HİDROTÜRBİN TEKNOLOJİ - ENERJİ

HİDROTÜRBİN TEKNOLOJİ - ENERJİ

İÇİNDEKİLER Arvida TM - Genel Bilgiler 3 HİDROTÜRBİN - Arvida TM 4 Arvida TM - Avantajları 5 Arvida TM - Kullanım Yerleri 5 Arvida TM - Mekanik 6 Arvida TM - Elektrik 7 Arvida TM - İnşaat 7 Arvida TM - Ekoloji 8 Arvida TM - Balık Geçişleri 8 Arvida TM - Balik Geçitleri 8 Arvida TM - İş Yönetimi 9 Arvida TM - Örnek Çalışma 1 Arvida TM - Prototip 11 Arvida TM - Genel Bilgiler Hidroelektrik santraller (HES), suyun potansiyel enerjisini kullanarak elektrik enerjisi elde etmeyi amaçlayan yapılardır. Nehir tipi HES ler, enerji üretmek üzere gereken yüksek düşüyü elde edebilmek için, nehri yatağından ayırarak yüksek maliyetli iletim yapıları ile suyu taşıma ve istenen düşü elde edildiği yerde basınçlı borular yardımı ile türbinlere gönderme prensibi ile çalışır. Yüksek maliyetli, suyu doğal yatağından ayırması sebebiyle ekolojiye zararlı ve mevcut su potansiyelinin hepsinin değerlendirilmesinin mümkün olmadığı bu yönteme alternatif bir çözüm üretme gerekliliği ortadadır. Arşimet vidası, milattan önce 2 lü yıllarda suyu yüksek kotlara taşımak amacıyla kullanılmış hidromekanik bir pompadır. Günümüzde bu amaçla halen pompa yerine kullanılmakla birlikte, katı maddeleri taşıma amaçlı konveyor bant yerine de kullanılmaktadır.* *(HİDROTÜRBİN, pompa veya konveyor bant olarak kullanma ihtiyacı duyan müşterilerine de ihtiyaca uygun tasarım yapmaktadır. Detaylı bilgi için lütfen ilgili kataloğumuzu inceleyiniz. ) Pompa Olarak Tasarlanan Vida Örneği 212 yılında özel sektörde çalışmakta olan ODTÜ mezunu dört girişimci mühendis, mikro ve mini hidroelektrik alanında alternatif bir teknoloji fikriyle bir araya gelmiş ve işlerinden ayrılarak projeye devlet desteği sağlamak amacıyla KOSGEB e başvurmuşlardır. KOSGEB tarafından görüşmeye alınan girişimciler, ilk oturumda tam destek hakkını kazanmışlardır. Alınan bu destekle Hidroturbin Teknoloji Enerji Ltd., ODTÜ Teknokent de kurulmuştur. Hidroturbin kurulduktan hemen sonra patent ve literatür araştırmalarıyla Ar-Ge faaliyetlerine başlamıştır. Bugün, ODTÜ mezunu bir İnşaat, iki Makine, bir Elektrik-Elektronik ve bir Maden Mühendisi çalışmaktadır. Kendi alanlarında yetkin, tecrübeli, girişimci ruhlu bu mühendis kadrosu iş sahibi olmanın bilinciyle, çalışmalarına bütün hızıyla devam etmektedir. Firmamız, yenilenebilir ve alternatif enerji üretim tekniklerinin araştırılması ve geliştirilmesi alanında öncü şirketlerden olmayı hedeflemektedir. Şirket vizyonumuz; Aldığımız eğitim, edindiğimiz tecrübeler ve kazanmış olduğumuz analitik düşünme yeteneğini kullanarak, sürekli araştırmaya ve geliştirmeye dayalı yenilikçi ve üretken mühendislik bilincini yerleştirmek ve yaşatmaktır. Misyonumuz ise; Bu vizyonun ışığı altında, yerli mühendislik çalışmaları yaparak bu alanda bilgi birikimi elde etmek; yerli kaynakların kullanılması, yerli üretim alanlarının açılmasına öncülük ederek milli değere katkı sağlamaktır. 2 3

HİDROTÜRBİN - Arvida TM Arvida TM, pompa olarak kullanılan bu teknolojinin, ters yönde bir türbin gibi çalıştırılarak şaft gücü elde edilmesi, bu güçle de jeneratör kullanılarak elektrik üretilmesi düşüncesiyle ortaya çıkmıştır. AR-GE çalışmalarımız sonucunda nihai mühendislik tasarım değerleri ortaya konulan Arvida TM ; şirketimizin patentli ve marka tescilli ürünüdür. Arvida TM aşağıdaki özelliklerde üretilebilmektedir. (*tek ünite için) -.1 m 3 /s ile 1 m 3 /s arası debi değerlerinde çalışabilme. - 1m ile 1m arası düşülerde çalışabilme. - 1 kw ile 5 kw arası güç üretebilme. - Kurulu gücüne göre %8 - %9 arası türbin verimi ile çalışabilme. - Tasarım debisinin %3 una kadar verimini koruyabilme. Su türbini olarak tasarlanmış vida örneği Arvida TM - Avantajları Arvida TM, aşağıdaki avantajlarıyla mikroheslere mükemmel alternatif sunar. - Açık kanal sistemi ile çalıştığı için uygulama kolaylığı. - İletim yapısı, yükleme havuzu, santral binası, cebri boru gibi yapılara ihtiyac uymadığı için inşaat maliyetinden çok büyük oranda tasarruf. - Düşük devirle çalışan türbin sayesinde çökeltim havuzu ihtiyacının olmaması. - Suyun nehir yatağından ayrılmadığı doğa dostu tasarım. - Dere kesit alanı dışında herhangi bir alana ihtiyaç duymadığı için imar ve izin kolaylığı. - Balık geçişine uygun türbin yapısı. - En az sayıda ve en uygun mekanik parçalardan oluşturularak optimum tasarıma sahip olduğu için bakım gerektirmeyen uzun ömürlü türbin. - Basınçlı çalışan herhangi bir parçaya sahip olmadığı için; işletme aşamasında yüksek güvenlik. - Türbin veriminin debi değişimlerine karşı neredeyse sabit kalması dolayısıyla yıllık ortalama 8 saat işletme olanağı. Mevcut yenilenebilir enerji üretim alternatiflerine oranla en yüksek kapasite kullanımı. - Yerli ürün kullanım avantajı ile elektrik satışında devlet teşviğinden yararlanabilme. Arvida TM - Kullanım Yerleri Arvida TM, aşağıdaki yerlerde rahatlıkla kullanılabilir. - Klasik HES lerin teknik veya ekonomik açıdan uygun olmadığı akarsu potansiyellerinin değerlendirilmesinde. - Suyun herhangi bir yöntemle taşınamayacağı bölgelerde. - Suyun nehir yatağından ayırılmasının mümkün olmadığı bölgelerde. - Klasik HES lerin kuyruksularında. - Kullanılmayan su değirmenlerinin yerine. - Mevcut tüm dolu-taşma savak ve bentlere. - Köprülerin altında. - Arıtma tesislerinin çıkışlarında. - Soğutma ya da temizleme, yıkama amacıyla yüksek miktarda su kullanan fabrika veya tesislerde. ( Termik santraller, Şeker fabrikaları, Demir-Çelik fabrikaları vs.) - Sulama ya da başka amaçla yapılmış olan kanalların içinde. - Elektrik hattı getirmenin maliyetli olduğu uzak dağ köylerinde, fidanlıklarda, orman bölgelerinde. - Nispeten küçük kapasiteli santrallerin ekonomik ömrünü tamamlamış türbinlerinin yerine. - Kendi elektriğini üretmek isteyenlerin göstereceği tüm derelerde. 4 5

Paralel Konfigürasyon Arvida TM, tek ünite olarak kullanıldığı gibi, kapasite artırmak amacıyla proje elverdiği takdirde seri ya da paralel olarak da kullanılabilir. Böylelikle uygulanan yerdeki tüm potansiyel değerlendirilir. Arvida TM - Elektrik Arvida TM elektriksel kısım tasarımı tamamen çalışma şekline göre tasarlanmaktadır. Bu çalışma modelleri aşağıdaki gibidir: 1- Direkt şebekeye bağlı 2- Şebekeden bağımsız Ayrıca bu çalışma modellerinde türbinin çalışma karakteristiklerine göre; a) Sabit hızlı operasyon b) Kutup sayısı değiştirebilen jeneratörlerle iki farklı sabit hızlı operasyon c) Değişken hızlı operasyon mümkündür. Türbinin çalışma karakteristikleri ise kaynaktaki değişimlere ve türbin tarafında uygulanan kontrollere göre şekillenmektedir. Sistemin elektriksel kısım tasarımı tamamen yukardaki değişkenlere göre yapılmaktadır. Direkt şebeke bağlantısının olduğu durumlarda çoğunlukla asenkron jeneratör kullanılır. Asenkron jeneratörler özellikle bu sistemin uygun olduğu güç aralığında kolaylıkla temin edilebilir ve güvenilirdirler. Bakım gereksinimleri de oldukça azdır. Sabit hızlı çalışmada asenkron jeneratör direkt olarak şebekeye bağlı olabilecek iken, değişken hızlı çalışmada bir frekans konvertörü ile bağlıdır. Arvida TM - Mekanik Arvida TM, mekanik parçalar olarak aşağıdakilerden oluşmaktadır: - Mekanik parçaların üzerine montelendiği çelik yatak. Şebekeden bağımsız sistemlerde ise, güç üretim sistemi tamamen karşılayacağı yükün gereksinimlerine göre dizayn edilir. Genellikle senkron veya sabit mıknatıslı jeneratörler kullanılabilir. Sistemde gerilim ve frekans kararlılığını sağlamak üzere bir otomasyon sistemi bulunur. Arvida bünyesinde oldukça kapsamlı bir kontrol ve izleme sistemi bulundurur. Bu sistem sayesinde tesisin performansı izlenebilir, kayıt altına alınabilir. Bu sistem aynı zamanda oluşabilecek acil durumlarda teçhizatın korunmasını da sağlamaktadır. Hata veya sistemde oluşabilecek kısa devrelere, aşırı akım ve gerilimlere karşı korumalar mevcuttur. İstenildiği takdirde otomasyon sistemine, proje sahibinin tesisin anlık üretimini, debisini ve bunun gibi tüm değerlerini bilgisayar veya cep telefonu ile uzaktan izleyebileceği ve kontrol edebileceği bir yazılım entegre edilir. - Yataklama için kullanılan, yağlama ihtiyacı duymayan, düşük sürtünmeli, suda çalışabilen üst ve alt rulman yatakları. - Türbin dönüş hızını jeneratör hızına çıkarmak için dişli kutusu. - Türbin mili ve dişli kutusu arasında aktarım yapabilen esnek kaplin. - Büyük ölçülü cisimlerin türbine zarar vermesini engellemek amaçlı kaba ızgara. Arvida TM - İnşaat Arvida TM inşaat yapıları tamamen proje gereksinimlerine göre yapılır. Projelendirme sırasında müşteri istekleri de göz önüne alınır. Su alma yapısı, savaklar, boşaltım kanalları, vida yatağı, kapak ve ızgara bölgeleri, santral binası, çevre düzenlemeleri, yollar, köprüler, balık geçidi, kısaca proje gereksinimlerinin hepsi HİDROTÜRBİN tarafından projelendirilerek müşteriye teslim edilir. - Açma, kapatma ve acil durumlar için hidrolik basınçla çalışan emniyet kapağı. - Her türlü korozyondan koruyucu uzun ömürlü epoksi bazlı boya. Tamamı şirketimiz bünyesinde geliştirilen türbin tasarımları, proje gereksinimlerine göre ayrı ayrı projelendirilmekte, böylelikle potansiyelin maksimumu değerlendirilmektedir. Örnek olarak15 kw lık çıktı veren bir türbini ele alalım: - Alternatif 1: Tasarım debisi.76 m 3 /s ve düşüsü 3m olan bir türbinin dış çapı 1.55m ve kanatlı uzunluğu 8.27m olmaktadır. - Alternatif 2: Tasarım debisi 1.5 m 3 /s ve düşüsü 1.52m olan bir türbinin dış çapı 2.8m ve kanatlı uzunluğu 4.41m olmaktadır. Projelendirilmiş Arvida TM Örneği* *Geniş Dere kesitinde uygulama 6 7

Arvida TM - Ekoloji Arvida TM açık kanal sistemiyle çalışmakta olduğu için, suyun doğal akış güzergahından alınıp basınçlı borulara yönlendirilme ihtiyacı taşımamaktadır. Bu sayede nehir yatağına bir müdahale söz konusu olmamakta, doğal havza yapısı tamamen korunmaktadır. Suyun doğal düşü kazandığı bölgelerde değerlendirildiği gözönüne alınırsa, dere yatağının içine herhangi bir müdahale yapılmadan, türbin yerleştirilebilmektedir. Ayrıca jeneratör, panolar ve diğer aksam için oldukça küçük bir kulübenin yeterli olması, Arvida TM yı uygulandığı yerde doğal yaşamın bir parçası haline getirmektedir. Arvida TM - İş Yönetimi Ürün talep edildiği andan itibaren HİDROTÜRBİN, Arvida TM nın işletmeye alınması anına kadar gereken bütün mühendislik ve müşavirlik-danışmanlık hizmetlerini uzman kadrosuyla gerçekleştirmektedir. Türbin imalatından, inşaat işlerine, mühendislik hizmetlerinden kamu kurumları nezdinde yapılması gereken tüm işlemler dahil anahtar teslim hizmet sunulmaktadır. Arvida TM Balık Geçişleri Arvida TM, düşük dönüş frekansına sahip olan türbin yapısı ve açık kanal işletme özelliği sayesinde içerisinden balık geçişlerine izin vermektedir. Aşağıdaki tablolar, bu yöntemle elektrik üreten tesislerde yapılan araştırmaları içermektedir. Bu araştırmalar göstermiştir ki, balıkların çok büyük bir kısmı türbinden sorunsuzca geçebilmektedir. Hiç ölüm olayına rastlanmamış, bir kaç balık ise hafif sıyrıklar almıştır. Detaylı çalışmaları incelemek için lütfen sitemize göz atınız. Arşimet Vidasından Geçen Balıklar (Spah 21) Ürünün Üretimi Ürünün Nakliyesi Montaj ve CANLI TÜRÜ TEST SAYISI 22 CANLI BOYU (cm) 36-58 YARALANAN BALIK SAYISI YARALANMA TÜRÜ Finansman Testler ve Hizmete Alma 3 2-36 31 8-35 19 63 8 3 14-18 8-43 12-14 11-14 5 Müşteri Talebi: Ardiva ile ilgilenen bütün müşterilerimiz talepleri 3 iş günü içinde değerlendirilmeye alınır. Ön Fizibilite Çalışması: Kurulumun yapılması istenen yer, uzman kadrolarımızca mümkünse yerinde görülerek kapasite tayini yapılır. Müşteriye ön rapor sunularak onayı alınır. Bu aşamaya kadar herhangi bir ücret talep edilmez. 1 8 21 16-21 2 Detaylı Fizibilite Çalışmaları: Hidroloji, Jeoloji, Ekoloji çalışmaları yapılıp proje tasarım debi ve düşü değerleri belirlenir. Kurulacak tesisler, vida geometrisi belirlenir ve ekonomik analiz yapılarak raporda sunulur. Arvida TM Balık Geçitleri Arvida TM, balık geçişleri için eşi olmayan bir türbin olsa da, zaman zaman yerel yönetimlerin isteği veya mevzuatlar doğrultusunda ayrı bir balık geçidinin de projede yer alması gerekmektedir. Bu gibi durumlarda HİDROTÜRBİN, proje doğrultusunda doğal ya da teknik balık geçitlerini de projelendirmektedir. Gerekli İzinlerin Alınması: Detaylı fizibilite raporu hazırlandıktan sonra müşterimizin kamu kurum ve kuruluşları ile ilgili gereken tüm izin işlemleri başlatılır. Finansman: HİDROTÜRBİN, müşterimiz arzu ettiği taktirde finansman bulması için yardımcı olacaktır. Mühendislik Çalışmaları: Tüm mimari, inşaat, mekanik ve elektrik uygulama projeleri firmamız tarafından hazırlanır. Ürün Üretimi ve Nakliyesi: Müşterimiz arzu ettiği taktirde tüm inşaat işleri tarafımızdan saha ekiplerimiz tarafından yapılacak ve türbin montaja hazır halde sahaya ulaştırılacaktır. Montaj, Testler ve Hizmete Alma: Ürün montajı bittikten sonra şebekeye bağlanma ve testlerin bitirilmesini takiben kesin kabul yapılana dek HİDROTÜRBİN müşterisinin yanındadır. Doğal Balık Geçidi ile Projelendirilmiş Arvida TM Örneği 8 9

Arvida TM - Örnek Çalışma Arvida TM nın kurulması düşünülen aşağıdaki örnek çalışma, uygulama açısından fikir verecektir. - Uygulamanın düşünüldüğü yer, karadeniz dağ köylerinden birinin içinden geçen, klasik HES kurmanın ekonomik olmadığı vahşi deredir. Köylüler kendi elektriklerini üretmek fazlasını da satmak istemektedirler. Bu ürün, Hidrotürbin tarafından geliştirilen ve çalışır durumda bulunan bir Arvida TM prototipidir. Arvida TM nın farklı düşü ve debi değerlerinde geniş bir zaman diliminde yapılan uygulamalı test ve kontroller sonrası değişken şartlara rahat uyum sağlayarak sorunsuzca çalışabildiği tasdik edilmiştir. Duruma /akışkana has özel tasarım gerektiren (terzi usulü) Arvida TM ; talep edilmesini müteakip yapılan mühendislik çalışmaları neticesinde üretim aşamasına gelmekte, en uygun teknik şartlarda imal edilmektedir. - Yapılan fizibilite sonucu debi-süreklilik eğrisinden,76 m 3 /s tasarım debisi seçilmiştir. Arvida TM, tasarım debisinin %3 una kadar olan debilerde verimini kaybetmediğinden, tesis işletme ömrünün %92 si süresince çalışacaktır. Bu da yılda 86 saate karşılık gelir. Debi - Süreklilik Eğrisi Q ( m 3 / s ) 7. 6. 5. 4. 3. 2. - Hidroloji çalışmaları ayrıca 1 yıllık taşkın debisinin 38,7 m 3 /s olduğunu göstermiştir. Bu debi ise vidanın yanına yapılacak dolusavaktan güvenli bir biçimde mansaba aktarılacaktır. 1.. 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 55 6 65 7 75 8 85 9 95 1 % P - Kurulum yapılacak derenin topografik özellikleri dikkate alındığında, düşü 3 m olarak tayin edilmiştir. Bu sayede 15 kw lık güç elde edilecektir. - Vidanın taşkından korunmasını önlemek ve işletme sırasında açıp kapatabilmek amacıyla su alma ağzına kapaklar yapılacaktır. Bu kapaklar aynı zamanda HİDROTÜRBİN tarafından geliştirilen otomasyon sistemi sayesinde taşkın esnasında bile debiyi otomatik ayarlayarak vidanın çalışmasına devam etmesini sağlayacaktır. Taşkın suyu savaktan güvenli bir biçimde atılırken, işletmecinin hiçbir müdahalesine gerek kalmadan Arvida TM çalışmasına devam edecektir. - İnşaat işleri dahil edilmeden gelir tablosu aşağıdaki gibidir. (Fiyatlar TÜRKİYE için geçerlidir),76 m 3 /s 3m 15 kw 86 sa 7,3 cent / kwh 1,3 cent / kwh 5983,8$ 1 11

HİDROTÜRBİN TEKNOLOJİ - ENERJİ HİDROTÜRBİN TEKNOLOJİ ENERJİ LTD. ŞTİ. ODTÜ Teknokent KOSGEB Tekmer No:55 Çankaya/ANKARA Tel-Faks: +9 (312) 21 18 28 E-mail: iletisim@hidroturbin.com.tr BU PROJE KOSGEB DESTEKLİDİR. www.kosgeb.gov.tr