Rüzgar Türbinlerinde Yerli Üretim. TÜREK 6-7 Kasım 2013, İstanbul Zerrin taç ALTUNTAŞOĞLU, TMMOB MMO Enerji Çalışma Grubu Danışmanı

Transkript

1 Rüzgar Türbinlerinde Yerli Üretim TÜREK 6-7 Kasım 2013, İstanbul Zerrin taç ALTUNTAŞOĞLU, TMMOB MMO Enerji Çalışma Grubu Danışmanı

2 tanım Rüzgar türbini rüzgarın kinetik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren döner bir makinedir Mekanik enerji pompa veya değirmen gibi makine tarafından doğrudan kullanılıyorsa bu makine genellikle rüzgar değirmeni olarak isimlendirilir. Mekanik enerji elektrik enerjisine dönüştürülüyorsa bu makine rüzgar jeneratörü,rüzgar türbini, rüzgar güç birimi, rüzgar enerji dönüştürücü veya hava jeneratörü (aerojeneratör) olarak isimlendirilir.

3 Rüzgar türbin bileşenleri 1. Rotor (3 Blades + Hub) Kanat 3. Nasel Hub (Göbek) (Türbinin ana parçalarını içinde bulunduran yapı ) 2. Kule (Türbinin destek elemanı) 4. Diğer Bileşenler (Elektrik Toplama Sis. İletişim Sis.)

4 Rüzgar türbin bileşenleri-kule-rotor Kule: Türbininin destek elemanıdır. Haddelenmiş çelik sac tan tüp şeklinde ve yukarıya doğru daralacak şekilde üretilir. Kule parçaları birbirlerine, nasele ve zemine flanşlar ve cıvatalarla bağlanır. Kule tabanı kuleyi destekler ve yükleri toprak veya kaya olan zemine aktarır. Temel genellikle çelikle güçlendirilmiş beton Erişimin zor olduğu yerlerde beton-çelik direk ve kafes direk çözümleri var Rotor: Dört temel bileşenden oluşur: Kanatlar, Kanat kökü, Göbek (Hub), Kanat Açı Ayarlama Sistemi Kanatlar: Temel malzemesi çelikle güçlendirilmiş epoksi reçine gibi cam takviyeli elyaftır. Kanat Kökü: Kanatları destekleyen ve göbeğe güvenli bir şekilde bağlanmasını sağlayan çelikten yapılan bileşenlerdir. Kanat Açı Sistemi: Rüzgar hızına göre optimum dönme açısının sağlanabilmesi için kanat açılarını ayarlar. Paslanmaz çelik ve alaşımlı çelikten üretilen elektrik veya hidrolik sürücü ile döndürülen yuvarlak dişlidir. Göbek: Rotor Kanatları ve kanat kökleri için dayanak noktası ve kanat açı sisteminin bulunduğu yerdir. Genellikle sfero dökümdür. Mil ve rulman montajı kullanarak nasele bağlanır

5 Rüzgar türbin bileşenleri-nasel Dış kabin: Türbinin mekanik bileşenlerini içinde bulunduran yapıdır. Bileşenlerin dış ortamdan korunmasını sağlar. Genellikle çelik bir çerçeve etrafında cam elyafı ve çelikle güçlendirilmiş plastik gibi hafif malzemelerden yapılır. Şase : Naselin iç kasa çerçevesi. Genellikle dökme demir ve çelikten üretilir. Frenler : Bakım ve olumsuz hava koşullarında makineyi durdurmak için kullanılan yardımcı cihazlar. Sensörler: Rüzgar hız ve yön sensörleri, termokapl, kablo büküm sayıcı..vb Soğutma Sistemi: Büyük fanlar ve havalandırma kanalları ile jeneratör ve dişli kutusunun soğutulması ve eksoz atık ısısının naselden atılmasını sağlar. Yön Bulma Mekanizması (Yaw): Maksimum gücü elde etmek için naseli rüzgar yönüne döndüren mekanizma. Elektronik Kontrol Sistemi: Bileşenlerin çalışması ve türbinin performans verilerinin izlenmesi ve kaydedilmesini sağlar. Ayrıca kulenin tabanında bulunan ana denetleyici ile alt denetleyiciler ve dış taraflar arasındaki iletişimi de sağlar.

6 Rüzgar türbin bileşenleri-güç aktarma sistemi Enerjiyi ileten ve ana milin hızını artıran dönen bileşenlerden oluşur: Miller: İki tür mil var Düşük ve yüksek hız milleri. Rotorun düşük hızlı dönüşünü göbekten dişli kutusuna, oradan jeneratöre aktarılmasını sağlar. Yataklar: Miller, dişli kutusu, yön bulma mekanizması, jeneratör ve diğer dönen parçalari çin gerekli olan elemanlar. Kaplin: Dişli kutusunu jeneratöre bağlar. Dişli kutusu tarafından oluşturulan salınımlı yüklerin azaltılmasını sağlar Dişli Kutusu: Rüzgar türbininin en ağır ve en pahalı parçasıdır. Rotor milinin düşük dönme hızını jeneratörün ihtiyaç duyduğu yüksek hıza dönüştürür. Rüzgâr türbin dişli kutuları genellikle planet dişli sistemi kullanır. Doğrudan sürücülü türbinlerde dişli kutusu yoktur. Jeneratör: Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Asenkron, Senkron, ve Sabit Mıknatıslı (PM) olmak üzere üç farklı tip jeneratör kullanılmaktadır. Konvertör: Jeneratörden üretilen doğru akımı şebekeyle uyumlu alternatif akıma dönüştürür.

7

8 Rüzgar türbin bileşenleri-diğer bileşenler Elektrik toplama sistemi : - Trafolar her bir türbinden üretilen elektriği yükselterek havai hat veya yer altı kablolar vasıtası ile santral çıkış barasına iletir. - Yer altı kabloları/havai hatlar her bir türbinden üretilen elektrik enerjisinin toplanarak şebeke bağlantı noktasına kadar iletilmesi için kullanılır. - Kesici ve ayırıcılar sitemin güvenli çalışması ve arıza anında hattın sistemden ayrılması için kullanılır - TM her bir türbinden üretilen enerjinin seviyesini gelen gerilimi elektriği şebeke bağlantı noktasındaki iletim hattı gerilim seviyesine yükseltir. İletişim sistemi : Rüzgâr türbinlerinin her birinin çalışmasının izlenmesi ve performanslarının kontrol merkezine raporlanmasını sağlar. Veri toplama ekipmanları ve fiber kablolar türbinin izlenmesi ve performansının raporlanması içindir. Kontrol istasyonu verileri birleştirir ve bilgileri yerel şebekeye gönderir.

9 Rüzgar türbin bileşenleri hammadde ilişkisi Tipik bir rüzgar türbini öncelikle çelikten yapılır. (ağırlığının yaklaşık % 90 ı) Alüminyum ve diğer kompozitler kanat yapımında önemli Türbin yapımında kullanılan diğer hammaddeler arasında dökme demir, bakır, ferrit, pirinç, seramik, teflon, kauçuk, karbon fiber, epoksi, cam elyafı, sabit mıknatıslar, ön gerilimi alınmış beton (çimento, kum, çakıl ve güçlendirilmiş çelik)..vb

10 Rüzgar türbini tedarik zinciri RT orijinal ekipman üreticileri (OEM) tarafından imal edilir. OEM ler: tasarım, ana bileşenleri dış kaynaklardan temin eder, bir araya getirir, markalar ve gideceği yere nakleder OEM ler bileşenleri 2 farklı yolla temin eder: Cam elyafı, reçine, motorlar, makine parçaları, hidrolik, kontrol sistemleri merdiven vb alt ve ham madde üreticileri olan 2. ve 3. kademe tedarikçilerden temel parçaları doğrudan tedarik eden ve birleştiren toplayıcı şirket aracılığı ile : Türbinin ~ % 90 parçası toplayıcılar aracılığı ile Doğrudan 1. kademe tedarikçilerden temin : Kule, göbek, kanat, dişli kutusu, yataklar, jeneratör, vb büyük bileşen üreticilerden Türbinin ~ % 10 parçası

11 Bazı Rüzgar türbin üreticileri ve tedarikçileri Türbin Üreticisi Rotor kanatları Tedarikçi si Dişli Kutuları Tedarikçisi Generatör Tedarikçisi Kule Tedarikçisi [1] Kontrol Üniteleri Tedarikçisi Vestas Vestas [2], LM Bosch Rexroth, Hansen, Winergy, Moventas Weier, Elin, ABB, LeroySomer Vestas, NEG, DMI Cotas (Vestas), NEG (Dancontrol) GE Energy LM, Tecsis Winergy, Bosch, Rexroth, Eickoff, GE Loher, GE DMI,Omnical SIAG GE Gamesa Gamesa, LM Echesa (Gamesa), Winergy, Hansen Indar (Gamesa), Cantarey Gamesa Ingelectric (Gamesa) Enercon Enercon Doğrudan sürücülü Enercon KWG, SAM Enercon Siemens Wind Siemens, LM Winenergy ABB Roug, SAM Siemens, KK Electronic Suzlon Suzlon Hansen, Winenergy Suzlon, Siemens Suzlon Suzlon, Mita Teknik REpower LM Winenergy, Renk Eickhoff N/A N/A Mita Teknik, Re Guard Nordex Nordex Winenergy, Eickhoff, Maag Loher Nordex, Omnical Nordex, Mita Teknik [1] Kuleler genellikle projelerin yer aldığı yerli piyasada imal edilmektedir. [2] Koyu yazılanlar türbin üreticisi şirket tarafından üretilen veya mülkiyetinde veya türbin üreticisinin sahip olduğu tedarikçiyi gösterir. Suply Chain: To Race to Meet Demand, Wind Directions-January/February 2007

12 2 MW lık rüzgar türbini maliyet dağılımı Türbin 75,60% Yol 0,90% Temeller Finansal Maliyetler 1,20% 6,50% Elektrik Tesisatı Arazi 3,90% 1,5% Şebeke Bağlantı Kontrol Sistemi 0,30% Danışmanlık 1,20% 8,90% Avrupa da karadaki rüzgar projeleri için yatırım maliyeti: 1-1,9 Milyon /MW (türbin, şebeke bağlantı, temeller altyapı vb dahil 2008 yılında rapor edilen). Kuzey Amerika da yatırım maliyeti : 0,98-1,3 Milyon /MW Japonya da yatırım maliyeti : 1,8-2,2 Milyon /MW, Hindistan ve Çin de ise yatırım maliyeti : 1,45 /MW (1 Milyon $/MW) ın altında

13 Türkiye de rüzgar enerjisi Eylül 2013 toplam rüzgar kurulu gücü : 2676 MW Siemens 4,56% Enercon 24,41% Nordex 23,01% Vestas 25,34% GE 17,23% Sinovel 2,06% Suzlon 1,20% Alstom 1,03% Gamesa 1,15% Santrallerde kullanılan türbinler ağırlıklı olarak 2-3 MW gücünde

14 Rüzgar enerji ekipmanlarının yurt içinde üretiminin değerlendirilmesi Rüzgar teknolojisinde yerli üretim politika destekleri, teknolojik uzmanlık ve işgücünden kaynaklanan bölgesel avantajlar gibi faktörlerle sağlanabilir. Yerli rüzgar gücü teknolojisi üretimi iki farklı şekilde uygulanabilmektedir: 1. Yerli pazara satış yapan uluslar arası şirketlerin üretimlerinin ülkeye kaydırılması ile uluslararası türbin şirketlerinin belli bileşenlerinin ortak girişim şirketleri kurularak yerli üretimi 2. Tamamen yerli rüzgar türbini tasarımı ve imalatı.

15 Rüzgar enerji ekipmanlarının yurt içinde üretiminin değerlendirilmesi Ülkemizde rüzgar türbinleri kule, kanat, transformatör, jeneratör, diğer nasel elemanları, iç elektrik bağlantıları ve şalt sahası ile ilgili elektromekanik ekipmanlar, kontrol, sistem koruma ve güvenlik sistemleri gibi sistem bileşenlerinin üretimi konusunda gerekli olan endüstriyel yetenek mevcut. Sorun bu yeteneklerin harekete geçirilmesi konusunda.

16 Rüzgar enerji ekipmanlarının yurt içinde üretiminin değerlendirilmesi İlk rüzgar santralinde tüm ekipmanlar ve diğer hizmetler yurt dışından temin edilirken, Hemen sonraki santralden başlamak üzere bazı türbin markalarının kule, kanat vb. bileşenlerin yurt içinde üretimi yapıldı, Yeni teşvikler ve lisans alan santral sayısı arttıkça bileşenleri yurt içinde yapılan türbin markalarında önemli artış var Diğer türbin bileşenlerinin yerli üretimi konusunda çalışmalar var Çeşitli türbin bileşenleri için hammadde, alt ve ara mal üretimi yapan firmalar da var Ayrıca küçük rüzgar sistemleri tasarım ve imalatı ile tamamen özgün ve yerli teknoloji 500 kw MİLRES türbini tasarım ve üretimi çalışmaları var.

17 Rüzgar enerji ekipmanlarının yurt içinde üretiminin değerlendirilmesi Türbin kuleleri üretimi yapan bazı firmalar : Çimtaş, AKAT Prefabrik, Algeg, Çiltuğ, Gesbey, Ateş Çelik Türbin kanatları üretimi yapan bazı firmalar: Enercon, TPI Kompozit, EA Wind (AVRASYA), Yapıcılar kompozit Türbin kanatları ara ve hammadde üretimi ve kontrol: Cam Elyaf San., Duratek, METYX Comp, Aksa Karbon Elyaf

18 Rüzgar enerji ekipmanlarının yurt içinde üretiminin değerlendirilmesi Türbin ana, alt bileşen ve bağlantı parçaları üretimi : Berdan Cıvata : Kanatlar için saplama ve somunlar, kule bağlantı civataları), Özgün Makine : Ana mil, kaplin ve redüktör üretim ve işleme), Dirinler Döküm : RES yönelik parça üretimi, dişli kutusu REEL Makine :Türbin gövde ve kanat yatakları Gürgenler : Rüzgar kuleleri için flanşlar, gövde flanşları, özel bağlantı ekipmanları İğrek Makine : Pik, sfero ve çelik döküm üretimi, türbin şasesi Gamak : sanayinin ihtiyaç duyduğu motor ve jeneratör üretimi

19 Rüzgar enerji ekipmanlarının yurt içinde üretiminin değerlendirilmesi-küçük res Northel Enerji : Bireysel ihtiyaçlara yönelik türbin tasarımı (%100) ve yerli üretimi, kanat performans testleri (% 85) -10 kw, 20 kw, 50 kw, 100 kw, 150 kw, 250 kw Pars Makina: Özgün tasarım ve üretim ParsWind 1200 evsel tüketim için anahtar teslimi RT üretimi

20 Rüzgar enerji ekipmanlarının yurt içinde üretiminin artırılması için atılması gereken adımlar Rüzgar enerji politikasında kısa dönem ara hedefler, ihtiyaçlar, sağlanacak yan faydalar (istihdam yaratma, kırsal kalkınma, kirliliğin azaltılması, yerel kaynak çeşitliği ve yerli üretim vb) belirlenmeli ve kapsamlı yol haritaları oluşturulmalıdır. Rüzgar enerjisine yönelik her alanda (türbin tasarımı, mühendislik hesapları, tedarik süreci, imalat, testler, kalite ve belgeleme, rüzgâr ölçümleri ve değerlendirmesi, santral tasarımı, lisans başvuru ve gerekli izinlerin alınması süreci, inşaat, kabul, enerji tahmini vb) çalışma yapanların/yapmayı planlayanların envanteri çıkarılarak, çalışma alanlarına yönelik veri tabanı oluşturulmalıdır.

21 Rüzgar enerji ekipmanlarının yurt içinde üretiminin artırılması için atılması gereken adımlar İlgili tüm tarafların katılımıyla rüzgar enerjisi konusunda yerli sanayinin yeterliliklerini ve ihtiyaçlarını kapsayan kapsamlı bir rüzgar sanayi sektör raporu hazırlanmalıdır. Belirlenen ihtiyaçlara göre imalat sektörünü destekleyecek politikalar oluşturulmalıdır. Yerli üretim yapan firmaların doğrudan faydalanmalarını sağlayacak şekilde imalatçıların yatırımlarında kolaylık sağlanması, A&G destekleri, imal edilen türbinlerin güvenirliğini ve kalitesini gösterecek ve tüketici güveninin oluşmasını sağlayacak test ve sertifikasyon programlarına katılım için destekler, vb sağlanmalıdır.

22 Rüzgar enerji ekipmanlarının yurt içinde üretiminin artırılması için atılması gereken adımlar Yerli üretimin teşviği konusunda uzun dönemli, güvenilir ve kararlı bir mevzuat oluşturulmalıdır. Sistemdeki herhangi bir kesinti veya belirsizlik yüksek yatırım riski yaratmaktadır. Türkiye de bazı türbin bileşenlerinin yerli üretimi büyük oranda türbin üreticisine bağlı olup bu nitelikte ara malzemelerin ithal edildiği belirtilmektedir. Bu tür malzemelerin istenen kalitede yerli üretimi konusunda çalışmalar yapılmalı, eksikler giderilmeli ve yatırımlarda yerli girdi kullanımı konusu teşvik edilmelidir. Çin ve Hindistan gibi ülkelerle rekabet edebilecek politikaların geliştirilmelidir.

23 İlgi ve sabrınız için Teşekkürler!