Bu hizmetler, UL müşterilerinin ışık radarı sistemleriyle veya UF’nin kiralama için önereceği sistemlerden biriyle verilir.

Ölçüm kampanyası gerçekleştirildiğinde, yenilenebilir enerji ihalelerinde yer almak veya proje finansmanına erişimi garantilemek bakımından rüzgar projesi geliştiricisi için önemli olan enerji eldesinin bağımsız değerlendirilmesi

UL hizmetleri şunları kapsar:

  • Işık/ses radarları işlemleri
  • Işık/ses radar verilerinin rüzgar kaynak değerlendirilmesiyle bütünleştirilmesi; rüzgar aralığı değerlendirilmesi ve/veya kesin ışık/ses radar ölçüm değerlerinin kullanımı
  • Sahada ulaşılabilen veriler için uzun vadede düzeltme
  • Rüzgar akışı modellemesi: kara ve açık deniz projeleri
  • Rüzgar santrali verimlilik hesaplaması
  • Sistematik kayıplar altında (brüt p50), beklenen enerji eldesinin (net p50), belirsizlik ve aşım ihtimallerinin hesaplanması (p75, p90, p99 değerleri)

Son olarak, ışık ışınları yatay gönderilen bir diğer tip ışık radarı da mevcuttur; bu da gövdeye monte edilen ışık radarıdır. Gövdeye montajlı ışık radarlarıyla birlikte, veriler rüzgar türbinlerinin gövdesinin tepesinde toplanır. Böylelikle, serbest rüzgar gücünü rüzgar türbininin güç eğrisi verimliliğinin ana parametresi olarak belirlemek üzere kesin karakterizasyon sağlanır.  UL uzmanları, ayrıca, gövdeye monte edilen güç eğrisi ölçümleriyle rüzgar santralinin çalışma performansını değerlendirebilirler. Rüzgar kaynağı

Continue Reading

İletim ve Enerji Depolama Teçhizatı

Çin 720 MWh Batarya Depolama pilot projesini onayladı

Yayın tarihi:

-

Yazar

ENERJİ DEPOLAMA- BATARYA- ÇİN-GANSU-RÜZGAR-GÜNEŞ

Temiz enerji verimliğini artırma ve şebeke istikrarını iyileştirme yolları arayan Çin, Gansu bölgesinde yer alacak olan ilk büyük batarya depolama pilot projesini onayladı.

Girişimin, Gansu bölgesinin kuzeybatısındaki ilk aşaması 1.2 milyar yuana (174 milyon dolar) mal olacak. Gansu Bölgesi Gelişme ve Reform Komisyonu’nun Aralık sonundaki açıklamasına göre 720 megawatt saat kapasiteyle dört saatte dolum gerçekleşecek. Projenin 2019’da tamamlanması öngörülüyor.

Proje, Çin’de, kullanılabilen güneş ışığı ya da rüzgar miktarına göre dalgalanma gösteren yenilenebilir enerji üretimini dengeleme çabalarını vurguluyor. Ülkenin temiz enerji üretim kapasitesi 706 gigawatt’a yükselirken, rüzgar ve güneşteki kısıntı oranları, Eylül sonu itibariyle sırasıyla % 7.7 ve % 2.9 olarak gerçekleşti. Bölge yetkililerinin ifadesine göre, Gansu projesinin daha sonra genişletilmesi şebekenin ihtiyaçları kadar piyasa koşullarına da bağlı olacak. Proje tamamlandığında Çin’deki en büyük enerji depolama santrali olacak.

Kaynak: Bloomberg News

Continue Reading

Genel

Nordex yerel üretim kapasitesi için Fábrica Argentina de Aviones ile işbirliğine gidiyor

Yayın tarihi:

-

Yazar

Nordex -Rüzgar türbinleri- Fábrica Argentina de Aviones

2019’da Cordoba’da yeni bir dizi rüzgar türbini kurulumu yapılacak

Nordex Grubu, Arjantin’de rekabet gücünü artırmak ve bölgede büyümesini uzun vadede desteklemeyi planlıyor. Firma, şimdi Fábrica Argentina de Aviones “Brig. San Martin” S.A (FAdeA) ile, türbinler için yerel bir kurulum hattı anlaşmasına vardı.

AW3000 türbinlerin motor ve göbeklerinin üretimi için  Córdoba’da üretim tesisi kurulacak ve gelecek yıl üretime başlayacak.

Elektrik tedarikçisi AES Argentina Generación tarafından son olarak  ilan edilen 48 AW132/3300 siparişleri de burada üretilecek.Montaj atölyesi, 3 MW sınıfından yıllık 150 türbin üretme kapasitesine sahip olacak şekilde tasarlandı. Nordex Grubu, aynı zamanda, Arjantin’de beton kuleler için iki yerel üretim merkezi de planlıyor. Nordex tarafından yerelde üretilecek ve kurulacak kuleler, yerel entegrasyon payını % 36’ya çıkaracak. Motor ve gövde fabrikası, iki beton kule santralinden her birinde 100 uzmana ilave olarak 200 kişiyi istihdam edecek.

Nordex SE CEO’su José Luis Blanco; “Şu ana dek Arjantin’de çok başarılı olduk ve son iki yılda da 600 MW üzeri sipariş aldık. Piyasanın muazzam potansiyeline ikna olduk. Yetkililer, büyüyen bu piyasanın ön koşullarını oluşturmak için RenovAR and MATER programlarını başlatmakla çok iyi bir iş yaptılar. Bugün inşa halinde GW kapasiteli birkaç santral mevcut. Buradaki yerel üretim santralimiz ilk adım: gelecek yıllarda, ulusal gereksinimleri karşılamak için tedarik zincirini daha da yerelleştirmeyi planlıyoruz. Bu, Arjantin sanayisinde daha çok iş anlamında da geliyor” dedi.

Arjantin Savunma Bakanı Oscar Aguadı; Stratejik ve sürdürülebilir bir FAdeA geliştirmek istiyoruz. Bunu gerçekleştirmek amacıyla havacılık sanayisinde, rüzgar enerjisi gibi  benzer teknolojik karakterde ve gelişmeye açık sanayilerdeki kadar yeni iş alanları oluşturmamız gerekiyordu. Askeri sanayi ve havacılık sanayisindeki önde gelen firmalarla yeni imzalanan anlaşmalar bizi, FAdeA’nın gelirlerinin % 50’sinin kamudan % 50’sinin de üçüncü şahıslardan olacağı 2023 hedefimize yaklaştırıyor. Sanayi ve metalürji sektörü, büyüyen bu ticari gelişmeye katkı yapabilecekleri değerleri iyi belirlemeliler dedi.

Fábrica Argentina de Aviones “Brig. San Martin” S.A – profili

FAdeA, Arjantin Savunma Bakanlığı tarafından havacılık sanayisinde listelenen 90 yıllık bir firmadır. Şimdi, yeni stratejik vizyonuyla, firma askeri ve ticari sektörlerle bağlantılı yeni uluslararası iş alanları geliştirmiştir. Şimdi, bunlara, rüzgar enerjisini de ekliyoruz.

 

Continue Reading
Reklam
Reklam
Reklam

Trendler

Copyright © 2011-2018 Moneta Tanıtım Organizasyon Reklamcılık Yayıncılık Tic. Ltd. Şti. - Canan Business Küçükbakkalköy Mah. Kocasinan Cad. Selvili Sokak No:4 Kat:12 Daire:78 Ataşehir İstanbul - T:0850 885 05 01 - info@monetatanitim.com